JP3179111B2 - ヒト及び他の温血動物へのインビボ投与のための流体電気分解システム - Google Patents

ヒト及び他の温血動物へのインビボ投与のための流体電気分解システム

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、流体を電気分解する装置及び方法に関し、
さらに詳しくは、ヒトの医学的治療に用いる食塩水の電
気分解装置及び方法に関する。
2.先行技術 流体の電気分解が有用な生成物を生成することは、長
く知られている。特に、食塩水の電気分解は、塩素及び
オゾンを生成する。食塩水の電気分解からの生成物は、
硬表面のインビトロ（in vitro）での殺菌剤として有
用であることが知られている。こうして、食塩水の電気
分解のために様々な装置及び方法が提案されたが、しか
し、以前に入手可能な機構は全て１又はそれ以上の欠点
を有している。このような欠点は、電解食塩水をインビ
ボ（in vivo）投与に用いるときに特に不都合である。
例えば、Themyに付与された米国特許第4,236,992,4,2
38,323,及び4,316,787は塩素、オゾン及び水酸化物イオ
ンのような消毒剤を有効量産生する、希薄食塩水を電解
するための電極、方法及び装置を開示している。顕著な
ことに、Themyによって開示された装置は全て非能率的
であり、予測できない生成物を産生し、そして潜在的
に、電解食塩水に所望でない毒性物質を導入する。電解
食塩水への所望でない毒性物質の導入は、溶液が患者の
インビトロ投与に用いられた場合に重大な懸念となる。
電解食塩水を製造するための他の装置が、Ster−Ｏ−
Lizerの商品名で入手可能であった。実験報告書及び種
々のSter−Ｏ−Lizerモデルからの電解食塩水の試験に
より得られた他のデータは、これが水の病原性微生物を
含まない状態に保つのに有効であることを示している。
インビトロで行われた試験はさらに、緑膿菌、大腸菌、
黄色ブドウ球菌、カンジダアルビカンス及び腸チフス菌
のようなある種の微生物が電解食塩水に暴露された後は
非感染性であることを示している。しかしながら、Ster
−Ｏ−Lizerの商品名で入手可能なこれらの装置は、生
成溶液を患者のインビボ投与に用いる場合に起こる重大
な懸念については注意を払っていない。
何年もの間、オゾン（O3）はウィルス性感染症の治療
に用いられてきた。塩素化生石灰（chlorinated lime）
としての塩素は、産褥熱を予防し、抑制するために1846
年ほどの初期に上首尾に用いられた。1911年までに、合
衆国は、塩素化方法によって800,000,000ガロン程度の
多量の水を精製した。開放創及び感染した創傷に対する
0.05％次亜塩素酸ナトリウム水溶液（Dakine Solutio
n）としての塩素の広範囲な使用は、1915年に開始され
た。Dakine Solutionは英国薬局方に1963年までに記載
された標準製品であった。
Wilk等によって、テクノロジーとテクノロジー交換に
関する国際会議、第１回Euro−Americanシンポジウム
（フランス、パリ）（1992）とScience,Total Environ
ment,63:191−197（1987）とによって報告されるよう
に、オゾンと塩素のある種の組み合わせは、黄色ブドウ
球菌と緑膿菌とを包含する種々な細菌に対して、別々に
用いられたいずれか一方よりも顕著に大きい活性を有す
る。カンジダアルビカンスもオゾンと塩素との組み合わ
せによって効果的に殺されることが報告された。
塩素とオゾンの多くの使用の観点からみて、塩素とオ
ゾンを発生する数多くの装置及び方法が提案された。顕
著なことに、以前に入手可能だった装置及び方法は、ヒ
トを含む温血動物における微生物の滅菌のための生理学
的流体のインビボ治療のための、限定された量のオゾン
と塩素を含んだ電解食塩水を産生するには十分適してい
なかった。最近、電解食塩水を用いて生理学的流体を有
益に取り扱える状態があることが発見された。それら流
体の治療的性質を壊すことなく感染性生物を良性にする
ことができる電解食塩水による全血、血しょう又は細胞
培養物等の生理学的流体の処置が、今では可能である。
不便なことに、塩素とオゾンを発生するために入手可能
な装置あるいは方法は、全血、血しょう又は細胞培養物
等の生理学的流体の処置には適していない。
電解食塩水を用いた生理学的流体の処置法は、米国特
許第5,334,383及び米国特許出願08/275,904（1994年７
月15日提出）に説明されており、これらはともにその全
てを参照として本明細書中に包含する。これらの明細書
では、電解食塩水は適切に作られ、そしてインビボ投与
され、侵入する抗原によってもたらされる種々の感染、
特にウィルス性の感染の治療において効果的である。従
って、インビボ投与のための電解食塩水の装置及び方法
を提供することは当業界では大変な進歩であろう。
発明の概要及び目的 上述の当業界の現状に鑑み、本発明は、以下の目的及
び効果を実現しようとするものである。
本発明の目的は、インビボ（in vivo）投与に特に適
した食塩水を電気分解するための装置及び方法を提供す
ることである。
また、液体の中に有害物質を導入することなくそのよ
うな液体を電気分解するための装置及び方法を提供する
ことも、本発明の目的である。
本発明の別の目的は、信頼性があり、経済的に運転す
ることのできる、食塩水を電気分解するための装置及び
方法を提供することである。
本発明の上述の及び他の目的、並びに、利点は、以下
の記載及び添付の請求の範囲から、より完全に理解さ
れ、あるいは、本発明を実施することにより習得するこ
とができる。
本発明は、液体を電気分解するための装置を提供す
る。その結果生ずる、食塩水の如き電気分解された液体
は、全血、血漿、又は、細胞単離物の如き生理学的な物
質を処理して、有害な微生物の効果を低減するために、
特に適しており、また、ヒトを含む温血動物にインビボ
投与するのに良く適している。
本発明の好ましい実施例は、電気分解すべき液体を保
持するための容器手段を備えている。電源手段が、電流
源を提供する。少なくとも、第１のアノード及び第２の
アノードが、上記電源手段に接続されている。これらア
ノード、及び、カソードが、電気分解すべき液体の中に
浸漬するように、上記容器手段の中で位置決めされてい
る。
上記アノードは、母材を含むのが好ましい。この母材
