JP2019115525A - 微生物の不活化処理装置および細胞活性化処理装置、並びに微生物の不活化処理方法および細胞活性化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】身体の細胞への危害を回避または抑制しながら微生物の不活化処理を行うことができ、光源からの放出光を高い効率で利用することができ、大きい有効照射面積が得られる微生物の不活化処理装置および不活化処理方法、並びに処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行可能な細胞活性化処理装置および細胞活性化処理方法を提供する。【解決手段】放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍに存在する光源２０と、光源に電力を供給する電力供給部３０と、電力供給部を制御する制御部３５と、光学フィルタ４０とを備えてなり、光源からの放出光を光学フィルタを介して照射して処理対象微生物を不活化処理するものであり、光学フィルタは、入射角０°のとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下の紫外線の少なくとも一部を透過させ、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止する。【選択図】図１
Description
本発明は、光の照射を利用した微生物の不活化処理装置および細胞活性化処理装置、並びに微生物の不活化処理方法および細胞活性化処理方法に関する。
いわゆる紫外線殺菌は、細菌などの殺菌対象生物の細胞内のＤＮＡに紫外線を作用させることにより行われる。具体的には、細胞内のＤＮＡに紫外線を吸収させて、ＤＮＡの遺伝コードを破壊して、当該細胞の増殖・代謝が正常に行われないよう、殺菌対象生物を不活化する。
しかしながら、上述したように、紫外線殺菌は生物の細胞のＤＮＡの遺伝コードを破壊することにより行われるので、人体に紫外線が照射されると、当然ながら、人体の正常細胞もダメージを受ける。その結果、例えば、人体には、光老化、皮膚癌の発生などの重大な不具合が発生する。
例えば、波長が２００〜２８０ｎｍのＵＶ−Ｃが照射されたときには、ＤＮＡがダメージを受けることにより、ヒトにおいて癌が発生する可能性があることが知られている。また、波長が２８０〜３１５ｎｍのＵＶ−Ｂが照射されたときにも、癌が発生する可能性があり、特に危険なメラノーマの発生の可能性が高いことが知られている。一方、波長が３１５〜３８０ｎｍのＵＶ−Ａが照射されたときには、癌が発生する可能性が低いことが知られている。
そのため、従来、人体に存在する有害な微生物の殺菌手法として、紫外線殺菌は普及していなかった。
そのため、従来、人体に存在する有害な微生物の殺菌手法として、紫外線殺菌は普及していなかった。
このような状況を鑑み、近年、ヒト細胞を害することなく、殺菌対象生物であるバクテリアを選択的に不活化する殺菌装置が提案されている（特許文献１参照。）。この殺菌装置においては、バクテリアが典型的にはヒト細胞より物理的にはるかに小さいことを考慮して、照射する紫外線の波長が適切に選択される。具体的には、放出光の中心波長が２０７ｎｍのＫｒＢｒエキシマランプや放出光の中心波長が２２２ｎｍのＫｒＣｌエキシマランプなどの光源と、波長１９０ｎｍ未満および波長２３０ｎｍ超の紫外線の透過を阻止する光学フィルタとを用いることにより、波長１９０〜２３０ｎｍの紫外線が身体における殺菌対象部位に照射される。これにより、ヒト細胞に対する危害を実質的に回避しながら、身体における殺菌対象部位に存在する殺菌対象生物が不活化される。
しかしながら、このような殺菌装置においては、実用上、以下のような問題があることが判明した。
上記の殺菌装置においては、光源から放出される光のうち１９０〜２３０ｎｍの波長域の光を透過し、かつ当該波長域以外の波長の光をカットするために、光学フィルタとして、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 またはＳｉＯ2 ／ＭｇＦ2 による誘電体多層膜を有する干渉フィルタが用いられている。
このような干渉フィルタにおいては、カットオフ／カットオン波長において急峻なカーブを有する分光透過特性が得られる。その一方で、干渉フィルタは、入射角によって光の透過率が異なるという入射角依存性を有する。
上記の殺菌装置においては、光源から放出される光のうち１９０〜２３０ｎｍの波長域の光を透過し、かつ当該波長域以外の波長の光をカットするために、光学フィルタとして、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 またはＳｉＯ2 ／ＭｇＦ2 による誘電体多層膜を有する干渉フィルタが用いられている。
このような干渉フィルタにおいては、カットオフ／カットオン波長において急峻なカーブを有する分光透過特性が得られる。その一方で、干渉フィルタは、入射角によって光の透過率が異なるという入射角依存性を有する。
具体的に説明すると、干渉フィルタは、光の入射角が大きくなるに従って、光の透過率のピーク波長や透過帯の長波長側端の波長が、短波長側にシフトするという光学特性を有する。
そのため、光源から放出される光を干渉フィルタを介して照射すると、光源から放出される光のうち、干渉フィルタに大きい入射角で入射した光が、当該干渉フィルタによって遮断若しくは大きく減衰するため、光源から放出される光を高い効率で利用することが困難となる。
また、干渉フィルタにおいて入射角の大きい光が遮断または減衰されることから、当該干渉フィルタから出射される光の拡散角が小さいため、殺菌対象部位において大きい有効照射面積を得ることが困難である。
そのため、光源から放出される光を干渉フィルタを介して照射すると、光源から放出される光のうち、干渉フィルタに大きい入射角で入射した光が、当該干渉フィルタによって遮断若しくは大きく減衰するため、光源から放出される光を高い効率で利用することが困難となる。
また、干渉フィルタにおいて入射角の大きい光が遮断または減衰されることから、当該干渉フィルタから出射される光の拡散角が小さいため、殺菌対象部位において大きい有効照射面積を得ることが困難である。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、身体上または身体内（特に、創傷、手術部術野）に存在する処理対象微生物に対して、身体の細胞への危害を回避または抑制しながら不活化処理を行うことができ、しかも、光源からの放出光を高い効率で利用することができると共に、大きい有効照射面積が得られる微生物の不活化処理装置および不活化処理方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行することができる細胞活性化処理装置および細胞活性化処理方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行することができる細胞活性化処理装置および細胞活性化処理方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明者らが鋭意研究した結果、波長が２３０ｎｍ超２３７以下の紫外線を照射しても、身体の細胞を害することがないことを見い出し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の微生物の不活化処理装置は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
