2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a sterilizer for indwelling urinary catheters with UVC-LEDs
| Project/Area Number |
18K12140
|
|---|
| Research Institution | Hirosaki University |
|---|
Principal Investigator |
齊藤 玄敏 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70264091)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 尿道留置カテーテル / 尿路感染症 / UVC-LED / 殺菌 / 大腸菌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
殺菌器の以下の改良点（１）殺菌チャンバーの短手方向の寸法を縮小，（２）LED間距離の最適化，（３）LED反射板の傾斜角の最適化，（４）LEDカバーガラスに反射ゴマの設置の効果，について光学シミュレーションで，殺菌性能に対する効果を確認した。上記の改良により殺菌器は紫外線の照射むらが小さく，低照射領域の割合も小さくなる。また，殺菌性能は，殺菌開始直後で従来の殺菌機を下回るが，途中から上回るようになることが示された。
温度計測実験と熱シミュレーションを行い，LED発光部の温度が115℃を超えないこと，患者が低温やけどをすること無く安全に使えることを確認した。ミニモデルで，LEDのPBC板の温度が室温から7℃上昇することを確認した。この値と材料物性をもとに熱シミュレーションを行った結果，LED発光部の温度は73℃，筐体の温度上昇はゼロとなることが示された。実際，筐体外部を触れても温度上昇は感じられない。
殺菌機を作成し，それを用いて大腸菌（K-12株）菌液の殺菌実験を行った。実験には２種類のLEDを用いた。１つは従来から使用している紫外線強度が4300μW/cm2（400mA, 9V）のもの，もう１つは紫外線強度が5160μW/cm2（380mA, 8.5V）のものである。前者を用いた殺菌器では，LRV（対数減少値）は前に述べた光学シミュレーションの結果と調和的で25秒後から旧殺菌機よりも優れた結果になった。また，99.99%殺菌（LRV4.5）には25秒要した。後者を用いた殺菌器では，殺菌開始後10秒でLRV6.2に達する。また，99.99%殺菌（LRV4.5）はわずか8秒で済むことを確認した。この程度の殺菌時間であれば使用者の負荷はかなり抑えられると思われる。
|
