(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物からの微生物を光により死滅させるシステムを提供する。【解決手段】紫色光又は青色光により対象物を照射する光源、及び連続のパルス光を対象物に照射するために、光源を制御するように構成された電気回路を含み、パルス光が、微生物を光により死滅可能な光活性分子を光学的に励起させるために十分なピーク照射及びパルス期間を有し、そして光パルスが、光活性分子が基底状態に戻り、微生物の細胞構造を破壊するフリーラジカルを産生する酸化反応を作り出すために十分なオフタイムにより、分離されており、それによって微生物の全部または一部の光死滅を引き起こす。光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。【選択図】図２０
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの微生物を光により死滅させる方法であって、
複数の照射期間を含む照射計画に従って、パルス照射方式で紫色光又は青色光により対象物を照射することを含み、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて前記微生物の全部又は一部を光により死滅させる、方法。
【請求項２】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記光の少なくとも一部は異なる波長に変換される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で提供される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中に３．６Ｊ／ｃｍ２〜２０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で提供される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中に３．６Ｊ／ｃｍ２〜５Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で提供される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記紫色光又は青色光の平均放射量は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記紫色光又は青色光の平均放射量は、２ｍＷ／ｃｍ２〜３ｍＷ／ｃｍ２の範囲である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満となる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中に一定の線量で提供される、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中にセンサからのフィードバックによって制御される線量で提供される、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記センサは、蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射される赤色光を検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間が終了する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記照射期間は、複数の所定の時間間隔で提供される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
各々の前記所定の時間間隔は、１時間〜４時間の範囲である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の時間間隔は、複数の日繰り返される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記所定の時間間隔は、２日繰り返される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記所定の時間間隔は、３日繰り返される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記所定の時間間隔は、４日繰り返される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記所定の時間間隔は、毎日繰り返される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記微生物は、任意の好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項３５又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記食品は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に収容される、請求項４０及び４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
対象物からの細菌を光により死滅させる方法であって、
複数の照射期間を含む照射計画に従って、パルス状の照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射することを含み、
前記紫色光又は青色光は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均放射量を持ち、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で提供され、前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて微生物の全部又は一部を光により死滅させる、方法。
【請求項４４】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記光の少なくとも一部は異なる波長に変換される、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中に一定の線量で提供される、請求項４３〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記紫色光又は青色光は、各々の前記照射期間中にセンサからのフィードバックによって制御される線量で提供される、請求項４３〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記センサは、蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射される赤色光を検出する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間が終了する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記照射期間は、複数の所定の時間間隔で提供される、請求項４４〜５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
前記所定の時間間隔の各々は、１時間〜４時間の範囲である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記所定の時間間隔は、複数の日繰り返される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記所定の時間間隔は、２日繰り返される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記所定の時間間隔は、３日繰り返される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記所定の時間間隔は、４日繰り返される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記所定の時間間隔は、毎日繰り返される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項４４〜５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６８】
前記微生物は、任意の好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項４３〜６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項４３〜６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項４３〜６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項４３〜６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項７２又は７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項７２又は７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項４３〜６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７８】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記食品は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に収容される、請求項７７及び７８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８０】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
ａ）パルス状の照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源、及び
ｂ）複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御する電子回路を含み、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて前記微生物の全部又は一部を光により死滅させる、システム。
【請求項８１】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの1つを含む、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項８０〜８２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８４】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項８０〜８２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８５】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項８０〜８４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８６】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項８０〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８７】
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項８０〜８６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８８】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ２〜２０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項８０〜８６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８９】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ２〜５Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項８０〜８６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９０】
前記光源は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項８０〜８９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９１】
前記光源は、２ｍＷ／ｃｍ２〜３ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項８０〜８９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９２】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項８０〜９１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９３】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９４】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９５】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項８０〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１００】
前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記紫外光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項８０〜９９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記システムは、前記電子回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項８０〜９９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記センサは、前記蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項１０１に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記電子回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間が終了する、請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記電子回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項８０〜１０４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０６】
各々の前記所定の時間間隔は、１時間〜４時間の範囲である、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記電子回路は、記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項８０〜１０４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記微生物は、好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項８０〜１１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項８０〜１１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１５】
対象物は、微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項８０〜１１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１６】
細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項１１５に記載のシステム。
【請求項１１７】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項８０〜１１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１８】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１１７に記載のシステム。
【請求項１１９】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項１１７又は１１８に記載のシステム。
【請求項１２０】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１１７に記載のシステム。
【請求項１２１】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項１１７又は１２０に記載のシステム。
【請求項１２２】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項８０〜１１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２３】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項１２２に記載のシステム。
【請求項１２４】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項１２２又は１２３に記載のシステム。
【請求項１２５】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項８０〜１１４及び１１７〜１２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２６】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯した際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１２７】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
ａ）０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均放射量でのパルス照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源、及び
ｂ）複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御する電子回路を含み、
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御され、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて微生物の全部又は一部を光により死滅させる、システム。
【請求項１２８】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの１つを含む、請求項１２７に記載のシステム。
【請求項１２９】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項１２７に記載のシステム。
【請求項１３０】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項１２７〜１２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３１】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項１２７〜１２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３２】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項１２７〜１３１のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１３３】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項１２７〜１３２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３４】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項１２７〜１３３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３５】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項１２７〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４２】
前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記紫外光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項１２７〜１４１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４３】
前記システムは、前記電子回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項１２７〜１４１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４４】
