JPH09506522A

JPH09506522A - マイクロアイソレータ蒸気滅菌サイクルおよび装置

Info

Publication number: JPH09506522A
Application number: JP7515794A
Authority: JP
Inventors: ピーターティー．ミラルディー，; ウィリアムアール．バロン，; アンソニービー．ルフォー，
Original assignee: アメリカンステリライザーカンパニー
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1997-06-30
Also published as: CA2176132A1; EP0731716A1; US5429800A; WO1995015185A1

Abstract

(57)【要約】装置および方法、特に、ストローボトルが内部に含まれているマイクロアイソレータを滅菌するために有用な方法が開示されている。本発明においては、温度条件に応じて滅菌チャンバ内の圧力を調整するために、マイクロプロセッサ制御装置を使用することによって滅菌が行われる。チャンバ内の圧力は、温度の上昇と低下に伴ってストローボトル内の水が沸点を越えることが決してないように調整される。滅菌に先立って、チャンバ内から空気が排気されて蒸気が効果的に分布されるようにする。滅菌後、チャンバは再び排気されて、マイクロアイソレータおよびその内容物を覆う凝縮した蒸気を蒸発させるようにする。これら各排気中、マイクロプロセッサ制御装置は真空の吸引速度を調整することによって、再びストローボトル内の水が沸点を超えないようにする。この方法によって、水が満たされたストローボトルを有するマイクロアイソレータが大量の水を失うことなく滅菌されることが可能となる。従って、本発明の方法は、下地および食料を完備したマイクロアイソレータの乾燥工程を含み、使用準備の整っているマイクロアイソレータを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】マイクロアイソレータ蒸気滅菌サイクルおよび装置発明の背景本発明は一般に、実験動物、特に齧歯類を収容するために使用される装置であるマイクロアイソレータの滅菌方法に関する。本発明はさらに、この滅菌サイクルを行う際に使用される装置に関する。医療産業において、齧歯類、特にハツカネズミは、薬品および毒物学の研究に使用される。このような研究では、このような薬品を人間に適用する前に有害な影響を観察する。このような研究において正確なデータを確実に収集するために、実験動物は汚染されず、いかなる外来のバクテリアまたはウィルスにもさらされてはならない。変動要素の数を最小限にとどめるためには、このような予防策が必要である。実験用のハツカネズミが確実に汚染されないようにするために、実験用のハツカネズミは一生、外来の微生物から隔離された環境で生活しなければならない。実験用のハツカネズミは無菌状態下で生まれ、生まれてから死ぬまでこのような滅菌環境の中に収容されていなければならない。図１に見られるように、実験用のハツカネズミ１３は透明なプラスチックケージであるマイクロアイソレータ１０に収容されている。マイクロアイソレータ１０は、ハウジング１１および蓋１２を備えている。蓋１２は、スパン接着(spun- bonded)ポリエステル織物ろ紙を有するプラスチックメッシュで形成された換気格子を有して形成されている。このろ紙によって、空気および湿気がハツカネズミと外部の環境との間を自由に通過できる。しかしながら、ろ紙は０．２ミクロン以下の空気を濾過するメッシュを有しており、より大きな微生物の流入は阻止する。マイクロアイソレータは、下地１４およびラック１５等の、ハツカネズミ１３を維持するために必要とされる基本的な必需品を収容し、保持する。ラック１５は、食料１６および、所定量の水で満たされたストローボトル(sipper bott le)１７を支持し保持する。マイクロアイソレータに収容されているハツカネズミは、常に無菌環境内に維持され、外部の汚染から確実に隔離されている。しかしながら、ハツカネズミに清潔な生活環境を提供するために、マイクロアイソレータは一週間につき一回または二回掃除しなければならない。