JP2020157005A - 低温物品の除染方法及びこれに使用するパスボックス - Google Patents

Abstract

【課題】低温物品の表面の除染効果の完璧を図ると共に、作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる低温物品の除染方法及びこれに使用するパスボックスを提供する。【解決手段】低温物品の外表面に除染剤を付与する付与工程と、除染剤を付与した低温物品に超音波を照射して、その表面を乾燥する乾燥工程とを有している。付与工程においては、低温物品の表面に向けて除染剤のミスト、フォグ、又は、ガスを供給して当該低温物品の表面に除染剤の凝縮膜を形成する。また、乾燥工程においては、低温物品の表面に向けて乾燥空気を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、低温物品の除染方法に関するものであり、特に超音波振動を利用した低温物品の除染方法に関するものである。また、本発明は、低温物品の除染方法に使用するパスボックスに関するものである。

医薬品或いは食品などを製造する製造現場、或いは、手術室などの医療現場においては、室内の無菌状態を維持することが重要である。特に医薬品製造の作業室である無菌室の除染においては、ＧＭＰ（Ｇｏｏｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ）に即した高度な除染バリデーションを完了させる必要がある。

このような無菌環境での小規模な作業においては、作業室として小型のチャンバーを採用し、作業者はこのチャンバーの外部からグローブやハーフスーツを介して作業することのできるアイソレーターが使用される。このアイソレーターのチャンバーには、外部環境から汚染物質が混入しないように無菌状態を維持する吸排気装置が設けられている。また、無菌状態のアイソレーターの内部に外部環境から必要な器具や物品を搬入する際にも、無菌状態の維持が図られている。

例えば、アイソレーターの内部に物品を搬入する際には、パスボックスと呼ばれる小型の搬入用予備室が設けられている。物品をアイソレーターの内部に搬入しようとする作業者は、まず物品をパスボックス内に搬入する。このとき、アイソレーターとパスボックスとの間の搬入扉は封鎖されている。次に、パスボックスと外部環境との間の搬入扉を封鎖して、パスボックス内部と共に物品を除染する。パスボックスでの除染が完了し除染用ガスなどを排除してから、アイソレーターとパスボックスとの間の搬入扉を開放して物品をアイソレーターの内部に搬入する。

近年、アイソレーターやパスボックスなどの作業室（以下、除染対象室という）及び搬入しようとする物品の除染には、過酸化水素（ガス又はミスト）が広く採用されている。この過酸化水素は、強力な滅菌効果を有し、安価で入手しやすく、且つ、最終的には酸素と水に分解する環境に優しい除染ガスとして有効である。この過酸化水素による除染効果は、除染対象部位の表面に凝縮する過酸化水素水の凝縮膜によるものであることが下記特許文献１に記載されている。

特公昭６１−４５４３号公報

ところで、パスボックス内で除染してアイソレーターの内部に搬入しようとする物品には、熱に対して不安定な医薬品や凍結乾燥後の医薬品を収容した小容器（バイアル等）、また再生医療に供される細胞等もあり、これらの物品は冷蔵又は凍結した状態（一般に、−１４０℃〜１０℃程度）でパスボックス内に搬入され除染される。

これらの低温物品の除染において、除染剤のガス、フォグ又はミストを供給すると、低温物品の表面では除染剤が直ちに結露を生じる。しかし、低温物品の表面温度が低いことから、除染の進行が遅く除染操作に長時間を要するという問題があった。一方、アイソレーターなどの無菌空間にパスボックス内での除染を介して物品を搬入する前に常温に戻したり、除染操作に長時間を要することは作業性の点でも医薬品等の安定性の点でも問題であった。

そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、低温物品の表面の除染効果の完璧を図ると共に、作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる低温物品の除染方法及びこれに使用するパスボックスを提供することを目的とする。

上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、超音波照射を採用して低温物品の表面に結露した除染剤の凝縮膜を効率よく乾燥することにより、上記目的を達成できることを見出し本発明の完成に至った。

即ち、本発明に係る低温物品の除染方法は、請求項１の記載によれば、
低温物品（４０）の外表面に除染剤を付与する付与工程と、
除染剤を付与した前記低温物品に超音波を照射して、その表面を乾燥する乾燥工程とを有している。

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の低温物品の除染方法であって、
前記乾燥工程において、前記低温物品の表面に向けて乾燥空気を供給することを特徴とする。

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１又は２に記載の低温物品の除染方法であって、
前記付与工程において、前記低温物品の表面に向けて除染剤ミスト（３１）を供給して当該低温物品の表面に除染剤の凝縮膜を形成することを特徴とする。