前記センサは、前記蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項１４３に記載のシステム。
【請求項１４５】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４６】
前記電子回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間を終了させる、請求項１４４に記載のシステム。
【請求項１４７】
前記電子回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項１２７〜１４６のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１４８】
前記所定の時間間隔の各々は、１時間〜４時間の範囲である、請求項１４７に記載のシステム。
【請求項１４９】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項１４８に記載のシステム。
【請求項１５０】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項１４９に記載のシステム。
【請求項１５１】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項１４９に記載のシステム。
【請求項１５２】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項１４９に記載のシステム。
【請求項１５３】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項１４９に記載のシステム。
【請求項１５４】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項１２７〜１４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５５】
前記微生物は、任意の好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項１２７〜１５４のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１５６】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項１２７〜１５４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５７】
前記対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項１２７〜１５６のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１５８】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項１５７に記載のシステム。
【請求項１５９】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項１２７〜１５６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６０】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１５９に記載のシステム。
【請求項１６１】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項１５９又は１６０に記載のシステム。
【請求項１６２】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１５９に記載のシステム。
【請求項１６３】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項１５９及び１６２のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１６４】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項１２７〜１５６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６５】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項１６４に記載のシステム。
【請求項１６６】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項１６４又は１６５に記載のシステム。
【請求項１６７】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項１２７〜１５６及び１５９〜１６６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６８】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯された際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項１６７に記載のシステム。
【請求項１６９】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
ａ）０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均放射量でのパルス照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源、及び
ｂ）複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御する電子回路を含み、
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御され、
前記照射期間は複数の時間間隔で提供されて微生物の全部又は一部を光により死滅させる、システム。
【請求項１７０】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの１つを含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７１】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７２】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７３】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７４】
前記光源は前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７５】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７６】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１７９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８３】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８４】
前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記紫外光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８５】
前記システムは、前記電子回路に電気的に結合されたセンサをさらに備え、前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１８６】
前記センサは、前記蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項１８５に記載のシステム。
【請求項１８７】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射される赤色光を検出する、請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１８８】
前記電子回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間を終了させる、請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１８９】
前記電子回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１９０】
各々の前記所定の時間間隔は、１時間〜４時間の範囲である、請求項１８９に記載のシステム。
【請求項１９１】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項１８９に記載のシステム。
【請求項１９２】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項１９１に記載のシステム。
【請求項１９３】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項１９１に記載のシステム。
【請求項１９４】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項１９１に記載のシステム。
【請求項１９５】
前記電子回路は、毎日前記所定の時間間隔を繰り返す、請求項１９１に記載のシステム。
【請求項１９６】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項１６９に記載の方法。
【請求項１９７】
前記微生物は、好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１９８】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項１９９】
前記対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を備えて細菌感染症を引き起こす、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項２００】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項１９９に記載のシステム。
【請求項２０１】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項２０２】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項２０１に記載のシステム。
【請求項２０３】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項２０２に記載のシステム。
【請求項２０４】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項２０１に記載のシステム。
【請求項２０５】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項２０４に記載のシステム。
【請求項２０６】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項１６９に記載のシステム。
【請求項２０７】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２０８】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項２０６に記載のシステム。
【請求項２０９】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光で前記対象物を照射するようになっている、請求項２０１又は２０６に記載のシステム。
【請求項２１０】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯された際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項２０９に記載のシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年５月２６日に出願された米国仮特許出願番号第６２／３４１，６９１号の優先権に基づきかつ主張し、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
治療目的又は美容目的として皮膚領域に光を送出する様々な装置が、当技術分野では公知である。４０５ｎｍ及び４７０ｎｍの光がメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus、ＭＲＳＡ）を失活することをEnwemekaらが２００７年に最初に報告して以来、抗菌活性のための医療器具として、特に青色光による光線療法の使用が大きな関心を集めている。現在の研究では、細菌の死滅率は、照射エネルギーの強度及び総量に結び付くことを示していて、すなわち、使用される強度が高くかつ照射エネルギーの総量が高いほど、細菌の死滅率は高くなる。例えば、連続波方式の照射で作動する通常の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、高い照射量及び放射露光量で光を送出して細菌の死滅率を増大させるように使用されてきた。しかし、これらの高い照射量及び放射露光量は、熱的又は光化学的な影響によって治療領域での他の組織に損傷を与えたり、治療を受けている対象者に重大な光による害をもたらす場合がある。
【考案の概要】
【０００３】
本発明は、対象物からの微生物を光により死滅させるシステム及び方法を対象とする。光源は、好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲の平均照射量でパルス状の照射方式により紫色光又は青色光を対象物に照射するようになっている。電子回路は、複数の照射期間を含む照射計画に従って光源を制御するようになっている。光源は、各照射期間中に好ましくは０．５Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲の放射露光量でパルス状の紫色光又は青色光を提供するように制御される。照射期間は、微生物の全部又は一部を光により死滅させるように複数の時間間隔で提供される。
【０００４】
第１の態様において、対象物は、アクネ菌（Propionibacterium acnes）などの様々な種類の細菌に感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含む。皮膚、組織、又は創傷に感染した細菌は、パルス状の紫色光又は青色光を照射して処理される。好ましくは、連続波方式の照射と比較して、低い照射量及び低い放射露光量で細菌の全部又は一部を不活化するように、パルス状の紫色光又は青色光が特定のパルスのパラメータ、線量及び時間間隔で提供される。その結果、処理領域での他の組織に損傷を与えることなく、細菌を不活化できると考えられる。
【０００５】
第２の態様において、対象物は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）などの様々な種類の細菌で汚染された環境を含む。汚染された環境は、例えば、ロッカールーム、公共又は私用トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、競技場、病院又は臨床環境を含んでもよい。汚染された環境に上述のパルス状の紫色光又は青色光を照射して、細菌を光により死滅させ、それによってその領域を消毒する。
【０００６】
第３の態様において、対象物は、サルモネラ属（Salmonella spp.）、大腸菌（E. Coli）及びリステリア属（Listeria spp.）などの細菌で汚染された保存条件又は輸送条件にある食品を含む。この食品は、例えば、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、又は食品加工システム内に収容されていてもよい。この食品は上述のパルス状の紫色光又は青色光で照射され、細菌を光により死滅させ、それによって貯蔵寿命を延ばし、ヒト集団及び動物集団への重大な細菌感染伝染の可能性を低減する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下に説明するように、本発明の様々な典型的な態様が、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。
【図１】図１は、２０及び６０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、４．５ｍＷ／ｃｍ２の照射量、連続波方式の照射、並びに０時間における一回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図２】図２は、２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、４．５ｍＷ／ｃｍ２の照射量、連続波方式の照射、並びに０、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図３】図３は、２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、４．５ｍＷ／ｃｍ２の照射量、連続波方式の照射、並びに０、４、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図４】図４は、３０、４０、４５及び６０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、４．５ｍＷ／ｃｍ２の照射量、連続波方式の照射、並びに０及び４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図５】図５は、６０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、５ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、連続波方式の照射及びパルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０及び４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図６】図６は、２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、５ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、連続波方式の照射及びパルス方式の照射（３３％及び２０％の負荷時間率）、並びに０及び４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図７】図７は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、４、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図８】図８は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３．５ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、４、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図９】図９は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、５ｍＷ／ｃｍ２の照射量、連続波方式の照射、並びに０、４、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１０】図１０は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、４、２４及び４８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１１】図１１は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６及び２４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１２】図１２は、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、及び６時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１３】図１３は、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１４】図１４は、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５及び７８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１５】図１５は、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５及び７８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１６】図１６は、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１７】図１７は、３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、２４、２７、４８、５１、７２及び７５時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１８】図１８は、３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、２４、２７、４８、５１、７２、７５、９６及び９９時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図１９】図１９は、３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５及び７８時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図２０】図２０は、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図２１】図２１は、３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量、２ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間における複数回照射での４５０ｎｍの光によるアクネ菌照射を示すグラフである。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明での使用に適した可撓性印刷ＬＥＤランプの写真である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２Ａの可撓性印刷ＬＥＤランプの消灯状態の写真である。