従って、ハツカネズミは汚れたマイクロアイソレータから新しい滅菌されたマイクロアイソレータに移されなければならない。新しい滅菌されたマイクロアイソレータにはすでに、新たに滅菌されている下地、食料、および水の入ったストローボトルがすでに備えられている。従来技術において、新しいマイクロアイソレータの組立ては時間のかかる、労力を要する作業であった。マイクロアイソレータユニット本体は、下地、食料、およびストローボトルを備えるが、それぞれ個々に滅菌されなけれなならなかった。実験用ハツカネズミの準備では、マイクロアイソレータおよびその滅菌された構成要素は、滅菌された構成要素が使用前に再び汚染されないことを確実にするために、清潔な室内環境で、薄層状の空気の流れるチャンバ内で、手作業で組立てられなければならなかった。マイクロアイソレータの準備は現場で行われなければならない。このために必要とされる清潔な部屋および人材を維持するために、滅菌されたマイクロアイソレータの準備にはかなりの費用が加わる。一週間に７０００回もの作業を行う機関があることを考慮すると、このようなマイクロアイソレータの費用はすぐにかさむ。そのため、より少ない人力で、滅菌されたマイクロアイソレータをより迅速に準備できる装置および方法の開発が当該分野において望まれている。従来技術において何人かの医師が、組立てられたマイクロアイソレータおよび滅菌前にその中に配置された下地、食料、およびストローボトルの滅菌を考案した。しかしながら、これらの方法にはいくつかの問題があった。効果的な滅菌を行うためには、１１８℃から１３０℃の間の温度で蒸気を注入しなければならない。これは、外来の微生物を破壊するのに十分な湿熱(moist heat)の温度である。このような温度では、ストローボトル内の水は大気圧では沸騰してしまう。万一ストローボトルを沸騰させてしまうと、マイクロアイソレータおよびその内容物は濡れてしまい、ストローボトルはほとんど乾ききった状態になってしまう。このような状態では、実験用ハツカネズミが住むことのできる環境が提供されない。従って、ストローボトルは、沸騰してその結果下地が飽和することを避けるため、マイクロアイソレータの残りの部分とは別に滅菌する必要がある。滅菌温度は、典型的には蒸気の充填を使用することによって達成される。蒸気を充填することによって残留凝縮湿気がマイクロアイソレータおよびその内容物に残る。ユニットは、チャンバ圧力を半大気圧レベルにまで減少させることによって乾燥され得、これによりいかなる凝縮湿気も急速に蒸発させることが可能となる。しかしながら、このような圧力の減少はまた、ストローボトル内の水が沸騰する原因ともなる。その結果、ストローボトルが沸騰し、この段階で下地がやはり飽和する。従来技術における上記およびその他の問題点は、本発明により克服される。発明の要旨本発明の装置は、滅菌される物品を収容するための滅菌チャンバを有する滅菌装置を備える。滅菌チャンバは、容器ジャケットによって覆われている。滅菌装置は、複数の個々の流体を該滅菌装置内に導入するための、複数の導管を有する。滅菌チャンバは、真空、蒸気、および圧縮空気を流入させるための、流体導管に接続された流体注入口を有し、所定の滅菌サイクルを行うようにする。容器ジャケットは、蒸気および冷水を流入させるための注入口を有し、所定の滅菌サイクルの個々の段階中にチャンバ温度を上昇および低下させるのを手助けする。これらの流体および真空はそれぞれ、それぞれの供給源によって供給される。各供給源はそれぞれ、流体をチャンバに送るためのポンプを有し得る。各ポンプはバルブとともに動作し得、バルブはさらに流体または真空の流動を調整する。本発明において、流体供給速度は、流体および真空をチャンバに供給するさまざまなポンプおよびバルブの動作を制御するマイクロプロセッサユニットを使用することによって注意深く制御される。１つ以上の温度プローブは、マイクロプロセッサ制御ユニットを連通しており、チャンバ内部に配置されて負荷温度をモニタする。これらの温度プローブはデータをマイクロプロセッサに供給し、そしてマイクロプロセッサは個々のさまざまな流体ポンプおよびバルブの起動を制御する。これらポンプおよびバルブは作動されてチャンバ圧力および温度を十分なレベルに維持し、本発明の滅菌サイクル中、ストローボトル内の水が沸騰することを防止するようにする。