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抗菌・抗カビの最新技術とDDSの実際
〜SARS、新興感染症対応から製品設計・評価まで〜
[コードNo.05NTS123]

■体裁/ B5判・340頁
■発行/ 2005年 4月 7日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 37,800円(税込価格)

 抗菌剤の市場背景・需要動向・特徴、微生物の知識等の基礎的事項から、応用製品とその評価、効果的に薬剤を拡散させるDDS等の最新技術動向を解説する。

出版にあたって
 抗菌剤,防カビ剤は,1996〜1997年にかけて,大ブームとなった。消費者の要請に応え,家電製品,耐久消費材,文具および建材などの種々の抗菌剤グッズが製品化された。この時期に著者らは,『抗菌剤の科学:Part1,・2』(1,2)を工業調査会から出版し,1997年に(株)エヌ・ティー・エスから『抗菌・抗カビ剤の検査・評価法と製品設計』(3)を出版した。その後7〜8年が経過し,抗菌剤,防カビ剤は,それぞれの製品分野で広く一般に定着した。しかしながら,この数年,食品関係ではBSE(牛海面状脳症),鳥インフルエンザ(高病原性鳥インフルエンザ),また感染症関係では,SARS(コロナウイルス:重症急性呼吸器症候群)(4,5)が日本だけでなく,世界各国で流行し,社会問題となった。一方,抗ガン剤,喘息薬などの副作用の少ない投薬方法が提案され,より副作用の少ない化学療法,放射線療法,免疫療法が提案され,近年,具体的な薬品や機器が商品化されはじめている。また,2000年から介護保険制度が実施され,健康,ヘルシーのキーワードが日常用語となったこの時期に,新たな視点で『抗菌・抗カビの最新技術とDDS(drug delivery system=薬物送達システム)の実際〜SARS,新興感染症対応から製品設計・評価まで〜』を出版することになった。
 この10年,エイズ,エボラ出血熱,インフルエンザ(ヒト)などの疾病が絶えず,世界の話題となった。この数年では,SARS,BSE,鳥インフルエンザなどの感染症が世界を震撼させている。また,病原性大腸菌:O157が根絶されることなく今日に至っている。このような世界動向から再び抗菌剤,抗カビ剤,VOC(揮発性有機化合物),電磁波障害など身近な生活空間,生活環境下での安全性がこの数年著しくクローズアップされている。

 “抗菌剤”,“抗カビ剤”や“抗菌グッズ”が,なぜ好評であるのか。当初,この種の抗菌抗カビ製品は,一次的なトレンドと批評する評論家も少なくなかったが,著者らが,前著1)『抗菌剤の科学』にも詳述したように,こうした製品は「現代社会がもたらした病」と位置づけた。したがって現在では,省エネを配慮した新しい生活空間でのクリーンなアメニティで,セイフティ,ヘルシーといったユーザーの清潔志向,健康志向に応えるものである。したがって決して一次的なものでなく,ユーザーのニーズの本質と深層を把握し,今日では生活関連製品として定着化している。
 特に,この1年間の大きな変化は,病原性大腸菌:O157,腸炎ビブリオ菌,サルモネラ菌やボツリヌス菌による集団食中毒であるが,これらは一向に減少していない。また,プール,噴水やビル空調で感染しやすいレジオネラ菌などによる感染も決して減少していない。さらに,SARS,鳥インフルエンザ,BSEの恐怖は,感染症や食中毒を過去のことのように考えがちな,われわれに対する重大な警告といえる。
 また,抗菌剤,抗カビ剤応用製品の特徴としては,1.これらの応用製品がさらに増加し,とくに空清機器(空気清浄機器,脱臭機器,エアコン,ビル空調機器など)のフィルターとして,各社が一斉に採用したこと。2.抗菌剤が,壁紙,建築内装材に採用され,抗菌仕様がシステム展開のトレンドにあること。3.抗菌剤や電解イオン水を用いた手指洗浄機器が,病院だけでなく,レストラン,ファーストフード店,コンビニエンスストア,回転寿司屋,介護関連製品,車載関連製品などで採用され,都会を中心に全国に展開していること,などが挙げられる。
 また,国民生活センターが,1997年5月以来,台所,洗面所,風呂などの抗菌加工製品の商品テスト結果を定期的に公表し,指導を開始したこと,抗菌に関する講習会やセミナーが増加し,参加者がさらに増加していること,抗菌剤に関する単行本,便覧や雑誌の記事が増加し,好評であること,などがこの1年の大きな変化である。
 著者らは,省エネを配慮した新しい高気密高断熱ビルや住宅でのクリーンな生活空間で,ヘルシーでアメニティな生活を達成するために,高機能材料として抗菌材料,抗カビ材料と触媒脱臭材料を研究開発し,生活関連機器に採用し,ユーザーニーズに応えてきた。

