JP6115705B2

JP6115705B2 - バイオハザード対策用清浄作業室

Info

Publication number: JP6115705B2
Application number: JP2012239257A
Authority: JP
Inventors: 健二米田; 勲行松尾; 匡弘坂本
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: JP2014088999A

Description

本発明はヒトの細胞や組織を採取し、加工した上で、移植又は投与を行う再生・細胞医療で用いるバイオハザード対策用清浄作業室に関し、詳しくは外部への汚染防止のため内部空間の雰囲気が外部に流出しないようにしたバイオハザード対策用清浄作業室に関する。

従来、細胞や組織を扱うためにいわゆるクリーンベンチや安全キャビネットといった清浄な作業空間を形成する清浄作業台が使用されており、このような清浄作業台はクリーンルームの内部に設置されている。
このような清浄作業台のうち、特に病原菌に感染した細胞を取り扱う場合には、作業者の安全確保、培養系間の相互汚染防止の観点から、内部空間の空気が外部に流出しないようにしたバイオハザード対策用の安全キャビネットが用いられている（特許文献１）。
ここで、再生・細胞医療における細胞や組織の取り扱いは、大学や病院、企業等で実施されており、市街地に建てられたビルの一室をクリーンルームに改装して、上記クリーンベンチや安全キャビネット等の清浄作業台を設置して行われている。

特開２００６−１９２３６９号公報

一方、再生・細胞医療で必要な細胞や組織について、近年これを大量かつ迅速に処理するという要請がある。
しかしながら、特許文献１のバイオハザード対策用の安全キャビネットのような清浄作業台は、空気を清浄化するためのフィルタや送風手段等の機器が一体化された構成を有しており、例えば複数台を一室に設置しようとすると、重量が大きくなって一般的な建築基準で建設されたビルの床面の耐荷重では設置できない場合がある。
さらに、上記細胞や組織の操作を人手ではなくロボット等の処理手段によって行うことが提案されているが、上記清浄作業台に上記処理手段を設置してしまうと、さらにその重量が大きくなってしまうことから、より設置が困難となる。
このような問題に鑑み、本発明は床面の耐荷重が低い建造物であっても設置可能な、バイオハザード対策用清浄作業室を提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかるバイオハザード対策用清浄作業室は、上方の構造体に設けられた天井および下方の構造体に設けられた床面とを有するクリーンルームの内部に設けられ、当該クリーンルームの内部に内部空間を形成する区画壁と、上記内部空間に設けられた作業台と、上記内部空間の上部に設けられて清浄空気を内部空間の上方から下方に向けて供給する供給用清浄フィルタと、上記作業台の作業面よりも下方に設けられて上記内部空間の空気を排出する排出口と、上記排出口と上記供給用清浄フィルタとを連通させる循環通路と、上記排出口より排出される空気を上記供給用清浄フィルタへと循環させる送風手段と、上記循環通路を流通する空気の一部を清浄化して外部に排出する排出用清浄フィルタと、上記排出用清浄フィルタから排出する空気の排出量を調節して上記内部空間を陰圧に制御する圧力制御手段とを備え、
上記区画壁をクリーンルームの天井から床面まで達するように設け、
また上記作業台の上方に作業空間を形成する仕切部材を設けるとともに、当該仕切部材の下端と上記作業台の作業面との間に隙間を形成し、
さらに上記区隔壁における、上記排出口よりも上方かつ上記作業台の作業面よりも下方に流入口を設け、
上記区画壁または上記供給用清浄フィルタまたは送風手段または排出用清浄フィルタの少なくともいずれか１つを、上記クリーンルームの天井側の構造体で支持することを特徴としている。

上記発明によれば、区画壁または供給用清浄フィルタまたは送風手段または排出用清浄フィルタの少なくともいずれか１つをクリーンルームの天井側の構造体で支持することで、床面への重量を軽減することができ、床面の耐荷重が低い建造物であってもバイオハザード対策用清浄作業室を設置することが可能となる。

本実施例にかかるバイオハザード対策用清浄作業室の正面断面図。図１とは異なる方向から見たバイオハザード対策用清浄作業室の側面断面図。クリーンルームの平面図。第２実施例を示すバイオハザード対策用清浄作業室の正面断面図。

