JP6973976B2 - 抗腫瘍水溶液製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、腫瘍細胞を死滅させることのできる抗腫瘍水溶液の製造に適した抗腫瘍水溶液製造装置に関する。

プラズマは励起された電子の作用により電気、化学、材料、医療の各分野への種々の応用が為されている。プラズマの医療への応用としては、プラズマ照射により製造された水溶液が腫瘍の死滅効果を有するとの技術が報告されている（特許文献１）。

国際公開第２０１３／１２８９０５号 特開２０１０−１７１３０３号公報

ところで、プラズマ照射により生成できる抗腫瘍性をもつ水溶液（以下「抗腫瘍水溶液」と称する）の効果はプラズマ照射時間などの条件により変化し、腫瘍の種類により適正なプラズマ照射条件が存在することが認められている。

従来の抗腫瘍水溶液製造装置ではプラズマ照射条件を制御することはできるものの実際に望んだ適正な条件でプラズマ照射がされたかどうかが判断できる機構をもつものは無かった。ここで抗腫瘍水溶液を医薬品として用いる場合に後に適正な条件でプラズマ照射が為されたかどうかについて保証できる機構をもつことが望まれる。

本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、適正な抗腫瘍作用を備える抗腫瘍水溶液を製造することを可能とするために実際のプラズマ照射条件を管理可能な抗腫瘍水溶液製造装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の抗腫瘍水溶液製造装置は、抗腫瘍作用を有する抗腫瘍水溶液を製造する装置であって、プラズマ発生空間を区画するハウジングと、前記抗腫瘍水溶液の原料を溶解した原料溶液を前記プラズマ発生空間内に保持する保持部と、前記プラズマ発生空間内の雰囲気ガスの組成を制御する雰囲気ガス制御装置と、前記プラズマ発生空間内に所定の組成及び流量に制御した処理ガスを噴出する処理ガス供給装置と、前記処理ガスに電力を供給して前記保持部内の前記原料溶液に照射するプラズマを前記プラズマ発生空間内に発生するプラズマ発生装置と、前記雰囲気ガス制御装置、前記処理ガス供給装置、及び前記プラズマ発生装置を制御する制御装置と、前記制御装置が有する制御データのうちの少なくとも一部を製造される抗腫瘍水溶液の情報に関連づけられた、特定時の又は経時的な製造データに変換して記憶する記憶装置とを有する。

抗腫瘍水溶液が発揮する抗腫瘍作用はプラズマ照射条件により変化する。そのために抗腫瘍水溶液を製造するにあたりプラズマ照射条件を記憶することは重要である。記憶するプラズマ照射条件は本発明の抗腫瘍水溶液製造装置が有する制御装置が利用する制御データから一部乃至全部を選択して変換して作成された製造データを記憶することにより行う。特に製造される抗腫瘍水溶液の作用（効果）との相関性、寄与度が高い制御データを採用して製造データを作成することが望ましい。

なお、特許文献２では電子部品の製造にあたってプラズマ照射を採用する装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２の装置では電子部品に対してプラズマ照射が適正に適用されたかどうかが判定され記憶されることが開示されているのに対して、本発明の抗腫瘍水溶液製造装置では製造される抗腫瘍水溶液の効果を適正にするためにプラズマ照射条件を記憶する装置である。

本発明によれば、プラズマ照射条件に関連する製造データを記憶することにより抗腫瘍水溶液が適正に製造されたかどうかを遡って追跡することが可能になる。また、製造された抗腫瘍水溶液の作用効果と、記憶されている製造データと照らし合わせることも可能になって、プラズマ照射条件と抗腫瘍水溶液の効果との新たな知見獲得の実現も期待できる。

抗腫瘍水溶液製造装置（大気圧プラズマ照射装置）の斜視図である。 プラズマ発生装置の分解図である。 プラズマ発生装置の分解図である。 プラズマ発生装置の断面図である。 抗腫瘍水溶液製造装置の斜視図である。 抗腫瘍水溶液製造装置の側面図である。 抗腫瘍水溶液製造装置の側面図である。 抗腫瘍水溶液製造装置の斜視図である。 冷却装置の概略図である。 制御装置のブロック図である。

本発明の抗腫瘍水溶液製造装置について図面を例に挙げて以下詳細に説明を行う。本実施形態の抗腫瘍水溶液製造装置は原料溶液にプラズマ照射を行うことにより原料溶液中に抗腫瘍成分を生成して抗腫瘍水溶液を製造する装置である。本実施形態の抗腫瘍水溶液製造装置は大気圧下でプラズマ照射を行う以下に記載の大気圧プラズマ照射装置１０にて実現される。