 人は皆,よりよい環境や住みやすい住宅を求めて,日々研鑚を重ねている。ところが,人にとってよりよい環境は,シロアリ,ダニ,微生物やカビなどの不快な生物や害虫にとっても住みよい環境にもなる。
 第一次石油危機を契機に,かつての風通しの良い日本建築に取 って替わって,都市を中心にワンルームマンション,集合住宅,高層住宅化がますます進行している。このような住宅では,気密度の高いアルミサッシが使用され,さらに省エネの観点から,優れた断熱材を十二分に使用した高気密,高断熱性住宅が建設されている。
 かつて,このような省エネ性と快適性を目指して,高気密,高断熱性住宅が,北海道を中心に開発され,実用化された。そして,当初の目標である省エネ性と快適性が十分に達成され,設計者にもユーザーにも一応の満足が得られた。ところが数年後,シロアリ,ダニ,微生物やカビによる悪臭,不快性などの被害が表れた。北海道のような寒冷地でさえ,シロアリ,ゴキブリ,蚊,ダニなどの不快な生物の被害が発生していることがはじめて判明した。前記のように,このような住宅は,新築当初は人にやさしく,きわめて快適であるが,反面,人にとっては不快で,害虫でもあるシロアリ,ゴキブリ,ダニをはじめ,悪臭を発生するカビや微生物にも住みよい快適な住処でもある。
 本書では,このような市場背景と需要動向を解説し,無機,有機,天然抗菌抗カビ剤の種類とその特徴,代表的な微生物の毒性とその症状,文化財の保存の観点での抗菌抗カビ剤の種類とその役割の概要,人と地球にやさしい抗菌剤を歴史的背景から選択した銀系抗菌剤の抗菌剤全体の中での位置づけ,銅系・銅系ステンレス,新しい加熱殺菌方法など新しい抗菌剤の開発の可能性を概説した。さらに,抗菌抗カビ剤の応用製品,またこれらの薬剤を効果的に対象物に拡散させるためのDDSの今後の市場,技術動向などを紹介した。
 このような抗菌剤は,決して若い女性だけのものでなく,21世紀を迎え,高齢化社会の到来や健康関連製品の充実,われわれの貴重な文化財を末永く後世に保存することなどを勘案すると“人と地球にやさしい抗菌剤”は,次世代のきわめて重要な基盤要素技術でもある。このことを本書でさらに強調し,概説した。
 DDSとは,患部,病巣などの目的とする作用部位へ適切な濃度の薬物,抗菌・抗カビ剤を適切な速度で,送り込めるように設計された薬物投与システムのことをいう。DDS薬の簡単なものは,痒い部分に塗りつける水虫の薬や,皮膚病の薬や痔などの座薬,貼り薬の類もである。すなわち,どれも悪い部分を狙い打ちし,じっくり効かせるものである。多くの医薬品は,吸収された後に作用部位に到達して効果を発揮するが,作用部位以外の不必要臓器にも分布することや,血中濃度の山と谷の差ができることなどで,大なり,小なりの副作用は避けがたい。近年,このような薬物治療の欠点を改善するため,薬物送達システムの研究開発が,遺伝子工学,高分子化学,材料工学,マイクロマシン工学などの先端技術の支援を得て著しく進展している。

