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Ultrasonic-Combined Plasma Bubbling for Bacteria Disinfection on Medical Equipment

Research Project

Project/Area Number 20K07039
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionTokyo Health Care University

Principal Investigator

IWASAWA ATSUO  東京医療保健大学, 医療保健学研究科, 教授 (20468599)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松村 有里子  東京医療保健大学, 医療保健学研究科, 准教授 (10439507)
高松 利寛  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 助教 (10734949)
沖野 晃俊  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (60262276)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords超音波併用温度制御プラズマ / 殺菌効果 / 大気圧低温プラズマ / 殺菌 / ウイルス不活化
Outline of Research at the Start

大気圧低温プラズマは,活性種の生成により低温での微生物の不活化が可能であり,薬剤に代替する新たな殺菌方法として期待されている。しかし,殺菌メカニズムの調査や医療用器具等への殺菌条件の最適化が不十分であるため,実用化には至っていない。本研究ではプラズマのガス種とガス温度を選択できるプラズマ源を用いて殺菌因子を解明し,プラズマバブリングすることで溶液を介した医療用器具の滅菌もしくは高水準消毒が行うことができる手法を開発することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Atmospheric low-temperature plasma has received attention for application in disinfection methods. In this study, we develop a plasma bubbling method as a disinfection method. In the plasma bubbling method, the bactericidal effect can be introduced into the water by bubbling with carbon dioxide plasma. The plasma bubbling method is effective for the treatment of bacteria, which pose problems in the field of ophthalmology. In addition, we develop ultrasonic-combined plasma bubbling, in which plasma bubbling imposes a bactericidal effect, whereas ultrasonic exerts a detachment effect as a disinfection method for adherent bacteria on medical equipment. Ultrasonic-combined plasma bubbling demonstrates a prominent bactericidal effect on P. aeruginosa adherent bacteria on stainless steel plates and can be used to the measuring prism (MP) of applanation tonometers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

消毒薬等の薬剤の使用は人体・水系環境への影響が危惧されている。大気圧低温プラズマは薬剤に代替する新たな殺菌手法として期待されている。本研究成果により、医療機器・器材に付着している菌を超音波で剥離させ、大気圧低温プラズマバブリングで生成する活性種により、微生物を不活化できることを検証できた。その際、眼科領域の器材表面に損傷は認められなかった。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Ultrasonic-Combined Plasma Bubbling for Adherent Bacteria Disinfection on Medical Equipment2022

    • Author(s)
      Suenaga Yuma、Kawano Hiroaki、Takamatsu Toshihiro、Matsumura Yuriko、Ito Norihiko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • Journal Title

      Plasma Chemistry and Plasma Processing

      Volume: 42 Issue: 3 Pages: 575-586

    • DOI

      10.1007/s11090-022-10241-7

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plasma Gas Temperature Control Performance of Metal 3D-Printed Multi-Gas Temperature-Controllable Plasma Jet2021

    • Author(s)
      Suenaga Yuma、Takamatsu Toshihiro、Aizawa Toshiki、Moriya Shohei、Matsumura Yuriko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 11 Issue: 24 Pages: 11686-11686

    • DOI

      10.3390/app112411686

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Controlling Plasma Gas Species and Temperature on Reactive Species and Bactericidal Effect of the Plasma2021

    • Author(s)
      Suenaga Yuma、Takamatsu Toshihiro、Aizawa Toshiki、Moriya Shohei、Matsumura Yuriko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 11 Issue: 24 Pages: 11674-11674

    • DOI

      10.3390/app112411674

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大気圧低温プラズマ水中バブリング処理による殺菌およびウイルス不活化2023

    • Author(s)
      大澤泰樹, 福智魁, 福山陽平, 沖野晃俊, 松村有里子, 岩澤篤郎, 土田和徳, 浦井一
    • Organizer
      令和4年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of high-speed temperature control multi-gas plasma jet for irradiating to living organisms/cells,2022

    • Author(s)
      Toshiki Aizawa, Yohei Fukuyama, Yuriko Matsumura, Atsuo Iwasawa, Akitoshi Okino.
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Metallomics
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Low-temperature Plasma Source Capable of Generating Various Reactive Species and Irradiating Living Organisms,2022

    • Author(s)
      Taiki Osawa, Chishi Ryu, Kai Fukuchi, Yohei Fukuyama, Yuriko Matsumura, Atsuo Iwasawa, Akitoshi Okino.
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Metallomics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Virus Inactivation and Disinfection by Atmospheric Low Temperature Plasma Bubbling,2022

    • Author(s)
      Taiki Osawa, Zhizhi Liu, Kai Fukuchi, Yuriko Matsumura, Atsuo Iwasawa, Kazunori Tsuchida, Hajime Urai, Akitoshi Okino.
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Biomedical Engineering,
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 殺菌効果向上のための水蒸気プラズマジェットの試作,2022

    • Author(s)
      大澤泰樹, 劉智志, 山内素明, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊.
    • Organizer
      日本防菌防黴学会 第49回年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ガスを使わない水蒸気プラズマジェット装置の開発2022

    • Author(s)
      大澤泰樹, 劉智志, 福智魁, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊.
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会 第117回講演会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気圧低温プラズマを用いたノンエンベロープウイルスに対する不活化効果の検証2022

    • Author(s)
      大澤泰樹, 劉智志, 福智魁, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊.
    • Organizer
      第39回プラズマ・核融合学会 年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外線とプラズマの完全同時照射による大面積殺菌処理2022

    • Author(s)
      劉智志, 大澤 泰樹, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      第39回 プラズマ・核融合学会 年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気圧温度制御プラズマを用いた液中および物質表面の殺菌処理2021

    • Author(s)
      沖野晃俊, 大澤泰樹, 末永祐磨, 松村有里子, 岩澤篤郎
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 大気圧低温プラズマによる大面積殺菌処理装置の開発と活性種の測定2021

    • Author(s)
      大澤泰樹, 劉智志, 末永祐磨, 中西秀行, 小澤茂樹, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プラズマバブリングにおける殺菌メカニズムの検討2021

    • Author(s)
      末永祐磨, 大澤泰樹, 劉智志, 高松利寛, 青木元秀, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] プラズマのガス種およびガス温度が液中殺菌効果に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      末永祐磨, 相澤駿輝, 高松利寛, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      日本防菌防黴学会 第48回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 加湿ガスを用いたプラズマによる紙幣付着病原微生物の殺菌実験2021

    • Author(s)
      大澤泰樹, 劉智志, 末永祐磨, 中西秀行, 小澤茂樹, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      日本防菌防黴学会 第48回年次大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] インターバルプラズマバブリングの間欠時間が殺菌効果に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      末永祐磨, 高松利寛, 松村有里子, 伊藤典彦, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      第 81 回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] プラズマガス温度がプラズマバブリングの殺菌効果に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      末永祐磨, 大澤泰樹, 高松利寛, 松村有里子, 伊藤典彦, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • Organizer
      第 37 回 プラズマ・核融合学会 年会
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      2020 Research-status Report
  • [Book] 抗菌・抗ウイルス性能の材料への付与、加工技術と評価 第3節 大気圧低温プラズマを利用した殺菌・ウイルス不活化2021

    • Author(s)
      高松利寛、末永祐磨,沖野晃俊、松村有里子,岩澤篤郎
    • Total Pages
      582
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048340
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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