JPH04503026A - 低蒸気圧滅菌剤を用いる滅菌法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 低蒸気圧滅菌剤を用いる滅菌法 及盟Ω宵量 凡呪の分野 本発明は滅菌システムに関するものであり、さらに詳しく述べるならば、気相滅 菌剤を用いる滅菌システムに関するものである。

数多くの状況において、単純な容器から部屋全体に至るまで、種々のタイプの密 閉容器を滅菌することが必要とされる０例えば数種のミクロ電子工学的製品及び 医薬品を製造する為には、クリーンルームが必要になる。研究所のこぼれ屑は、 それが高い伝染性の物質を含むことにより、浄化或は滅菌されていることが必要 な研究所の或領域を予期せずして汚染することがある。他の例としては、病原汚 染物を除去する為に滅菌が必要とされることがある、インキュベーターなどの密 閉容器の内部が挙げられる。

この様な種々の要求に応える為のシステムが提案されてきている０例えば、本発 明と同一の出願人に譲渡された、貫流気相滅菌システムに関する１９８７年７月 ６日付の米国特許出願第０７０，２７１号では、密閉容器に気相・過酸化水素を 配送するシステムが報告されている。

数種の液体は、気化されると蒸気圧の低い蒸気となる。気相の過酸化水素は低蒸 気圧滅菌剤の一例である。ここでその蒸気圧は低圧であることから、その蒸気圧 をもって、滅菌しようとする密閉容器に滅菌剤を送るのに十分な駆動力とするこ とができない、滅菌剤の蒸気を密封容器にまで配送する際にキャリヤー剤も用い ないと、その滅菌剤の蒸気がその密閉容器に達してその容器全体に分布するまで には、長時間を要することがある。滅菌剤の蒸気が不安定であったり、分解性で あったり、さもなければそれ以外で効果を失ったりする場合には（気相の過酸化 水素の様に）、それを素速く配送して分布させることが滅菌を効果的に行う為に 重要となる。

低蒸気圧滅菌剤を密封容器に配送する為に、空気、窒素、フレオン等キャリヤー 剤を用いることができる０例えば、前記の特許出願では、密封容器に低蒸気圧滅 菌剤を配送する為のキャリヤー剤として空気が用いられている。しかしながらそ のキャリヤー剤は、滅菌しようとする密封容器内部の製品に滅菌剤が浸透するの を妨げることがある。滅菌しようとする製品或はその表面に、滅菌剤よりも先に キャリヤー剤が到達し、その滅菌しようとする物の中に蒸気が分散するステップ を妨げることがある。キャリヤーは、密封容器内の圧力を高めることにより、そ の密封容器内にそれ以上の滅菌剤蒸気が流入するのを妨げることがある。又その キャリヤーは、処理上の問題を引き起こすこともある。

従って、キャリヤー剤の助けを借りることなく、密封容器内に蒸気圧の低い滅菌 剤の蒸気を配送する方法が必要とされている。

艦所例！わ 本発明は、低蒸気圧滅菌剤を用いる滅菌法に間するものであり、その方法には、 蒸気圧の低い気相滅菌剤を発生させる液体を気化させる工程が含まれている。気 相滅菌剤は、その気化温度より高温で加熱するとその蒸気圧が高まる。あるいは 、その気相滅菌剤は、望ましい温度にまで上がった時、初めて生成される。その 高められた蒸気圧を利用して、その熱せられた気相滅菌剤を密閉容器へ配送する 。

その熱せられた気相滅菌剤は、密閉容器の温度にまで冷やされる。その気相滅菌 剤が冷やされた時に放出される熱は、密閉容器の温度を著しく高めることなく、 その密閉容器に吸収される。密閉容器内における気相滅菌剤の濃度は、滅菌が完 了するまで維持される。