は、チタン、ニオブ、白金、及び、タンタルから成る群
から選択される金属であるが、ニオブであるのが好まし
い。白金から成る外側層が、上記母材すなわちベースに
接合されるのが好ましい。上記アノードは、円筒形の形
状を含んでいる。
上記カソードも、電源手段に接続されていて、金属を
含み、また、実質的に円筒形の形状を有している。この
カソードは、上記アノードに対して同心円状の関係で位
置決めされている。カソードとアノードとの間の間隔
は、ある好ましい値よりも大きくない。更に、カソード
とアノードとの間の電圧は、ある好ましい値よりも大き
くない。接近した電極の間隔と、使用する低い電圧と、
電極を形成するために使用される材料との組み合わせに
より、約５乃至約100mg/Lのオゾン、及び、約５から約3
00ppmの範囲の遊離塩素含量を有し、約7.2から約7.6の
範囲のpH値を有する液体が生ずる。
図面の簡単な説明 本発明の上述の及び他の効果並びに目的がどのように
して得られるかをより良く理解するために、添付図面に
示される本発明の特定の実施例を参照して、上に簡単に
説明した本発明を以下に、より詳細に説明する。上述の
図面は、本発明の代表的な実施例を単に示すだけであ
り、従って、本発明の範囲を限定するものと見なされる
べきものではないという理解の下に、添付図面を用いて
本発明を更に特定して詳細に説明する。図面において、 図１は、現時点において好ましい本発明の第１の実施
例の斜視図であり、 図２は、図１に示す電極アセンブリの詳細な平面図で
あり、 図３は、図２の線３−３に沿って取った電極アセンブ
リの側方断面図であり、 図４は、現時点において好ましい本発明の第２の実施
例のブロック図であり、 図５は、図４に示す装置に使用するのが好ましい電極
アセンブリの平面図であり、 図６は、図５の線６−６に沿って取った断面図であ
る。
好ましい実施例の詳細な説明 ここで図面を参照するが、これら図面においては、同
様な構造には同様の参照符号が付されている。
最初に、その全体に参照符号100が付されている現時
点において好ましい本発明の第１の実施例の斜視図であ
る図１を参照すると、この実施例は、電源102と、参照
符号104が付されている液体受けとを備えている。液体
受け104は、ベース114を備えており、該ベースには液体
容器116が取り付けられている。ベース114は、絶縁プラ
スチック材料から製作されるのが好ましい。液体容器11
6は、生物学的なプロセスに適合する当業界で入手可能
な不活性な透明プラスチック材料から製作されるのが好
ましい。重要なことは、液体容器は、電気分解されてい
る液体の中に望ましくない物質を導入しない材料である
ことが好ましいということである。液体容器に好ましい
１つの材料は、産業界で入手可能なポリカーボネートで
ある。また、液体容器116を透明な材料から製作して、
液体の電気分解の進行を観察し、異常な事態が観察され
た場合には、プロセスの調節又は中断を行えるようにす
ることも好ましい。
液体容器116を覆って、液体容器116を汚染物から保護
するために、蓋118が設けられている。偶発的に液体容
器116の中に落下する恐れのある異物が、液体容器116の
底部まで落ちないようにするために、スクリーン120が
設けられている。処理すべき食塩水を液体容器116に入
れ、電気分解された食塩水を液体容器116から、例え
ば、注射器の中に引き抜いて使用することができるよう
になるために必要な時間にわたって、蓋118を閉じる。
液体容器116の底部は、ベース114の内部に取り付けられ
たフロア124によって密封されている。
参照符号122がその全体に付されている電極アセンブ
リが、フロア124に取り付けられており、これにより、
液体容器の中の液体は総て、電極アセンブリ122に露出
される。電極アセンブリ122は、端子110、112、及び、
電線106、108を介して、電源102に電気的に接続されて
いる。電源102は、液体が液体容器116の中に入れられた
時に、調節された電圧及び電流を電極アセンブリ122に
供給する必要がある。電極アセンブリ122に与えられる
電圧及び電流は、電気分解されている液体に応じて変動
する。電圧の設定及び測定を行うための制御装置102A、
及び、電流の設定及び測定を行うための制御装置102B
が、電源に設けられている。本発明によれば、DC30ボル
トよりも低い低電圧が使用される。代表的な電圧値及び
電流値、並びに、好ましい電圧値及び電流値を使用した
場合にもたらされる利点は、間もなく説明する。
図２は、図１に示す電極アセンブリ122の平面図であ
る。電極アセンブリ122は、円筒形の内側電極128と、円
筒形の外側電極126とを備えるのが好ましい。内側電極1
28は、中実であるのが好ましい。そうではなく、内側電
極の中空部を密封して、液体がそのような中空部に入ら
ないようにすることも好ましい。内側電極128及び外側
電極126の円筒形の形状は、好ましいものであって、他
の形状（例えば、細長い平坦なパネル）の電極で得られ
る性能よりも良好な性能が得られる。
内側電極128の直径Ａは、約12.7mm（約２分の１イン
チ）であるのが好ましい。当業者は、本明細書に含まれ
る情報に従って、内側電極の他の直径Ａを選択すること
ができる。外側電極126は、概ね円筒形の形状とすべき
であり、適宜な金属から製作するのが好ましい。要求さ
れる性質に応じて、チタン、ニオブ、白金、及びタンタ
ルの如き金属を使用するのが好ましい。外側電極126
は、内側電極を物理的な損傷を受ける危険性から確実に
保護するためのある厚み（図２に参照符号Ｂで示す）を
有している。上述の金属は、耐食性の効果をもたらし、
この効果は更に、電気分解されている液体の中に有害物
質が入るのを阻止することは理解されよう。
引き続き図２を参照すると、内側電極128と外側電極1
26との間の参照符号Ｃが付されているスペースすなわち
間隔は、ある最大値を超えない。電極同士を大きな距離
だけ離し、大きな電圧を用いて所望の電気分解を得る上
述の入手可能な装置とは対照的に、本発明は、電極の間
隔を小さい値に維持して、他の装置に比較して改善され
た性能を得る。内側電極128と外側電極126との間の間隔
は、約12.7mm（約1/2インチ）以下であるのが好まし
く、また、内側電極128と外側電極126との間の間隔は、
約9.5mm（約3/8インチ）以下であるのがより好ましく、
更に、内側電極128と外側電極126との間の間隔は、約6.
