JP2014188032A - 材料劣化抑制殺菌溶液 - Google Patents

Abstract

【課題】オゾン水溶液に添加する物質を工夫することで、対象物を殺菌しつつ、対象物の材料劣化を抑制する。
【解決手段】材料劣化抑制殺菌溶液は、オゾンと、酸と、を水に溶解させた溶液であり、高分子材料、および、金属材料のいずれか一方または双方を含んで形成された対象物を殺菌しつつ、対象物の劣化を抑制する。材料劣化抑制殺菌溶液によって殺菌される対象物は、医療機器や医薬品容器が挙げられる。材料劣化抑制殺菌溶液では、酸の添加によりオゾン水溶液が酸性となるため、オゾン水溶液単独では殺菌されにくい抗酸菌等への殺菌効果が向上し、かつ対象物の材料の劣化を抑制することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を殺菌する材料劣化抑制殺菌溶液に関する。

従来、医療機器等は、放射線、あるいは、電子線（以下、単に放射線等と称する）の照射により滅菌されている。しかし、放射線等は人体に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、放射線等の外部への漏洩を防ぐために、放射線等の照射部の周囲をコンクリート等の厚い壁で囲繞する必要があり、放射線等の照射装置は、大規模で高価となっていた。

そこで、オゾンが溶解した水（オゾン水溶液）に医療機器等の対象物を接触させることで、対象物を殺菌する技術が開示されている（特許文献１）。

特開２００８−１１３６８２号公報

しかし、医療機器等のうち、高分子材料や金属材料で形成されているものは、オゾン水溶液に何度も接触させると劣化してしまうおそれがある。

そこで本発明はこのような課題に鑑み、オゾン水溶液に添加する物質を工夫することで、対象物を殺菌しつつ、対象物の材料劣化を抑制できる、材料劣化抑制殺菌溶液を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の材料劣化抑制殺菌溶液は、オゾンと、酸と、を水に溶解させた水溶液であり、高分子材料、および、金属材料のいずれか一方または双方を含んで形成された対象物を殺菌しつつ、対象物の劣化を抑制することを特徴とする。

また、水溶液中のオゾンの濃度は、０．１ｍｇ／Ｌ〜５０ｍｇ／Ｌであってもよい。

また、水溶液中の酸の濃度は、１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌであってもよい。

また、酸は、塩酸、硫酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、および、グルコン酸の群から選択される１または複数であってもよい。

また、対象物は、医療機器または医薬品容器であってもよい。

本発明によれば、オゾン水溶液に添加する物質を工夫することで、対象物を殺菌しつつ、対象物の材料劣化を抑制することができる。

材料劣化抑制殺菌溶液製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。 実施例３における試験装置を説明するための図である。 実施例３における実験結果を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

本実施形態にかかる材料劣化抑制殺菌溶液は、オゾンと、酸とを水に溶解させた溶液である。これにより、高分子材料、および、金属材料のいずれか一方または双方を含んで形成された対象物を殺菌しつつ、対象物の劣化を抑制することができる。

図１は、本実施形態にかかる材料劣化抑制殺菌溶液製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。材料劣化抑制殺菌溶液製造方法は、２つの工程から成る。図１に示すように、まずオゾンを水に溶解させたオゾン水溶液を製造し（Ｓ１１０）、次に、オゾン水溶液に酸を添加して材料劣化抑制殺菌溶液を製造する（Ｓ１２０）。

オゾン水溶液に酸を添加することによりオゾン水溶液が酸性（ｐＨ２程度）となるため、オゾン水溶液単独では殺菌されにくい抗酸菌等への殺菌効果を向上させることが可能となる。

上記酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸等の無機酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、グルコン酸、乳酸、酒石酸、アスコルビン酸、フマル酸、マロン酸、グリコール酸、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、グリセリン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒドロキシアクリル酸、オキシ酪酸、没食子酸類、タンニン酸類、ベンジル酸類、サリチル酸類、ロスマリン酸類等の有機酸の群から選択される１または複数の酸が挙げられる。なお、上記酸のうち、塩酸、硫酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、グルコン酸は、安価かつ入手が容易であり、毒性が極めて低いため好ましい。