大気圧プラズマ照射装置１０は制御装置（図１０参照）３８により制御されている。制御装置３８は情報取得装置（図１０参照）１７６により取得される種々の制御データに基づいて制御を行っており、そこで利用した制御データのうちの全部乃至一部を製造データに変換して記憶装置（図１０参照）１７５に記憶する。制御データとしては抗腫瘍水溶液を製造する際に取得可能なものであれば特に限定しない。例えば原料溶液に関するもの、照射するプラズマに関するものが挙げられる。具体的な例としては、プラズマ照射時における雰囲気ガスの温度・組成、実際にプラズマ化させる処理ガスの流量・組成、原料溶液の量・ｐＨ・過酸化水素濃度・特定成分濃度・温度、発生したプラズマの照射時間・温度・ラジカル濃度・発光強度・電力供給量・プラズマ形状・原料溶液の水面との距離、並びに、ハウジングとプラズマ発生装置との相対位置、保持部とプラズマ発生装置との相対位置が挙げられる。

原料溶液へのプラズマ照射条件の変動により製造される抗腫瘍水溶液の作用効果も変動する。そのために必要な作用効果が発現できる抗腫瘍水溶液が得られたかどうかを検証するためにはプラズマ照射条件に関する製造データを記憶しておくことが有用である。得られた製造データは製造される抗腫瘍水溶液に関連づけられている。関連づける方法としては特に限定しないが、製造される抗腫瘍水溶液に予め識別符号などを付しておき、その識別符号と共に製造データを記憶しておく方法、抗腫瘍水溶液を製造後に識別符号などをその抗腫瘍水溶液の容器などに印字する方法などが挙げられる。

また、抗腫瘍水溶液の製造が進行しているときに、得られる制御データを利用してフィードバック制御を行っても良い。例えば望みの作用効果をもつ抗腫瘍水溶液を製造する際に必要な制御データを経時的な製造条件（ずっと同じ条件であるものも含む）として用意しておいて実際の製造の際に得られる制御データと比較して差異が許容範囲から外れないように制御を行うことが望ましい。そして許容範囲から外れたかどうか判断する判断装置（図１０参照）１７７をもつことができる。判断装置１７７が許容範囲から外れたと判断した場合には製造された抗腫瘍水溶液は適正なものではないとして使用しないようにすることができる。

更に、本実施形態の抗腫瘍水溶液製造装置を病院などで管理するカルテのデータと連携させることも可能である。特にカルテのデータを電子的に管理している電子カルテ装置Ａを利用している病院などで製造される抗腫瘍水溶液を利用する場合には通信装置（図１０参照）１７９により電子カルテ装置Ａに接続して製造データのやり取りを行うことができる。

製造した抗腫瘍水溶液はそのまま生体に投与して生体中に存在する腫瘍に作用させることができる。生体への投与は外科的手法により腫瘍を露出させた状態で接触させる方法が採用できる。例えば外科的に腫瘍を除去した際の洗浄などで接触させることで完全に除去しきれなかった腫瘍を死滅させることができる。

原料溶液は抗腫瘍水溶液の原料を溶解させた水溶液である。例えばリン酸水素二ナトリウム（Ｎａ_２ＨＰＯ_４）と、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）と、Ｌ−グルタミン（Ｌ−Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ）と、Ｌ−ヒスチジン（Ｌ−Ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）と、Ｌ−チロシン二ナトリウム（Ｌ−Ｔｙｒｏｓｉｎｅ・２Ｎａ）とのうちの少なくとも１種類を含む溶質を原料として水に添加して溶解させた水溶液であることが好ましい。この水溶液を用いた原料溶液に対してプラズマ照射を行うことで高い効果をもつ抗腫瘍水溶液を得ることができる。そして原料溶液は生体体液又は生体細胞の培養液であることが好ましい。

＜大気圧プラズマ発生装置の構成＞
図１に、本発明の実施例の大気圧プラズマ照射装置１０を示す。大気圧プラズマ照射装置１０は、大気圧下でプラズマを原料溶液としての培養液に照射するための装置である。培養液はシャーレ１１０内に静止状態で保持される。

大気圧プラズマ照射装置１０は、プラズマ発生装置２０、カバーハウジング２２、開閉機構２４、シャーレ１１０内の原料溶液を保持する保持部としてのステージ２６、昇降装置２８、冷却装置（図９参照）３０、パージガス供給機構（図５参照）３２、酸素濃度検出機構３４、過酸化水素濃度検出機構（図１０参照）３５、雰囲気ガスの温度・組成検出機構（図１０参照）３７、処理ガスの流量・組成検出機構（図１０参照）３９、原料溶液の量検出機構（図１０参照）４１、原料溶液のｐＨ・特定成分濃度・温度検出機構（図１０参照）４２、プラズマの温度検出機構（図１０参照）４３、プラズマのラジカル濃度検出機構（図１０参照）４４、発生するプラズマの外観を撮影する撮像装置（図１０参照）４５、排気機構３６、制御装置（図１０参照）３８を備えている。なお、大気圧プラズマ照射装置１０の幅方向をＸ方向と、大気圧プラズマ照射装置１０の奥行方向をＹ方向と、Ｘ方向とＹ方向とに直行する方向、つまり、上下方向をＺ方向とする。