【図２３】図２３は、４５８ｎｍのレーザ光による細菌照射に使用される実験装置を示す概略図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、４５８ｎｍ光により励起されたアクネ菌から抽出されたポルフィリン発光を示すグラフである。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、３ｍＷ／ｃｍ２の平均照射量、パルス方式の照射（３３％の負荷時間率）、並びに０、１０、２０及び３０分における複数回照射での図２２Ａの可撓性印刷ＬＥＤランプからの４５０ｎｍ光で励起されたアクネ菌から抽出されたポルフィリン蛍光発光を示すグラフである。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図２２Ａの可撓性印刷ＬＥＤランプからの４５０ｎｍ光で励起されたプロトポルフィリンＩＸ試料から抽出されたポルフィリン発光を示すグラフである。
【図２５】図２５は、本発明によるパルス光を送出するのに適した非常に薄い層状構造形態からなる光源の一般的な構造を示す。
【図２６】図２６は、図２５の光源の様々な典型的な形状の平面図である。
【図２７】図２７は、図２５の光源に使用する典型的なＯＬＥＤ構造を示す。
【図２８】図２８は、図２５の光源に使用する典型的な印刷可能なＬＥＤ構造を示す。
【図２９】図２９は、本発明に従ってパルス光を送出するのに適した底部発光構造を備える光源を示す。
【図３０】図３０は、本発明に従ってパルス光を送出するのに適した上部発光構造を備える光源を示す。
【図３１】図３１は、本発明に従って光源を制御する電子回路のブロック図であり、この電子回路は、固定線量の光を提供するように予めプログラムされた駆動回路及びマイクロコントローラを含む。
【図３２】図３２は、本発明に従って光源を制御する電子回路のブロック図であり、この電子回路は、マイクロコントローラにフィードバックをかけて光源を動的に制御する閉ループで作動するセンサを含む。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、複数の時間間隔で提供される複数の照射期間を含む照射計画に従って、パルス状の紫色光又は青色光を用いて対象物からの微生物を光により死滅させる方法及びシステムを対象とする。本発明は、様々な典型的な態様を参照して以下に詳細に説明されるが、当然のことであるが、本発明はこれらの態様の特定の方法又は装置構成に限定されない。さらに、典型的な態様をいくつかの異なる発明の特徴事項を具現化するものとして説明しているが、当業者であれば、これらの特徴事項のうちの任意の1つは、本発明に従って他の特徴事項を組み込まなくとも実施できることを理解できる。
Ｉ．全体概要
【０００９】
本発明の方法及びシステムは、特定のパルスのパラメータ、線量及び時間間隔で提供されるパルス状の紫色光又は青色光により、多くの様々な種類の微生物を光により死滅させるように使用できる。
【００１０】
第１の態様において、本発明は、多くの様々な種類の疾患、障害又は症状を治療するために使用される。例えば、細菌に感染した皮膚、組織、又は創傷の領域は、細菌感染症の治療のためにパルス紫色光又は青色光で照射されてもよい。この治療は、細菌に皮膚、組織又は創傷が感染し易いか、又はその危険性が高い対象者に提供できる。対象者は、家族歴、年齢、環境、及び／又は生活方式に起因して、細菌に感染し易いか、又は感染の危険性が高い可能性がある。本明細書中での使用に際し、「感染し易い」及び「感染の危険性がある」とは、遺伝的な素因があり、疾患、障害又は症状の家族歴を有し、及び／又はそれらの兆候を有することを含み、特定の疾患、障害又は症状に僅かな抵抗性しか持たないことを指している。
【００１１】
細菌感染症は、好気性細菌及び嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）によって引き起こされる任意の感染を含んでもよい。典型的な細菌感染症としては、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、ならびに骨髄炎などの創傷及び組織感染症が挙げられる。
【００１２】
第２の態様において、本発明は、汚染された環境からの細菌の光による死滅を可能にするために使用される。この細菌は、好気性細菌及び嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含んでもよい。例えば、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）株は、多くの場合、ロッカールーム、公共又は私用トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、競技場など、人々が集まる場所から得られ、病院関連のＭＲＳＡは、病院や臨床環境内での接触による。これらの汚染された環境は、その場所を衛生的にするより効果的な方法を提供するように紫色又は青色のパルス光により照射されてもよい。パルス状の紫色光又は青色光は、白色光と共に配置されて、照明用及び殺菌効果用の２つの光源として作用させることができる。パルス処理は連続して、毎日環境に対し又はその他の周期又は計画に基づいて適用できる（例えばパルス処理は連続して、種々の連続飛行の間に飛行機の内壁面に適用できる）。
【００１３】
第３の態様において、本発明は、食品からの細菌の光による死滅を可能にするように使用される。細菌は、好気性細菌及び嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含んでもよい。例えば、この食品は、サルモネラ属、大腸菌、又はリステリア属で汚染されている場合がある。サルモネラ属は、５０℃で細菌を保護する低温ショックタンパク質であるＣｓｐＨを含んでいる。このように、この温度での冷蔵は細菌を死滅させるのに十分ではない場合がある。小売店での冷蔵は、細菌の増殖の問題をさらに悪化させるより高温の場合もある。世界的に、サルモネラ属には毎年８０３０万件以上の症例があり、１１５，０００人以上が死亡している。汚染された食品にパルス状の紫色光又は青色光を照射して、保存期間を延ばし、その食品に暴露されたヒト及び動物への細菌感染を抑止するより有効な方法を提供することができる。パルス光は、商業用、居住用又は携帯用の冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域及び食品加工システムに組み込まれてもよい。例えば、パルス状の紫色光又は青色光は、冷蔵システムのドアが開閉されるときは常に作動させることができる。ドアが開けられると光は白色になり、閉じられるとパルス状の紫色光又は青色光が、正確な線量及び処理の連続として適用される。処理は連続して、毎日及び／又は新規の食品が食品貯蔵又は処理システムに加えられると適用される。
【００１４】
上記で説明した３つの態様全てにおいて、典型的な細菌として、アクネ菌（Propionibacterium acnes）、プロピオニバクテリウム属（Propionibacterium spp.）、スタフィロコッカス属（Staphylococcus spp.、メチシリン耐性株を含む）、クロストリジウム属（Clostridium spp.）、エシェリキア属（Escherichia spp.）、シュードモナス属（Pseudomonas spp.）、カンピロバクター属（Campylocbacter spp.）、リステリア属（Listeria spp.）、ロイコノストック属（Leuconostoc spp.）、バチルス属（Bacillus spp.）、アシネトバクター属（Acinetobacter spp.）、ストレプトコッカス属（Streptococcus spp.）、ブルセラ属（Brucella spp.）、プロテウス属（Proteus spp.）、クレブシエラ属（Klebsiella spp.）、シゲラ属（Shigella spp.）、ヘリコバクター属（Helicobacter spp.）、マイコバクテリウム属（Mycobacterium spp）、エンテロコッカス属（Enterococcus spp.）、サルモネラ属（Salmonella spp.）、クラミジア属（Chlamydia spp）、ポルフィロモナス属（Porphyromonas spp.）、ステノトロフォモナス属（Stenotrophomonas spp.）、及びエリザベスキンギア属（Elizabethkingia spp.）が挙げられる。
【００１５】
本発明によれば、細菌又は他の微生物は、パルス照射方式で紫色光又は青色光の照射によって不活化される。本明細書で使用される「紫色光又は青色光」は、約３８０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の波長を有する光（例えば、３８０、３９０、４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００ｎｍ又はそれらの間のある数値）を指す。特に適切な波長は約４５０ｎｍである。パルス状の紫色光又は青色光は、約０．５Ｊ／ｃｍ２〜約６０Ｊ／ｃｍ２、好ましくは約３．６Ｊ／ｃｍ２〜約２０Ｊ／ｃｍ２の範囲、より好ましくは約３．６Ｊ／ｃｍ２〜約５Ｊ／ｃｍ２の範囲にできる放射露光量で提供される。平均放射量は、約０．１ｍＷ／ｃｍ２〜約２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲にでき、約２ｍＷ／ｃｍ２〜約３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量は、組織表面、汚染した環境又は食品表面に好ましい。パルス状での最大放射量は、平均放射量の約３倍であり、すなわち３３％の負荷時間率では約０．３ｍＷ／ｃｍ２〜約６０ｍＷ／ｃｍ２、又は約６ｍＷ／ｃｍ２〜約１５ｍＷ／ｃｍ２の範囲が好ましい。他の負荷時間率では、最大放射量は、平均放射量が本明細書に記載される放射量の好ましい範囲内に留まるようなら、より高くなってもより低くなってもよい。この負荷時間率は、典型的には、約２０％〜約３３％の範囲である。
【００１６】
本発明に関連して使用される（例えば、約２ｍＷ／ｃｍ２〜約３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量、かつ約３．６Ｊ／ｃｍ２〜約５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量の）低水準の光は、眼に非常に安全であり、ＩＥＣＴＲ６２７７８：２０１４（光源と照明器具への青色光の危険性の評価のためのＩＥＣ６２４７１の応用）、ＩＥＣ６２４７１：２００６（ランプ及びランプシステムの光生物学的安全性）、及びＩＥＣ６０６０１−２−５７：２０１１（医療用電気機器−第２−５７部：治療、診断、監視及び美容／美的使用を目的とした非レーザ光源装置の基本的安全性及び必須性能のための特定要件）を含む国際的な青色光安全要求に合致する。これは、高い放射量及び放射露光量で光を送出する連続波光源に優る顕著な利点を提供する。これらのより高出力の光源はまた、かなり大きな冷却及び放熱を必要とするので、冷蔵用途には理想的ではない。
【００１７】
紫色光又は青色光は、好ましくは、連続波方式の照射とは逆のパルス状の照射方式で提供される。パルス持続時間は、約５μ秒〜約１，０００μ秒の範囲にでき、パルス間の非作動時間は、約１０μ秒〜約１秒の範囲にできる。適切な組合せは、約５μ秒〜約３０μ秒の範囲のパルス持続時間と、約１０μ秒〜約１００μ秒の範囲の非作動時間としてもよい。特に適切な組合せは、約１０μ秒のパルス持続時間と、約２０μ秒の非作動時間である。提供されるパルスは、矩形波、整流した正弦波形又はそれらの任意の組み合わせにできるが、他のパルス形状もまた本発明に従って使用してもよい。立上がり時間が１μ秒未満の矩形波が好ましい。特に適切なパルスの反復速度は、約３３ｋＨｚ〜約４０ｋＨｚの範囲にできる。
【００１８】
パルス状の紫色光又は青色光は、１回の適用（すなわち１回の照射期間）でもよいが、好ましくは、所望の放射露光量（フルエンス）及びパワー密度（放射量）で複数回（すなわち複数回の照射期間）提供される。当業者であれば、各照射期間の照射時間は線量に依存するが、本発明に関連して使用される照射量及び放射露光量では、典型的には約２０分〜約４５分の範囲であることが分かる。露光の持続時間はまた、細菌の蛍光の減衰によって制御してもよい。この構造では、細菌の死滅が維持される不十分な光活性となることを示す所定の水準まで蛍光が低減したときに露光を停止する。
【００１９】
好ましくは、パルス状の紫色光又は青色光は、後述するように、照射計画に従って所定の時間間隔で複数の照射期間中に照射される。照射期間の間の時間間隔は、１日あたり２又は３（又はそれ以上の）回の照射期間で、約１時間〜約４時間（例えば、１、２、３、４時間又はその間の数値）の範囲としてもよい。これらの照射期間のタイミングとしてはまた、特定の態様においては、２、３、４又はそれ以上の日数で繰り返してもよく、又は環境への照射又は食品への照射の場合には毎日繰り返してもよい。照射計画が各照射間を３時間間隔とするともに１日に３回のパルス照射を行い、それを２日間以上（例えば、パルスを０、３時間、６時間、２４時間、２７時間、３０時間、４８時間、５１時間及び５４時間で照射）繰り返すことを含む場合に、パルス照射は最適であることが判明した。あるいは、パルスの照射は、細菌の複製サイクル（後述する）又は細菌の光による死滅に関与するポルフィリン又は他の光活性分子の枯渇及び回復にタイミングを合わせてもよい。もちろん、特定の用途に適した他の照射計画もまた、本発明の範囲内で使用してもよい。照射計画は、好ましくは、細菌の生存率が５０％未満、好ましくは０％（すなわち、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、０％又はそれらの間の数値の生存率）となるように選択されるのが好ましい。
【００２０】
上述のように紫色光又は青色光の基本的なパルス照射に加えて、パルス方式はさらに、ヒト又は動物の組織の照射のために使用されるときに調節され、すなわち心臓の拍動と一致するようにタイミングを合わせた低周波信号又はそれに類似した速度（すなわち、０．５〜２Ｈｚ又はそれらの倍数又はその高調波）でオンオフしてもよい。この信号は、光刺激の休止期間中に細胞死滅機構の光化学的活性化を担う遊離酸素、ポルフィリン又は他の分子の再生を可能にする。この調節には、５％〜９５％の範囲の負荷時間率を使用してもよい。
【００２１】
本発明に従って、任意の適切な光源を使用して、パルス状の紫色光又は青色光を生成することができる。典型的な光源には、様々な種類のレーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、発光ポリマー（ＬＥＰ）としても知られるポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び紫色又は青色スペクトル領域で光を放射する蛍光管を含む。典型的な光源を、以下により詳細に説明する。
【００２２】
様々な疾患、障害又は症状の治療を対象とする第１の態様において、可撓性基板上に印刷ＬＥＤ又はＯＬＥＤからなる素子が、その表面全体にわたって実質的に一定の強度を備える光を生成する能力のためには好ましく、それにより光源が対象者の皮膚又は組織と接触しているか照射しているときに実質的に均一な光放射を提供する。その素子はまた、皮膚表面又は組織表面に一致して、光学的な結合を最大にできる。さらに、ヒドロゲルの層は、可撓性基板を皮膚表面又は組織表面に接触させる接着剤として使用され、それによって光学的な光の導管及び結合を提供できる。ヒドロゲル層はまた、細菌の阻害又は死滅の増強に使用される治療物質を含んでもよい。
【００２３】
汚染された環境及び食品からの細菌の光による死滅をそれぞれ対象とする第２及び第３の態様において、印刷ＬＥＤ又はＯＬＥＤの細片又はシート、高出力ＬＥＤ、さらに青色スペクトル範囲を通してＵＶＡの変調光を放射する管ランプの使用が可能である。これらの細片又はシートのうちのいくつかは、白色光を生成するように、白色ランプ又は蛍光体被覆し又はストークス変換した量子ドットなどに平行な又は疎らな青色ランプの列を備えてもよい。本明細書で使用される「白色光」は、約１７００Ｋ〜約９５００Ｋの範囲の色温度を持つ光を意味する。
【００２４】
いくつかの態様において、光源は、各照射期間中に固定線量で予めプログラムされた連続の光パルスを提供する駆動回路及びマイクロコントローラを備えた電子回路によって制御される。他の態様において、光源は、処理期間中に線量を動的に制御するようにマイクロコントローラにフィードバックをかける閉ループで作動する１つ以上のセンサを備える電子回路によって制御される。光源の予めプログラムされた制御と動的制御の両方のための典型的な電子回路について、以下にさらに詳細に説明する。いくつかの態様において、このコントローラは、照明システムからの入力、又は冷蔵又は貯蔵ユニット内のドアの開閉を受信しパルス状の紫色光又は青色光を作動して、適切な毎日の照射を連続して提供する。
II．光照射による失活の実用可能性と再現性を判定するアクネ菌培養物の生体外試験
【００２５】
連続波照射方式、３３％の負荷時間率のパルス照射方式、及び２０％の負荷時間率のパルス照射方式（以下、連続波方式、３３％ＤＦパルス方式、及び２０％ＤＦパルス方式と呼ぶ）で操作される可撓性の印刷ＬＥＤ発光基板を用いて、４５０ｎｍ光でのアクネ菌が失活する実用可能性及び再現性を判定する試験を実施した。発光基板の一例が、図２２Ａ（発光状態）及び図２２Ｂ（消光状態）に示される。
アクネ菌の培養
【００２６】
アクネ菌のバイアル瓶（ＡＴＣＣ６９１９）を米国培養細胞系統保存機関（ＡＴＣＣ）から入手し、ＡＴＣＣの推奨に従って培養を開始した。簡潔に言うと、嫌気性条件下で、凍結乾燥したペレットを５００μＬの（還元前の）修飾強化したクロストリジウム培養液中で再水和させ、５ｍＬのクロストリジウム培養液を含有する別の管に移した。試験管に「培養開始」（ＳＣ）と標識し、２００μＬを強化したクロストリジウム寒天皿上に移した。「時計皿技術」によって単一コロニーを単離するように皿上に細菌を縞状に配置して、コロニーの形態及び純度を確認した。これらの皿を「開始皿」と呼んだ。その管／皿の両方を、BD Gas-Pak EZ嫌気性容器システム袋を備える嫌気性室内に入れた。次いで、嫌気性室を３７℃の培養室内に７２時間置いた。７２時間の増殖期間後に、培養管を３７℃の培養室から取り出して、４５０ｎｍの青色光の照射に対する感受性を試験した。
細菌の照射
【００２７】
５ｍＬの液体培養物を３日間増殖させ、１ｍＬを滅菌マイクロ遠心管にピペットで移し、１３，３００ｒｐｍで５分間遠心分離をかけた。上清を除去して廃棄した。ペレットを１ｍＬの生理食塩水中に再懸濁して、１０８ＣＦＵ／ｍＬの濃度に対して６２５ｎｍで０．８〜１．０の光学密度へMcFarland標準を用いて調整した。細菌を１×１０６ＣＦＵ／ｍＬの濃度に希釈し、還元クロストリジウム寒天皿（１２ウェル皿を使用し、同時に３つの区画で３回の照射を可能にした）上に２μＬを縞状に配置し、様々な実験計画により嫌気性室内で照射した。１組の非照射の皿が対照として用いられた。照射後に、それらの皿をGas-pak袋とともに嫌気性室内に逆さにして置き、３７℃で７２時間培養した。次いで、コロニーを数え、生存率を計算し、かつ形態を確認した。照射時間及び間隔を、いずれの線量及継続が最も効果的な死滅率を提供するかについて実験に基づいて最適化した。
【００２８】
細菌コロニーの定量
アクネ菌コロニーの標準化されたデジタル画像を、培養後７２時間に採取し、コロニーの倍率の一貫性を確実にするように、カメラを各皿の直上１０ｃｍに配置した。照射群と非照射対照とを対比して、コロニーを数え、生存率を計算した。
【００２９】
試験手順及び試験結果の説明
実施例１
第１の一連の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）−ＩＴＯを被覆した膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、連続波方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。最大放射量及び平均放射量は、連続出力なので同一であり、すなわち４．５ｍＷ／ｃｍ２であった。以下に記載するように、細菌を異なる放射露光量で１回、３回又は４回照射した。この実験用に３枚の基板を用意し、すべてを試験して較正した。
【００３０】
これらのデータを図１〜４に示す。図１に示すように、２０Ｊ／ｃｍ２及び６０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量による細菌の１回照射は、対照と比較して生存率に統計的に有意な低下を生じ、６０Ｊ／ｃｍ２で３１％への最大の低下が観察された。図２に示すように、細菌を０、２４及び４８時間に２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で３回照射すると、生存率が６２％に低下し、対照とは顕著に異なっていた。図３に示すように、細菌を０、４、２４及び４８時間に２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で４回照射すると、対照と比較して３１％の生存率への顕著な低下が観察された。この生存率は、０、２４及び４８時間での３回照射で観察された６２％の生存率（図２）よりもはるかに低かった。０、４、２４及び４８時間に照射された２０Ｊ／ｃｍ２での４回の露光は、１回、２回又は３回の露光と比較して最も高い死滅率を提供することが見出された。
