JP5170743B2 - 滅菌方法およびプラズマ滅菌装置 - Google Patents
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Description
従来のプラズマ滅菌方法としては、過酸化水素を原料ガスに用い、これをプラズマ化して滅菌処理を行うものが知られている。しかし、過酸化水素は常温で液体であるから、低圧のプラズマ容器内に液体を導入する場合には、装置構造および圧力調整がいずれも複雑化すると共に、過酸化水素が高価であるため、高コストになるという課題を有していた。さらに、過酸化水素が刺激物であるため、液漏れや飛散等の人身(火傷)事故が絶えないという問題もあった。
前記プラズマを生成する際の前記真空容器内の圧力の調整は、前記真空容器内の圧力が所定の圧力に到達するまでの加圧過程において、所定の圧力間隔毎に段階的に加圧区間および定圧待機区間を設けて行う調整であり、
前記加圧区間および前記定圧待機区間において、前記所定のガスから前記プラズマを生成することを特徴とするものである。なお、前記真空容器内の圧力変化としては、一部に減圧される区間が含まれていてもよい。また、定圧待機区間とは、その区間の全域に亘って一定であるものに限定されるものではなく、加圧区間に比べて圧力変化の度合いが大幅に小さい区間も含むものとする。
また、前記所定のガスが酸素からなり、前記加圧区間の各々が0.01〜1.5秒の間の時間とされていることが望ましい。
前記圧力調整手段は、
前記プラズマを生成する際の前記真空容器内の圧力を、前記真空容器内の圧力が所定の圧力に到達するまでの加圧過程において、所定の圧力間隔毎に段階的に加圧区間および定圧待機区間を設けて加圧調整する圧力制御部を備え、
前記プラズマ生成手段は、前記加圧区間および前記定圧待機区間において、前記所定のガスから前記プラズマを生成することを特徴とするものである。
2 減圧手段
3 酸素ガス供給手段
4 放電プラズマ生成手段
5 圧力制御部
21 真空ポンプ
22 排気通路
23 調整バルブ
31 酸素ガスボンベ
32 供給管
33 調整バルブ
41 電極
42 電源部
43 周波数切替部
45 同軸ケーブル
100 プラズマ滅菌装置
<滅菌方法>
本実施形態の滅菌方法は、所定の滅菌対象物(例えば医療器具等)を収納した真空容器内を所定圧力まで減圧し、その後真空容器内に所定のガスを流入させて、滅菌作用を有するプラズマを生成することにより滅菌を行うものであり、その際に、プラズマを生成した後の真空容器内の圧力を、所定の圧力間隔毎に、加圧区間および定圧待機区間を設けて、段階的に加圧するように調整する。これにより、滅菌の効果を高めることができる。図1は上述した段階的な圧力変化と時間の関係を表した概念図である。すなわち、図1に示すように、真空容器内を一旦、例えば3Paまで減圧した後、段階的な加圧を例えば10kPaまで行い、再び3Paまで減圧するサイクルを、90分間に亘って繰り返すものである。このようにすることで、定圧待機区間に滅菌作用を奏する粒子(一般的にラジカルと考えられるので、以下ラジカルとも称する。ただし、ラジカルに限定されるものではなく、例えば活性種等、その他の、プラズマに関連して生成された滅菌作用を奏するもの全般を意味するものとする。)を発生させるとともに、加圧区間に圧力差による急激な流動をプラズマ中に生じさせることにより、滅菌作用を有するプラズマを効率よく生成し、かつ被滅菌体の深部まで該粒子を流入させることが可能となり、十分な滅菌、特に内腔部(例えば一端が閉じたチューブ状のもの)等の先端内壁部分に対しても確実な滅菌処理を行うことができる。
本実施形態のプラズマ滅菌装置は、真空容器と、前記真空容器内の圧力をガス流量および/または真空ポンプの排気量により調整する圧力調整手段と、前記真空容器内に所定のガスを流入させるガス供給手段と、前記真空容器内に滅菌作用を有するプラズマを生成させるプラズマ生成手段からなる。ここで、圧力調整手段により、プラズマを生成した後の真空容器内の圧力を、所定の圧力間隔毎に、加圧区間および定圧待機区間を設けて、段階的に加圧するように調整することで、滅菌の効果を高めている。なお、圧力を調整する圧力調整手段は、CPUと所定の圧力調整プログラムを記憶してなるメモリを備えている。
本実施例に係る滅菌方法を図2のフローチャートを用いて説明する。
例えば、上記酸素を導入する時間は0.01〜1.5秒の間の任意の値に設定できる。
実施例1に係るプラズマ滅菌装置の概略構成を図3に示す。このプラズマ滅菌装置100は、滅菌処理の対象となる医療器具等(図示せず)が収納される真空容器1と、真空容器1内を減圧する減圧手段2と、真空容器1内に酸素ガスを供給する酸素ガス供給手段3と、真空容器1内にプラズマを生成する放電プラズマ生成手段4と、酸素ガス供給手段3および放電プラズマ生成手段4を制御する圧力制御部5とを備えている。減圧手段2は真空容器1内の気体を排出する真空ポンプ(ロータリポンプ)21と、真空容器1と真空ポンプ21を連通する排気通路22と、排気通路22に介装され気体の排出量を調整する調整バルブ(例えばカットオフバルブ)23からなる。また、酸素ガス供給手段3は酸素ガスボンベ31と、真空容器1と酸素ガスボンベ31を連通する供給管32と、供給管32に介装され、酸素ガスの流量を調整する調整バルブ(例えばマスフローコントローラ)33からなる。また、放電プラズマ生成手段4は、電極41と、電極41に高周波電力を供給する電源部42と、電源部42から電極41へ電力を伝送する同軸ケーブル45と、電源部42から出力された高周波電力の周波数を10kHzと13.56MHzとで択一的に切り替える周波数切替部43とからなる。