また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項３に記載の低温物品の除染方法であって、
前記乾燥工程において、前記低温物品の周囲に配置した震動盤（２１、２２）を超音波振動させて盤面（２１ａ、２２ａ）から垂直方向に超音波による音響流を発生させ、
前記低温物品の表面の除染剤の凝縮膜に超音波振動と音響放射圧を作用させることを特徴とする。

また、本発明に係るパスボックスは、請求項５の記載によれば、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の低温物品の除染方法に使用するパスボックスであって、
低温物品（４０）を除染する作業室（１０）と除染剤供給手段（３０）と乾燥空気供給手段（６０）と超音波震動手段（２１、２２）とを備え、
前記除染剤供給手段は、除染剤を除染剤ミスト（３１）の状態で前記低温物品を収容した前記作業室の内部に供給し、
前記乾燥空気供給手段は、前記低温物品の表面に乾燥空気を供給し、
前記超音波震動手段は、前記作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤（２１、２２）を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面（２１ａ、２２ａ）から垂直方向に超音波による音響流を発生させ、
前記作業室内の前記低温物品に前記乾燥空気と前記音響流を作用させることにより、当該低温物品の表面に形成された除染剤の凝縮膜を乾燥することを特徴とする。

上記構成によれば、本発明に係る低温物品の除染方法は、付与工程と乾燥工程とを有している。付与工程は、低温物品の外表面に除染剤を付与する。また、乾燥工程は、除染剤を付与した低温物品に超音波を照射して、その表面を乾燥する。このことにより、低温物品の表面の除染効果の完璧を図ると共に、作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる低温物品の除染方法を提供することができる。

また、上記構成によれば、乾燥工程において、低温物品の表面に向けて乾燥空気を供給する。このことにより、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、付与工程において、低温物品の表面に向けて除染剤のミスト、フォグ、又は、ガスを供給する。その結果、低温物品の表面に除染剤の凝縮膜を形成する。このことにより、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、乾燥工程において、低温物品の周囲に配置した震動盤を超音波振動させる。震動盤が超音波振動することにより、その盤面から垂直方向に超音波による音響流が発生する。そして、低温物品の表面の除染剤の凝縮膜に超音波振動と音響放射圧を作用させる。このことにより、上記作用効果をより具体的に発揮することができる。

また、上記構成によれば、本発明に係るパスボックスは、作業室と除染剤供給手段と乾燥空気供給手段と超音波震動手段とを備えている。除染剤供給手段は、除染剤を除染剤ミストの状態で低温物品を収容した作業室の内部に供給する。乾燥空気供給手段は、低温物品の表面に乾燥空気を供給する。超音波震動手段は、作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面から垂直方向に超音波による音響流を発生させる。このようにして、作業室内の低温物品に乾燥空気と音響流を作用させることにより、当該低温物品の表面に形成された除染剤の凝縮膜を乾燥することができる。このことにより、低温物品の表面の除染効果の完璧を図ると共に、作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできるパスボックスを提供することができる。

本実施形態に係る低温物品の除染方法に使用するパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）付与工程の状態、（Ｂ）乾燥工程の状態である。 図１のパスボックスが具備する震動盤においてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置した状態を示す概要斜視図である。

以下、本発明に係る低温物品の除染方法及びこれに使用するパスボックスを実施形態により詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態にのみ限定されるものではない。

本実施形態において、低温物品の除染方法は、除染対象である低温物品の外表面に除染剤を付与する付与工程と、除染剤を付与した低温物品に超音波を照射して、その表面を乾燥する乾燥工程とにより行われる。図１は、本実施形態に係る低温物品の除染方法に使用するパスボックスの内部の概要を示す（Ａ）付与工程の状態、（Ｂ）乾燥工程の状態である。

《付与工程》
まず、付与工程について説明する。図１（Ａ）において、パスボックス１０は、ステンレス製の筐体であって、アイソレーター（図示せず）の壁面に開閉扉（内部扉）を介して連接し、他の壁面に外部環境への開閉扉（外部扉）を有している。なお、パスボックス１０とアイソレーターとの連接状態及び開閉扉の構造は特に限定するものではなく、従来のパスボックスの構造と同様である。また、アイソレーターに対するパスボックスの位置は、側壁面に限るものではなく上壁面又は底壁面に連接するようにしてもよい。なお、図１においては、内部扉、外部扉及び給排気装置等を図示していない。

