JP2009284951A - 滅菌方法 - Google Patents
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Abstract
包装容器1を収容したチャンバ11を減圧する減圧工程A1,B1と、チャンバ11の内部に過酸化水素蒸気を供給する滅菌ガス供給工程A2と、過酸化水素蒸気が供給されて減圧されたチャンバ11を復圧する復圧工程A3,B2とからなる滅菌ガス供給サイクルAに続いて、
復圧された上記チャンバ11を減圧する減圧工程A1,B1と、過酸化水素蒸気をチャンバ11に供給せずに、減圧されたチャンバ11を復圧する復圧工程A3,B2とからなる減復圧サイクルBを少なくとも一回行い、この滅菌ガス供給サイクルAおよび減復圧サイクルBを複数回繰り返すようにした。
【効果】 効率的に滅菌を行うことができる。
【選択図】 図3
Description
このうち、特に特許文献2、3、4、6においては、被滅菌物を収容したチャンバを減圧する減圧工程と、チャンバ内に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給工程と、滅菌ガスが供給されて減圧されたチャンバを復圧する復圧工程とからなる滅菌ガス供給サイクルを複数回繰り返すことが行われている。
ここで、上記減圧工程ではチャンバの内部を数kPa以下の高真空状態としており、復圧工程でチャンバ内に急激に気体が流入することにより、滅菌ガスを一気に包装容器の内部や医療器具の複雑な内部構造まで到達させ、効率的に滅菌をすることが可能となっている。
また、繰り返し行う滅菌ガス供給サイクルにおいては、減圧工程毎にチャンバ内が高真空状態となって滅菌ガスが一掃されるため、上記滅菌ガス供給工程を行うたびに大量の滅菌ガスを供給しなければならなかった。
これに対し、減圧工程にチャンバの内部を低真空状態にして滅菌ガス供給サイクルを実行すると、滅菌ガスが一気に被滅菌物の内部構造等に到達されないため、サイクル回数を増やさねばならず、結局は滅菌ガスの使用量が多くなってしまうことになる。
しかも、滅菌工程に包装容器内や内部構造部分から排出される滅菌ガスの量が少ないため、残留する滅菌ガスが多くなり滅菌効率が低下してしまうほか、滅菌ガスを除去するエアレーション時間が長くなるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は効率的に滅菌を行うことの可能な滅菌方法を提供するものである。
滅菌ガス供給サイクルと滅菌ガス供給サイクルとの間に、復圧された上記チャンバを減圧する減圧工程と、滅菌ガスをチャンバに供給せずに、減圧されたチャンバを復圧する復圧工程とからなる減復圧サイクルを少なくとも一回行うことを特徴としている。
まず上記包装容器1について説明すると、図2に示すように包装容器1は注射器3を包装しており、この注射器3は薬剤を収容するシリンジ3aと、該シリンジ3aに対して進退動可能に設けられたプランジャ3bと、シリンジ3aの先端に嵌着されたキャップ3cとから構成されている。
包装容器1は透明な容器本体1aと、該容器本体1aの開口部を覆う蓋体1bとから構成されており、上記注射器3を容器本体1aに収容した後に、上記蓋体1bによって容器本体1aの開口部を塞ぐことで注射器3を包装するようになっている。
上記容器本体1aはポリエチレンテレフタレートなどの細菌等が透過できない素材からなり、また透明であることから収納した注射器3を目視することが可能となっている。
上記蓋体1bは細菌等の透過を防止しつつ、過酸化水素蒸気等の気体を透過させる素材からなり、このような性質を有する素材として高密度のポリエチレン製のシートを用いることができる。具体的にはデュポン社製の「タイベック」(登録商標)が知られている。
このような包装容器1を上記滅菌装置2で滅菌すると、上記蓋体1bを介して包装容器1の内部に過酸化水素蒸気を透過させ、注射器3の表面を滅菌することが可能となっている。
そして、その後包装容器1を滅菌されていない環境下に移動させても、上記蓋体1bからの細菌等の進入が防止されるため、包装容器1の内部の無菌状態を維持することができる。
なおこのような包装容器1は特許文献6に開示されており、従来公知であるのでこれ以上の詳細な説明は省略する。
