JP2012506123A - 密封された筐体内に用意された物体の洗浄および／または殺菌方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、密封された筐体内に用意されたオブジェクトの洗浄および／または殺菌方法に関し、筐体の内部容積と周囲との間に気圧差をもたらし、オブジェクトの前記洗浄および／または殺菌方法のための筐体内部のみにプラズマを発生させる。また、本発明は、これを可能にする装置に関する。装置１０は、真空ポンプ２を使って空気が抜かれる真空チャンバ１と、筐体８内に適切なガスのプラズマを発生させるように構成されたプラズマ源３とを備え、筐体８は、真空チャンバの周囲に対して略密封して閉じられる。筐体８は、可塑性タイプでも、剛性材料から製造されてもよい。筐体が剛性のときの場合、筐体内部の気圧は、外の気圧より低くてもよい。

Description

本発明は、密封された筐体内に用意された物体の洗浄および／または殺菌方法に関する。また、本発明はこのことを可能にする装置に関する。

前述の本方法の実施形態は、特許文献１により既知である。既知の方法によると、多孔質可塑性梱包材が、プラズマ内に位置し、多孔質梱包内に含まれるオブジェクトが梱包材を通して殺菌される。殺菌工程は、筐体の外側からの拡散により筐体の内部空間に入ったイオンおよびラジカルによって開始される。従って、多孔質梱包材は、適切な無効分がオブジェクトを殺菌するための梱包材の内側に分散させる一方、プラズマイオンを中和するために透過性材料から製造される。

既知の方法の不利な点は、梱包材の多孔質材料がイオン束を阻止することによって、殺菌工程の効率が実質的に減少することである。さらに、既知方法の不利な点は、プラズマが、離間する領域（例えば、筐体の外部）において発生すると、プラズマ粒子の小部分のみが殺菌に使用され、エネルギーが損失することである。

初段落に前述の本方法と別の実施形態は、特許文献２により既知である。既知の方法では、オブジェクトは、筐体の内部にプラズマを発生させるための２つの電極板の間に位置する剛性筐体内に用意されて殺菌されるように考慮されており、この筐体は、バリア放電を誘導するための誘導体媒質のように機能する。

特許文献２により既知の方法の不利な点は、筐体が電極版と接触する状態で位置し、それが筐体の表面に損傷を与える原因になる場合がある点である。

国際特許出願第８１／０２８０９号公報 米国特許第６，００７，７７０号公報

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密封筐体内に用意された物体の洗浄および／または殺菌方法を提供することが本発明の課題であり、前記方法は、より高い信頼性と、付随的に、起こり得る殺菌不良のより高い検出性を有する。

この目的のために、本発明に係る方法は、
−プラズマ発生器のプラズマ発生領域に筐体を用意するステップと、
−筐体の内部容積とプラズマ発生器周囲との間に気圧差をもたらすステップと、
−前記洗浄および／または殺菌のためにプラズマ発生器を利用して筐体内部のみにプラズマを発生させるステップと、を備える。

本発明は、可塑性筐体または剛性筐体のいずれにおけるオブジェクトの洗浄および／または殺菌にも適することが理解されるだろう。可塑性筐体の例は、限定することなく、プラスチックバッグまたは、包囲するオブジェクトを中心に少なくとも部分的に形成または包まれるように考慮されたホイルのような異なる適切な材料の包装材を含む。好ましくは、可塑性筐体は溶接可能である。より好ましくは、可塑性筐体は、洗浄および／または殺菌工程が開始される前に空気が抜かれる。剛性筐体の例は、限定することなく、その筐体の内部容積に実質的に密封してオブジェクトを覆う箱体、または同類物を含む。

本発明によると、筐体の内部容積と外部の周囲、すなわちプラズマ発生器のプラズマ領域の周囲、との気圧差により、プラズマは、実質的に筐体内部のみで発生する。このことは、プラズマが筐体内部のみで発生され、プラズマのイオン、電子、およびラジカルが、オブジェクトに届くために筐体の材料を横断する必要がないので、筐体の表面上で粒子の損失が実質的に起こらないという利点を有する。従って、プラズマの発生に使用される全エネルギーが、目的のために使用される。

