JPH07509701A - 滅菌剤混合物及び滅菌法 - 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】 発明の名称 滅菌剤混合物及び滅菌法 発明の背景 本発明は、一般に滅菌の分野に、そして更に詳しくはエチレンオキシドの使用を 基にした滅菌に関する。

滅菌されるべき物品への沸騰水又はスチームの適用による滅菌は長年の間実施さ れてきた。更に最近では、ある種の分野において、例えば医学においてそして宇 宙探検において、これらの分野において使用されるある種の物品が、スチーム滅 菌に伴う温度又は湿気に耐えることができないという理由から、異なる滅菌剤を 用いる必要性が生じてきた。

広く使用されるようになってきた一つの滅菌剤はエチレンオキシドである。何故 ならば、それは効果的な滅菌剤であるばかりでなく、またその残留物は滅菌され た物品から比較的急速に揮発するからである。エチレンオキシドは滅菌を実施す るために単独で使用しても良いが、エチレンオキシドは非常に可燃性であるので これは一般には行われない。その代わりに、エチレンオキシド滅菌剤は、一般に 、難燃剤との混合物として使用される。しかしながら、難燃剤はエチレンオキシ ドの特性を補足するものでなければならない。さもなければエチレンオキシドの 有益な効果は失われるであろう。過去２０年間にわたって、滅菌剤混合物におけ るエチレンオキシドと一緒の使用のために選択された難燃剤は、この産業におい てＣＦＣ−１２として知られているジクロロジフルオロメタンであった。最も普 通に使用される滅菌剤混合物は、２７．３モル％（１２重量％）のエチレンオキ シド及び７２．７モル％（８８重量％）のＣＦＣ−１２から成る。この混合物は 、この産業において一般に１２−８８と呼ばれている。

最近、ＣＦＣ−１２の使用において問題が生じてきた。何故ならば、それは、高 層大気中のオゾン層に顕著な被害を引き起こすと信じられるクロロフルオロカー ボンの一つであるからである。従って、ＣＦＣ−１２の使用の全世界での削減及 び排除が今や行われている。これは、滅菌剤としてのエチレンオキシドの使用に 関する問題を作り出した。

代わりの難燃剤が提案されたが、混合物が可燃性になる前に、より少しのエチレ ンオキシドしかこれらの代替品と混合することができないという点でそれらはＣ ＦＣ−１２はど効果的ではない。例えば、混合物が可燃性になる前に１．１−ジ クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＩＩＣＦＣ−１，２３）又は１−ク ロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＣＦＣ−１２４）のどちらか と混合することができるエチレンオキシドの最大量は２３モル％である。ペンタ フルオロエタン（ＩＩＦｃ−１２５）に関しては、混合物が可燃性になる前にＩ ＩＦＣ−１２５に添加することができるエチレンオキシドの最大量は１９モル％ であり、そして１．２，２．２−テトラフルオロエタン（ＩＩＦＣ−１３４８） に関しては、エチレンオキシドの最大量は１２モル％である。

更に、ＩＩＣＦＣ−１２３及びＩＩＣＦＣ−１２４は共に塩素を含みそしてそれ 故地法の大気に悪い影響を及ぼす可能性がある。

上で述べたように、エチレンオキシドは単独で滅菌剤として使用することができ る。しかしながら、このような使用の爆発の危険は、経験を積んだそして慣れた 取扱者が常時いる場所での比較的数少ない用途のためにだけそれを受け入れられ るようにする。

エチレンオキシドとの使用のために知られている一つの難燃剤は二酸化炭素であ る。しかしながら、二酸化炭素の特徴のために、不燃性のエチレンオキシド−二 酸化炭素混合物は、１２−８８がそうであるように、単位容積あたり４０％未満 のエチレンオキシドしか含まない。かくして、滅菌は、より高い圧力で又はより 長い接触時間の間実施されなければならない。更にまた、エチレンオキシドと二 酸化炭素の蒸気圧における大きな差は、貯蔵タンク又はシリンダーからの取り出 しに際して混合物を分離せしめ、滅菌しないであろう、二酸化炭素に富んだ、又 は爆発性である、エチレンオキシドに富んだ滅菌剤混合物の移送の危険を生み出 す。