プラズマ発生装置２０は、図２乃至図４に示すように、カバー５０と、上部ブロック５２と、下部ブロック５４と、１対の電極５６と、ノズルブロック５８とを含む。カバー５０は、概して、有蓋四角筒形状をなし、カバー５０の内部に、上部ブロック５２が配設されている。上部ブロック５２は、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。上部ブロック５２の下面には、１対の円柱状の円柱凹部６０が形成されている。

また、下部ブロック５４も、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。下部ブロック５４の上面には、凹部６２が形成されており、凹部６２は、１対の円柱状の円柱凹部６６と、それら１対の円柱凹部６６を連結する連結凹部６８とによって構成されている。そして、下部ブロック５４が、カバー５０の下端から突出した状態で、上部ブロック５２の下面に固定されており、上部ブロック５２の円柱凹部６０と、下部ブロック５４の円柱凹部６６とが連通している。なお、円柱凹部６０と円柱凹部６６とは、略同径とされている。また、凹部６２の底面には、下部ブロック５４の下面に貫通するスリット７０が形成されている。

１対の電極５６の各々は、上部ブロック５２の円柱凹部６０と、下部ブロック５４の円柱凹部６６とによって区画される円柱状の空間に配設されている。なお、電極５６の外径は、円柱凹部６０，６６の内径より小さい。また、ノズルブロック５８は、概して平板状をなし、下部ブロック５４の下面に固定されている。ノズルブロック５８には、下部ブロック５４のスリット７０と連通する噴出口７２が形成されており、その噴出口７２は、ノズルブロック５８を上下方向に貫通している。

プラズマ発生装置２０は、さらに、処理ガス供給装置（図１０参照）７４を有している。処理ガス供給装置７４は、酸素・水素等の活性ガスとアルゴン・窒素等の不活性ガスとを任意の割合で混合させた所定の組成をもつ処理ガスを任意の流量である所定の流量で供給する装置であり、円柱凹部６０，６６によって区画される円柱状の空間および、連結凹部６８の上部に、配管（図示省略）を介して、連結されている。これにより、電極５６と円柱凹部６６との隙間、および、連結凹部６８の上部から、処理ガスが、凹部６２の内部に供給される。

このような構造により、プラズマ発生装置２０は、ノズルブロック５８の噴出口７２からプラズマを噴出する。詳しくは、凹部６２の内部に、処理ガス供給装置７４によって処理ガスが供給される。この際、凹部６２では、１対の電極５６に電圧が印加されており、１対の電極５６間に電流が流れる。これにより、１対の電極５６間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。そして、プラズマが、スリット７０を介して、噴出口７２から噴出される。

また、カバーハウジング２２は、図５に示すように、上部カバー７６と、下部カバー７８とを含み、プラズマ発生空間を内部に区画する。上部カバー７６は、概して有蓋円筒状をなし、上部カバー７６の蓋部には、プラズマ発生装置２０の下部ブロック５４に応じた形状の貫通穴（図示省略）が形成されている。そして、その貫通穴を覆うように、プラズマ発生装置２０のカバー５０が、上部カバー７６の蓋部に立設された状態で固定されている。このため、プラズマ発生装置２０の下部ブロック５４および、ノズルブロック５８が、上部カバー７６の内部に向かって、Ｚ方向に延びるように、突出している。これにより、プラズマ発生装置２０によって発生されたプラズマが、ノズルブロック５８の噴出口７２から、上部カバー７６の内部に向かって、Ｚ方向に噴出される。

また、上部カバー７６の側面には、３等配の位置に、概して矩形の貫通穴（図示省略）が形成されており、その貫通穴を塞ぐように、透明なガラス板８０が配設されている。これにより、ガラス板８０を介して、上部カバー７６の内部を視認することが可能とされている。

カバーハウジング２２の下部カバー７８は、概して、円板形状とされており、大気圧プラズマ照射装置１０が載置される載置部の筐体（図示省略）に固定されている。下部カバー７８の外径は、上部カバー７６の外径より大きくされており、下部カバー７８の上面には、上部カバー７６と同径の円環状のパッキン８２が配設されている。そして、上部カバー７６が、開閉機構２４によって下方にスライドされることで、上部カバー７６がパッキン８２に密着し、カバーハウジング２２の内部が密閉された状態となる。

詳しくは、開閉機構２４は、図６および図７に示すように、１対のスライド機構８６とエアシリンダ８８とを含む。各スライド機構８６は、支持軸９０とスライダ９２とを含む。支持軸９０は、上記載置部の筐体に、Ｚ方向に延びるように立設されている。また、スライダ９２は、概して円筒形状をなし、支持軸９０の軸方向にスライド可能に、支持軸９０に外嵌されている。