筐体が剛性の場合、筐体外側の気圧は、大気と同等であり、筐体内部の気圧が減少する場合があることが理解されるだろう。結果として、筐体外部でプラズマが略点火されない一方で、例えば、マイクロ波を使用して、剛性筐体内部でプラズマを点火することが可能である。

また、可視性筐体が使用される場合、内部容積内の気圧が外部容積内の気圧より高くなるように、筐体の内部気圧と外部との気圧差が、好ましくは、プラスに設定される。しかしながら、同時に、筐体内部の気圧が、概ね大気と同等であってもよい。例えば、適切に梱包された医療機器が、本発明の方法によって洗浄かつ／または殺菌されてもよい。

また、本発明に係る方法は、長期に亘る時間の間、密封された筐体内で貯蔵された、梱包されたオブジェクトを再殺菌する可能性というさらなる利点をもたらす。この場合、筐体を開けることなく本発明の方法によって、オブジェクトを再殺菌することができる。

この場合、本発明方法の実施形態は、
−プラズマ発生器の真空チャンバ内に密封して閉じられた筐体内に、用意されたオブジェクトと位置するステップと、
−真空チャンバを筐体内部の気圧に対してより低い気圧に空気を抜くステップと、さらに備える。

可塑性筐体は、真空チャンバの空気が抜かれる際に、外側周囲に対して実質的に密封して閉じられた筐体の容積は増加する。そのような可塑性筐体の変形は、筐体が実に密封して閉じられ、プラズマを使用して洗浄かつ／殺菌された後も密封して閉じられたままであることを表示機のように示している。

従って、チャンバに空気が流されると、可塑性筐体は、例えば、オブジェクトに密に包囲するまたは接触する、筐体のもともとの状態に復旧する。真空チャンバの空気を抜いた上で可塑性筐体が、洗浄／殺菌後もその形を変化しない、またはそのもともとの状態に戻らないと、筐体損傷の可能性の次に、オブジェクトが殺菌されていないという判断がなされる。そのような判断は、人または自動手段によってなされもよい。例えば、筐体の画像が、真空チャンバの空気抜きの前後で撮られてもよい。これらの画像に差異は見られない場合、筐体が破損した以外の判断がなされてもよい。

筐体がまだ密封されているかどうかの自動制御を可能にする多くの実施形態が考えられる。例えば、プラズマ発生器には、包装材が膨張すると、それによって適切に配置されるように考慮されたスイッチが設けられてもよい。スイッチは、適切な分析のための制御信号として使用されてもよい。実施形態において本発明方法は、筐体内部に気圧を制御するために筐体を制御するさらなるステップを備えてもよい。

事前に密封して空気を抜いた際は、閉じられた筐体が真空チャンバ内に位置し、筐体内側の容積と真空チャンバの雰囲気との陽圧差が保たれ、筐体がその可塑性および用圧差によって膨張する傾向にある。好ましくは、このような筐体は、その膨張した容積と筐体の内部圧とを調整するために無理なく密閉される。このことは、筐体内に必要な気圧とプラズマ源の操作パラメタとが合うと、筐体内のプラズマ発生効率が増加するという利点を有する。上述のようなスイッチが、このような閉じ込め部材上に位置してもよいことが理解できるだろう。

好ましくは、筐体内部のプラズマは、筐体の表面に対して離間して配置された装置によって発生する。このことは、筐体とプラズマ発生装置との間の機械的接触が必要なく、筐体の機械的損傷のリスクを最小化するという利点を有する。好ましくは、装置は無線周波源またはマイクロ波源を備える。

本発明に係るさらなる実施形態では、洗浄および／または殺菌中のプラズマパラメタがモニタリングされる。

この目的のために筐体は、洗浄および／または殺菌されるように考慮されたオブジェクトの横に位置する適切な表示機を備えてもよい。適切な表示機の例は、プラズマがコーティングから除去されると、色のような物理的特性が変わるように配置されたコーティングを有するサンプルを備える。適切な表示機の別の例は、プラズマを受容することによって透過率が変わるように配置された炭素コートを有するサンプル等である。適切な複数の表示機の実行できる導入が可能であることが理解できるだろう。

