防衛医学最先端

防衛技術ジャーナル

August 2021

新型コロナ対応の洗浄・除菌剤として防衛医科大学校からの派遣衛生活動で使われている貝殻
焼成酸化カルシウム水（BiSCaO Water）
NPO 法人 NBCR 対策推進機構 副理事長／
株式会社プラスラボ 取締役 CSO （Chief
S c i e n t i f i c O f f i c e r ）／ 防 衛 医 科 大 学 校
名誉教授

石原

概
⑴

株式会社プラスラボ 代表取締役 CEO

雅之

沢田

新一

要
ダイヤモンドプリンセスや大阪コロナ重症センターの派遣事案の際、防衛医科大学校からの派遣

医療従事者の感染者がゼロであった。その陰の立役者は、貝殻焼成酸化カルシウム水（BiSCaO
Water）である。
⑵

BiSCaO Water は、エタノール、次亜塩素酸水に比較して、強力な殺菌効果およびウイルス不活化能力を有する。

⑶

肌あれ等を起こさない生体に優しい能力を有する上、廃棄物として処理されるホタテ貝の貝殻を使って製造し有害物質を生成しない。

⑷

BiSCaO Water は、世界で他に類を見ない安全な革新的洗浄・除菌剤であり、唯一無二の存在である。

⑸

本解説では、BiSCaO Water の洗浄・除菌能力および安全性が、エタノールや次亜塩素酸水に比較して、いかに優れているかを中心に検証した成果を中心に述べる。

はじめに図１に示したように防衛医科大学校・防衛医学研究センター・医療工学研究部門では、これまで10年以上にわたり、安全で汎用性の高い対CBRN〔核／放射物質（N/R）
、病原微生物（B）、
有毒化学物質（C）〕防護・除染剤についての研究・開発を行ってきた。この中には、銀、銅、酸
化亜鉛、酸化チタン等の金属ナノ粒子、弱酸性
次亜塩素酸水、アルコール類および貝殻由来酸図１ 防衛医科大学校・防衛医学研究センター・医療 工 学 研 究 部 門 で 研 究 開 発 し た 対 CBRN 防
護・除染剤

11

化カルシウム（BiSCaO）の適用を含んでいる。

不純物が多く含まれ、加えて生石灰は水と水和

新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）による最反応して高熱を発生し易いという危険を伴ってお近の世界的なコロナウイルス病（COVID-19）のり３），４）、食品や生体への直接使用は禁忌である。

流行は大きな危機を引き起こしている。エタノー

他方、各種貝殻や卵殻の焼成から除菌・消臭

ル、次亜塩素酸製剤などの消毒・殺菌剤は広範活性を有する CaO や Ca（OH）
2微粒子の製造がな殺微生物活性を有しており、特にウイルスの研究・開発されている。特にホタテ貝殻は、現在、エンベロープと呼ばれる脂質を主成分とする外ほとんどが産業廃棄物として廃棄されており、膜を破壊することにより、SARS-CoV-2に対して廃棄された貝殻は日本の収穫地域の海岸に蓄も不活化活性を有することが示されている。しか積・放置され、悪臭や貝殻からの有害物質の放し、エタノールは引火性の問題、直接肌に触れ出による土壌汚染などの深刻な問題を引き起こ

ると肌荒れなど副作用があり、さらに化学繊維、している５）。現在、ホタテ貝殻焼成カルシウム

プラスチック、不織布を溶解・劣化させる。次亜は、食品添加物等としていくつかの製品が市販

塩素酸ナトリウム（pH ＞10）は、200ppm（ppm：

されているが、ほとんどが焼成で生成した CaO

百万分率）以下の低濃度では活性は弱く洗浄・を水和させた Ca（OH）2が主成分の製品で、洗除菌剤適用には高濃度液が必要となる１），２）。微浄・除菌効果はホタテ貝殻焼成酸化カルシウム

弱酸性次亜塩素酸水（pH ≈６）の殺菌活性は、次（BiSCaO）よりもはるかに弱い。５年以上の間、亜塩素酸ナトリウムよりも数十倍高いことが知共同研究・開発を行っているプラスラボ㈱製のられているが、一般に使われている50ppm 以下