本発明の一例として、気化させる液体は過酸化水素である。

本発明の別の具体例では、その密閉容器は加熱した気相滅菌剤を送る前に排気さ れる。排気は、加熱した気相滅菌剤を密閉容器に送る際の速度と等しい速度で連 続的に行っても良い。

本発明の方法は、キャリヤー剤を導入することなしに低蒸気圧滅菌剤によって行 う滅菌法を簡素化する一方で、その速度を速める０本発明のそれら及びその他の 長所及び利点については、以下の好ましい具体例の記載により明らかであろう。

区Ω箇皇ｌ記載 本発明を理解し易く、かつ実施し易くする為、はんの−例ではあるが参考の為に 図を添えて、一つの好ましい具体例をここに記載する。

図１は、本発明の方法を実施する為の装置を示すブロック図である。

図２は、本発明の方法を用いて実施することのできる滅菌サイクルに関して、そ の圧力対時間を示したグラフの一例である。

奸裏旦■臭体搭９２鳳 本発明の方法は、図１に示した装置１０を用いて実施することができる。読者は 本発明の方法が、様々な組み合わせでアレンジした種々の異なる装置を用いて実 施しうろことを理解するであろう０図１に示した装置１０は、説明の為だけに記 載したものである。

本発明の方法には、滅菌しようとする密閉容器２０を排気する為にポンプ２２を 作動させることが含まれている。その密閉容器２０は、インキュベーター或は滅 菌器の様な個別の密閉容器であっても良いし、さもなければそれは部屋全体であ っても良い、この様な排気により、密閉容器２０内の全気体及び蒸気の分圧は低 くなる。

高温では滅菌剤の飽和蒸気が発生する。これは、気化しようとする液体を液体貯 蔵所１４から受け取る気化室１２を用いることにより可能となる。気化しようと する液体は、その気化室１２の加熱表面１６に触れる。この様な接触により、そ の液体は気化されて気相滅菌剤となる。過酸化水素の様な数種の液体は、気化す ると蒸気圧の低い気相滅菌剤となる。さらにその気相滅菌剤は、その蒸気圧を高 める為にヒーター１８中で加熱しても良い、もう一つの方法としてその加熱表面 １６は、液体がその表面に触れた時に高温の飽和蒸気を生成しうる様な高い温度 にしておいても良い。

その高温の飽和気相滅菌剤は、その高められた蒸気圧により、自らを配送ライン １９を通して密閉容器２０中へ送り込むことができる。その加熱した気相滅菌剤 の運動量が、その滅菌剤を密閉容器２０の全域に運べるほど十分なものでないこ とがある。その為、拡散しうるか否かは依然として、その滅菌剤の蒸気を滅菌し ようとする種々の複雑な密閉容器２０及び／或は製品（これは密閉容器２０中に あっても良い）に、短距離で配送しうるか否かにかかつている。その熱せられた 気相滅菌剤は、それが一旦密閉容器２０に入ると、そのより低温な密閉容器中の 空間をできる限り埋め尽くす様に膨張することになる０霞張を伴う冷却は、この より低くなった新たな温度下において、滅菌剤の蒸気がその新たな蒸気圧（すな わち飽和蒸気圧）の限界を越えない様、充分に注意を払わねばならない、密閉容 器２０の内部を低圧に保つと、その複雑な密閉容器２０及び／或はその密閉容器 ２０中の製品、その全てに気相滅菌剤が短距離で拡散し易くなる。その拡散速度 は濃度勾配によって決まり、さらにその濃度は、稀釈剤の質量によると同時に、 稀釈されることになる熱せられた気相滅菌剤の質量によって決まる。密閉容器２ ０を排気すると、稀釈剤の質量が減少することによって濃度勾配が増大し、前記 の様に拡散し易くなる。

熱せられた気相滅菌剤を冷却すると、その気相滅菌剤から潜熱が放出されるが、 その熱は、密閉容器２０がその容器の温度を著しく上げることなく、それを十分 吸収しうる程度のものである。