 本書の発刊において,とくにウイルスの基礎知識と抗菌技術開発にあた っての諸注意および抗菌剤の各種ウイルスの評価の分野では,上田重晴大阪大学名誉教授に監修のご尽力をいただいた。また,研究・開発の第一人者である二十余名の執筆者には,ご多忙であるにもかかわらずご執筆を快くお受けいただいたことに,心からの謝意を表します。

【引用・参考文献】
1)西野敦,冨岡敏一,富田勝巳,小林晋「抗菌剤の科学T」, 工業調査会,(1996)
2)西野敦,冨岡敏一,荒川正澄「抗菌剤の科学U」, 工業調査会,(1997)
3)西野敦「抗菌・抗カビ剤の検査・評価法と製品設計」(株)エヌ・ティー・エス,(1997)
4)厚生白書,(株)ぎょうせい(1996)
5)厚生労働白書,(株)ぎょうせい(2004)
西野敦

監修者
上田重晴 大阪大学名誉教授/(財)阪大微生物病研究会理事
西野敦 西野技術士事務所所長/(元)松下電器産業(株)本社研究所所長
 
執筆者(執筆順)
西野敦 西野技術士事務所所長/(元)松下電器産業(株)本社研究所所長
上田重晴 大阪大学名誉教授/(財)阪大微生物病研究会理事
吉仲由之 東京医科歯科大学疾患遺伝子実験センター助教授
山本直樹 国立感染症研究所エイズ研究センターセンター長
冨岡敏一 松下電器産業(株)本社研究所主任研究員
内田眞志 (株)シナネンゼオミック常務取締役
中島隆弘 松下エコシステムズ(株)テクノロジーセンターR&Dグループチーフマネージャー
牧英彦 ダイニック(株)開発技術センター理事
稲垣純 松下エコシステムズ(株)テクノロジーセンターR&Dグループ
山田善市 新東Vセラックス(株)環境浄化材料技術部取締役環境浄化材料技術部長
藤井裕幸 松下電器産業(株)松下ホームアプライアンス社ホームユーティリティ事業部開発技術グループチームリーダー
矢口和彦 富士シリシア化学(株)チーム未来リーダー
安岡彰 富山医科薬科大学医学部感染予防医学/感染症治療部助教授
松田廉治郎 北興産業(株)化学品部バイオサイド課課長
齋藤彰子 (株)MID取締役企画室長
牧野公子 東京理科大学薬学部教授/ハイテク・リサーチ・センター整備事業・東京理科大学DDS研究センター
杣源一郎 徳島文理大学健康科学研究所教授/ハイテク・リサーチ・センター整備事業・東京理科大学DDS研究センター
寺田弘 東京理科大学薬学部教授/ハイテク・リサーチ・センター整備事業・東京理科大学DDS研究センター
絹田精鎮 (株)オプトニクス精密代表取締役社長
山田廣成 立命館大学理工学部電子光情報工学科教授
佐々木誠 立命館大学・21世紀COE放射光生命科学研究センター講師
長谷川大祐 (株)光子発生技術研究所主任研究員
村田喜代史 滋賀医科大学放射線医学講座教授
手島昭樹 大阪大学大学院医学系研究科教授

詳細目次
発刊にあたって
 
第1章 抗菌技術の基礎(概説)
第1節 概説―微生物の基礎知識と抗菌技術開発にあたっての注意
1.はじめに
2.微生物の構造と基本的な特徴
01)ウイルス
02)細菌
03)真菌
3.微生物の一般的な感染経路
4.感染症の感染様式と微生物の排泄口
5.微生物の抵抗性
6.抗菌剤開発のコンセプト
 