また上記包装容器1のほか、上記滅菌装置2によれば特許文献5の図2に開示されるような注射器のシリンジを多数収納する袋や、複雑な内部構造を有する医療用のハンドピースなどを滅菌することが可能である。
チャンバ11は滅菌された図示しないクリーンルーム内に設置され、包装容器1を搬出入するための図示しないインターロックを備えた扉11aと、チャンバ11内を所定の温度に維持するヒータ15と、チャンバ11内の圧力を測定する圧力センサ16とを備えている。
上記チャンバ11の内部は上記変圧手段12によって減圧されるため、チャンバ11はこの減圧に耐えうる構造を有し、上記扉11aを閉鎖するとチャンバ11の内部の気密が保たれるようになっている。
上記ヒータ15はチャンバ11の内部を、上記過酸化水素蒸気による滅菌を効果的に行うに適した温度に維持し、具体的にはチャンバ11の内部を約37℃に維持するようになっている。
上記圧力センサ16はチャンバ11の内部の圧力を測定するとともに、その測定結果を上記制御手段に送信するようになっている。
上記変圧手段12によってチャンバ11の内部を減圧するには、上記吸気通路18のバルブ18aを閉鎖するとともに上記排気通路17のバルブ17aを開放し、この状態で上記真空ポンプ19を作動させる。
するとチャンバ11の内部の気体が排気通路17より排出され、制御手段は圧力センサ16によるチャンバ11の内部の圧力を監視しながら、所要の圧力に減圧されるまで真空ポンプ19を作動させる。
このとき、チャンバ11の内部に過酸化水素蒸気が存在する場合には、吸気通路18に吸引された過酸化水素蒸気は上記触媒20によって水と酸素とに分解されてから滅菌装置2の外部に排出される。
一方、上記変圧手段12によって減圧されたチャンバ11の内部を復圧するには、上記吸気通路18のバルブ18aを開放するとともに上記排気通路17のバルブ17aを閉鎖すればよい。
するとクリーンルームの滅菌された空気がチャンバ11の内部に流入し、制御手段は圧力センサ16によるチャンバ11の内部の圧力を監視して、略大気圧まで復圧されると上記吸気通路18のバルブを閉鎖する。
上記タンク21には35重量%濃度の過酸化水素水溶液が貯溜されており、上記計量器22はこの過酸化水素水溶液の量を計測して上記制御手段に送信するようになっている。
上記送液ポンプ23はタンク21の過酸化水素水溶液をチャンバ11の内部の蒸発器24まで送液するようになっており、このとき制御手段が過酸化水素水溶液の量が減少するのを上記計量器22によって計測しながら送液するため、正確に過酸化水素水溶液を送液することが可能となっている。
上記蒸発器24はその蒸発面をチャンバ11の内部に露出させるように設けられており、該蒸発面に上記送液ポンプ23から過酸化水素水溶液を滴下させるようになっている。
過酸化水素水溶液を蒸発面に滴下すると、過酸化水素水溶液は瞬時に蒸発して過酸化水素蒸気となり、この過酸化水素蒸気は上記ファン25によってチャンバ11の内部全体に拡散するようになっている。
循環通路26の両端はそれぞれチャンバ11に接続されており、上記ブロア28によって循環通路26の入口側からチャンバ11の内部の気体を吸引すると、その気体は上記触媒27等を通過して出口側よりチャンバ11の内部に循環するようになっている。
上記触媒27はチャンバ11から吸引された気体に含まれる過酸化水素蒸気を酸素と水とに分解し、上記除湿機29は分解された酸素と水とを含んだ気体を除湿し、上記ヒータ15はこの気体を所定の温度に加熱するようになっている。
このため、上記エアレーション手段14によって吸引された過酸化水素蒸気が分解された状態で再びチャンバ11の内部に循環するので、チャンバ11における過酸化水素成分の濃度が徐々に低下するようになっている。
そして上記濃度センサ31は上記触媒27の上流側に設けられており、ブロア28によって吸引された気体に含まれる過酸化水素濃度を測定し、所定の濃度まで低下したことを確認するようになっている。
なお、エアレーション手段14は、上述した循環式に限らず、触媒を介してブロアにより吸引したチャンバ11の内部の気体を、循環させずに外部に放出し、外部の気体をブロアにより吸引して、除湿機、ヒータを介してチャンバ11の内部に供給するようにした1スルー方式であっても良い。
