JP4529593B2 - アイソレータシステム - Google Patents

Description

本発明はアイソレータシステムに関し、より詳しくは、アイソレータ（無菌室）とそれに連設した滅菌庫とを備えたアイソレータシステムに関する。

従来、アイソレータとそれに連設した滅菌庫とを備えたアイソレータシステムは知られている（例えば特許文献１）。
従来のアイソレータシステムにおいては、先ずアイソレータ内を閉回路の一部として構成し、この閉回路に滅菌ガスを循環させてアイソレータ内を滅菌し、その後に閉回路に大気を循環させることでアイソレータ内のエアレーション（換気）を行う。さらに、その後にアイソレータ内に細菌が入り込むのを防止するために、給気用と排気用のブロアとを作動させてアイソレータ内を常時陽圧に維持するようにしている。
そして、このように給気用と排気用のブロアによってアイソレータ内を陽圧に維持する際には、無菌状態のアイソレータ内に大気中の細菌が入り込むのを防止するために、従来では上記両ブロアと連通するアイソレータの開口部にそれぞれ除菌フィルタを設けている。
特開２００１−３４０４３２号公報

ところで、上記特許文献１には明示されていないが、従来のアイソレータシステムにおいては、アイソレータと同様に滅菌庫内も常に陽圧に維持する必要がある。
この場合、上述したアイソレータの場合と同様に給気用と排気用のブロアによって滅菌庫内を陽圧に維持する構成が考えられるが、このような構成とすると、２台のブロアだけでなく、滅菌庫に細菌が入り込むのを防止する除菌フィルタも必要となり、全体として構成が複雑で高価になるという欠点が生じる。

上述した事情に鑑み、本発明は、内部が滅菌されて陽圧に維持されるアイソレータと、このアイソレータに開閉扉を介して接続された滅菌庫と、この滅菌庫内の物品を滅菌する滅菌装置とを備え、外部からアイソレータ内に物品を搬入する際には、該物品を滅菌庫内に収容して上記滅菌装置で滅菌してから、上記開閉扉を開放してアイソレータ内へ搬入するようにしたアイソレータシステムにおいて、
上記滅菌庫とアイソレータとを連通させる連通管を設けるとともに、該連通管を開閉させる開閉弁を設け、この開閉弁は、滅菌庫を滅菌する際には閉じられて滅菌庫とアイソレータとの連通を遮断し、滅菌庫での滅菌操作が終了したら上記開閉扉は開放せずに、上記開閉弁が開かれて滅菌庫内にアイソレータ内の陽圧を導入するようにしたものである。

このような構成によれば、滅菌庫の滅菌操作が終了したら上記開閉弁が開かれて滅菌内にアイソレータから陽圧が導入されるので、簡単な構成により滅菌庫を陽圧に維持することができる。しかも、無菌状態のアイソレータから滅菌庫へ陽圧を導入するので、滅菌庫に細菌が入り込むのを防止する除菌フィルタを設ける必要がない。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において１はアイソレータシステムであり、このアイソレータシステム１は、筐体からなり内部を無菌状態に維持されるアイソレータ２と、上記アイソレータ２の左右の壁面に連設された筐体からなるインキュベータ３および滅菌庫４と、さらにアイソレータ２、インキュベータ３および滅菌庫４の内部を滅菌ガスで滅菌する滅菌装置５とを備えている。
アイソレータ２とインキュベータ３とを区分する壁面６に開閉扉７を開閉自在に設けてあり、また、アイソレータ２と滅菌庫４とを区分する壁面８およびそれと対向する滅菌庫４の壁面９に開閉扉１２、１３を開閉自在に設けている。
開閉扉７、１２を閉鎖すると、アイソレータ２内は外気、インキュベータ３および滅菌庫４から気密を保持して隔離されるとともに、インキュベータ３は外気およびアイソレータ２から気密を保持して隔離されるようになっている。また、開閉扉１２、１３を閉鎖すると、滅菌庫４内は外気およびアイソレータ２から気密を保持して隔離されるようになっている。
開閉扉７、１２を開放した状態において滅菌装置５からアイソレータ２内に滅菌ガスを供給することで、アイソレータ２内とインキュベータ３内および滅菌庫４内が滅菌されるようになっている。そして、両開閉扉７，１２を閉鎖した状態において後述する２台のブロア３５，３７によってアイソレータ２を陽圧にして無菌状態を維持するようになっている。
また、両開閉扉７、１２を閉鎖した状態からアイソレータ２内に物品として培養容器を搬入する場合には、開閉扉１３を開放して滅菌庫４内に培養容器を収容してから開閉扉１３を閉鎖したのち、滅菌装置５によって滅菌庫４内および培養容器を滅菌し、その後に開閉扉１２を開放してから滅菌後の培養容器を滅菌庫４からアイソレータ２内へ搬入して開閉扉１２を閉鎖するようにしている。

