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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

研究課題

研究課題/領域番号 22792107
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 社会系歯学
研究機関東北大学

研究代表者

猪飼 紘代  東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (20431588)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード低濃度過酸化水素 / 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 / 可視光レーザー
研究概要

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。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) 図書 (4件)

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

    • 著者名/発表者名
      Shirato M, Ikai H, Nakamura K, Hayashi E, Kanno T, Sasaki K, Kohno M, Niwano Y
    • 雑誌名

      Antimicrob Agents Chemother

      巻: 56 号: 1 ページ: 295-301

    • DOI

      10.1128/aac.05158-11

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      Kanno T, Nakamura K, Ikai H, Kikuchi K, Sasaki K, Niwano Y
    • 雑誌名

      J Clin Biochem Nutr

      巻: (未定)(印刷中)

    • NAID

      130004879280

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Denture Cleaning System Based on Hydroxyl Radical Disinfection2012

    • 著者名/発表者名
      Kanno T, Nakamura K, Ikai H, Hayashi E, Shirato M, Mokudai T, Iwasawa A, Kohno M, Niwano Y, Sasaki K
    • 雑誌名

      Int J Prosthodont

      巻: (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reevaluation of analytical methods for photogenerated singlet oxygen2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Ishiyama K, Ikai H, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 49 号: 2 ページ: 87-95

    • DOI

      10.3164/jcbn.10-125

    • NAID

      130004466651

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photolysis of hydrogen peroxide, an effective disinfection system via hydroxyl radical formation2010

    • 著者名/発表者名
      Ikai H, Nakamura K, Shirato M, Kanno T, Iwasawa A, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 雑誌名

      Antimicrob Agents Chemother

      巻: 54 ページ: 5086-5091

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A retrospective study of fixed dental prostheses without regular maintenance2010

    • 著者名/発表者名
      Ikai H, Kanno T, Kimura K, Sasaki K
    • 雑誌名

      J Prosthodont Res

      巻: 54 ページ: 173-178

    • NAID

      130004679534

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reevaluation of quantitative ESR spin trapping analysis of hydroxyl radical by applying sonolysis of water as a model system2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Kanno T, Ikai H, Sato E, Mokudai T, Niwano Y, Ozawa T, Kohno M
    • 雑誌名

      Bull Chem Soc Jpn

      巻: 83 ページ: 1037-1046

    • NAID

      10026698287

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bactericidal effect of hydroxyl radical generated by photolysis of hydrogen peroxide2011

    • 著者名/発表者名
      Ikai H, Nakamura K, Shirato M, Kanno T, Iwasawa A, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 学会等名
      Interface Oral Health Science 2011
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Influence of hydroxyl radical generated by photolysis of H2O2 on corrosion behavior of dental metals2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Nakamura K, Takada Y, Mokudai T, Ikai H, Inagaki R, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 学会等名
      Interface Oral Health Science 2011
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reevaluation of analytical methods for photogenerated singlet oxygen2011

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama K, Nakamura K, Ikai H, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 学会等名
      Interface Oral Health Science 2011
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Booster effect of thermal energy on bactericidal action of hydroxyl radical generated by photolysis of H_2O_22011

    • 著者名/発表者名
      Shirato M, Ikai H, Nakamura K, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 学会等名
      Interface Oral Health Science 2011
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      ルスツ(北海道)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] プロアントシアニジン光照射による新しい殺菌技術2011

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      ルスツ(北海道)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      ルスツ(北海道)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒドロキシルラジカルが骨治癒に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      ルスツ(北海道)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      ルスツ(北海道)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光線力学殺菌療法における一重項酸素生成量評価法の検討2010

    • 著者名/発表者名
      石山希里香, 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
    • 学会等名
      第25回日本酸化ストレス学会関東支部学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-12-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 過酸化水素光分解殺菌法における殺菌効果増強因子の検討2010

    • 著者名/発表者名
      白土翠, 猪飼紘代, 中村圭祐, 菅野太郎, 佐々木啓一, 庭野吉己, 河野雅弘
    • 学会等名
      第25回日本酸化ストレス学会関東支部学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-12-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 過酸化水素光分解から生じたヒドロキシルラジカル殺菌効果2010

    • 著者名/発表者名
      猪飼紘代、中村圭祐、白土翠、菅野太郎、庭野吉己、河野雅弘
    • 学会等名
      第63回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ESRスピントラップ法を用いたラジカル定量の潜在的問題点2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤恵美子, 中村圭祐, 菅野太郎, 猪飼紘代, 目代貴之, 庭野吉己, 河野雅弘
    • 学会等名
      第63回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 過酸化水素の光分解によるHO・生成反応の活性化2010

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第63回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Interface Oral Health Science 2011 (Bactericidal effect of hydroxyl radical generated by photolysis of hydrogen peroxide)2012

    • 著者名/発表者名
      Ikai H, Nakamura K, Shirato M, Kanno T, Iwasawa A, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Interface Oral Health Science 2011 (Booster effect of thermal energy on bactericidal action of hydroxyl radical generated by photolysis of H_2O_2)2012

    • 著者名/発表者名
      Shirato M, Ikai H, Nakamura K, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Interface Oral Health Science 2011 (Reevaluation of analytical methods for photogenerated singlet oxygen)2012

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama K, Nakamura K, Ikai H, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Interface Oral Health Science 2011 (Influence of hydroxyl radical generated by photolysis of H2O2 on corrosion behavior of dental metals)2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Nakamura K, Takada Y, Mokudai T, Ikai H, Inagaki R, Kanno T, Sasaki K, Niwano Y, Kohno M
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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