国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学 未来材料・システム研究所の内山 知実 教授と天野 浩 教授、および大学院医学系研究科の八木 哲也 教授らの研究グループは、名古屋大学医学部附属病院、独立行政法人国立病院機構名古屋医療センターの岩谷 靖雅 部長、アポロ技研株式会社、フジプリグループ株式会社および株式会社アイディーネットとともに、新型コロナウイルスSARS-CoV-2を不活化できる卓上型のエアカーテン装置を開発しました。これは、エアカーテン気流の制御技術に深紫外線LED^注1）の照射によるウイルス不活化^注2）特性を活用した、医工融合技術による成果です。
新型コロナウイルスの蔓延を抑制するには、対人距離の確保が有効であると提言されています。しかし、病院やクリニックなどにおける問診、採血、治療などの医療行為では、十分な距離の確保が困難な場合が多々あり、患者さんと医療従事者のウイルス曝露リスクの低減が緊急かつ重要な課題となっています。
この度、十分な対人距離の確保が難しい状況下でも、呼気に含まれるエアロゾル粒子^注3）を遮断できる空気壁（エアカーテン気流）を生成する、卓上型エアカーテン装置を開発しました。さらに、本装置に併装する新奇のウイルス不活化装置の開発にも成功しました。この装置は、エアカーテン気流に深紫外線LEDを照射してウイルスを不活化するものであり、名古屋医療センターにおいてSARS-CoV-2ウイルスを用いた実験を実施し、ウイルスを検出限界まで不活化できることを確認しました。
本装置を用いれば、エアカーテン気流で感染性飛沫を遮蔽することができ、また気流そのものを常にウイルスフリーの状態に保つことができます。しかも、ウイルス不活化に深紫外線LED照射を用いるためフィルタは不要であり、本装置のメンテナンス間隔はLEDの寿命に相当する10,000時間以上と長く、長期連続稼働が可能です。
本研究成果は、2022年5月17日付国際科学専門誌「AIP Advances」に掲載されました。
本研究は、令和2年度 科学技術振興機構 研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）トライアウトタイプの支援のもとで行われたものです。

【ポイント】

・ 気流制御技術に深紫外線LED照射によるウイルス不活化特性を活用した、医工融合技術による成果。
・ エアカーテン装置には、エアカーテン気流の強度を向上させる、切断翼を搭載した新奇の噴出ノズルを採用（特許出願済み）。
・ 本装置で生成したエアカーテンは、呼気に含まれるエアロゾル粒子を空間遮断可能。
・ ウイルス不活化装置には、深紫外線LEDを搭載し、効率的な照射を実現（特許出願済み）。
・ ウイルス不活化装置は、SARS-CoV-2ウイルスを検出限界まで不活化することに成功。
・ エアカーテン装置にウイルス不活化装置を併装するシステムは、フィルタが不要であり、メンテナンス間隔はLEDの寿命に相当する10,000時間以上と長く、長期連続稼働が可能。
・ 問診、採血、治療など、十分な距離の確保が困難な医療行為の際、患者さんと医療従事者のウイルス曝露リスクを低減可能。
・ 医療施設のほか、飲食店などの商業施設、事務所、会議室、受付などの事業施設、研究室や講義室などの教育研究施設などでも有用。

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【用語説明】

注1）深紫外線LED：
　深紫外線は可視光線よりも波長が短い光で、特に、200～400 nmの波長域のものを指す。波長別に320～400 nmの「UV-A」、280～320 nmの「UV-B」、200～280 nmの「UV-C」の3種類に分類される。本研究では波長280 nmのUV-Cの深紫外線LEDを使用。高いウイルス不活化機能をはじめとした特長を持ち、水や空気の殺菌をはじめ、医療や工業など多分野へ応用が期待されている。

注2）ウイルス不活化：
　ウイルスの感染力や毒性などを紫外線などで失わせること。

注3）エアロゾル粒子：
　気体中に浮遊する微小な液体または固体の粒子と周囲の気体の混合体のことをエアロゾルと言う。ヒトの呼気中には様々なエアロゾルが含まれるが、新型コロナウイルス感染症患者の呼気中には新型コロナウイルスを含むエアロゾル粒子があり、それを他の人が吸い込むことにより、ウイルスが伝播しうる。

【論文情報】

雑誌名：AIP Advances
論文タイトル：Blocking Effect of Desktop Air Curtain on Aerosols in Exhaled Breath
著者：Kotaro Takamure, Yasuaki Sakamoto, Yasumasa Iwatani,
　　　Hiroshi Amano, Tomomi Uchiyama　　
DOI : 10.1063/5.0086659
URL : https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0086659

【研究代表者】

未来材料・システム研究所　内山 知実　教授
http://www.is.nagoya-u.ac.jp/dep-cs/uchiyama/