滅菌装置５は、従来公知の滅菌ガス供給手段１４と、この滅菌ガス供給手段１４とアイソレータ２および滅菌庫４とを接続するガス通路１５とから構成してあり、アイソレータ２と滅菌庫４に滅菌ガスを選択的に供給できるようになっている。
滅菌ガス供給手段１４は、液状の過酸化水素を蒸発させるための蒸発器１６と、この蒸発器１６に液状の過酸化水素を滴下させて注入する注入器１７と、蒸発器１６に向けて送風するブロア１８と、このブロア１８から送風される空気を乾燥させる乾燥機２１と、さらに乾燥機２１を通過した空気を加熱するヒータ２２とを備えている。
一方、ガス通路１５は、蒸発器１６の吐出口とアイソレータ２内とを接続する供給管２３と、蒸発器１６の吸引口とアイソレータ２内とを接続する排出管２４とを備えている。上記蒸発器１６、供給管２３、アイソレータ２内と排出管２４とによって、滅菌ガスあるいは空気が反時計回りに循環する閉回路２０が構成されている。そして、蒸発器１６よりも順次上流側に上記ヒータ２２、乾燥機２１、ブロア１８および過酸化水素成分を取り除く触媒２５を設けている。
本実施例のガス通路１５は、上記供給管２３と排出管２４および後述する第１分岐管２６、第２分岐管２７、連通管２８、２９およびバイパス管３１とによって構成されている。また、本実施例においては、ブロア１８、乾燥機２１およびヒータ２２によって、アイソレータ２あるいは滅菌庫４内を換気するエアレーション手段を構成している。

上記供給管２３が接続されるアイソレータ２の供給口２Ａには、空気中の細菌を除去する除菌フィルタ３２を取り付けてあり、また、排出管２４が接続されるアイソレータ２の排出口２Ｂにも、空気中の細菌を除去する除菌フィルタ３３を取り付けている。
また、蒸発器１６の隣接下流側となる供給管２３に三方電磁弁３４を設けてあり、この三方電磁弁３４とそこよりも下流側となる供給管２３とをバイパス管３１によって連通させてあり、さらにこのバイパス管３１の途中に空気中の細菌を除去する除菌フィルタ３６を設けている。
上記三方電磁弁３４の作動は制御装置によって制御されるようになっている。後述するアイソレータ２の滅菌時とその後のエアレーション時（換気時）および滅菌庫４の滅菌工程後のエアレーション工程時には、三方電磁弁３４は第２位置に位置して、その前後の供給管２３の連通が阻止されるとともに、三方電磁弁３４よりも上流側の供給管２３とバイパス管３１とが連通するようになっている。その状態でブロア１８が作動されると、滅菌ガスとしての過酸化水素あるいは触媒２５を通過した後の空気がバイパス管３１とそこに設けた除菌フィルタ３６を通過して、上記閉回路２０を循環し、または、第１分岐管２６、滅菌庫４、第２分岐管２７を流通するようになっている。
他方、後述する滅菌庫４の滅菌工程時には三方電磁弁３４が第１位置に位置して、その前後の供給管２３が連通する一方、三方電磁弁３４よりも上流側の供給管２３とバイパス管３１との連通が阻止されるようになっている。その状態でブロア１８が作動されると、滅菌ガスとしての過酸化水素蒸気はバイパス管３１と除菌フィルタ３６を介することなく流通するようになっている。

