可視光励起型低濃度過酸化水素ラジカル殺菌技術を搭載した義歯洗浄器開発と臨床評価

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24592901
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 菅野 太郎 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (30302160)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ヒドロキシルラジカル / 義歯洗浄 / 過酸化水素 / 可視光照射

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究で、活性酸素の一種であるヒドロキシルラジカルを応用した過酸化水素光分解殺菌技術の強い殺菌効果を、試作義歯洗浄器を用いて明らかにした。また、過酸化水素の光分解だけでなく水の超音波分解でもヒドロキシルラジカルが生成されることが知られており、その効果を検証する研究も行ってきた。義歯洗浄器の臨床研究に先立ち、より低濃度の過酸化水素を用い短時間で洗浄が行えることが望ましく、上記の2つの生成系を併用できればその要件を満たすことが可能になると考えた。そこで本年度は、過酸化水素の光分解ならびに水の超音波分解におけるヒドロキシルラジカル生成系の併用がヒドロキシルラジカル生成動態および殺菌活性に及ぼす影響を評価することを目的とし研究を行った。ヒドロキシルラジカル生成動態の分析の結果、超音波照射では過酸化水素濃度に関係なく一定量のヒドロキシルラジカルが生成されたのに対して、光照射では過酸化水素濃度に依存したヒドロキシルラジカル生成が認められた。また両者の併用によってヒドロキシルラジカル生成量は増加しており、過酸化水素光分解に対して超音波照射は相加的に作用していることが示唆された。また、殺菌試験では超音波照射のみでの殺菌効果は認められなかったが、過酸化水素光分解に超音波照射を併用することで殺菌効果が増強されることが分かった。本殺菌システムを分散分析で検定したところ、過酸化水素光分解と超音波照射の併用で相乗効果が得られることが分かった。以上の結果より、過酸化水素光分解と超音波照射を併用することで殺菌効果を増強でき、殺菌処理時間の短縮および過酸化水素濃度の低減化につながることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Synergistic interaction between wavelength of light and concentration of H2O2. in bactericidal activity of photolysis of H2O2. (2015)
  • Author(s): Toki, T., Nakamura, K., Kurauchi, M., Kanno, T., Katsuda, Y., Ikai, H., Hayashi, E., Egusa, H., Sasaki, K., Niwano, Y.
  • Journal Title: J Biosci Bioeng. Volume: 119 Pages: 358-362
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.08.015.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Postantifungal-like effect of sublethal treatment of Candida albicans with acid-electrolyzed water. (2015)
  • Author(s): Mokudai T, Kanno T, Niwano Y.
  • Journal Title: Arch Oral Biol. Volume: 60 Pages: 479-487
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2014.12.008.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of reactive oxygen species in the cytotoxic effect of acid-electrolyzed water. (2015)
  • Author(s): Mokudai T, Kanno T, Niwano Y.
  • Journal Title: J Toxicol Sci. Volume: 40 Pages: 13-19
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bactericidal Activity and Mechanism of Photoirradiated Polyphenols against Gram-Positive and -Negative Bacteria. (2015)
  • Author(s): Nakamura K, Ishiyama K, Sheng H, Ikai H, Kanno T, Niwano Y.
  • Journal Title: J Agric Food Chem. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1021/jf5058588
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fracture resistance of monolithic zirconia molar crowns with reduced thickness. (2015)
  • Author(s): Nakamura K, Harada A, Inagaki R, Kanno T, Niwano Y, Milleding P, Örtengren U.
  • Journal Title: Acta Odontol Scand. Volume: 30 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1111/eos.12173.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoprotective effect of short-term pretreatment with proanthocyanidin on human gingival fibroblasts exposed to harsh environmental conditions. (2014)
  • Author(s): Kurauchi M, Niwano Y, Shirato M, Kanno T, Nakamura K, Egusa H, Sasaki K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: e113403
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0113403. eCollection 2014.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acceleration of proliferative response of mouse fibroblasts by short-time pretreatment with polyphenols. (2014)
  • Author(s): Tsuruya M, Niwano Y, Nakamura K, Kanno T, Nakashima T, Egusa H, Sasaki K.
  • Journal Title: Appl Biochem Biotechnol. Volume: 174 Pages: 2223-2235
  • DOI: 10.1007/s12010-014-1124-7.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Blue light injures corneal epithelial cells in the mitotic phase in vitro. (2014)
  • Author(s): Niwano Y, Kanno T, Iwasawa A, Ayaki M, Tsubota K. Tsubota K.
  • Journal Title: Br J Ophthalmol Volume: 98 Pages: 990-992
  • DOI: 10.1136/bjophthalmol-2014-305205.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Postantibiotic effect of disinfection treatment by photolysis of hydrogen peroxide. (2014)
  • Author(s): Odashima, Y., Nakamura, K., Ikai, H., Kanno, T., Meirelles, L., Sasaki, K., Niwano, Y.
  • Journal Title: J Chemother. Volume: 26 Pages: 92-100
  • DOI: 10.1179/1973947813Y.0000000114.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 過酸化水素の光分解および水の超音波分解を併用したヒドロキシルラジカル生成系の殺菌効果 (2014)
  • Author(s): 生宏、中村圭祐、菅野太郎、佐々木啓一、庭野吉己
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] 過酸化水素光分解殺菌技術を応用した新規歯周病治療器の安全性と有効性の検証 (2014)
  • Author(s): 猪飼紘代，目代貴之，中村圭祐，菅野太郎，庭野吉己
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] 活性酸素 (2014)
  • Author(s): 中村圭祐，菅野太郎，猪飼紘代，庭野吉己
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] 過酸化水素光分解殺菌技術における光の波長と過酸化水素濃度の相乗作用 (2014)
  • Author(s): 倉内美智子，唐木英俊，中村圭祐，菅野太郎，勝田悠介，猪飼紘代，林栄成，佐々木啓一，庭野吉己
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] Candida albicansに対する希釈酸性電解水のpost-antifungal like effectと活性酸素の関与 (2014)
  • Author(s): 目代貴之，菅野太郎，庭野吉己
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [Presentation] 酸性電解水の細胞毒性における活性酸素の関与 (2014)
  • Author(s): 庭野吉己，目代貴之，追泉里実，菅野太郎
  • Organizer: 日本防菌防黴学会第41回年次大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-26