BiSCaO® 粉末は、粒径が平均６μm で99.5％以の濃度で有機物の共存下、25℃以上の温度、紫上の純度の高純度酸化カルシウム（CaO）で構

外線を含んだ太陽光で容易に分解・失活する。

成された生体や環境に優しい世界で他に類のな100ppm 以上の高濃度ではクロロアミンや塩素い洗浄・除菌剤である６），７）。さらに BiSCaO®

ガスを含んだ有害物質の産生の危惧があり、酸から製造された BiSCaO Water は無色・透明化力による脱色性、金属腐食性が強くその使用

で、pH12.7以上の高濃度カルシウムイオン水では制限される。従って、SARS-CoV-2をはじめあり、喫緊の課題である COVID-19対応のたとする病原微生物を有効に除菌・不活化するこ

め BiSCaO® を基に昨年、急遽、商品化された。

とができ、かつ有害な副作用や環境破壊がない

本稿では、防衛省の防衛医学先端研究の研究

生体や環境に優しい洗浄・除菌剤が、防衛衛生お題目として2017～2019年の間、洗浄・除菌剤とよび環境衛生に資するために必要不可欠である。

して実用化を目指した研究・開発を実施してき国内外には CaCO3の原料となる石灰石が、大た 除 染 剤 と し て の BiSCaO® そ し て BiSCaO

量に存在し、石灰石を石油や天然ガスなどの化

Water を紹介し、その有効性および環境や生石燃料で焼成して得られる焼成カルシウムとして体に対する安全性についてアルコールおよび次生石灰（酸化カルシウム：CaO）やその水和物で亜塩素酸水と比較・検証した。

ある消石灰〔水酸化カルシウム：Ca（OH）
2〕も生産されている。これら生石灰と消石灰は安価に入手でき、吸着剤、有毒廃棄物処理剤、アルカ

有用で安全な洗浄・除菌剤としての
BiSCaO® および BiSCaO Water

リ化剤としてさまざまな産業で使用されており、除菌活性を有することも知られた無機化合物で⑴

BiSCaO 含有液体の調製と特性ある。ただし、どちらも主として化石燃料を用い防衛医科大学校・防衛医学研究センターでた焼成時に生じる微小粒子状物質（Particulate

は、 図 ２ に 示 す よ う に 研 究 材 料 と し て い るmatters）や石灰石に含まれる重金属等、有害なBiSCaO® を基にした懸濁液、分散液、コロイ

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高濃度カルシウムイオン水の製造は難しいとされてきた９），10）。われわれは BiSCaO® 粉末から製造した無色・透明、pH12.7以上の高濃度カルシウムイオン水である
BiSCaO Water の 製 造 に 成 功し９），10）、株式会社プラスラボより
市 販 さ れ、 喫 緊 の 課 題 で あ る
COVID-19対応のため、防衛医科大学校、同病院、老人介護施設、飲食店、医療機関、食品関連企業、
図２

BiSCaO 含有液および BiSCaO Water の形態と適用

地方自治体等で広く販売・使用していただいている。実際、防衛医科大学校関連でもダイヤモンドプ

ド 分 散 液 お よ び BiSCaO Water を 製 造 し た。

リンセス号への防衛医大医官派遣、防衛医大病

BiSCaO® 微粉末自体は、強アルカリ条件下で院発熱センター、大阪コロナ重症センター防衛

は 水 に ほ と ん ど 溶 け な い た め、 高 濃 度 の医大看護師派遣の際に使われ、派遣医療従事者®

BiSCaO を含む水懸濁液は、生成した不溶沈の感染者をゼロに抑えている。さらに、本年殿物のためにスプレーノズルを頻繁に詰まらせ（2021年）１月に発生した防衛医大学生舎でのてしまう。この沈殿物の生成は、Na2HPO4や学生陽性患者クラスター発生時の除染作業にお®

