※本製品はウシオ電機株式会社が開発した「Care222®」の技術を使用しています
※「Care222」は、ウシオ電機株式会社およびUshio America, Inc.の商標または登録商標です。
製品概要
Care222® iシリーズは、ウシオ電機株式会社が開発した有人環境でも使用可能な抗ウイルス・除菌技術「Care222®」を搭載した紫外線照射装置です。
一般的な照明器具に近い設置が可能で、従来の紫外線照射装置では出来なかった、有人環境での“環境表面と空気”への紫外線照射を実現しました。
人体に有害な波長をカットした紫外線
波長222nmをピークに持つ一般的なエキシマランプは、人体に有害な波長230nmから300nmもわずかながら放射しているのに対して、Care222®は、特殊な光学 フィルタを組み合わせることで、この人体に有害な波長 域をカットし、波長222nmに絞って照射することができます。
生体透過率が低い人体に影響のない紫外線
Care222® で使用されている波長222nmの紫外線は、角質層や目の角膜で吸収されるため、日焼けや皮膚ガン、白内障といった障害を引き起こしません。
222nmと254nmのタンパク質の吸収について
波長222nmと波長254nmでは、タンパク質の吸収係数が異なります。
波長222nmの角質透過率は0.01%のため、皮膚内部まで紫外線が浸透しないため、波長254nmと違い、波長222nmは皮膚に対して悪影響を及ぼしません。同様に、眼においても、波長222nmは角膜表面で吸収され、角膜炎を引き起こしません。一方で、波長254nmは角膜の細胞の数層を障害し、角膜炎の原因となります。
- 1.222nmは254nmと比較すると、タンパク質の吸収係数で10倍以上高い。
- 2.生体透過率(20μm)は、222nmで0.01%以下、254nmでは40%程度。
殺菌効果
紫外線の優れた除菌力
波長222nmの紫外線はDNA、RNAを持つ様々なウイルスや細菌に働きかけ、除去することができます。また薬剤とは異なり、薬への抵抗力を持った耐性菌を作りません。
共同研究先ならびに殺菌効果実験の結果
様々なウイルスの除去・除菌
波長254nmと同様に、波長222nmは広範囲の病原体を不活化することが、弘前大学の中根教授らの研究グループによって報告されています[1]。
また、一般的に不活化し難いとされる芽胞に対しては、波長254nmと比較し、より効果的な傾向が報告されています[1][2]。さらに、波長222nmは、エアロゾル中のヒトインフルエンザやヒトコロナウイルスに対しても、高い不活化効果を示す事も報告されています[3][4]。新型コロナウイルス(SARS-Cov-2)に関する不活化効果の検証は、広島大学の大毛教授らの研究グループにより、2020年9月に報告されています。この研究では、プラスチック上の環境において、照度0.1mW/cm2の222nm紫外線を10秒間照射で88.5%、30秒間照射で99.7%の新型コロナウイルス不活化を確認しています[5]。
- [1] Narita, K. et al. 222-nm UVC inactivates a wide spectrum of microbial pathogens. J. Hosp. Infect. 105, 459-467 (2020)
- [2] Taylor, W. et al. DNA damage kills bacterial spores and cells exposed to 222-Nanometer UV radiation. Appl. Environ. Microbiol. 86, 1–14 (2020).
- [3] Welch, D. et al. Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases. Sci. Rep. 8, 2752 (2018).
- [4] Buonanno, M., Welch, D., Shuryak, I. & Brenner, D. J. Far-UVC light efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses. Sci Rep. 24;10(1), 10285 (2020)
- [5] Kitagawa, H. et al., “Effectiveness of 222-nm ultraviolet light on disinfecting SARS-CoV-2 surface contamination.,” Am. J. Infect. Control, 2020,
doi: 10.1016/j.ajic.2020.08.022.