本発明の滅菌サイクルは、組立てられたマイクロアイソレータが滅菌され使用準備の整った状態となるような減菌装置の動作を含み、マイクロアイソレータは、食料および下地とともに滅菌される充填されたストローボトルを備える。この方法の工程は、制御された速度および圧力レベルでの滅菌チャンバの予備排気を含み、これによりストローボトル内の水は十分に低い圧力に維持され、水が沸騰しないようにする。予備排気後、蒸気充填が高圧力下で導入され、温度が効果的な滅菌温度に達しても、ストローボトル内の水は沸点を超えず、蒸気充填は所定の維持期間、高温および高圧力に維持されて効果的な滅菌を提供する。保持期間後、滅菌チャンバは、チャンバ圧力を一定のレベルに維持する圧縮空気を使用して加圧される。この時点で、容器ジャケットは冷水で満たされて、チャンバ壁を急速に冷却するようにする。圧縮空気はチャンバを通って流入され、熱を除去し、その結果チャンバを冷却し中に含まれる物品の温度を低下させながら、一定のチャンバ圧力を維持する。この冷却段階の終わりにおいて、温度は十分に低くされて圧力が大気圧レベルに低下され得るようにする。この時点で、容器ジャケット内の水は蒸気となり、滅菌後の真空がチャンバに供給されて、チャンバ内部およびその中に含まれる物品表面に凝縮し得たいかなる水分の蒸発も加速するようにする。真空は、ストローボトル内の水が沸騰しないのに十分な半大気圧レベルに維持される。チャンバおよび物品の乾燥を行うのに十分な真空維持期間後、チャンバは再び大気圧に戻される。発明の目的従って、本発明の目的は、組立てられたマイクロアイソレータの滅菌を可能とする方法および装置を提供することにある。本発明のその他の目的は、装置内の温度および圧力の状態をモニタし制御して、ストローボトル内の水が沸騰しないようにしながらケージ、食料、および下地の乾燥が可能となるようにすることである。本発明のさらなる目的は、より少ない工程を使用してマイクロアイソレータの滅菌が可能となるようにし、これにより滅菌に必要な時間および資材を減少させることである。本発明のさらなる目的、利点、および新規の特徴は一部、以下の説明に記載するが、一部は以下の記載を検討すれば当業者にとって自明であるかまたは本発明を実行することによって知り得る。本発明の目的および利点は、添付のクレームに特に指摘される装置および組み合わせによって実現されまた達成され得る。本発明のさらなる目的および利点は、以下の詳細な説明から当業者にとって容易に明らかとなるであろう。以下の詳細な説明においては、本発明を実行するために考えられる最適な様式の説明によって、単に本発明の好適な実施態様を示し説明するにすぎない。図面の簡単な説明図１は、当業者に公知のマイクロアイソレータの設計および構成要素を示す斜視図である。図２ａおよび図２ｂは、本発明の滅菌装置を示す概略図であり、構成要素およびその配置を示す。図３は水の位相図であり、圧力および温度条件の変化に伴って、水がどのようにして固体、液体、および気体位相間で変化するかを示す。図４ａおよび図４ｂは、本発明による滅菌サイクルの好適な実施態様における、時間経過にともなう圧力変化を示す。図５ａ、図５ｂ、および図５ｃは、本発明による滅菌サイクルの他の好適な実施態様における、時間経過にともなう圧力変化を示す。図６は、本発明に使用される移動ボックスの一般的な形状を示す斜視図である。図７は、滅菌されたマイクロアイソレータを隔離滅菌環境内に移動する際の、移動ボックスの作業を示す。好適な実施態様の詳細な説明ここで、特定の図を参照する。図１は、本発明によって滅菌されるタイプのマイクロアイソレータ１０である。該マイクロアイソレータ１０は、下地１４およびラック１５を有して組立てられる。ラック１５は、食料１６およびストローボトル１７を支持し保持する。ストローボトル１７は回転されて、動作位置から反転した位置となる。ストローボトル１７は、滅菌サイクル中に渡って反転した位置に保持される。滅菌を行うためには、１つ以上のマイクロアイソレータ１０が、一般に図２ａおよび図２ｂに示される滅菌装置１００内に挿入される。図２ａおよび図２ｂに見られるように、滅菌装置１００は滅菌チャンバ１０１を備える。滅菌チャンバ１０１内には、滅菌される１つ以上のマイクロアイソレータユニットが挿入される。滅菌チャンバは、複数の流体供給源１０５、１０６、１０７、１０８および１０９と流動的に接続される。