以下、図示実施例について説明すると、図１〜図３はクリーンルーム１の内部に設置されたバイオハザード対策用清浄作業室２を示し、これら図１、図２は異なる方向からみた断面図を、図３は平面図をそれぞれ示している。
このようなバイオハザード対策用清浄作業室２では、病原菌に感染した細胞等のバイオハザード対策が必要な細胞や組織を扱うことが可能となっており、作業者の安全確保、培養系間の相互汚染防止の観点から、内部に形成された内部空間Ｓの雰囲気が外部に流出しないように構成されている。
図３に示すように、クリーンルーム１の内部にはバイオハザード対策用清浄作業室２の他に、上記細胞を培養するための複数のインキュベータ３が設置され、さらにクリーンルーム１に隣接して作業者等がクリーンルーム１に入退室するための前室４が設けられている。
このような構成により、バイオハザード対策用清浄作業室２による病原菌等に感染した細胞や組織の処理を安全に行った後、このような細胞をクリーンルーム１の外部に持ち出すことなく、インキュベータ３により培養することが可能となっている。
図３に示すように、上記クリーンルーム１には、天井に複数のＨＥＰＡフィルタ５が設けられ、このＨＥＰＡフィルタ５には外部から空気を供給する空調手段６が接続されている。
またクリーンルーム１内の空気はクリーンルーム１に接続されたリターン通路７より排出された後、上記空調手段６によって上記ＨＥＰＡフィルタ５へと循環され、再度清浄化されてクリーンルーム１内に供給されるようになっており、この空調手段６によりクリーンルーム１の内部は所定の陽圧に維持されるようになっている。なお、空気の一部は排気通路８から排気される。

本実施例におけるクリーンルーム１は、例えば大学や病院、企業等の一般的な建築基準に基づいて建設されたビル等の建造物の内部に設けられているが、これらの建造物は重量物を載置することが考慮されていないため、床面の耐荷重が低く、重量物を載置できないものとなっている。
そして上記クリーンルーム１は、上方に形成された構造体ＣＵの下方に設けられた天井１ａと、下方に形成された構造体ＣＬに図示しない床材を張った床面１ｂとを備えている。
上記天井１ａは石膏ボードなどの天井ボードとなっており、上記上方の構造体ＣＵの下面との間に所要の空間を形成するよう、ブラケット１ｃによって当該構造体ＣＵの下方に固定されている。

本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は、複数の区画壁１１によって区画された上記内部空間Ｓを形成しており、図３に示すように区画壁１１は平面視において４角形に配置されている。
そして、本実施例の区画壁１１はその上部がクリーンルーム１の天井１ａに支持されるとともに、クリーンルーム１の天井１ａから床面１ｂまで達するように設けられ、上記内部空間Ｓはこれら区画壁１１と天井１ａと床面１ｂとによって区画された空間となっている。
上記内部空間Ｓの略中央には、上記区画壁１１とは別体に設けられた作業台１３が設置されており、換言すると作業台１３と各区画壁１１とは接しておらず、それらとの間に所定の間隔が設けられている。
また作業台１３は上記クリーンルーム１の床面１ｂに設置されており、上記作業台１３の重量をクリーンルーム１の床面１ｂを介して下方の構造体ＣＬで直接支持するようになっている。
そして、本実施例においては作業台１３の上面の作業面１３ａには処理手段としてロボット１２が設置されており、ロボット１２の駆動源等は上記作業面１３ａの下方に形成されたハウジング１３ｂ内に収容されている。
このように、本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は、ロボット１２を備えた作業台１３を有しており、これら作業台１３およびロボット１２の合計した重量は、上記ロボット１２の駆動源等を含め、大きなものとなっている。

