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2021 年度 実施状況報告書

超音波併用温度制御マルチガスプラズマによる殺菌因子解明と医療機器滅菌法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07039
研究機関東京医療保健大学

研究代表者

岩澤 篤郎  東京医療保健大学, 医療保健学研究科, 教授 (20468599)

研究分担者 松村 有里子  東京医療保健大学, 医療保健学研究科, 准教授 (10439507)
高松 利寛  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 助教 (10734949)
沖野 晃俊  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (60262276)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード殺菌効果 / 大気圧低温プラズマ
研究実績の概要

大気圧低温プラズマは、活性種の生成により低温での微生物不活化が可能であり、薬剤に代替する新たな殺菌手法として期待されている。しかし、殺菌メカニズムの調査や医療器具等への殺菌条件の最適化が不十分であるため、実用化には至っていない。そこで、本研究ではプラズマのガス種とガス温度を選択できるプラズマ源としてマルチガスプラズマジェットを用いて、細菌、真菌、ウイルスに対する殺傷効果を検証するとともに、用いたガス種による生成する活性種を定量することで各種微生物に対する殺菌因子の解明を行う。本申請研究で開発したプラズマ源を用いてバブリングすることで溶液を介した医療用器具の滅菌もしくは高水準消毒が行うことができる手法を開発することを目的とする。
主に医療用器具の滅菌を目的としたプラズマ源の開発をし、開発したプラズマ源を用いてガス種を変化した時の殺菌効果の検討を行った。供試微生物として、Staphylococcus aureus ATCC6538, Pseudomonas aeruginosa ATCC9027, Serratia marcescens ATCC13380, Candida albicans ATCC10231, Fusarium solani ATCC36031 を用いた。ガス種には、アルゴン、窒素、酸素、二酸化炭素を用いた。プラズマバブリングにより、浮遊菌はすべての細菌・真菌において生存菌数を検出限界以下まで低下させる殺菌効果が認められた。
2021年度には抗ウイルス効果の検討と殺菌因子の検索を実施した。ノンエンベロープウイルス(コクサッキーウイルスA6)を用いた検討では若干の抗ウイルス効果が認められ、細菌・真菌より抵抗性が認められた。生成される活性種はプラズマのガス種とガス温度に依存することが認められた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症の蔓延が継続していることで、研究全体はやや遅れがみられる。プラズマ源の開発と殺菌効果の検証は順調に経緯している。

今後の研究の推進方策

最終年度として残された材料表面の劣化調査と残留毒性調査を実施し、医療用器具等への殺菌効果の最適化を実施する。さらに、ウイルスに対する効果が劣っていたために、ノンエンベロープウイルスを対象に実施していくことを考えている。

次年度使用額が生じた理由

2021年度から実施予定であった材料表面の劣化調査および残留毒性調査が未実施のため、次年度への繰越金が発生したが、2022年度に同研究の消耗品費として使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Ultrasonic-Combined Plasma Bubbling for Adherent Bacteria Disinfection on Medical Equipment2022

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Yuma、Kawano Hiroaki、Takamatsu Toshihiro、Matsumura Yuriko、Ito Norihiko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • 雑誌名

      Plasma Chemistry and Plasma Processing

      巻: 42 ページ: 575~586

    • DOI

      10.1007/s11090-022-10241-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma Gas Temperature Control Performance of Metal 3D-Printed Multi-Gas Temperature-Controllable Plasma Jet2021

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Yuma、Takamatsu Toshihiro、Aizawa Toshiki、Moriya Shohei、Matsumura Yuriko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 ページ: 11686~11686

    • DOI

      10.3390/app112411686

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Controlling Plasma Gas Species and Temperature on Reactive Species and Bactericidal Effect of the Plasma2021

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Yuma、Takamatsu Toshihiro、Aizawa Toshiki、Moriya Shohei、Matsumura Yuriko、Iwasawa Atsuo、Okino Akitoshi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 ページ: 11674~11674

    • DOI

      10.3390/app112411674

    • 査読あり
  • [学会発表] 大気圧温度制御プラズマを用いた液中および物質表面の殺菌処理2021

    • 著者名/発表者名
      沖野晃俊, 大澤泰樹, 末永祐磨, 松村有里子, 岩澤篤郎
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマによる大面積殺菌処理装置の開発と活性種の測定2021

    • 著者名/発表者名
      大澤泰樹, 劉智志, 末永祐磨, 中西秀行, 小澤茂樹, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会
  • [学会発表] プラズマバブリングにおける殺菌メカニズムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      末永祐磨, 大澤泰樹, 劉智志, 高松利寛, 青木元秀, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • 学会等名
      第38回プラズマ・核融合学会 年会
  • [学会発表] プラズマのガス種およびガス温度が液中殺菌効果に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      末永祐磨, 相澤駿輝, 高松利寛, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会 第48回年次大会
  • [学会発表] 加湿ガスを用いたプラズマによる紙幣付着病原微生物の殺菌実験2021

    • 著者名/発表者名
      大澤泰樹, 劉智志, 末永祐磨, 中西秀行, 小澤茂樹, 松村有里子, 岩澤篤郎, 沖野晃俊
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会 第48回年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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