4mm（約1/4インチ）以下であるのが最も好ましい。
図２の線３−３に沿って取った電極アセンブリの側方
断面図である図３を次に参照する。図３に示すように、
外側電極126は、内側電極128よりも上方に伸長してい
て、改善された性能及び物理的な保護をもたらしてい
る。外側電極126は、フロア124に形成された孔を貫通す
るボルト130、及び、これに伴うナットによって、フロ
ア124に取り付けられている。外側電極126に対する電気
的な接続は、上記ボルト及びナットに取り付けられた導
線136によって行われている。この導線136は、端子11
0、112の一方に取り付けられている。同様に、内側電極
128に対する電気的な接続は、導線134によって行われて
おり、この導線は、内側電極の底部からフロア124に形
成された孔を通って伸長しているネジ付きの植込みボル
トに取り付けられたナットによって、適所に保持されて
いる。上記導線134は、端子110、112の他方に取り付け
られている。導線134、136は、液体容器116の中に存在
する総ての液体から絶縁されている。
液体を電気分解する時には、内側電極128は、アノー
ドとして機能し、一方、外側電極は、カソードとして機
能するのが好ましく、電源102、並びに、端子110、112
は、そのような機能を生じさせるように、適正に配備さ
れなければならない。
当業界においては、アノードは、電気分解の間に、破
壊力を受けるということが認識されている。従来技術の
装置においては、電極アセンブリのアノードは、動作不
能になるまで溶解することができ、極めて頻繁に交換す
る必要はない。厳密に言えば、電極アセンブリのアノー
ドは溶解するので、該アノードの金属化合物が液体の中
に分散する。液体が、生理学的液体を処置するために使
用される食塩水である場合には、アノードを構成する物
質のような、溶液の中に分散した有毒物質は、そのよう
な処置の利益を受けようとする人間にとって、有害又は
危険である可能性がある。
当業界においては、アノードを製作するために使用さ
れる可能性のある総ての物質又は材料の中で、アノード
として使用した場合に溶解する可能性が最も低いもの
は、白金であるということが認識されている。生憎、白
金の値段が、白金でその全体が構成されるアノードを使
用することを妨げることが多い。従って、当業界におい
ては、別の金属をアノードの母材として使用し、電気分
解すべき液体に接触する表面に白金の層を設けることが
一般的である。
本発明の一実施例は、チタン、又は、タンタル、より
好ましくはニオブ（コロンビウムとしても知られてい
る）から成る母材を備え、該母材の液体が接触するとこ
ろには総て、白金の層を設けことによっって構成され
た、内側電極128すなわちアノードを効果的に利用して
いる。重要なことは、ニオブは、比較的良好な電気的な
導体であって、チタンの導電率の約３倍の導電率を有し
ているということである。また、母材が液体に露出さ
れ、例えば、ピンホール欠陥が生じた場合に、ニオブと
液体との間の接触によって、有毒な物質が形成されるこ
となない。更に、ニオブの母材が白金の層を受け取る時
に形成される酸化物の食塩水中における高い破壊電圧
が、本発明の別の利点をもたらす。
好ましい装置においては、ニオブの母材の上に、白金
の層がアノードに形成される。この白金の層は、当業界
においてブラシ電着（brush electrodeposition）と呼
ばれている技術を用いて形成するのが好ましく、そのよ
うなブラシ電着は、本明細書に開示する情報を用いて、
当業者が実行することができる。槽（浸漬）電着（tank
electrodeposition）、蒸着、及び、ロールボンディン
グ（roll bonding）のような他の技術を用いて白金の層
を形成することもできるが、ブラシ電着を用いるが好ま
しく、その理由は、経済的に同等の他の技術に比較し
て、接着性が優れており、気孔率すなわちポロシティー
が小さいからである。
上記白金の層の厚みは、約0.5ミクロン（約0.02ミ
ル）よりも大きいのが好ましく、約1.5ミクロン（約0.0
6ミル）よりも大きのが最も好ましく、その最大値は、
約５ミクロン（約0.20ミル）である。ニオブを電極アセ
ンブリのアノードの母材として使用し、また、ブラシ電
着を利用するという上述の組み合わせにより、白金の層
を他の方法に比較してかなり薄くすることができ、その
上に、経済的で信頼性のある運転を行うことができる。
当業者は、本発明に従って製作されたアノードを用いた
場合でも、図３に示す内側電極128を構成するのが好ま
しいアノードを、ある使用期間の後に、交換する必要が
あることを理解することができよう。本発明の上述の実
施例の構造は、内側電極128及び外側電極126の交換が必
要になった場合に、そのような交換を容易にする。
図４に示すのは、その全体に参照符号150が付されて
いる、本発明の現時点において好ましい第２の実施例の
ブロック図である。図４に示すこの実施例は、大量の食
塩水を処理するのに特に適している。図４には、タンク