Na-polyPO4などのリン酸化合物を BiSCaO 含

い て、 洗 浄・ 除 菌 剤 と し て 大 量 の BiSCaO

有懸濁液に添加することでそれぞれ分散液およ

Water が、隔離室や学生居室の洗浄・除菌のびコロイド分散液となり、防止できることを報ために使われ、副作用の訴えもなく感染者拡大

告した

６）
，
７）

。これらの得られた BiSCaO 分散液®

とコロイド分散液は、沈殿を伴う BiSCaO 懸
濁液よりも高い消臭と除菌活性を示したを完全に抑え込んでおり、その有効性・安全性は確証された。

６）
，
７）

。

さらに、洗浄・除菌・消臭力による COVID-19⑵ BiSCaO Water、エタノール、次亜塩

を含めた感染症防護・除染対策のためのみでな

素酸水の除菌効果の比較

くカルシウム強化および食品保存延長のための

BiSCaO Water９），10）、エタノール、次亜塩素酸

食品添加物８）および飼料添加物としての製造承

水１），２）について、51±14（×107）CFU（Colony-

認を受けている。さらに C 剤として分類されForming Units）/mL の一般生菌（TC）およびる PCB 等のダイオキシン類や水溶性有機リン45±25（×106）CFU/mL の大腸菌群（CF）を系農薬除染剤として有効で安全な凝集沈殿除去

含む汚染懸濁液に対する除菌効果を比較評価しおよび分解・無毒化効果を見出してきた。

た。当該汚染懸濁液を各種消毒剤とよく混合

他 方、BiSCaO Water は 冷 や し た 純 水 に®

し、室温で15分間インキュベーションした後、10wt％ BiSCaO 粉末を加え、上澄みの回収工

CFU/mL 値を算出した（図３）２），11）。未希釈の程を50回以上繰り返すことで製造した無色・透

BiSCaO Water（pH12.7、市販原液）、エタノー

明、強アルカリ性高濃度カルシウムイオン水でル（99.5％試薬）および市販されている最高濃ある。一般的に強アルカリ性の環境で、カルシ度である200ppm 次亜塩素酸水（pH6.2）を100％

ウムはほとんど水に溶けることがなく、安定な除菌液と定義し、汚染懸濁液との混合後の最終
13

（日水製薬株式会社、東京）を実施した。ちなみに、消毒剤として使用されているエタノール製剤の最適濃度は70～80％であり、この濃度で最高の洗浄・除菌効果を有しているといわれる。また消毒剤としての市販
弱酸性次亜塩素酸水の最高濃度は200ppm である。従って比較検討のため、それぞれ BiSCaO Water（市販原液）、エタノール（75％）、次亜塩素酸水（200ppm）とした。
ATP ふ き 取 り 検 査 は、ATP や
図３

細菌叢を含む汚染された懸濁液に対する各消毒剤の除菌活性各サンプルの汚染された懸濁液中の TC（左）および CF（右）を、
CFU/mL として測定した。BiSCaO Water、次亜塩素酸水、エタノールは、濃度依存的に高い殺菌活性を示した。カウント（CFU）は、三重セット試験として実施した（n＝３）。

ADP（アデノシン二リン酸）、AMP（アデノシン一リン酸）の総量を汚れの指標する検査法であり、ルシフェラーゼが触媒する化学発光の相対値（Relative Light Unit、RLU）

的濃度を75、50、25、12.5および6.25％とした。

に基づいている。説明書によると、500RLU 以

75％および50％試験液では、BiSCaO Water、

下は「きれい」（合格）、501～1000RLU は「要エタノール、次亜塩素酸水のいずれにおいても注意」、1001以上は「汚い」（不合格）とされる。

浮遊 TC および CF は検出限界以下であり、高図４に示す通り、洗浄前の６品目すべてが不合い除菌効果が確認された。25％以下の濃度では格で「汚い」にあてはまった。水道水での洗浄除菌効果が低減し、6.25％では BiSCaO Water、により RLU 値が減少したが、依然として不合