第2節 新興ウイルス感染症:重症急性呼吸器症候群,高病原性鳥インフルエンザ
1.はじめに
01)新興する多くのウイルスと疾患
02)対策の難しさ
03)基礎データの蓄積の必要性
2.SARSウイルス学
01)疾患
02)ウイルスとしての特徴
03)SARS―CoVの培養
04)宿主細胞のウイルスとの戦い
3.鳥インフルエンザウイルスに関する見聞
 
第3節 総論 産業界における抗菌技術の最新動向
1.国際化に伴う抗菌剤の市場動向
01)はじめに
02)世界の動向
03)日本の動向
04)日本の抗菌剤の動向
05)抗カビ剤の動向
06)温蔵庫を用いた殺菌
07)文化財保存の動向
08)抗菌剤の市場動向
09)薬物送達システム(drug delivery system:DDS)
2.抗菌剤が必要となる社会背景
01)ヒット商品を生み出すためのkey wordと社会背景
02)省エネと地球環境問題(ゼロエネルギー構想住宅)
03)住宅構造の変化
04)室内汚染:VOC(揮発性有機化合物)問題
3.輸入感染症の現状
01)新たな感染症時代の到来
02)輸入感染症への対応
03)高齢社会を襲うインフルエンザ
04)O157食中毒事件の教訓
05)新興感染症SARSの流行
06)牛海綿状脳症(bovine spongiform encephalopathy:BSE)の教訓
4.代表的な細菌とその症例(細菌の特徴,症状の特徴)
01)大腸菌(Escherichia coli)
02)ブドウ球菌属(Staphylococcus)
03)ブドウ球菌
04)緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)
05)肺炎桿菌(Pneumobacillus)
06)腸炎ビブリオ
07)ボツリヌス
08)サルモネラ
09)MRSA
10)O157
11)インフルエンザ(influenza)
12)ヘルペスウイルス(Herpesviridae)
13)レジオネラ菌(Legionella)
 
第4節 特許にみられる抗菌処理技術の現状
1.はじめに
2.除菌・抗菌化合物開発の現状
01)時代にみる傾向
02)世界にみる傾向
03)成分にみる傾向
04)抗菌性向上手段の傾向
3.除菌・抗菌加工製品分野の現状
01)年代別応用分野推移
02)成分別応用分野推移
03)国内外出願人別内訳
04)抗菌/抗カビ用途別内訳
4.今後の展望
01)求められる分野
02)抗菌性能表示
5.おわりに
01)抗菌剤の今後の課題
02)抗菌加工製品の展開
 
第5節 銀イオンの抗菌作用機構の考察
1.各種金属イオンの極微作用
2.アミノ酸と銀イオンの反応
3.銀イオンの抗菌作用機構
4.銀イオン濃度と大腸菌死滅の関係
 
第6節 異種金属接合電極を用いた電場除菌技術
1.はじめに
2.電場除菌技術概説
3.電場除菌の効果を実証する実験
01)微生物の表面電荷の測定
02)電極間の微生物移動観察
03)電極表面微生物の観察
04)電極近傍の微生物の活性度観察
05)電極近傍電解質中の微生物に含まれる亜鉛濃度の分析
4.おわりに
 
第2章 実用と評価
第1節 抗菌製品の技術動向
1.はじめに
2.抗菌製品の現状
3.抗菌剤の種類と特徴
01)抗菌剤の種類
02)銀系抗菌剤
4.抗菌製品に求められる抗菌剤の性質
5.抗菌製品の開発における留意点
01)開発にあたって
02)抗菌剤の樹脂中混練技術
03)抗菌剤の塗料中分散技術
6.抗菌製品の性能評価基準
01)評価と試験方法
02)抗菌製品とその表示方法
03)抗菌製品企画時の留意事項
7.基準化に関する動向
01)基準化の現状
02)ガイドライン
03)国内および外国の現状
8.今後の課題
 