図１においては、パスボックス１０の内部中央に外部環境からアイソレーターの内部に搬入する低温物品４０が搬入されている。なお、図１（Ａ）においては、低温物品４０の上部から側部下方に掛けてガラス製のカバー５０が覆っている。このカバー５０は、除染剤供給手段（後述する）から供給された除染剤ミストが低温物品４０の外表面付近に集中するように設けられている。なお、このカバー５０は、付与工程において必要により設けるようにすればよい。

本実施形態においては、低温物品４０が除染対象であり、凍結乾燥後のバイアルであった。この低温物品４０は、パスボックス１０の内部で除染された後にアイソレーターの内部に搬入される。また、図１（Ａ）においては、パスボックス１０の内部に超音波震動手段としての２台の震動盤２１、２２が配置されている。これらの震動盤２１、２２は、付与工程において作動させるものではなく、後述の乾燥工程において説明する。

次に、除染剤供給手段について説明する。本実施形態においては、除染剤供給手段として二流体スプレーノズル３０を使用し、パスボックス１０の底壁面１３に設置されている（図１（Ａ）参照）。また、本実施形態においては、除染剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２水溶液）を使用した。なお、除染剤は過酸化水素水に限定されるものではなく、液体状の除染剤であればどのようなものを使用するようにしてもよい。

二流体スプレーノズル３０は、コンプレッサー（図示せず）からの圧縮空気により過酸化水素水をミスト化して過酸化水素水ミスト３１とし、パスボックス１０の内部に供給する。なお、本発明においては、ミスト供給装置に関しては二流体スプレーノズルに限るものではなく、ミスト発生機構及び出力等について特に限定するものではない。図１（Ａ）において、二流体スプレーノズル３０から発生した過酸化水素水ミスト３１は、カバー５０の内部に供給され低温物品４０の周囲に集中する。ここで、過酸化水素水ミスト３１は、低温物品４０の低い表面温度で冷やされ、低温物品４０の表面に結露して凝縮膜を形成する。

なお、本実形態においては、付与工程において除染剤ミストを採用する。しかし、本発明における低温物品の外表面への除染剤の付与方法は、二流体スプレーノズル等による除染剤ミストの供給に限るものではない。例えば、ハンドスプレーなどで予め除染剤を付与した後に、表面に凝縮膜を形成した状態の低温物品をパスボックスの内部に搬入するようにしてもよい。また、所定の濃度に調整した除染剤水溶液に低温物品を浸漬し、表面に凝縮膜を形成した状態の低温物品をパスボックスの内部に搬入するようにしてもよい。

また、本実施形態で採用する除染剤ミストとは、広義に解釈するものであって、微細化して空気中に浮遊する除染剤の液滴の状態、除染剤のガスと液滴が混在した状態、除染剤がガスと液滴との間で凝縮と蒸発との相変化を繰り返している状態などを含むものとする。また、粒径に関しても、場合によって細かく区分されるミスト・フォグ・液滴などを含んで広義に解釈する。

よって、本発明に係るミストにおいては、場合によってミスト（１０μｍ以下と定義される場合もある）或いはフォグ（５μｍ以下と定義される場合もある）と呼ばれるもの、及び、それ以上の粒径を有するものも含むものとする。また、本発明においては、結露に時間を要するものであるが、除染剤ガスをも含むものとする。

《乾燥工程》
次に、乾燥工程について説明する。図１（Ｂ）において、パスボックス１０の内部には、付与工程で表面に過酸化水素水の凝縮膜が形成された低温物品４０が収容されている。この低温物品４０を覆うカバー５０は、取り除かれている。また、低温物品４０を左右から挟むようにして２台の震動盤２１、２２が配置されている。２台の震動盤２１、２２は、パスボックス１０の４面の側壁のうち対向する側壁面１１、１２を背にして震動面２１ａ、２２ａをパスボックス１０の内部に水平方向に向けて配置されている。これら２台の震動盤２１、２２は、互いに盤面（震動面２１ａ、２２ａ）を対向させて配置され、その中央部に低温物品４０が配置されている。

ここで、震動盤２１（２２も同じ）について説明する。図２は、図１のパスボックスが具備する震動盤においてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置した状態を示す概要斜視図である。図２において、震動盤２１は、基盤と複数の送波器とを具備している。本実施形態においては、基盤としてスピーカー基盤２５を使用し、送波器として超音波スピーカー２６を使用した。本実施形態においては、スピーカー基盤２５の平面２５ａ上に２５個の超音波スピーカー２６をそれらの震動面２６ａの送波方向（図示正面左方向）を統一して配置されている。なお、超音波スピーカーの個数は、特に限定するものではない。