【００３１】
図４は、０時間と４時間に行う２回の露光における異なる放射露光量間での関係を示す。０及び４時間に３０、４０、４５及び６０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量により細菌を２回照射すると、線量が増加するにつれて生存率に有意な線量依存の低下を生じ、６０Ｊ／ｃｍ２で完全な不活化が観察された。
【００３２】
実施例２
第２の一連の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えたＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、以下に説明するように、連続波方式、３３％ＤＦパルス方式、又は２０％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均放射量は、すべての方式で同一であり、すなわち５ｍＷ／ｃｍ２であった。最大放射量は、３３％ＤＦパルス方式では１５ｍＷ／ｃｍ２（すなわち連続波方式より３倍高い）及び２０％ＤＦパルス方式では２５ｍＷ／ｃｍ２（すなわち連続波方式より５倍高い）であった。３３％ＤＦパルス方式では、パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。２０％ＤＦパルス方式では、パルス持続時間は５μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は４０ｋＨｚであった。以下に記載するように、異なる放射露光量で０時間及び４時間に細菌を２回照射した。この実験のために３枚の基板を用意し、すべてを試験して較正した。
【００３３】
これらのデータを図５及び図６に示す。図５に示すように、連続波方式及び３３％ＤＦパルス方式で６０Ｊ／ｃｍ２の放射量による０時間及び４時間での細菌への２回照射は、対照と比較して生存率に顕著な低下を示し、２．２％への最大の生存率の低下が、３３％ＤＦパルス方式で観察された。図６に示すように、連続波方式、３３％ＤＦパルス方式及び２０％ＤＦパルス方式で２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量による０時間及び４時間での細菌への２回照射では、やはり３３％ＤＦパルス方式が連続波方式及び２０％ＤＦパルス方式に比較して細菌の増殖を抑制するのにより効果的であることを示しており、連続波方式及び２０％ＤＦパルス方式の生存率がそれぞれ８７％及び８０％である一方で、３３％ＤＦパルス方式の生存率は１６％であった。
【００３４】
実施例３
第３の一連の実験は、図３に説明された知見、すなわち４回の照射露光（０、４、２４及び４８時間）が２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で最高の死滅率を提供するという知見に基づいて、さらに露光計画を変更して試験を実施した。これらの実験は、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えたＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように、連続波方式又は３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均放射量は、連続波方式での５ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量と対比して、３３％ＤＦパルス方式では２及び３．５ｍＷ／ｃｍ２で選択可能とした。３３％ＤＦパルス方式では、パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の異なる放射露光量により、０、４、２４及び４８時間に４回照射した。この実験のために３枚の基板を用意し、すべてを試験して較正した。
【００３５】
これらのデータを図７〜９に示す。図７に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により４回（０、４、２４及び４８時間）培養物を照射すると、対照と比較して生存率に顕著な低下を示したが、線量間に有意差は認められなかった。これらの結果は、２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量で５Ｊ／ｃｍ２から２０Ｊ／ｃｍ２へ放射露光量が増加しても、生存率に有意差が存在しないことを示していた。
【００３６】
図８に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３．５ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により培養物を４回（０、４、２４及び４８時間）照射すると、対照と比較して生存率に顕著な低下を示したが、線量間に有意差は認められなかった。これらの結果は、３．５ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量で５Ｊ／ｃｍ２から２０Ｊ／ｃｍ２へ放射露光量が増加しても、生存率に有意差が存在しないことを示していた。
【００３７】
図９に示すように、連続波方式で５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び５ｍＷ／ｃｍ２の放射量により培養物を４回（０、４、２４及び４８時間）照射すると、対照と比較して生存率に顕著な低下を示した。しかし、図７及び図８に示す結果と異なり、細菌生存率の低下に線量依存性があり、５ｍＷ／ｃｍ２の放射量で５Ｊ／ｃｍ２と１０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間及び１０Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間で顕著な低下があった。
【００３８】
このように、連続波方式は直線的な線量依存の関係で挙動していたことが分かる。しかし、３３％ＤＦパルス方式に関しては、顕著で予想外の結果が得られ、すなわち２及び３．５ｍＷ／ｃｍ２の異なる平均放射量に対する死滅率に有意な放射露出量の依存性はなかった。結果として、５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で３３％ＤＦパルス方式による２〜４回の線量を使用する新規治療法が見出された。
【００３９】
III．光照射による不活化の最適パラメータを決定するアクネ菌培養の生体外試験
上述の予備的な結果から、パルス状の青色光が連続波よりも細菌の増殖を抑制するのにより効果的であることが明らかになった。従って、３３％の負荷時間率を備えるパルス照射方式で作動する可撓性印刷ＬＥＤ発光基板を使用して、アクネ菌を不活化する４５０ｎｍ光の最適パラメーターを決定するさらなる試験を実施した。発光基板の一例として、図２２Ａ（発光状態）及び図２２Ｂ（消光状態）が示されている。
【００４０】
上記II節で論じたように、１×１０６ＣＦＵ／ｍＬの濃度に希釈したアクネ菌の懸濁液を、嫌気性室内で照射又は非照射（対照）の還元クロストリジウム寒天皿上に縞状に配置した。この試験は、１２ウェル皿上の２つのウェルの上部にそれぞれ配置した３つの異なる（同じ出力を有する）照射基板を用いて実施した。これにより、結果は３回（各実験に対し６組のデータ）で得ることを可能とした。照射処理が完了した後に、皿をGas-pak袋と共に嫌気性室内に逆さにして置き、３７℃で７２時間培養した。次いで、コロニーを数え、生存率を計算し、形態を確認した。
【００４１】
試験手順及び試験結果の説明
実施例１
第１の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は３ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の異なる放射露光量で０、４、２４及び４８時間において４回照射した。
【００４２】
図１０に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量で培養物を４回（０、４、２４及び４８時間）照射すると、対照と比較して生存率の低下が見られ、すなわち生存率はそれぞれ８９．１％、３４．３％及び０．５％であった。細菌の生存率の低下には線量依存性があり、５Ｊ／ｃｍ２と１０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、５Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、及び１０Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間で顕著な低下が観察された。
【００４３】
実施例２
第２の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は３ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の異なる放射露光量で０、３、６、及び２４時間において４回照射した。
【００４４】
図１１に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量で培養物を４回（０、３、６、及び２４時間）照射すると、対照と比較して生存率の低下が見られ、すなわち生存率はそれぞれ８５．７％、１６．３％及び０．０％であった。生存率の全体での低下は、第１の試料で見られた低下より大きい。やはり細菌の生存率の低下には線量依存性があり、５Ｊ／ｃｍ２と１０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、５Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、及び１０Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間で顕著な低下が観察された。
【００４５】
実施例３
第３の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は３ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の異なる放射露光量で０、３及び６時間において３回照射した。
【００４６】
図１２に示すように、３３％ＤＦパルス方式で、５、１０及び２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量でより短い時間間隔（０、３及び６時間）を用いて培養物を３回照射すると、対照と比較して生存率の低下が見られ、すなわち生存率はそれぞれ６０．９％、１１．７％及び０．２％であった。細菌の生存率の低下には線量依存性があり、５Ｊ／ｃｍ２と１０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、５Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間、及び１０Ｊ／ｃｍ２と２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量間で顕著な低下が観察された。
【００４７】
実施例４
第４の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は３ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間において９回照射した。
【００４８】
図１３に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の３日間で合計９回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間）へ照射計画を変更すると、対照と比較して顕著な生存率の低下、すなわち２．５７％への低下が見られた。
【００４９】
実施例５
第５の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は３ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５、及び７８時間において１２回照射した。
【００５０】
図１４に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の４日間で合計１２回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５、及び７８時間）へ照射計画を変更すると、対照と比較して顕著な生存率の低下、すなわち１．１３％への低下が見られた。この生存率の全体的な低下は、細菌が３日間にわたって照射された場合（他のすべてのパラメーターは同じ）の実施例４よりも大きかった。
【００５１】
実施例６
第６の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５、及び７８時間において１２回照射した。
【００５２】
図１５に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２に変更した平均放射量により３時間毎に１日３回の４日間で合計１２回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５、及び７８時間）で細菌を照射すると、対照と比較して完全な細菌の死滅、すなわち０．０％への低下が見られた。この生存率の全体的な低下は、平均放射露光量が３ｍＷ／ｃｍ２である（他のすべてのパラメータは同じ）実施例５よりも僅かに大きかった。
【００５３】
実施例７
第７の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間において９回照射した。
【００５４】
図１６に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の３日間で合計９回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間）で細菌を照射すると、対照と比較して完全な細菌の死滅、すなわち０．０％への低下が見られた。この生存率の全体的な低下は、照射が４日間にわたって合計１２回（照射された場合他のすべてのパラメータは同じ）の実施例６と同一であった。
【００５５】
実施例８
第８の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、２４、２７、４８、５１、７２及び７５時間において８回照射した。
【００５６】
図１７に示すように、３３％ＤＦパルス方式で３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日２回の４日間で合計８回（０、３、２４、２７、４８、５１、７２及び７５時間）で細菌を照射すると、対照と比較して僅かな生存率の低下、すなわち８６．９％への低下が見られ、この生存率は、放射露光量が５Ｊ／ｃｍ２であり照射が１日３回適用される（他のすべてのパラメータは同じ）実施例７よりもはるかに高かった。
【００５７】
実施例９
第９の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、２４、２７、４８、５１、７２、７５、９６及び９９時間において１０回照射した。
【００５８】
図１８に示すように、３３％ＤＦパルス方式で３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日２回の５日間で合計１０回（０、３、２４、２７、４８、５１、７２、７５、９６及び９９時間）で細菌を照射すると、対照と比較して生存率の低下、すなわち７８．９％への低下が見られ、この生存率は、照射が４日間適用される（他のすべてのパラメータは同じ）実施例８よりもほんの僅かに低かった。
【００５９】
実施例１０
第１０の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５及び７８時間において１２回照射した。
【００６０】
図１９に示すように、３３％ＤＦパルス方式で３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の４日間で合計１２回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５及び７８時間）で細菌を照射すると、対照と比較して生存率の低下、すなわち３２．６％への低下が見られ、この生存率は、実施例８及び実施例９よりも低かった。
【００６１】
実施例１１
第１１の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間に９回照射した。
【００６２】
図２０に示すように、３３％ＤＦパルス方式で５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の３日間で合計９回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間）で細菌を照射すると、対照と比較して完全な細菌の死滅、すなわち０．０％への低下が見られた。この実験は、第７の実験でのデータを追認した（実施例７参照）。
【００６３】
実施例１２
第１２の実験では、アクネ菌の培養、及び印刷ＬＥＤを備えるＰＥＴ銀膜を用いた４５０ｎｍ発光基板による細菌への照射を実施した。発光基板は、後述するように３３％ＤＦパルス方式で作動するように設定され、定電流源により駆動された。平均照射量は２ｍＷ／ｃｍ２であった。パルス持続時間は１０μ秒であり、非作動時間は２０μ秒であり、パルスの反復速度は３３ｋＨｚであった。この細菌を３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量で０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間に９回照射した。
【００６４】
図２１に示すように、３３％ＤＦパルス方式で３．６Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の３日間で合計９回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間）で細菌を照射すると、対照と比較して生存率の顕著な低下、すなわち１１．７％への低下が見られた。生存率は低いものの、放射露光量が５Ｊ／ｃｍ２（他のすべてのパラメータは同じ）である実施例１１よりも依然として高かった。
【００６５】
要約
３３％の負荷時間率でパルス状の青色光を放出する光の区画を用いて、さらなる試験を実施した。試験した様々な実験手順では、細菌増殖の効果的な低下を示した。３時間の照射間隔を用いた試験は、４時間の照射間隔よりも効率的であることが判明した。この判明した効率性は、複製サイクル中の適切な時点で細菌を標的化することに一部起因しているか、あるいは細菌内のポルフィリンの枯渇／補充の機構に起因しているように考えられる。
【００６６】
照射手順は、１×１０６ＣＦＵ／ｍＬのアクネ菌培養物の１００％の細菌の死滅をもたらすように最適化された。１００％の最適な細菌の死滅は、（ｉ）２０Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び３ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量で、０、３、６及び２４時間において培養物を照射した場合に（実施例２参照）、（ii）５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の４日間で合計１２回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１、５４、７２、７５、及び７８時間）で培養物を照射した場合に（実施例６参照）、及び（iii）５Ｊ／ｃｍ２の放射露光量及び２ｍＷ／ｃｍ２の平均放射量により３時間毎に１日３回の３日間で合計９回（０、３、６、２４、２７、３０、４８、５１及び５４時間）で培養物を照射した場合に（実施例１１参照）、それぞれ達成された。
【００６７】
当業者であれば、本発明に従うと、電池必要量の低減、処理時間の大幅な短縮、及び熱的及び光学的な害の大幅な低下による患者の安全性の向上を備える素子の性能改善が可能であることが分かる。
IV．アクネ菌中の吸光色素「ポルフィリン」の放射スペクトルの検出
【００６８】
アクネ菌は、紫色又は青色のパルス光で照射された場合に、６００〜７００ｎｍ（典型的には６２０ｎｍ〜６４０ｎｍ）の赤色スペクトルの蛍光を発する。いずれの理論にも束縛されないが、ポルフィリンは連続パルスにより光学的に励起され、その基底状態に戻ると、ミトコンドリア膜、ＤＮＡ又は他の細胞構造をその後に破壊するフリーラジカルを生成する酸化反応を生じると考えられる。従って光センサを使用して、照射中に照射を受けている細胞より放出される赤色又は他の波長を検出する場合に、フィードバックを用いて光の線量を制御することができ、例えばパルス状の紫色光又は青色光による照射は、ポルフィリン準位が最小点に達してしまうまで実施され、かつポルフィリンの回復が起こるまで処理を再開しないようにする。これは、微生物の複製サイクルの一部として実施してもよい。
【００６９】
アクネ菌における光吸収色素ポルフィリンの放射スペクトルを検出する試験を実施した。
【００７０】
アクネ菌の７２時間培養物を１３，３００ｒｐｍで５分間遠心分離し、上清を廃棄し１ｍＬの生理食塩水中に再懸濁した。次いで、１ｍＬの生理食塩水により１３，３００ｒｐｍで５分間遠心分離して再度洗浄した（洗浄することでアクネ菌細胞中に見出される本来のポルフィリン以外の他の因子が検出に影響しないことを確実にした）。光学密度を、McFarland標準を用いて、１０８ＣＦＵ／ｍＬの濃度の６２５ｎｍで０．８〜１．０になるように調整した。１０μＬ量のこの溶液をコンカナバリンＡで被覆した皿上に置き、下記のようにして励起した。
【００７１】
図２３に示すように、細菌の照射に使用される装置は、１ｎｍ未満のスペクトル帯域幅及び１５０ｍＷの総出力を備える連続波光を送出する４５８ｎｍのＡｒイオンレーザー組立体（Edmund optics, USA）を使用した。元の発散レーザービームは、レーザ開口部から約２２ｍｍに配置されたレンズ（焦点距離３５ｍｍ）を用いて集束した。最終ビーム直径は１５ｍｍであり、断面積は３ｃｍ２であり、これはコンカナバリンＡで被覆した皿の面積にほぼ一致した。試料は、集束レンズから約２５ｃｍに位置する平行移動台上に配置した。
