2015 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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| Outline of Annual Research Achievements |
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、まず、上記の研究課題[3]について、これまでに蓄積した数kHzから100MHzにわたる広範な周波数領域での系統的な大気圧放電プラズマ生成技術と共に放電ガス流体挙動依存性に関する知見を駆使して大気圧プラズマ源を開発し、『プラズマ医療科学総合拠点』での活性種計測に関する共同研究を通じて、広範な制御性を実現可能であることを示した。さらに、大気圧プラズマジェットについて、電気的な直接測定により、電離波動としての伝搬挙動と共に固体表面あるいは液体表面への照射状態を直接的に評価可能であることを示し、プラズマ照射状態に関する評価指標の一つとして利用可能であることを提案した。加えて、放電状態ならびにガス流れが、活性酸素種（ROS）ならびに活性窒素種（RNS）の液中での生成挙動に及ぼす効果を示した。また、研究課題[2]について、これまでに整備した計測手法を基に、プラズマ生成雰囲気ならびに放電生成条件が気相での活性種生成に及ぼす影響を明らかにした。さらに、研究課題[4]について、『プラズマ医療科学総合拠点』での共同研究を通じて開発した上述の大気圧プラズマ生成照射系を用いて、液中での活性種生成制御に関する基礎データを基に、本領域内の医学系グループと連携して細胞応答に関する共同研究により、プラズマ源開発に向けた研究を推進した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記したように、本年度での計画課題の達成のみならず、特に、気相での活性種生成・制御に関する研究に加えて、液中での活性種生成挙動に関して、活性酸素種（ROS）ならびに活性窒素種（RNS）の評価手法を組み入れ、従来のプラズマ源に比べて広範な制御性を実現可能であることを示した。さらに、放電状態ならびにガス流れが液中のROS生成挙動に及ぼす効果に関して昨年度までに蓄積した知見に加えて、電気的な直接測定との相関を示し、プラズマ照射状態を直接的に捉えることが可能になった。加えて、上述の液相に生成される活性種（ROS, RNS）の制御性を活用して、本新学術領域内の医学系グループと連携した細胞応答に関する共同研究により、プラズマ源開発に向けた研究を総合的に推進するに至っている。以上の成果は、次年度の本計画研究のアプローチにおいて重要な役割を担うだけでなく、本新学術領域内A01～A03班でのプラズマ照射実験全般に関わる重要な知見を与えることが期待される。
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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、本新学術領域内での連携研究を通じて、本研究計画で設定した課題に基づいて研究を推進する。特に、本新学術領域研究において名古屋大学に構築された『プラズマ医療科学総合拠点』での装置および計測技術の活用に加えて、本新学術領域内の医学系グループとの連携を通じて、最終年度での取り纏めに向けて、『プラズマ医療科学総合拠点』を通じたA01～A03班での照射実験をはじめとする共同研究への参画を図っていく予定である。
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Research Products
(31 results)
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[Presentation] 非平衡プラズマジェットの動的放電特性2015
Author(s)
内田 儀一郎, 竹中 弘祐, 節原 裕一, 川崎 敏之, 古閑 一憲, 白谷 正治
Organizer
第21回プラズマ新領域研究会「プラズマ流の可視化」
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2015-10-03 – 2015-10-03
Invited
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