密封されて閉じられた筐体内に用意されたオブジェクトを洗浄および／または洗浄するための本発明に係る装置は、
−作動気圧まで前記筐体の空気を抜くための空気抜きユニットと、
−前記筐体を受容し、作動気圧と前記真空チャンバ内部の気圧との間に気圧差を与えるための真空チャンバと、
−前記筐体内部のみで前記プラズマを発生させるためのプラズマ源と、
を備える。前述の装置の実施形態では、装置には、筐体内部にオブジェクトを配置するための筐体の材料を備える梱包ユニットがさらに設けられる。

例えば、所定装置内の殺菌ユニットを有する可塑性筐体を使用する梱包工程を統合することは利点であると認められる。有利に、このような装置は、洗浄されるように考慮されたオブジェクトを包囲するように配置された梱包ユニットを備える。好ましくは、梱包ユニットは、筐体内のオブジェクトを真空包装し、周囲環境に対して略密封して筐体を閉じるように配置される。好ましくは、筐体の内部圧は、０．１ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒの範囲内の値に設定される。筐体の材料が溶接可能な際は、装置は、好ましくは局所発熱の適用によって筐体を密封するように配置されたヒータを備える。例えば、加熱されたワイヤーまたは加熱されたバーがこの目的のために使用されてもよい。

本発明による装置のさらなる実施形態では、筐体の雰囲気を洗い流すためのガス源をさらに備える。

筐体の雰囲気を洗い流すことは、埃のような、オブジェクト上の好ましくない微細な痕跡物質を除去するため、および／または、プラズマ発生のために好ましいガスで筐体を充填するために有利であることが認められている。

本発明による装置のまた、さらなる実施形態では、プラズマ源は、無線周波源またはマイクロ波源を備える。

本発明のこれらおよび他の態様が、素子を示す符号参照できる図を参照により詳細に説明される。
図は、例示目的でのみ示され、添付する特許請求の範囲を限定するものではないことが理解できるだろう。

本発明に係る装置の実施形態の概略図である。 空気を抜いた筐体内のプラズマ洗浄工程の概略図である。

図１は、本発明に係る装置の実施形態を概略的に示す。装置１０は、真空ポンプ２を使って適切に空気が抜かれる真空チャンバ１を備える。
好ましくは、真空チャンバ１内部の気圧は、０．１ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒの値に設定される。装置１０は、筐体８内に、例えば、大気、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素、またはこれらの混合物などの適切なプラズマガスを発生するように構成されたプラズマ源３をさらに備え、筐体８は、真空チャンバの空気に対して実施的に密封して閉じられている。
筐体８は、適切な支持体５の上に位置してもよい。筐体８は、可塑性タイプであっても、剛性材料からの製造物であってもよい。

筐体８の材料に、可塑性、好ましくは、溶接可能な材料が選択される際に、装置１０は、好ましくは洗浄および／または殺菌されるように考慮されたオブジェクト９を覆う梱包ユニット６を備える。筐体を閉じるために、梱包ユニットは、例えば、筐体を熱で密封するための加熱ワイヤーまたは加熱バーなどのヒータ（図示せず）を備えてもよい。好ましくは、梱包ユニット６は、オブジェクトを「真空」パックするように構成され、それにより、筐体内部の気圧は、約０．１ｍａｂｒ〜１０ｍａｂｒである。

筐体８を密封する、または閉じる前に、その内部の気体は、好ましくはオブジェクト９と一緒に、ガス源７から供給されてもよい適切なガス、例えば、空気、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素、またはこれらの混合物を使用して洗い流されてもよい。好ましくは、このガスは筐体８内部のプラズマ源として使用される。

筐体内部にプラズマを発生するために、装置は、例えば、無線周波源またはマイクロ波源などのプラズマ源を備える。マイクロ波源が使用される際に、筐体内部に発生するプラズマは、ウェーハのように小さなオブジェクトの洗浄および／または殺菌をするために好ましい場合がある、マイクロ波場の最小限周辺に集められてもよい。「オブジェクト」とい用語が、プラズマを使用して洗浄されてもよい任意の適切な物品に関することが理解されるだろう。オブジェクトの例は、注射器、針、カテーテルのような医療機器、または、ウェーハのような電子機器などを含む。

