JP5006966B2 - 過酸化水素及びオゾンを用いる滅菌方法 - Google Patents

Description

本発明は、医療器具等を滅菌する方法及びその方法を用いる装置に関する。詳しくは過酸化水素及びオゾンを用いて、滅菌効率の最大化、滅菌時間の短縮及び装備の低価格化等を達成するための滅菌方法及びその方法を用いる装置に関する。

医療器具の滅菌において、滅菌とは、洗浄や消毒等とは異なり、物理的、化学的作用を通して生きている全生物を完全に除去する点において、高レベルの処理を意味する。現在、医療機器の滅菌は、ＥＯ(エチレンオキサイド)ガス、蒸気、過酸化水素、プラズマ等を用いて行われている。

近年、新型ＥＯ滅菌器として、搬送ガスとしてＣＦＣ(クロロフルオロカーボン)を用いることなく、１００％のＥＯガスを用いる滅菌器が登場した。しかし、周知のように、ＥＯガスは非常に爆発性が高い。また、ＥＯガスは、突然変異を誘発する遺伝毒性物質として作用するという報告がある。これに関して、米国産業衛生専門家会議(ＡＣＧＩＨ、American Conference of Governmental Industrial Hygienist)では、作業環境中におけるＥＯガスの許容基準を１ｐｐｍまでと定めており、ＥＯガスを潜在的な発ガン性物質として規定した。しかしながら、新型ＥＯ滅菌器において、このようなＥＯガスの許容基準濃度を超えないように完全に管理することは容易ではない。さらに、新型ＥＯ滅菌器は滅菌工程時間を短縮したとはいえ、相変らず滅菌時間として３〜５時間と長時間を必要とする。

一方、蒸気滅菌器は、一定水準の滅菌力を有すると共に、安全な方法の１つであると評価されている。蒸気滅菌器は、毒性がなく、比較的安価であり、短時間での滅菌が可能であるという長所がある。しかし、蒸気滅菌器は、湿気及び高温に曝しても、問題がない医療器具にしか用いることができないという短所がある。

他の滅菌方法として、過酸化水素、オゾン及びプラズマを組み合わせて用いることが、従来知られている。例えば、過酸化水素を滅菌チャンバー内に供給し、滅菌チャンバー内でプラズマを発生させて滅菌を行う方法、プラズマと滅菌剤を滅菌チャンバー内に同時に供給する方法、滅菌チャンバー内に酸素を供給した状態でプラズマを発生させ、オゾンに変換して滅菌する方法、及び滅菌チャンバー内にオゾンと共に過酸化水素を供給して、滅菌チャンバー内の被滅菌体を滅菌する方法等が知られている。

また、滅菌チャンバー内に気化した過酸化水素を供給し、次いでオゾンを供給して被滅菌物を滅菌した後、チャンバー内のガスを排出してから、チャンバー内でプラズマを発生させることによって被滅菌物の近辺に残留した過酸化水素及びオゾンを分解する方法が知られている。

しかしながら、このような過酸化水素、オゾン及びプラズマを利用する従来の滅菌装置は、いずれも滅菌過程が大気圧より低圧で行われるので、高圧で滅菌が行われる場合に比べ、滅菌力が相対的に劣るという問題がある。また、一度滅菌が始まると、滅菌が始まる前に滅菌チャンバーに既に存在していた空気粒子が滅菌剤の作用を妨害するため、滅菌効率が低下する。しかも、滅菌チャンバー内にプラズマを発生させるためには、高価のプラズマ装置を用いなければならないという事実が、医療分野において広く普及させるための障害として存在する。

そこで、本発明はかかる問題を解決するため、滅菌効率を最大化しながら滅菌時間を短縮し、滅菌装置の製造コストを格段に節減するための滅菌方法及びその方法を用いる装置を提供することを目的とする。

