JP2016074851A

JP2016074851A - 洗浄水

Info

Publication number: JP2016074851A
Application number: JP2014207502A
Authority: JP
Inventors: 博章木下; Hiroaki Kinoshita
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2016-05-12

Abstract

【課題】経時変化の小さい医療用内視鏡用洗浄水の提供。【解決手段】内視鏡の観察窓を洗浄するための、ｐＨ９．０〜１２．０のアルカリイオン水であって、添加剤として、ポリリン酸塩、ケイ酸塩、ケイ酸塩粒子、酸化チタン粒子、または酸化アルミニウム粒子の少なくともいずれかを１〜１０ｐｐｍ含む洗浄水。更に、モード径５０〜５００ｎｍのナノバブルを１０万個／ｍＬ以上含む洗浄水。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡の観察窓を洗浄するための、アルカリイオン水からなる洗浄水に関する。

内視鏡は医療分野等で広く利用されている。医療用内視鏡は、細長い挿入部を体内に挿入することによって、体内を観察したり、処置具チャンネルに挿入した処置具を用いて各種処置をしたりする。挿入部の先端には、撮像光学系の最外面の観察窓が設けられている。ここで、観察窓の表面に血液等が付着すると、観察が妨げられる。

特開２０１４−１６１５０６号公報には、観察窓の近傍に配設されているノズルから洗浄水を観察窓に吹き付けて付着物を洗い流すことで、明瞭な視界を確保する内視鏡が開示されている。

洗浄水には、ｐＨが９〜１１のアルカリイオン水とｐＨが５〜７の精製水とが切り替えて用いられる。アルカリイオン水は生体組織に悪影響を及ぼすことなく、精製水では除去困難な付着物を効率的に洗い流し除去することができる。

しかし、アルカリイオン水は作製後に保存していると十分な洗浄効果が得られないことがあった。

特開２０１４−１６１５０６号公報

本発明は、経時変化の小さい洗浄水を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の洗浄水は、内視鏡の観察窓を洗浄するための、ｐＨ９．０以上ｐＨ１２．０以下のアルカリイオン水であって、添加剤として、ポリリン酸塩、ケイ酸塩、ケイ酸塩粒子、酸化チタン粒子、または酸化アルミニウム粒子の少なくともいずれかを１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含む。

本発明によれば、経時変化の小さい洗浄水を提供できる。

実施形態の洗浄水を用いる内視鏡システムの斜視図である。実施形態の洗浄水を用いる内視鏡の先端部の斜視図である。第１実施形態の洗浄水等のｐＨの経時変化を示す図である。第１実施形態の洗浄水等のｐＨの経時変化を示す図である。第２実施形態の洗浄水のナノバブルの粒径分布を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、実施形態の洗浄水１は、内視鏡１０とともに内視鏡システム２を構成している送液装置２０のボトル２１に充填し使用される。

内視鏡１０は、細長い挿入部１１と、挿入部１１の基端側に配設された把持部１２と、把持部１２から延設されたユニバーサルコード１３と、ユニバーサルコード１３の基端側に配設されたコネクタ１４と、を具備する。コネクタ１４と送液装置２０とは送水管１６Ａで接続される。なお、図示しないが、コネクタ１４は、照明光を発生する光源装置および画像信号を処理するプロセッサと接続される。

内視鏡１０には、洗浄水１を挿入部１１の先端部１１Ａまで送水するための送水管１６が配設されている。すなわち、送水管１６は、コネクタ１４から、ユニバーサルコード１３、把持部１２、挿入部１１を挿通し、先端部１１Ａのノズル１７（図２参照）につながっている。なお、図１では送水管１６を１本の連続したチューブとして表示している。しかし、後述するように送水管１６は送気管を兼ねており、途中には分岐があり、中継部材および切替弁等が経路の途中に配設されている。