エタノール、次亜塩素酸水ともに除菌効果はほ格のままであった。一方で BiSCaO Water、エ

とんどなかった。また25、12.5および6.25％液

タノール、次亜塩素酸水で洗浄した結果、テレに お い て、 有 意 差 は な い も の の、BiSCaO

ビ画面、金属ドアノブ、飛沫防止用アクリル板

Water がわずかに高い除菌効果を示すことがについては、RLU 値が合格レベルまで大幅減示唆された。

少した。その他の環境表面についても各種洗浄・除菌剤により RLU 値が減少したが、トイ⑶ BiSCaO Water、エタノール、次亜塩

レ サ ン ダ ル 底 面、 古 木 箱 の 平 木 材、 牛 革 ソ

素酸水の環境表面洗浄・除菌効果

ファーでは BiSCaO Water、エタノール、次亜

環境表面として、使用済のトイレサンダル

塩素酸水を使用し洗浄しても不合格のままで（底面）、古木箱の平木材、牛革ソファー、テレあった。

ビ画面、金属ドアノブ、飛沫防止用アクリル板

この結果、ATP ふき取り検査では、BiSCaO

を用い、水道水、BiSCaO Water（市販原液）、

Water、エタノール、次亜塩素酸水の洗浄効果

エタノ ー ル（75％）
、微弱酸性次亜塩素酸水

は水道水と比べて優位に高いものの、BiSCaO（pH6.2、200ppm）で洗浄した後に、洗浄効果

Water、エタノール、次亜塩素酸水の三者間でとして ATP ふき取り検査（キッコーマンバイ

は洗浄効果の有意差はなく、「きれい」（合格）オケミファ、東京）ならびに除菌効果として簡にならない不十分な場合があることが判明して易ふき取り一般生菌（TC）コロニー形成検査

いる。特に牛革や木材等の生物由来材料や表面

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が多孔性の素材は、洗浄効果を十分に発現できず、汚いの評価となる傾向がある。また ATP ふき取り検査は生物由来のアデノシンリン酸を計測する方法であり、病原性微生物の除菌や不活化を反映していない。そこで、ATP ふき取り検査による洗浄効果の評価に加えて、簡易ふき取
り一般生菌（TC）コロニー形成検査を用いて除菌効果を評価した。
簡易ふき取り一般生菌（TC）コ
ロニー形成検査による TC の CFU
値は水道水洗浄でも減少し、とりわ
け BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水による洗浄により六つのサンプルすべてにおいて、100以下にまで減少した（図５）。この結果

図４ ATP ふき取り検査による BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水の環境表面洗浄効果

各環境表面を、水道水、BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水で洗浄・除菌した後に ATP ふき取り検査を実施した。測定値（RLU）は、
ルシフェラーゼが触媒する化学発光の相対値（Relative Light Unit）である。RLU 値は n＝３の平均値であり、±は標準誤差を示す。

は、BiSCaO Water、 エ タ ノ ー ル、
次亜塩素酸水による環境表面洗浄は
ATP を指標とする洗浄効果が不十分な場合があっても、TC に対する除菌効果については十分に高いことを示唆する。ここで、BiSCaO Water（市販原液）、エタノール（75％）
、
次亜塩素酸水（200ppm）の３者間
で RLU（図４）および CFU 値（図５）ともに洗浄・除菌能力について
有意差は観察されなかった。

⑷ BiSCaO Water、 エ タ ノ ール、次亜塩素酸水の不織布マ
スク劣化効果12）
サ ー ジ カ ル マ ス ク（surgical

図５ 簡易ふき取り TC コロニー形成検査による BiSCaO Water、
エタノール、次亜塩素酸水の環境表面除菌効果
各環境表面を、水道水、BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水で洗浄・除菌した後に簡易ふき取り TC コロニー形成検査を実施した。
CFU 値は n＝３の平均値であり、±は標準誤差を示す。

mask ST：Utsunomiya Seisaku Co.
Ltd., Osaka, Japan）および N95マスク（GIKO

た。他方、エタノール噴霧群は顕著な不織布の1400, NIOSH N95, Fitlife Corp., Tokyo, Japan）

溶解が観察され、Filtration efficiency の有意なに十分量のそれぞれの消毒剤を３日間（１日２

劣化も見られた。また次亜塩素酸水はエタノー回）噴霧した時の内部シートの変化を電顕観察

ルと比べて、変化はマイナーであるものの、空したものである（図６）。BiSCaO Water 噴霧孔の発生や融解を含めた不織布シートの劣化が群は、劣化変化等がまったく認められなかっ認められている。
15