既知の滅菌剤の欠陥を克服する、エチレンオキシドを用いる改良された滅菌剤混 合物を提供すること、及び既知の滅菌法の欠陥を克服する、エチレンオキシドを 用いる滅菌剤混合物を使用する改良された滅菌法を提供することが可能であるこ とがここに見い出された。

発明の要約 本発明に従って、１５〜３０モル％のエチレンオキシド及び７０〜８５モル％の １．１．１．３．３．３−　ヘキサフルオロプロパン（ｎＦｃ−２３６ｆａ）か ら成る滅菌剤混合物が提供される。

本発明はまた、物品を、１５〜３０モル％のエチレンオキシド及び７０〜８５モ ル％の１．１．１．３．３．３−へキサフルオロプロパンから成る効果的な量の 滅菌剤混合物と接触させることがら成る、物品を滅菌するための方法を提供する 。

本発明はまた、例えば、滅菌剤混合物として使用することができるエチレンオキ シド及びＨＦＣ−２３６ｆａの共沸又は共沸様組成物に関す本発明のガス混合物 は、当該技術に知られている一般に用いられている滅菌装置によって使用するこ とができる。

図面の略述 図１は、本発明の方法を用い得る一つの滅菌装置の略図である。

図２は、本発明の滅菌剤混合物の一つの実施態様に関する燃焼性試験の図である 。

図３は、ＣＦＣ−１２の置換品として一般に受け入れられている化合物と調合さ れたエチレンオキシド混合物に関する燃焼性試験の図である。

詳細な説明 本発明は、滅菌剤混合物及び、滅菌剤混合物を使用して物品を滅菌する方法であ る。滅菌剤混合物は、一般に、ガス又は蒸気として使用される。

本発明の滅菌剤混合物は、１５〜３０モル％、好ましくは２０〜２６モル％のエ チレンオキシド及び７０〜８５モル％、好ましくは７４〜８０モル％の１．１． １．３．３．３−ヘキサフルオロプロパンから成る。エチレンオキシドは活性な 滅菌剤として作用し、一方ハロゲン化化合物、又は混合物が用いられる場合には 複数のハロゲン化化合物は難燃剤として作用する。明記された最小未満の難燃剤 濃度では、潜在的に危険な状況を回避するのに十分な難燃性が混合物中に存在し ないであろうし、そして明記された最大よりも多い難燃剤濃度では、望ましくな く高い温度、圧力及び／又は接触時間の使用なしでは効果的な滅菌が可能ではな いであろう。

好ましくは、本発明の滅菌剤混合物は、エチレンオキシド及びＲＦＣ−２３６ｆ ａのみから成る。しかしながら、滅菌剤混合物は、蒸気圧を増し又は滅菌剤混合 物のコストを減らすために更にクロロジフルオロメタンを含んでも良い。蒸気圧 を増加させることは、滅菌剤混合物を時を得たやり方で滅菌室中に進ませるため に、特に滅菌剤容器温度を２１℃（７０°Ｆ）又はほぼその温度に維持すること ができない状況においては、いくつかの滅菌システムにおいては望ましいであろ ・う。

本発明の滅菌剤混合物中に存在し得るその他の成分は、滅菌剤混合物を滅菌室中 に進ませるために滅菌剤容器中の圧力を増すためにまた使用し得る不活性窒素ガ スを含む。

本発明の滅菌剤混合物は、非常に多くの物品を滅菌するために使用することがで きる。滅菌し得る医療機器及び機材の例は、診断用内視鏡ニブラスチック製品例 えば注射器、手袋、試験管、保育器及びペースメーカー：ゴム製品例えばチュー ブ、カテーテル及びシート；機器例えば針、メス及び酸素試験器；並びにその他 の品物例えば拡張器、ポンプ、モーター及び眼内レンズを含む。加えて本発明の 滅菌剤混合物は、医療分野以外の品目に燻蒸剤として使用し得る。