そして、上部カバー７６が、上部ブラケット９６と下部ブラケット９８とによって、スライダ９２に保持されている。これにより、上部カバー７６は、Ｚ方向、つまり、上下方向にスライド可能とされている。

エアシリンダ８８は、ロッド１００とピストン（図示省略）とシリンダ１０２とを含む。ロッド１００は、Ｚ方向に延びるように配設され、上端部において上部カバー７６に固定されている。また、ロッド１００の下端部に、ピストンが固定されている。ピストンは、シリンダ１０２の上端から内部に嵌合されており、シリンダ１０２の内部において摺動可能に移動する。また、シリンダ１０２は、下端部において、上記載置部の筐体に固定されており、シリンダ１０２内部には、所定量のエアが封入されている。

これにより、エアシリンダ８８は、ダンパとして機能し、上部カバー７６の急激な下降が防止される。なお、シリンダ１０２内部のエア圧は、上部カバー７６と共にスライドする一体物、つまり、上部カバー７６，プラズマ発生装置２０，スライダ９２等の重量により圧縮可能な圧力とされている。つまり、作業者が、上部カバー７６を上昇させた状態で、上部カバー７６を離すと、上部カバー７６等の自重によって上部カバー７６が下降する。そして、上部カバー７６が、下部カバー７８のパッキン８２に密着し、図８に示すように、上部カバー７６と下部カバー７８とによって、カバーハウジング２２の内部が密閉された状態となる。

また、作業者が、上部カバー７６を上昇させることで、カバーハウジング２２の内部が開放される。なお、上部カバー７６の上面には、磁石（図１参照）１０６が固定されており、上部カバー７６が上昇されることで、磁石１０６が、上記載置部の筐体に引っ付く。このように、磁石１０６を上記載置部の筐体に引っ付けることで、上部カバー７６を上昇させた状態、つまり、カバーハウジング２２が開放された状態が維持される。

ステージ２６は、概して、円板形状とされており、ステージ２６の上面に、シャーレ１１０が載置される。そして、過酸化水素濃度検出機構３５に接続された１又は２の過酸化水素検出センサ（図１０参照：その他の図面では記載を省略）１４７がシャーレ１１０内に挿入できるように配設されている。また、ステージ２６の外径は、下部カバー７８の外径より小さくされている。そして、ステージ２６は、下部カバー７８の上面に配設されている。

昇降装置２８は、図７に示すように、支持ロッド１１２と、ラック１１４と、ピニオン１１６と、電磁モータ（図１０参照）１１７とを含む。下部カバー７８には、上下方向に貫通する貫通穴（図示省略）が形成されており、その貫通穴に、支持ロッド１１２が挿通されている。支持ロッド１１２の外径は、貫通穴の内径より小さくされており、支持ロッド１１２は、上下方向、つまり、Ｚ方向に移動可能とされている。その支持ロッド１１２の上端に、ステージ２６の下面が固定されている。

また、ラック１１４は、支持ロッド１１２の軸方向に延びるように、支持ロッド１１２の下部カバー７８から下方に延び出す部分の外周面に固定されている。ピニオン１１６は、ラック１１４に噛合されており、電磁モータ１１７の駆動により回転する。なお、ピニオン１１６は、上記載置部の筐体により回転可能に保持されている。このような構造によって、電磁モータ１１７の駆動によりピニオン１１６が回転することで、支持ロッド１１２がＺ方向に移動し、ステージ２６が昇降する。なお、下部カバー７８の上面には、ステージ２６の隣に、計測ロッド１１８が立設されている。計測ロッド１１８の外周面には、目盛りが記されており、その目盛りによって、ステージ２６のＺ方向の高さ、つまり、ステージ２６の昇降量を目視によって確認することが可能となっている。

冷却装置３０は、図９に示すように、冷却水路１２０と、循環装置１２２と、配管１２４とを含む。冷却水路１２０は、ステージ２６の面方向に沿って、内部を「コ」の字型に貫通しており、ステージ２６の外周面の２箇所において開口している。また、循環装置１２２は、水を冷却するとともに、冷却した水を循環させる装置である。そして、循環装置１２２が、配管１２４を介して、冷却水路１２０に接続されている。これにより、ステージ２６の内部を冷却水が流れることで、ステージ２６が冷却される。

パージガス供給機構（雰囲気ガス制御装置）３２は、図５に示すように、４個のエアジョイント（図では、３個図示されている）１３０と、パージガス供給装置（図１０参照）１３２とを含む。４個のエアジョイント１３０は、上部カバー７６の側面の上端部において、４等配の位置に設けられており、各エアジョイント１３０は、上部カバー７６の内部に開口している。パージガス供給装置１３２は、窒素等の不活性ガスを供給する装置であり、配管（図示省略）を介して、各エアジョイント１３０に接続されている。このような構造により、パージガス供給機構３２は、上部カバー７６の内部に、アルゴンなどの不活性ガスを供給することによりプラズマ発生空間内の雰囲気ガスの組成を制御する。