また、本発明の微生物の不活化処理装置は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源部からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源部からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
本発明の微生物の不活化処理装置においては、前記光源がＫｒＣｌエキシマランプまたはＫｒＢｒエキシマランプであることが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、身体上に存在する処理対象微生物を不活化処理するものである場合には、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、身体内に存在する処理対象微生物を不活化処理するものである場合には、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、身体上に存在する処理対象微生物を不活化処理するものである場合には、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、身体内に存在する処理対象微生物を不活化処理するものである場合には、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
本発明の細胞活性化処理装置は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源、および光学フィルタを有し、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して出射する第１の光源部と、
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
また、本発明の細胞活性化処理装置は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源、および光学フィルタを有し、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して出射する第１の光源部と、
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
本発明の細胞活性化処理装置においては、前記第１の光源がＫｒＣｌエキシマランプまたはＫｒＢｒエキシマランプであることが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、身体の表面に光を照射することによって細胞を活性化処理するものである場合には、
前記第１の光源部によって身体の表面に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、身体の内部に光を照射することによって細胞を活性化処理するものである場合には、
前記第１の光源部によって身体の内部に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、前記制御部は、前記第１の光源が点灯するよう第１の電力供給部を制御し、当該第１の光源が点灯してから所定の時間が経過した後に、前記第２の光源が点灯するよう第２の電力供給部を制御するものであることが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することが好ましい。
また、身体の表面に光を照射することによって細胞を活性化処理するものである場合には、
前記第１の光源部によって身体の表面に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、身体の内部に光を照射することによって細胞を活性化処理するものである場合には、
前記第１の光源部によって身体の内部に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることが好ましい。
また、前記制御部は、前記第１の光源が点灯するよう第１の電力供給部を制御し、当該第１の光源が点灯してから所定の時間が経過した後に、前記第２の光源が点灯するよう第２の電力供給部を制御するものであることが好ましい。
本発明の微生物の不活化処理方法は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、光学フィルタとを用い、前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
また、本発明の微生物の不活化処理方法は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、光学フィルタとを用い、前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
本発明の細胞活性化処理方法は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源と、光学フィルタと、放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源と用い、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射すると共に、前記第２の光源からの放出光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記第１の光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光学フィルタは、前記第１の光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする。
また、本発明の細胞活性化処理方法は、放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源と、光学フィルタと、放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源と用い、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射すると共に、前記第２の光源からの放出光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする。
本発明の細胞活性化処理方法においては、前記第１の光源からの放出光による照射を開始してから所定の時間が経過した後に、前記第２の光源からの放出光による照射を開始することが好ましい。
本発明の微生物の不活化処理装置および不活化処理方法によれば、身体上または身体内に存在する処理対象微生物に対して、身体の細胞への危害を回避または抑制しながら不活化処理を行うことができる。しかも、光源からの放出光を高い効率で利用することができ、従って、不活化処理装置の省エネルギー化を図ることできる。また、光学フィルタが入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタから拡散角の大きい光が出射されるので、大きい有効照射面積が得られる。
また、本発明の細胞活性化処理方法によれば、処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行することができる。
また、本発明の細胞活性化処理方法によれば、処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行することができる。
［微生物の不活化処理装置］
図１は、本発明の微生物の不活化処理装置の一例における構成を示す説明図である。