次に、除菌フィルタ３２の上流側の供給管２３に三方電磁弁３８を設けるとともに、この三方電磁弁３８に給気用のブロア３５を接続している。また、他方の除菌フィルタ３３の下流側の排出管２４に三方電磁弁３９を設けてあり、この三方電磁弁３９に排気用のブロア３７を接続している。
両三方電磁弁３８、３９は制御装置によって作動を制御されるようになっており、後述するアイソレータ２内の滅菌時とその後のエアレーション時においては、両三方電磁弁３８、３９は第１位置に位置して、それらの前後の供給管２３および排出管２４を連通させるようになっている。
他方、アイソレータ２内の滅菌とエアレーションが終了した後に制御装置によって両三方電磁弁３８、３９が第２位置に切り換えられるとともに、両ブロア３５、３７も作動されるようになっている。その際には、三方電磁弁３８の前後の供給管２３の連通が阻止されるとともに、ブロア３５とアイソレータ２内が連通してブロア３５から給送される空気がアイソレータ２内に給送される。また、三方電磁弁３９の前後の排出管２４の連通が阻止されるとともに排気用のブロア３７とアイソレータ２内が連通するので、アイソレータ２内の空気がブロア３７によって吸引されてアイソレータ２の外部へ排出される。
ブロア３５からアイソレータ２に供給される空気は、供給口２Ａのフィルタ３２を通過することで除菌されるようになっており、また、アイソレータ２の排出口２Ｂにはフィルタ３３を設けているので、ブロア３７から細菌がアイソレータ２内に入り込むことが防止されるようになっている。
また、ブロア３５とブロア３７の送気流量を調節することでアイソレータ２の内圧を制御するようになっており、給気用のブロア３５からの単位時間当りの空気の給送量を、排気用のブロア３７による単位時間当りの空気の排出量よりも大きく設定することで、両ブロア３５，３７が作動されている状態では、アイソレータ２の内部は外部よりも陽圧で無菌状態に維持されるようになっている。

三方電磁弁３８よりも上流側となる供給管２３は第１分岐管２６によって滅菌庫４と連通させてあり、この第１分岐管２６の接続箇所よりも上流側となる供給管２３に三方電磁弁４１を設けている。
また、三方電磁弁３９よりも下流側となる排出管２４は第２分岐管２７により滅菌庫４と連通させてあり、この第２分岐管２７の接続箇所よりも下流側となる排出管２４に三方電磁弁４２を設けている。上記両三方電磁弁４１、４２は制御装置によって作動を制御されるようになっている。
上記両三方電磁弁４１，４２は連通管２８によって連通できるようになっている。後述するアイソレータ２と滅菌庫４の滅菌工程時およびその後のエアレーション工程の際には、両三方電磁弁４１、４２は第１位置に位置して、それらの前後の供給管２３および排出管２４を連通させるとともに連通管２８と供給管２３および排出管２４との連通が阻止されている。他方、両三方電磁弁４１，４２が第２位置に位置すると、それらの前後の供給管２３および排出管２４の連通が阻止される一方、三方電磁弁４１よりも上流の供給管２３および三方電磁弁４２よりも下流側の排出管２４と連通管２８が連通するようになっている。そして、その際に三方電磁弁３４を第２位置に位置させることで、蒸発器１６の隣接下流側の供給管２３、バイパス通路３１、連通管２８、および三方電磁弁４２より下流の排出管２４とによって閉回路４３が構成されるようになっている。

さらに、本実施例においては、滅菌庫４内とアイソレータ２とを連通させる連通路として連通管２９を設けてあり、この連通管２９に開閉手段として電磁開閉弁４４を設けている。この電磁開閉弁４４の作動は制御装置によって制御されるようになっており、制御装置は、滅菌庫４内のエアレーション工程後に電磁開閉弁４４を開放する一方、それ以外の状態では電磁開閉弁４４を閉鎖するようにしている。
本実施例においては、上記連通管２９の全長は、該連通管２９の内径の６倍までの寸法に設定している。これにより、電磁開閉弁４４を閉鎖した状態においてアイソレータ２あるいは滅菌庫４内を過酸化水素により滅菌する際に、上記連通管２９の両端の開口部から連通管２９内に過酸化水素蒸気が入り込んで、連通管２９内が滅菌されるようになっている。