152が示されており、このタンクの中で、食塩水が電気
分解される。電極アセンブリ154が、上記タンクの中に
設けられており、上記電極アセンブリは、溶液の中に浸
漬されるのが好ましい。適正な電圧（上述した）におい
て十分な電流を与えることのできる電源158が、電線160
を介して、電極アセンブリに接続されている。
また、図４には、循環装置156が示されており、この
循環装置は、タンク152の中の溶液を循環させるように
必要に応じて機能する。また、センサ162も必要に応じ
て設けられていて、例えば、溶液のpHを測定することに
より、タンク152の中の溶液の電気分解の進行状況を評
価する。上記センサは、イオン電極であるのが好まし
く、そのようなイオン電極は、当該業界において入手可
能なものから選択することができる。例えば、塩素セン
サ、オゾンセンサ、及び、温度センサの如き他のセンサ
を用いることも、本発明の範囲に含むことができる。必
要に応じて制御装置164を設けて、電源158、循環装置15
6、及び、センサ162の動作を統御し、装置150を最も効
率的に運転させることができる。
電源158、循環装置156、センサ162、及び、制御装置1
64の如き装置は、当該業界の供給者から容易に入手する
ことができ、また、当業者が、本明細書に開示する情報
を用いて、そのような装置を本発明の実施例に使用する
ことができることは、理解されよう。より詳細に言え
ば、制御装置164は、ディジタル式マイクロプロセッサ
をベースにした装置であるのが好ましく、そのような装
置には、装置150の運転を正確に制御することを可能に
する適正なインターフェースが付随している。また、液
体が処理されている間に、並びに、液体が装置に搬送さ
れている間、及び、液体が装置から抜き出されている間
に、処理された溶液が、滅菌されていない表面、及び、
空気中の病原菌に接触することにより汚染されることを
防止する構造を含むことも、本発明の範囲内である。
次に図５及び図６を参照する。図５及び図６は、図４
に示す装置に使用することが好ましい電極アセンブリ
（参照符号154がその全体に付されている）の、それぞ
れ平面図及び断面図である。図５に最も良く示すよう
に、電極アセンブリ154は、同心円状に配列された複数
のアノード及びカソードを備えている。図５に示す複数
の電極の円筒形の形状及び同心円状の配列は、最も効率
的な運転をもたらす。採用する電極の数は、装置の用途
に応じて選択することができる。例えば、電極の数は、
６、７、８、又は、図５及び図６に示す11、あるいはそ
れ以上の数とすることができる。
図５においては、電極170、174、178、182、186、190
は、カソードとして機能するのが好ましく、また、図１
乃至図３に参照符号126で示される外側電極に関して上
に述べた原理に従って製作されるのが好ましい。更に、
図５においては、電極172、176、180、184、188は、ア
ノードとして機能するのが好ましく、また、図１乃至図
３に参照符号128で示される内側電極に関して上に述べ
た原理に従って製作されるのが好ましい。
図６の側方断面図においては、複数のタブすなわち耳
状部が、円筒形の電極170、172、174、176、178、180、
182、184、186、190から伸長していて、これら電極に対
する電気的な接続を容易にしている。下の表Ａには、図
６に示すタブと電極との間の関係が示されている。
当業者は、タブ170A、172A、174A、176A、178A、180
A、182A、184A、186A、188A及び190Aを用いて、電極17
0、172、174、176、178、180、182、184、186及び190に
対する必要な電気的な接続を行うことができ、また、各
々のタブと処理すべき液体との間の接触を防止するため
の種々の構造を設けることもできる。図６に示す各々の
タブには、参照符号172B、176B、184Bで示すような、配
線コネクタを収容する開口が設けられている。
ここで説明される装置は多くの使用法があるが、ここ
で説明される装置のもっとも好適な使用法は殺菌食塩水
を電解にかけることである。電解食塩水はこうして患者
の治療に用いることができる。食塩水は好適には、約0.
05から10％の範囲のNaClの初期濃度を有し、さらに好適
には、約0.1から5.0％の範囲の初期濃度のNaClを有し、
最も好適には、約0.15から１％の範囲の初期濃度のNaCl
を有する。希薄食塩水は、以下に簡単に説明するよう
に、本発明の態様を用いて、適切な電解溶液を生成する
電圧、電流、及び時間で電解にかけられる。現在好適に
は、電解反応は、室温で実施される。説明された装置の
典型的な使用法の一つにおいては、正常又は等張食塩水
の完全強度の約４分の１である初期濃度のNaClを有する
食塩水を用いる。Taber's Cyclopedic Medical Dict
ionary,E.A.Davis,Co.1958 Ed.,によれば、“等張食塩
水”とは、0.16M NaCl溶液、又は約0.95％のNaClを含
む溶液と定義されている；“生理学的食塩水”とは、0.