本発明の一具体例に従い、気相滅菌剤を連続的に、しかし低流速で流す、密閉容 器２０は、その熱せられた気相滅菌剤の蒸気がその密閉容器２０中に導入される 速度と同じ速度で、ポンプ２２により排気される。この様にして定常状態に達す ると、その状態を絶えず保つことが可能である。何故ならば、その滅菌剤蒸気の 一部が分解或はその他の形で効力を失うと、新しい滅菌剤がそのに置き換わるか らである。

先に記載した様に、気相の過酸化水素は蒸気圧が低い０表■に、３０重量パーセ ント気相過酸化水素の蒸気圧と飽和水蒸気の蒸気圧との比較を示す。

対応する絶対蒸気圧 黒気温鷹　３０００ｖＰＨＰ ５℃　ｌ　、４ｍｍ　Ｈｇ　−−− １０℃　２．１論−〇、　−−− １５℃　３．０霞−Ｈ，−−− ２０℃　４．３−一　〇、　−−− ３０℃　８．４關Ｒ，−−− ４０℃　１５．６醜曽　Ｈｇ　−−− ５０℃　２７．９關Ｒｇ−−− ６０℃　４８．２論−ｉｇ　−−− １２１℃　１．　５４３−輪　ｎｇ ｌ　３２℃　２．　１６５−閤　Ｈｇ 表中で、３０％ＶＰＨＰの蒸気圧とは、３０％ｆ）　Ｈ２０ｚ蒸気と７０％のＨ ｚ。

蒸気に関するものであり、３０％Ｈ，Ｏ□水溶液の蒸気に関するのではない、こ れらは自然に発生する蒸気ではない。

本発明の方法の一具体例に従って滅菌を行う際、その温度が室温（２０℃）であ る場合に注目すると、気相の過酸化水素及び水の蒸気圧はわずかに４．３−■ｌ １ｇである。１２１℃及び１３２℃で滅菌を行う時には通常飽和水蒸気を用いる が、その時の蒸気圧はそれぞれ１．５４３龍ｎｇ及び２，１６５ｍｍ１１ｇであ る。これは、２０℃における気相過酸化水素の蒸気圧よりも３５０から倍高い。

６０℃或はそれ以上で気相過酸化水素を発生させると、その蒸気圧は４８．２ｍ ｍ　Ｈｇにまで著しく高まるが、これはその気相滅菌剤を排気した分配ライン１ ９を通して素速く送るのに十分な圧力である。もしも分配ライン１９を排気しな いと、そこには７６０−ｓａｇの気圧が存在し、それは滅菌剤の流れを妨げるこ とになるであろう、湿った空気が存在すると、二つの理由からさらに大きな障害 となる。第一に、周囲圧力は７６０ｍｓＨｇを越えることになる。第二に、空気 中にも３０重量％気相過酸化水素中にも水蒸気が存在することになり、その為飽 和限界が低くなると考えられる。空気中の湿度はそれがわずか１０％であっても 、３０％気相過酸化水素の飽和限界を、６０℃で蒸気分圧４１．１＋ｎＨｇにま で低める（付録のＡ及びＢを参照）、従って、空気中にわずか１０％の水分が存 在しただけで、流れを助長する圧力勾配は１５％近く減少する。

密閉容器２０の容積を１，０００立方フイートと仮定する。その容器は２５℃で 、６．８１ｍｇルの３０％過酸水素水を蒸気状態に保つことができる。これは６ ゜０關Ｒｇの圧力増大に匹敵する。付録Ａを参照のこと、６０℃で飽和蒸気を発 生させると、蒸気の濃度は水１リットルに対して過酸化水素４８．７５９ｍｇ（ 過酸化水素が１４．６２８ｍｇル、付録Ａを参照）となり、圧力は４８．２＋ｎ Ｈｇとなる。その圧力の差（４８，２■ｇ　Ｈｇ　６．　Ｏｓ＋ｍ　Ｈｇ）が蒸 気を気化器から密閉容器へ送る為の駆動力として働く、蒸気が密閉容器に達する と、それは膨張して可能な限りの容積を満たす、その膨張により蒸気は冷やされ る。

