2013 Fiscal Year Annual Research Report
高度時空間制御による生体適合放電生成の基盤確立と革新的医療プラズマ源の創成
| 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)
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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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| Research Abstract |
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。
本年度は、初年度に整備した実験系をベースに用いて、上記の課題[1]～[3]に主眼を置いて研究を実施した。まず、課題[1]について、初年度に行った大気中でのプラズマ照射実験に加えて、液中に存在するアミノ酸ならびに生体高分子と大気圧プラズマとの相互作用を、気液界面ならびに液中で生じる物理過程および化学反応の観点から分析を行った。その結果、微弱な大気圧放電プラズマを用いた場合でも、有機分子の化学修飾のみならず、解離反応が進行することを分子構造の解析から明らかにした。次いで、課題[2]について、活性種の挙動と放電構造ならびにプラズマパラメータとの相関をレーザ分光計測実験系とシミュレーションを用いて調べ、放電構造ならびに気流が活性酸素の生成に密接に関与していることが分かった。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、放電特性の励起周波数依存性ならびに放電ガス流体パラメータ依存性について調べた。その結果、特に励起周波数の制御が放電開始電圧の低減と放電維持に有効であることを明らかにした。また、大気圧プラズマの時空間構造を調べると共に、本新学術領域研究で名古屋大学に構築された『プラズマ医療科学総合拠点』を活用して活性種の絶対密度計測を行い、プラズマ医療に適用する際に重要となる活性種の空間分布を明らかにした。
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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」ならびに「研究発表」の蘭に記しているように本年度で計画した課題は概ね達成できており、研究計画は順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで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。今後、本新学術領域研究で名古屋大学に構築された『プラズマ医療科学総合拠点』での共同研究体制を活用して、放電励起・制御手法の高度化による独自のプラズマ医療用プラズマ源の開発に向けた研究を加速化していく予定である。
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