JP2001276190A - 人工臓器の滅菌前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薬剤等の残留を回避しつつ、製造後から滅菌ま
でに付着した細菌の増殖を低コストで抑制することがで
きる人工臓器の滅菌前処理方法を提供する。 【解決手段】人工臓器の製造後から滅菌前まで当該人工
臓器にオゾン水を充填しておく人工臓器の滅菌前処理方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液浄化器等の人
工臓器を滅菌する前に施される人工臓器の滅菌前処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液浄化器等の人工臓器は、クリーンル
ーム内の清浄な作業環境下で製造された後、必要に応じ
て除菌フィルタを通過させた水や逆浸透圧濾過された水
を充填する。血液浄化器等の人工臓器には製造後におい
て細菌や真菌等の微生物が付着している可能性があるの
で、患者に使用する前に滅菌処理が施されるのが通常で
あるが、製造後から滅菌までの間に時間的遅れを生じる
ことが多い。これは、例えば放射線滅菌を施すには、そ
の線源の維持管理のための特殊技術を備えた専門の業者
に出荷する必要等があるためである。尚、他の滅菌処
理、例えば蒸気滅菌等においても、滅菌設備や人工臓器
の納品管理の都合等で製造後から滅菌までの間に時間的
遅れが生じるのが通常である。

【０００３】このように、製造後から滅菌までの間にお
いて人工臓器を室温放置すると菌の増殖を招くばかりで
なく、かかる菌の増殖によって滅菌不良が生じたり、死
滅した菌から生じるエンドトキシン等から成る毒素の残
存が増大するなどの不都合を生じてしまう。

【０００４】更に、人工臓器の滅菌前には、その材質が
変化して劣化する（例えば、中空糸型血液浄化器の場
合、中空糸の脆弱化や膜の径の変化等）のを防止すべく
当該人工臓器に水を充填しておくことが一般的に行われ
ているが、このような場合、乾燥した状態に比べて菌が
増殖し易く、上記問題がより顕著になってしまう虞があ
った。

【０００５】従来、上記不都合を防止するため、例えば
特公平５−６７３０３号公報で開示されているように、
滅菌前の人工臓器を低温（０〜５℃）に保持する方法や
人工臓器に充填される水に静菌剤等の薬剤を添加する方
法等が行われてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、滅菌前
の人工臓器を低温に保持する方法においては、低温性菌
（低温で活発化する菌）に対しては効果がないばかりで
なく、人工臓器を充填した水が凍結し、その体積膨張に
より人工臓器が破壊されてしまう虞があるため、厳しい
温度管理が必要となり、コストが上昇してしまうという
問題があった。

【０００７】また、人工臓器に充填される水に薬剤を添
加する方法においては、人工臓器に薬剤が残留して人体
に悪影響を及ぼす虞があり、これを回避するためには使
用前の十分な洗浄を必要とするので手間がかかってしま
うという問題があった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、薬剤等の残留を回避しつつ、製造後から滅菌
までに付着した細菌の増殖を低コストで抑制することが
できる人工臓器の滅菌前処理方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
人工臓器の製造後から滅菌前まで当該人工臓器に水を充
填しておく人工臓器の滅菌前処理方法において、前記水
がオゾン水であることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記オゾン水が、
その濃度が２ppm以上であることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記オゾン水が、
その濃度が２０ppm以下であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の形態について具体
的に説明する。本発明に適用される人工臓器は、例えば
血液透析器、血液濾過器又は血漿分離器等の通常滅菌し
て使用される血液浄化器が用いられ、例えば図１に示す
ような中空糸型血液浄化器（ダイアライザー）を適用す
ることができる。

【００１３】かかる中空糸型血液浄化器は、血液が流れ
る流路１と透析液が流れる流路２が、分離用としての中
空糸膜３を隔てて形成されており、当該中空糸膜の束４
が、筒状ケーシング５の内部にウレタン接着剤６で両端
を固定された構造となっている。ダイアライザー以外の
中空糸型血液浄化器も基本的構造は同じである。

【００１４】上記中空糸型血液浄化器は、クリーンルー
ム内の清浄な作業環境下で製造された後、必要に応じて
除菌フィルタを通過させた水や逆浸透圧濾過された水で
洗浄される。尚、洗浄のための水として生理食塩水を使
用してもよく、本発明を水で洗浄しないものに適用して
もよい。

【００１５】次に、滅菌までの材質の変化を防止すべ
く、製造後の中空糸型血液浄化器の血液が流れる流路１
と透析液が流れる流路２にオゾン水を充填し、血液入口
７、血液出口８、透析液入口１０、透析液出口９のそれ
ぞれに蓋をして密封する。このオゾン水は、中空糸型血
液浄化器に付着した菌のうち、芽胞菌を含む真菌及び栄
養細胞状態（増殖型）の細菌の多くを死滅させるととも
に、人工臓器を湿潤状態に保つことができるため、その
材質変化を防止することができる。