次に、バイオハザード対策用清浄作業室２は、上記内部空間Ｓの上部に設けられたＨＥＰＡユニット２１と、上記内部空間Ｓの空気を排出する排出口２２と、上記排出口２２と上記ＨＥＰＡユニット２１とを連通させる循環通路２３と、当該循環通路２３に設けられて上記排出口２２より排出される空気を上記ＨＥＰＡユニット２１へと循環させる送風手段としてのブロワ２４と、上記区画壁１１に形成されて上記クリーンルーム１と内部空間Ｓとを連通させる流入口２５とを備えている。
上記ＨＥＰＡユニット２１は、清浄空気を内部空間Ｓの上方から下方に向けて供給する供給用清浄フィルタとしての供給用ＨＥＰＡフィルタ２６と、循環通路２３を流通する空気の一部を清浄化して外部に排出する排出用清浄フィルタとしての排出用ＨＥＰＡフィルタ２７と、上記排出用ＨＥＰＡフィルタ２７からの空気の排出量を調節して上記内部空間Ｓを陰圧に制御する圧力制御手段としての開度調整バルブ２８とから構成されている。
上記ＨＥＰＡユニット２１は天井１ａと上方の構造体ＣＵとの間に位置するとともに上記天井１ａの上面に固定されており、当該ＨＥＰＡユニット２１の荷重は上記天井１ａを介して構造体ＣＵに支持されている。ここで、当該部分の天井１ａはＨＥＰＡユニット２１を支持できる程度に補強されている。また上記ブロワ２４も上方の構造体ＣＵにブラケット２４ａによって支持されている。
上記供給用ＨＥＰＡフィルタ２６は上記天井１ａに形成した開口から上記内部空間Ｓに臨ませるように設けられ、上記循環通路２３を流通する空気、すなわち内部空間Ｓを流通した空気を通過させ、その際空気中の粉塵や細菌等を除去することにより清浄空気を内部空間Ｓへと供給するようになっている。
上記ＨＥＰＡユニット２１の供給用ＨＥＰＡフィルタ２６と作業台１３との間には、清浄空気を整流するための整流スクリーン２９が設けられており、この整流スクリーン２９は上記区画壁１１によって区画された内部空間Ｓを上下に区画するよう、その全周が上記区画壁１１に当接している。
上記整流スクリーン２９は、例えば無数の貫通孔が穿設された金属板と所要の繊維とを積層させた構成を有しており、上記供給用ＨＥＰＡフィルタ２６から上記内部空間Ｓに供給される清浄空気は、この整流スクリーン２９を通過することにより整流され、内部空間Ｓの上方から下方へと流通するラミナーフローを形成するようになっている。

上記排出口２２は、上記区画壁１１の下端部近傍、少なくとも上記作業台１３の作業面１３ａよりも下方に形成されており、ブロワ２４の作用により上記排出口２２より吸引された内部空間Ｓの空気が、循環通路２３を流通して上記ＨＥＰＡユニット２１へと循環するようになっている。
このように、上記排出口２２を作業面１３ａよりも下方に設けているので、内部空間Ｓの清浄空気は作業面１３ａ上から作業台１３の周囲へと作業面１３ａよりも下方へと流れるようになっており、上記作業面１３ａの上方でのラミナーフローを維持して粉塵や細菌の舞い上がりを可及的に抑えるようになっている。

上記循環通路２３を流通する空気の一部は、上記ＨＥＰＡユニット２１において天井１ａより上方の空間、すなわち天井１ａと構造体ＣＵとの間の空間へと排出されるようになっており、その際空気中の粉塵や細菌等は上記排出用ＨＥＰＡフィルタ２７によって除去されるようになっている。
上記排出用ＨＥＰＡフィルタ２７には、上記開度調整バルブ２８が設けられた排出通路３０が接続されており、上記開度調整バルブ２８は図示しない制御手段によって制御されて、上記排出通路３０より排出される空気の流量を調節するようになっている。
また、上記流入口２５は上記区画壁１１に形成されており、上記排出口２２よりも上方、かつ上記作業台１３の作業面１３ａよりも下方に形成されている。

上記構成により、ブロワ２４を作動させて内部空間Ｓの空気を吸引し、併せて排出通路３０から循環通路２３を流通する空気の一部を排出させることにより、内部空間Ｓは陰圧となる。
このようにして内部空間Ｓが陰圧となることで、クリーンルーム１と内部空間Ｓとの間に差圧が生じ、これにより上記流入口２５よりクリーンルーム１の空気が内部空間Ｓへと流入することで、内部空間Ｓを適度な陰圧に保つようになっている。
また、上記流入口２５を上記作業台１３の作業面１３ａよりも下方に形成しているので、当該流入口２５より流入した空気による作業面１３ａの上方でのラミナーフローの乱れが防止される。