酸素濃度検出機構３４は、エアジョイント１４０と、配管１４２と、酸素検出センサ（図１０参照）１４４とを含む。下部カバー７８には、下部カバー７８の上面と側面とを連通する貫通穴（図示省略）が形成されている。その貫通穴の下部カバー７８の上面側の開口１４６は、パッキン８２の内側に位置している。一方、貫通穴の下部カバー７８の側面側の開口に、エアジョイント１４０が接続されている。また、酸素検出センサ１４４は、酸素濃度を検出するセンサであり、配管１４２を介して、エアジョイント１４０に接続されている。このような構造により、酸素濃度検出機構３４は、カバーハウジング２２が密閉された際に、カバーハウジング２２の内部の酸素濃度を検出する。

排気機構３６は、図１に示すように、Ｌ型配管１５０と、連結配管１５２と、メイン配管１５４とを含む。下部カバー７８には、図７に示すように、上面と下面とに開口するダクト口１６０が形成されている。ダクト口１６０の下部カバー７８の上面側の開口は、上方に向かうほど内径が大きくなるテーパ面１６２とされている。つまり、カバーハウジング２２が密閉された際に、テーパ面１６２は、上部カバー７６の内壁面に向かって傾斜した状態となる。一方、ダクト口１６０の下部カバー７８の下面側の開口に、Ｌ型配管１５０が接続されている。そして、そのＬ型配管１５０に、連結配管１５２を介して、メイン配管１５４が接続されている。なお、連結配管１５２のＬ型配管１５０側の部分の図示は、省略されている。また、メイン配管１５４の内部には、オゾンフィルタ１６６が配設されている。オゾンフィルタ１６６は、活性炭により形成されており、オゾンを吸着する。

雰囲気ガスの温度・組成検出機構３７は温度センサと雰囲気ガスに含まれるガスの種類に応じて採用される雰囲気ガスセンサとから構成される。雰囲気ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスを採用する場合には使用するアルゴンガスの純度が充分に高ければ不純物として混入するガスは空気である。そのため空気中に含まれるガスのうちで検出が容易な酸素の濃度を測定する酸素検出センサを採用して酸素濃度を測定し得られた酸素濃度に応じた空気が混入しているものとして雰囲気ガスの組成を算出する。本実施形態では雰囲気ガスの組成する具体的な検出機構としては前述した酸素濃度検出機構３４にて検出することで代用できる。

処理ガスの流量・組成検出機構３９は処理ガス供給装置７４から供給される処理ガスの流量や組成を例えばプラズマ発生装置２０に至るまでの間で検出する機構である。例えば流量は流量計、処理ガスの組成は処理ガス中に含まれるガスを検出できるセンサ（例えば酸素検出センサ）を用いて検出する。

原料溶液の量検出機構４１は、原料溶液の量を検出する機構であり、質量を測定することで量を検出したり、原料溶液の液面を検出することで検出したりできる。

原料溶液のｐＨ・特定成分濃度・温度検出機構４２は、原料溶液のｐＨ、特定成分濃度、温度を検出する機構である。特定成分としては特に限定しないが、抗腫瘍水溶液の作用効果に関連する成分（抗腫瘍水溶液の種類によって種々の化合物が該当するものと推測できる）が例示できる。特定成分としては過酸化水素が例示できる。

プラズマの温度検出機構４３は、発生したプラズマの温度を検出する機構である。プラズマのラジカル濃度検出機構４４は、発生したプラズマ中のラジカル濃度を検出する機構である。プラズマの温度・ラジカル濃度は場所によって変化するので特定の場所を設定して検出する。

発生するプラズマの外観を撮影する撮像装置４５は、発生しているプラズマの外観を撮像する。少なくともプラズマ照射が開始されてから終了するまでの経時的な変化が分かるように複数枚撮像することが好ましい。プラズマの外観と共にプラズマ照射される原料溶液の様子も撮像することが好ましい。

制御装置３８は、図１０に示すように、コントローラ１７０、複数の駆動回路１７２、選択装置１７３、設定装置１７４、記憶装置１７５、情報取得装置１７６、判断装置１７７、製造条件記憶装置１７８を備えている。記憶装置１７５及び製造条件記憶装置１７８はコントローラ１７０のＲＡＭ・ＲＯＭにより実現されている。

複数の駆動回路１７２は、電極５６、処理ガス供給装置７４、電磁モータ１１７、循環装置１２２、パージガス供給装置１３２に接続されている。コントローラ１７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１７２に接続されている。これにより、プラズマ発生装置２０、昇降装置２８、冷却装置３０、パージガス供給機構３２の作動が、コントローラ１７０によって制御される。コントローラ１７０は、電子カルテ装置Ａに接続されて情報のやり取りを行う通信装置１７９をもつ。