本発明の態様によると、筐体には、プラズマパラメタのオンラインモニタリングのための表示機９ａが備えられてもよい。例えば、表示機９ａは、受容されたプラズマに応じた色、透過率、または、形状などの物理的特性を変える項目を備えてもよい。
そのような表示機の使用は、洗浄／殺菌の後に棚に貯蔵されている場合にでさえ、オブジェクトの無菌状態を示めせるように、利点である。

可塑性筐体が、０．１ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒの範囲の内部気圧を有しながら密封されて閉じられてもよいことが理解できるだろう。筐体の可塑性ために、外部気圧が内部気圧より高い際は、容積が小さく保たれる。筐体の内部にプラズマを発生させるために、プラズマに必要なものよりずっと低い気圧、すなわち、０．０１ｍｂａｒ未満の気圧を達成できるチャンバ内に筐体を配置することが必要である。バッグ内部の気圧が、プラズマの発生条件を満足するために、プラズマは筐体内部のみで発生させる。マイクロ波または無線周波場が適用される際は、プラズマは筐体内部で点火し、洗浄／殺菌工程が始まる。従って、ガスは筐体内部のみで発生させ、筐体外部の混合ガスは関係ない。

剛性筐体が使用される場合、本発明に係る方法において、以下のことが適用される。この場合でも、プラズマ発生条件を満足する剛性筐体内側の気圧、すなわち、０１ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒである気圧が供給される。２つの方法においてプラズマを発生させることが可能である。上述のように真空チャンバを使用すし、また、マイクロ波または無線周波場を適用してプラズマを点火する。または、剛性筐体は、普通の電磁レンジのように、大気気圧でチャンバ内に位置してもよく、マイクロ波または無線周波場が適用されてもよい。この場合でも、この励起方法を利用してプラズマを発生させるには気圧が高すぎるので、プラズマは筐体の外部に形成されない。

両方の場合（可塑性または剛性筐体）において、筐体の空気抜きが、真空および密封装置の組み合わせによってなされる。剛性筐体の場合、筐体は、真空バルブと適合可能であり、真空ポンプに連結し、空気が抜かれ、所望気圧に達すると、バルブが閉められ、ポンプが未接続にされてもよい。可塑性筐体のための空気抜きおよび密封装置は、洗い流すガスを供給する洗い流しユニットを含め、商業的に入手可能である。

それにより、本発明の方法によると、再包装による汚染のリスクがかなり減少する一方で、殺菌および洗浄工程は単純化される。さらに、プラズマはオブジェクトに対応する容積の内部のみで発生させることから、プラズマ粒子が直接、オブジェクト付近において発生し、任意の包装材料を介して分散しなくてもよいので、プラズマ発生に必要なエネルギーが節約される。

図２は、空気を抜いた筐体内のプラズマ洗浄工程を概略的に示す。本発明の方法によると、適切な、略密封して閉じられた筐体内に包囲されて殺菌されるように考慮されたオブジェクト２３は、洗浄装置の真空チャンバ内部に用意される。オブジェクト２３が、梱包される前か、が梱包される、または、前述のように、支持テーブル２２の上に置かれてもよい、洗浄装置内の筐体内部に位置してもよいことが理解されるだろう。好ましくは、筐体内部の気圧は、約０．１ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒの値に設定される。図２０ａは、真空チャンバ２１内部の気圧が、筐体２４ａの内部気圧より高くてもよい、初期条件を概略的に示す。この条件において、筐体は略平坦であり、それは、筐体の気体が真空チャンバ２１の気体に対して閉じられていることを示す。本発明によると、真空チャンバ内部の気圧は、例えば０．０１ｍｂａｒなど、筐体２４ａの内部気圧より低い値に設定されてもよい。結果として（図２０ｂ参照）、筐体２４ｂは膨張し、そのことを、筐体がまだ実質的に閉じられていることの指標として利用してもよい。筐体の容積は、筐体の材料の最大膨張率を制御するために箱体２５によって制限されてもよい。このことは、過剰な膨張による筐体の損傷を防止する点、および、筐体２４ｂ内部の気圧が制御される点で利点である。最後に、プラズマ源２６は、実質的に筐体２４ｂ内部のみでプラズマを発生させるようにスイッチが入れられ、オブジェクト２３が洗浄かつ／または殺菌される。真空チャンバの気圧レベルは、筐体外部のプラズマが発生しないレベルに設定される。