これら複数の流体供給源は、中に含まれているマイクロアイソレータ１０の滅菌を行うために、さまざまな温度および圧力の流体を提供する。滅菌チャンバ１０１は実質的に容器ジャケット１０２によって取り囲まれている。容器ジャケット１０２内には、さまざまな温度の流体が挿入されて、滅菌チャンバ１０１内の温度上昇および低下を助ける。容器ジャケット１０２は、滅菌チャンバ１０１内の温度を維持する助けをする。これは、容器ジャケット１０２がチャンバに対して熱的に制御された外部層を提供するからである。滅菌チャンバ１０１および容器ジャケット１０２には、複数の流体供給源がそれぞれ接続されている。真空供給源１０５は滅菌チャンバ１０１を、滅菌サイクル中必要とされるような所定の半大気圧レベルにまで排気する。蒸気供給源１０６は、滅菌チャンバ１０１および蒸気ジャケット１０２の両方に飽和蒸気を供給する。蒸気供給源１０６によって供給される飽和蒸気は、チャンバ１０１内に、微生物を殺すのに十分な温度レベルで「湿熱」を提供するために使用される。圧縮空気供給源１０７は、ろ過され滅菌された冷却器圧縮空気を滅菌チャンバ１０１に提供する。圧縮空気は、チャンバ１０１およびその内容物から熱の一部を除去し、その結果、蒸気が加えられた後チャンバ１０１を冷却する。圧縮空気はまた、ストローボトル１７内の水が沸騰するのを防止するために、チャンバ圧力を高いレベルに維持する。冷却工程を速めるために、蒸気は容器ジャケットから除去されて、冷水供給源１０８から冷水が容器ジャケット１０２に供給される。これにより、滅菌装置の壁の温度が下げられる。最終的に、滅菌チャンバ１０１はろ過空気供給器１０９に接続される。ろ過空気供給器１０９は、減菌空気を供給してチャンバ１０１内の圧力を周囲大気圧である１４．７ｐｓｉａに戻す。それぞれの供給源１０５、１０６、１０７、１０８、および１０９は、好適な実施態様においては、当該分野において通常公知のタイプの、空気、液体、および真空を供給するための従来のポンプであり得る。滅菌チャンバ１０１および容器ジャケット１０２への流動は、このようなポンプを単独または、当該分野においてやはり公知のような、これらの流体の流動を調整し得るそれぞれのバルブ１１５、１１６、１１７、１１８、および１１９と組み合わせて起動することによって制御され得る。ろ過空気供給器１０９は、大気に通じている単なるフィルタであり得、微生物を除去するものであり、バルブ１１９によって調整される。滅菌サイクルに渡って均一な加熱および冷却を行うため、空気を循環させるよう内部ファン１１３がチャンバ１０１内に挿入され得て空気を循環させ、常にチャンバ１０１内の温度を一定に維持する。本発明の目的に従って滅菌サイクルを提供するために、（それぞれポンプとバルブとを有する）供給源の起動は、滅菌工程を行うために供給源を起動および停止させるマイクロプロセッサ制御装置１０４と協調して機能する。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、当業者にとって通常公知のタイプであり、従来のプログラミング技術を使用してシステムの動作を制御するようにプログラムされている。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、滅菌チャンバ１０１の代表試料領域、例えば、チャンバの「冷却地点(cold spot)」にあるストローボトル１７に挿入された温度プローブ１０３からデータを受け取る。温度プローブ１０３は、熱電対または抵抗温度検知器（ＲＴＤ）のいずれかであり得る。温度プローブ１０３は、温度データをマイクロプロセッサ制御装置１０４に伝達する。マイクロプロセッサ制御装置１０４はそのデータを使用して蒸気供給源１０６の起動を選択的に制御し、チャンバの温度が変化するにつれて水が沸点を越えないようにチャンバの温度を調整する。マイクロプロセッサ制御装置１０４はまた、排水通気口１１０および１１１を開放するために使用される。排水通気口１１０および１１１はそれぞれ、滅菌チャンバ１０１および容器ジャケット１０２を大気中に排水および通気させるために使用される。チャンバ１０１内の圧力は、チャンバ１０１の側壁に取り付けられている圧力トランスデューサ１１２によってモニタされる。