上記材料劣化抑制殺菌溶液中の酸の濃度は１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌ（液体の酸の場合、１ｍｌ／Ｌ〜２０ｍｌ／Ｌ）、好ましくは１ｇ／Ｌ〜２ｇ／Ｌ（液体の酸の場合、１ｍｌ／Ｌ〜２ｍｌ／Ｌ）である。酸の濃度が１ｇ／Ｌ（液体の酸の場合、１ｍｌ／Ｌ）未満であると、材料劣化抑制効果が得られる程度の酸性にならず（材料劣化抑制効果が得られる程度のｐＨまで低下せず）、２０ｇ／Ｌ（液体の酸の場合、２０ｍｌ／Ｌ）以上であっても、これ以上のｐＨの低下が認められなくなってしまう。したがって、材料劣化抑制殺菌溶液中の酸の濃度を１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌ（液体の酸の場合、１ｍｌ／Ｌ〜２０ｍｌ／Ｌ）とすることにより、材料劣化抑制殺菌溶液のｐＨを適正に保つ（材料劣化抑制効果が得られる程度の酸性に保つ）ことができる。

また、上記材料劣化抑制殺菌溶液中のオゾンの濃度は０．１ｍｇ／Ｌ〜５０ｍｇ／Ｌである。オゾンの濃度が０．１ｍｇ／Ｌ未満では、対象物を十分に殺菌できないおそれがある。また、オゾンの濃度が５０ｍｇ／Ｌより高いと、対象物が劣化しやすくなってしまう。したがって材料劣化抑制殺菌溶液中のオゾンの濃度を０．１ｍｇ／Ｌ〜５０ｍｇ／Ｌとすることにより、対象物を殺菌しつつ、対象物の劣化を抑制することが可能となる。

上記材料劣化抑制殺菌溶液の対象物の材料としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ゴム等の高分子材料や、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属材料が挙げられる。

また、上記対象物としては、医療機器、および、医薬品容器のいずれか一方または双方が挙げられる。上述したように、オゾン水溶液のみで殺菌を行うと、医療機器や医薬品容器に用いられる高分子材料や金属材料が劣化してしまうことがある。内視鏡、カテーテル、メス等の医療機器や医薬品容器は高価であるため、材料の劣化が著しいと、医療機器や医薬品容器の交換頻度が増し、医療機器や医薬品容器に要するコストが増加する。しかし、本実施形態の材料劣化抑制殺菌溶液を用いることにより、医療機器や医薬品容器の殺菌を行いつつ材料劣化を抑制することができ、医療機器や医薬品容器の交換頻度を低減することが可能となる。したがって、医療機器や医薬品容器に要するコスト増加を抑制することが可能となる。

（実施例１）
オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）に酢酸（１ｍｌ／Ｌ）を添加し、材料劣化抑制殺菌溶液を製造した。当該製造した材料劣化抑制殺菌溶液の殺菌効果を確認するため、抗酸菌（Mycobacterium smegmatis JCM20379）を含む液を、オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）単独で５分間処理した場合と、材料劣化抑制殺菌溶液で５分間処理した場合とで抗酸菌の対数減少値を比較する試験を実施した。

その結果、オゾン水溶液単独で処理した場合、抗酸菌の対数減少値は２．６であるのに対し、本実施例の材料劣化抑制殺菌溶液で処理した場合、抗酸菌の対数減少値は３．０であった。

以上の結果から、材料劣化抑制殺菌溶液としてオゾン水溶液に酢酸を添加することにより、０．５ｍｇ／Ｌといった低濃度のオゾン水溶液単独では殺菌されにくい抗酸菌への殺菌効果が向上することが確認できた。