第2節 抗菌・抗カビ剤の応用製品
1.序:抗菌剤応用の歴史
2.微生物の概要
01)菌類(カビ,キノコ,酵母)
02)細菌
03)ウイルス
3.食品,香料,食器への応用
01)食品関係
02)天然香料
03)食器への応用
04)生簀,観賞魚用水槽への応用
4.家電製品,半導体,電子部品材料への応用
01)テレビ,VTRなどの映像機器,通信機器およびシステムキッチン関係部材
02)半導体,電子部品材料への応用
03)記録メディアへの応用
5.文具,事務用品,書籍への応用
01)文具,事務用品関係
02)書籍,辞書,各種便覧への抗菌剤処理
6.その他への応用
01)運送,流通関係
02)建造物,抗菌空間
 
第3節 抗菌空間の細菌評価と抗菌応用製品の事例
1.抗菌空間の細菌評価
01)はじめに
02)抗菌空間の仕様
03)抗菌空間の評価方法
04)結果および考察
05)抗菌応用の必要性
2.抗菌応用製品の事例
01)溶融加工
02)コーティング加工
03)含浸加工
3.おわりに
 
第4節 無機系抗菌剤銀ゼオライトの物性とその応用
1.無機系抗菌剤の市場
2.無機系抗菌剤の概要
3.銀ゼオライトの物性と毒性試験
01)物性
02)各種細菌の最小発育阻止濃度(MIC)
03)毒性試験
4.最近の銀ゼオライト応用製品
01)消臭スプレー
02)抗菌性シーツ
03)浄水器
04)医療用部材
05)下水ヒューム管
 
第5節 抗菌関連技術の空質改善機器への応用
1.はじめに
2.異種金属を利用した除菌技術
3.天然酵素を利用した抗菌技術
4.緑茶抽出成分を利用した抗ウイルス技術
5.高分子化合物を利用した抗アレルゲン技術
01)抗アレルゲンフィルターへの応用
02)免疫クロマト法による乾式評価
03)酵素免疫測定法による湿式評価
6.空質改善機器への応用例
01)空気清浄機への展開
02)加湿機への展開
7.おわりに
 
第6節 酸化チタン光触媒と応用製品の抗菌力試験法
1.はじめに
2.光触媒と抗菌効果
3.光触媒抗菌剤と光触媒抗菌加工製品
4.フィルム密着法から光照射フィルム密着法制定までの経緯
5.「光照射フィルム密着法(1998年度版)」と「1999年度版」の相違点
6.光触媒抗菌剤の最小発育阻止濃度測定法
7.おわりに
 
第7節 家電製品への防菌防カビ処理の現状と将来展望
1.はじめに
2.家電製品における防菌防カビ関連基準
01)業界における用語表示基準
02)抗菌JIS
3.家電製品における防菌防カビの現状
01)抗菌標榜製品分野
02)抗菌処理目的
03)抗菌対象部品材質
04)抗菌加工方法
05)抗菌成分
06)抗菌性能評価方法
07)抗菌性能評価試験機関
4.家電製品における防菌防カビに対する将来展望
5.おわりに
 
第8節 洗濯乾燥機への抗菌応用
1.はじめに
2.微生物の分類
3.衣類に付着する微生物の実態
4.乾燥による抗菌効果の実態
01)評価条件
02)抗菌効果の試験結果と考察
03)天日乾燥による効果
04)室内乾燥による効果
05)洗濯乾燥機での乾燥による効果
5.洗濯乾燥機での抗菌効果に関する考察
6.恒率乾燥温度と抗菌効果の関係
7.おわりに
 
第9節 シリカゲル系銀錯体抗菌剤の抗ウイルス性と応用
1.はじめに
01)担体シリカゲル
02)銀の安全性と銀錯体の安定性
03)ウイルスへの挑戦
2.シリカゲル系銀錯体抗菌剤とその抗菌性能
01)シリカゲル系銀錯体抗菌剤の調製方法
02)シリカゲル系銀錯体抗菌剤の特徴
3.抗ウイルス性能
01)有膜ウイルス
02)抗ウイルス試験方法
03)抗ウイルス性能
4.SARS関連応用製品
01)スプレー
02)フィルター
03)マスク
04)その他
5.おわりに
 