温度プローブ１０３のように、圧力トランスデューサ１１２はマイクロプロセッサ制御装置１０４と連通しており、チャンバ圧力に関するデータを提供する。図３は、水の位相図であり、温度および圧力条件の変化に伴って、水がどのように固体、液体、および気体相の間で変化するかを示している。本発明の方法では、滅菌チャンバ１０１内の温度は、室温（約２０℃）から微生物を殺すのに効果的な滅菌温度（１１８℃から１３０℃の間）まで著しく変化する。温度が変化するにつれて、本発明では、ストローボトル１７内の水を液体相に維持するのに必要なよりも大きなチャンバ圧力が提供される。提供される圧力があまりにも低いと、滅菌チャンバ１０１内の位相状態が気体相の境界と交わってストローボトル１７内の水が沸騰してマイクロアイソレータおよびその内容物を飽和させ、住居部分および食料を損なわせ、ストローボトル１７内には、実験動物を存続させるのに不十分な量の水しか残らない。滅菌の定量化された測定においては、微生物の熱滅菌は、微生物露出、微生物数、および微生物の熱抵抗の関数である。これらの定量化技術はPDA Technical Monograph No.1 、"Validation of Steam Sterilization Systems"、第２３〜３６頁、Parenteral Drug association Research Committee and Task Groups出版に記載されており、その開示が本願において参考のため援用される。 PDA Technical Monograph No.1より明らかなように、滅菌は、滅菌される物体上の微生物の「致死率(Lethality)」によって定量化される。「致死率」は、「Ｆ₀」値として与えられる。これは、滅菌温度および滅菌温度での時間経過(time spent)を微生物個体数の減少に関連づける関数である。致死率は、関数によって測定される。すなわち、Ｆ₀＝Ｄ（ｌｏｇ₁₀Ａ−ｌｏｇ₁₀Ｂ）ここで、Ｄ＝微生物を当初のレベルの１０分の１にまで減少させるのに必要とされる、所定の温度における時間。Ｆ₀＝滅菌のために物品に送達される標準温度１２１℃における等価時間。（ｌｏｇ₁₀Ａ−ｌｏｇ₁₀Ｂ）＝胞子対数減少ここで、Ａ＝微生物の最初の数Ｂ＝熱処理後も生き延びた胞子数Ｆ₀値は、滅菌効果を測定するための好都合な基準を提供する、なぜなら、より低い温度はより長い滅菌時間を受容し得、より高い温度はより短い滅菌時間を受容し得るためである。Ｆ₀値は、微生物抹殺の標準量、温度および滅菌サイクル時間の変動を表す。図４ａおよび図４ｂは、本発明の滅菌サイクル１５０の第１の好適な実施態様を示し、時間経過にともなうチャンバ圧力の変動を表すものである。このサイクルにはいくつかの工程が含まれており、これらの工程においては、ユニットの他の部分とともに滅菌される、充満したストローボトル１７を有する組立てられたマイクロアイソレータが滅菌されてすぐ使用できる状態にされる。図４ａにはサイクルのグラフが示されている。グラフ中、実線はどの流体源または構成要素が起動しているかを表す。本発明の滅菌サイクルの初めにおいて、チャンバ１０１は蒸気を容器ジャケット１０２に流入させることによってあらかじめ加熱される。ジャケット１０２の温度は、ジャケット温度プローブ（図示せず）を使用することによって、１１０ ℃から１２１℃の間に制御される。温度プローブはまた、マイクロプロセッサ制御装置１０４とも連通している。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、蒸気供給源１０６の起動を選択的に変化させて、ジャケットプローブからのデータに応じてジャケットの温度を制御する。蒸気滅菌剤を滅菌チャンバ内に流入させる前に、チャンバ１０１内のほとんどの空気は排気されなければならない。通常の空気は非常に良い熱絶縁体である。蒸気滅菌剤が滅菌チャンバ内に導入されるにしたがって、チャンバに存在するいかなる空気も、滅菌される物体または領域を飽和蒸気との直接的な接触から絶縁する。さらに、空気は蒸気と混ぜ合わさり、滅菌のためにその温度を所望のレベルよりも低下させる。また、飽和蒸気の温度に加熱される空気のポケットは、熱が蒸気から伝達する場合ほどには効果的ではない。「温風」滅菌装置においては、より高い温度およびより長い滅菌時間が必要とされる。従って、飽和蒸気滅菌剤の注入前に、可能な限り多くの空気を除去する必要がある。