【００７２】
この試料を倒立顕微鏡（Axio Observer-Z1, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany）上に配置し、４５８ｎｍの波長を有する連続波Ａｒイオンレーザー（Edmund Optics）を用いて顕微鏡の背面口を通して照射した。励起光（０．５ｍＷ）は、開口数（ＮＡ）が１．２である６３倍の水浸対物レンズによって焦点を合わせた。顕微鏡の走査ヘッドは、コンピュータ制御のOptiMiS TruLine (Aurora Spectral Technologies, Milwaukee, WI, USA)から構成されていた。検出は、改変したOptiMiS検出モジュール（OptiMiS d-Luxの市販試作品）を用いて実施し、この検出モジュールは、電子乗算電荷結合素子（iXon3, Andor, Belfast, UK）上に置いた蛍光ビームをデスキャンするのに使用される検流走査計を備えた。このデスキャンの考え方は、OptiMiSを（２光子ではない）共焦点顕微鏡として使用することを可能にした。これは順番に、細胞の蛍光のレーザー誘発光漂白を低減し、検出された信号の強度が低い場合には、これらの実験では重要なことであった。全スペクトル画像を得るために、この試料を列ごとに走査した。列画像をさらに再構成して、各波長チャネル（合計３００チャネル）に対する画像を得た。
【００７３】
ポルフィリンのスペクトル抽出は、細菌からの放射スペクトル及び細菌の外側の培地のスペクトルをまず測定した。次に、細菌と外側培地との間の放射比を考慮しながら、培地のスペクトルを細菌の放出スペクトルから差し引いた。最終的に、得られたスペクトルは、放射が２つのこぶを持つような２つのガウス分布に適合するものであった。
【００７４】
図２４Ａは、４５８ｎｍ光で励起され、OptiMiS TruLine (Aurora Spectral Technologies, Milwaukee, WI)を用いて検出されたアクネ菌から抽出したポルフィリン放射スペクトルを示す。得られた放射のピーク波長は、２つの見掛け上のこぶに対して６１９ｎｍ及び６７０ｎｍであった。この放射は、アクネ菌に存在する可能性が最も高いシトクロムＣの特徴である。しかし、細菌死滅の仕組みに関与する可能性があるコプロポルフィリンのような異なるポルフィリンからのいくらかの放射もまだ含む場合もある。パルス状の紫色光又は青色光に露光されたポルフィリンから生成された過酸化物によるフリーラジカル生成がＤＮＡ構造を変化させ、かつその複製段階中に細菌を破壊することが提唱されている。したがって、複製段階中の露光のタイミングは、死滅率に重大な影響を及ぼす可能性がある。
【００７５】
図２４Ｂは、０〜３０分（Ｔ＝１分、１０分、２０分及び３０分に測定）の照射中の様々な時間でのアクネ菌の蛍光スペクトルを示す。時間に対し蛍光が徐々に消滅し、それによりこの蛍光が細胞レベルでのポルフィリン枯渇の指標として作用できることがよく分かる。ポルフィリン枯渇は、細菌の光による死滅に最適であることが判明した線量パラメータ（３ｍＷ／ｃｍ２で約３０分間の照射）に従っている。これらの実験は、寒天ペトリ皿中で、可撓性基板に設けられた印刷ＬＥＤからの４５０ｎｍ光より照射して生体外で実施した。パルス光は、３ｍＷ／ｃｍ２の放射量で３３％の負荷時間率（１０μ秒の作動と２０μ秒の非作動）により出力された。蛍光を記録するように、較正した海洋光学系のOCEAN-FX-VIS-NIR-ES分光計を使用した。この皿は光密の容器内に保持した。青色の４５０ｎｍ励起光にフィルターをかけ、４２０ｎｍ及び４８０ｎｍを超えるすべての波長を除去した。５１０ｎｍ未満のあらゆる波長を除去するように、フィルターを皿の下で使用した。ポルフィリンスペクトルの抽出では、まず細菌からの放射スペクトルと細菌外側の培地のスペクトルを測定した。次に細菌と外部培地との間の放射比を考慮しながら、培地のスペクトルを細菌の放射スペクトルから差し引いた。その後スペクトルをプロットした。
【００７６】
図２４Ｃは、図２４Ｂと同じ試験装置で、ＰＥＴ基板上の４５０ｎｍの印刷ＬＥＤで励起されたプロトポルフィリンＩＸの試料から抽出され、海洋光学系OCEAN-FX-VIS-NIR-ES分光計を使用して検出されたポルフィリン放射スペクトルを示す。得られた放射のピーク波長では、６２０ｎｍ、６７０ｎｍ及び７５０ｎｍに見掛け上の３つのこぶがあった。この放射は、４５８ｎｍ光で励起されたアクネ菌から抽出された最初のポルフィリン発光スペクトル（図２４Ａ）に類似しているが、近赤外領域においてより幅広い発光域を備える。
【００７７】
従って、対象細菌からポルフィリン放射又は他の放射の放射スペクトルを検出し、蛍光の枯渇又は回復を測定し、各処理期間の間での最適な励起時間及び回復を決定し、線量、照射量、放射露光量及び処理計画を含む理想的な照射パラメータを計算して、線量を最適化することができる。この方法を用いて種々の細菌株の死滅を最適化することもまた可能である。ポルフィリン枯渇を測定する理想的な波長は、提示されたデータから６２０〜６４０ｎｍの範囲及び６７０ｎｍの範囲にあることが示され、これは、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃに示す本発明者らのデータによく相関している。その他の種類の放射を測定するための理想的な波長は、当業者なら決定できる。
【００７８】
Ｖ．典型的な光源
様々な種類の光源を用いて、本発明に従って光エネルギーを提供することができる。例えば光源は、様々な種類のレーザー、ＬＥＤ、ＰＬＥＤ／ＬＥＰ、ＱＤＬＥＤ、あるいは紫色又は青色スペクトル領域で光を放射する蛍光管を含んでもよい。光源は、パルス光に曝される汚染された環境又は食品などの照射される皮膚、組織又は他の表面を直接に照射できる。光源はまた、光ファイバーによって結合されてもよく、又は照射される表面に光の方向を変えるレンズ拡散体の端部に直接に取り付けられてもよい。これらの拡散体は、照射される表面にわたって光を拡散して均一に分布させるように設計された多数の光学素子を備えてもよい。これらには、光源に配管してレンズ拡散組立体の表面にわたって均一に分布するように設計されたフレネルレンズ、種々の光配管、凹凸部品、及び追加のレンズ状構造を含んでもよい。光の抽出又は取り出しを改善するために、素子は、透明なフォトレジスト層又はマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）層にＴｉＯｘなどの高屈折率粒子の内部散乱層を含んでもよい。光源はまた、被照射表面に照射する実質的に均一なビームを生成するのに十分な距離で、拡散体又はフレネルレンズの背後に直接配置してもよい。光源は、白色光と紫色光又は青色光との組み合わせであってもよく、ここで紫色光又は青色光はパルス状であり、白色光は連続波状である。これらの異なる波長は、感染した環境又は食品を同時に又は順次に照射できる。
【００７９】
好ましい光源は、非常に薄い層状構造の形態で提供される。この種の光源の一例が、図２５に参照番号１０として概観的に示されている。光源１０は、陽極５０と陰極６０との間に配置された可撓性発光体４０を含む複数の層１２からなる。適切な電源が光源１０に接続される。好ましくは、直流（ＤＣ）又はパルス状のＤＣが、光源１０に給電するように使用される。光源１０は、実質的に平坦形状であるが、好ましくは可撓性であり、かつより好ましくは、本体の輪郭、汚染された環境内の表面、あるいは冷蔵システム又は食品表示システムの内部表面に一致するように適合可能である。光源１０の全体の厚みは、典型的には、約１０ｍｍ以下（例えば、約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５ｍｍ以下）である。
【００８０】
光源１０は、実質的に均一な発光を提供するように、素子の表面にわたって実質的に一定の強度を有する光を生成する。以下でより詳細に説明するように、光源は、一般にＬＥＤインクと呼ばれる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は（有機又は無機の）印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）を含んでもよい。光源は、対象者の皮膚又は組織の表面上の高温点を減少させて、対象者へより安全な光の送出を提供できることが分かる。また、素子の表面全体に実質的に均一な線量の光をあてると、皮膚、組織、表面又は食品のすべてが同じ線量の光で効果的かつ確実に処理される。
【００８１】
光源は、例えば、列、パッチ、パッド、マスク、包袋、繊維、帯具又は円筒の形態であってもよい。光源は、様々な形状及び寸法であってもよい。例えば、光源は、図２６に概略的に示される光源１０ａ〜１０ｆのような矩形、長方形、円形、楕円形、クローバー形、長円形、又は三日月形／月形であってもよい。光源の片側の全表面積は、例えば１ｃｍ２〜１ｍ２の範囲であってもよく、又はより広い面積を共に覆うように配置するパネル状であってもよいが、典型的には、表面積は約１〜２０００ｃｍ２（例えば、約１、４、９、１６、２５、３６、４９、６４、８１、１００、１２１、１４４、１６９、１９６、２２５、２８９、３２４、３６１、４００、４４１、４８４、５２９、５７６、６２５、６７６、７２９、７８４、８４１、９００、９６１、１０２４、１０８９、１１５６、１２２、１２９６、１３６９、１４４４、１５２１、１６００、１６８１、１７６４、１８４９、１９３６又は２０００ｃｍ２又はそれらの間のある範囲）である。従って、光源は、対象者の様々な領域、例えば、顔、額、背中などを照射するのによく適している。光源はまた、汚染された環境内の表面又は冷蔵システム又は食品表示システムの内部表面など、他の種類の表面を照射することもできる。
次に光源の様々な要素／層についてより詳細に説明する。
【００８２】
基板
いくつかの態様において、光源は基板を含む。基板は、光源の様々な層を支持できる任意の材料であってもよい。基板は、対象者の身体の輪郭、汚染された環境内の表面、又は冷蔵システム、食品表示システム又は食品加工システムの内部表面などの光源が使用される表面に対し、好ましくは可撓性があり及び／又は適合可能である。基板は、例えば、無機材料、有機材料、又は無機材料と有機材料との組合わせを含んでもよい。基板は、例えば金属、プラスチック又はガラスから作製されてもよい。基板は、光源の他の構成部品を支持する任意の形状であってもよく、例えば、基板は、実質的に平坦状又は平面状であってもよく、湾曲していてもよく、又は実質的に平坦部と湾曲部である部分を備えてもよい。最も好ましくは、基板は透明であり、可撓性であり、本質的に適合性がある。理想的には、この材料はラテックスを含まず、毒性がなく、非アレルギー性の材料であり、紫外線、日光、及び殆どの感染制御製品に対し耐性を備える。
【００８３】
本明細書で使用される「透明な」という用語は、一般に光に対する透明性を意味し、澄んだ透明性及び透光性の両方を含む。一般に、材料を照射する光の少なくとも約５０％、好ましくは約６０％、より好ましくは約７０％、より好ましくは約８０％、さらにより好ましくは約９０％が材料を通過できる場合に、材料は透明であると見做される。対照的に「不透明な」という用語は、一般的に、例えば光の少なくとも９０％が吸収又は反射され、典型的には光の少なくとも９５％が吸収又は反射されるような光が実質的に吸収又は反射される材料を指す。
【００８４】
いくつかの態様において、基板は、ケイ素系材料、ゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＴＰ）、又はポリエステル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリカルボナート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）などの他のポリマー材料を含んでもよい。透明性基板は、例えばポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリラート、ＰＶＣ、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、並びにフッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系ポリマー、ポリエステル、ポリカルボナート、ポリウレタン、ポリイミド又はポリエーテルイミドを含んでもよい。
【００８５】
別の態様において、透明性基板は、マイラーのようなポリエステルフィルムである。別の態様において、基板は、VictrexからAPTIVの商品名で市販されているポリエーテルエーテルケトン膜を含む。さらに別の態様において、基板は、Konica MinoltaよりFlexentの商品名で販売されている薄膜、又はDow CorningによるWillow Glassなどの可撓性ガラスである。理想的には、有機層と直接的又は間接的に接触する基板は、熱に耐久性があり、可撓性があり、持続した信頼性を備える優れた遮蔽能力を有し、かつ大量生産が可能なものである。
【００８６】
導電層（電極）
光源は、複数の導電層（すなわち電極）、つまり陰極及び陽極を含む。陽極は、限定はされないが、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含んでもよい。陰極は、例えばアルミニウム、銅、金、モリブデン、イリジウム、マグネシウム、銀、フッ化リチウム及びそれらの合金のような金属薄膜又は繊維、あるいは非金属導電層を含んでもよい。
【００８７】
光源は、一方又は両方の電極を通して光を放射する必要があるので、電極のうちの少なくとも１つは透明である必要がある。透明性電極は、被照射表面と対向するように設計された光源の一方側に配置される。下部電極（すなわち表面に対向する電極）のみを通って光を放射することを意図した光源の場合には、上部電極（すなわち表面から離間している電極）は透明である必要はない。従って、上部電極は、高い導電性を持つ不透明な又は光反射性の金属層を含んでもよい。上部電極が透明である必要がない場合には、より厚い層を使用してより良好な導電性がもたらされ、反射性の電極を使用すると、光を透明電極に向け反射して戻せるようになり、透明電極を通して放出される光の量を増やすことができる。両方の電極が透明である完全に透明な光源をまた製作してもよい。
【００８８】
各電極の厚さは、典型的には約２００ｎｍ以下（例えば、約２００、１８０、１６０、１４０、１２０、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０ｎｍ以下）である。好ましくは、各電極の厚さは、１０ｎｍ未満（例えば、約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．４、０．２ｎｍ以下、又はそれらの間のある範囲）である。
【００８９】
電極は、好ましくは本質的に可撓性である。いくつかの態様において、電極の一方又は両方の導電性材料として、限定はされないが、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３、及びポリチオフェンなどの透明導電性ポリマー材料が挙げられる。さらに、電極は、透明基板上にめっきされた銀又は銅の格子又はブッシュバー、あるいはポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）＝ポリスチレンスルホナート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）被膜を備える基板上に堆積された銀ナノワイヤ又はナノ粒子を含んでもよい。導電性を改善するために、追加の導電性ポリマー層を加えてもよい。
【００９０】
一態様において、透明導電性電極は、カーボン系、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤー又はグラフェンなどであってもよい。１つの好ましい（典型的には赤外用の）電極はグラフェンを含む。グラフェンの１層又は２層が好ましいが、電極はグラフェンの約１〜２０層（例えば、１層、２層、３層、４層、５層、６層、７層、８層、９層、１０層、１１層、１２層、１３層、１４層、１５層、１６層、１７層、１８層、１９層、２０層、又はそれらの間のある範囲）であってもよい。グラフェン電極はまた、それらの間に挟まれた光活性層を酸化から保護する効果も備える。それにより光源の環境安定性を向上できる。グラフェン電極は、任意に様々な形態（球状、棒状、円板状、角柱状など）を持つ複数のプラズモンナノ構造を備えてもよい。典型的なナノ構造には、金、銀、銅、ニッケル及び他の遷移金属、例えば金ナノ粒子、銀ナノ粒子、銅ナノ粒子、ニッケルナノ粒子及び他の遷移金属ナノ粒子からなるナノ構造が含まれる。一般に、可視スペクトルでの表面プラズモン共鳴周波数の酸化物及び窒化物などの任意の導電性材料は、同一目的のためにプラズモンナノ構造に作製することができる。いくつかの態様において、プラズモン粒子の寸法は、約１ｎｍ〜約３００ｎｍ（例えば、約１０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００ｎｍ、又はその間のある範囲）である。
【００９１】
発光層
光源は、例えば、ＯＬＥＤ又は（有機又は無機の）印刷ＬＥＤを備えてもよい薄い発光体を含む。発光体の厚さは、好ましくは約２ｍｍ以下（例えば、約２、１．８、１．６、１．４、１．２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０９、０．０８、０．０７、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２、０．０１ｍｍ以下）である。最も好ましくは、可撓性発光体の厚さは、約１０〜２００ｎｍ（例えば、約２００、１８０、１６０、１４０、１２０、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０ｎｍ、又はそれらの間のある範囲）である。発光体は、好ましくは可撓性であり、陽極及び陰極に印加される電流に応答して光を放射する。
【００９２】
ＯＬＥＤ
いくつかの態様において、光源は、可撓性発光体が薄い有機膜であるＯＬＥＤを含んでもよい。本明細書で使用されるＯＬＥＤに関する用語である「有機」は、有機光電子素子を製造するのに使用できるポリマー材料並びに低分子有機材料を包含する。それらの材料は当該技術分野において周知である。「小分子」は、ポリマーではない任意の有機材料を指し、「小分子」は実際にはかなり大きくてもよいことが分かる。「小分子」は、場合によっては反復単位を含んでもよい。例えば、置換基として長鎖アルキル基を使用しても、「小分子」の分類からこの分子を排除しない。「小分子」はまた、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は骨格の一部として、ポリマー中に組み込んでもよい。「小分子」はまた、コア部分上に構築された一連の化学シェルからなるデンドリマーのコア部分として働くこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又は燐光性の小分子発光体であってもよい。デンドリマーは「小分子」であってもよく、ＯＬＥＤの分野で現在使用されている全てのデンドリマーは小分子であると考えられている。一般に、ポリマーは分子ごとに異なる化学式及び分子量を備えるが、「小分子」は単一の分子量を有する明確な化学式を備える。
【００９３】
一般的に、可撓性発光体では、電子と正孔が再結合して光子を放射する。可撓性発光体から放射される放射光子エネルギーは、有機材料の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）準位と最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）準位の間のエネルギー差に対応する。より低いエネルギー／より長い波長の光子は、蛍光過程又は燐光過程を通してより高エネルギーの光子として発生できる。
【００９４】
以下に説明するように、可撓性発光体は、任意に正孔注入材料（ＨＩＭ）、正孔輸送材料（ＨＴＭ）、正孔阻止材料（ＨＢＭ）、電子注入材料（ＥＩＭ）、電子輸送材料（ＥＴＭ）、電子阻止材料（ＥＢＭ）、及び／又は励起子阻止材料（ＥｘＢＭ）を含んでもよい。
【００９５】
一態様において、放射型電界発光層は、正孔注入材料（ＨＩＭ）を含んでもよい。ＨＩＭは、正孔（すなわち正電荷）が陽極から有機層内に注入されるのを促進できる材料又は単位を指す。典型的には、ＨＩＭは、陽極の仕事関数に同等か又はそれより高い、すなわち−５．３ｅＶ以上のＨＯＭＯ準位を有する。
【００９６】
別の態様において、放射型電界発光層は、正孔輸送材料（ＨＴＭ）を含んでもよい。ＨＴＭは、正孔注入材料又は陽極から注入された正孔（すなわち正電荷）を輸送できる材料又は単位であることを特徴とする。ＨＴＭは通常、典型的には−５．４ｅＶより高いＨＯＭＯを有する。多くの場合には、ＨＩＭはまた隣接層に依ってはＨＴＭとしても機能できる。
【００９７】
別の態様において、放射型電界発光層は、正孔阻止材料（ＨＢＭ）を含んでもよい。ＨＢＭは、一般的に、多層構造の発光層又は正孔輸送層に隣接して堆積された場合に、正孔が流動しないようにする材料を指す。通常は、ＨＢＭは隣接層のＨＴＭのＨＯＭＯ準位と比較して、より低いＨＯＭＯを有する。正孔阻止層は、発光層と電子輸送層との間に挿入されることが多い。
【００９８】
別の態様において、放射型電界発光層は、電子注入材料（ＥＩＭ）を含んでもよい。ＥＩＭは一般に、電子（すなわち負の電荷）が陰極から有機層に注入されるのを促進できる材料を指す。ＥＩＭは、通常、陰極の仕事関数と同等か又はそれよりも低いＬＵＭＯ準位を有する。典型的には、ＥＩＭは−２．６ｅＶより低いＬＵＭＯを有する。
【００９９】
別の態様において、放射型電界発光層は、電子輸送材料（ＥＴＭ）を含んでもよい。ＥＴＭは一般に、ＥＩＭ又は陰極から注入された電子（すなわち負の電荷）を輸送できる材料を指す。ＥＴＭは通常、低いＬＵＭＯを有し、典型的には−２．７ｅＶより低い。多くの場合には、ＥＩＭは隣接層に依ってはＥＴＭとして同様に働くことができる。
【０１００】
別の態様において、放射型電界発光層は、電子阻止材料（ＥＢＭ）を含んでもよい。ＥＢＭは一般に、多層構造の発光層又は電子輸送層に隣接して堆積された場合に、電子が流動しないようにする材料を指す。通常、ＥＢＭは隣接層内のＥＴＭのＬＵＭＯと比較して、より高いＬＵＭＯを有する。