コントローラ１７０には、酸素検出センサ１４４、過酸化水素検出センサ１４７、雰囲気ガスの温度・組成検出機構３７、処理ガスの流量・組成検出機構３９、原料溶液の量検出機構４１、原料溶液のｐＨ・特定成分濃度・温度検出機構４２、プラズマの温度検出機構４３、プラズマのラジカル濃度検出機構４４、撮像装置４５が接続されており、コントローラ１７０がもつ情報取得装置１７６がそれぞれから出力される信号、撮像データなどの制御データを取得する。なお、撮像データはそのまま取得しても良いし、撮像データから、プラズマの発光強度、プラズマ形状、原料溶液の水面との距離、ハウジング又は保持部とプラズマ発生装置との相対位置を算出した後に取得することもできる。

更にプラズマ発生装置２０の電極５６への電力供給量、電力供給時間に基づいて、電力供給量及びプラズマ照射時間からなる制御データを得ることができ、昇降装置２８の制御に用いた制御信号から原料溶液の水面がプラズマ発生装置２０からどの程度の距離にあるか、更にはケーシング内での相対位置を制御データの１つとして算出することもできる。

取得された制御データから選択された１以上の必要な制御データが製造データに変換されてコントローラ１７０がもつ記憶装置１７５に記憶される。「必要な制御データ」かどうかは製造される抗腫瘍水溶液の種類毎に判断される。製造される抗腫瘍水溶液の作用効果に所定以上の影響を与える制御データを製造データとして記憶することが好ましい。制御データを製造データに含めるか否かは、それぞれの制御データについて抗腫瘍水溶液を製造する過程中で製造される抗腫瘍水溶液の作用効果に影響を与えるかどうかで決定する。プラズマ照射を行うある特定時における制御データの値が製造された抗腫瘍水溶液の作用効果に大きな影響を与える場合には、その特定時における制御データをそのまま制御データに採用したり、経時的な変化が作用効果に影響を与える場合にはその経時的な変化も含める目的で経時的な制御データを製造データとして採用したりする。経時的な制御データとしては時間経過と共に変動する制御データの集合である制御データ列を採用したり、所定時間範囲内において制御データの偏差が必要な変動範囲内に収まっていたか否かについてを製造データの値として採用したりできる。

記憶装置１７５に記憶される製造データは製造される抗腫瘍水溶液に関連づけられている。抗腫瘍水溶液の特定は先述した識別符号に基づき行われる。この識別符号は通信装置１７９を介して接続されている電子カルテ装置Ａに保存されている抗腫瘍水溶液を適用する患者と関連づけられることで患者の情報と製造される抗腫瘍水溶液の情報とが関連づけられることになる。

記憶装置１７５は、判断装置１７７が判断を行う際に用いる比較用のデータが格納してある。比較用のデータは実験などにより予め設定することができる。製造条件は製造する抗腫瘍水溶液の種類毎に適正なものが存在する。比較用のデータとしては情報取得装置により取得される種々の制御データのうち所定の範囲を外れると製造された抗腫瘍水溶液の作用効果について保証できなくなる制御データについて特定時における値、又は、必要な制御データの経時変化の変動の許容範囲（所定範囲）を示すデータが例示できる。

設定装置１７４はコントローラ１７０のロジックとして実現されており、製造条件記憶装置１７８に記憶された製造条件に従って大気圧プラズマ照射装置１０などを制御する。例えば製造される抗腫瘍水溶液に応じて選択される製造条件に規定された目標制御データ（又は目標制御データ列）に対応する制御データが近づくようにプラズマ発生装置２０などを制御する。製造条件としては制御データのうちその値が変動すると製造する抗腫瘍水溶液の作用効果に大きな影響を与える制御データについて適正な範囲を製造条件として採用することができる。制御データの適正な範囲が経時的に変化するときにはその経時的な変化を含めて製造条件とする。

製造条件・比較用のデータは、製造すべき抗腫瘍水溶液を選択装置１７３で選択することで決定できる。選択装置１７３を用いて製造される抗腫瘍水溶液がどの腫瘍に適用されるかを選択することでその腫瘍に応じて適正なデータ（製造条件、比較用のデータ）が決定される。選択装置１７３はその他にも製造される抗腫瘍水溶液が適用される生体（患者など）の情報を選択することもできる。患者を選択することにより適正な性状をもつ抗腫瘍水溶液を製造するために利用できる比較用のデータを得ることができる。選択装置１７３としては特に限定しないがコンピュータに汎用されるキーボード、マウス、タッチパネル、その他何らかのスイッチが例示される。