以上の構成において、本実施例においては、先ず次のようにしてアイソレータ２内の滅菌とエアレーションを行う。
すなわち、図１に示すように、制御装置によって電磁開閉弁４４を閉鎖し、かつ三方電磁弁３８、３９、４１、４２を第１位置に位置させるとともに三方電磁弁３４を第２位置に位置させた状態において、注入器１７によって蒸発器１６へ所定濃度の過酸化水素水を滴下させながら制御装置によってブロア１８、乾燥機２１およびヒータ２２を作動させる。これにより、ブロア１８から送り出される空気は、乾燥機２１で乾燥されてからヒータ２２により加熱されて蒸発器１６へ送り込まれる。
そして、この加熱された空気によって蒸発器１６内で過酸化水素水が気化して過酸化水素蒸気となり、この滅菌ガスとしての過酸化水素蒸気が、蒸発器１６と三方電磁弁３４との間の供給管２３、バイパス管３１、その下流側の供給管２３とアイソレータ２の壁面の供給口２Ａを介してアイソレータ２内に供給される。
このときには、開閉扉７、１２は開放されてインキュベータ３、滅菌庫４内も同時に滅菌されるようになっており、アイソレータ２内に供給された過酸化水素ガスは壁面の排出口２Ｂから排出管２４へ排出されて再度蒸発器１６に向けて戻されるようになっている。排出管２４の途中には、触媒２５を設けているので、排出管２４を流通する過酸化水素成分は触媒２５によって除去されるようになっている。
このように滅菌ガス供給手段１４によりバイパス管３１を経由する供給管２３と排出管２４を介して過酸化水素蒸気を所要時間だけアイソレータ２内に流通させることで、該アイソレータ２内を過酸化水素によって滅菌するようにしている。この時には、除菌フィルタ３２、３３，３６にも過酸化水素蒸気が流通するので、これら除菌フィルタ３２、３３，３６も過酸化水素によって滅菌されるようになっている。

そして、上記滅菌作業のための所要時間が経過したら、上記注入器１７から蒸発器１６への過酸化水素水の滴下を停止させるとともに、エアレーション手段としての乾燥機２１、ヒータ２２およびブロア１８を継続して所要時間だけ作動させる。
これにより、ブロア１８から給送される空気は、乾燥機２１で乾燥された後にヒータ２２で加熱されて、上述した滅菌時と同じ流通経路によってアイソレータ２内に供給され、アイソレータ２の過酸化水素蒸気を含む空気は排気管２４を介してブロア１８に向けて戻され、その過程において触媒２５によって過酸化水素成分が除去されるようになっている。
このようにブロア１８を所要時間だけ作動させてアイソレータ２内へ空気を供給管２３と排出管２４とで循環させることでアイソレータ２内およびインキュベータ３、滅菌庫４内の過酸化水素成分が除去されるようになっている。また、このようにアイソレータ２内のエアレーションを行うことに伴って、三箇所の除菌フィルタ３２、３３、３６にも空気が流通されるので、それらの除菌フィルタ３２、３３、３６が前工程の滅菌時において過酸化水素蒸気によって湿った状態であっても、エアレーションに伴って乾燥され過酸化水素成分が除去されるようになっている。

