JP2017158659A - プラズマ照射処理装置、その評価装置及び評価方法、その制御装置及び制御方法、並びに、膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)全血にプラズマフレアを当てたとき、サンプル(血液)を介して流れる電流量と溶血量との間に相関がある。
(2)赤血球のPBS(Phosphate buffered saline)希釈液にプラズマフレアを当てたとき、サンプルを介して流れる電流量と溶血量との間に相関がある。
(3)溶血量が多いほど、凝固物の生成量が多い。
(カテゴリ1)Energy Device・・・energy device(高周波電気凝固、超音波凝固、レーザー凝固etc.)を用いた熱的作用の利用
(カテゴリ2)Surgical Hemostats・・・血清タンパク成分(アルブミンなど)の凝固
(カテゴリ3)Adhesive and Tissue Sealing・・・溶血を伴う凝固(赤血球クロットの形成)
図1は、第1実施形態のプラズマ照射処理装置(プラズマ照射システム)の一例を示す概略構成図である。一例として、プラズマ照射処理装置1は、プラズマ生成部(プラズマ生成装置)2と、電源及びガス源3と、ステージ(試料載置部)4と、検出部5と、処理装置6とを備える。
上述の相関関係を利用して照射対象物に膜を製造することができる。まず、測定部12を用いて、プラズマ生成部2によってプラズマをサンプル7に照射している間にサンプル7を介して流れる電流値を測定する。その後、プラズマが照射された後のサンプル7は、プラズマ照射による凝固結果が測定(観察)される。
図10は、製品を出荷するまでの流れの一例である。例えば、まず、製造者は、製品の仕様を決定し(S61)、製品の試作を製造する(S62)。その後、製品を量産製造し(S63)、製品が出荷される(S64)。本実施形態におけるプラズマ照射処理装置1は、これらS61〜63の各プロセスの課題を解決することができる。
プラズマ照射処理装置1によれば、プラズマの凝固能を推定し、装置の仕様を決定することができる。測定部12は、プラズマをサンプル7に照射している間にサンプル7を介してステージ4に流れる電流を測定する。評価部13は、電流値と溶血量(ヘモグロビン比色測定法により定量)との相関関係を示すグラフ(例、関連情報)を出力する。評価部13は、出力されたグラフ、および、電流値と放電管10に印加された電圧との相関関係に基づいて、電流値とプラズマの凝固能との相関関係を作成する。例えば、ユーザインタフェース15に表示された当該相関関係を用いて、ユーザは、装置の仕様(電源の設定電圧など)を決定することができる。
(1)全血から精製された赤血球をPBSに溶かし、2.0×109RBCs/mL溶液(サンプル7)とする。
(2)ウェルプレートの任意のウェルにサンプル7を加える。
(3)制御部11は、プラズマ生成部2によって生成された大気圧低温プラズマを、サンプル7に対して一定時間(決められた時間)照射させる。
(4)プラズマを照射している間、サンプル7を介してステージ4に流れる電流値(第1電流値)を測定部12によって測定する。
(5)制御部11によって電源及びガス源3の設定電圧を変えながら、手順(1)〜(4)を繰り返し実行する。
(6)手順(1)〜(4)を繰り返し実行して得られた各サンプル7に関して、ヘモグロビン比色測定法によってヘモグロビン濃度を求める。
(7)評価部13に、手順(4)で測定された電流値(第1電流値)と、手順(6)で求められたヘモグロビン濃度とをセットにして入力する。評価部13によって、電流値とヘモグロビン濃度との相関関係を示すグラフを作成する。
(8)評価部13は、作成したグラフ、および、電流値と放電管10に印加された電圧値との相関関係に基づいて、電流値とプラズマの凝固能との相関関係を作成する。当該相関関係を用いて、ユーザは、当該装置の仕様(電源の設定電圧など)を決定する。
(9)サンプル7をステージ4から取り除く。制御部11は、プラズマ生成部2によって生成されたプラズマを、サンプル7がステージ4に配置されていない状態のステージ4に照射させる。
(10)プラズマを照射している間、サンプル7を介さない状態においてステージ4に流れる電流値(第2電流値)を測定部12によって測定する。評価部13は、同じ照射条件(例えば、電源の設定電圧など)において、第1電流値と、第2電流値とを比較演算する。評価部13は、比較結果(例えば、電流値の差分など)に基づいて、第2電流値を第1電流値に補正するための補正情報(例えば、補正値、補正式)を算出する。
以降、別の装置の仕様を決定する。
(11)制御部11は、プラズマ生成部2によって生成されたプラズマを、サンプル7がステージ4に配置されていない状態のステージ4に照射させる。
(12)プラズマを照射している間、サンプル7を介さない状態においてステージ4に流れる電流値を測定部12によって測定する。
