電解水と低温プラズマを利用した新しい創傷治癒法の開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17791
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 目代 貴之 東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (30466544)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: プラズマ医療 / 電解水 / 低温プラズマ / 活性酸素

研究実績の概要

本研究では創傷治癒における創傷面環境を改善する新しい治癒技術の構築を目的としている。そのため、傷の治癒において、生体機能が正常に機能するよう損傷個所の環境を整えることを第一に考えている。本年度の研究計画どおり、創傷環境を清潔に整える方法としてNaCl水溶液を電気分解して使用する酸性電解水の生成を試みた。結果、目標値であった性状としてpH 2～3、有効塩素濃度を30 ppm以下とすることができた。次に、酸性電解水処理後に処置部を大気圧プラズマで照射するためのプラズマ装置の開発を試みた。最適条件を検討するためガス流量、印加電圧等を制御できる装置構成にすることで各種条件を制御できるプラズマ装置を作製することに成功した。また、本装置は混合ガスを使った実験系を検討していたため、2種類のガスでプラズマを生成できる仕様とした。以上から使用する装置に関しては予定通り組みあげることができた。本研究では、電解水とプラズマ照射の併用技術を用いるため、計画書通り基礎となる化学種の解明から始めた。特にプラズマから生成される活性酸素種に関する研究から進めることにした。具体的には電子スピン共鳴装置を用いたスピントラッピング法にてプラズマから生成する活性酸素種を測定した。現在、混合ガスから生成される活性酸素種に関して研究を実施しているところである。以上から、今年度は研究計画書に従いプラズマ装置開発とプラズマ照射から生成される化学種、特に活性酸素種を一部、同定するところまで研究を進めることができた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画書どおり本年は研究上必要とする装置などの条件の最適化を目的としていた。そのため、使用する電解水の仕様決めやプラズマ装置の開発を行い任意に条件設定できる装置が必要であった。装置はプラズマの最適条件を検討するためガス流量、印加電圧等を制御できる装置仕様とした。さらに混合ガスを使用できる仕様にしたため、装置構成に時間を要した。プラズマ照射による生成される化学種、特に活性酸素測定に関しては、一部終わったが、各種条件で活性酸素生成に関して現在進めている状況であり、今年度の計画からいくとやや遅れ気味であると判断した。当初予期せず起こる対策に関しては、大きな研究目的は変更せず支障がでてきた時点で細分化された研究計画項目などを再検討し柔軟に対応していくつもりである。

今後の研究の推進方策

当初の計画どおり、主にIn vitroにおける実験系を予定している。作製したプラズマ装置を用いて酸性電解水プラズマ照射時の殺菌効果の確認を行い、さらに、芽胞形成菌に関しても殺菌効果を確認する。細胞実験に関してはマウス繊維芽細胞を用いて計画通り進めていく予定である。また、これまでの研究と同様にプラズマから生成される活性酸素など化学種の測定を行い作用機序に関してもさらなる研究を進めていく予定である。