2012 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel plasma sources for plasma medicine through advanced spatio-temporal control of atmospheric-pressure discharge
| Project Area | Plasma medical innovation |
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| Project/Area Number |
24108003
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
節原 裕一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80236108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 亮 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (90323443)
小田 哲治 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90107532)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ医療 / プラズマ生成・制御 / 医療・福祉 / 生体分子 / 低侵襲治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、本研究では、プラズマ生成・制御ならびに相互作用に関する研究成果を礎に、放電制御と気相活性粒子計測に基づく研究により、生体適合性と時空間制御性に優れた放電生成の基盤確立を通じて、革新的な医療用プラズマ源を開発することを目的としており、目的達成のため、以下の課題を設定している。[1]生体高分子との相互作用解明、[2]放電構造・活性種分布の時空間計測・評価、[3]放電励起の高度時空間制御による生体適合放電の基盤確立、[4]革新的医療プラズマ源の開発。
初年度に当たる本年度は、研究計画を効率的かつ着実に遂行するための基盤整備に主眼を置き、上記の課題[1]～[3]について研究を実施した。まず、課題[1]について、アミノ酸ならびに高分子へのプラズマ照射に伴う荷電粒子・ラジカル・光との相互作用について調べるため、プラズマを直接照射した場合と荷電粒子・ラジカル・光を分離して照射した場合について、主に分子損傷の観点から分析を行った。その結果、アミノ酸に対する分子損傷を生じさせる効果は、荷電粒子＞真空紫外光＞紫外光～ラジカルの順に顕著となることが分かった。次いで、課題[2]について、放電構造・活性種分布の時空間計測・評価に向けた分光計測実験系を整備し、プラズマジェットとストリーマ放電について、OHラジカルおよびOラジカルの計測と共に計算機シミュレーションを行い、両者の対比が可能であることを示した。さらに、課題[3]について、生体適合性に優れた放電励起・制御手法の開発に向けて、高電圧（直流、パルス）ならびに高周波を印加した際の放電開始電圧に着目して、放電ガスの流れと励起周波数に対する依存性に関する実験を行ってデータを蓄積すると共に、流体シミュレーションによる解析と比較検討を行った。その結果、放電ガスの流れと励起周波数の制御が放電開始電圧の低減に有効であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記したように、研究計画を効率的かつ着実に遂行するための基盤整備を行うと共に、本年度で計画した課題について研究目的の達成に向けた効果が見出せてきており、研究計画は順調に進展していると考える。また、次年度以降に予定している液中の有機分子との相互作用に関する研究においては、本年度において予備データの取得を開始しており、この点では当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に整備した実験系ならびに蓄積した知見をもとに、本研究計画で設定した課題について、計画通りに研究を推進する。特に、プラズマとの相互作用に関する課題については、液中に存在する生体分子との相互作用に関する研究に本格的に着手することによる生体適合性の観点と共に、気相の励起種の計測と相補的に、放電励起・制御手法の高度化に向けた検討を行っていく予定である。
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Research Products
(19 results)