(13)評価部13は、手順(12)で測定された電流値を、手順(10)で算出された補正情報を用いて補正する。評価部13は、手順(8)で作成したグラフ、および、補正された電流値と放電管10に印加された電圧値との相関関係に基づいて、プラズマの凝固能を推定する。ユーザは、推定された凝固能に基づいて、当該装置の仕様(電源が印加する電圧など)を決定する。
プラズマ照射処理装置1によれば、生体由来(例、血液)のサンプル7を使わずにプラズマの凝固能を推定し、試作の評価、及び、量産製造時の出荷前検査を行うことが可能となる。
(1)既定量(たとえば1mL)の水をステージ4に載せる。制御部11は、プラズマ生成部2によって生成された大気圧低温プラズマを水に照射させる。
(2)測定部12は、プラズマを照射している間、水を介してステージ4に流れる電流値を測定する。
(3)制御部11は、電源及びガス源3の設定電圧を変えながら、手順(1)〜(2)を実行する。
(4)評価部13は、設定電圧値と電流値との関係を表す情報を作成する。例えば、当該情報は、横軸に設定電圧、縦軸に電流値をとったグラフを示す情報である。
(5)評価部13は、手順(4)で作成されたグラフの電流値のフィッティング直線の傾きが、上述の基準範囲に入るかを判定する。
(6)傾きが基準範囲内に収まる場合、評価部13は、その装置(例、プラズマ照射処理装置1)が合格であると判定する。傾きが基準範囲を逸脱する場合、評価部13はその装置が不合格であると判定して、制御部11は、設定電圧などを補正して、設定電圧による出力のばらつきが装置間で比較した際に一定範囲内に収まるようにする。
図12は、第2実施形態のプラズマ照射処理装置の一例を示す概略構成図である。図1と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
2 …プラズマ生成部
3 …電源及びガス源
4 …ステージ
5 …検出部
6 …処理装置
7 …サンプル
8 …サンプル保持部
9 …電線
10 …放電管
11 …制御部
12 …測定部
13 …評価部
14 …記憶部
15 …ユーザインタフェース
81 …電極パッド
82 …照射対象物
91 …レシピ
Claims (25)
- プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマを照射対象物に照射している間に前記照射対象物を介して流れる電流値を測定する測定部と、
前記電流値と前記プラズマの凝固能との相関関係を作成する評価部と
を備えるプラズマ照射処理装置。 - 請求項1に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記照射対象物は、血液を含み、
前記プラズマの前記凝固能は、血液の溶血量に関する情報、血液内の凝固物の質量に関する情報、及び、血液内の赤血球の数に関する情報の少なくとも1つに基づいて決定される、プラズマ照射処理装置。 - 請求項1又は2に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記照射対象物を配置する試料載置部を備え、
前記測定部は、前記照射対象物が配置されていない状態の前記試料載置部に前記プラズマを照射している間に前記試料載置部を介して流れる電流値を測定し、
前記評価部は、前記相関関係を用いて、当該プラズマ照射処理装置の性能を評価する、プラズマ照射処理装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記測定部は、電圧を供給する電源の接地側と前記照射対象物との間に配置された検出部を備える、プラズマ照射処理装置。 - 請求項4に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記測定部は、前記検出部において実際に検出された検出電流値から、前記電圧に起因する誘導電流分を差し引くことにより、前記電流値を算出する、プラズマ照射処理装置。 - 請求項4又は5に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記検出部はロゴスキーコイルを含む、プラズマ照射処理装置。 - 請求項1に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記評価部は、電源から供給される電圧と前記電流値との間の関係から、当該プラズマ照射処理装置の性能を評価する、プラズマ照射処理装置。 - プラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマを照射対象物に照射している間に前記照射対象物を介して流れる電流値を測定する測定部と、
電源から供給される電圧と前記電流値と前記照射対象物の凝固結果との関係を示す制御情報を用いて前記電圧を制御し、前記照射対象物の凝固に関するモードを切り替える制御部と
を備えるプラズマ照射処理装置。 - 請求項8に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記照射対象物は、血液を含み、