これらの品目は、ある種の食料品例えばスパイス、並びにその他の品物例えば毛 皮、寝具類、紙製品、並びに輸送装置例えば飛行機、列車及び船の貨物領域を含 む。

本発明の滅菌剤混合物は、すべての形の生物、特に望ましくない昆虫、バクテリ ア、ビールス、かび、菌、及びその他の微生物に対して効果的である。殺すのが 最も困難な生物の中には、Ｂ。

５ｕｂｔｉｌｕｓ　ｓｂｓ、ｎｉｇｅｒ胞子がある。しかしながら、これらの生 物でさえ、本発明の滅菌剤混合物によって効果的に破壊される。

本発明の滅菌剤混合物は、当業者には良く知られた任意の効果的な混合技術を使 用して作ることができる。例えば、混合物の各々の化合物をマニホールドを通し て滅菌剤容器中に自重により落下させて注ぎ、そして容器を回転させて化合物を 混合して均一な混合物とする。別法として、化合物を混合タンク中にポンプで入 れ、完全に均一な混合物が生成されるまでタンク中を再循環させ、そして次に混 合タンクから滅菌剤容器中にポンプ輸送しても良い。

本発明の滅菌剤混合物は、適切なデザインの任意のガス貯蔵容器例えば米国運輸 省（ＤＯＴ）明細４Ｂ＾２４０．４Ｂ＾３００．４ＢＷ　２４０又はその他のＤ ＯＴ明細の適切な作動圧力のシリンダー又はトレーラ−中に充填されうる。滅菌 剤混合物はまた、機械工学のアメリカ協会（＾ＳＭＥ）貯蔵容器中に貯蔵できる 。

ガス貯蔵シリンダーは、一般的に２１℃で約２０７〜３４５ｋＰａ（７０°Ｆで 平方インチあたり３０〜５０ボンド絶対圧（ｐｓｉａ））の範囲内の圧力で滅菌 剤混合物を保持しながら使用場所に移送され、そして一連の弁、制御弁、蒸発器 及び適切な導管を経て滅菌装置に接続されて滅菌が行われる。

ここで本発明を添付する図面を参照して更に説明するが、本発明はそれらに限定 されるものではない。

さて図１を参照して説明すると、滅菌されるべき−または複数の品物をドア２を 通して滅菌室１内に置く。図１中に図示されたような滅菌装置は、卓上モデルか ら部屋置きサイズのモデルそして更に大きいものまでの範囲のものであっても良 い。品物が滅菌室１内に置かれそしてドア２が閉じられた後で、室を一般に５４ ℃〜６０℃（１３００Ｆ〜１４０°Ｆ）の範囲内の温度に加熱する。一般に、温 度が高ければ高いほど、必要とされる暴露時間はそれだけ短い。室が所定の温度 まで上げられた後で、真空ポンプ９によってベント８を通って空気をポンプ排出 することによって室の内側を部分、的な真空に引く。空気の除去は、滅菌剤混合 物の希釈を防止すること及び暴露圧力を減らすことの両方に役立つ。いくつかの 物品は突然の圧力変化によって損傷をうけることがあり得るので、適切な真空を 作り出すのには一般的に滅菌されるべき物品の如何によって約５〜４５分かかる 。湿った微生物は滅菌剤の反応に一層感じやすいので、水蒸気が用いられる。図 １においては、蒸気源１０からの水蒸気は、導管１１を経て室１中に注入される 。水蒸気は、３０〜８０％の範囲内の室内の相対湿度を作り出すために使用され る。

滅菌剤混合物は、貯蔵源例えばシリンダー３から導管４及びフィルター５を通っ て気化器６に移動され、そしてそこでそれは蒸気に転換される。気化器６から、 滅菌剤混合物は導管７を通って滅菌のための滅菌室１中に移動される。室１内で 滅菌が行われる圧力は、約４８〜２２８ｋＰａ　（７〜３３ｐｓｉａ）で良い。

