2013 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ・ナノマテリアル動態学の創成と安全安心医療科学の構築
| Project Area | Plasma medical innovation |
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| Project/Area Number |
24108009
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田中 昭代 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10136484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
板垣 奈穂 九州大学, システム情報科学研究科(研究院), 准教授 (60579100)
林 信哉 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (40295019)
米須 章 琉球大学, 工学部, 教授 (90220764)
後藤 昌昭 佐賀大学, 医学部, 教授 (10145211)
柳生 義人 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (40435483)
平田 美由紀 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30156674)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ / ナノマテリアル / 健康影響評価 / 体内動態 / 医療科学 |
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| Research Abstract |
【ナノマテリアル創成】プラズマ・ナノマテリアルのマクロ・ミクロ動態解析に不可欠なサイズを制御したナノマテリアル創成を目的とし、スパッタリング法を用いたインジウムナノ粒子（1次粒子径：7nm）の作製に成功した。マクロ動態解析班にインジウムナノ粒子サンプルを提供し、実験動物の気管内および皮下投与を行い、肺および皮下から体内の臓器にインジウムが移行することを確認した。
【マクロ動態解析】トーチ型プラズマ装置を用いた実験動物皮下へのプラズマ照射実験を行い、照射条件の検討を行った。吸入麻酔下ではマウス、ハムスター、ラットの照射では最長で300秒のプラズマ照射が可能であることを確認した。インジウムスズ酸化物（ITO）ナノ粒子およびITO研削粉をラット気管内に反復投与し、ITOナノ粒子はITO研削粉に比べて肺障害が顕著に発現し、ITOの粒子サイズによる毒性発現の違いが認められた。沿面放電装置内でカイコにプラズマ照射を行い、電圧や照射時間の長短によるカイコへの影響を観察した。その結果、5KV,6KVの電圧や30分および60分の照射時間のどの条件においてもカイコへの影響は観察されなかった。
【ミクロ動態解析】トーチ型プラズマ装置を用いたマウス胎児由来線維芽細胞に対するプラズマ照射の影響を評価した。DMEM-PBS(-)下では細胞死や細胞の剥離や固定が観察されたが、DMEM-PBS(+)ではこれらの影響が著しく軽減された。ラジカルスカベンジャーのNACを培地中に添加した場合、DMEM-PBS(+)で細胞死が増加した。浮遊電極型放電プラズマを大腸菌および酵母に照射した。大腸菌ではプラズマ照射により損傷した菌の修復作用や簡潔照射により菌が増殖する傾向が示唆された。酵母への照射では照射時間に依存してDNAの損傷が観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
【ナノマテリアル創成】マクロ動態解析およびミクロ動態解析に提供するインジウムナノ粒子の作製方法が確定した。
【マクロ動態解析】ナノマテリアル創成班よりインジウムナノ粒子の提供を受け、実験動物の気管内および皮下投与を行い、インジウムが投与部位から体内の遠隔臓器へ移行することを確認できた。ITOナノ粒子はミクロサイズのITO粒子に比べて毒性は強く発現することが明らかにし、ナノ粒子のサイズ効果を認めた。実験動物やカイコを用いたプラズマ照射実験の照射条件が確定できた。
【ミクロ動態解析】培養細胞へのプラズマ照射を行い、培養液の条件により培養細胞の細胞死への効果に変動があることが明らかになった。大腸菌や酵母への照射により時間依存性に損傷の発現が認められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
【ナノマテリアル創成】サイズを制御したインジウムをはじめとした金属ナノ粒子の大量合成や複数プラズマ源を用いたコアシェル型ナノ粒子作製を行い、マクロ・ミクロ動態解析班に提供を行う。
【マクロ動態解析】ナノマテリアル創成班より提供される金属ナノ粒子およびコアシェル型ナノ粒子を実験動物に種々の経路で体内に投与し、投与経路の違いによる毒性発現や体内分布の違いについて評価する。実験動物を用いた皮膚、胃内、肺へのプラズマ照射を行い、プラズマの生体局所への影響について評価を行う。哺乳類へのプラズマ照射の影響評価に加えてカイコを用いたプラズマ全身照射を行い、急性影響や次世代影響について検討する。
【ミクロ動態解析】培養細胞、大腸菌、酵母を用いたプラズマ照射を行い、ミクロ動態の影響評価を推進する。
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[Presentation] Safety issues on plasma life science2013
Author(s)
Shiratani M, Koga K., Tanaka A, Hirata M. Hayashim H. Itagaki N. Uchida G
Organizer
The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
Place of Presentation
Jeju Iland, Korea.
Year and Date
20130825-20130830
Invited
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[Presentation] ナノ材料の安全学2013
Author(s)
田中昭代
Organizer
第8回日本安全学教育研究会
Place of Presentation
名古屋大学（名古屋）
Year and Date
20130816-20130818
Invited
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[Presentation] Effect of surface plasma irradiation on Escherichia coli colonies,
Author(s)
Y. Yagyu, Y. Tanaka, F. Kubo, N. Matsumoto, T. Yamasaki, N. Hayashi, M. Koshimura, H. Kawasaki, T. Ohshima, T. Ihara and Y. Suda
Organizer
The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS / The third Asia-Europe Physics Summit
Place of Presentation
幕張メッセ（千葉）
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