また本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は、上記内部空間Ｓを複数枚の仕切部材１４によって上記作業台１３の上方に形成された作業空間Ｓａと、当該作業空間Ｓａの側方に形成されて操作者の立ち入りを許容する操作空間Ｓｂとに区画している。
具体的には、複数枚の仕切部材１４がそれぞれ図１に示すように作業空間Ｓａを挟んで作業台１３の上方に設けられており、その上端が整流スクリーン２９の下面に固定されている。
また、仕切部材１４の下端は上記作業台１３の作業面１３ａとの間に若干の隙間が形成されるように設けられている。

このような構成により、上記整流スクリーン２９を通過した清浄空気は上記仕切部材１４によって区画された作業空間Ｓａおよび操作空間Ｓｂに流入して下方へと流通する。
このため、上記作業空間Ｓａにおいて細胞や組織から病原菌が飛散しても、この病原菌は作業空間Ｓａを上方から下方へと流通する清浄空気によって下方に流動する。
その後、この病原菌は上記仕切部材１４の下端と上記作業面１３ａとの間に形成された隙間から操作空間Ｓｂに流動されるが、この病原菌は操作空間Ｓｂを上方から下方へと流通する清浄空気によって下方に流動するため、この病原菌が上記隙間より上方に舞い上がることはない。
つまり、上記操作空間Ｓｂに立ち入った作業者は、上記隙間より上方に顔を位置させておけば、少なくとも吸引による感染を防止することができ、例えば操作空間Ｓｂから上記隙間より手を挿入して作業台１３ａ上で作業を行うことが可能となる。

さらに本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は、上記区画壁１１に図２に示すような作業開口３１を備え、またこれを覆って上下にスライドして開閉可能な作業扉３１ａが設けられている。
この作業扉３１ａを開放することにより、作業空間Ｓａに細胞や組織を収容した収容容器やその他の器具を搬入することが可能となっている。
また上記作業扉３１ａには作業者が装着して作業台１３上の器具等を操作するためのグローブ３２が設けられており、必要に応じて所要の操作を行うことが可能となっている。
上記作業開口３１は上記作業台１３の作業面１３ａよりも上方に設けられており、クリーンルーム１から流入する外部雰囲気は区画壁１１と作業台１３との隙間より作業台１３の下方に流動するため、外部雰囲気による汚染を防止することができる。
一方では、細胞から発生した病原菌も上記隙間より作業台１３の下方に流動するため、病原菌が作業開口３１からクリーンルーム１へと流出してしまうことを防止することができる。

本実施例によるバイオハザード対策用清浄作業室２によれば、特許文献１のバイオハザード対策用清浄作業室と同様、供給用ＨＥＰＡフィルタ２６によって内部空間Ｓに清浄空気を供給し、排出口２２より排出された空気を循環通路２３によって内部空間Ｓへと循環させることで、病原菌等の有害物質がクリーンルーム１に飛散することを防止している。
これに併せて、上記循環通路２３を流通する空気の一部を排出用ＨＥＰＡフィルタ２７によって清浄化して排出して内部空間Ｓを陰圧とすることでも、有害物質がクリーンルーム１に飛散することを防止している。

本実施例では、上記ＨＥＰＡユニット２１およびブロワ２４を、天井１ａ側の構造物ＣＵによって支持することで、これらの荷重を床面１ｂに作用させず、また上記区画壁１１の上部を天井１ａに固定することで、その重量の一部を上記天井１ａを介して構造物ＣＵによって支持させるようになっている。
また本実施例では作業台１３にロボット１２を備えることで、細胞や組織を自動的かつ大量に処理することが可能となっているが、作業台１３にロボット１２を設けることでこれらの荷重が大きくなってしまうが、この作業台１３を区画壁１１と別体に設けたことで、作業台１３およびロボット１２だけの荷重が床面１ｂに作用することとなり、床面１ｂの耐荷重が低くてもこれを支持することが可能となる。
以上のことから、耐荷重の低い一般的な建築基準で建設された大学や病院、企業等のビルの床であっても、本実施例にかかるバイオハザード対策用清浄作業室２を設置可能である。