滅菌時間は変わるであろうしそして温度、圧力、湿度レベル、用いられる特定の 滅菌剤混合物、及び滅菌される物質等の多数の要因の如何による。例えば、ある 種の多孔性物品は、ポリエチレンバッグ中にシールされた物品よりも短い暴露時 間を要する。更にまた、ある種のバクテリアは殊に抵抗性があるので、破壊する のにより長くかかる。

所要の暴露時間に続き、滅菌剤混合物は、入り口１２を経て空気、窒素、蒸気又 は二酸化炭素をフラッシュさせそして引き続いてポンプ９によって導管８を経て 排気することによって滅菌室から排気される。次に、滅菌された物質はドア２を 通して室１から取り出されそして、必要な場合には、使用される前に、残留滅菌 剤の除去のために通気される。滅菌手順全体は、制御パネル１３によって監視さ れそして制御される。

本発明はまた、特定の温度又は圧力で共沸又は共沸様組成物を形成するのに有効 な量のエチレンオキシド及びＲＦＣ−２３６ｆａの共沸又は共沸様組成物の発見 に関する。これらの組成物は滅菌剤として使用することができる。

組成物の５０重量％が例えば蒸発又は沸騰によって除去された後で、元の組成物 と元の組成物の５０重量％が除去された後の残りの組成物との間の蒸気圧におけ る差が絶対単位で測定した時に１０％未満である場合には、組成物は共沸又は共 沸様であることが、当該技術において認められている。絶対単位とは、圧力の測 定値そして、例えば、ｐｓｉａ、大気圧、ｂａｒ、　ｔｏｒｒ、平方ＣＩあたり のｄｙｎｅ、水銀の＋ｕ＋、水のインチ及び当該技術において良（知られたその 他の等価な術語を意味する。

それ故、本発明中に含まれるのは、元の組成物の５０重量％が蒸発又は沸騰して 残りの組成物を生成させた後で、元の組成物と残りの組成物との間の蒸気圧にお ける差が１０％以下であるような、有効な量のエチレンオキシド及びｌｌＦｃ− ２３６ｆａの組成物である。

本発明の実質的に一定に沸騰する共沸又は共沸様組成物は、以下のものを含む（ ２５℃で）＝６〜６５、そして好ましくは２２〜４６モル％のエチレンオキシド 及び３５〜９４、そして好ましくは５４〜７８モル％のｔｌＦｃ−２３６ｆａ。

本発明の目的のためには、“有効な量”とは、合体させた時に、共沸又は共沸様 組成物の生成をもたらす、本発明の組成物の各々の成分の量として定義される。

この定義は、共沸又は共沸様組成物が異なる圧力において、しかしあり得ること としては異なる沸点において存在し続ける限り、組成物に加えられる圧力の如何 により変化する各々の成分の量を含む。

それ故、有効な量は、本明細書中で述べられたようなもの以外の温度又は圧力で 共沸又は共沸様組成物を生成させる本発明の組成物の各々の成分の、モル％で表 すことができるような量を含む。

“共沸又は共沸様”組成物とは、単一の物質として挙動する、２以上の物質の一 定に沸騰する又は実質的に一定に沸騰する液体混合物を意味する。共沸又は共沸 様組成物を特徴付ける１つの方法は、液体の部分的蒸発又は蒸留によって製造さ れる蒸気が、それからそれが蒸発され又は蒸留された液体のと実質的に同じ組成 を有すること、即ち、混合物が実質的な組成変化なしで蒸留し／還流することで ある。共沸又は共沸様として特徴付けられる一定に沸騰する又は実質的に一定に 沸騰する組成物は、同じ成分の非共沸混合物のものと比較して極大又は極小沸点 のどちらかを示す。