最初に、チャンバ11の内部に複数の包装容器1を収容し、扉11aによってチャンバ11を閉鎖する。このとき、包装容器1の蓋体1bがチャンバ11の内部に露出するように載置する。
次に、上記変圧手段12および滅菌ガス供給手段13を作動させて、図3に示す各工程に従ってチャンバ11の内部の滅菌を行う。
まず、変圧手段12によりチャンバ11の内部を減圧する減圧工程A1を行う。これによりチャンバ11の内部を10kPa〜80kPa(以下絶対圧力)まで減圧し、より好ましくは70kPaまで減圧する。
続いて、上記滅菌ガス供給手段13によりチャンバ11に過酸化水素蒸気を供給する滅菌ガス供給工程A2を行う。具体的には、上記滅菌ガス供給手段13により所定量の過酸化水素水溶液を上記蒸発器24によってチャンバ11の内部で蒸発させる。
その結果、チャンバ11の内部で過酸化水素蒸気が発生し、この過酸化水素蒸気はファン25によってチャンバ11の全体に拡散する。また過酸化水素蒸気の発生に伴ってチャンバ11の内部の圧力が徐々に上昇する。
上記滅菌ガス供給手段13は所定量の過酸化水素水溶液をチャンバ11の内部に供給すると停止し、その後上記ファン25を所定の時間作動させて過酸化水素蒸気をチャンバ11の内部に十分に拡散させる。
上記滅菌ガス供給工程A2が終了したら、変圧手段12によりチャンバ11の内部を復圧する復圧工程A3を行う。これによりチャンバ11の内部にはクリーンルームの清浄な空気が流入し、チャンバ11の内部が大気圧まで復圧される。
そして以下の説明において、上記減圧工程A1と、滅菌ガス供給工程A2と、復圧工程A3とからなる工程を、まとめて滅菌ガス供給サイクルAと呼ぶ。
この状態から、本実施例では再び上記変圧手段12によりチャンバ11の内部を減圧する減圧工程B1を行う。これによりチャンバ11の内部を再び10kPa〜80kPa、好ましくは70kPaまで減圧する。
このとき、チャンバ11の内部の気体に含まれる過酸化水素蒸気は排気通路17を介してチャンバ11の外部に排出されるが、途中で上記触媒20によって酸素と水とに分解されるため、過酸化水素蒸気が滅菌装置2から外部へ排出されることはない。
続いて、変圧手段12によりチャンバ11の内部を復圧する復圧工程B2を行う。ここでは上記滅菌ガス供給サイクルAと異なり、滅菌ガス供給工程は実施せず過酸化水素蒸気をチャンバ11に供給しないようになっている。
この復圧工程B2により、チャンバ11の内部には再びクリーンルームの清浄な空気が流入し、これによりチャンバ11の内部は大気圧まで復圧される。
そして、以下の説明において上記減圧工程B1と、復圧工程B2とからなる工程を、まとめて減復圧サイクルBと呼ぶ。
上記減復圧サイクルBは滅菌ガス供給サイクルAと滅菌ガス供給サイクルAとの間に少なくとも一回を行えばよく、本実施例では滅菌ガス供給サイクルAの間に一回の減復圧サイクルBを行うようになっている。
なお、上記滅菌ガス供給サイクルAおよび減復圧サイクルBにおいて、復圧工程A3,B2では必ずしも大気圧まで復圧する必要はなく、大気圧に対して若干負圧となる略大気圧まで復圧してもよい。
具体的には、エアレーション手段14のブロア28を作動させてチャンバ11の内部の気体を循環通路26に吸引し、該気体に含まれる過酸化水素蒸気を上記触媒27によって酸素と水素とに分解することを繰り返すことで、チャンバ11の内部の過酸化水素濃度を徐々に低下させる。
そして予め設定した所定時間に渡ってエアレーションを実行し、上記濃度センサ31がチャンバ11の内部の過酸化水素濃度が所定の濃度以下になったことを確認すると、制御手段はエアレーション手段14を停止させ、作業者はチャンバ11の内部の包装容器1を取出すことができる。
まず滅菌ガス供給サイクルAでは、減圧工程A1によってチャンバ11を減圧した状態で、滅菌ガス供給工程A2により過酸化水素蒸気をチャンバ11に供給すると、チャンバ11の内部が減圧されていることから過酸化水素蒸気はチャンバ11の内部全体に拡散することとなる。
この状態から復圧工程A3によってチャンバ11の内部の圧力を減圧された状態から急激に大気圧まで復圧させることで、チャンバ11の内部に浮遊する過酸化水素蒸気が、チャンバ11に流入する気体流により上記蓋体1bを介して包装容器1の内部に強制的に浸透することとなる。