大腸菌の除菌試験
シャーレに分注した寒天培地に、約103CFU/mLに調整した大腸菌Escherichiacoli(NBRC.106373)の菌液を0.1mL塗抹し、シャーレの半分をアルミホイルで覆ったのち、Care222®光源モジュールを照度0.5mW/cm2で30sec照射。室温25°Cの試験チャンバー内で、未照射部と照射部の経時変化を観察した。
10時間後
32時間後
48時間後
会議室(当社事業所内)での照射実験
- 照射ありの期間 (1～10日目)
- 一般生菌のコロニー数が低く抑えられている
- 照射なしの期間 (11～12日)
- 一般生菌のコロニー数が大幅に増えている
試験空間
照射シミュレーション
単位:m
部屋:4(幅)×7(奥行き)×2.8(高さ)
机 :1.5(幅)×4.8(奥行き)×0.9(高さ)
設置台数は2台とした。
トイレ(当社事業所内)での照射実験
- 照射ありのトイレ(A:対象区)
- 一般生菌のコロニー数が低く抑えられている
- 照射なしのトイレ(B:比較区)
- 一般生菌のコロニー数が照射ありのトイレに比べ高くなっている
※本実験は、人感センサーを用いて、人が入室した際には、ランプがOFFになる条件で行っております。※測定方法はスワブ式を採用しています。
安全性
皮膚と眼に対する検証
波長222nmの生体に対する急性および慢性障害については、大学等の研究機関で動物実験やヒトの臨床試験が行われており、従来の 紫外線(254nm)と比較すると、はるかに安全性が高いことが報告されています。
マウス正常皮膚への照射
波長254nmと、波長222nmをマウスに157mJ/cm2照射。結果、波長254nmの照射においては、DNA損傷を示すCPD(シクロブタン型ピリミジン二量体)、ならびに6-4PP(6-4型光産物)の発生が確認されましたが、波長222nmの照射においては、DNA損傷は確認されませんでした(図1)。
図1.
マウス皮膚におけるUVC誘発性のDNA障害の発生
A:CPDおよび6-4PPの免疫組織染色(暗く染色された細胞にDNA障害が発生していることを示す)
B:CPD(左)と6-4PP(右)の発生頻度
M. Buonanno Brian Ponnaiya David Brenner etal., Germicidal Efficacy and Mammalian Skin Safety of 222-nm UV Light、Radiation Research, 187(4):493-501. 2017
人体への臨床試験
神戸大学整形外科学の黒田教授らのグループの報告では、健常者ボランティアを対象として、波長222nm紫外線照射(ウシオ電機製)の安全性と、皮膚殺菌作用を検討する事を目的として試験を行い、500mJ/cm2以下の紫外線照射終了後24時間での紫外線による急性障害である、皮膚紅斑の有無を調べたところ、全ての被験者において、222nm紫外線照射による紅斑は、認められませんでした(図2)。一方、波長254nm紫外線の最小紅斑量は10mJ/cm2程度と報告されており、大きく異なることが明らかとなっています。波長222nm紫外線が生体に障害を与えなかった理由は、波長222nm紫外線の生体に対する深達度の浅さによるものであることが、神戸大学皮膚科学の錦織教授らのグループの研究によって明らかになっています。
健常者における波長222nm 紫外線照射
A:照射箇部位の拡大
C:ボランティアへの照射の様子
Fukui et al., Exploratory clinical trial on the safety and bactericidal effect
of 222-nm ultraviolet C irradiation in healthy humans, PLOS ONE, 2020
眼に対する効果
眼への波長222nmの安全性に関しては、島根大学の谷戸教授らのグループから論文が報告されています。この研究では、アルビノラットにおける波長222nm紫外線および波長254nm紫外線によって引き起こされる紫外線照射24時間後の急性角膜損傷を評価しています。従来から広く用いられてきた波長254nm紫外線では、30-150mJ/cm2に曝された角膜で表在性の点状角膜炎が発症し、600mJ/cm2では、角膜の侵食が観察されています。また、ヘマトキシリンおよびエオシン染色においても、波長254nm紫外線に曝された眼では、角膜上皮欠損という重度な症例が観察されました。
一方で、波長222nm紫外線においては、600mJ/cm2の照射群においても、24時間後、角膜に損傷は認められませんでした。
アルビノラットへの紫外線照射試験矢印は染色された角膜炎発生部位を示しています。
Kaidzu et al., Evaluation of acute corneal damage induced by 222-nm and 254-nm ultraviolet light in Sprague-Dawley rats, Free Radical Research, 2019
長期的な影響