本明細書における論議において、共沸又は定線（ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｂｏｉｌ− ｉｎｇ）とは、本質的に共沸又は本質的に定線をも意味することを意図するもの である。言い換えれば、これらの術語の意味の内に含まれるのは、本当の共沸混 合物ばかりでなく、また池の温度及び圧力で共沸である、異なる割合で同じ成分 を含む他の組成物、並びに同じ共沸系の一部でありそしてそれらの特性において 共沸様である等価な組成物である。この技術において良く認識されているように 、共沸混合物と同じ成分を含み、冷却及びその他の用途のために本質的に等価な 特性を示すばかりでなく、また定沸点特性又は沸騰に際して分離若しくは分溜し ない傾向に関して本当の共沸組成物と本質的に等価な特性を示すであろう種々の 組成物が存在する。

選ばれた条件の如何により種々の外見で出現することがある定線混合物を、実際 に、次のいくつかの規準によって特徴付けることが可能である。

＊　組成物はＡ、ＢＳＣ（及びＤ・・・）の共沸混合物として定義され得る。何 故ならば、まさにこの用語の“共沸混合物“とは、直ちに限定的でかつ限界的で あり、そして定沸点組成物であるこのユニークな組成物について有効量のＡ、Ｂ 、Ｃ（及びＤ・・・）を必要とする。

＊　異なる圧力では、与えられた共沸混合物の組成は少なくともある程度まで変 わるであろうし、そして圧力の変化はまた少なくともある程度まで沸点温度を変 えるであろうことは、当業者に良く知られている。かくして、そしてＡ、Ｂ、Ｃ （及びＤ・・りの共沸混合物は独自な型の関係を表わすが、温度及び／又は圧力 の如何により可変の組成を有する。それ故、固定された組成よりもむしろ組成範 囲が共沸混合物を定義するためにしばしば使用される。

＊　組成物は、Ａ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・りの特別な重量％の関係又はモル％の関 係として定義することができるが、一方このような特定の値はただ一つの特別な 関係を指摘するもので、そして実際にはＡ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）によって表 される一連のこのような関係が、圧力の影響によって変えられる、与えられた共 沸混合物に関して実際に存在することが認識される。

＊Ａ、Ｂ、Ｃ（及びＤ・・・）の共沸混合物は、与えられた圧力での沸点によっ て特徴付けられる共沸混合物としての組成を定義することによって特徴付けるこ とができ、かくして、利用できる分析装置によって限定されそしてそれと同じく らい正確である特定の数値の組成によって本発明の範囲を不当に限定することな く同定する特徴を与えることができる。

本発明の共沸又は共沸様組成物は、任意の好都合な方法例えば所望の量を混合す ること又は合わせることによって製造することができる。好ましい方法は、所望 の成分量を秤量しそしてその後でそれらを適切な容器中で合わせることである。

以下の実施例及び比較実施例は、本発明を更に説明し又は区別するためのもので 、これらは本発明の範囲を制限するものではない。

実施例１ ｒｌＦｃ−２３６ｆａと混合されたエチレンオキシドに関する燃焼性曲線を決定 するために、一連の燃焼性試験を実施した。手順は以下の通りであった。すべて 測定された濃度で、エチレンオキシド、空気及び難燃剤を、９８．０７ｋＰａ　 （１気圧）及び２５℃で５リツトルの球形容器中で混合した。電気的に活性化さ れたマツチを、混合物に点火エネルギーを与えるために容器の中央に置いた。燃 焼性、即ち混合物が点火されるか否かを、容器壁への炎伝播の目視によって測定 した。種々の混合物に関するデータが、ＲＦＣ−２３６ｆａ混合物に関して図２ 中に示されている。接線の下の曲線は、その特定の混合物の点火を示す。

図２中に示された曲線は、混合物の燃焼性曲線を表わす。

滅菌剤混合物が不燃性であるためには、それは空気のすべての濃度、即ち０〜１ ００％の空気で不燃性でなければならない。か（して、０〜１００％の空気を表 す直線は燃焼性曲線の下で交わってはならない。燃焼性曲線と丁度液するがその 下で交わらない０〜１００％の空気の直線は、混合物を不燃性に維持しながら最 も高いエチレンオキシドの濃度を示す。このような直線は図２中に示され、そし てエチレンオキシドＲＦＣ−２３６ｆａ混合物に関しては、エチレンオキシド濃 度は２２モル％まで上昇でき、しかも混合物は空気のすべての濃度に関して不燃 性を保つことを示す。