表１は、本発明による洗浄／殺菌効率の目安を示す。

特定の実施形態が上述されてきた一方、本発明が説明以上に実行されてもよいことが理解できるだろう。上記の説明は例示目的であり、限定するものではない。それにより、当業者には、下記の請求項の範囲から逸脱することなく、前述の発明に変更され得ることは明らかである。

１、２１ 真空チャンバ
２ 真空ポンプ
３、２６ プラズマ源
５ 支持体
６ 梱包ユニット
７ ガス源
８、２４ａ、２４ｂ 筐体
９、２３ オブジェクト
９ａ 表示機
２２ 支持テーブル
２５ 箱体

Claims (15)

1. 密封して閉じられた筐体内に用意されたオブジェクトの洗浄および／または殺菌方法であって、
   −プラズマ発生器のプラズマ発生領域に筐体を用意するステップと、
   −筐体内部の容積とプラズマ発生器周囲との間に気圧差をもたらすステップと、
   −前記洗浄および／または殺菌のためにプラズマ発生器を利用して筐体内部のみにプラズマを発生させるステップと、
   を備える洗浄および／または殺菌方法。
2. 前記筐体内部の気圧が、プラズマ発生器周囲の気圧より高い値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄および／または殺菌方法。
3. 前記筐体が可塑性であることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄および／または殺菌方法。
4. 前記筐体内部の気圧を制御するために前記筐体を制限するステップをさらに備える請求項２に従属する際の請求項３に記載の洗浄および／または殺菌方法。
5. 前記筐体が剛性であり、前記筐体内部の気圧が前記筐体外部の気圧より低いことを特徴とする請求項１に記載の洗浄および／または殺菌方法。
6. 前記筐体内部のプラズマが、前記筐体に対して離間して配置されるプラズマ源によって発生することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の洗浄および／または殺菌方法。
7. 前記プラズマ発生器が、無線周波源またはマイクロ波源を具備することを特著とする請求項６に記載の洗浄および／または殺菌方法。
8. 前記洗浄および／または殺菌中に前記プラズマのパラメタを監視するステップをさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の洗浄および／または殺菌方法。
9. 前記パラメタが、前記筐体内部に位置する表示機を使用して監視されることを特徴とする請求項８に記載の洗浄および／または殺菌方法。
10. 前記表示機が、前記プラズマによって取り除かれ、プラズマ粒子との相互作用で物理的特性を変化するように考慮されたコーティングを備えることを特徴とする請求項９に記載の洗浄および／または殺菌方法。
11. 密封して閉じられた筐体内に用意されたオブジェクトの洗浄および／または殺菌装置であって、
    −作動気圧に前記筐体の空気を抜くための空気抜きユニットと、
    −前記筐体を受容し、作動気圧と前記真空チャンバ内部の気圧との間に気圧差を与えるための真空チャンバと、
    −前記筐体内部のみで前記プラズマを発生させるためのプラズマ源と、
    を備える洗浄および／または殺菌装置。
12. 前記オブジェクトを前記筐体内部に配置するために前記筐体の材料を備える梱包ユニットをさらに備える請求項１１に記載の洗浄および／または殺菌装置。
13. 前記材料が溶接可能であり、前記筐体を密封するためのヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の洗浄および／または殺菌装置。
14. 前記筐体の空気を洗い流すためのガス源をさらに備えることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の洗浄および／または殺菌装置。
15. 前記プラズマ源が、無線周波源またはマイクロ波源を備えることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の洗浄および／または殺菌装置。

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