滅菌前にチャンバ１０１から空気を除去するために、本発明は予備真空(pre-v ac)状態１５１を有する。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、真空供給源１０５を起動するために使用される。真空供給源１０５は空気を除去し、チャンバから空気を排出することによって圧力を所望の半大気圧レベルにまで低下させる。真空供給源１０５は、例えば、当該分野において公知のような真空ポンプであり得る。プローブ１０３によって表される温度および圧力トランスデューサ１１２によって表される圧力の両方をモニタすることによって、マイクロプロセッサ１０４は真空ポンプのデューティサイクルを変動させ、真空ポンプを選択的に起動および停止させて、チャンバ圧力を、ストローボトルの水を液体相に維持する半大気圧レベルに維持する。真空ポンプのデューティサイクルをマイクロプロセッサによってこのように正確に制御することにより、真空があまりにも著しく吸引されず、チャンバ圧力が所定の温度に対して位相境界に交差しないことが確実となる。特定の温度に対する例示的な好適な半大気圧のレベル１５１は、以下の通りである。温度圧力４０℃ １．１ｐｓｉａ６０℃ ２．９ｐｓｉａ７０℃ ４．５ｐｓｉａ８０℃ ６．９ｐｓｉａ予備真空段階１５１におけるマイクロプロセッサ制御により、本発明において、真空ポンプに対する制御の度合いが良好に維持されることが可能となる。従って、本発明においては、空気は迅速に除去され、サイクル時間が短縮化される一方でストローボトル１７内の水は影響されないことが可能となる。予備真空段階１５１後、マイクロプロセッサ１０４は蒸気充填段階１５２を開始する。蒸気供給源１０６からの蒸気はチャンバ１０１内に流入されて加熱工程を加速する。蒸気は、温度を１１８℃から１３０℃の間、好適な実施態様においては、約１２１℃の滅菌温度に上昇させる。大気圧下では１００℃は水の沸点であるため、蒸気が導入されて、圧力レベルを大気圧以上、すなわち、１２１℃で水を液体相に維持するのに十分なレベル、例えば、約２８〜３３ｐｓｉａに上昇させる。これにより、ストローボトル１７内の水の沸騰が防止される。圧力トランスデューサ１１２は圧力データを供給して、マイクロプロセッサ制御装置１０４が蒸気充填を最適な圧力に維持し得るようにする。蒸気充填は、滅菌チャンバ１０１内で、約１〜２０分または約８〜２５Ｆ₀値の所定の滅菌剤保持時間維持される。好適な実施態様においては、保持時間は約５分または１５Ｆ₀値である。この時間、すなわち露出段階１５３は、（当業者によって実行されているように、）１０^-6の繁殖不能性保証レベル(Sterility A ssurance Level)(S.A.L.)を有する湿熱を使用することによってすべての外来の微生物を効果的に確実に滅菌するために必要とされる。露出段階１５３中、温度および蒸気圧力はそれぞれ、約１２１℃および２８〜３３ｐｓｉａに維持されて、ストローボトルの水を液体相に維持するようにする。これは、プローブ１０３およびトランスデューサ１１２からの信号に応じて温度および圧力を高い状態に維持するために、追加的な蒸気が周期的な間隔で注入されるように蒸気を制御することによって達成される。露出段階１５３の終わりにおいては、滅菌チャンバ１０１の内容物は滅菌されている。露出段階１５３の後には、冷却段階１５４が続く。冷却段階１５４においては、圧力は、圧縮空気またはその他の適切な気体流体の流動を使用することによって、３４〜３８ｐｓｉａに上昇される。滅菌後、マイクロアイソレータ１０およびそのすべての内容物は高温にされる。従って、本発明によると、チャンバの温度がまず最初に低くされるまでは、圧力１５４は低くされない。容器ジャケット１０２から蒸気が除去され冷水で満たされるに従って蒸気が除去されるように、圧縮空気がチャンバ１０１内を流れる。その結果、チャンバの熱の大部分がこれらの冷却工程によって除去される。好適な実施態様においては、圧縮空気は３４〜３８ｐｓｉａに維持されて、蒸気排出中、チャンバ圧力が低下しないようにする。好適な実施態様においては、圧縮空気の温度は室温、すなわち、２０ ℃である。冷却段階１５４の終わりには、マイクロアイソレータおよびストローボトル１７の温度は、６０〜８０℃の所望の温度であり得る。