図２に示すように挿入部１１の先端面１１ＳＡには、撮像光学系の観察窓１５と、照明光学系の照明窓１９と、鉗子孔１８と、ノズル１７と、が配設されている。観察窓１５および照明窓１９は、光学系の最外部のレンズの外面またはカバーガラスからなる。

ノズル１７は送水管１６を介して送水された洗浄水１を先端面１１ＳＡの観察窓１５に吹き付けられるように配設されている。

術者は、把持部１２の送気送水ボタン１２Ａの操作により、ノズル１７から洗浄水１を吹き付けたり、空気を吹き付けたりする。すなわち、送水管１６は送気機能も有するが、送気についての説明は省略する。

内視鏡１０は挿入部１１が被検体の体内に挿入され、照明窓１９から出射される照明光により体内を照明する。そして、観察窓１５を介して照明光の反射光が撮像部（不図示）に受光され内視鏡画像が取得される。観察窓１５の表面に、血液、組織片、または脂等が付着した場合に、術者はノズル１７から洗浄水１を吹き付けることで付着物を洗い流して視野を確保する。

なお、送水機能の無い内視鏡の場合には、挿入部の外周に、送水機能のあるシースを配設して、シースからの送水で内視鏡の観察窓が洗浄される。

内視鏡システム２では、洗浄水として、洗浄効果の高いアルカリイオン水も用いる。アルカリイオン水は、電気分解反応により、水素イオン（Ｈ^＋）を水素ガスとして放出することにより水酸化物イオン（ＯＨ⁻）の濃度を上げてアルカリ性とした水である。基本的に水以外の成分を含まないアルカリイオン水は、体内組織に対して低変質性・低刺激性であり、機器のメンテナンス性にも優れている。

アルカリイオン水からなる洗浄水は、ｐＨ９．０以上ｐＨ１２．０以下、特にｐＨ１０以上ｐＨ１１．０以下であることが好ましい。

前記範囲のｐＨの洗浄水は、生体組織に悪影響を及ぼすことなく、精製水では除去困難な付着物、例えば油脂汚れ、を効率的に洗い流し除去することができる。付着物除去効果は、血液を付着させたスライドガラスを、ピペット用いて１ｍＬで除去できるかどうかで判断した。ｐＨが前記範囲未満では付着物除去効果が顕著ではない場合があり、前記範囲超では体内組織を変質したり、体内組織に刺激を与えたりするおそれがある。

洗浄水の温度は、２５℃〜４０℃が好ましく、３３℃〜３７℃が特に好ましい。前記下限以上であれば、効率的に汚れが除去でき、前記上限以下であれば、生体組織を変質したり刺激したりするおそれがない。

アルカリイオン製水器を用いて作製されるアルカリイオン水は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるボトル２１に充填され密栓される。洗浄水は空気中の二酸化炭素と反応して、ｐＨが低下するためである。

しかし、密封状態であっても、アルカリイオン水のｐＨは経時変化により低下することが判明した。例えば、図３の（Ａ）に示すように、６ヶ月保存でｐＨは１０．９から８．６まで低下する。このことから、ｐＨ低下が経時変化により十分な洗浄効果が得られない原因であると推定された。

そして、経時変化によるｐＨ低下を防止するために発明者は鋭意研究を行った結果、図３（Ｂ）に示すように、トリポリリン酸ナトリウムを添加剤として僅か５ｐｐｍ加えたアルカリイオン水は、６ヶ月保存してもｐＨが殆ど低下しないことを見出し、本発明を想逹するに至った。また、図３（Ｃ）に示すようにオルトケイ酸ナトリウムも添加量５ｐｐｍで優れたｐＨ低下防止効果が確認された。

そして、添加剤を添加することでｐＨが９以上に維持されている洗浄水１では、長期保存後も、作製直後と同じ洗浄効果が確認された。

ここで、かかる微量の添加量で劇的なｐＨ保持効果が得られることは従来、全く報告がない。すなわち、水溶液を所定のｐＨに維持するために用いられるｐＨ緩衝剤は少なくとも数重量％の添加が不可欠であった。

