Antibacterial and antivirus properties of copper doped carbon film

掺铜碳膜的抗菌抗病毒性能

• 批准号: 21K04667
• 负责人: 平栗 健二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04667/
• 关键词: DLCコーティング; 抗菌性; Cu濃度; 生体必須元素; 生体親和性; 元素ドーピング; 抗ウイルス性

令和4年度においては、平成3年度に確立したCu含有グラファイト特殊ターゲットである混合ターゲットスパッタ（Mist : Mixture sputtering target）法を用いて複数の銅と炭素混合条件（Cu: C=70 : 30, 60 : 40, 50 : 50）で目的の試料を作製した。これらの試料の黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）に対する抗菌性を評価した。初期状態での生菌数（1.2×104個）を各試料に播種してから24時間後の生菌数を測定し、対数平均値として算出した。最適な試料では、検出限界値以下となり、抗菌活性値は4.6の数値を示した。これは、対象試料における活性値の10,000分の1となり、極めて優秀な抗菌特性を持つことが認められた。本研究目的である「Cu-DLC創製プロセスの開発と抗ウイルスおよび抗菌性検証」の内容の一項目が導出できたことになる。また、研究計画項目としていた「Mist法におけるCu-DLCの最適創製手法の開発および抗菌性評価」の実験手法も確立でき、基礎的なデータの収集およびその解析は計画通りに進行した。各試料の耐久性評価方法の研究については、高温下での密着性および膜構造の同定としてRaman分光装置による膜表面構造分析および試料最表面の元素比率をＸ線光電子分光装置 (XPS) を用いて調査した。この結果、機材の金属に対するCu-DLC耐久性については、最適なCu含有量があることが判明した。医療現場での使用を考慮すると、殺菌処理方法に対する安定性も重要であり、本成果の利用価値は高い。令和4年度の成果については、国内学会（応用物理学会、ダイヤモンドシンポジウム、ライフサポート学会、炭素材料学会等）での発表を行い、広く成果の公表に努めた（研究発表参照）。

2020财年，我们将使用混合靶溅射（Mist）法，这是1991财年建立的含Cu石墨特殊靶材，创造多种铜和碳混合条件（Cu：C=70：30、60：40、50） :50) 准备所需的样品。评估了这些样品对金黄色葡萄球菌的抗菌特性。将初始状态下的活菌数（1.2×104个细胞）接种到每个样品中，24小时后测量活菌数并计算为对数平均值。最佳样品的抗菌活性值为4.6，低于检测限。这是目标样品活性值的1/10,000，表明其具有极其优异的抗菌性能。这意味着我们已经能够得出这项研究的目的之一，“Cu-DLC制造工艺的开发以及抗病毒和抗菌特性的验证。”此外，我们还为研究计划“开发使用Mist法制造Cu-DLC的最佳方法并评估其抗菌性能”建立了实验方法，并按计划进行了基础数据收集和分析。 。为了研究每个样品的耐久性评价方法，我们使用拉曼光谱仪分析了薄膜表面结构，以识别高温下的粘附性和薄膜结构，并使用X射线光电子能谱仪测量了样品最外表面的元素比率（ XPS）。结果发现，对于设备中的 Cu-DLC 对金属的耐久性，存在最佳的 Cu 含量。当考虑在医疗环境中使用时，针对灭菌处理方法的稳定性也很重要，并且该结果的实用价值很高。 2020财年的成果在国内学术会议（日本应用物理学会、钻石研讨会、生命支持学会、碳材料学会等）上发表，并努力广泛宣传成果（参见研究报告）。

项目成果

Plasma optical emission measurements using machine learning for biocompatible N-DLC film depositions

使用机器学习进行等离子体光发射测量，用于生物相容性 N-DLC 薄膜沉积

• 发表时间: 2022
• 作者: 1.Nurul Shakirah Binti Jamel;Kenji Hirakuri;Yasuharu Ohgoe;Akira Nakamura;Takashi Komatsu
• 通讯作者: Takashi Komatsu

Classification of DLC films for cell proliferation based on optical constants

• DOI: 10.1016/j.diamond.2021.108266
• 发表时间: 2021-01-22
• 期刊: DIAMOND AND RELATED MATERIALS
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kanasugi, Kazuya;Ohgoe, Yasuharu;Hirakuri, Kenji
• 通讯作者: Hirakuri, Kenji

Zn-DLCのZn溶出特性と石灰化促進効果

Zn-DLC的Zn溶出特性及促进矿化作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 熊谷颯天;馬目佳信;平塚傑工;大越 康晴;平栗 健二
• 通讯作者: 平栗 健二

銅を含有する非晶質炭素膜

含铜非晶碳膜

• 发表时间: 2023

Cu含有DLCの作製と抗菌性評価および滅菌処理に対する膜耐久性評価

含Cu DLC的制备及抗菌性能和膜对灭菌处理的耐久性评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 加賀洋行;平塚傑工;馬目佳信;大越康晴;平栗健二
• 通讯作者: 平栗健二