この温度は、最も通常の温度における水の沸点よりも低い。この時点において、温度プローブ１０３は所望の温度を表示し、次の段階に信号を送る。他の実施例においては、空気圧はチャンバの温度が低下するにつれて低下する。チャンバの圧力が急激に低下し気体状態の境界に交差してその結果水が沸騰することがない限り、いかなる温度と圧力の組み合わせも考えられ得る。冷却段階１５４後、マイクロアイソレータ１０およびその内容物、特に下地１５および食料１６にはかなりの量の水分が付着する。この水分は蒸気によるものであり、その一部が滅菌チャンバのあらゆる物品に凝結したものである。この水分をチャンバから除去するために、排出および真空乾燥段階が行われる。排出段階１５５中、真空供給源１０５を介してチャンバを排出することによって、チャンバ圧力は周囲圧力と等しくされる。圧力トランスデューサ１１２が周囲圧力が達成されたと表示すると、マイクロプロセッサ制御装置１０４は、制御された真空に再び吸引されるよう命令する。制御された真空を再び付与することにより、真空乾燥段階１５６が開始される。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、真空供給源１０５の動作を調整するために使用され、その結果、温度プローブによって表示される温度に対してチャンバの圧力が非常に低下して位相境界と交差することなく、チャンバの圧力を低下させる。チャンバの圧力は、約７０℃ の水ボトル温度に対して２．０から７．４ｐｓｉａの間、好適な実施態様においては、４．５ｐｓｉａの半大気圧レベルにまで再び低下される。この半大気圧レベルは、約１〜９０分間、好適な実施態様においては約６０分間の所定の滞留時間維持される。真空乾燥段階１５６中、真空供給源１０５の起動は再び温度および圧力信号に応じて制御されるため、ストローボトル１７内の水は沸騰しない。しかしながら、チャンバ内のいかなる水分の蒸発もより低い半大気圧によって強化される。マイクロアイソレータ１０の表面は、その中に含まれている下地１４および食料１６とともに、マイクロアイソレータ１０およびその構成要素に付着する水分に蒸発の潜熱を供給するのに十分な、かなりの熱を有している。半大気圧は蒸発速度、そして組立られたマイクロアイソレータの乾燥を加速する。チャンバ１０１およびその内容物に追加的な熱を供給するために、冷水が排水されて、蒸気が再び容器ジャケット１０２内に流入される。真空乾燥段階１５６後、チャンバ圧力は大気圧レベル１４．７ｐｓｉａに戻される。サイクルのこの部分は、空気遮断段階１５７である。ろ過されたあと、滅菌された空気はろ過空気供給装置１０９を介してチャンバ１０１に供給される。ろ過空気供給装置１０９はチャンバ１０１を周囲圧力に戻す。このときまでに、マイクロアイソレータ１０およびその内容物は滅菌され乾燥しており、滅菌チャンバから除去され得る。従来使用されていた複雑なマイクロアイソレータ組立て工程を使用する代わりに、作業員はただ単にマイクロアイソレータの蓋１２を開け、ストローボトル１７を反転させて動作位置にし、実験動物１３を滅菌されたマイクロアイソレータ１０内に入れる。その結果、本発明は人間が係わる時間および関与を大幅に削減する。本発明のマイクロプロセッサ制御プロセスを使用する場合、温度および圧力の変化中、ストローボトル１７中の水は典型的には５％しか蒸発して失われない。食料１６の研究では、食料の栄養値はこの滅菌サイクルを通過することによってはほとんど影響されないということが示された。さらに食料は、実験動物１３の口に合わないほど濡れすぎたり乾燥しすぎたりすることはない。また、食料１６が不愉快な塊になることもない。図５ａ、図５ｂ、および図５ｃは、本発明の第２の実施態様を示す。本発明者は、滅菌サイクルの予備真空１５１および滅菌乾燥段階は、真空パルスの印加によって加速され得ることを発見した。各パルス中、チャンバは排気されて大気圧である１４．７ｐｓｉａに戻される。予備真空段階中のパルスに対して、チャンバ圧力は２．５ｐｓｉａに下げられる。大気圧を復活するために蒸気が流入され、再び真空パルスが印加される。これら多数のパルスを印加することによって、空気はチャンバ１０１からより迅速に排気され得る。各パルス中、蒸気はチャンバ中に残存する空気と混合される。各パルス後、空気は飽和蒸気とともに希釈される。