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2015 Fiscal Year Annual Research Report

低温プラズマ中で生成される活性種の詳細調査とプラズマ医療実現に向けた基礎研究

Research Project

Project/Area Number 26886009
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

高松 利寛  神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (10734949)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2016-03-31
Keywords大気圧低温プラズマ / プラズマ医療 / 活性種 / 殺菌
Outline of Annual Research Achievements

近年,低温で殺菌効果や止血効果を示す大気圧低温プラズマが医療や食品の分野で注目されている。しかし,従来の装置ではプラズマのガス種やプラズマの温度に制限があるため,各種の作用 機序解明は容易ではなかった。本研究では,申請者らが開発した,様々なガス種でプラズマが生成でき,温度制御が可能な大気圧低温プラズマを用いて発生される活性種を詳細に調査することで殺菌等のメカニズムを明らかにし,さらに,慢性的創傷や創部感染症のための治療装置として実用化への指針を得ることを目的とした。
昨年度ではプラズマから生成される活性種を調査し,ガス種によって生成される活性種が大きく異なることが明らかになったため,当該年度では,プラズマによる殺菌効果の調査を行った。その結果,酸素プラズマで処理された溶液で,黄色ブドウ球菌,大腸菌,緑膿菌に対して高い殺菌効果が確認された。また,プラズマを照射した溶液は殺菌効力を20分程度保持することが確認され,その溶液の細胞毒性を調査したところ,ヒト繊維芽細胞に対して処理してもネクローシスを引き起こすことはなかった。さらに,げっ歯類へプラズマ照射した溶液を経口投与をしても,急性毒性や粘膜障害は確認されなかった。
次に治療に特化したプラズマ源の開発のため,金属の3Dプリンターを用いたプラズマ源設計を行った。その結果,内視鏡の鉗子口にも導入できる直径3.5 mmのプラズマ源を造形することに成功した。また,そのプラズマを生体ブタの粘膜組織に照射しても急性毒性や組織の変性を引き起こすことはなかった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Atmospheric nonequilibrium mini-plasma jet created by a 3D printer2015

    • Author(s)
      T. Takamatsu, H. Kawano, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 5 Pages: 077184

    • DOI

      10.1063/1.4928034

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microbial Inactivation in the Liquid Phase Induced by Multigas Plasma Jet2015

    • Author(s)
      T. Takamatsu, K. Uehara, Y. Sasaki, M. Hidekazu, Y. Matsumura, A. Iwasawa, N. Ito, M. Kohno, T. Azuma and A. Okino
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 10 Pages: e0132381

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0132381

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Temperature Controllable Atmospheric Plasma Source2015

    • Author(s)
      T. Oshita, H. Kawano, T. Takamatsu, H. Miyahara and A. Okino
    • Journal Title

      IEEE Trans on Plasma Science

      Volume: 43 Pages: 1987-1992

    • DOI

      10.1109/TPS.2015.2428696

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of atmospheric non-thermal mini-plasma jet created by a 3D printer2015

    • Author(s)
      T. Takamatsu, H. Kawano, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • Organizer
      第25回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-12-08 – 2015-12-10
  • [Presentation] ガス種及びガス温度がプラズマバブル水中の活性種に与える影響2015

    • Author(s)
      小林智裕, 菅原修馬, 川野浩明, 高松利寛, 松村有里子, 宮原秀一, 岩澤篤郎, 東 健, 沖野晃俊
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 各種ガスプラズマによる水中殺菌と細菌の電子顕微鏡観察2015

    • Author(s)
      堂山英之, 川野浩明, 小林智裕, 高松利寛, 松村有里子, 宮原秀一, 岩澤篤郎, 東健, 沖野晃俊
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] 様々なガス種のプラズマによる殺菌効果と細菌の電子顕微鏡観察2015

    • Author(s)
      高松利寛,佐々木洋太,松村有里子,岩澤篤郎,宮原秀一,河野雅弘,東健,沖野晃俊
    • Organizer
      日本防菌防黴学会 第42回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-02
  • [Presentation] ヘルスケア・医療分野への応用に向けた大気圧低温プラズマの開発2015

    • Author(s)
      高松利寛
    • Organizer
      第1回先端錯体工学研究会ミニシンポジウム
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-07-27
  • [Presentation] Influence of plasma gas temperature on inactivation effect to various bacteria2015

    • Author(s)
      H. Kawano, T. Oshita, T. Takamatsu, Y. Matsumura, H. Miyahara, A. Iwasawa, T. Azuma and A. Okino
    • Organizer
      ISPC22
    • Place of Presentation
      Belgium
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 各種ガスプラズマによる水中殺菌とESRおよび吸光光度法による活性種測定2015

    • Author(s)
      川野浩明, 渡辺洋輔, 佐々木洋太, 高松利寛, 松村有里子, 宮原秀一, 岩澤篤郎, 東健, 沖野晃俊
    • Organizer
      平成27年度 日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-06-01 – 2015-06-03
  • [Presentation] 殺菌・洗浄を目的としたプラズマバブル水の活性種測定2015

    • Author(s)
      小林智裕, 渡辺洋輔, 大下貴也, 高松利寛, 松原裕樹, 大島悟, 神谷哲, 松村有里子, 宮原秀一, 岩澤篤郎, 東 健, 沖野晃俊
    • Organizer
      平成27年度 日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-06-01 – 2015-06-03
  • [Presentation] Measurement of sterilization ability and reactive species of various plasma bubbled-up water2015

    • Author(s)
      Tomohiro Kobayashii, Yosuke Watanabe, Takaya Oshita, Toshihiro Takamatsu, Hiroki Matsubara, Satoru Oshima, Tetsu Kamiya, Yuriko Matsumura, hidekadzu miyahara, Atsuo Iwasawa, Takeshi Azuma, Akitoshi Okino
    • Organizer
      The 42th IEEE International Coference on Plasma Science
    • Place of Presentation
      Turkey
    • Year and Date
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Bacterial Inactivation by Various Gas Plasmas and Electron Microscopic Observation of Treated Bacteria2015

    • Author(s)
      Toshihiro Takamatsu, Tomohiro Kobayashi, Hiroaki Kawano, Yota Sasaki, Yosuke Watanabe, Yuriko Matsumura, Hidekazu Miyahara, Atsuo Iwasawa, Takeshi Azuma and Akitoshi Okino
    • Organizer
      The 42th IEEE International Coference on Plasma Science
    • Place of Presentation
      Turkey
    • Year and Date
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Gas Plasma Sterilization in Microbiology: Theory, Applications, Pitfalls and New Perspectives2016

    • Author(s)
      T. Takamatsu, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • Total Pages
      158
    • Publisher
      Caister Academic Press

URL: 

Published: 2017-01-06  

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