この微生物の不活化処理装置（以下、単に「不活化処理装置」ともいう。）は、外形が直方体状の筐体１０を有する。この筐体１０の一面（図１において下面）には、紫外線を透過する、例えば合成石英ガラスよりなる矩形の板状の紫外線透過窓部１１が設けられている。
図１は、本発明の微生物の不活化処理装置の一例における構成を示す説明図である。
この微生物の不活化処理装置（以下、単に「不活化処理装置」ともいう。）は、外形が直方体状の筐体１０を有する。この筐体１０の一面（図１において下面）には、紫外線を透過する、例えば合成石英ガラスよりなる矩形の板状の紫外線透過窓部１１が設けられている。
筐体１０内には、光源として、棒状のエキシマランプ２０が紫外線透過窓部１１に対向するよう配置されている。筐体１０内におけるエキシマランプ２０の背後には、エキシマランプ２０からの光を紫外線透過窓部１１に向かって反射する樋状の反射ミラー１５が、当該エキシマランプ２０を取り囲むよう配置されている。
また、大気中の酸素は波長２００ｎｍ以下の光を吸収するため、エキシマランプ２０からの光の強度が減衰することを防止することを目的として、必要に応じて、筐体１０の内部は、窒素（Ｎ2 ）ガスなどの不活性ガスでパージされる。
また、大気中の酸素は波長２００ｎｍ以下の光を吸収するため、エキシマランプ２０からの光の強度が減衰することを防止することを目的として、必要に応じて、筐体１０の内部は、窒素（Ｎ2 ）ガスなどの不活性ガスでパージされる。
エキシマランプ２０には、当該エキシマランプ２０に電力を供給する電力供給部３０が接続されている。この電力供給部３０には、当該電力供給部３０を制御する制御部３５が接続されている。
筐体１０の外部において、紫外線透過窓部１１に対向する位置には、矩形の板状の光学フィルタ４０が配置されている。この光学フィルタ４０は、固定部材４１によって、筐体１０に固定されている。
エキシマランプ２０としては、放出光の中心波長が１９０〜２３０ｎｍであるものを用いることができる。
このようなエキシマランプ２０の具体例としては、放出光の中心波長が２２２ｎｍであるＫｒＣｌエキシマランプ、放出光の中心波長が２０７ｎｍであるＫｒＢｒエキシマランプが挙げられる。
このようなエキシマランプ２０の具体例としては、放出光の中心波長が２２２ｎｍであるＫｒＣｌエキシマランプ、放出光の中心波長が２０７ｎｍであるＫｒＢｒエキシマランプが挙げられる。
図２は、エキシマランプ２０の一例における構成を示す説明用断面図である。このエキシマランプ２０においては、誘電体よりなる円筒状の一方の壁材２２と、この一方の壁材２２内にその筒軸に沿って配置された、当該一方の壁材２２の内径より小さい外径を有する誘電体よりなる円筒状の他方の壁材２３とを有する密閉型の放電容器２１が設けられている。この放電容器２１においては、一方の壁材２２および他方の壁材２３の各々の両端部が封止壁部２４，２５によって接合され、一方の壁材２２と他方の壁材２３との間に円筒状の放電空間Ｓが形成されている。放電容器２１を構成する誘電体としては、例えば石英ガラスを用いることができる。
放電容器２１における一方の壁材２２には、その外周面２２ａに密接して、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の一方の電極２６が設けられている。放電容器２１における他方の壁材２３には、その外面２３ａを覆うようアルミニウムよりなる膜状の他方の電極２７が設けられている。一方の電極２６および他方の電極２７は、それぞれ電力供給部３０に接続されている。
放電容器２１内には、クリプトンと塩素または臭素との混合物よりなる放電用ガスが充填されている。また、放電容器２１内には、金属塩化物または金属臭化物よりなる発光用元素補給用物質２８が配置されている。
このエキシマランプ２０においては、一方の電極２６と他方の電極２７との間に高周波電圧が印加されると、放電容器２１内の放電空間Ｓにおいて誘電体バリア放電が発生する。これにより、放電容器２１内においては、クリプトン元素と塩素元素または臭素元素とによるエキシマが生成され、このエキシマから放出されるエキシマ光が、一方の壁材２２を介して一方の電極２６の網目から外部に放出される。
エキシマランプ２０がＫｒＣｌエキシマランプである場合には、エキシマランプ２０から放出されるエキシマ光は、中心波長が例えば２２２ｎｍであって、波長が２３０〜３００ｎｍの波長域にある光を含むものである。
また、エキシマランプ２０がＫｒＢｒエキシマランプである場合には、エキシマランプ２０から放出されるエキシマ光は、中心波長が例えば２０７ｎｍであって、波長が２３０〜３００ｎｍの波長域にある光を含むものである。
光学フィルタ４０は、光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものである。ここで、「紫外線の透過を阻止する」とは、光源から放出される紫外線のうち、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の波長領域におけるピーク波長の強度に対して、光学フィルタ透過後の紫外線の強度が１/ １０００以下になることを意味する。
このような光学フィルタ４０としては、ＳｉＯ2 膜およびＡｌ2 Ｏ3 膜による誘電体多層膜を有するもの、またはＨｆＯ2 膜およびＳｉＯ2 膜による誘電体多層膜を有するものを用いることが好ましい。
図３は、本発明に用いられる光学フィルタの一例における光透過率の分光分布を、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルと共に示す図である。
図３において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｄは、光学フィルタに入射角４０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
図３において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｄは、光学フィルタに入射角４０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
この例の光学フィルタ４０は、合成石英ガラスよりなる基板の両面にＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層が交互に積層されてなる誘電体多層膜が形成されて構成されている。誘電体多層膜におけるＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層の層数は２３０層であり、総厚みは１０μｍを越えている。
この光学フィルタ４０においては、図３に示すように、波長２２２ｎｍ（ＫｒＣｌエキシマランプの放出光のピーク波長）の紫外線の透過率が、入射角が０°のときには約７５％であるが、入射角が２５°のときには５０％以上、入射角が３０°のときであっても４０％以上であり、入射角が４０°のときには数％である。
また、この光学フィルタ４０においては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約６８．５％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が約４％である。
また、この光学フィルタ４０においては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約６８．５％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が約４％である。
図４は、本発明に用いられる光学フィルタの他の例における光透過率の分光分布を、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルと共に示す図である。
