低濃度過酸化水素のラジカル殺菌能を高度利用した次世代青色レーザー歯ブラシの開発

开发利用低浓度过氧化氢的自由基杀菌能力的下一代蓝色激光牙刷

基本信息

批准号：
22792107
负责人：
猪飼紘代
金额：
$ 2万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ラジカル殺菌技術をオーラルケアの分野に応用することを目的として行われた。原理として、過酸化水素を含む歯磨剤と、毛先から光が放出される歯ブラシを用いて効果的にヒドロキシルラジカルを局所で発生させ、歯面に付着したバイオフィルムの除去・殺菌を行うものである。本年度は、光ファイバーでブラシ部分を作成し、405nmのLEDでブラシ先端を光らせるタイプの歯ブラシを試作した。LEDは可能な限り高出力のものを使用したかったが、発熱の問題があり、初めに試作した歯ブラシの先端からの出力は約1.5mW程度であった。1.5mW程度では、過酸化水素濃度を最大の1Mにしても、明らかな殺菌効果は認められず、さらなる出力の向上が必須であった。次に試作した歯ブラシは先端からの出力を約22mWまで高めることができたが、この出力でも、10^7CFU/mlの菌を殺菌するのには十分な出力とは言えなかった。試作歯ブラシの製作にはその他にも、(1)ブラシの先端から光らせるためにブラシ部分を光ファイバーにせざるを得ないという問題、(2)歯ブラシの形状を考えるとそれほど多くのファイバーを搭載できないという問題、(3)405nmのLED光は、わずかに紫外光を含んでしまうという安全面での問題、があった。(3)については、UVカットフィルムを使用することで対応可能(type II試作機に搭載)であるが、(1),(2)については今後の検討課題である。S.mutansのバイオフォルムモデルを用いた殺菌試験で、従来から用いられている口腔内消毒薬との殺菌効果の比較を行ったところ、過酸化水素濃度が最大の1Mであれば、LED出力は50mW以下でも既存の口腔内消毒薬よりも高い殺菌効果を示すことが分かった。ただし、実際に口腔内で用いる場合は刷掃効果があること、同一か所に数分間光照射するわけではないこと、口腔内消毒薬と同程度の殺菌効果を目指しているわけではないことなどを考慮すると、in vivoでの判定が必須である。

本研究旨在将根治性灭菌技术应用于口腔护理领域。原理是使用含有过氧化氢的牙膏和从刷毛发出光的牙刷，有效地局部产生羟基自由基，以去除和消毒附着在牙齿表面的生物膜。今年，我们创造了一款原型牙刷，其刷子部分由光纤制成，并配有 405nm LED 来照亮刷子的尖端。我们希望使用尽可能高输出的 LED，但存在发热问题，第一个原型牙刷尖端的输出约为 1.5mW。在1.5mW左右，即使在最大过氧化氢浓度1M下也没有观察到明显的灭菌效果，因此有必要进一步提高输出。下一个原型牙刷能够将尖端的输出增加到约 22 mW，但即使这样的输出也不足以杀死 10^7 CFU/ml 的细菌。制作原型牙刷还涉及其他问题：（1）刷毛部分必须由光纤制成，以便从刷毛尖端发出光，（2）考虑到牙刷的形状，它不是(3) 405nm LED 灯含有少量紫外线，存在安全问题。对于(3)，可以使用UV截止膜(安装在II型原型机上)来处理，但(1)和(2)是未来研究的问题。在使用变形链球菌生物形态模型的灭菌测试中，我们将灭菌效果与传统使用的口服消毒剂进行比较，发现如果过氧化氢浓度最大为1M，则LED输出将在50mW下发现或更少，它比现有的口腔消毒剂表现出更高的杀菌效果。但实际用于口腔时，它具有清洁作用，并不用光照射同一区域数分钟，并不旨在具有与口腔消毒剂相同的杀菌效果，考虑到这一点，体内测定。是必不可少的。