波長222nm紫外線の生体に対する長期的な影響に関しても報告されています。医療現場等では人体に対して直接、かつ繰り返し照射する可能性があるため、発がん性などその安全性についての検証が行われています。神戸大学皮膚科学の錦織教授らのグループの研究では、紫外線に対して非常に感受性が高く、野生型マウスに比べて約10,000倍皮膚がんになりやすいとされる色素性乾皮症A群モデルマウス(Xpaノックアウトマウス)に対して、波長222nm紫外線を繰り返し照射し、皮膚と眼についての安全性の検証おこないました。対照として、太陽光中の皮膚がんを起こさせる波長であるUVB(波長280~315nm)を照射した群では、最終的にすべてのマウスで皮膚がんが発生したが、222nm紫外線照射群マウスでは皮膚がんが全く発生しなかった(図4)。この結果は従来の紫外線が皮膚の表皮の基底層という表皮の最下層にまで到達し、角化細胞を作り出す幹細胞のDNAを損傷させることで発癌の危険があるが、222nm紫外線は表皮の表層の部分までしか到達せず、基底細胞の損傷がない実験結果と一致しております(図5)。また眼の長期的安全性に関しても同時に確認されたが、UVB照射マウスでは、角膜の損傷や新生物、白内障などの影響も広範に認められたが、222nm紫外線照射マウスは、顕微鏡観察においても全く異常が確認されませんでした。
ノックアウトマウスに0.5または1.0kJ/m2波長222nm紫外線を週2回、波長254nmの紫外線0.25kJ/m2を週1回の照射を10週間継続した。照射後、15週間皮膚主要の発生を観察しています。
波長222nmおよび254nm紫外線照射によるマウス皮膚DNAの損傷紫外線照射により生じたマウス背部皮膚のDNA損傷(CPD)を組織免疫より確認しています。CPDを発生した細胞は赤茶色に染まっています。
Yamano, N. et al. Long-term Effects of 222-nm ultraviolet radiation C sterilizing lamps on mice susceptible to ultraviolet radiation. Photochem. Photobiol. 96(4), 853-862 2020.
設置場所&導入事例
- 保育園・幼稚園
- 介護老人保健施設
- 病 院
- 神社仏閣
- 施設の共有トイレ
- 人が出入りする空間
机や物、おもちゃにも直接照射するので、
ワクチンがまだ接種できない子供たちが遊ぶ空間を守ることがきでます。
人がいても照射可能なので、常に拭き掃除をしていた場所など、スタッフのお仕事軽減に繋がります。
※人が一日に浴びてもよい222nm紫外線の許容限界値(TLV)はACGIH(アメリカ合衆国産業衛生専門官会議)およびJIS Z 8812(有害紫外線放射の測定方法)により22mJ/cm2以下(1日当たり8時間以内)となっています。
製品仕様
| 仕様・機能／ユニット |  |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| ベーシックタイプ i-BT | ユニバーサルダウンライトタイプ i-UDT |
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| 外形寸法（mm） | W128×D105×H110 | W128×D105×H110（埋込穴Φ200） | ||||
| 質量（kg） | 1 | 2.2 | ||||
| 入力電圧 | DC24V（ACアダプタ付属） | AC100～240V（電源端子台付き） | ||||
| 消費電力 | 15W | 19.3W（100W）19.5W（200V）19.9W（240W） | ||||
| 人感センサー | あり | |||||
| 近接センサー |
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| 点灯モード | あり（1ｍ以内消灯） | |||||
| 取付方法 | □75×M4×4（VESA対応治具） | 天井埋め込み | ||||
| 動作表示 | 点灯/消灯、各種センサー動作、異常検出、ランプ寿命 | |||||
| ランプ交換モジュール | あり | |||||
| EMC規格 | ・電気用品安全法 別表第十 第7章（準拠） ・IEC 61547(準拠)※1 ・CISPR 11(準拠)※1 ・CISPRJ 15(準拠)※1 ※1 付属ACアダプタ組み合わせによる |
・電気用品安全法 別表第十 第7章（適合） ・IEC 61547(準拠) |
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※製品の仕様は予告なく変更する場合がございますのでご了承ください。
論文リスト
| 研究対象 | 共同研究先 | 実験対象 |
|---|---|---|
| 皮 膚 | 神戸大学 皮膚科 | マウスの皮膚 [3] |
| 神戸大学 整形外科 | ヒトの皮膚 [2] | |
| 眼 | 島根大学 | ラットの眼 [4] |
| 効 果 | 弘前大学 | バクテリア、カビ、ウィルス [5] |
| コネティカット州立大学 | 芽胞の殺菌メカニズムについて [6] | |
| 北里環境技術センター | インフルエンザ、ネココロナ | |
| 広島大学 | COVID-19 [9] | |
| コロンビア大学 | インフルエンザ [7], ヒトコロナウィルス [8] | |
| 光 源 | コロンビア大学 | 光学フィルター [1] |
- [1] Buonanno, M. et al. 207-nm UV Light - A promising tool for safe low-cost reduction of surgical site infections . I: In Vitro Studies. PLoS One 8(10), e76968 (2013).