過酸化水素の蒸気が冷やされた時に生じるエネルギー３０％過酸化水素の蒸気が 冷やされた時にそこから生じるエネルギーは、直接文献中に見出すことはできな いが、間接的には次の様にして計算しうる。

Ｅ＝　（６０度における蒸気のエンタルピー−２５度における蒸気のエンタルピ ー）ＥＱＮＩ ；（６０度における液体のエンタルピー＋６０度における気化エネルギー）−（ ２５度における液体のエンタルピー＋２５度における気化エネルギー）＝（６０ 度における液体のエンタルピー−２５度における液体のエンタルピー）＋　（６ ０度における気化エネルギー−２５度における気化エネルギー）その３０％液体 のエンタルピーはとの文献中に見出すことはできないが、そのエンタルピーの差 は容易に計算できる。

ｍＸＣｐＸ　（６０−２５）＝エンタルピーの差ここでのｍは液体の質量で、Ｃ ｐは付録Ｃ中の表■かち得ることができる液体の比熱である。

気化エネルギーも文献から知ることはできないが、これも又全く容易に計算する ことができる。

３０智ｔ％溶液の気化熱＝ （（０，３０）（１，００％過酸化物の気化熱））＋（（０，７０）（水の気化 熱）〕−溶解熱 ２５℃の時５２４ｃａｌ／ｇｍ＝　（（０，３０＞（３６２，６ｃａｌ／ｇｍ） ）＋　（（０゜７０＞　（５８３，４ｃａｌ／ｇｍ）　）　（６，７ｃａｌ／１ ｒｅ）６０℃の時５０６．５ｃａｌ／ｇａ−Ｃ（０，３０）（３５２，１ｅａｆ ／ｇｍ））＋（（０，７０＞（５６３，１ｅａｆ／ｇｍ）：］　（６，７ｃａｌ ／紳）１００％過酸化水素の気化熱は、付録Ｃの表■から得た。水の気化熱は、 文献中で良く見かける飽和水蒸気の表から得た。稀釈熱は付録Ｃの表■かち得た 。上で計算した２５℃における３０％過酸化水素の気化熱が、付録Ｃの表Ｖにあ る値と一致していることに注目せよ。

さらに式１は。

Ｅ＝ｍ　（（０，８２３ｃａｌ／ｇｍ−’ＣＸ３５℃）　＋　５０６　、　５ｃ ａｌ／ｇｍ−５２４ｃａｌ／ｇｍ）ＥＱＮ２ となる。

３０％過酸化水素に関しては、（６，８１１ｍｇ／Ｌ）　Ｘ　（２８，３２Ｌ／ Ｃｕ　ｆｔ）Ｘ　（１０００ｃｕ　ｆｔ）Ｘ　（Ｉｇｍ／１０００ｍｇ＞或は１ ９２．９ｇｍを密閉容器中に入れうる０式（２）にｍの値を用いれば、２．１８ ０グラムカロリー或は８．６５ＢＴＵという値が得られる。

容積が１，０００立方フイートの密閉容器には、その密閉容器の温度を測定可能 な程に上げることなく、８．６５ＢＴＵが容易に吸収されうる。従って、その温 度を測定しうる程に上げることなく、熱を吸収しうる密閉容器の能力が高ければ 高いほど、その温度を滅菌温度よりも高くすることが可能で、それによって蒸気 圧を高め、より迅速に配送しうる様にすることができる。