【０１０１】
別の態様において、放射型電界発光層は、励起子阻止材料（ＥｘＢＭ）を含んでもよい。ＥｘＢＭは一般に、多層構造の発光層に隣接して堆積された場合に、励起子が拡散しないようにする材料を指す。ＥｘＢＭは、発光層又は他の隣接層と比較して、より高い三重項の準位又は一重項の準位のいずれかを備えるべきである。
【０１０２】
典型的なＯＬＥＤ材料は、Hammondらの米国特許出願番号第２０１０／０１７９４６９号、Panらの米国特許出願番号第２０１３／０００６１１９号、BuchholzらのＰＣＴ特許出願番号ＷＯ２０１２／０１０２３８号、及びAdamovichらの米国特許出願番号第２００７／０２４７０６１号に記載されている。
【０１０３】
図２７に示すように、ＯＬＥＤの陽極と陰極との間の可撓性発光体に見られる典型的な材料の連続層は、ＨＩＭ、ＨＴＭ、発光層、ＨＢＭ、及びＥＴＭである。別の典型的な材料の連続層は、ＨＴＭ、発光層、及びＥＴＭである。もちろん、他の材料の連続層も可能である。さらにＯＬＥＤは、１つ以上の中間層を含んでもよい。
【０１０４】
一態様において、可撓性発光体は単一層を含む。可撓性発光体は、例えば、発光性である共役ポリマー、電子輸送分子及び発光材料でドープされた正孔輸送ポリマー、又は正孔輸送分子及び発光材料でドープされた不活性ポリマーを含んでもよい。可撓性発光体はまた、他の発光分子でドープできる発光性有機小分子の非晶質膜を含んでもよい。
【０１０５】
別の態様において、可撓性発光体は、同じ発光層又は異なる発光層のいずれかに１つ以上の異なる発光材料を含んでもよい。例えば、可撓性発光体は、５、４、３、２又は１個の放射発光材料を含んでもよい。種々の異なる発光材料は、上記の特許文献に記載されている発光材料から選択してもよいが、他の適切な発光材料を用いることもできる。２つの発光材料が１つの発光層内で使用される場合に、２つの発光材料のうちの一方の吸収スペクトルは、他方の発光材料の発光スペクトルと重なることが好ましい。発光材料は、積み重ねた層又は並行した配列で配置されてもよい。発光層は、単一の発光体又は複数の発光体を形成する連続領域を含んでもよい。複数の発光体は、実質的に異なる波長の光を放射してもよい。複数の発光体は、発光層内に垂直に積み重ねられてもよく、又は混合体を形成してもよい。いくつかの態様において、ドープ材料は、有機受容基質内に分散される。一態様において、量子ドット層が２つの有機薄膜の間に挟まれている。
【０１０６】
別の態様において、可撓性発光体は、共通の陽極及び／又は陰極を共有する複数の層を含んでもよい。この場合に、個々の層は互いに積み重ねられる。積み重ねた構造は一般に、連続層が中間電極を共有するように、すなわち１つの層の上部電極が積み重ねた別の層の下部電極であるように、隣接する層間に配置された中間電極を含んでもよい。積み重ねた層は、異なる材料で形成されてもよく、従って異なる発光スペクトルで形成されてもよい。
【０１０７】
可撓性発光体は、実質的に透明であってもよい。主に透明層が使用される場合には、個々の層からの発光を実質的に遮断することなく、複数の発光層を垂直に積み重ねることができる。可撓性発光体は、単一層又は複数層を含んでもよく、例えばｐ型材料及びｎ型材料の組合わせを含んでもよい。ｐ型材料とｎ型材料は、層内で互いに結合されていてもよい。結合は、例えばイオン結合又は共有結合であってもよい。可撓性発光体の複数層は、それらの間にヘテロ構造を形成してもよい。
【０１０８】
印刷ＬＥＤ
いくつかの態様において、光源は、（有機又は無機の）印刷ＬＥＤ、すなわちＬＥＤインクを含んでもよい。ＬＥＤインクによると、各光源は非常に小さく、またＬＥＤを互いに非常に近接して配置することができる。製造においてＬＥＤは均一な方法で印刷され、それにより各ＬＥＤは、個々のＬＥＤからのビームが互いに実質的に平行である点光源として作動して、素子の表面にわたって実質的に均一な光を提供する。通常のＬＥＤと異なり、印刷ＬＥＤは、実質的に均一な線量の光を送出するために、被照射表面から十分な距離に配置する必要はない。このＬＥＤを印刷するには、下記のようにいくつかの公知の方法がある。
【０１０９】
１つの方法では、複数の個々のＬＥＤを、１つ以上の溶媒及び粘度調整剤を含む液体又はゲル中に懸濁・分散させて、可撓性基板に（例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷などにより）印刷できる。一態様において、ＬＥＤの平均表面密度は、約２５〜５０，０００個／ｃｍ２である。一般に各ＬＥＤは、発光領域、発光領域の第１の側に位置する第１の金属端子、及び発光領域の第２の側に位置する第２の金属端子を含む。各ＬＥＤの第１及び第２の金属端子は、通電されると、導電層（すなわち電極）に電気的に結合して発光領域を発光できるようにしてもよい。
【０１１０】
典型的な光源が、図２８に概略的に示され、この図では説明を簡潔にするように５つのＬＥＤのみが設けられている。この素子は、可撓性基板８２上に堆積された複数の導電体８０ａ〜８０ｅを備えることが分かる。複数のＬＥＤ８４ａ〜８４ｅは、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅの第１の金属端子が導電体８０ａ〜８０ｅに電気的に結合されるように、導電体８０ａ〜８０ｅ上に堆積される。当業者なら、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅが様々な形状で形成されてもよいことが分かる。好ましくは、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅは、ＬＥＤの形状に基づいてそれらの極性を維持するように、導電体８０ａ〜８０ｅにわたる位置に設置される。次に複数の誘電体層８６ａ〜８６ｅが、図示のように、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅ及び導電体８０ａ〜８０ｅにわたって堆積される。次に別の導電体８８が、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅの第２の金属端子が導体８８に結合されるように、ＬＥＤ８４ａ〜８４ｅ及び誘電体層８６ａ〜８６ｅにわたって堆積される。当業者なら、基板８２及び導電体８０ａ〜８０ｅは、光が素子の底部から放射されるように透明であり、及び／又は基板８２は、光が素子の上部から放射されるように透明であってもよいことが分かる。上記の方法に従って製造され得る印刷ＬＥＤの様々な構造は、Lowenthalらの米国特許番号第８，４１５，８７９号に記載されている。
【０１１１】
別の方法では、光源は、印刷工程により形成されるＬＥＤを含む。この方法では、複数の離間した溝を含む基板が提供される。複数の第１の導電体は、第１の導電体の各々が１つの溝内に配置されるように基板上に形成される。次に、複数の実質的に球状の基板粒子は第１の導電体に結合され、その後実質的に球状の基板粒子は、複数の実質的に球状のダイオードに変換される。実質的に球状のダイオードは、例えば、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤをカプセル化した有機ＬＥＤ、又はポリマーＬＥＤを含んでもよい。次いで、複数の第２の導電体が実質的に球状のダイオード上に形成される。最後に、ポリマー中に懸濁された複数の実質的に球状のレンズ（レンズ及び懸濁ポリマーは異なる屈折率を備える）が、実質的に球状のダイオード及び第２の導電体の上に堆積される。この方法では、このように、基板上への実装とは対照的に、ＬＥＤは基板上に構築される。上記の方法に従って製造され得る印刷可能なＬＥＤの様々な構造は、Rayらの米国特許番号第８，３８４，６３０号に記載されている。
【０１１２】
典型的な態様において、光源は、厚さ１２μｍの印刷ＬＥＤ、各々が厚さ０．０５〜５μｍの透明な銀繊維を有する厚さ５〜１０μｍを備える銀電極、及び厚さ１２５μｍのＰＥＴ基板を含む。
【０１１３】
マイクロレンズ列
光源は、任意にマイクロレンズ列などの光分散層を含んでもよい。ＯＬＥＤ素子の効率を制限する重要な要因の１つは、ＯＬＥＤ素子からの電子−正孔の再結合によって生成される光子を抽出する際の非効率性にあることが分かっている。使用される有機材料の高い反射率のために、再結合過程により生成される光子の大部分は、全反射により実際には素子内に封じ込められる。これらの封じ込まれた光子は、ＯＬＥＤ素子を出られずに、これらの素子からの光の出力には寄与できない。ＯＬＥＤからの光の抽出又は取り出しを改善するために、素子は、透明なフォトレジスト又はマイクロレンズ列（ＭＬＡ）層内にＴｉＯｘなどの高屈折率粒子の内部散乱層を含んでもよい。典型的なＭＬＡ及びそれを形成する方法は、Gardnerらの米国特許出願番号第２００４／０１２１７７０２号、Chariら米国特許番号第７，７７７，４１６号、Xuらの米国特許番号第８，３７３，３４１号、Yamaeらの「構築された取り出し基板を有する高効率白色ＯＬＥＤ、SID Symposium Digest of Technical Papers, 43 694 (2012)」、及びKomodaらの「照明用の高効率光ＯＬＥＤ、J. Photopolymer Science and Technology, Vol. 25, No. 3 321-326 (2012)」に記載されている。
【０１１４】
遮蔽層
光源は、任意に発光体（又は他の層）を周囲環境から隔離する１つ以上のカプセル化層又は遮蔽層を含んでもよい。カプセル化層又は遮蔽層は、水分及び酸素に対して実質的に不透過性であることが好ましい。一般に、水分及び酸素に感受性のある成分は、ガス透過特性を持つ材料によって封止されるべきである。遮蔽性として、好ましくは１０−４ｇ／ｍ２／日以下、１０−５ｇ／ｍ２／日以下、さらに好ましくは約１０−６ｇ／ｍ２／日以下の低い水蒸気透過率を達成する。
【０１１５】
カプセル化層又は遮蔽層は、例えば、ガラス又はプラスチックであってもよい。典型的な材料としては、VictrexからAPTIVの商品名で市販されているポリエーテルエーテルケトン膜が挙げられる。さらに別の態様において、基板は、Konica MinoltaよりFlexentの商品名で販売されている薄膜、又はDow CorningによるWillow Glassなどの可撓性ガラスである。理想的には、有機層と直接接触する基板は、熱に耐久性があり、可撓性があり、持続した信頼性を備える優れた遮蔽能力を有し、かつ大量生産が可能なものである。
【０１１６】
光源は、透明又は半透明のカバーでさらに覆われていてもよい。カバーは、光源を使用する対象者に快適性を提供できる。カバーは、光源を保護し、素子の汚れや流体を遮断し、素子を衝撃から保護する緩衝材にできる。
【０１１７】
量子ドット層
いくつかの態様において、量子ドット層を、発光の全部又は一部を異なる波長に変換するために、発光表面と被照射表面との間に使用する。波長は、典型的にはより長い波長に変換される（ストークス変換）。例えば、紫色光又は青色光は、６３０ｎｍの赤色光に変換されてもよい。量子ドットは、カドミウムを含んでもよく、又は有機物でカドミウムを含まなくてもよい。波長変換は、多くの波長に変換してもよく、従って一定の波長源から追加の波長又は複数の波長を提供する。量子ドットはまた、皮膚や組織表面などの被照射表面に光源を接続するのに使用されるヒドロゲル内に埋め込まれてもよい。これは、ヒドロゲルの表面又はランプの発光面に積層された膜量子ドット又はカプセル化量子ドットからなってもよい。様々な密度の量子ドットを使用して、ある波長から他の波長に変換される光の割合を制御することができる。例えば、細菌死滅実験において、青色光と赤色光の組合せで、５０％と５０％、及び７５％と２５％を用いて試験を実施した。この組合わせはアクネ菌の死滅に効果があり、赤色光を添加して光の抗炎症効果を高めるようにこの組合わせを追加してもよい。量子ドットは、入射光を受けて光を変換するので、光の連続光又はパルス光の特性は維持される。
【０１１８】
底部発光構造及び上部発光構造
いくつかの態様において、光源は、「底部」発光構造、又は「上部」発光構造を備える。
【０１１９】
図２９は、「底部」発光構造を備える光源１１０の典型的な態様を示す。光源１１０は、陽極１５０と陰極１６０との間に配置された可撓性発光体１４０を含み、これらの全てが透明性基板１２０上に形成される。電源（図示せず）は、ＤＣ又はパルスＤＣを用いて光源に給電する。さらに、透明な遮蔽層１８０は、水分及び酸素から可撓性発光体１４０を保護する。
【０１２０】
この態様において、可撓性発光体１４０は、ＯＬＥＤ又は印刷ＬＥＤを含む。基板１２０及び陽極１５０は両方とも透明である。基板は透明ケイ素系ゴムからなる。陽極１５０は、ＩＴＯからなる。可撓性発光体１４０から発生した光は、素子が「底部」発光構造となるように、透明陽極１５０及び基板１２０を通して放射される。陰極１６０は、銀などの導電性金属からなる。遮蔽層は、Flexent膜（Konica Minolta）からなる。
【０１２１】
図３０は、「上部」発光構造を備える光源２１０の例示的な態様を示す。光源２１０は、陽極２５０と陰極２６０との間に位置する可撓性発光体２４０を含み、これらの全ては基板２２０の底面２２２（すなわち、被照射表面に対向する表面）に形成される。電源（図示せず）は、ＤＣ又はパルスＤＣを使用して光源に給電するように設けられている。さらに透明な遮蔽層２８０は、可撓性の発光体２４０を水分及び酸素から保護する。
【０１２２】
この態様において、可撓性発光体２４０は、ＯＬＥＤ又は印刷ＬＥＤを備える。基板２２０はマイラー膜を含み、銀ナノ層がその底面に被覆されて光源の陰極２６０を形成する。銀ナノ層は、光が被照射表面に向け方向付けられるように、可撓性発光体２４０によって生成される光に対して高い反射性を備える。遮蔽層２８０と陽極２５０の両方は透明である。遮蔽層２８０は、Willow透明可撓性ガラス（Dow Corning）からなる。陽極２５０は、ＩＴＯからなる。可撓性発光体２４０から発生した光は、素子が「上部」発光構造となるように、透明陽極２５０及び遮蔽層２８０を通して放射される。
【０１２３】
ヒドロゲル層又は接着剤層
いくつかの態様において、透明なヒドロゲル層又は両面接着テープ層を、ランプの発光面の間に配置して、皮膚表面又は組織表面などの被照射表面に付着させる。この層は、特定の微生物がヒドロゲル層又は接着剤層を浸透できる場合には、使い捨ての１回限りの使用であってもよい。このように、ヒドロゲル層又は接着剤層は、感染を制御する必要性及び非感染性のために、素子の使用者又はそれに続く使用者に戻すような再使用には適していない。あるいは、この層は、微生物が浸透しない場合には複数回使用してもよい。例えば、ある種の細菌はヒドロゲル層の表面上で増殖しないことが研究によって示されている。ヒドロゲル層又は接着剤層はまた、創傷治癒への使用のために組織再生を促進するのに適した追加の抗菌剤及び物質を含んでもよい。透明な両面接着テープは、例えば、3M 9964：透明ポリエステル診断用マイクロ流体医療用テープ（3M.com）であってもよい。各種のヒドロゲルが、様々な皮膚の種類及び創傷包帯での接着要件に基づいて利用可能である。
【０１２４】
IV．光源の制御
光源は、例えば電源、駆動回路、及び制御モジュールを含む電子回路によって駆動・制御される。可撓性光源では、電子回路は、光源に電気的に接続された別個の筐体内に設けられてもよく、又は光源を搭載する可撓性材料内に組み込まれてもよい。
【０１２５】
電源は、光源を作動させるのに十分な電力を供給可能な任意の電源であってもよい。電源は、使い捨て電池又は再充電可能な電池、太陽電池、燃料電池、アダプタを含み、又は電力網によって給電されてもよい。電池は、印刷電池、又は印刷ＬＥＤ又はＯＬＥＤ基板と共に湾曲可能な可撓性の印刷一次電池又は二次電池であってもよい。光源は、好ましくはＤＣ又はパルスＤＣによって駆動される。当業者であれば、ＤＣ又はパルス状ＤＣの出力電圧及び電流量が、素子の各層の最大出力を制御し、処理時間と組み合わせて線量を制御できることが分かる。
【０１２６】
図３１は、光源及び光源駆動回路が、パッチ構造に基づいて一定線量及び一定波長で連続光を供給する予めプログラムされた処理サイクルに従って、マイクロコントローラ（以下に説明）によって制御される典型的なシステムのブロック図である。例えば、マイクロコントローラは、ざ瘡などの特定の障害の治療のために予めプログラムされてもよい。マイクロコントローラは、光源の点灯及び消灯、電圧、電流、光波長、パルス幅、負荷時間率及び光処理時間を調節して光源を制御することができる。当業者であれば、他の作動パラメータもまた、本発明に従ってマイクロコントローラによって制御されてもよいことが分かる。
【０１２７】
マイクロコントローラはまた、光源の点灯／消灯の表示を提供するＬＥＤ又は特定の処理の完了時に使用者に知らせる音声ブザーのような１つ以上のＩ／Ｏ素子に接続される。また点灯／消灯スイッチを設けて、光源に給電してもよい。
【０１２８】
このシステムは、合わせて全体的な処理時間となる多数の処理（照射）期間で使用してもよい。その場合には、マイクロコントローラは、各期間及び全体の処理時間、又はその両方を測定する少なくとも１つのタイマーを含んでもよい。タイマーは、各期間又は全体の処理時間を単に監視するように使用されてもよく、あるいは各期間又は全体的な処理の完了後に光源を消灯にするように使用されてもよい。タイマーはまた、例えば、創傷ケア包帯内への自動投薬のための連続処理を提供するように使用されてもよい。システムに関連する即時的な計時は、処理を監視し、治療の継続及び投与を追跡／管理することができる。
【０１２９】
図３２は、光源が閉ループで作動してマイクロコントローラにフィードバックをかけ、処理（照射）期間中に光源を動的に制御する１つ以上のセンサを備える電子回路によって制御される典型的なシステムのブロック図である。図から分かるように、電子回路は、図３１に関連して図示し説明したものと類似であり、閉ループで作動する１つ以上のセンサを追加してマイクロコントローラにフィードバックをかける。例えば、アクネ菌及び他の微生物の光による死滅を含む用途において、光センサは、上記のように蛍光スペクトルの赤色又は他の波長部分内で発光する細菌の不活化に関連するポルフィリン又は他のスペクトルを検出するように使用できる。典型的なセンサーは、細菌の不活化に関連するパルス状の紫色光又は青色光又は他のスペクトルでのアクネ菌の光による死滅を含む用途において、蛍光スペクトルの赤色又は他の部分内で発光するポルフィリンを検出するように使用される光センサである。光センサは、例えば、蛍光スペクトルの赤色又は他の波長部分を検出するのに使用される鋭い紫色又は青色ピークのノッチフィルタ及びバンドパスフィルタを備える光センサを含んでもよい。これは処理中に監視されて、所定の閾値にまで減衰すると、パルス状の紫色又は青色の光刺激はオフになる。時々、システムは、ポルフィリン水準が、紫色又は青色のパルス光に露光されると、微生物の死滅を誘発するのに十分に高い水準に戻るかどうかを調べるようにオンになる。もちろん、他の種類のセンサも本発明に従って使用してもよい。ある種のセンサを素子層内に組み込んでもよく、他のセンサは、照射される皮膚又は他の表面に取り付けてもよく、又は照射装置内に組み込みこんでもよい。
【０１３０】
他に定義のない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示に関係する当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。さらに任意の目的及びすべての目的のために、本明細書に開示されるすべての範囲は、任意の又はすべての可能性のある部分範囲及びその部分範囲の組み合わせを包含するものと当業者であれば分かる。任意の列挙された範囲は、十分に記載されているとよく認識でき、かつ同じ範囲を少なくとも同等に半分、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分断できることをよく認識することができる。さらに、各々の範囲は個別の要素を含むことを当業者であれば分かる。
【０１３１】
以上、本発明をいくつかの典型的な態様を参照して説明してきたが、当然なことであるが、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの態様に様々な変更を加えることができる。従って本発明は、以下の特許請求の範囲に限定されることを除けば、典型的な態様の特定の方法又は素子構造に本発明は限定されない。
【図１】
0003223608.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月8日(2019.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源；及び
連続のパルス光を前記対象物に照射するために、前記光源を制御するように構成された電気回路を含み、ここで、（a)前記パルス光が、微生物を光により死滅可能な光活性分子を光学的に励起させるために十分なピーク照射及びパルス期間を有し、そして（ｂ）光パルスが、前記光活性分子が基底状態に戻り、微生物の細胞構造を破壊するフリーラジカルを産生する酸化反応を作り出すために十分なオフタイムにより、分離されており、それによって微生物の全部または一部の光死滅を引き起こす、システム。
【請求項２】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記パルス光の前記ピーク照射が、０．３ｍＷ／ｃｍ2〜６０ｍＷ／ｃｍ2の範囲であり、前記パルス光のパルス期間が、５μ秒〜１０００μ秒の範囲であり、そして前記光パルス間のオフタイムが、１０μ秒から１秒の範囲である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記パルス光が、２０％〜３３％の範囲の義務因子及び３３ｋHz〜４０ｋHzの範囲のパルス繰り返し率で提供される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