図４において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｄは、光学フィルタに入射角４０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
図４において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｄは、光学フィルタに入射角４０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
この例の光学フィルタ４０は、合成石英ガラスよりなる基板の一面にＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層が交互に積層されてなる誘電体多層膜が形成されて構成されている。誘電体多層膜におけるＨｆＯ2 層の厚みは約２４０ｎｍ、ＳｉＯ2 層の厚みは１４６０ｎｍで、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層の層数は総数３３層、ＨｆＯ2 層の厚みの合計が１７００ｎｍである。また、基板の他面には、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層によるＡＲコーティングが施されている。
この光学フィルタ４０においては、図４に示すように、波長２２２ｎｍ（ＫｒＣｌエキシマランプの放出光のピーク波長）の紫外線の透過率が、入射角が０°のときには約８５％であるが、入射角が２５°のときには５０％以上、入射角が３０°のときであっても約３５％であり、入射角が４０°のときに数％である。
また、この光学フィルタ４０においては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約３５．６％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が約２．５％である。
また、この光学フィルタ４０においては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約３５．６％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が約２．５％である。
図５は、比較用の光学フィルタにおける光透過率の分光分布を、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルと共に示す図である。
図５において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
図５において、曲線ａは、光学フィルタに入射角０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｂは、光学フィルタに入射角２５°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線ｃは、光学フィルタに入射角３０°で光が入射したときの光透過率の分光分布曲線、曲線Ｌは、ＫｒＣｌエキシマランプの分光スペクトルである。
比較用の光学フィルタは、合成石英ガラスよりなる基板の両面にＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層が交互に積層されてなる誘電体多層膜が形成されて構成されている。誘電体多層膜におけるＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層の層数は２３０層であり、総厚みは１０μｍを越えている。
この比較用の光学フィルタにおいては、図５に示すように、波長２２２ｎｍ（ＫｒＣｌエキシマランプの放出光のピーク波長）の紫外線の透過率が、入射角が０°のときには約７０％であるが、入射角が２５°のときには約５０％、入射角が３０°のときは数％であることが示されている。
また、比較用の光学フィルタにおいては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約４％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が０％である。
また、比較用の光学フィルタにおいては、入射角が０°のときに、波長２３１ｎｍの紫外線の透過率が約４％、波長２３５ｎｍの紫外線の透過率が０％である。
図３または図４に示すような光学特性を有する光学フィルタ４０を用いることにより、ＫｒＣｌエキシマランプからの放出光を光学フィルタ４０を介して処理対象微生物に照射したとき、光学フィルタ４０への入射角が３０°以下であれば、有効に利用することが可能である。
また、光学フィルタ４０が入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタ４０から拡散角の大きい光を出射することができ、そのため、大きい有効照射面積を得ることが可能となる。
また、光学フィルタ４０が入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタ４０から拡散角の大きい光を出射することができ、そのため、大きい有効照射面積を得ることが可能となる。
これに対して、図５に示すような光学特性を有する比較用の光学フィルタを用いた場合には、ＫｒＣｌエキシマランプからの放出光を光学フィルタを介して処理対象微生物に照射したとき、光学フィルタへの入射角が２５°を超える光を、有効に利用することができず、また、大きい有効照射面積を得ることも困難となる。
ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜においては、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜に比較して、層数が極めて少ない。このため、波長２２２ｎｍ（ＫｒＣｌエキシマランプの放出光のピーク波長）の紫外線について高い透過率が得られる。しかも、誘電体多層膜の層数が少ないことにより、低コストでカット波長の再現性のよい光学フィルタ４０を製造することができる。
このような観点から、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有する光学フィルタ４０を用いることが好ましい。
このような観点から、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有する光学フィルタ４０を用いることが好ましい。
また、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有する光学フィルタ４０を用いる場合には、ＨｆＯ2 層の合計の厚みが５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、前記合計の厚みが１００ｎｍ未満となると、波長２００ｎｍ以下のカットが不十分となるので、前記厚みは１００ｎｍ以上が好ましい。このような条件を満足することにより、波長２２２ｎｍ（ＫｒＣｌエキシマランプの放出光のピーク波長）付近の紫外線に対して高い透過率、例えば８０％以上の透過率を有する光学フィルタ４０が得られる。
上記の例は、光源としてＫｒＣｌエキシマランプを用いた場合の例であるが、光源としてＫｒＢｒエキシマランプを用いた場合でも、１９０〜２３７ｎｍの波長域以外の光を透過を阻止すると共に、ＫｒＣｌエキシマランプのピーク波長である２０７ｎｍ付近において透過率が最大となる光学フィルタ４０を設計することが可能であるため、ＫｒＣｌエキシマランプを用いた場合と同様の効果が得られる。