本発明の滅菌方法は、密閉した滅菌チャンバー内に被滅菌物を収容した後、前記滅菌チャンバー内にオゾンを供給して、被滅菌物を滅菌する第１次滅菌工程と、前記滅菌チャンバー内のオゾンを分解する第１次分解工程と、前記滅菌チャンバー内のガスを排出し、前記滅菌チャンバー内を減圧する第１次真空化工程と、減圧した前記滅菌チャンバー内に過酸化水素を供給して被滅菌物を滅菌する第２次滅菌工程と、前記滅菌チャンバー内にオゾンを供給する第３次滅菌工程と、前記滅菌チャンバー内の過酸化水素及びオゾンを分解する第２次分解工程と、前記滅菌チャンバー内のガスを排出し、前記滅菌チャンバー内を減圧する第２次真空化工程とを備えることを特徴とする。

本発明の滅菌方法において、第１次滅菌工程から第２次真空化工程までの工程は、所定の滅菌条件を満たすまで繰り返し行うことができる。

より好ましくは、本発明の滅菌方法は、第２次真空化工程後、滅菌チャンバー内の圧力を大気圧にまで回復させる復圧工程をさらに備える。

本発明の滅菌方法において、第１次滅菌工程で供給されるオゾンは、滅菌チャンバーの外部の酸素含有物質を変換することにより生成することができる。この場合、第１次滅菌工程は、滅菌チャンバー内の圧力が大気圧以上の条件下で行われることが好ましい。

一方、第１次滅菌工程で供給されるオゾンは、滅菌チャンバー内に含まれている酸素を変換することにより生成することができる。

本発明の滅菌方法において、第３次滅菌工程は、滅菌チャンバー内の圧力が大気圧以上の条件下で行われるようにすることが好ましい。

本発明に係る滅菌方法を用いる混合滅菌装置は、被滅菌物を収容して密閉することができる滅菌チャンバーと、前記滅菌チャンバー内の酸素をオゾンに変換し、再度前記滅菌チャンバー内に供給するオゾン発生装置と、前記滅菌チャンバー内を減圧するための減圧装置と、過酸化水素を気化し、前記滅菌チャンバー内に供給する過酸化水素気化装置とを備え、前記減圧装置は、前記滅菌チャンバー内のオゾンを分解するオゾン分解装置と、前記滅菌チャンバー内の過酸化水素を分解する過酸化水素分解装置とを備えることを特徴とする。

本発明の滅菌方法を用いる他の混合滅菌装置として、被滅菌物を収容して密閉することができる滅菌チャンバーと、前記滅菌チャンバー内の酸素をオゾンに変換し、再度前記滅菌チャンバー内に供給するオゾン発生装置と、前記滅菌チャンバー内を減圧するための減圧装置と、過酸化水素を気化し、前記滅菌チャンバー内に供給する過酸化水素気化装置とを備えるものであって、前記減圧装置は、前記滅菌チャンバー内のオゾンを分解するオゾン分解装置と、滅菌チャンバー内の過酸化水素を分解する過酸化水素分解装置とを備えることを特徴とする。

本発明の混合滅菌装置は、滅菌工程が終わった後、前記滅菌チャンバー内の圧力を大気圧にまで回復する復圧装置をさらに備えることが好ましい。

さらに、滅菌チャンバー内における滅菌は、滅菌チャンバー内の圧力が大気圧以上の条件下で行われることが好ましい。

本発明によれば、滅菌チャンバー内にオゾンを供給して被滅菌物を先に滅菌する第１次滅菌工程を行うことになるので、本格的な滅菌工程である第２次滅菌工程及び第３次滅菌工程によって一層効果的に滅菌が行われ、滅菌時間が短縮される。また、滅菌チャンバー内において過酸化水素及びオゾンを分解するために、滅菌チャンバー内にプラズマ装置等のような高価の装備を備えなくてもよいので、滅菌装置の製造コストを格段に節減することができる。

一方、本発明に係る滅菌工程は大気圧以上、または少なくとも実質的に大気圧と同じ圧力で行われるので、大気圧以下の圧力で滅菌工程が行われる従来の滅菌装置及び滅菌方法に比較して一層効果的に滅菌することができる。

さらに、オゾンを供給する際に、滅菌チャンバーの外部にある酸素含有物質を使わなくてもオゾンの生成が可能であるので、他の装置の具備にかかる費用を節減できる。また、滅菌チャンバー内の酸素をオゾンに変換することによって、滅菌チャンバー内において滅菌剤以外のガスが滅菌剤の作用を妨害することを最小限にすることができる。