85％のNaClを含む無菌溶液と定義され、体液と等張であ
ると考えられており、そして、“正常な食塩水”とは、
0.9％のNaCl溶液であり、体と等張であると考えられて
いる。従って、術語“等張”“正常食塩水”“平衡化食
塩水”又は“生理学的流体”は約0.85％から0.95％の間
のNaClを含む食塩水と考えられる。
好適には、ここで説明される態様で用いられる電圧は
約30ボルト以上ではない。比較的低電圧を用いること
で、所望でない生成物の生成を最小限にする。食塩水を
電解にかける電流値と時間は、特定の電極アセンブリの
表面積及び効率及び電解する食塩水の体積及び／又は濃
度等の変数によって決定される。異なった表面積を持つ
電極アセンブリや、より多くの体積の食塩水、又はより
高濃度の食塩水には、他のものを用いるときよりは、電
圧、電流、又は時間は、より高くそして／又は長くして
もよい。
本発明に従うと、重要なのは、所望する濃度のオゾン
と活性塩素種の発生である。食塩水の電気分解は、水
素、ナトリウム及び水酸化物イオンからなる群より選ば
れる物質を含んだ他の電解反応生成物も生成する。電解
生成物の相互作用の結果、生物活性原子、ラジカル又は
イオン（塩素、オゾン、水酸化物、次亜塩素酸、次亜塩
素酸塩、過酸化物、酸素、及びおそらく相当量の分子状
水素及びナトリウム及び水素イオンを伴った他の物質か
らなる群より選ばれる）を含む溶液が生成することが理
解されるだろう。
電解のファラデーの法則によれば、電流により生み出
される化学変化量は、物質を通過した電子量に比例す
る。又、一定の電子量により放出される異なった物質の
量はこれらの物質の化学等量に比例している。従って、
約1.0％未満の塩濃度を持つ食塩水から所望の濃度のオ
ゾン及び活性塩素種を持つ電解食塩水を生成するには、
約５から100mg/Lの間のオゾン及び約５から300ppmの間
の遊離塩素含量を含む電解溶液を生成させるために、電
極及び溶液に適した電圧、電流及び時間のパラメーター
が必要とされる。さらに好適には、約10から50mg/Lの間
のオゾン及び約10から100ppmの間の遊離塩素含量を含む
電解溶液を生成させる処置である。最も好適には、約20
から30mg/Lのオゾン及び約20から60ppmの間の遊離塩素
含量を含む電解溶液を生成する処置である。インビトロ
での使用には、これらの溶液はさらに修飾することな
く、又は食塩水又は他の溶液で所望のように調製して使
用できる。インビボでの使用の前には、この溶液は十分
な高張食塩水（例えば、５％高張食塩水）で等張塩濃度
に調整又は平衡化されるであろう。
一般的に、ここで説明する装置を用いて生成した電解
食塩水で、殺菌溶液として言及されているものは約５か
ら100mg/Lの間のオゾン含量及び約５から300ppmの間の
活性塩素種含量を持っているであろう。さらに好適には
オゾン含量は約５から30mg/Lの間であり及び活性塩素種
含量は約10から100ppmの間であろう。最も好適にはオゾ
ン含量は約９から15mg/Lの間であり及び活性塩素種含量
は約10から80ppmの間であろう。活性塩素種とは、塩素
イオンに選択性のある電極によって検出できる塩素含量
に帰せられる、総塩素濃度を意味し、塩素、次亜塩素
酸、及び次亜塩素酸イオン又は分子からなる群より選ば
れるであろう。
溶液のpHは好適には7.2から7.6の範囲であり、静脈内
の投与に用いる場合は、もっとも好適には7.35から7.45
の範囲であり、これはヒトの血液のpHの範囲である。こ
の平衡化殺菌食塩水の有効量は次に適切な様式で投与さ
れ（例えば、静脈内、経口、膣内又は直腸内）、それは
投与形式、治療すべき病状、温血動物の大きさなどによ
り大きく変化するであろう。
特別な投与量及び投与法、ならびに投与すべき追加成
分は、ここで説明されたり、及び先に参照として引用さ
れた米国特許明細書に説明された情報を用いて、当業者
により決定される。引用された米国特許明細書に説明さ
れているように、電解食塩水がインビトロでの殺菌活性
を有することは知られているが、電解食塩水の中の成
分、例えば、オゾン及び塩素は温血動物に対して毒性で
あり、インビボの投与には使えないと長く考えられてき
た。しかしながら、限定された量のオゾン及び活性塩素
を生成するように電解にかけられた食塩水は、静脈内に
投与できて、毒物の除去、不動態化、又は破壊を援助す
る反応を生み出すことが見つけられた。
図１−３に示された装置を用いて好適な最終生成物に
到達する一つの好適な方法を説明する。およそ0.33％
（生理学的に正常なものの約３分の１）の食塩水を液体
容器116（図１）に入れて、そして、約５から15分間、
電圧が約10から20ボルトの間に、電流が約５から20アン
ペアの間に電極を保つようにして装置を作動する。
図１−３の態様の使用法の他の例は、0.225％の食塩
水を、電流３アンペア、電圧20ボルト（DC）で、３分間
電解にかける。17mlのこの電解食塩水の一部を５％無菌
食塩水3mLで無菌状態で希釈して、活性オゾン含量を12
±2mg/Lと活性塩素種含量を60±4ppm含み、pHが7.4であ
る電解を終了した等張電解食塩水を得る。
図１−３の態様の使用法の他の例は、0.225％食塩水
を電流５アンペア以下、電圧30ボルト以下（DC）で、５
分間以上にはならない時間電解にかける。生成した電解
食塩水を５％無菌食塩水の十分量で無菌状態で希釈し
て、活性オゾン含量を26±0.8mg/Lと活性塩素種含量を4
0±2ppm含み、pHが7.4である電解を終了した等張電解食
塩水を得る。
本発明に従って用いられる低電圧は、好適には40ボル
トDC以上ではなく、あるいは直流電流以外を用いても、
それと同等以上ではないと理解されるだろう。さらに好
適には、本発明に従って用いられる電圧は、30ボルトDC
以上ではない。比較的低電圧を使用することで、高電圧
を用いたときに起こる、流体中の所望でない生成物の生
成の問題を防ぐ。本発明に従うと、電極アセンブリを近
接して設置することで低電圧の使用を容易にする。
