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2011 Fiscal Year Annual Research Report

低濃度過酸化水素のラジカル殺菌能を高度利用した次世代青色レーザー歯ブラシの開発

Research Project

Project/Area Number 22792107
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

猪飼 紘代  東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (20431588)

Keywords低濃度過酸化水素 / ラジカル殺菌 / 可視光LED歯ブラシ / オーラルケア / ヒドロキシルラジカル
Research Abstract

本研究は、ラジカル殺菌技術をオーラルケアの分野に応用することを目的として行われた。原理として、過酸化水素を含む歯磨剤と、毛先から光が放出される歯ブラシを用いて効果的にヒドロキシルラジカルを局所で発生させ、歯面に付着したバイオフィルムの除去・殺菌を行うものである。本年度は、光ファイバーでブラシ部分を作成し、405nmのLEDでブラシ先端を光らせるタイプの歯ブラシを試作した。LEDは可能な限り高出力のものを使用したかったが、発熱の問題があり、初めに試作した歯ブラシの先端からの出力は約1.5mW程度であった。1.5mW程度では、過酸化水素濃度を最大の1Mにしても、明らかな殺菌効果は認められず、さらなる出力の向上が必須であった。次に試作した歯ブラシは先端からの出力を約22mWまで高めることができたが、この出力でも、10^7CFU/mlの菌を殺菌するのには十分な出力とは言えなかった。試作歯ブラシの製作にはその他にも、(1)ブラシの先端から光らせるためにブラシ部分を光ファイバーにせざるを得ないという問題、(2)歯ブラシの形状を考えるとそれほど多くのファイバーを搭載できないという問題、(3)405nmのLED光は、わずかに紫外光を含んでしまうという安全面での問題、があった。(3)については、UVカットフィルムを使用することで対応可能(type II試作機に搭載)であるが、(1),(2)については今後の検討課題である。S.mutansのバイオフォルムモデルを用いた殺菌試験で、従来から用いられている口腔内消毒薬との殺菌効果の比較を行ったところ、過酸化水素濃度が最大の1Mであれば、LED出力は50mW以下でも既存の口腔内消毒薬よりも高い殺菌効果を示すことが分かった。ただし、実際に口腔内で用いる場合は刷掃効果があること、同一か所に数分間光照射するわけではないこと、口腔内消毒薬と同程度の殺菌効果を目指しているわけではないことなどを考慮すると、in vivoでの判定が必須である。

  • Research Products

    (13 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Synergistic Effect of Thermal Energy on Bactericidal Action of Photolysis of H_2O_2 in Relation to Acceleration of Hydroxyl Radical Generation2012

    • Author(s)
      Shirato M, Ikai H, Nakamura K, Hayashi E, Kanno T, Sasaki K, Kohno M, Niwano Y
    • Journal Title

      Antimicrob Agents Chemother

      Volume: 56 Pages: 295-301

    • DOI

      10.1128/AAC.05158-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Literature review of the role of hydroxyl radical in chemically-induced mutagenicity and carcinogenicity for the risk assessment of disinfection system utilizing photolysis of hydrogen peroxide2012

    • Author(s)
      Kanno T, Nakamura K, Ikai H, Kikuchi K, Sasaki K, Niwano Y
    • Journal Title

      J Clin Biochem Nutr

      Volume: (未定)(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel Denture Cleaning System Based on Hydroxyl Radical Disinfection2012

    • Author(s)
      Kanno T, Nakamura K, Ikai H, Hayashi E, Shirato M, Mokudai T, Iwasawa A, Kohno M, Niwano Y, Sasaki K
    • Journal Title

      Int J Prosthodont

      Volume: (未定)(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reevaluation of analytical methods for photogenerated singlet oxygen2011

    • Author(s)
      Nakamura K, Ishiyama K, Ikai H, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • Journal Title

      J Clin Biochem Nutr

      Volume: 49 Pages: 87-95

    • DOI

      10.3164/jcbn.10-125

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 過酸化水素光分解により生じるヒドロキシルラジカルの細胞毒性評価2011

    • Author(s)
      猪飼紘代, 中村圭祐, 菅野太郎, 佐々木啓一, 河野雅弘, 庭野吉己
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      20110702-20110703
  • [Presentation] プロアントシアニジン光照射による新しい殺菌技術2011

    • Author(s)
      白土翠, 中村圭祐, 猪飼紘代, 菅野太郎, 佐々木啓一, 庭野吉己, 河野雅弘
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      20110702-20110703
  • [Presentation] プロアントシアニジンの光照射により生成される活性酸素種の解析2011

    • Author(s)
      中村圭祐, 白土翠, 猪飼紘代, 菅野太郎, 佐々木啓一, 河野雅弘, 庭野吉己
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      20110702-20110703
  • [Presentation] ヒドロキシルラジカルが骨治癒に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      菅野太郎, Luiz Meirelles, 中村圭祐, 猪飼紘代, Johansson Carina, Stig Karlsson, 佐々木啓一, 河野雅弘, 庭野吉己
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      20110702-20110703
  • [Presentation] ヒドロキシルラジカルが歯科用金属の耐食性に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      山田康友, 中村圭祐, 高田雄京, 目代貴之, 猪飼紘代, 稲垣亮一, 菅野太郎, 佐々木啓一, 庭野吉己, 河野雅弘
    • Organizer
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      ルスツ(北海道)
    • Year and Date
      20110702-20110703
  • [Book] Interface Oral Health Science 2011 (Bactericidal effect of hydroxyl radical generated by photolysis of hydrogen peroxide)2012

    • Author(s)
      Ikai H, Nakamura K, Shirato M, Kanno T, Iwasawa A, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • Total Pages
      86-88
    • Publisher
      Springer
  • [Book] Interface Oral Health Science 2011 (Booster effect of thermal energy on bactericidal action of hydroxyl radical generated by photolysis of H_2O_2)2012

    • Author(s)
      Shirato M, Ikai H, Nakamura K, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • Total Pages
      150-152
    • Publisher
      Springer
  • [Book] Interface Oral Health Science 2011 (Reevaluation of analytical methods for photogenerated singlet oxygen)2012

    • Author(s)
      Ishiyama K, Nakamura K, Ikai H, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • Total Pages
      89-91
    • Publisher
      Springer
  • [Book] Interface Oral Health Science 2011 (Influence of hydroxyl radical generated by photolysis of H2O2 on corrosion behavior of dental metals)2012

    • Author(s)
      Yamada Y, Nakamura K, Takada Y, Mokudai T, Ikai H, Inagaki R, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • Total Pages
      240-242
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2013-06-26  

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