以上のように、使用者は選択装置１７３により適用対象である腫瘍の種類や患者を選択するだけで適正なプラズマ照射条件を個別に入力・設定しなくても適正な製造条件を設定し、適正な条件によりプラズマ照射されて製造された抗腫瘍水溶液を製造することができる。

＜大気圧プラズマ照射装置によるプラズマ照射＞
原料溶液にプラズマを照射することで、原料溶液が活性化して抗腫瘍水溶液が得られる。プラズマ照射は製造条件記憶装置１７８に記憶された製造条件に従い制御されることで適正にプラズマ照射が為された抗腫瘍水溶液を製造することができる。また、記憶装置１７５に記憶された製造データを必要なときに利用することができる。

大気圧プラズマ照射装置１０では、上述した構成により、培養液が貯留されたシャーレ１１０をステージ２６の上に載置し、カバーハウジング２２を密閉することで、所定の条件下で培養液にプラズマを照射することが可能である。以下に、所定の条件下で、培養液にプラズマを照射する手法について、詳しく説明する。

具体的には、まず、培養液が貯留されたシャーレ１１０をステージ２６の上に載置する。シャーレ１１０内には過酸化水素検出センサ１４７などの原料溶液からの制御データを取得するセンサを挿入する。次に、昇降装置２８によってステージ２６を任意の高さに昇降させる。これにより、プラズマの噴出口７２と、プラズマの被照射体としての培養液との間の距離を任意に設定することが可能となる。なお、ステージ２６の昇降高さは、計測ロッド１１８の目盛りにより確認することが可能である。

次に、上部カバー７６を下降させ、カバーハウジング２２を密閉させる。そして、パージガス供給機構３２によって、カバーハウジング２２の内部に不活性ガスが供給される。この際、酸素濃度検出機構３４によって、カバーハウジング２２内の酸素濃度が検出される。そして、検出された酸素濃度が予め設定された閾値以下となった後に、プラズマ発生装置２０によってプラズマが、カバーハウジング２２の内部に噴出される。

プラズマ照射を開始する前に製造する抗腫瘍水溶液を適用する対象、使用条件を選択装置１７３を操作して選択する。選択された用途に基づいてコントローラ１７０の設定装置１７４は、製造条件記憶装置１７８内の製造条件を参照して、情報取得装置により取得される制御データがその製造条件の範囲内になるようにプラズマ発生装置２０などを制御する。

なお、プラズマが照射されている際も、カバーハウジング２２の内部への不活性ガスの供給は、継続して行われる。このように、カバーハウジング２２の内部に不活性ガスが供給されることで、カバーハウジング２２内の空気は、カバーハウジング２２の外部に排気される。この際、カバーハウジング２２内の酸素濃度が調整されることで、プラズマ照射に影響を及ぼす条件が管理される。詳しくは、プラズマは、活性ラジカルを含んでいるため、酸素と反応すると、オゾンとなり、プラズマ照射の効果が低下する。このため、カバーハウジング２２内の酸素濃度を調整することで、プラズマ照射された培養液の効果に対する酸素濃度の影響を制御できる。また、同一条件下で培養液にプラズマを照射することが可能となる。これにより、一定の抗腫瘍作用をもつ抗腫瘍水溶液を効率的に製造できる。

また、大気圧プラズマ照射装置１０では、上述したように、プラズマの噴出口７２と培養液との間の距離が必要であれば任意に制御される。これにより、プラズマ照射条件としての照射距離を適正化することが可能となり、一定の抗腫瘍作用をもつ抗腫瘍水溶液を効率的に製造できる。

そして、プラズマ発生装置はシャーレ１１０内の培養液の水面上からプラズマを照射する。そのためにプラズマ照射が広い範囲に行われるため処理速度が向上する。

なお、プラズマ照射時において、冷却装置３０によりステージ２６の内部に冷却水を循環させる。これにより、ステージ２６が冷却されることで、プラズマ照射によるシャーレ１１０内の培養液の温度上昇を抑制し、培養液の蒸発を防止することが可能となる。また、冷却水の温度を管理することで、プラズマ照射時の原料溶液の温度を調整することが可能となる。

また、下部カバー７８には、ダクト口１６０が形成されている。このため、カバーハウジング２２内への不活性ガスの供給により、カバーハウジング２２内が正圧となり、カバーハウジング２２内から自然排気される。また、下部カバー７８のダクト口１６０には、下部カバー７８の上面に向かうほど内径の大きいテーパ面１６２が形成されている。これにより、カバーハウジング２２の内部からの気体の排気を促進することが可能となる。さらに、排気機構３６には、オゾンフィルタ１６６が設けられている。これにより、プラズマと酸素とが反応し、オゾンが発生した場合であっても、オゾンの外部への排気を防止することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、原料溶液を保持するためにシャーレ１１０を用いたが、それ以外の容器を用いても良い。また、その容器内の原料溶液を何らかの手法により循環させても良い。循環させる場合にはプラズマ照射を行う間、循環を行うことができる。循環を行うことにより培養液へのプラズマ照射を均一に行うことが可能になる。