前記添加剤が極微量でアルカリイオン水のｐＨ維持に効果があるメカニズムは、アルカリイオン水の中のＯＨイオンと添加剤とが安定した構造、例えば、弱くいイオン結合による錯体を形成しているものとも考えられる。すなわち、添加剤は、それ自体は変化しないが、アルカリイオン水の安定化に寄与する触媒作用があると推定される。

次に、図４に添加剤としてオルトケイ酸ナトリウムを用いた場合の、添加量に対するアルカリイオン水のｐＨ経時変化を示す。わずか０．５ｐｐｍの添加量でも、未添加（０ｐｐｍ）と比較すると６ヶ月までは所定の効果がある。しかし、添加量０．５ｐｐｍのアルカリイオン水では６ヶ月経過後には、ｐＨが８．５まで減少した。これに対して添加量１ｐｐｍのアルカリイオン水では６ヶ月経過後でも、ｐＨは１０．９までしか減少しなかった。このことから、オルトケイ酸ナトリウムの添加量の下限は、０．５ｐｐｍ以下でも所定の効果は得られるが、１ｐｐｍ以上が好ましいと判断された。

なお、図示しないが、添加量２０ｐｐｍでは、６ヶ月経過後でもｐＨは９．０以上に維持された。しかし、１ヶ月経過後のアルカリイオン水を実際に内視鏡１０の洗浄に用いたところ、ノズル１７が詰まってしまった。この原因は、オルトケイ酸ナトリウムを原因物質として何らかの大きな凝集物が生成したためと推定される。このことから、オルトケイ酸ナトリウムの添加量の上限は、１０ｐｐｍ以下であると判断された。

次に、トリポリリン酸ナトリウムおよびオルトケイ酸ナトリウムだけが、アルカリイオン水のｐＨ維持に特異的に効果を有するかどうかの確認実験を行った。

その結果、以下に列挙する添加剤であれば、トリポリリン酸ナトリウム等と同様の添加量で略同様の効果を有することが確認された。なお、いずれの添加剤も水和物か非水和物かで効果に大きな差は無かったため、水和物の表記は省略する。ここで、添加量は水和物の場合の量である。

Ａ：ポリリン酸塩
トリポリリン酸カリウム

Ｂ：ケイ酸塩
オルトケイ酸カリウム
メタケイ酸ナトリウム
メタケイ酸カリウム
ケイ酸ナトリウム
ケイ酸カリウム
アルミノケイ酸ナトリウム
アルミノケイ酸カリウム
ケイ酸カルシウム
ケイ酸マグネシウム
ケイ酸カルシウムアルミニウム

ここで、上記ケイ酸塩の一部は水に対して難溶性であるため、モード径（最大頻出粒子径）が３０ｎｍの超粒子として添加した。すなわち、難溶性のケイ酸塩は、アルカリイオン水中では、イオンではなく、コロイド粒子として存在している。粒径は、トラッキング法（ＮａｎｏＳｉｇｈｔ社製、ＬＭ１０−ＳＨ）を用いて評価した。

すなわち、上記添加剤はアルカリイオン水中で溶解し、イオン化していなくとも所定の効果が確認された。このため、さらに各種の難溶性の添加剤の微粒子をアルカリイオン水中に分散してｐＨ変化を評価した。すると、以下の添加剤（コロイド粒子）がトリポリリン酸ナトリウム等と同様の添加量で略同様の効果を有することが確認された。

Ｃ：酸化チタン
モード径：１０ｎｍ

Ｄ：酸化アルミニウム
（塩基性乳酸アルミニウムとして添加、アルカリイオン水中で酸化アルミニウム粒子に変化）

上記以外の添加剤でも、表面にＯＨ基が多量に含まれる物資であれば、アルカリイオン水のｐＨの経時変化に対する効果があると考えられる。しかし、洗浄水１は生体内に放出されるため添加剤の選定にあたっては安全性に対する注意が必要であることは言うまでも無い。