本発明の混合滅菌装置の一実施例を示す斜視図。 図１の混合滅菌装置を用いた滅菌工程の時間対圧力を示すグラフ。 本発明に係る混合滅菌装置の他の実施例を示す斜視図。 図３の混合滅菌装置を用いた滅菌工程の時間対圧力を示すグラフ。 図１の混合滅菌装置の変形された実施例を示す斜視図。 図３の混合滅菌装置の変形された実施例を示す斜視図。

次に、本発明の好適な実施例を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の過酸化水素及びオゾンを用いる混合滅菌装置１の一実施例を示す斜視図である。混合滅菌装置１は、被滅菌物を収容する滅菌チャンバー２と、滅菌チャンバー２内にオゾンを供給するオゾン用コンプレッサ３と、滅菌チャンバー２内に存在するガスを吸引し、滅菌チャンバー２内を減圧するための減圧装置４と、滅菌チャンバー２内に過酸化水素を気化させて供給するための過酸化水素用コンプレッサ５と、滅菌工程が終了した後、滅菌チャンバー２内の圧力を大気圧にまで回復する復圧装置８とを備える。

滅菌チャンバー２は、チャンバードア２１を介して、医療機器等滅菌が必要な被滅菌物を収容し、チャンバードア２１を閉めた後、外部からガスが流入しないよう密閉される。

滅菌チャンバー２の一側には、オゾン用コンプレッサ３が連通している。オゾン用コンプレッサ３は、滅菌チャンバー２の外部から供給される酸素をオゾンに変換し、滅菌チャンバー２内に供給する。滅菌チャンバー２の外部から供給される酸素は、一般的な酸素含有物質として供給される。酸素含有物質は、例えば、水、空気、過酸化水素等である。本実施例においては、酸素含有物質として滅菌チャンバー２の外部の空気を用いる。

本実施例のオゾン用コンプレッサ３は、オゾン発生装置３１と、空気供給ポンプ３２と、フィルター３３とを備える。空気供給ポンプ３２は、滅菌チャンバー２の外部の空気をフィルター３３を介して吸引する。オゾン発生装置３１は、吸引された空気中の酸素をオゾンに変換し、滅菌チャンバー２に供給する。オゾン発生装置３１は、例えば、プラズマ装置等である。

滅菌チャンバー２には、減圧装置４が連通している。減圧装置４は、滅菌チャンバー２内で滅菌工程が始まる前から存在する空気等の残留ガス、又は滅菌工程中に滅菌チャンバー２に流入した過酸化水素、オゾン及び残留ガス等を滅菌チャンバー２から吸引し、外部に排出するためのものである。滅菌チャンバー２内に残留しているガスを外部に排出し、滅菌チャンバー２内を減圧することは、新しく流入するオゾン又は過酸化水素による滅菌力を最大化するためである。減圧装置４は、真空弁４１及び真空ポンプ４２を備える。また、減圧装置４の真空弁４１と真空ポンプ４２の間に、過酸化水素分解装置６及びオゾン分解装置７が設けられている。過酸化水素分解装置６及びオゾン分解装置７は、滅菌チャンバー２内において、滅菌工程の間に用いられた過酸化水素及びオゾンを滅菌チャンバーから外部に排出する工程の間に、過酸化水素及びオゾンを無害なガスに分解する。過酸化水素の分解には、プラズマ発生装置等(図示せず)を用いることができる。オゾンの分解には、加熱装置や触媒装置等(図示せず)を用いることができる。

滅菌チャンバー２は、過酸化水素を気化させ、滅菌チャンバー２内に供給するための過酸化水素用コンプレッサ５が連通されている。過酸化水素用コンプレッサ５は、過酸化水素気化装置５１と過酸化水素供給装置５２とを備える。

最後に、滅菌チャンバー２は、滅菌チャンバー２内の圧力を大気圧にまで回復させる復圧装置８を備える。滅菌工程が完了した後、滅菌チャンバー２内に保管した医療機器等の被滅菌物を取り出すためには、滅菌チャンバー２内の圧力が大気圧と少なくとも実質的に同一になって始めて滅菌チャンバー２のチャンバードア２１を開放することができる。このような機能をすることが復圧装置８である。復圧装置８は、復圧弁８１とフィルター８２とを備え、滅菌チャンバー２に連通している。