複数の照射セッションを含む照射スケジュールに従って光を適用する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記照射セッションが、(a)微生物の複製サイクル及び（ｂ）光活性分子の枯渇及び回復サイクルのうちの１つ又は両方に従って時間決めされる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記微生物が、Propionibacterium acnesを含み、そして光活性物質がポルフィリンを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記対象物が、前記微生物により感染され、細菌感染を引き起こした皮膚の１領域、組織、又は傷のうちの１つを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記対象物が、微生物により汚染された環境を含む、請求項1〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記対象物が、微生物により汚染された食品を含む、請求項1〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
紫色光又は青色光を生成するように構成された光源、及び
その各々が、前記微生物を光により死滅可能な光活性分子を光学的に励起するところの連続のパルス光を対象物に照射するために、前記光源を制御するように構成された電気回路を含み、
そしてここで前記パルス光の間のオフタイムが、前記光活性分子が基底状態に戻り、それにより、微生物の細胞構造を破壊するフリーラジカルを産生する酸化反応を作り出すことが可能であり、それによって微生物の全部または一部の光死滅を引き起こす、前記システム。
【請求項１２】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
複数の照射セッションを含む照射スケジュールに従って光を適用する、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照射セッションが、(a)微生物の複製サイクル及び（ｂ）光活性分子の枯渇及び回復サイクルのうちの１つ又は両方に従って時間決めされる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記微生物が、Propionibacterium acnesを含み、そして光活性物質がポルフィリンを含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記対象物が、前記微生物により感染され、細菌感染を引き起こした皮膚の１領域、組織、又は傷のうちの１つを含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記対象物が、微生物により汚染された環境を含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記対象物が、微生物により汚染された食品を含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
紫色光又は青色光を生成するように構成された光源、及び
１又は複数の回復期間により分離された複数の照射セッションを含む照射スケジュールに従って、連続のパルス光を前記対象物に照射するために前記光源を制御するように構成された電気回路
を含み、ここで各照射セッションの間に適用される光が、複数のパルス光を含み、その各々が、微生物の光死滅を可能とする光活性分子を励起し、ここで前記光パルス間のオフタイムが、光活性分子が基底状態へと戻ることを可能にし、それによって前記微生物の細胞構造を破壊するフリーラジカルを産生する酸化反応を作り出し、ここで前記照射セッションが、前記サイクルの枯渇段階の間に生じ、そして前記回復期間が、前記サイクルの回復段階の間に生じるように、照射セッションが前記光活性分子の枯渇及び回復サイクルに対して時間決めされており、ここで前記光が、前記微生物の全て又は一部の光死滅を引き起こす、前記システム。
【請求項２０】
前記照射セッションが、前記微生物の複製サイクルに対して時間決めされており、ここで前記照射セッションが微生物の複製前に再開する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記照射スケジュールが、５０％未満の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１９又は２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記照射スケジュールが、１０％未満の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１９又は２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記照射スケジュールが、０％の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１９又は２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記光が、０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲である平均光輝を有し、そして前記照射セッションの各々の間に、０．５J／ｃｍ2〜５０J／ｃｍ2の範囲の照射露光量で提供される、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記光が、前記照射セッションの各々の間に、固定された用量(dose)で提供される、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記光が、前記照射セッションの各々の間に、光センサーからのフィードバックにより制御された用量（dose）で提供され、ここで前記光センサーが、微生物への照射の間に光活性分子により放射される光を検出する、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記微生物が、Propionibacterium acnesを含み、そして光活性物質がポルフィリンを含む、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記対象物が、前記微生物により感染され、細菌感染を引き起こした皮膚の１領域、組織、又は傷のうちの１つを含む、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記対象物が、微生物により汚染された環境を含む、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記対象物が、微生物により汚染された食品を含む、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
ａ）パルス状の照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源、及び
ｂ）複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御する電子回路を含み、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて前記微生物の全部又は一部を光により死滅させる、システム。
【請求項３２】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの1つを含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３６】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項３１〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３７】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ2〜６０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項３１〜３７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ2〜２０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項３１〜３７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ2〜５Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項３１〜３７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記光源は、０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項３１〜４０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記光源は、２ｍＷ／ｃｍ2〜３ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項３１〜４０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項３１〜４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４５】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項３１〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５１】
前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記紫外光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項３１〜５０のいずれか１項に記載のシステム
【請求項５２】
前記システムは、前記電子回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項３１〜５０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５３】
前記センサは、前記蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記電子回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間が終了する、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
前記電子回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項３１〜５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５７】
各々の前記所定の時間間隔は、１時間〜４時間の範囲である、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項４７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
前記電子回路は、記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６１】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６２】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６３】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項３１〜５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６４】
前記微生物は、好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項３１〜６３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６５】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項３１〜６３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６６】
対象物は、微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項３１〜６５のいずれか１項に記載のシステム
【請求項６７】
細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項３１〜６５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６９】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項６８又は６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７２】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項６８又は７１に記載のシステム。
【請求項７３】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項３１〜６５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７４】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項７３に記載のシステム。
【請求項７５】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項７３又は７４に記載のシステム。
【請求項７６】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項７５に記載のシステム。
【請求項７７】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯した際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
ａ）０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射量でのパルス照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源、及び
ｂ）複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御する電子回路を含み、
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ2〜６０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御され、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて微生物の全部又は一部を光により死滅させる、システム。
【請求項７９】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの１つを含む、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８１】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項７８〜８０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８２】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項７８〜８０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８３】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項７８〜８２のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項８４】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項７８〜８３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８５】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項７８〜８４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項７８〜８５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９３】
前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記紫外光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項７８〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９４】
前記システムは、前記電子回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電子回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項７８〜９２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９５】
前記センサは、前記蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項９４に記載のシステム。
【請求項９６】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項９５に記載のシステム。
【請求項９７】
前記電子回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間を終了させる、請求項９５に記載のシステム。
【請求項９８】
前記電子回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項７８〜９７のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項９９】
前記所定の時間間隔の各々は、１時間〜４時間の範囲である、請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項９９に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記電子回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記時間間隔は、前記蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項７８〜９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０６】
前記微生物は、任意の好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項７８〜１０５のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項７８〜１０５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項７８〜１０７のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項１０８に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項７８〜１０７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項１１０又は１１１に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項１１０及び１１３のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項７８〜１０７のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１６】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項１１５に記載のシステム。
【請求項１１７】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項１１５又は１１６に記載のシステム。
【請求項１１８】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項１１７に記載のシステム。
【請求項１１９】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯された際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項１１８に記載のシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月28日(2019.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対象物からの微生物を光により死滅させるシステムであって、
紫色光又は青色光により前記対象物を照射する光源；及び
連続のパルス光を前記対象物に照射するために、前記光源を制御するように構成された電気回路を含み、ここで、（a)前記パルス光が、微生物を光により死滅可能な光活性分子を光学的に励起させるために十分なピーク照射及びパルス期間を有し、そして（ｂ）光パルスが、前記光活性分子が基底状態に戻り、微生物の細胞構造を破壊するフリーラジカルを産生する酸化反応を作り出すために十分なオフタイムにより、分離されており、それによって微生物の全部または一部の光死滅を引き起こす、システム。
【請求項２】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記パルス光の前記ピーク照射が、０．３ｍＷ／ｃｍ2〜６０ｍＷ／ｃｍ2の範囲であり、前記パルス光のパルス期間が、５μ秒〜１０００μ秒の範囲であり、そして前記光パルス間のオフタイムが、１０μ秒から１秒の範囲である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記パルス光が、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率及び３３ｋHz〜４０ｋHzの範囲のパルス繰り返し率で提供される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