浄前では多くの雑菌が存在していたが、洗浄後は、完全に除菌されており、一般生菌は検出されない。
さらに BiSCaO Water を２mL ス
プレーし、その直後から１分毎に５分 間、pH は マ イ ク ロ Touph 電 極
装着卓上型 pH メーターを用いて測定した。噴霧直後の pH は12.45で明らかに原液よりも pH は減少し、さらに１分後には pH は12になっている。３分後には pH は約11、５分後には、pH は10になった（図７（B））
。
このように BiSCaO Water の原液を手のひらに噴霧した場合、pH が

図６ BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水の不織布マスク
劣化効果

12を超える強アルカリ性を示すのはサージカルマスクおよび N95マスクに十分量のそれぞれの消毒剤を噴霧した時の内部シートの変化を電顕観察したものである。

当初の１分間のみであり、その後は乾燥前の湿った状態であっても危険性がない弱アルカリ水となることが明らかになった。なおモニターに手の消毒のため BiSCao Water の原液を使用した結果、肌が荒れるなどの副作用はまったく報告されていな
い。
他 方、pH が12.7の NaOH 水 溶 液
は経時的な pH の減少はなく、強度の手や粘膜組織に火傷のような障害を引き起こし、さらに化学繊維、プ

図７

ラスチック、アルミや銅などの金属

BiSCaO Water による手指の除菌効果と pH の変化の 錆 や 劣 化 が 観 察 さ れ て い て、

A：BiSCaO Water ス プ レ ー 洗 浄 前 後 一 般 生 菌 の 存 在。B：BiSCaO
Water を手のひらにスプレーした時の表面 pH の変化。

NaOH を用いた強アルカリ水は適用できない。

⑸

BiSCaO Water スプレーの手指の滅菌効果と pH の変化

考察

ひどく汚染した手指と BiSCaO Water スプ

BiSCaO Water は次亜塩素酸やアルコールを

レ ー（1.5mL× ３） に よ る 除 菌 効 果 を パ ー ム

一切使用しない100％ホタテ貝殻由来成分であチェック（環境微生物検査用培地／一般細菌：

る高濃度カルシウムイオンの水溶液（pH ＞

株式会社

日研生物医学研究所）を用い37℃で12.7）で、強力な殺菌・ウイルス不活化効果を

24時間培養して評価した〔３名のボランティア

有している９），10）。これまでに、日本食品分析セ（a、b、c）：洗浄前、洗浄後〕
（図７
（A））
。洗

ンターによる委託評価により、BiSCaO Water

16

防衛技術ジャーナル

は大腸菌 NBRC 3972、緑膿菌、サルモネラ菌

August 2021

なっている（図４、５）。

を５分以内に、病原性大腸菌 O-157：H7およ

特筆すべきことに、RLU 値の減少量が数分

び黄色ブドウ球菌を15分以内に検出限界以下まの一にとどまったトイレサンダル底面、古木箱で減少させることが明らかとなっている。さらの平木材、牛革ソファーについても、CFU 値に、エンベロープウイルスであるインフルエン

においては数十分の一まで低下した。すなわち

ザ A（H1N1）および非エンベロープウイルス

BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水はであるネコカリシウイルスのいずれも１分以内

ATP を指標とする洗浄効果が不十分な場合がに、50％組織培養感染量（TCID50）法での検あっても、除菌効果については高いことが認め

９）

出限界以下まで減少させた 。図８では、病原られた。BiSCaO Water、エタノール、次亜塩性微生物の薬剤への抵抗性と洗浄・除菌の微生

素酸水の三者間の洗浄・除菌能力について大き物学的意義についてまとめている。

な差は見られなかったが、エタノールに比してしかしながら、これらの評価は溶液中浮遊微生物に対して実施されており、バイオフィルム

BiSCaO Water と次亜塩素酸水はわずかに優れた洗浄・除菌効果があった（図４、５）。

等を形成する環境表面での有効性は詳細には評COVID-19対応の洗浄・除菌作業のために現価 さ れ て い な か っ た。 わ れ わ れ は、BiSCaO

在、アルコール系ならびに次亜塩素酸系洗浄・Water の洗浄・除菌効果をさまざまな環境表

除菌剤が広く適用されている。しかしながら、面について評価し、エタノールや次亜塩素酸水

アルコール系洗浄・除菌剤はエンベロープウイと比較検討した。まず汚染懸濁液を用いた検討ルスである SARS-CoV-2に対しては有効であでは、BiSCaO Water はエタノールや次亜塩素