他の例においては、濃度約１％まで、すなわち、それ
ぞれ0.3、0.6及び0.9％濃度の食塩水についての効果的
な実施のために図１−３の態様が用いられた。活性塩素
種（Cl2）及びオゾン（O3）含量が測定され、表Ｂに示
される。
表Ｂからわかるとおり、生成した電解食塩水は効果的
な治療のために所望されるパラメーターの範囲内の活性
成分を含む。
電極の近接設置、低電圧の使用、そして電極の組立に
用いる材料を含む本発明の特徴が、以前に入手可能であ
った装置及び機構よりも予想外によい結果を、提供する
装置にもたらしたと理解されるだろう。
前記から、本発明はインビボ投与に特に適切であり及
び電解流体内に有害な物質を導入しない食塩水を電解す
る装置及び方法を提供すると理解される。本発明はまた
確実な及び経済的な作動をする、食塩水を電解する装置
及び方法を提供する。
本発明は、その精神、又は本質的な性質から逸脱する
ことなく他の特定の形態で具体化されてもよい。説明さ
れた態様は、全ての観点において例示にすぎず、制限す
るものではないと考えられる。本発明の範囲は、従っ
て、前記の説明によってよりも、付記された請求の範囲
によって示される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｂ 11/02 ３０２ Ｃ２５Ｂ 11/08 Ｚ 11/08 9/00 Ａ (56)参考文献 特開 昭59−185789（ＪＰ，Ａ) 米国特許3076754（ＵＳ，Ａ) 米国特許5334383（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61K 33/20 A61L 2/02 A61M 1/36 A61P 31/04 C25B 9/00 C25B 11/02 C25B 11/08 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インビボ及びインビトロ治療して温血動物
    の微生物を破壊するための生理学的液体用の液体電気分
    解装置であって、 温血動物のインビボ治療を行うのに適した液体を保持す
    るための容器手段と、 電流源を提供するための電源手段であって、第１電圧よ
    りも高くならないように電圧を制限するための手段を含
    む電源手段と、 前記電源手段に接続された第１のアノードと、 前記電源手段に接続された第１のカソードと、 第１のアノードと第１のカソードとの間に供給される電
    圧を約30ボルト未満である電圧に調節するように電源に
    結合した手段とを備えており、 前記液体は、電気分解を行う前に、少なくとも約0.15％
    の食塩濃度を有しており、前記容器手段は、生物学的プ
    ロセスに適合し、且つ、有害な量の望ましくない物質を
    前記液体の中に導入することのない材料を含んでおり、 前記第１のアノードは、母材を備えており、該母材は、
    チタン、ニオブ、白金及びタンタルから成る群から選択
    された金属を含んでおり、前記第１のアノードは更に、
    チタン、ニオブ、白金及びタンタルから成る群から選択
    された金属を含む外側層を備えており、該外側層は、前
    記母材に接合されており、前記第１のアノードは、ま
    た、円筒形の形状を含むと共に、前記外側層が前記容器
    手段によって保持されている総ての液体の中に完全に浸
    漬するように、前記容器手段の中で位置決めされてお
    り、 前記第１のカソードは、実質的に円筒形の形状を含むと
    共に、前記第１のアノードに対して同心円状の関係で位
    置決めされており、前記第１のカソードと前記第１のア
    ノードとの間の間隔が、約12.7mm（約２分の１インチ）
    以下であり、前記第１のカソードと前記第１のアノード
    との間の電圧が、前記第１電圧以下であり、前記第１電
    圧は、液体が当該液体電気分解装置の中で電気分解され
    ている時に、約30ボルト以下に制限されることを特徴と
    する液体電気分解装置。
  2. 【請求項２】請求項１の液体電気分解装置において、更
    に、 前記電源手段に接続されている第２のアノードと、 前記電源手段に接続されている第２のカソードとを備え
    ており、 前記第２のアノードは、母材を備えており、該母材は、
    チタン、ニオブ、白金及びタンタルから成る群から選択
    された金属を含んでおり、前記第２のアノードは、ま
    た、チタン、ニオブ、白金及びタンタルから成る群から
    選択された金属を含む外側層を備えており、該外側層
    は、前記母材に接合されており、更に、前記第２のアノ
    ードは、円筒形の形状を含むと共に、前記外側層が前記
    容器手段によって保持されている総ての液体の中に完全
    に浸漬するように、前記容器手段の中で位置決めされて
    おり、 前記第２のカソードは、金属、及び、実質的に円筒形の
    形状を含む共に、前記第１のアノード及び第２のアノー
    ドに対して同心円状の関係で位置決めされており、前記
    第２のカソードと前記第２のアノードとの間の間隔が、
    約9.5mm（約８分の３インチ）以下であり、前記第２の
    カソードと前記第２のアノードとの間の電圧は、液体が
    当該液体電気分解装置の中で電気分解されている時に、
    約30ボルト以下であることを特徴とする液体電気分解装
    置。
  3. 【請求項３】請求項２の液体電気分解装置において、 複数のアノードと、 複数のカソードとを備えており、 前記複数のアノードは各々、母材と、該母材に接合され
    た外側層とを有しており、前記複数のアノードは各々、
    円筒形の形状を含んでいると共に、前記複数のアノード
    の外側層が、前記容器手段によって保持されている総て
    の液体の中に完全に浸漬するように、前記容器手段の中
