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メンバー

A01班 節原

計画概要

高度時空間制御による生体適合放電生成の基盤確立と革新的医療プラズマ源の創成

内容

研究代表者 節原 裕一 (大阪大学接合科学研究所 教授)  
研究分担者 小野 亮 (東京大学・新領域創成科学研究科 准教授)  
連携研究者 竹中 弘祐 (大阪大学接合科学研究所 助教)  
阿部 浩也 (大阪大学接合科学研究所 准教授)  
研究協力者 小田 哲治 (東京大学名誉教授)  

 

 本計画研究は、気相・液相での独自のプラズマ生成・制御技術を礎に、放電励起源の最適化と流体制御による高度時空間制御に気相活性粒子計測を加味した系統的な研究により、生体適合性と時空間制御性に優れた放電生成の基盤確立を通じて、マイクロサイズ(カテーテル・腹腔鏡)から広範囲分散型(皮膚、臓器への照射)にわたる革新的な医療用プラズマ源の開発を目的としている。

 プラズマ生成・制御ならびに相互作用に関する研究成果を礎に、放電制御と気相活性粒子計測に基づく研究により、生体適合性と時空間制御性に優れた放電生成の基盤確立を通じて、革新的な医療用プラズマ源を開発することを目的としており、研究期間内に以下の項目を設定し、総合的に明らかにしようとしている。[1]生体高分子との相互作用解明、[2]放電構造・活性種分布の時空間計測・評価、[3]放電励起の高度時空間制御による生体適合放電の基盤確立、[4]革新的医療プラズマ源の開発。
 本計画研究では、従来のプラズマ源における限界(照射時のラジカル・イオン・光ならびに電界強度を独立に制御することが困難)を打破し、励起周波数依存性(図1)・放電ガス流体パラメータ依存性をはじめとする放電励起・輸送に関して蓄積した知見を駆使して、各々の照射パラメータを独立かつ広範に制御可能なプラズマ源を創製することに主眼を置いている。また、実験結果は、固体あるいは液体への衝突時における原子状酸素の生成(酸素分子の解離)の方が、気相での伝搬時に比べて有為であることを示しており、今後のプラズマ源の開発を左右するモデル構築(図2)に至っている。

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図1 大気圧放電プラズマの発光分布と酸素ラジカル発光強度の周波数依存性

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図2 電離ヘッドの伝搬と衝突時のラジカル生成モデル

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