るものの、ノロウイルスのような非エンベロー

酸水と同等の洗浄・除菌効果を示すことが確認

プウイルスに対しては無効である。

された（図３）。さらに環境表面に対する洗浄・

一方で、次亜塩素酸系洗浄・除菌剤はエンベ

除菌について、BiSCaO Water はエタノールやロープウイルスおよび非エンベロープウイルス

次亜塩素酸水とともに、環境表面に対する洗に 対 し て も 有 効 で あ る も の の、 有 効 な 濃 度

浄・除菌剤として有効であることが明らかに（50ppm 以上）では酸化力による脱色性や金属腐食性が強い。加えて、高濃度次亜塩素酸水やアルコール製剤には特有の臭いや刺激があり、直接肌に触れると保水性減少による肌荒れやアレ
ルギーを引き起こすといった生体に対する副作用があり、さらに布地や不織布マスクへの使用は素材を直接傷め、脱色を引き起こし使用できな
い

12）
，
13）

。従って、有害な生体への副作用や環境破壊を起こすことなく、
汚染細菌・ウイルス数を減少させる
ことができる新規な洗浄・除菌剤
が、防衛衛生および環境衛生に資するために強く望まれている14），15）。
図８

溶液浮遊病原微生物の薬剤への抵抗性と洗浄・除菌の意義

BiSCaO Water は、 直 接 SARSCoV-2に対しての不活化効果は未検
17

証であるものの、種々の病原性微表１

BiSCaO Water、エタノール、次亜塩素酸水の環境・生体への影響

生 物 や SARS-CoV-2を 含 ん だ エ
ンベロープウイルス（インフルエ
ンザ A）および非エンベロープ
ウイルス（ネコカリシウイルス）の両方に対する有効性が示されて
お り、SARS-CoV-2に 対 し て も十分に有効であるといえる。さらに 本 研 究 で BiSCaO Water は 環
境表面用洗浄・除菌剤としてエタ
ノールや次亜塩素酸水と同等以上の効果であると示された。
安全性についても検討されており、 当 初 は 強 ア ル カ リ（pH ＞
12.7）であるものの、各種表面に噴霧した後は空気中の CO2を吸収・反応して除染剤としてさらなる使用が見込まれる。

CaCO3を生成することで高 pH 域から速やかに

最後に本論のまとめとして、環境および生体

弱アルカリ域（pH ＜10）まで低下することがへの影響について、BiSCaO Water、エタノー

５）

明 ら か と な っ て い る 。 さ ら に、BiSCaO

ル、次亜塩素酸水の比較を表１に記述した。以Water を生体に適用した場合の安全性が懸念

上から、BiSCaO Water は、COVID-19対応のされていたが、さまざまな表面や手指の皮膚にみでなく、ウイルス、細菌、真菌を問わず広い塗布した場合、無害の CaCO3を生成しながら範囲の病原微生物の感染症に対して、エタノー

pH が急速に低下することが示された。生成しルや次亜塩素酸製剤に代わり、環境表面の洗た CaCO3は、さらに CO2と反応して、保水性

浄・除菌のための自衛隊衛生活動に広く適用さや抗炎症性が知られている安全な Ca（HCO3）
2

れることが期待できる。

へと変化する。また不揮発性の CaO をベースにすることから臭いもなく、むしろ汚物等の臭
１）
，
２）

謝

辞

。以上の

本稿執筆を勧め、内容について貴重なコメンことを合わせると、BiSCaO Water は、環境表

トを頂いた元防衛装備庁長官の渡辺秀明先生に

面や手指の洗浄・除菌に有効で安全性に優れた深く感謝申し上げます。

いを消臭することが示されている

参考資料

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防衛技術ジャーナル

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