一方、本発明において、光学フィルタ４０は、波長２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線を透過させるものであるが、このような紫外線が照射されても、以下に説明するように、身体の細胞にダメージを与えないことが確認された。
分光装置によって、Ｘｅランプから放出される光を、それぞれピーク波長が２２７ｎｍ、２３２ｎｍ、２３７ｎｍ、２４２ｎｍ、２５４ｎｍの５つの紫外線（半値全幅２ｎｍ）に分光した。各紫外線のスペクトルを図６に示す。そして、各波長の紫外線を予め剃毛したマウスの背中に照射した。
以上において、各波長の紫外線のドーズ量は、１５０ｍＪ／ｃｍ2 、３００ｍＪ／ｃｍ2 に設定した。なお、図６から明らかなように、各紫外線における放射照度はそれぞれ異なるため、設定したドーズ量となるように、各紫外線による照射時間を調整した。
そして、各紫外線をマウスに照射した後、当該マウスの光照射領域におけるシクロブタンピリミジン（ＣＰＤ）の生成の有無を確認した。ＣＰＤは、紫外線誘導性のＤＮＡ損傷により生じるものであることから、細胞にダメージが生じたかどうかの目安となる。
その結果、波長が２２７ｎｍ、２３２ｎｍ、２３７ｎｍの紫外線を照射した場合には、ドーズ量が１５０ｍＪ／ｃｍ2 、３００ｍＪ／ｃｍ2 のいずれでも、ＣＰＤの生成が認められなかった。
一方、波長が２４２ｎｍ、２５４ｎｍの紫外線を照射した場合には、ドーズ量が１５０ｍＪ／ｃｍ2 、３００ｍＪ／ｃｍ2 のいずれでも、ＣＰＤの生成が確認された。
上記の結果より、波長２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線が身体に照射されても、身体の細胞にダメージを与えないことが理解される。
一方、波長が２４２ｎｍ、２５４ｎｍの紫外線を照射した場合には、ドーズ量が１５０ｍＪ／ｃｍ2 、３００ｍＪ／ｃｍ2 のいずれでも、ＣＰＤの生成が確認された。
上記の結果より、波長２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線が身体に照射されても、身体の細胞にダメージを与えないことが理解される。
上記の不活化処理装置においては、電力供給部３０からエキシマランプ２０に電力が供給されることにより、エキシマランプ２０が点灯する。そして、エキシマランプ２０から放出された光は、紫外線透過窓部１１を介して筐体１０の外部に放射され、更に、光学フィルタ４０を介して処理対象部位Ｐに照射される。これにより、身体上または身体内の処理対象部位Ｐに存在するバクテリアなどの処理対象微生物に対する不活化処理が行われる。
本発明の不活化処理装置においては、身体上に存在する処理対象微生物を不活化処理する装置として構成する場合には、１回の光照射において、処理対象微生物に照射される、１９０〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 、特に１０ｍＪ／ｃｍ2 〜５０ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、制御部３５によって制御されることが好ましい。ドーズ量を制御する方法としては、エキシマランプ２０に供給される電力の値を調整する方法、エキシマランプ２０に電力が供給される時間、すなわち処理対象微生物に対する光の照射時間を調整する方法を用いることができる。
上記ドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 未満である場合には、身体上に存在する処理対象微生物を不活化することが困難となることがある。
また、上記の誘電体多層膜を有する光学フィルタ４０は、その特性上、１９０〜２３７ｎｍの波長域以外の光を完全に遮断することが困難である。そのため、１日のドーズ量が１０００ｍＪ／ｃｍ2 を超える場合には、１９０〜２３７ｎｍの波長域以外の光のドーズ量も大きくなる結果，身体の細胞にダメージが生じる虞がある。
上記ドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 未満である場合には、身体上に存在する処理対象微生物を不活化することが困難となることがある。
また、上記の誘電体多層膜を有する光学フィルタ４０は、その特性上、１９０〜２３７ｎｍの波長域以外の光を完全に遮断することが困難である。そのため、１日のドーズ量が１０００ｍＪ／ｃｍ2 を超える場合には、１９０〜２３７ｎｍの波長域以外の光のドーズ量も大きくなる結果，身体の細胞にダメージが生じる虞がある。
また、本発明の不活化処理装置においては、身体内（特に、創傷、手術部術野）に存在する処理対象微生物を不活化処理する装置として構成する場合には、１回の光照射において、処理対象微生物に照射される光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、制御部３５によって制御されることが好ましい。
上記ドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 未満である場合には、身体内に存在する処理対象微生物を不活化することが困難となることがある。
上記ドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 未満である場合には、身体内に存在する処理対象微生物を不活化することが困難となることがある。
以上のように、本発明の不活化処理装置によれば、光源であるエキシマランプ２０からの紫外線が、特定の光学特性を有する光学フィルタ４０を介して処理対象微生物に照射されるので、身体上または身体内に存在する処理対象微生物に対して、身体の細胞への危害を回避または抑制しながら不活化処理を行うことができる。しかも、光源であるエキシマランプ２０からの放出光を高い効率で利用することができ、従って、不活化処理装置の省エネルギー化を図ることできる。また、光学フィルタ４０が入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタ４０から拡散角の大きい光が出射されるので、大きい有効照射面積が得られる。
［細胞活性化処理装置］
本発明は、不活化処理装置に限定されず、例えば、以下の分野に適用することが可能である。
近年、褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域（以下、これらを総称して「患部領域」ともいう。）を低減させる方法として、患部領域に赤外線を照射する方法が注目されている。この方法は、赤外線を照射することにより、患部領域において細胞活性を引き起こし、その結果、当該患部領域を低減させるものである。
ここで、患部領域に細菌（バクテリア）が存在すると、細胞活性による褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域の低減が進行しない。なぜならば、赤外線を照射するにより細菌（バクテリア）も活性化するため、この活性化した細菌（バクテリア）により、褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域における細胞活性が阻害されるためである。
本発明は、不活化処理装置に限定されず、例えば、以下の分野に適用することが可能である。
近年、褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域（以下、これらを総称して「患部領域」ともいう。）を低減させる方法として、患部領域に赤外線を照射する方法が注目されている。この方法は、赤外線を照射することにより、患部領域において細胞活性を引き起こし、その結果、当該患部領域を低減させるものである。