図１に係る本発明の混合滅菌装置を用いた滅菌工程を、図２を用いて説明する。

まず、滅菌しようとする医療機器等の被滅菌物を滅菌チャンバー２のチャンバードア２１を介して収容する。その後、チャンバードア２１を閉鎖して滅菌チャンバー２を密閉する。続いて、オゾン用コンプレッサ３を駆動して滅菌チャンバー２内にオゾンを供給する。その後、滅菌チャンバー２内に供給されたオゾンにより被滅菌物の第１次滅菌工程が開始する。

上述したように、オゾン用コンプレッサ３は、滅菌チャンバー２の外部にある酸素含有物質に含まれる酸素をオゾンに変換し、滅菌チャンバー２内に供給する。本実施例においては、滅菌チャンバー２の外部の空気に含まれている酸素をオゾンに変換し、該オゾンを滅菌チャンバー２内に供給する。滅菌チャンバー２を密閉した後、外部の酸素含有物質から変換して得たオゾンを、滅菌チャンバー２内に供給するため、第１次滅菌工程における滅菌チャンバー２内の圧力は大気圧以上に形成される。本実施例の第１次滅菌工程においては、滅菌チャンバー２内の圧力が大気圧の略２倍、すなわち１５００ｔｏｒｒになるようにオゾンを供給した。滅菌チャンバー２内の圧力が大気圧以上になるように滅菌剤(オゾン)を供給することによって、被滅菌物の滅菌効率を目的の水準まで高めることができる。

所定の時間、第１次滅菌工程を行った後、第１次滅菌工程で供給されたオゾンを滅菌チャンバー２外に排出する。オゾンを排出するに先立って、滅菌チャンバー２で用いられたオゾンを無害な物質に変換するため、外部の空気へ排出するオゾンを、オゾン分解装置７を通過させる(第１次分解工程)。オゾン分解装置７を通して無害な物質に分解されたガスは、減圧装置４を駆動することにより、滅菌チャンバー２の外部に完全に排出される。そして、滅菌チャンバー２内の圧力は次第に低くなり、実質的に真空にされる(第１次真空化工程)。図２において、滅菌チャンバー２で用いられたオゾンが分解されて滅菌チャンバー２内の圧力を減少させる工程を、「オゾン分解工程」と示す。滅菌チャンバー２内に残留するガスの排出、及び滅菌チャンバー２内の減圧は、続いて供給される滅菌剤、すなわちオゾンまたは過酸化水素による滅菌力を最大化する。

次に、所定の時間、過酸化水素用コンプレッサ５を駆動することにより過酸化水素を気化し、滅菌チャンバー２内に供給する。これによって、第２次滅菌工程が行われる。第２次滅菌工程は、従来の他の滅菌装置のように、滅菌チャンバー２内の圧力が大気圧以下にある条件下で行われる。

第２次滅菌工程を所定の時間行った後、オゾン用コンプレッサ３を駆動して、すでに過酸化水素が供給されている滅菌チャンバー２内にオゾンを供給する。これによって、過酸化水素とオゾンが共に滅菌チャンバー２内で滅菌作用をする第３次滅菌工程が行われる。オゾンを供給するための各装置の作動は第１次滅菌工程でオゾンを供給する過程と同様である。なお、第１次滅菌工程のように、第３次滅菌工程は、滅菌チャンバー２内が大気圧より高い圧力で滅菌が行われる。本実施例では、前記圧力は１５００ｔｏｒｒである。従って、チャンバー内が大気圧より低い圧力で滅菌工程が形成される従来の滅菌装置に比較して、被滅菌物の滅菌効率を最大化することができる。