- [2] Fukui, T. et al. Exploratory clinical trial on the safety and bactericidal effect of 222-nm ultraviolet C irradiation in healthy humans. PLoS One 15(8), e0235948 (2020).
- [3] Yamano, N. et al. Long-term Effects of 222-nm ultraviolet radiation C sterilizing lamps on mice susceptible to ultraviolet radiation. Photochem. Photobiol. 96(4),doi: 10.1016/j.ajic.2020.08.022.853-862 (2020)
- [4] Kaidzu, S. et al. Evaluation of acute corneal damage induced by 222-nm and 254-nm ultraviolet light in Sprague-Dawley rats. Free Radic. Res. 53, 611-617 (2019).
- [5] Narita, K. et al. 222-nm UVC inactivates a wide spectrum of microbial pathogens. J. Hosp. Infect. 105, 459-467 (2020)
- [6] Taylor, W. et al. DNA damage kills bacterial spores and cells exposed to 222-Nanometer UV radiation. Appl. Environ. Microbiol. 86, 1–14 (2020).
- [7] Welch, D. et al. Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases. Sci. Rep. 8, 2752 (2018).
- [8] Buonanno, M., Welch, D., Shuryak, I. & Brenner, D. J. Far-UVC light efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses. Sci Rep. 24;10(1), 10285 (2020)
- [9] Kitagawa, H. et al., “Effectiveness of 222-nm ultraviolet light on disinfecting SARS-CoV-2 surface contamination.,” Am. J. Infect. Control, 2020,
特許情報
| 研究対象 | 発明の名称 |
|---|---|
| JP 6025756 B※ | 殺菌装置、及び、殺菌装置の作動方法 |
| JP 6306097 B※ | 細胞破壊装置、及び、細胞破壊装置の作動方法 |
| JP 6847053 B※ | 選択的にウイルスに影響を及ぼすかおよび/またはそれを死滅させるための装置、方法およびシステム |
| US 10,071,262 B※ | Apparatus. method. and system for selectively effecting and/or killing bacteria |
| US 10,369,379 B※ | Apparatus. method. and system for selectively effecting and/or killing bacteria |
| US 10,994,153 B※ | Apparatus, method, and system for selectively effecting and/or killing bacteria |
| US 11,007,380 B※ | Apparatus, method, and system for selectively effecting and/or killing bacteria |
| US 11,013,934 B※ | Apparatus, method, and system for selectively effecting and/or killing bacteria |
| US 10,780,189 B※ | Apparatus. method and system for selectively affecting and/or killing a virus |
| US 11,007,291 B※ | Apparatus. method and system for selectively affecting and/or killing a virus |
Q&A
- Q.インフルエンザウイルスに有効ですか。
- 研究機関などによる紫外線222nm照射実験により、インフルエンザウイルスに対する不活化効果が確認され ています。
- Q.どのような菌/ウイルスが除菌できますか?
- 紫外線除菌ユニットは基本的に全ての菌/ウイルスに対して除菌できます。ただし、カビ等の大きな細胞組織を持つ対象物は、除菌に時間を有する、もしくは除菌出来ない場合もあります。
- Q.どれくらいの範囲を殺菌できますか?
- 高さ2.5mに位置に設置した場合、おおよそ三畳の広さに対応可能です。
- Q.使用する上での注意点はありますか?
- 人が一日に浴びてもよい222nm紫外線の許容限界値(TLV)はACGIH(アメリカ合衆国産業衛生専門官会議)およびJIS Z 8812(有害紫外線放射の測定方法)により22mJ/cm2以下(1日当たり8時間以内)となっています。Care222®をご使用の際は、この許容値内となる設置・運用が必要となります。 目に違和感が生じる可能性があるため、他の照明器具と同様に近距離での直視は避けてください。「Care222R i(アイ)シリーズ」をご使用の際は近距離での使用は避けてください。