ここで、患部領域に細菌（バクテリア）が存在すると、細胞活性による褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域の低減が進行しない。なぜならば、赤外線を照射するにより細菌（バクテリア）も活性化するため、この活性化した細菌（バクテリア）により、褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域における細胞活性が阻害されるためである。
従って、赤外線照射による患部領域における細胞の活性化処理と並行して、当該患部領域における細菌（バクテリア）の不活化処理が望まれる。患部領域への負荷を考えれば、不活化処理としては、非接触方式である紫外線照射による方法が好ましい。ここで、細菌（バクテリア）の不活化に効果的な紫外線はＵＶ−Ｃ（２００〜２８０ｎｍ）であるが、これまでＵＶ−Ｃ（特に２５４ｎｍ）は、ヒトや動物のＤＮＡにダメージを与えることが知られていたため、患部領域に存在する細菌（バクテリア）の不活化処理として、紫外線照射による方法は採用されていない。
而して、上記の不活化処理装置の構成を、細胞活性化処理装置に搭載することによって、褥瘡領域や糖尿病性潰瘍領域等に存在する細菌（バクテリア）に対して、ヒトや動物のＤＮＡにダメージを与えることなしに、不活化処理を行うことが可能である。従って、患部領域における細胞の活性化処理を効率的に行うことができる。
図７は、本発明の細胞活性化処理装置の一例における構成を示す説明図である。
図７において、（ａ）は、細胞活性化処理装置における筐体をエキシマランプの長手方向に沿って切断して示す説明用断面図、（ｂ）は、細胞活性化処理装置における筐体をエキシマランプの長手方向と垂直な方向に沿って切断して示す説明用断面図である。
図７において、（ａ）は、細胞活性化処理装置における筐体をエキシマランプの長手方向に沿って切断して示す説明用断面図、（ｂ）は、細胞活性化処理装置における筐体をエキシマランプの長手方向と垂直な方向に沿って切断して示す説明用断面図である。
この細胞活性化処理装置は、外形が直方体状の筐体５０を有する。この筐体５０の内部には、主に紫外線を放出する第１の光源を収容する第１の空間部５２、光学フィルタ８０を収容する第２の空間部５３、および主に赤外線を放出する第２の光源を収容する第３の空間部５４がこの順で並ぶよう形成されている。
第１の空間部５２と第２の空間部５３との間には、紫外線を透過する、例えば合成石英ガラスよりなる矩形の板状の紫外線透過窓部５１が設けられている。
また、第１の空間部５２内には、第１の光源として、少なくとも１本の棒状のエキシマランプ６０が紫外線透過窓部５１に対向するよう配置されている。図示の例では複数のエキシマランプ６０が互いに離間して平行に並ぶよう配置されており、これらのエキシマランプ６０と後述する光学フィルタ８０とによって第１の光源部が構成されている。
また、第１の空間部５２内におけるエキシマランプ６０の背後には、エキシマランプ６０からの光を紫外線透過窓部５１に向かって反射する樋状の反射ミラー５５が、当該エキシマランプ６０を取り囲むよう配置されている。
また、第１の空間部５２内には、第１の光源として、少なくとも１本の棒状のエキシマランプ６０が紫外線透過窓部５１に対向するよう配置されている。図示の例では複数のエキシマランプ６０が互いに離間して平行に並ぶよう配置されており、これらのエキシマランプ６０と後述する光学フィルタ８０とによって第１の光源部が構成されている。
また、第１の空間部５２内におけるエキシマランプ６０の背後には、エキシマランプ６０からの光を紫外線透過窓部５１に向かって反射する樋状の反射ミラー５５が、当該エキシマランプ６０を取り囲むよう配置されている。
また、大気中の酸素は波長２００ｎｍ以下の光を吸収するため、エキシマランプ６０からの光の強度が減衰することを防止することを目的として、必要に応じて、第１の空間部５２の内部は、窒素（Ｎ2 ）ガスなどの不活性ガスでパージされる。
エキシマランプ６０には、当該エキシマランプ６０に電力を供給する第１の電力供給部７０が接続されている。この第１の電力供給部７０には、当該第１の電力供給部７０を制御する制御部７５が接続されている。
第１の空間部５２に隣接する第２の空間部５３の内部において、紫外線透過窓部５１に対向する位置には、矩形の板状の光学フィルタ８０が配置されている。この光学フィルタ８０は、固定部材８１によって、筐体５０に固定されている。
第２の空間部５３に、第１の空間部５２と反対側に隣接する第３の空間部５４内には、赤外線を放出する少なくとも１本の棒状の第２の光源６５が、光学フィルタ８０に対向するよう配置されている。図示の例では複数の第２の光源６５が互いに離間して平行に並ぶよう配置されており、これらの第２の光源６５によって第２の光源部が構成されている。第２の光源６５の各々は、細胞活性化処理装置を平面視したとき、隣接するエキシマランプ６０の間に位置するよう配置されている。
また、第３の空間部５４において、第２の光源６５と対向する位置に、エキシマランプ６０から光学フィルタ８０を介して出射される紫外線と、第２の光源６５から放出される赤外線とが取り出される光取り出し部５６が設けられている。
また、第３の空間部５４において、第２の光源６５と対向する位置に、エキシマランプ６０から光学フィルタ８０を介して出射される紫外線と、第２の光源６５から放出される赤外線とが取り出される光取り出し部５６が設けられている。
第２の光源６５には、当該第２の光源６５に電力を供給する第２の電力供給部７１が接続されている。この第２の電力供給部７１には、当該第２の電力供給部７１を制御する制御部７５が接続されている。図示の例では、第１の電力供給部７０および第２の電力供給部７１が共通の制御部７５によって制御される構成であるが、第１の電力供給部７０および第２の電力供給部７１が別個の制御部によって制御される構成であってもよい。
以上において、第１の光源であるエキシマランプ６０および光学フィルタ８０としては、前述の不活化処理装置におけるエキシマランプ２０および光学フィルタ４０と同様のものが用いられる。
また、第２の光源６５としては、所要の赤外線を放出するものであれば種々のもの、例えばハロゲンランプ、赤外線を出射するＬＥＤなどを用いることができる。
また、第２の光源６５としては、所要の赤外線を放出するものであれば種々のもの、例えばハロゲンランプ、赤外線を出射するＬＥＤなどを用いることができる。
上記の細胞活性化処理装置においては、第１の電力供給部７０から第１の空間部５２に収容されたエキシマランプ６０に電力が供給されることにより、エキシマランプ６０が点灯する。そして、エキシマランプ６０から放出された紫外線（図７において矢印ＵＶで示す）は、紫外線透過窓部５１、第２の空間部５３に収容された光学フィルタ８０、第３の空間部５４、および光取り出し部５６を介して、患部領域などの処理対象領域に照射される。これにより、処理対象領域に存在するバクテリアなどの微生物に対する不活化処理が行われる。また、紫外線の照射により、処理対象領域における細胞が刺激されて活性化する。
一方、第２の電力供給部７１から第３の空間部５４に収容された第２の光源６５に電力が供給されることにより、第２の光源６５が点灯する。そして、第２の光源６５から放出された赤外線（図７において矢印ＩＲで示す）は、光取り出し部５６を介して、処理対象領域に照射される。これにより、処理対象領域における細胞の活性化処理が行われる。