第３次滅菌工程を所定の時間行った後、滅菌工程で用いられた過酸化水素及びオゾンを滅菌チャンバー２の外部に排出する。オゾンを外部に排出する前に、滅菌チャンバー２内で用いられた過酸化水素及びオゾンは、無害な物質に分解する必要がある。このため、減圧装置４により滅菌チャンバー２内の過酸化水素及びオゾンを外部に排出する際に、過酸化水素及びオゾンを過酸化水素分解装置６及びオゾン分解装置７に通過させて無害な物質に分解する(第２次分解工程)。無害な物質に分解されたガスは、減圧装置４の作動によって、滅菌チャンバー２の外部に完全に排出され、滅菌チャンバー２内の圧力は実質的に真空になるまで減圧される(第２次真空化工程)。図２において、第３次滅菌工程における過酸化水素及びオゾンを分解して滅菌チャンバー２内の圧力を減少させる工程を、「過酸化水素・オゾン分解工程」と示す。上述したように、滅菌チャンバー２内に残留するガスを排出して滅菌チャンバー２内を減圧することは、続いて供給される滅菌剤、すなわちオゾンまたは過酸化水素による滅菌力を最大化する。

滅菌チャンバー２内に収容した被滅菌物が十分に滅菌されるように、上述した第２次滅菌工程から過酸化水素・オゾン分解工程までの工程は所望の回数繰り返すことができる。図２においては、第２次滅菌工程、第３次滅菌工程及び過酸化水素・オゾン分解工程を２回繰り返している。必要により、第１次滅菌工程及びオゾン分解工程までを含めて、第１次滅菌工程から過酸化水素・オゾン分解工程までの工程を繰り返すことができる。

所望の回数滅菌を行った後、過酸化水素・オゾン分解工程に続いて、使用者が被滅菌物を滅菌チャンバー２内から取り出すとき、滅菌チャンバー２のチャンバードア２１を容易に開放できるように、滅菌チャンバー２内の圧力を大気圧にまで回復させる復圧工程を行う。復圧工程は、上述のように、復圧装置８を駆動させることによって行われる。

本発明の他の実施形態の混合滅菌装置１及び滅菌方法を、図３及び図４を用いて説明する。

本発明の混合滅菌装置１は、図３に示すように、オゾン用コンプレッサ３を除いて、図１に示す混合滅菌装置１と同一である。従って、図１の混合滅菌装置１と同一の構成に対しては同じ符号を付し、具体的な説明は省略する。

図３のオゾン用コンプレッサ３は、滅菌チャンバー２に供給するオゾンを滅菌チャンバー２の外部の酸素含有物質から変換して発生させるのではなく、滅菌チャンバー２内に存在している空気に含まれる酸素をオゾンに変換して、再度滅菌チャンバー２内に供給するように構成される。従って、図３のオゾン用コンプレッサ３は、図１のオゾン用コンプレッサ３のように、外部の酸素含有物質から酸素を吸引するための空気供給ポンプ３２及びフィルター３３等の構成が不要となる。単にオゾン発生装置３１の入口と出口を滅菌チャンバー２に連通することによって構成される。

図３に係る本発明の混合滅菌装置１の滅菌工程を、図４を用いて説明する。

図４に示すように、滅菌工程は、各滅菌工程が、大気圧又は大気圧と実質的に同じ圧力で行われる点を除き、図２に示す滅菌工程と同様である。

被滅菌物を滅菌チャンバー２に収容して密閉した後、第１次滅菌工程を開始する。第１次滅菌工程では、オゾン用コンプレッサ３が滅菌チャンバー２内の空気中の酸素をオゾンに変換して、滅菌チャンバー２内に再度供給する。この時、滅菌チャンバー２内の圧力は、大気圧と実質的に同一に維持されるが、第１次滅菌工程を長時間持続する場合には、大気圧よりやや下がることもある。

第１次滅菌工程の終了後、オゾン分解工程、第２次滅菌工程、第３次滅菌工程、及び過酸化水素・オゾン分解工程は、図２を用いて説明した工程と同様にして行われる。ただし、上述したように、第３次滅菌工程は滅菌チャンバー２内の圧力が大気圧と実質的に同じにして行われる。

図５は、図１の混合滅菌装置１の滅菌チャンバー２を２つに増設したものを示す。図６は、図３の混合滅菌装置１の滅菌チャンバー２を２つに増設したものを示す。滅菌チャンバー２は、図５及び図６に示すように、２以上備えるようにしてもよい。図５及び図６に示すように、オゾン用コンプレッサ３、減圧装置４、過酸化水素用コンプレッサ５、過酸化水素分解装置６、オゾン分解装置７、及び復圧装置８は、２つの滅菌チャンバー２において共通に用いられる。上記構成のいくつかは、滅菌チャンバー２の個数だけ設け、各滅菌チャンバー２に対して別個に用いられるようにすることができる。