本実施形態においては、超音波スピーカー２６として超指向性の超音波スピーカーを使用した。具体的には、周波数４０ＫＨｚ付近の超音波を送波する周波数変調方式の超音波スピーカー（ＤＣ１２Ｖ、５０ｍＡ）を使用した。なお、超音波スピーカーの種類、大きさと構造、出力等に関しては、特に限定するものではない。また、本発明においては、ミスト制御装置が具備する震動盤に関しては超音波スピーカーに限るものではなく、超音波の発生機構、周波数域及び出力等について特に限定するものではない。

本実施形態において、複数（２５個）の超音波スピーカー２６の震動面４６ａの送波方向を統一すると共にこれらの送波器を同位相で作動させることにより、各超音波スピーカー４６の正面方向の超音波が互いに強め合うと共に、各超音波スピーカー４６の横方向の超音波が互いに打ち消し合うようになる。その結果、スピーカー基盤２５に配置された超音波スピーカー２６が超音波振動すると、各震動面２６ａから垂直方向に空気中を進行する指向性の強い音響流が発生する。なお、超音波制御装置（図示せず）により超音波スピーカー２６の周波数と出力を制御することにより、効率的な除染操作が可能となる。

また、図１（Ｂ）においては、給気管６０と排気管７０とが設けられている。給気管６０は、パスボックス１０の底壁面１３に設けられ、パスボックス１０の内部に乾燥空気を供給する。なお、乾燥空気に換えて他の乾燥状態にあるガス、例えば、窒素ガスなどを供給するようにしてもよい。排気管７０は、パスボックス１０の側壁面１２に設けられ、パスボックス１０の内部で乾燥により発生した湿り空気及び蒸発した除染剤ガスを外部に排気する。なお、図１（Ｂ）においては、二流体スプレーノズル３０は作動させないので、その記載を省略している。

この状態で給気管６０から乾燥空気を供給すると共に、各震動盤の超音波スピーカー２６が超音波振動すると、２つの震動面２１ａ、２２ａからそれぞれ垂直方向に進行する指向性の強い音響流が発生する。これらの音響流は、それぞれ超音波振動と音響放射圧による押圧を低温物品４０の表面に作用させる。このことにより、低温物品４０に結露した過酸化水素水の凝縮膜が振動して、乾燥空気の作用に伴って凝縮膜の乾燥と共に過酸化水素水の濃縮が促進され酸化による除染効果が促進される。

次に、実施例により本実施形態に係るパスボックス１０を使用して、本発明に係る低温物品の除染方法を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。

本実施例においは、パスボックス内で凍結乾燥後のバイアル（表面温度：０℃、内容物：蒸留水５ｍｌ）の外表面を除染して、アイソレーター内に搬入する除染操作について実施した。なお、使用したバイアルは、ポリエチレン素材の高さ７ｃｍ、直径２ｃｍ、容量１５ｍｌのものであった。

凍結乾燥後のバイアルの外表面の除染効果は、酵素インジケーター：ＥＩ（Ｅｎｚｙｍｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）で確認した。ＥＩは、試験後に残存酵素活性を蛍光測定し除染効果を確認するものであり、従来のＢＩ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に比べ、培養操作が不要で短時間で効果を確認することができる。近年、ＢＩとの比較同等性が確認され、普及が進んでいる。除染後のＥＩの蛍光強度から菌数の対数減少によるＬＲＤ値（Ｌｏｇ Ｓｐｏｒｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を計算し、パスボックス内部の充分な除染効果として認められる４〜６ＬＲＤ又はそれ以上を合格と判断した。

本実施例においては、図１のパスボックス１０を使用した。パスボックス１０は、容積０．００２２ｍ^３（縦１５ｃｍ、横１２ｃｍ、奥行１２ｃｍ、内壁面はステンレス板）を使用し、２台の震動盤２１、２２を配置した。過酸化水素付与工程における付与方法としては、（１）浸漬法、（２）ハンドスプレー法、（３）ミスト法（二流体スプレーノズルを使用）、（４）フォグ法（超音波加湿器：ネブライザーを使用）の４つの方法で行った。（３）ミスト法と（４）フォグ法においては、過酸化水素水（３５W／V％）を使用して噴霧した。また、（１）浸漬法と（２）ハンドスプレー法においては、６W／V％に希釈した過酸化水素水を使用した。