以上において、身体の光照射領域における細胞を活性化処理する場合には、１回の光照射において、身体の表面生物に照射される、１９０〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 、特に１０ｍＪ／ｃｍ2 〜５０ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、制御部７５によって制御されることが好ましい。
また、身体の内部に光を照射することによって細胞を活性化処理する場合には、１回の光照射において、処理対象微生物に照射される、１９０〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、制御部７５によって制御されることが好ましい。
また、身体の内部に光を照射することによって細胞を活性化処理する場合には、１回の光照射において、処理対象微生物に照射される、１９０〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、制御部７５によって制御されることが好ましい。
また、制御部７５によって、エキシマランプ６０と第２の光源６５とが同時に点灯するよう第１の電力供給部７０および第２の電力供給部７１が制御されてもよいが、エキシマランプ６０が点灯するよう第１の電力供給部７０が制御され、当該エキシマランプ６０が点灯してから所定の時間が経過した後に、第２の光源６５が点灯するよう第２の電力供給部７１が制御されることが好ましい。
エキシマランプ６０と第２の光源６５とが同時に点灯する場合において、例えば処理対象領域における温度が約３７℃になったときには、バクテリア等の微生物が活性化してしまい、微生物の不活化や細胞の活性化が十分に進行しない虞がある。従って、エキシマランプ６０を先行して点灯することにより、処理対象領域に存在するバクテリアなどの微生物に対する不活化処理を行うことが好ましい。
エキシマランプ６０の点灯を開始してから第２の光源６５の点灯を開始するまでの時間は、例えば紫外線のドーズ量が５０〜１５０ｍＪ／ｃｍ2 になるまでの時間である。
エキシマランプ６０と第２の光源６５とが同時に点灯する場合において、例えば処理対象領域における温度が約３７℃になったときには、バクテリア等の微生物が活性化してしまい、微生物の不活化や細胞の活性化が十分に進行しない虞がある。従って、エキシマランプ６０を先行して点灯することにより、処理対象領域に存在するバクテリアなどの微生物に対する不活化処理を行うことが好ましい。
エキシマランプ６０の点灯を開始してから第２の光源６５の点灯を開始するまでの時間は、例えば紫外線のドーズ量が５０〜１５０ｍＪ／ｃｍ2 になるまでの時間である。
また、第２の光源６５を、エキシマランプ６０を点灯してから所定の時間が経過した後に点灯する場合には、第２の光源６５の点灯時に、エキシマランプ６０を消灯してもよく、エキシマランプ６０の点灯を継続してもよい。
第２の光源６５の点灯時に、エキシマランプ６０の点灯を継続することきには、紫外線の照射と赤外線の照射との相乗作用により、効率的に細胞活性化処理を行うことができる。
第２の光源６５の点灯時に、エキシマランプ６０の点灯を継続することきには、紫外線の照射と赤外線の照射との相乗作用により、効率的に細胞活性化処理を行うことができる。
本発明の細胞活性化処理装置によれば、処理対象領域に存在する微生物に対する不活化処理を行ないながら、または、不活化処理を行った後に、当該処理対象領域における細胞の活性化処理を行うため、処理対象細胞の活性化を高い効率で確実に実行することができる。
また、エキシマランプ６０からの紫外線が特定の光学特性を有する光学フィルタ８０を介して処理対象領域に照射されるため、処理対象細胞への危害を回避または抑制しながら、微生物の不活化処理を行うことができる。しかも、エキシマランプ６０からの放出光を高い効率で利用することができ、従って、細胞活性化処理装置の省エネルギー化を図ることできる。また、光学フィルタ８０が入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタ８０から拡散角の大きい光が出射されるので、大きい有効照射面積が得られる。
また、エキシマランプ６０からの紫外線が特定の光学特性を有する光学フィルタ８０を介して処理対象領域に照射されるため、処理対象細胞への危害を回避または抑制しながら、微生物の不活化処理を行うことができる。しかも、エキシマランプ６０からの放出光を高い効率で利用することができ、従って、細胞活性化処理装置の省エネルギー化を図ることできる。また、光学フィルタ８０が入射角の大きい光を透過することから、当該光学フィルタ８０から拡散角の大きい光が出射されるので、大きい有効照射面積が得られる。
本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば光学フィルタは、光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであってもよい。
例えば光学フィルタは、光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであってもよい。
１０ 筐体
１１ 紫外線透過窓部
１５ 反射ミラー
２０ エキシマランプ
２１ 放電容器
２２ 一方の壁材
２２ａ 外周面
２３ 他方の壁材
２３ａ 外面
２４，２５ 封止壁部
２６ 一方の電極
２７ 他方の電極
２８ 発光用元素補給用物質
３０ 電力供給部
３５ 制御部
４０ 光学フィルタ
４１ 固定部材
５０ 筐体
５１ 紫外線透過窓部
５２ 第１の空間部
５３ 第２の空間部
５４ 第３の空間部
５５ 反射ミラー
６０ エキシマランプ
６５ 第２の光源
７０ 第１の電力供給部
７１ 第２の電力供給部
７５ 制御部
８０ 光学フィルタ
８１ 固定部材
Ｐ 殺菌対象部位
Ｓ 放電空間
１１ 紫外線透過窓部
１５ 反射ミラー
２０ エキシマランプ
２１ 放電容器
２２ 一方の壁材
２２ａ 外周面
２３ 他方の壁材
２３ａ 外面
２４，２５ 封止壁部
２６ 一方の電極
２７ 他方の電極
２８ 発光用元素補給用物質
３０ 電力供給部
３５ 制御部
４０ 光学フィルタ
４１ 固定部材
５０ 筐体
５１ 紫外線透過窓部
５２ 第１の空間部
５３ 第２の空間部
５４ 第３の空間部
５５ 反射ミラー
６０ エキシマランプ
６５ 第２の光源
７０ 第１の電力供給部
７１ 第２の電力供給部
７５ 制御部
８０ 光学フィルタ
８１ 固定部材
Ｐ 殺菌対象部位
Ｓ 放電空間
Claims (21)
- 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする微生物の不活化処理装置。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、
前記光源に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部を制御する制御部と、
光学フィルタとを備えてなり、
前記光源部からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする微生物の不活化処理装置。 - 前記光源がＫｒＣｌエキシマランプまたはＫｒＢｒエキシマランプであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微生物の不活化処理装置。
- 前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することを特徴する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の微生物の不活化処理装置。