複数の照射セッションを含む照射スケジュールに従って光を適用する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記照射セッションが、(a)微生物の複製サイクル及び（ｂ）光活性分子の枯渇及び回復サイクルのうちの１つ又は両方に従って時間決めされる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記微生物が、Propionibacterium  acnesを含み、そして光活性物質がポルフィリンを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記対象物が、前記微生物により感染され、細菌感染を引き起こした皮膚の１領域、組織、又は傷のうちの１つを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記対象物が、微生物により汚染された環境を含む、請求項1〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記対象物が、微生物により汚染された食品を含む、請求項1〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光が、１又は複数の回復期間により分離された複数の照射セッションを含む照射スケジュールに従って適用され、ここで前記照射セッションが前記光活性分子の枯渇と回復サイクルに対して時間決めされており、ここで前記照射セッションが、前記枯渇と回復サイクルの枯渇段階の間に生じ、そして前記回復期間が、前記枯渇と回復サイクルの回復段階の間に生じ、ここで前記光が、前記微生物の全て又は一部の光死滅を引き起こす、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記照射セッションが、前記微生物の複製サイクルに対して時間決めされており、ここで前記照射セッションが微生物の複製前に再開する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記照射スケジュールが、５０％未満の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照射スケジュールが、１０％未満の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記照射スケジュールが、０％の前記微生物の生存率をもたらす、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記光が、０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲である平均光輝を有し、そして前記照射セッションの各々の間に、０．５J／ｃｍ2〜５０J／ｃｍ2の範囲の照射露光量で提供される、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記光が、前記照射セッションの各々の間に、固定された用量(dose)で提供される、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記光が、前記照射セッションの各々の間に、光センサーからのフィードバックにより制御された用量（dose）で提供され、ここで前記光センサーが、微生物への照射の間に光活性分子により放射される光を検出する、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記微生物が、Propionibacterium  acnesを含み、そして光活性物質がポルフィリンを含む、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記対象物が、前記微生物により感染され、細菌感染を引き起こした皮膚の１領域、組織、又は傷のうちの１つを含む、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記対象物が、微生物により汚染された環境を含む、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記対象物が、微生物により汚染された食品を含む、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記電気回路は、複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御するように構成され、ここで前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて前記微生物の全部又は一部を光により死滅させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの1つを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項２３〜２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ2〜６０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項２３〜２９いずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ2〜２０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項２３〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記光源は、各々の前記照射期間中に、３．６Ｊ／ｃｍ2〜５Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御される、請求項２３〜２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記光源は、０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項２３〜３２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記光源は、２ｍＷ／ｃｍ2〜３ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項２３〜３２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項２３〜３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３６】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３７】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項２３〜３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記電気回路は、各々の前記照射期間中に前記紫色光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項２３〜４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記システムは、前記電気回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電気回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項２３〜４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４５】
前記センサは、蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記電気回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間が終了する、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４８】
前記電気回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項２３〜４７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４９】
各々の前記所定の時間間隔は、１時間〜４時間の範囲である、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５４】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５５】
前記時間間隔は、蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項２３〜４７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５６】
前記微生物は、好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項２３〜５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５７】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項２３〜５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５８】
対象物は、微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項２３〜５７のいずれか１項に記載のシステム
【請求項５９】
細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項２３〜５７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６１】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項６０又は６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項６０に記載のシステム。
【請求項６４】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項６０又は６３に記載のシステム。
【請求項６５】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項２３〜５７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６６】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項６５又は６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯した際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記光源が、０．１ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2の範囲の平均放射量でのパルス照射方式で紫色光又は青色光により前記対象物を照射し、そして
前記電気回路が、複数の照射期間を含む照射計画に従って前記光源を制御するように構成され、ここで
前記光源は、各々の前記照射期間中に０．５Ｊ／ｃｍ2〜６０Ｊ／ｃｍ2の範囲の放射露光量で前記紫色光又は青色光を提供するように制御され、
前記照射期間は、複数の時間間隔で提供されて微生物の全部又は一部を光により死滅させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７１】
前記光源は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、量子ドット発光ダイオード（ＱＤＬＥＤ）、及び蛍光管のうちの１つを含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び印刷発光ダイオード（印刷ＬＥＤ）のうちの１つを含む可撓性発光層を含み、前記可撓性発光層は、第１の可撓性導電層及び第２の可撓性導電層に電気的に結合し、前記第１及び第２の可撓性導電層のうちの少なくとも１つは透明であり、前記可撓性発光層並びに前記第１及び第２の可撓性導電層は、可撓性基板によって支持されている、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
前記光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍである、請求項７０〜７２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７４】
前記光の波長は４５０ｎｍである、請求項７０〜７２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７５】
前記光源は、前記光の一部を異なる波長に変換する量子ドット層を含む、請求項７０〜７４のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項７６】
前記光源はヒドロゲル層を含む、請求項７０〜７５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７７】
前記紫色光又は青色光は、２０％〜３３％の範囲の負荷時間率で提供される連続のパルス光を含む、請求項７０〜７６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７８】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５０％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７９】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が４０％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８０】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が３０％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８１】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が２０％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８２】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が１０％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８３】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が５％未満になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８４】
前記照射計画により、前記微生物の生存率が０％になる、請求項７０〜７７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８５】
前記電気回路は、各々の前記照射期間中に前記紫色光又は青色光を一定の線量で提供する、請求項７０〜８４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８６】
前記システムは、前記電気回路に電気的に結合されたセンサをさらに含み、前記電気回路は、各々の前記照射期間中に前記センサからのフィードバックによって制御される線量で前記紫色光又は青色光を提供する、請求項７０〜８４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８７】
前記センサは、蛍光スペクトルの一部を検出する光センサを含む、請求項８６に記載のシステム。
【請求項８８】
前記光センサは、前記微生物の照射中に放射された赤色光を検出する、請求項８７に記載のシステム。
【請求項８９】
前記電気回路は、前記蛍光スペクトルの前記検出された部分が所定の最小水準に達すると、各々の前記照射期間を終了させる、請求項８７に記載のシステム。
【請求項９０】
前記電気回路は、複数の所定の時間間隔で前記照射期間を提供する、請求項７０〜８９のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項９１】
前記所定の時間間隔の各々は、１時間〜４時間の範囲である、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を複数の日繰り返す、請求項９１に記載のシステム。
【請求項９３】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を２日繰り返す、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９４】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を３日繰り返す、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９５】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を４日繰り返す、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９６】
前記電気回路は、前記所定の時間間隔を毎日繰り返す、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９７】
前記時間間隔は、蛍光スペクトルの検出された部分が前記微生物の光による死滅が可能な所定の最小水準に達する回復時間によって決定される、請求項７０〜８９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９８】
前記微生物は、任意の好気性細菌又は嫌気性細菌（グラム陽性及びグラム陰性）を含む、請求項７０〜９７のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項９９】
前記微生物は、アクネ菌、プロピオニバクテリウム属、スタフィロコッカス属、クロストリジウム属、エシェリキア属、シュードモナス属、カンピロバクター属、リステリア属、ロイコノストック属、バチルス属、アシネトバクター属、ストレプトコッカス属、ブルセラ属、プロテウス属、クレブシエラ属、シゲラ属、ヘリコバクター属、マイコバクテリウム属、エンテロコッカス属、サルモネラ属、クラミジア属、ポルフィロモナス属、ステノトロフォモナス属、及びエリザベスキンギア属のうちの１つを含む、請求項７０〜９７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１００】
前記対象物は、前記微生物によって感染した皮膚、組織又は創傷の領域を含み細菌感染症を引き起こす、請求項７０〜９９のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記細菌感染症は、ざ瘡、乾癬、蜂巣織炎、丹毒、紅色陰癬、毛包炎及び皮膚膿瘍、化膿性汗腺炎、とびひ及び膿瘡、リンパ腺炎、リンパ管炎、壊死性皮膚感染症、ブドウ球菌性鱗状皮膚症候群、創傷感染症、組織感染症、及び骨髄炎のうちの１つを含む、請求項１００に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記対象物は、前記微生物で汚染された環境を含む、請求項７０〜９９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記微生物は、公衆関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記汚染された環境は、ロッカールーム、公共又は私有トイレ、飛行機、学校、砂浜、遊び場、及び競技場のうちの１つを含む、請求項１０２又は１０３に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記微生物は、病院関連のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）を含む、請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記汚染された環境は、病院及び臨床環境のうちの１つを含む、請求項１０２及び１０５のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記対象物は、前記微生物で汚染された食品を含む、請求項７０〜９９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０８】
前記微生物は、サルモネラ属、大腸菌、及びリステリア属のうちの１つを含む、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記光源は、冷蔵システム、食品表示システム、食品貯蔵領域、及び食品加工システムのうちの１つの内部に位置する、請求項１０７又は１０８に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記光源はさらに、前記パルス状の紫色光又は青色光と同時に又は順次にのいずれかで適用される白色光により前記対象物を照射するようになっている、請求項１０９に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記光源は、前記冷蔵システム、前記食品表示システム、前記食品貯蔵領域、又は前記食品加工システムのドアが閉じられた後に、又は白色光が消灯された際にのみ、前記パルス状の紫色光又は青色光を点灯するように制御される、請求項１１０に記載のシステム。