過酸化水素付与工程における発生量、付与時間、総付与量、及び、乾燥工程における空気流用、乾燥時間を表１に示す。付与工程において、（１）浸漬法による総付与量は測定できなかった。また、乾燥工程において、（２）ハンドスプレー法に対する乾燥では空気流量を増大して行った。これらの条件で除染したバイアルのＬＲＤ値及び温度上昇を表１に示す。

表１から分かるように、（４）フォグ法以外の方法は、いずれも良好なＬＲＤ値を示し、短時間において十分な除染効果を確認した。なお、（４）フォグ法においては、バイアル表面の凝縮膜の形成に時間を要するものと考えられる。また、バイアル表面の温度上昇の原因は明確ではないが、音響流から付与される振動エネルギーに起因するものと考えられる。また、過酸化水素水の素早い酸化分解によるものとも考えられる。しかし、短時間におけるこの程度の温度上昇は、除染対象の低温物品の品質に影響を及ぼす程ではないと考えられる。

このように、低温物品に過酸化水素ミスト等を供給すると、その表面は直ちに濡れ場（凝縮膜の形成）となる。この濡れ場に乾燥空気を供給すると共に、超音波振動の音響流を照射すると、３分程度の短時間で蒸発効果が促進され、過酸化水素水の表面濃度が一気に上昇して劇的な除染効果が得られることが分かった。

よって、本実施形態によれば、低温物品の表面の除染効果の完璧を図ると共に、作業時間を短縮して除染作業の効率化を図ることのできる低温物品の除染方法及びこれに使用するパスボックスを提供することができる。

なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限らず、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態においては、付与工程における除染剤の付与に二流体スプレーノズルを使用した。しかし、これに限るものではなく、実施例で使用した超音波加湿器（ネブライザー）、ハンドスプレーの使用、或いは除染液中への浸漬などを使用するようにしてもよい。
（２）上記実施形態においては、震動盤としてスピーカー基盤に複数の超音波スピーカーを配置したものを使用した。しかし、これに限るものではなく、震動盤として一定面積を有するステンレス板にランジュバン型震動子を固定した震動盤やその他の超音波振動する盤面を有するものであればどのような震動盤を使用するようにしてもよい。
（３）上記実施形態においては、除染剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２水溶液）を使用した。しかし、これに限るものではなく、除染剤として使用される液体状の除染剤であればどのようなものを使用するようにしてもよい。
（４）上記実施形態においては、２面の側壁に２台の震動盤を配置した。しかし、これに限るものではなく、４面の側壁に４台の震動盤を配置、或いは、４面の側壁に上壁面や底壁面を加えた６面のうち２〜６面に震動盤を配置するようにしてもよい。

１０…パスボックス、１１、１２、１３…壁面、
２１、２２…震動盤、２１ａ、２２ａ…震動面、
２５…スピーカー基盤、２５ａ…スピーカー基盤の平面、
２６…超音波スピーカー、２６ａ…超音波スピーカーの震動面、
３０…二流体スプレーノズル、３１…過酸化水素水ミスト、
４０…低温物品、５０…カバー、６０…給気管、７０…排気管。

Claims (5)

1. 低温物品の外表面に除染剤を付与する付与工程と、
   除染剤を付与した前記低温物品に超音波を照射して、その表面を乾燥する乾燥工程とを有する低温物品の除染方法。
2. 前記乾燥工程において、前記低温物品の表面に向けて乾燥空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の低温物品の除染方法。
3. 前記付与工程において、前記低温物品の表面に向けて除染剤ミストを供給して当該低温物品の表面に除染剤の凝縮膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の低温物品の除染方法。
4. 前記乾燥工程において、前記低温物品の周囲に配置した震動盤を超音波振動させて盤面から垂直方向に超音波による音響流を発生させ、
   前記低温物品の表面の除染剤の凝縮膜に超音波振動と音響放射圧を作用させることを特徴とする請求項３に記載の低温物品の除染方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の低温物品の除染方法に使用するパスボックスであって、
   低温物品を除染する作業室と除染剤供給手段と乾燥空気供給手段と超音波震動手段とを備え、
   前記除染剤供給手段は、除染剤を除染剤ミストの状態で前記低温物品を収容した前記作業室の内部に供給し、
   前記乾燥空気供給手段は、前記低温物品の表面に乾燥空気を供給し、
   前記超音波震動手段は、前記作業室の内部壁面近傍に配置した震動盤を具備し、当該震動盤を超音波振動させて盤面から垂直方向に超音波による音響流を発生させ、
   前記作業室内の前記低温物品に前記乾燥空気と前記音響流を作用させることにより、当該低温物品の表面に形成された除染剤の凝縮膜を乾燥することを特徴とするパスボックス。