気相過酸水素をエチレンオキシドと比較すると、エチレンオキシド滅菌剤では多 くの場合、１２％エチレンオキシド８８％フレオンが用いられているが、それは 通常、９０＋ｕｉ［１ｇ絶対値（ａｂｓｏｌｕｔｅ）にまで排気されて１．１７ ４ｍｍＨｇに調整された室の中へ導入される。従って、その滅菌剤を配送するの に用いられる全蒸気圧は１．０８４曽量ｕｇである。このエチレンオキシド滅菌 剤の濃度は約３５０゜０００ｐｐｓ＋である。２０℃における気相過酸化水素の 蒸気圧はわずか４．３ｓｍｔ１ｇで、乾燥空気中の濃度は約５，６６０ｐｐ鋤（ 過酸化水素が１，０４７ｐｐｍ、水が４゜６１３ｐｐｍ）である。

本発明の方法を用いて実施しうる滅菌サイクルの一例を図２に示す、その図を見 ればわかる様に、熱せられた気相過酸化水素は、一部を吸引除去、補充、又一部 を除去して再度補充という様にして、排気した密閉容器２０へ導入することがで きる。気相過酸化水素の一部を除去して補充するという操作は、さらに三回行い 、全部で５回繰り返す、その後、その密閉容器２０の一部を空気で洗浄して２１ ０−ｍ　Ｈｇとし、さらに再度排気する１部分除去及び部分補充のステップを５ 回、空気を用いての部分洗浄及び排気をさらに４回繰り返す、その約１４０分後 、その密閉容器を交互に大気圧及び真空にすることにより、空気にさらせば良い 。

本発明のもう一つの具体例に従い、真空ポンプ２２を作動させて、加熱した気相 滅菌剤を密閉容器２０を通して連続的に流しても良い０本発明の方法によって気 相過酸化水素の連続的な流れを造り出し、それと続けていくと、その気相過酸化 水素が不安定であるにも拘わらず、それを密閉容器２０にうまく送ることができ る。気相過酸化水素は、それが一旦密閉容器２０に送られると、さらに短距離で 拡散し、吸収されない物質の滅菌を完全に行う、そこを通る流速は、その流れが 拡散工程を妨げることのない様十分に低速でなければならない、古くなった蒸気 の除去と新しい蒸気の導入とは、連続的或は断続的に、前走の範囲内、すなわち ２±０．２ｍｍＨｇ絶対圧力の範囲内に、或は９０±１０％飽和状態に調整され ていても良い、しかしながらこのサイクルの重要な所は、その滅菌剤自身の蒸気 圧力によってもたらされる減圧下で、長距離配送ができることにある。

本発明に関して用いる滅菌剤は、単一の蒸気であっても良いし、又は３０％気相 過酸化水素と７０％の水蒸気の様に複数成分の蒸気であっても良い。

本発明をその好ましい、具体例について記載してきたが、当業者にとって、多く の改良法及び変法は明らかであろう、この報告、及び次に示す請求の範囲は、こ の様な改良法及び変法の全てに及ぶものと考えている。

図１ 図２ け争ルＱ　（ｍｉｎン→ 国際調査報告 １＋Ｎｅｒａａニ−ｍ−＋ｅａ＋ｉｍ醜に１〜５９Ｑ１０６６１０Ｓ＾　４２２ ３５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．液体を気化して、気化に必要とされる温度よりも高温の高蒸気圧の気相滅菌 剤とし； 前記高蒸気圧を利用してその気相滅菌剤を密閉容器に送り；気相滅菌剤をその密 閉容器の温度に冷却し、その際密閉容器は、前記気相滅菌剤により放出された熱 を、温度を著しく高めることなく吸収し；そしてその密閉容器中の気相滅菌剤の 濃度を、滅菌が完了するまで維持する；上記工程からなる、低蒸気圧滅菌剤を用 いた滅菌方法。
2. ２．液体を気化する工程は、過酸化水素を気化する工程である請求項１の方法。
3. ３．気相滅菌剤を送る前に、密閉容器を排気する工程を含む請求項２の方法。
4. ４．気相滅菌剤を密閉容器に送る際の速度と同じ速度で、その密閉容器を連続的 に排気する工程を含む請求項３の方法。