    で位置決めされており、 前記複数のカソードは、実質的に円筒形の形状を有する
    と共に、前記第１のアノード、前記第２のアノード、及
    び、前記複数のアノードに対して、同心円状の関係で位
    置決めされており、前記複数のカソードと前記複数のア
    ノードの各々の間の間隔は、約9.5mm（約８分の３イン
    チ）以下であり、前記複数のカソードと前記複数のアノ
    ードの各々の間の電圧は、当該液体電気分解装置の中で
    液体が電気分解されている時には、約30ボルト以下であ
    ることを特徴とする液体電気分解装置。
  4. 【請求項４】請求項１の液体電気分解装置において、前
    記第１のアノードは、母材及び外側層を必須的に備えて
    おり、前記母材は、ニオブから必須的に構成され、前記
    外側層は、白金から必須的に構成され、前記第１のカソ
    ードは、チタンから必須的に構成されていることを特徴
    とする液体電気分解装置。
  5. 【請求項５】請求項１の液体電気分解装置において、前
    記第１のアノードは、母材及び外側層を必須的に備えて
    おり、前記母材は、ニオブから必須的に構成され、前記
    外側層は、白金から必須的に構成され、前記第１のカソ
    ードは、ニオブから必須的に構成されていることを特徴
    とする液体電気分解装置。
  6. 【請求項６】請求項１の液体電気分解装置において、前
    記容器手段が更に、蓋を備えることを特徴とする液体電
    気分解装置。
  7. 【請求項７】請求項６の液体電気分解装置において、前
    記容器手段が、頂部及び底部を有する円筒形の容器を含
    み、前記第１のアノード及び前記第１のカソードが、前
    記容器の底部に位置決めされていることを特徴とする液
    体電気分解装置。
  8. 【請求項８】請求項１の液体電気分解装置において、前
    記母材が、ニオブから必須的に構成されていることを特
    徴とする液体電気分解装置。
  9. 【請求項９】請求項１の液体電気分解装置において、前
    記母材が、チタンから必須的に構成されていることを特
    徴とする液体電気分解装置。
  10. 【請求項１０】請求項１の液体電気分解装置において、
    前記第１のアノードは、アノード面を有しており、ま
    た、前記第１のカソードは、カソード面を有しており、
    前記アノード面及びカソード面は、実質的に平行である
    ことを特徴とする液体電気分解装置。
  11. 【請求項１１】請求項１の液体電気分解装置において、
    前記白金の外側層は、約0.5ミクロン（約0.02ミル）か
    ら約５ミクロン（約0.20ミル）の範囲の厚みを有する白
    金の層を含むことを特徴とする液体電気分解装置。
  12. 【請求項１２】請求項11の液体電気分解装置において、
    前記白金の外側層は、約1.5ミクロン（約0.06ミル）の
    厚みを有する白金の層を含むことを特徴とする液体電気
    分解装置。
  13. 【請求項１３】請求項１の液体電気分解装置において、
    前記カソードと前記アノードとの間の間隔が、約6.4mm
    （約４分の１インチ）以下であることを特徴とする液体
    電気分解装置。
  14. 【請求項１４】請求項１の液体電気分解装置において、
    前記電源手段が、直流電流を与える手段を含むことを特
    徴とする液体電気分解装置。
  15. 【請求項１５】請求項１の液体電気分解装置において、
    更に、 少なくとも５つのアノードと、 少なくとも６つのカソードとを備えており、 前記少なくとも５つのアノードは各々、円筒形の形状を
    含んでおり、 前記少なくとも６つのカソードは各々、実質的に円筒形
    の形状を含むと共に、前記少なくとも５つのアノードに
    対して同心円状の関係で位置決めされており、前記少な
    くとも５つのアノードは各々、前記少なくとも６つのカ
    ソードの各々の間に位置決めされており、前記カソード
    と前記アノードの各々の間の間隔は、約9.5mm（約８分
    の３インチ）以下であることを特徴とする液体電気分解
    装置。
  16. 【請求項１６】インビボ及びインビトロ治療して温血動
    物の微生物を破壊するための生理学的液体用の液体電気
    分解装置であって、 温血動物のインビボ治療を行うのに適している液体を保
    持するための容器手段と、 電流源を提供するための電源手段であって、第１電圧よ
    りも高くならないように電圧を制限するための手段を含
    む電源手段と、 前記電源手段に接続された第１のアノードと、 前記電源手段に接続された第１のカソードと、 第１のアノードと第１のカソードとの間に供給される電
    圧を約30ボルト未満である電圧に調節するために電源に
    結合した手段とを備えており、 前記液体は、電気分解を行う前に、少なくとも約0.15％
    の食塩濃度を有しており、前記容器手段は、生物学的プ
    ロセスに適合し、且つ、有害な量の望ましくない物質を
    前記液体の中に導入することのない材料を含んでおり、 前記第１のアノードは、円筒形の形状を含むと共に、前
    記該第１のアノードの外側層が前記容器手段によって保
    持される総ての液体の中に完全に浸漬するように、前記
    容器手段の中で位置決めされており、 前記第１のカソードは、実質的に円筒形の形状を含むと
    共に、前記第１のアノードに対して同心円状の関係で位
    置決めされており、前記第１のカソードと前記第１のア
    ノードとの間の間隔は、約12.7mm（約２分の１インチ）
    以下であり、前記第１のカソードと前記第１のアノード
    との間の電圧は、第１電圧以下であり、該第１電圧は、
    当該液体電気分解装置の中で液体が電気分解されている
    間には、約30ボルト以下に制限され、これにより、前記