【００１６】また、オゾン水の充填によっても、バチル
ス（Bacillus）属及びクロストリジウム（Clostridiu
m）属の抵抗性の強い細菌（芽胞形成菌等）は死滅せず
人工臓器に生存するが、これら２属の菌は、芽胞の発
芽、増殖のために高栄養を必要とするため、本実施形態
の如く栄養源が断たれた状態では増殖することが不可能
な状態となっている。即ち、本実施形態における中空糸
型血液浄化器は、主にプラスチック類から成るものであ
り、残存した細菌が人工臓器から栄養源を調達すること
が不可能であるため、増殖の機会がほとんどないものと
考えられる。

【００１７】オゾン水は、例えば以下の製造工程により
生成される。即ち、水道水を前処理ユニットを通した後
（水道水中の塩素、有機物の除去）、電流を負荷したセ
ル（オゾン生成部）に導入し、電気分解により発生した
オゾンガスをそのまま水流に溶解させてオゾン水を得
る。

【００１８】オゾン水の濃度は、静菌作用に優れ、且
つ、中空糸型血液浄化器の材質に悪影響を及ぼさない範
囲とするのが好ましく、例えば２ppm〜２０ppmの濃度と
するのが好ましい。これは、オゾン水の濃度が低すぎる
と滅菌までの静菌効果が乏しくなって滅菌不良が生じる
虞があるとともに、濃度が高すぎると中空糸型血液浄化
器の構成材料（例えば中空糸など）が劣化又は損傷する
虞があるためである。

【００１９】中空糸型血液浄化器に充填されたオゾン水
は、静菌作用を及ぼしつつ急速に自然分解して酸素と水
になる。分解速度（減衰速度）は、一般に、１０ppmの
濃度のオゾン水中に含まれるオゾンが約１０分で半減す
ることが知られている。

【００２０】上記滅菌前処理を経た中空糸型血液浄化器
に対して滅菌が施される。かかる滅菌として放射線・電
子線滅菌、蒸気滅菌、薬剤滅菌等の従来の滅菌方法が挙
げられる。

【００２１】本実施形態によれば、製造後から滅菌まで
の中空糸型血液浄化器を湿潤状態に保ち、その材質を保
護するとともに、高い静菌効果を奏することができ、滅
菌前の中空糸型血液浄化器に付着した細菌の増殖を防止
することができる。

【００２２】更に、既述のように、オゾンの自然分解速
度（減衰速度）は速いので、滅菌後にオゾンが残存する
虞がなく、中空糸型血液浄化器の使用時のオゾンによる
人体への悪影響が回避されるとともに、充填されていた
オゾン水を排出する際、オゾンの残存がないため、環境
汚染等の二次公害の虞がない。

【００２３】上記実施形態による中空糸型血液浄化器の
滅菌前処理の他、以下に示すように、オゾン水による中
空糸型血液浄化器等の洗浄或いは滅菌も可能である。即
ち、使用済みの中空糸型血液浄化器にオゾン水を流して
洗浄、排出処理を行う方法（使用済み人工臓器のオゾン
水による再生方法）や製造後における滅菌前の中空糸型
血液浄化器にオゾン水を流して滅菌処理する方法（オゾ
ン水による滅菌方法）が適用し得る。

【００２４】使用済み人工臓器のオゾン水による再生方
法は、再使用の対象となる中空糸型血液浄化器に対し、
２〜２０ppmの濃度のオゾン水で洗浄した後、そのオゾ
ン水を排出して清浄な状態にし、そのまま或いはオゾン
水を再び充填してから滅菌するものである。このように
オゾン水にて清浄された使用済みの中空糸型血液浄化器
は、再使用が可能とされる。

【００２５】また、オゾン水による滅菌方法は、中空糸
型血液浄化器をクリーンルーム内の清浄な作業環境下で
製造した後、２〜２０ppmの濃度のオゾン水を流すこと
により中空糸型血液浄化器を滅菌するものである。この
ように、製造後の中空糸型血液浄化器にオゾン水を流す
ことにより、一定のオゾン濃度が保たれ、静菌効果以上
の滅菌効果を得ることができる。

【００２６】以上、実施の形態について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記滅菌
前処理方法を適用する対象として、血液透析器、血液濾
過器又は血漿分離器等の通常滅菌して使用される中空糸
型血液浄化器以外の人工臓器を用いることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。実施例は本発明を例示的に示すものであり、本
発明の範囲を制限するものではない。

【００２８】実施例１ クリーンルーム内の清浄な環境下で組み立てられた滅菌
前の中空糸型血液浄化器（ダイアライザー）（図１参
照）を使用した。当該血液浄化器の血液が流れる流路１
と透析液が流れる流路２とを合わせたプライミングボリ
ュームは約２００mlであった。当該血液浄化器の血液が
流れる流路１に、１．８×１０^６個のBacillus subtili
sの芽胞を付着させて乾燥した後、濃度１０ppmのオゾン
水を血液が流れる流路１と透析液が流れる流路２とに充
填し密封した検体（No.1〜No.3）を用意し、これら検体
を室温（１０〜２２℃）で１日間静置後、各検体に充填
されたオゾン水中の生存菌数を計測した。