（実施例２）
材料劣化抑制殺菌溶液として、オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）にクエン酸（１ｇ／Ｌ）を添加した材料劣化抑制殺菌溶液Ａ、オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）にリンゴ酸（１ｇ／Ｌ）を添加した材料劣化抑制殺菌溶液Ｂ、オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）にグルコン酸（１ｇ／Ｌ）を添加した材料劣化抑制殺菌溶液Ｃを製造した。当該製造した材料劣化抑制殺菌溶液Ａ、Ｂ、Ｃの殺菌効果を確認するため、汚染物質としてウマ血清０．１％を添加した抗酸菌（Mycobacterium terrae ATCC15755）を含む液を、オゾン水溶液（０．５ｍｇ／Ｌ）単独で５分間処理した場合と、材料劣化抑制殺菌溶液Ａ、Ｂ、Ｃでそれぞれ５分間処理した場合とで抗酸菌の対数減少値を比較する試験を実施した。

その結果、オゾン水溶液単独で処理した場合、抗酸菌の対数減少値は１．１であるのに対し、材料劣化抑制殺菌溶液Ａで処理した場合、抗酸菌の対数減少値は３．９に、材料劣化抑制殺菌溶液Ｂで処理した場合、抗酸菌の対数減少値は３．４に、材料劣化抑制殺菌溶液Ｃで処理した場合、抗酸菌の対数減少値は３．５になった。

以上の結果から、材料劣化抑制殺菌溶液としてオゾン水溶液に酸を添加することにより、０．５ｍｇ／Ｌといった低濃度のオゾン水溶液単独では殺菌されにくい抗酸菌への殺菌効果が向上することが確認できた。

（実施例３）
本実施例における材料劣化抑制殺菌溶液の材料劣化抑制効果を確認するための試験を実施した。図２は、実施例３における試験装置１００を説明するための図である。試験装置１００は、オゾン水溶液製造部１１０と、送液ポンプ１２０と、オゾン濃度計１３０と、流量調節部１４０と、流量計１５０と、試験容器１６０ａ、１６０ｂと、濃縮液タンク１７０と、送液ポンプ１８０と、混合タンク１９０とを含んで構成される。図２中、オゾン水溶液の流れを実線の矢印で、信号の流れを破線の矢印で示す。

オゾン水溶液製造部１１０は、オゾン水溶液を製造する。オゾン水溶液製造部１１０が製造したオゾン水溶液は、送液ポンプ１２０によってオゾン濃度計１３０、流量調節部１４０、流量計１５０を介して試験容器１６０ｂおよび、混合タンク１９０へ送られる。オゾン濃度計１３０は、送液ポンプ１２０によって送出されたオゾン水溶液中のオゾン濃度を測定する。そして、オゾン水溶液製造部１１０は、オゾン濃度計１３０が測定したオゾンの濃度に基づいて、製造するオゾン水溶液の濃度が予め定められた値になるように制御する。

オゾン濃度計１３０を通ったオゾン水溶液は２系統に分けられ、それぞれの系統に流量調節部１４０と流量計１５０が設けられている。流量計１５０は、送液ポンプ１２０が送出したオゾン水溶液の流量を測定し、例えば、１００ｍｌ／分となるよう流量調節部１４０を制御する。このようにして、オゾンの濃度および流量が調節されたオゾン水溶液は試験容器１６０ｂ、および、混合タンク１９０に導入される。

試験容器１６０ｂ内にはテストピース１６２が設置されており、テストピース１６２は送液ポンプ１２０によって導入されたオゾン水溶液に接触することとなる。そして、オゾン水溶液は試験容器１６０ｂから排出され、排水として試験装置１００の外部へ排出される。

濃縮液タンク１７０は、酸の濃縮液を貯留する。濃縮液タンク１７０に貯留された酸の濃縮液は、例えば、１．３ｍｌ／分で、送液ポンプ１８０によって混合タンク１９０に送出される。混合タンク１９０には、酸の濃縮液に加えて、流量調節部１４０および流量計１５０によって流量が調節されたオゾン水溶液が導入されるため、混合タンク１９０において材料劣化抑制殺菌溶液が製造されることとなる。このようにして製造された材料劣化抑制殺菌溶液は、試験容器１６０ａに導入され、試験容器１６０ａ内に設置されたテストピース１６２が材料劣化抑制殺菌溶液に接触することとなる。そして、材料劣化抑制殺菌溶液は試験容器１６０ａから排出され、排水として試験装置１００の外部へ排出される。