第10節 病院内の感染(院内感染)対策
1.はじめに
2.病院感染とは
3.病原体の感染ルート
01)飛沫感染
02)空気感染
03)接触感染
04)一般媒介物感染
05)媒介動物による感染
4.感染防止策―標準予防策と経路別予防策―
01)標準予防策
02)呼吸衛生・咳のエチケット
03)経路別予防策
5.病院感染防止の要点と関連する設備・構造
01)気流管理
02)手指衛生
03)患者周囲のものに対する配慮
04)環境の清掃
05)動線とゾーンニング
06)部屋の配置
07)水場の管理
 
第11節 代表的な有機系抗菌抗カビ剤とその応用
1.はじめに
2.代表的な有機系抗菌・防カビ剤の特徴および用途
01)チアベンダゾール
02)カルベンダジン
03)キャプタン
04)フルオロフォルペット
05)クロルキシレノール
06)クロルクレゾール
07)クロロタロニル
08)1,2−ジブロモ−2,4−ジシアノブタン
09)ソディウムピリチオン
10)ジンクピリチオン
11)ジヨードメチル−p−トリルスルホン
12)IPBC
13)2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンと5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンの混合溶液
3.おわりに
 
第12節 微生物災害防止の一考察(抗菌,防カビ,防藻)
1.はじめに
2.抗菌(細菌)
01)細菌の菌数の増減(消長)
02)ハロー(阻止帯)の有無およびその幅による効力判定
3.防カビ(真菌)
4.防藻
5.当社における抗菌,防カビ,防藻の各試験
01)抗菌試験
02)防カビ試験/td>
03)防藻試験(A)
04)防藻試験(B)
6.おわりに
 
第3章 抗菌技術におけるDDSとその他の医療応用
第1節 生体防御機構を利用した抗菌DDSの開発
1.はじめに
2.結核
01)現在の結核治療法
02)生体防御機構:肺胞マクロファージ
03)肺胞マクロファージに潜む結核菌をターゲットにした抗結核薬の経肺吸収DDSの開発
04)リファンピシン含有PLGA微粒子製剤
05)微粒子の粒子径と肺胞マクロファージの貪食能との関係
06)BCG処理肺胞マクロファージに対する効果
07)なぜRFP/PLGA微粒子はリソゾームによって分解されないのか?
08)RFP/PLGA微粒子の表面物性が肺胞マクロファージによる微粒子の貪食率に与える効果
09)どのような微粒子製剤が肺胞に到達できるのか?
10)結核感染動物を用いた検討
11)PLGA微粒子製剤は肺胞マクロファージの貪食能を活性化する
12)経肺投与後,抗結核薬はどのように代謝されるのか?
3.エイズ(AIDS)
01)現在の治療法と問題点
02)抗エイズDDS
4.おわりに
 
第2節 抗菌剤の微粒化と粉体化におけるDDS
1.はじめに
2.エアロゾル「微粒子」によるDDS
01)エアロゾル(微粒子)の挙動
02)エアロゾル(微粒子)化と吸入
03)ネブライザー方式
04)メッシュ式ネブライザーにおける粒子の制御
3.メッシュ式ネブライザーによる各種粉体の生成
4.おわりに
 
第3節 新型医療診断・治療装置“みらくる”
1.はじめに
2.“みらくる”とその特徴
01)位相コントラスト画像
02)高解像度
03)低被曝線量
04)超拡大撮影
05)ガン殺傷効果
3.今後の課題
 
付録・資料編
抗菌・抗カビ剤の応用製品
代表的な防カビ剤
○略語一覧
○事項索引
 

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