【００２９】生存菌数の計測方法は次の通りである。即
ち、血液が流れる流路１と透析液が流れる流路２との充
填液（約２００ml）を採取し混合した後、適当に希釈し
たものを試験液として、試験液１mlと寒天培地１５mlを
滅菌済みシャーレに入れて混和してから固まらせ、３０
〜３２℃の恒温槽内で７２時間培養後、シャーレに生育
したコロニー数を計数し、希釈倍率、採取液量を掛けて
１血液浄化器あたりの生存菌数とした。その結果につい
て以下の表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】いずれの試料においても付着したBacillus
subtilisの芽胞の数は、静菌効果が認められる範囲ま
で減少している。また、この時の残存オゾンによる影響
はないことが確認された。

【００３２】実施例２ クリーンルーム内の清浄な環境下で組み立てられた滅菌
前の中空糸型血液浄化器（ダイアライザー）の血液が流
れる流路１と透析液が流れる流路２とに、濃度０〜２０
ppmのオゾン水（約２００ml）を充填して密封した検体
（No.1〜No.18）を用意した。その後、室温（１０〜２
２℃）で３日間静置後、血液が流れる流路１と透析液が
流れる流路２とのオゾン水中の生存菌数を計数した。

【００３３】すなわち、血液浄化器の血液が流れる流路
１と透析液が流れる流路２との充填液とを洗浄液を流し
て回収し、混合した後、メンブランフィルターで濾過
し、濾過後のメンブランフィルターをシャーレに入れた
寒天平板培地上にのせ、３０〜３２℃の恒温槽内で７２
時間培養後、メンブランフィルター上に育成したコロニ
ー数を計数し、希釈倍率、回収液量を掛けて１血液浄化
器あたりの生存菌数とした。尚、菌数が多いことが予想
される場合は、回収液のうちの一部を使用して同様に操
作し、後で換算するものとする。その結果について以下
の表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】上記表２により明らかなように、オゾン濃
度を２ppm以上としたダイアライザー（検体No.7〜No.1
8）の生存菌数は、他の検体の生存菌数に比べて、１検
体あたり１０個以下と極めて少ない。これは、静菌効果
が十分得られたと認められている基準（１検体あたりの
生存菌数１００個以下（厚生省基準））を大きく下回っ
ており、濃度が２ppm以上のオゾン水では、極めて高い
静菌効果を有することが確認された。

【００３６】また、オゾン水の濃度が異なる４つの検体
（No.1〜No.18）における中空糸の断裂等による損傷、
接着剤の変色又は変形、及びケーシングの亀裂等による
損傷について比較した。その結果について以下の表３に
示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】濃度が２０ppm以下のオゾン水を充填した
検体には材質の劣化や損傷等が認められなかったが、濃
度が２５ppmのオゾン水を充填したダイアライザーに
は、構成材料（中空糸、接着剤、及びケーシング）の一
部に断裂等の損傷や変色又は変形をきたした。従って、
十分な静菌効果と人工臓器の材質の劣化・損傷防止の観
点から、人工臓器に充填すべきオゾン水の濃度は、２〜
２０ppmが好ましいことが分かる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、滅菌前の人工
臓器にオゾン水を充填するので、薬剤等の残留を回避し
つつ、製造後から滅菌までに付着した細菌の増殖を低コ
ストで抑制することができる。

【００４０】請求項２の発明によれば、製造後から滅菌
までに人工臓器に付着した細菌に対し、十分な静菌効果
を得ることができる。

【００４１】請求項３の発明によれば、製造後から滅菌
までに人工臓器に付着した細菌に対し、十分な静菌効果
を得ることができるとともに、人工臓器の構成材料の劣
化又は損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される中空糸型血液浄化器を示す
縦断面模式図

【符号の説明】

１…血液が流れる流路 ２…透析液が流れる流路 ３…中空糸膜 ４…束 ５…筒状ケーシング ６…ウレタン接着剤 ７…血液入口 ８…血液出口 ９…透析液出口 １０…透析液入口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工臓器の製造後から滅菌前まで当該人工
   臓器に水を充填しておく人工臓器の滅菌前処理方法にお
   いて、 前記水は、オゾン水であることを特徴とする人工臓器の
   滅菌前処理方法。
2. 【請求項２】前記オゾン水は、その濃度が２ppm以上で
   あることを特徴とする請求項１記載の人工臓器の滅菌前
   処理方法。
3. 【請求項３】前記オゾン水は、その濃度が２０ppm以下
   であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の人
   工臓器の滅菌前処理方法。