2019 Fiscal Year Research-status Report
UVC-LEDを光源とする留置尿道カテーテル用殺菌装置の開発
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18K12140
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
齊藤 玄敏 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70264091)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 尿道留置カテーテル / UVC-LED / 殺菌所要時間の推定と実測 / 温度特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，尿道留置カテーテルの接続部に紫外線を照射し，殺菌するUVC-LEDを用いた照射装置を開発するもので，尿路カテーテル殺菌装置は尿路カテーテルを使用する患者を尿路感染症から守りQOL向上に資することが期待されている。
本年度は，ラボモデルの作成（設計，シミュレーション），実機化（加工，組み立て），評価（温度，紫外線強度分布，殺菌実験）を繰り返し，殺菌器の試作と評価を行った。
設計変更点は次の４項目である。(1)殺菌チャンバーの寸法変更（①長手方向に拡大：90mm→135mm，理由）カテーテル接続部に対してクリアランスが小さいことへの対応，②短手方向に縮小：60mm→25mm，理由）紫外線の反射を有効利用するとともに，長手方向の拡大に伴う照射強度の低下を押さえる），(2)カテーテルとLEDの距離を変更（距離を縮小：8mm→2mm，理由）直達の照射強度を強める），(3)LEDの配置の変更（カテーテルの軸線に沿って直線上→軸線にジグザグ配置，理由）カテーテルの軸線から少しずらして配置することで，反射を積極的に利用する），(4)強制冷却システムの強化（①軸流ファンの個数：2個→3個，②ヒートシンク：熱抵抗の小さいものに変更，理由）冷却効率を高め，低温やけとなどの危険性を下げる。
研究成果は以下のようにまとめることができる。(1)３次ラボモデルのLEDの熱による温度上昇は8℃で，低温火傷の危険性はない。(2)大腸菌液を使用した殺菌性能評価実験では，３次ラボモデルは一次ラボモデルよりも殺菌性能が低い。主な原因として，「LED間隔が広いこと」と「LEDの照射指向性が狭いこと」が考えられる。(3)照射指向性の改善を行うために，LEDとカテーテル間の距離を大きくとった三次ラボモデルの改良版を作成した。大腸菌液を使用した殺菌性能評価実験では，１次ラボモデルにかなり近い結果を得た。
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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
尿路留置カテーテルと蓄尿バックの接続部を殺菌対象としている。長手方向の寸法をこれまでの9cmから13cmに拡張したため，本年度に作成・評価した殺菌器の性能は１次モデルよりも劣るものとなった。ただし，原因と今後の対策が明確に見えているので，「おおむね順調に進展している。」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験とシミュレーションを通じて，ラボモデル設計の参考となる多くの知見を得た。次年度も継続的に尿路カテーテル殺菌装置の開発取り組む予定で，LEDの個数を増やして，LED間隔を狭めたラボモデルを試作・評価する予定である。また，安全性を高めるために，温度センサ，蓋の開閉検知センサ，紫外線センサを組み込む予定である。
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| Causes of Carryover |
中途半端な残額となったため，次年度に繰り越しすることとした。次年度の予算と合算して使用することで，予算の有効利用を行う。主として，殺菌器の材料費に当てる予定である。
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Research Products
(6 results)