- 前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することを特徴する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の微生物の不活化処理装置。
- 前記ＨｆＯ2 層の厚みの合計が５００ｎｍ未満であることを特徴する請求項５に記載の微生物の不活化処理装置。
- 身体上に存在する処理対象微生物を不活化処理するものであり、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることを特徴する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の微生物の不活化処理装置。 - 身体内に存在する処理対象微生物を不活化処理するものであり、
前記処理対象微生物に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることを特徴する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の微生物の不活化処理装置。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源、および光学フィルタを有し、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して出射する第１の光源部と、
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする細胞活性化処理装置。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源、および光学フィルタを有し、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して出射する第１の光源部と、
前記第１の光源に電力を供給する第１の電力供給部と、
放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源を有する第２の光源部と、
前記第２の光源に電力を供給する第２の電力供給部と、
前記第１の電力供給部および第２の電力供給を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の光源部および前記第２の光源部からの光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化する細胞活性化処理装置であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする細胞活性化処理装置。 - 前記第１の光源がＫｒＣｌエキシマランプまたはＫｒＢｒエキシマランプであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の細胞活性化処理装置。
- 前記光学フィルタは、ＳｉＯ2 層およびＡｌ2 Ｏ3 層による誘電体多層膜を有することを特徴する請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の細胞活性化処理装置。
- 前記光学フィルタは、ＨｆＯ2 層およびＳｉＯ2 層による誘電体多層膜を有することを特徴する請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の細胞活性化処理装置。
- 身体の表面に光を照射することによって細胞を活性化処理するものであり、
前記第１の光源部によって身体の表面に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が１０ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることを特徴する請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の細胞活性化処理装置。 - 身体の内部に光を照射することによって細胞を活性化処理するものであり、
前記第１の光源部によって身体の内部に照射される、１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域の光のドーズ量が３００ｍＪ／ｃｍ2 〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 となるよう、前記制御部によって制御されることを特徴する請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の細胞活性化処理装置。 - 前記制御部は、前記第１の光源が点灯するよう第１の電力供給部を制御し、当該第１の光源が点灯してから所定の時間が経過した後に、前記第２の光源が点灯するよう第２の電力供給部を制御するものであることを特徴する請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の細胞活性化処理装置。
- 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、光学フィルタとを用い、前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする微生物の不活化処理方法。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する光源と、光学フィルタとを用い、前記光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射することにより、処理対象微生物を不活化処理する微生物の不活化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする微生物の不活化処理方法。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源と、光学フィルタと、放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源と用い、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射すると共に、前記第２の光源からの放出光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記第１の光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域以外の紫外線の透過を阻止するものであることを特徴とする細胞活性化処理方法。 - 放出光の波長が１９０ｎｍ〜２３７ｎｍの波長域に存在する第１の光源と、光学フィルタと、放出光の波長が赤外域に存在する第２の光源と用い、前記第１の光源からの放出光を前記光学フィルタを介して照射すると共に、前記第２の光源からの放出光を照射することにより、光照射領域における細胞を活性化処理する細胞活性化処理方法であって、
前記光学フィルタは、前記光源からの放出光が入射角０°で入射したとき、１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部、および２３０ｎｍ超２３７ｎｍ以下にある紫外線の少なくとも一部を透過させると共に、１９０ｎｍ以上２３７ｎｍ以下の波長域を含まないＵＶ−ＣおよびＵＶ−Ｂの透過を阻止するものであることを特徴とする細胞活性化処理方法。 - 前記第１の光源からの放出光による照射を開始してから所定の時間が経過した後に、前記第２の光源からの放出光による照射を開始することを特徴する請求項１９または請求項２０に記載の細胞活性化処理方法。
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