図４は第２実施例にかかるバイオハザード対策用清浄作業室２を示し、以下の説明において、第１実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２と共通する要素については説明を省略するものとする。
本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は、下方の構造体ＣＬに設置した補強部材４１ａと、当該補強部材４１ａに支持された上床４１ｂとからなる二重床４１を備えている。
ここで、上記作業台１３は上記上床４１ｂに設置されているが、本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２は上記作業台１３にロボット１２等の処理手段を設けておらず、作業台１３は上記第１実施例に比べて軽量となっている。
そして本実施例のバイオハザード対策用清浄作業室２では、内部空間Ｓを複数枚の仕切部材１４によって上記作業台１３の上方に形成された作業空間Ｓａと、その側方に形成された操作空間Ｓｂとに区画し、作業者は操作空間Ｓｂから作業台１３上の組織や細胞を操作するようになっている。
本実施例におけるバイオハザード対策用清浄作業室２によれば、二重床４１とすることで耐荷重の低い上床４１ｂに設置することとなるが、軽量な作業台１３であれば設置可能であり、また第１実施例と同様、ＨＥＰＡユニット２１やブロア２４の重量は天井側の構造体ＣＵによって支持し、また区画壁１１もその重量の一部が天井１ａを介して天井側の構造体ＣＵによって支持されているため、上述した二重床４１の構造を採用することが可能となっている。

さらに本実施例では、二重床４１とすることで上床４１ｂと下方の構造体ＣＬとの間に空間が形成されるため、上記排出口２２を上記内部空間Ｓに面した上床４１ｂに設けて、上記循環通路２３の一部をこの上床４１ｂの下方に配設することが可能となっている。
このように、上記排出口２２を上床４１ｂに形成することにより、下方への吸引力を生じさせることができ、上方から下方に向かう清浄空気のラミナーフローをより均一に形成することが可能となり、側方の区画壁１１に設けた場合に比べ排気効率を良好にすることが可能となっている。

なお上記第１、第２実施例において、上記区画壁１１については、上記内部空間Ｓを形成することができればよく、例えば上記実施例における四方の区画壁１１のうち、一枚の区画壁１１をクリーンルーム１の壁面で代用することも可能である。
また、クリーンルーム１に複数の清浄作業室２を設けることも可能であり、天井側に予めＨＥＰＡユニット２１やブロワ２４を設置しておけば、清浄作業室２の増減も容易に行うことができる。

１クリーンルーム１ａ天井
１ｂ床面２バイオハザード対策用清浄作業室
１１区画壁１２ロボット
１３作業台１３ａ作業面
１４仕切部材２１ＨＥＰＡユニット
２２排出口２３循環通路
２４ブロワ２５流入口
２６供給用ＨＥＰＡフィルタ２７排出用ＨＥＰＡフィルタ
２８圧力調整手段３１作業開口
３１ａ作業扉４１二重床
４１ａ補強部材４１ｂ上床
ＣＵ、ＣＬ構造体

Claims

上方の構造体に設けられた天井および下方の構造体に設けられた床面とを有するクリーンルームの内部に設けられ、当該クリーンルームの内部に内部空間を形成する区画壁と、上記内部空間に設けられた作業台と、上記内部空間の上部に設けられて清浄空気を内部空間の上方から下方に向けて供給する供給用清浄フィルタと、上記作業台の作業面よりも下方に設けられて上記内部空間の空気を排出する排出口と、上記排出口と上記供給用清浄フィルタとを連通させる循環通路と、上記排出口より排出される空気を上記供給用清浄フィルタへと循環させる送風手段と、上記循環通路を流通する空気の一部を清浄化して外部に排出する排出用清浄フィルタと、上記排出用清浄フィルタから排出する空気の排出量を調節して上記内部空間を陰圧に制御する圧力制御手段とを備え、
上記区画壁をクリーンルームの天井から床面まで達するように設け、
また上記作業台の上方に作業空間を形成する仕切部材を設けるとともに、当該仕切部材の下端と上記作業台の作業面との間に隙間を形成し、
さらに上記区隔壁における、上記排出口よりも上方かつ上記作業台の作業面よりも下方に流入口を設け、
上記区画壁または上記供給用清浄フィルタまたは送風手段または排出用清浄フィルタの少なくともいずれか１つを、上記クリーンルームの天井側の構造体で支持することを特徴とするバイオハザード対策用清浄作業室。
上記仕切部材は、上記作業台の上方に形成される上記作業空間と、当該作業空間の側方に形成されて操作者の立ち入りを許容する操作空間とに区画することを特徴とする請求項１に記載のバイオハザード対策用清浄作業室。
上記クリーンルームの床面を、補強部材に支持された上床を備えた二重床とし、
上記循環通路の排出口を上記二重床の上床に開口するように設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のバイオハザード対策用清浄作業室。