本発明の抗腫瘍水溶液製造装置は適用される腫瘍毎に適正な効果を有する抗腫瘍水溶液を製造することができる。

１０：大気圧プラズマ照射装置
２０：プラズマ発生装置
２２：カバーハウジング（ハウジング）
２６：ステージ（保持部）
２８：昇降装置
３０：冷却装置
３２：パージガス供給機構（雰囲気ガス制御装置）
３５：過酸化水素濃度検出機構
３８：制御装置
７２：噴出口
７４：処理ガス供給装置
１３２：パージガス供給装置
１４４：酸素検出センサ
１４７：過酸化水素検出センサ
１７５：記憶装置
１７６：情報取得装置
１７７：判断装置
１７８：製造条件記憶装置
１７９：通信装置
Ａ：電子カルテ装置

Claims (7)

1. 抗腫瘍作用を有する抗腫瘍水溶液を製造する装置であって、
   プラズマ発生空間を区画するハウジングと、
   前記抗腫瘍水溶液の原料を溶解した原料溶液を静止状態で前記プラズマ発生空間内に保持する保持部と、
   前記保持部に備えられる冷却装置と、
   前記プラズマ発生空間内の雰囲気ガスの組成を制御する雰囲気ガス制御装置と、
   前記プラズマ発生空間内に所定の組成及び流量に制御した処理ガスを噴出する処理ガス供給装置と、
   前記処理ガスに電力を供給して前記保持部内の前記原料溶液の水面上からプラズマを照射するプラズマを前記プラズマ発生空間内に発生するプラズマ発生装置と、
   前記保持部と前記冷却装置を昇降させることで前記プラズマ発生装置と前記保持部との間の距離を任意に設定する昇降装置と、
   前記雰囲気ガス制御装置、前記処理ガス供給装置、前記プラズマ発生装置及び前記昇降装置を制御する制御装置と、
   前記制御装置が有する制御データのうちの少なくとも前記昇降装置の制御データを含む一部を、製造される抗腫瘍水溶液の情報に関連づけられた、特定時の又は経時的な製造データに変換して記憶する記憶装置と、
   を有する、抗腫瘍水溶液製造装置。
2. 前記制御装置は、前記雰囲気ガスの温度・組成、前記処理ガスの流量・組成、前記原料溶液の量・ｐＨ・過酸化水素濃度・特定成分濃度・温度、発生した前記プラズマの照射時間・温度・ラジカル濃度・発光強度・電力供給量・プラズマ形状・前記原料溶液の水面との距離、並びに、前記ハウジング及び／又は前記保持部と前記プラズマ発生装置との相対位置のうちの１つ以上の情報を前記制御データとして取得する情報取得装置をもつ、請求項１に記載の抗腫瘍水溶液製造装置。
3. 前記制御装置は、前記製造される抗腫瘍水溶液の種類に応じて適正な製造条件を記憶する製造条件記憶装置をもち、前記制御データと前記製造条件とを比較して制御を行う装置であり、
   前記製造条件は、経時的なデータで有り、
   前記制御装置は、前記制御データと経時的に比較した差異が許容範囲から外れたかどうかを経時的に判断する判断装置をもつ、請求項１又は２に記載の抗腫瘍水溶液製造装置。
4. 前記冷却装置は、前記保持部の前記原料溶液を保持する面方向に沿って、前記保持部の内部を貫通する冷却水路をもつ請求項１〜３の何れか１項に記載の抗腫瘍水溶液製造装置。
5. 前記冷却水路に冷却水を循環し且つ冷却する循環装置を有する請求項４に記載の抗腫瘍水溶液製造装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の抗腫瘍水溶液製造装置は、
   前記ハウジングに前記昇降装置を挿通するための穴が設けられたことを特徴とする抗腫瘍水溶液製造装置。
7. 請求項６に記載の抗腫瘍水溶液製造装置は、
   前記制御装置が、前記ハウジングの内部に前記雰囲気ガス制御装置によってガスを供給した後に、前記ハウジングの内部に向かって前記プラズマ発生装置によってプラズマを噴出させるとともに、プラズマが噴出されている際も、前記ハウジングの内部に前記雰囲気ガス制御装置によってガスを供給するように、前記プラズマ発生装置と前記雰囲気ガス制御装置との作動を制御し、
   前記ハウジングが上部カバーと下部カバーとを含んで、
   前記下部カバーにはダクト口が形成され、
   前記ダクト口の下部カバーの上面側の開口は上部カバーの内壁面に向かって傾斜するテーパ面が形成されたことを特徴とする抗腫瘍水溶液製造装置。

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