このため、包装容器1の内部に収容された注射器3の表面にも過酸化水素蒸気が接触し、注射器3の表面の滅菌が行われるようになっている。
しかしながら、ここで排出される過酸化水素蒸気は包装容器1の外部に浮遊する過酸化水素蒸気であって、包装容器1の内部に浸透した過酸化水素蒸気は上記蓋体1bに妨げられて排出されにくく、また、10kPa〜80kPa好しくは70kPaといった低真空状態への減圧であることから、包装容器1の内部の過酸化水素蒸気濃度の減少はごく小さなものと考えられる。
この状態で減復圧サイクルBにおける復圧工程B2を行うと、流入する気体により、包装容器1の内部に残留している過酸化水素蒸気を、包装容器1の内部におけるさらに奥深くの回り込んだ部分へ押し込むことができる。
そして、上記滅菌ガス供給サイクルAと減復圧サイクルBとを繰り返せば、包装容器1の内部の過酸化水素の濃度を徐々に上昇させることができ、包装容器1内に収容された注射器3の全表面を滅菌することが可能となる。
このように、滅菌ガス供給サイクルAの間に過酸化水素蒸気を供給しない上記減復圧サイクルBを行っても、滅菌ガス供給サイクルAだけを繰り返す滅菌方法と同等の滅菌効果を得ることができる。
さらに、減復圧サイクルBの際には過酸化水素蒸気をチャンバ11の内部に供給しないので、滅菌に必要な過酸化水素量を必要最小限にまで減じることができ、エアレーションにかかる時間も短縮されることから、効率的に滅菌を行うことができる。
これに対し、特許文献1ではチャンバの内部の圧力を1〜20Torr(0.01kPa〜2.66kPa)に、特許文献3では0.1〜40Torr(0.001kPa〜5.33kPa)といった高真空状態にまで減圧している。
このような従来の考え方は、チャンバの内部を高真空状態とすることで、複雑な内部構造部分や管体の内部等に一度に過酸化水素蒸気を押し込むようにしたものである。
しかしながら、滅菌ガス供給工程を繰り返す度に、減圧工程によってチャンバの内部を高真空状態とすると、蒸気状態の過酸化水素がチャンバから排出されると同時に、凝縮した過酸化水素も蒸気化して排出されるため、十分な滅菌効果を得るためにはその都度多量の過酸化水素蒸気をチャンバに供給しなければならなかった。
これに対し、本実施例の滅菌方法では、チャンバ11の内部を低真空状態とすればよく、大気圧からの減圧幅が小さいことから、減圧工程A1における過酸化水素の排出量を少なくすることができ、過酸化水素蒸気の使用量を最小限にできる。
また復圧工程B2を備えることで、包装容器1の奥深くまで過酸化水素蒸気を浸透させることができるとともに、チャンバ11内の過酸化水素蒸気の濃度を下ることができるので、エアレーション時間の短縮にもなる。
さらに、チャンバ11の内部の真空度をそれほど上げる必要がないため、チャンバ11を高真空に耐え得る構造とする必要がなく、また、上記変圧手段12の真空ポンプ19を高性能なものとする必要もないため、滅菌装置2の製造コストを抑えることが可能となる。
そして、チャンバ11の内部を高真空状態まで減圧することによる、被滅菌物が何らかの影響を受けてしまうのを防止することができる。
具体的に説明すると、本実施例のように薬剤の充填された注射器3を滅菌する場合、上記チャンバ11の圧力を真空状態まで減圧すると、薬剤に含まれている空気が体積膨張して薬剤の内部に気泡が発生してしまう場合がある。
このとき、空気の体積膨張によって注射器3のプランジャ3bが進退動してしまう場合があり、その際シリンジ3aの内壁に付着した過酸化水素が薬剤に混入してしまうおそれがある。
このような現象は注射器3の種類や薬剤の種類によっても異なるが、チャンバ11の内部の圧力を15kPa以下としたときに発生することが実験により確認することができた。
上記比較方法1、2は、従来公知の滅菌方法、すなわちチャンバ内を高真空状態とする滅菌方法について、これをそのまま上記実施例のような低真空状態とした場合に、どのような滅菌効果が得られるかについて実験したものである。
発明方法および比較方法において共通する実験条件
チャンバ11の容積:1m3
包装容器1の個数:480
滅菌対象:注射器3の表面に塗布した細菌(106CFUのB.stearothermophilus ATCC#12980)