図２に示した試験装置１００を用いて、テストピース１６２として光沢のある黒色のポリウレタン試験片を使用し、当該ポリウレタン試験片を、３５℃のオゾン水溶液（３ｍｇ／Ｌ）単独で処理した場合と、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ〜Ｆで処理した場合との外観を比較した。

材料劣化抑制殺菌溶液Ｄは、オゾン水溶液に１ｇ／Ｌとなるようにクエン酸を添加して製造した。材料劣化抑制殺菌溶液Ｅは、オゾン水溶液に１．３ｍｌ／Ｌとなるように酢酸を添加して製造した。材料劣化抑制殺菌溶液Ｆは、オゾン水溶液に、１．３ｍｌ／Ｌとなるように酢酸を、０．０５ｇ／Ｌとなるようにメタクロロ過安息香酸（ＭＣＰＢＡ）を添加して製造した。

このようにして製造したオゾン水溶液、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ〜Ｆを試験容器１６０ａ、１６０ｂに導入して、テストピース１６２に５分間接触させる処理を１回の処理として１８００回（合計接触時間は、１５０時間）行った。

図３は、実施例３における実験結果を説明するための図である。図３（a）に示すように、オゾン水溶液単独で処理したテストピース１６２は表面が白く変色し艶（光沢）が消え、凹凸形状が認められる箇所があった。また、オゾン水溶液単独で処理したテストピース１６２の表面を実体顕微鏡で観察すると表面が泡状の凹凸形状となっていた。さらに、オゾン水溶液単独で処理したテストピース１６２の表面をエタノールで拭き取ったところ、テストピース１６２の色は、黒色に戻ったものの、艶と凹凸形状の変化は認められなかった。つまり、エタノールで拭き取った場合、色は元に戻る（黒色に戻る）ものの、艶の消失と、泡状の凹凸形状は維持されたままであった。

一方、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ（図３（ｂ）参照）、材料劣化抑制殺菌溶液Ｅ（図３（ｃ）参照）、材料劣化抑制殺菌溶液Ｆ（図３（ｄ）参照）で処理したテストピース１６２は、表面が白く変色し艶が消えているものの、実体顕微鏡で表面を観察すると、泡状の凹凸形状は認められなかった。また、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ〜Ｆで処理したテストピース１６２の表面をエタノールで拭き取ったところ、艶の回復は認められなかったものの、色は元に戻った（黒色に戻った）。また、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ〜Ｆで、テストピース１６２を処理した場合、泡状の凹凸形状は認められなかった。

以上の結果から、材料劣化抑制殺菌溶液Ｄ〜Ｆはオゾン水溶液単独と比較して、材料の劣化が抑制できることが分かった。

したがって、材料劣化抑制殺菌溶液はオゾン水溶液単独と比較して、抗酸菌への殺菌効果を向上させ、かつ対象物の材料の劣化が抑制できることが確認された。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、対象物を殺菌する材料劣化抑制殺菌溶液に利用することができる。

１００ 試験装置
１１０ オゾン水溶液製造部
１３０ オゾン濃度計
１４０ 流量調節部
１５０ 流量計
１６０ａ、１６０ｂ 試験容器
１６２ テストピース
１７０ 濃縮液タンク
１９０ 混合タンク

Claims (5)

1. オゾンと、
   酸と、
   を水に溶解させた水溶液であり、
   高分子材料、および、金属材料のいずれか一方または双方を含んで形成された対象物を殺菌しつつ、対象物の劣化を抑制することを特徴とする材料劣化抑制殺菌溶液。
2. 前記水溶液中の前記オゾンの濃度は、０．１ｍｇ／Ｌ〜５０ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の材料劣化抑制殺菌溶液。
3. 前記水溶液中の前記酸の濃度は、１ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１または２に記載の材料劣化抑制殺菌溶液。
4. 前記酸は、塩酸、硫酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、および、グルコン酸の群から選択される１または複数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の材料劣化抑制殺菌溶液。
5. 前記対象物は、医療機器または医薬品容器であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の材料劣化抑制殺菌溶液。