上述のようにしてアイソレータ２内の滅菌とエアレーションが完了したら、制御装置は、三方電磁弁３８，３９を第２位置に切り換えるとともに、ブロア３５、３７を作動させる（図２の状態）。また、これとともに、制御装置は、エアレーション手段としてのブロア１８、乾燥機２１およびヒータ２２の作動を停止させるとともに、三方電磁弁３４を図２に示した第１位置に切り換える。
これにより、アイソレータ２と滅菌ガス供給手段１４との連通が阻止される一方、ブロア３５によってアイソレータ２内に空気が給送されるとともに他方のブロア３７によってアイソレータ３７によってアイソレータ２内の空気が吸引された外部に排出されるので、アイソレータ２内は無菌状態で陽圧に維持される。
次に、このようにアイソレータ２の内部を陽圧にした状態において、アイソレータ２内に培養容器を搬入する場合には、滅菌庫４において物品を滅菌する滅菌操作を行う。
先ず、開閉扉１２は閉鎖した状態で開閉扉１３を開放して滅菌庫４内に培養容器を収容して開閉扉１３を閉鎖する。この状態から注入器１７によって所定濃度の過酸化水素水を蒸発器１６に滴下するとともに制御装置によってブロア１８、乾燥機２１およびヒータ２２を作動させて滅菌ガスを供給し、滅菌工程を開始する。
この時には、蒸発器１６から第１分岐管２６の接続箇所に至るまでの供給管２３と第１分岐管２６とを介して蒸発器１６と滅菌庫４内が連通するとともに、第２分岐管２７とその接続箇所よりも下流側の排出管２４とによって蒸発器１６と滅菌庫４が連通する。そのため、蒸発器１６で生じた過酸化水素蒸気が供給管２３と第１分岐管２６を経由して滅菌庫４に供給されるとともに、滅菌庫４内の空気は第２分岐管２７と排出管２４とを介して滅菌庫４の外部へ排出される（図２の状態）。本実施例においては、バイパス管３１と除菌フィルタ３６を介することなく過酸化水素蒸気を滅菌庫４に供給して、滅菌庫４およびそこに収容した培養容器を滅菌するようにしている。

このようにして、所要時間だけ過酸化水素蒸気を滅菌庫４内に供給して滅菌庫内４とその内部に収容した培養容器を滅菌したら、注入器１７から過酸化水素水の滴下を中止する一方、ブロア１８、乾燥機２１およびヒータ２２の作動はそのまま継続させて、エアレーション工程に移行する。この際、制御装置が三方電磁弁３４を第２位置に切り換える（図３参照）。これにより、バイパス管３１を経由して滅菌庫４と蒸発器１６とが連通する。
そのため、ブロア１８から給送される空気は、乾燥機２１で乾燥されてヒータ２２によって加熱されてから蒸発器１６とバイパス管３１を経由して滅菌庫４に供給されるとともに、滅菌庫４内の空気は第２分岐管２７と排出管２４を介して庫外へ排出される。これにより、滅菌庫４から排出された空気は排出管２４に設けた触媒２５によって過酸化水素成分が除去されるとともに、滅菌庫４に給送される空気は除菌フィルタ３６によって細菌が除去されて、無菌状態の空気が滅菌庫４に供給されるようになっている。

このようにして、バイパス管３１を経由する閉回路によって空気が循環されるので、上述したアイソレータ２の場合と同様に滅菌庫４内のエアレーション（換気）が行われる。このエアレーション工程中および前記滅菌工程中は、ブロア１８によって空気が滅菌庫４に吹き込まれているので、該滅菌庫４内は陽圧に維持されている。
そして、上述したように滅菌庫４のエアレーション工程が所要時間だけ行われたら、制御装置はブロア１８、乾燥機２１、ヒータ２２の作動を停止させると同時に電磁開閉弁４４を開放させる。
すなわち、ブロア１８による送風が停止した時点で滅菌庫４内が陽圧である保証はなくなるため、連通管２９を介して滅菌庫４内をアイソレータ２内と連通させて、滅菌庫４内にアイソレータ２内と同じ陽圧を導入し、その陽圧の状態を維持するようになっている。
このように本実施例においては、滅菌庫４の滅菌操作終了によりブロア１８を停止させた際には、連通管２９を介してアイソレータ２側の陽圧を滅菌庫４に導入して滅菌庫４を確実に陽圧に維持することができる。

本実施例によれば、アイソレータ２のような専用のブロア３５、３７を設けることなく滅菌庫４を確実に陽圧に維持することができ、しかも両分岐管２６，２７と滅菌庫４の接続部に空気中から細菌を除去する除菌フィルタを設ける必要がない。
また、本実施例によれば、滅菌庫４のエアレーション工程の際には、バイパス管３１に設けた除菌フィルタ３６を用いるようにしてあり、その除菌フィルタ３６はアイソレータ２の滅菌時に滅菌するとともにその後のエアレーション時に乾燥させている。したがって、滅菌庫４の滅菌工程後のエアレーション工程の際には、除菌フィルタ３６に付着した過酸化水素成分を除去するために要する時間が不要となり、その分だけ滅菌庫４での滅菌操作に要する時間を短縮することができる。
つまり、細かなメッシュから成る除菌フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）は、過酸化水素を吸収しやすく、かつ、除去に時間を要する。よって、滅菌工程時に除菌フィルタに過酸化水素蒸気を通した場合には、エアレーションが長時間に及び、滅菌庫４での滅菌対象が、細胞を収容した培養容器のように冷暗所で保管すべき物品である場合には、内容物が変質する等の不具合が生じるおそれがあった。
よって、本実施例の構成によれば、除菌フィルタ３６を滅菌した清浄な状態に保ちながらも、滅菌庫４での滅菌操作に要する時間を短時間とすることができるものである。