前記凝固結果は、血液の溶血量に関する情報、血液内の凝固物の質量に関する情報、及び、血液内の赤血球の数に関する情報の少なくとも1つを含む、プラズマ照射処理装置。 - 請求項8に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記制御部は、赤血球を溶血させることができる第1モードと、血清タンパク成分を凝固させることができる第2モードとの間で前記モードを切り替える、プラズマ照射処理装置。 - 請求項8に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記照射対象物は、生物学的製剤を含む溶液を含み、
前記制御情報は、前記電圧と前記電流値と前記生物学的製剤の凝固結果との関係を含み、
前記制御部は、前記モードとして、剤形加工に関するモードに切り替え可能である、プラズマ照射処理装置。 - 請求項8に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記照射対象物は、タンパク成分、又はタンパク成分を含む溶液を含み、
前記制御情報は、前記電圧と前記電流値と前記タンパク成分の凝固結果との関係を含み、
前記制御部は、前記モードとして、前記タンパク成分の凝固に関するモードに切り替え可能である、プラズマ照射処理装置。 - 請求項12に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記タンパク成分の凝固は、前記タンパク成分の二次元構造物又は三次元構造物の成形に関する凝固を含み、
前記制御部は、前記モードとして、前記タンパク成分の二次元構造物又は三次元構造物の成形に関するモードに切り替え可能である、プラズマ照射処理装置。 - 請求項8から13のいずれか一項に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記制御部は、前記測定部によって測定された現在の電流値と、基準値となる前記制御情報の電流値との比較結果に基づいて、前記電圧を制御する、プラズマ照射処理装置。 - 請求項8から14のいずれか一項に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記制御情報を記憶する記憶部をさらに備えるプラズマ照射処理装置。 - 請求項15に記載のプラズマ照射処理装置において、
前記記憶部には、前記モードを有する、前記照射対象物に応じた動作モード設定情報が記憶されている、プラズマ照射処理装置。 - プラズマ照射処理装置の評価方法であって、
プラズマを照射対象物に照射している間に、測定部によって、前記照射対象物を介して流れる電流の電流値を測定することと、
評価部によって、前記電流値と前記プラズマの凝固能との関係を作成することと、
前記関係を用いて、前記評価部によって、前記プラズマ照射処理装置の性能を評価することと
を含む評価方法。 - プラズマ照射処理装置の評価方法であって、
プラズマを照射対象物に照射している間に、測定部によって、前記照射対象物を介して流れる電流の電流値を測定することと、
評価部によって、電源から前記プラズマ照射処理装置に供給される電圧と前記電流値との間の関係を作成することと、
前記関係を用いて、前記評価部によって、前記プラズマ照射処理装置の性能を評価することと
を含む評価方法。 - 請求項17又は18に記載の評価方法において、
前記照射対象物は、血液から単離精製した赤血球又は前記赤血球を含む溶液であり、
前記関係を作成することは、前記電流値と前記血液の凝固結果との関係を作成することを含む、評価方法。 - プラズマ照射処理装置の制御方法であって、
プラズマを照射対象物に照射している間に、測定部によって、前記照射対象物を介して流れる電流の電流値を測定することと、
電源から前記プラズマ照射処理装置に供給される電圧と前記電流値と前記照射対象物の凝固結果との関係を示す制御情報を用いて、前記電圧を制御し、前記照射対象物の凝固に関するモードを切り替えることと
を含む制御方法。 - 請求項20に記載の制御方法において、
前記電流値と所定の基準値との比較結果に基づいて、前記電圧を制御すること、を含む制御方法。 - プラズマを照射対象物に照射して前記照射対象物を介して流れる電流値と前記プラズマの凝固能との相関関係を作成することと、
前記相関関係を用いて、電源からプラズマ照射処理装置に供給される電圧を制御することと
を含む膜の製造方法。 - 請求項22に記載の膜の製造方法において、
前記相関関係を用いて、膜生成用の前記電流値のしきい値を求めることを含む膜の製造方法。 - プラズマを照射対象物に照射している間に前記照射対象物を介して流れる電流値の情報と、前記照射対象物の凝固結果の情報とを用いて、前記電流値と前記プラズマの凝固能との相関関係を作成する評価装置。
- 電源からプラズマ照射処理装置に供給される電圧と、プラズマを照射対象物に照射している間に前記照射対象物を介して流れる電流値と、前記照射対象物の凝固結果との関係を示す制御情報を用いて、前記プラズマ照射処理装置に対して前記電圧の設定値を出力する制御装置。
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