実施例２（比較実施例） 比較の目的のために、ＲＦＣ−２３６ｆａの代わりに１．２．２．２−テトラフ ルオロエタン（ＩＩＦＣ−１３４ａ）を使用した以外は上で述べた手順を繰り返 した。ｌｌＦｃ−１３４８はＣＦＣ−１２の最も有望な代替品として一般に受け 入れられるようになってきた。このデータは図３中に報告される。データによっ て示されるように、エチレンオキシド及びＩＩＦＣ−１３４ａの混合物は、空気 濃度の全領域にわたって１２％の最大エチレンオキシド濃度まで不燃性であるに 過ぎない。

上の実施例１及び２は、本発明の滅菌剤ガス混合物は、ＣＦＣ−１２の広く認め られた代替品によって調合された混合物のものの約２倍の不燃性を示すことを示 す。

実施例３ 相検討（ｐｈａｓｅ　５ｔｕｄｙ） ２５℃の一定温度で、組成を変えそして蒸気圧を測定する、以下の組成物に関す る相検討は、以下の組成物が共沸混合物であることを示す。

３１．６モル％のエチレンオキシド ６８．４モル％のｌｌＦｃ−２３６ｆａ蒸気圧＝４４．７ｐｓｉａ　（３０８ｋ ｌ’ａ）実施例４ ２５℃での蒸気圧に対する蒸気漏れの影響容器に２５℃で初期組成物を仕込み、 そして組成物の蒸気圧を測定する。温度を２５℃で一定に保持しながら、組成物 を容器からリークさせ、初期組成物の５０重量％が除去されてしまうまで続け、 その時点で容器中に残る組成物の蒸気圧を測定した。結果を以下に要約する。

６、６／９３．４　４２．０（２８９）　４０．８（２８２）　２．９９、７／ ９０．３　４２．８（２９５）　４１．７（２８８）　２．４２２、１／７７、 ９　４４．４（３０６）　４４．２（３０５）　０．５２７、７／７２．３　４ ４．７（３０８）　４４．６（３０８）　０．２２７、７／７２．３　４４．７ （３０８）　４４．７（３０８）　０３７、９／６２．１　４４．６（３０８） 　４４．５（３０７）　０．２４６、３１５３．７　４４．２（３０５）　４３ ．６（３０１）　１．４５３、５／４６．５　４３．７（３０１）　４２．３（ ２９２）　３．２５９．７／４０．３　４３．１（２９７）　４０．５（２８０ ）　６．０６５、０／３５．０　４２．３（２９２）　３８．２（２６３）　９ ．７これらのデータは、６〜６５モル％のエチレンオキシド及び３５〜９４モル ％のＨＦＣ−２３６ｆａの組成物は、元の組−物の５０重量％が除去される時に 、組成物の蒸気圧が約１０％未満しか変わらないという点で共沸又は共沸様であ ることを示す。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１５〜３０モル％のエチレンオキシド及び７０〜８５モル％の１，１，１， ３，３，３−ヘキサフルオロプロパンから成る滅菌剤混合物。 ２）エチレンオキシドのモル％が２０〜２６％である、請求項１記載の滅菌剤混 合物。 ３）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンのモル％が７４〜８０％ である、請求項１記載の滅菌剤混合物。 ４）クロロジフルオロメタンも含む、請求項１記載の滅菌剤混合物。 ５）窒素も含む、請求項１記載の滅菌剤混合物。 ６）物品を請求項１から５のいずれか一項に記載の滅菌剤混合物と接触させるこ とから成る、物品を滅菌するための方法。 ７）物品と接触する時に滅菌剤混合物が気体の形にある、請求項６記載の方法。 ８）２５℃で共沸又は共沸様組成物を形成するのに有効な量のエチレンオキシド 及び１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンから成る組成物。 ９）６〜６５モル％のエチレンオキシド及び３５〜９４モル％の１，１，１，３ ，３，３−ヘキサフルオロプロパンから成る、請求項８記載の組成物。