なお、上記実施例においては、連通管２９によって滅菌庫４とアイソレータ２とを直接連通させているが、図１に想像線で示すように、連通管５０によってアイソレータ２内と第２分岐管２７とを連通させ、それら連通管５０と第２分岐管２７との接続部に三方電磁弁５１を設けても良い。この場合、滅菌庫４の滅菌操作中においては三方電磁弁５１を第１位置に位置させて、該三方電磁弁５１の前後の第２分岐管２７を連通させるとともに第２分岐管２７と連通管５０との連通を阻止し、その後、滅菌庫４のエアレーション工程が終了したら三方電磁弁５１を第２位置に位置させて、三方電磁弁５１の前後の第２分岐管２７の連通を阻止するとともに、三方電磁弁５１と滅菌庫４との間の第２分岐管２７と連通管５０とを連通させて滅菌庫４とアイソレータ２を連通させれば良い。
また、上記実施例においては、アイソレータ２の滅菌時にバイパス管３１に滅菌ガスを流通させて除菌フィルタ３６を滅菌するようにしているが、アイソレータ２、滅菌庫４が滅菌装置５を使用しない時に滅菌しても良い。つまり、三方電磁弁４１，４２を第２位置に位置させるとともに、三方電磁弁３４を第２位置に位置させて、バイパス管３１とその前後の供給管２３、連通管２８、三方電磁弁４２よりも下流側の排出管２４によって構成される閉回路４３によって過酸化水素蒸気を循環させて、除菌フィルタ３６を滅菌し、また、エアレーションするようにしても良い。

本発明の一実施例を示す回路図。 図１に示した滅菌庫を滅菌する状態を示した回路図。 図１に示した滅菌庫のエアレーション時を示した回路図。

符号の説明

１…アイソレータシステム ２…アイソレータ
４…滅菌庫 ５…滅菌装置
１２…開閉扉 ２９…連通管（連通路）
４４…電磁開閉弁（開閉手段）

Claims (3)

1. 内部が滅菌されて陽圧に維持されるアイソレータと、このアイソレータに開閉扉を介して接続された滅菌庫と、この滅菌庫内の物品を滅菌する滅菌装置とを備え、外部からアイソレータ内に物品を搬入する際には、該物品を滅菌庫内に収容して上記滅菌装置で滅菌してから、上記開閉扉を開放してアイソレータ内へ搬入するようにしたアイソレータシステムにおいて、
   上記滅菌庫とアイソレータとを連通させる連通管を設けるとともに、該連通管を開閉させる開閉弁を設け、この開閉弁は、滅菌庫を滅菌する際には閉じられて滅菌庫とアイソレータとの連通を遮断し、滅菌庫での滅菌操作が終了したら上記開閉扉は開放せずに、上記開閉弁が開かれて滅菌庫内にアイソレータ内の陽圧を導入することを特徴とするアイソレータシステム。
2. 上記滅菌装置は、滅菌ガスを滅菌庫に供給する滅菌ガス供給手段と、除菌フィルタを通過させた空気を滅菌庫へ供給してエアレーションを行うエアレーション手段とを備えて、滅菌工程とエアレーション工程とからなる滅菌操作を行い、
   滅菌庫での滅菌操作時以外の時に、上記除菌フィルタに滅菌ガスを供給して該除菌フィルタを滅菌することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータシステム。
3. 上記滅菌装置は、滅菌ガスをアイソレータと滅菌庫とに選択的に供給可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアイソレータシステム。

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