実施例2に係るプラズマ滅菌装置の概略構成を図5に示す。なお、実施例2のものにおいて、実施例1の要素と同一の機能を有するものについては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
内部にCI(ケミカル インジケータ)を挿入したシリンジを、容量が40L(リットル)の滅菌用真空容器内に設置した状態で、この真空容器内に種々のパターンで滅菌ガス(ラジカル)を導入し、各場合について、各々滅菌ガスの影響によるCIの変化を測定した。なお、本来CIは滅菌ガスによる影響が大きいもの程、試薬塗布部分の色変化(例えばオレンジ色から黄色への変化)の度合も大きくなるが、図7〜図10により示すCIにおいては、便宜上、この色変化を濃度変化に変換して模式的に(見やすくなるように多少変更を加えて)示すようにしている。すなわち、CIの濃度が薄いもの程、滅菌ガスによる影響が大きいことを表わしている。
真空容器内の圧力を10Paまで低下させた後、その圧力が600Paになるまで酸素を導入し、再び10Paまで減圧する作業(2分間)を、定圧待機区間を設けることなく、120分間に亘って繰り返した。この場合のCIの変化後の状態を図7に示す。
真空容器内の圧力を10Paまで低下させた後、その圧力が600Paになるまで150msecの酸素導入区間と1500msecの定圧待機区間を交互に設け、再び10Paまで減圧する作業を120分間に亘って繰り返した。この場合のCIの変化後の状態を図8に示す。
真空容器内の圧力を10Paまで低下させた後、その圧力が600Paになるまで100msecの酸素導入区間と1500msecの定圧待機区間を交互に設け、再び10Paまで減圧する作業を120分間に亘って繰り返した。この場合のCIの変化後の状態を図9に示す。
真空容器内の圧力を10Paまで低下させた後、その圧力が600Paになるまで50msecの酸素導入区間と1500msecの定圧待機区間を交互に設け、再び10Paまで減圧する作業を120分間に亘って繰り返した。この場合のCIの変化後の状態を図10に示す。
以上の各実験例から明らかなように、本実施例のものは比較例のものに比べてシリンジ内部における滅菌ガスの影響を大きなものとすることができた。
また、実施例(イ)、(ロ)、(ハ)の比較から明らかなように、1回の酸素導入区間を短いものとし、その分、600Paの圧力に到達するまでの、該酸素導入区間の回数を増加させることによって滅菌ガスの影響を、より大なるものとすることができた。
Claims (9)
- 所定の被滅菌対象物を真空容器内に収納し、前記真空容器内を所定圧力まで減圧し、前記真空容器内に所定のガスを流入させ、前記真空容器内に滅菌作用を有するプラズマを生成し、前記真空容器内の圧力を調整しつつ、前記生成されたプラズマを用いて前記所定の被滅菌対象物を滅菌する滅菌方法において、
前記プラズマを生成する際の前記真空容器内の圧力の調整は、前記真空容器内の圧力が所定の圧力に到達するまでの加圧過程において、所定の圧力間隔毎に段階的に加圧区間および定圧待機区間を設けて行う調整であり、
前記加圧区間および前記定圧待機区間において、前記所定のガスから前記プラズマを生成することを特徴とする滅菌方法。 - 前記所定の圧力間隔を、10Pa〜1kPaの範囲内の値とすることを特徴とする請求項1記載の滅菌方法。
- 前記定圧待機区間を、0.3〜10秒間とすることを特徴とする請求項1または2記載の滅菌方法。
- 前記所定のガスが酸素からなり、前記加圧区間の各々が0.01〜1.5秒の間の時間とされていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の滅菌方法。
- 真空容器と、前記真空容器内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記圧力調整手段により所定の圧力まで減圧された前記真空容器内に所定のガスを流入させるガス供給手段と、前記ガス供給手段により前記真空容器内に流入された前記所定のガスから滅菌作用を有するプラズマを生成させるプラズマ生成手段とを備えてなるプラズマ滅菌装置において、
前記圧力調整手段は、
前記プラズマを生成する際の前記真空容器内の圧力を、前記真空容器内の圧力が所定の圧力に到達するまでの加圧過程において、所定の圧力間隔毎に段階的に加圧区間および定圧待機区間を設けて加圧調整する圧力制御部を備え、
前記プラズマ生成手段は、前記加圧区間および前記定圧待機区間において、前記所定のガスから前記プラズマを生成することを特徴とするプラズマ滅菌装置。 - 前記所定の圧力間隔を、10Pa〜1kPaの範囲内の値とすることを特徴とする請求項5記載のプラズマ滅菌装置。
- 前記圧力調整手段が、真空ポンプと、前記真空容器および前記真空ポンプの間の排気通路内に配された、前記排気通路を開閉する通路開閉部とを備えてなることを特徴とする請求項5または6記載のプラズマ滅菌装置。
- 前記通路開閉部がカットオフバルブからなることを特徴とする請求項7記載のプラズマ滅菌装置。
- 前記所定のガスが酸素ガスからなることを特徴とする請求項5〜8のうちいずれか1項記載のプラズマ滅菌装置。
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