過酸化水素水溶液の濃度:35重量%濃度
減圧工程A1,B1によるチャンバ11の内部の圧力:70kPa(絶対圧力)
また発明方法2にかかる実験では、滅菌ガス供給工程A2における過酸化水素水溶液の送液量を1回につき4gとし、上記滅菌ガス供給サイクルAおよび減復圧サイクルBの繰り返し回数を25回とした。つまり発明方法1では、合計で4g×25回=100gの過酸化水素水溶液を使用したこととなる。
これに対し、比較方法1にかかる実験では、滅菌ガス供給工程A2における過酸化水素水溶液の送液量を1回につき5gとし、上記滅菌ガス供給サイクルAの繰り返し回数を20回とした。つまり比較方法1では、合計で5g×20回=100gの過酸化水素水溶液を使用したこととなる。
さらに、比較方法2にかかる実験では、滅菌ガス供給工程A2における過酸化水素水溶液の送液量を1回につき1.5gとし、上記滅菌ガス供給サイクルAの繰り返し回数を40回とした。つまり比較方法1では、合計で1.5g×40回=60gの過酸化水素水溶液を使用したこととなる。
これに対し、比較方法1、2によると、過酸化水素がチャンバ11の内部で凝縮して液滴となってしまい、注射器3の表面には細菌の生存が確認され、全死滅にはいたらなかった。また滅菌開始から滅菌終了までの所要時間は8時間程度であった。
まず、減圧工程A1によるチャンバ11の内部の圧力を70kPaとしているため、減圧時にチャンバ11の内部の空気を排出させる量が少なく、滅菌ガス供給サイクルAを重ねるごとに過酸化水素がチャンバ11の内部に蓄積して液滴化したものと考えられる。
そして過酸化水素が凝縮して液滴化してしまうと、十分な滅菌効果が得られないことが知られており、これにより細菌を全死滅に至らしめなかったと推察される。
また、過酸化水素が大量にチャンバ11に蓄積されてしまうことでエアレーションに必要な時間が長くなり、滅菌開始から滅菌終了までの所要時間が長くなったものと推察される。
これに対し、発明方法1、2にかかる実験結果では、減復圧サイクルBにより、チャンバ11の内部の過酸化水素蒸気を十分に排出することができるため、過酸化水素が凝縮せず、エアレーションも短時間に行えたものと推察される。
11 チャンバ 12 変圧手段
13 滅菌ガス供給手段 14 エアレーション手段
A 滅菌ガス供給サイクル A1 減圧工程
A2 滅菌ガス供給工程 A3 復圧工程
B 減復圧サイクル B1 減圧工程
B2 復圧工程
Claims (5)
- 被滅菌物を収容したチャンバを減圧する減圧工程と、チャンバ内に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給工程と、滅菌ガスが供給された減圧状態のチャンバを復圧する復圧工程とからなる滅菌ガス供給サイクルを複数回繰り返すことにより、上記チャンバ内の被滅菌物を滅菌する滅菌方法において、
滅菌ガス供給サイクルと滅菌ガス供給サイクルとの間に、復圧された上記チャンバを減圧する減圧工程と、滅菌ガスをチャンバに供給せずに、減圧されたチャンバを復圧する復圧工程とからなる減復圧サイクルを少なくとも一回行うことを特徴とする滅菌方法。 - 上記滅菌ガス供給サイクルおよび減復圧サイクルにおける減圧工程でのチャンバ内の圧力を10kPa〜80kPaの範囲とする請求項1に記載の滅菌方法。
- 上記滅菌ガス供給サイクルおよび減復圧サイクルにおける減圧工程でのチャンバ内の圧力を70kPaとすることを特徴とする請求項1に記載の滅菌方法。
- 上記滅菌ガス供給サイクルおよび減復圧サイクルにおける復圧工程では、チャンバ内の圧力を略大気圧まで復圧することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の滅菌方法。
- 上記被滅菌物は、内部に液体を収容した注射器と、該注射器を内部に収容する包装容器とからなり、該包装容器の少なくとも一部に滅菌ガスを浸透させる素材を用いて、該包装容器内部の注射器の表面を上記素材を浸透した滅菌ガスによって滅菌することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の滅菌方法。
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