    液体が前記容器手段から取り出された時に、前記液体
    は、約10から約50mg/Lの範囲のオゾン含量と、約10から
    約100ppmの範囲の遊離塩素含量と、約7.2から約7.6の範
    囲のpH値とを有しており、これにより、前記液体は、温
    血動物に対するインビボ投与に適していることを特徴と
    する液体電気分解装置。
  17. 【請求項１７】請求項16の液体電気分解装置において、
    更に、 前記電源手段に各々接続された複数のアノードと、 前記電源手段に各々接続された複数のカソードとを備え
    ており、 前記複数のアノードは各々、円筒形の形状を含むと共
    に、前記複数のアノードの外側層が、前記容器手段によ
    って保持される総ての液体の中に完全に浸漬するよう
    に、前記容器手段の中で位置決めされており、 前記複数のカソードは各々、実質的に円筒形の形状を含
    むと共に、前記第１のアノードに対して同心円状の関係
    で位置決めされており、前記複数のカソードと前記複数
    のアノードの各々の間の間隔は、約9.5mm（約８分の３
    インチ）以下であることを特徴とする液体電気分解装
    置。
  18. 【請求項１８】請求項16の液体電気分解装置において、
    前記第１のアノードは、母材及び外側層を必須的に備え
    ており、前記母材は、ニオブから必須的に構成されてお
    り、また、前記外側層は、白金から必須的に構成されて
    いることを特徴とする液体電気分解装置。
  19. 【請求項１９】請求項16の液体電気分解装置において、
    前記容器手段が更に、蓋を備えることを特徴とする液体
    電気分解装置。
  20. 【請求項２０】請求項16の液体電気分解装置において、
    前記第１のアノードは、アノード面を含んでおり、前記
    第１のカソードは、カソード面を含んでおり、前記アノ
    ード面及びカソード面は、実質的に平行であることを特
    徴とする液体電気分解装置。
  21. 【請求項２１】請求項16の液体電気分解装置において、
    前記カソードと前記アノードとの間の間隔が、約6.4mm
    （約４分の１インチ）以下であることを特徴とする液体
    電気分解装置。
  22. 【請求項２２】ヒトのインビトロ及びインビボ治療用に
    食塩水を電気分解するための方法であって、 食塩水を容器に入れる工程と、 第１のアノードを前記容器の中に設ける工程と、 前記第１のアノードを電源に接続する工程と、 第１のカソードを前記容器の中に設ける工程と、 前記第１のカソードを前記電源であって、第１のアノー
    ドと第１のカソードとの間に供給される電圧を約30ボル
    ト未満である電圧に調節することができる電源に接続す
    る工程とを備えており、 前記食塩水は、温血動物にインビボ投与するのに適して
    おり、前記食塩水は、電気分解する前に、少なくとも約
    0.15％の食塩濃度を有しており、前記容器は、生物学的
    プロセスに適合し且つ有害な量の望ましくない物質を前
    記食塩水に導入することのない材料を含んでおり、 前記第１のアノードは、チタン、ニオブ、白金及びタン
    タルから成る群から選択された金属を含んでおり、ま
    た、前記第１のアノードは、円筒形の形状を含んでお
    り、 前記第１のカソードは、チタン、ニオブ、白金及びタン
    タルから成る群から選択された金属を含んでおり、ま
    た、前記第１のカソードは、実質的に円筒形の形状を含
    むと共に、前記第１のアノードに対して同心円状の関係
    で位置決めされており、前記第１のカソードと前記第１
    のアノードとの間の間隔は、約12.7mm（約２分の１イン
    チ）以下であり、 当該方法は更に、 約30ボルト以下の電圧を前記第１のカソードと前記第１
    のアノードとの間に与える工程と、 前記食塩水が、約５から約100mg/Lの範囲のオゾン含量
    と、約５から約300ppmの範囲の遊離塩素含量とを有する
    時に、前記食塩水を前記容器から抜き出す工程とを備え
    ることを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】請求項22の方法において、前記食塩水を
    抜き出す工程は、前記食塩水が約7.2から約7.6の範囲の
    pH値を有する時に、前記食塩水を抜き出す工程を備える
    ことを特徴とする方法。
  24. 【請求項２４】請求項22の方法において、更に、 複数のアノードを前記容器の中に設ける工程と、 前記複数のアノードを各々前記電源に接続する工程と、 複数のカソードを準備する工程と、 前記複数のカソードを前記電源に接続する工程とを備え
    ており、 前記複数のアノードは各々、実質的に円筒形の形状を含
    むと共に、前記複数のアノードの外側層が、前記容器に
    よって保持されている食塩水の中に完全に浸漬するよう
    に、前記容器の中で位置決めされており、 前記複数のカソードは、実質的に円筒形の形状を含むと
    共に、前記第１のアノードに対して同心円状の関係で位
    置決めされており、前記複数のカソードと前記複数のア
    ノードの各々の間の間隔は、約9.5mm（約８分の３イン
    チ）以下であることを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】請求項22の方法において、更に、前記容
    器を包囲する工程を備えることを特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】請求項22の方法において、前記カソード
    と前記アノードとの間の間隔が、約6.35mm（約1/4イン
    チ）以下であることを特徴とする方法。
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