なお、本発明のアルカリイオン水における添加剤の添加量は、極めて微量である。このため、いずれの添加剤を添加しても洗浄水のｐＨおよび表面張力等の初期特性は変化しなかった。

以上の説明のように所定の添加剤を所定量添加したアルカリイオン水からなる実施形態の洗浄水１はｐＨの経時変化が小さい。このため、洗浄水１は１２ヶ月保存しても、ｐＨ９．０以上であり、精製水では除去困難な付着物を効率的に洗い流し除去することができる。

なお、複数種類の上記添加剤を添加してもよい。例えば、トリポリリン酸ナトリウムおよびオルトケイ酸ナトリウムを合計で所定量（１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下）添加しても、単独添加と同じ効果が得られる。

＜第２実施形態＞
水中に直径が１μｍ未満の超微細気泡を含む、いわゆるナノバブル水は通常の水では除去困難な付着物を効率的に洗い流し除去することができることが知られている。

このため、第１実施形態の洗浄水１に、多孔体フィルタ等を介して空気を水中に放出することで微細気泡を発生し、さらに微細気泡に超音波を照射して微細気泡に物理的刺激を与えることにより、ナノバブルを含む洗浄水１Ａを作製した。

図５に洗浄水１Ａに含まれるナノバブルの粒径分布を示す。粒径分布は、トラッキング法を用いて評価した。モード径は１００ｎｍであり、１μｍ未満のナノバブルが５万個／ｍＬ含まれていた。

洗浄水１Ａは、洗浄水１では十分に除去することが容易ではなかったケル状の血液も容易に洗浄することができた。

ただし、モード径が５００ｎｍ超場合には、洗浄水１と比較して初期の洗浄効果が、それほど顕著ではなかった。また、経時変化により洗浄効果がさらに低下した。一方、モード径が５０ｎｍ未満では、ボトル２１の材料であるＰＥＴと反応するためか、やはり洗浄効果および経時変化が良くなかった。

なお、モード径が５０ｎｍ未満でも、ガラスボトルに保存した場合にはＰＥＴボトルに保存した場合よりも経時変化は小さかった。しかしガラスボトルは高価で使い捨て用途には適しておらず、ＰＥＴボトルより重く破損しやすい。

また、ナノバブル数が１万個／ｍＬでは洗浄水１と比較して顕著な効果は得られなかった。また、ナノバブル数が１０万個超／ｍＬの洗浄水は作製が容易ではなく高価である。

以上のように、洗浄水１Ａは、洗浄水１が、モード径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のナノバブルを１０万個／ｍＬ以上含んでいる場合に、所定の優れた効果が得られる。

本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。

１、１Ａ…洗浄水
２…内視鏡システム
１０…内視鏡
１１…挿入部
１１Ａ…先端部
１１ＳＡ…先端面
１２…把持部
１３…ユニバーサルコード
１４…コネクタ
１５…観察窓
１６…送水管
１７…ノズル
１８…鉗子孔
１９…照明窓
２０…送液装置
２１…ボトル

Claims

内視鏡の観察窓を洗浄するための、ｐＨ９．０以上ｐＨ１２．０以下のアルカリイオン水からなる洗浄水であって、
添加剤として、ポリリン酸塩、ケイ酸塩、ケイ酸塩粒子、酸化チタン粒子、または酸化アルミニウム粒子の少なくともいずれかを１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含むことを特徴とする洗浄水。
ｐＨ１０．０以上ｐＨ１１．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水。
前記添加剤が、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウム、ケイ酸ナトリム、ケイ酸カリウムおよびメタケイ酸の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の洗浄水。
前記添加剤が、トリポリリン酸ナトリウム、またはオルトケイ酸ナトリムであることを特徴とする請求項３に記載の洗浄水。
モード径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のナノバブルを１０万個／ｍＬ以上含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄水。