通常、滅菌装置は、少なくとも２０〜３０分間の滅菌時間を必要とする。複数の滅菌チャンバーを用いる場合、１つの滅菌チャンバーを用いる場合に比較して、滅菌時間を短縮することができる。例えば、１つの滅菌チャンバーにおいて滅菌工程が行われている間にも、滅菌が必要な他の医療機器を他の滅菌チャンバーを用いて滅菌工程を始めることができる。そのため、滅菌中である滅菌チャンバーの使用が終るまで待つ必要なく、他の医療機器の滅菌を開始することができる。なお、複数の滅菌チャンバーを用いても、滅菌チャンバーに連通して用いられる各構成、すなわち減圧装置、滅菌剤供給装置、滅菌剤分解装置、復圧装置等を、共通に用いることができるので、滅菌時間を短縮する効果を奏しながら、滅菌装置の製造コストを格段に節減することができる。

上記の実施例は、本発明の理解のために例を挙げたに過ぎず、本発明の思想及び範囲を上記の実施例に限定するものではない。また、上記の実施例から様々な変更及び改変が可能だということは、当業者にとって自明である。

１…混合滅菌装置、２…滅菌チャンバー、３…オゾン発生装置、４…減圧装置、５…過酸化水素圧縮器、６，８…復圧装置、７…オゾン分解装置、２１…チャンバードア、３…１発生装置、３２…空気供給ポンプ、３３…フィルター、４１…真空弁、４２…真空ポンプ、５１…過酸化水素気化装置、５２…過酸化水素供給装置、８１…復圧弁、８２…フィルター。

Claims (5)

1. 密閉した滅菌チャンバー内に被滅菌物を収容した後、前記滅菌チャンバー内にオゾンを供給して、被滅菌物を滅菌する第１次滅菌工程と、
   前記滅菌チャンバー内のオゾンを分解する第１次分解工程と、
   前記滅菌チャンバー内のガスを排出し、前記滅菌チャンバー内を減圧する第１次真空化工程と、
   減圧した前記滅菌チャンバー内に過酸化水素を供給して被滅菌物を滅菌する第２次滅菌工程と、
   前記滅菌チャンバー内にオゾンを供給する第３次滅菌工程と、
   前記滅菌チャンバー内の過酸化水素及びオゾンを分解する第２次分解工程と、
   前記滅菌チャンバー内のガスを排出し、前記滅菌チャンバー内を減圧する第２次真空化工程とを備え、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程は、前記滅菌チャンバー内の圧力が大気圧以上の状態で行われ、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程で供給されるオゾンは、前記滅菌チャンバー内に含まれている酸素から変換して生成されるか、または前記滅菌チャンバーの外部の酸素含有物質から変換して生成されることを特徴とする過酸化水素とオゾンとを用いて滅菌する滅菌方法。
2. 請求項１記載の滅菌方法において、
   前記第１次滅菌工程から前記第２次真空化工程までの工程は、所定の滅菌条件を満たすまで繰り返されることを特徴とする滅菌方法。
3. 請求項１記載の滅菌方法において、
   前記第２次真空化工程後、前記滅菌チャンバー内の圧力を大気圧にまで回復させる復圧工程をさらに備えることを特徴とする滅菌方法。
4. 請求項１記載の滅菌方法において、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程は、前記滅菌チャンバー内の圧力が大気圧より高い状態で行われ、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程で供給されるオゾンは、前記滅菌チャンバーの外部の酸素含有物質から変換して生成されることを特徴とする滅菌方法。
5. 請求項１記載の滅菌方法において、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程は、前記滅菌チャンバー内の圧力が大気圧の状態で行われ、
   前記第１次滅菌工程及び前記第３次滅菌工程で供給されるオゾンは、前記滅菌チャンバー内に含まれている酸素から変換して生成されることを特徴とする滅菌方法。

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