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2015 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 26886009
研究機関神戸大学

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
キーワード大気圧低温プラズマ / プラズマ医療 / 活性種 / 殺菌
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015

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 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Atmospheric nonequilibrium mini-plasma jet created by a 3D printer2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, H. Kawano, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 5 ページ: 077184

    • DOI

      10.1063/1.4928034

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microbial Inactivation in the Liquid Phase Induced by Multigas Plasma Jet2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, K. Uehara, Y. Sasaki, M. Hidekazu, Y. Matsumura, A. Iwasawa, N. Ito, M. Kohno, T. Azuma and A. Okino
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0132381

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0132381

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature Controllable Atmospheric Plasma Source2015

    • 著者名/発表者名
      T. Oshita, H. Kawano, T. Takamatsu, H. Miyahara and A. Okino
    • 雑誌名

      IEEE Trans on Plasma Science

      巻: 43 ページ: 1987-1992

    • DOI

      10.1109/TPS.2015.2428696

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of atmospheric non-thermal mini-plasma jet created by a 3D printer2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, H. Kawano, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-10
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会 第42回年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-02
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      高松利寛
    • 学会等名
      第1回先端錯体工学研究会ミニシンポジウム
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-07-27
  • [学会発表] Influence of plasma gas temperature on inactivation effect to various bacteria2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kawano, T. Oshita, T. Takamatsu, Y. Matsumura, H. Miyahara, A. Iwasawa, T. Azuma and A. Okino
    • 学会等名
      ISPC22
    • 発表場所
      Belgium
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      平成27年度 日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-03
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      平成27年度 日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-03
  • [学会発表] Measurement of sterilization ability and reactive species of various plasma bubbled-up water2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Kobayashii, Yosuke Watanabe, Takaya Oshita, Toshihiro Takamatsu, Hiroki Matsubara, Satoru Oshima, Tetsu Kamiya, Yuriko Matsumura, hidekadzu miyahara, Atsuo Iwasawa, Takeshi Azuma, Akitoshi Okino
    • 学会等名
      The 42th IEEE International Coference on Plasma Science
    • 発表場所
      Turkey
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Bacterial Inactivation by Various Gas Plasmas and Electron Microscopic Observation of Treated Bacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Takamatsu, Tomohiro Kobayashi, Hiroaki Kawano, Yota Sasaki, Yosuke Watanabe, Yuriko Matsumura, Hidekazu Miyahara, Atsuo Iwasawa, Takeshi Azuma and Akitoshi Okino
    • 学会等名
      The 42th IEEE International Coference on Plasma Science
    • 発表場所
      Turkey
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [図書] Gas Plasma Sterilization in Microbiology: Theory, Applications, Pitfalls and New Perspectives2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, H. Miyahara, T. Azuma and A. Okino
    • 総ページ数
      158
    • 出版者
      Caister Academic Press

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公開日: 2017-01-06  

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