このようにして、空気は迅速にチャンバ１０１から除去される。真空乾燥段階中、チャンバの圧力は４．４ｐｓｉａに低下され、１〜１０分間、好ましくは５分間の滞留時間後、チャンバ圧力は、空気供給源１０９からのろ過された空気とともに大気圧に戻される。各パルスは、水がマイクロアイソレータ１０および物品から蒸発するとともに、チャンバ内の水蒸気の部分圧力が確実に継続的に最少に保たれるように印加される。真空パルスをいくつか印加することによって、マイクロアイソレータ１０から蒸発する水分の物理的な除去は著しく加速されて、真空乾燥段階を、好適な６０分から好適な３０〜４５分に減少させる。真空パルス工程を非パルス排気と組み合わせ得る多数の滅菌サイクルが考察される。図５ａは、真空パルス１６１の真空乾燥段階への印加を示す。図５ｂは、予備真空段階中のみの真空パルス１６２を示す。図５ｃは、両方の段階における真空パルスを示す。可変の数のパルスが選択され得、その数は、各負荷で滅菌されるマイクロアイソレータの数に従って変化することが見いだされた。負荷当たり９９間までのパルスが印加され得る。滅菌サイクルの各段階に費やされる時間は、滅菌チャンバ１０１の大きさ、およびチャンバ内のマイクロアイソレータの数に従って変化する。マイクロプロセッサ制御装置１０４は、サイクルの工程と動作のための基本パラメータを含む「サイクル概略(cycle skeleton)」を有する。妥当性検査処置を行って、様々な異なるサイクルに対する温度、圧力、および時間の特定のパラメータを決定することは、作業員の義務である。パラメータはそれぞれ、所定のサイクルによって滅菌されるマイクロアイソレータの数に従って変化し得る。妥当性検査はデータ収集処置であり、それぞれが所定数のマイクロアイソレータを含む多数の特定のサンプル負荷についていくつかのサイクルが行われる。妥当性検査処置においては、温度は滅菌チャンバのすべての部分において測定され、それぞれのサンプル負荷に対する熱分布を示す「地図」を準備するようにする。この妥当性検査処置によって決定されるパラメータはマイクロプロセッサ制御装置１０４のメモリに保管され、特定の所定の滅菌サイクルを行うために呼び出され得る。これらのサイクルはそれぞれ作業員の特定の必要に応じて作られている。これにより、それぞれの滅菌負荷について、高い効果と再現可能な結果が得られる。妥当性検査処置を助けるために、プローブ１０３はいくつかのストローボトル１７内の１つに挿入される。該ストローボトル１７（最も加熱されにくいアイテムである）は、滅菌チャンバ１０１の「冷却地点」、すなわち、Ｆ₀値で測定されたとき最も低温の熱を有するように決定される位置に配置される。滅菌サイクルの終わりには、プローブはストローボトル１７から離脱される。しかしながら、滅菌が離脱時に損なわれないことを確実にするために、プローブは「疑似(dum my)」ストローボトルに挿入されて、その後、「冷却地点」につるされても良い。妥当性検査処置を行うことによって、減菌サイクルは多数の特定の負荷に対してより効果的に行われ得る。本発明においてはまた、いくつかのマイクロアイソレータが中に挿入されて一度に滅菌される移動ボックスの使用もまた可能である。このような移動ボックス２００が、図６に示されている。この移動ボックス２００は、壁２０１およびドア２０２を備え、ドア２０２を介してマイクロアイソレータが移動され得る。移動ボックス２００はまた、開口部２０３を備える。開口部２０３は、マイクロアイソレータのようなろ紙で覆われており、空気および蒸気滅菌剤は通過させるが、微生物が通過するには小さすぎる孔を有する。この移動ボックス２００にはいくつかのマイクロアイソレータが挿入され得、その後、移動ボックス２００は滅菌装置１００内に挿入される。滅菌時には、移動ボックス２００の全内容物が滅菌され、その後、移動ボックス２００は移動されて輸送され得る。ろ紙穴３０２は微生物の通過を防ぐため、移動ボックス２００は非滅菌環境に移動され得るが、ボックス内の無菌体積の完全性は維持される。図７に見られるように、移動ボックスのドア２０２は、２つの滅菌体積間の移動可能な滅菌接続を維持するために、当該分野において通常見られるタイプの通過ドアとはめ合わされる。ここで、少なくとも１つのこのような体積が移動可能である。本発明の方法により、マイクロアイソレータは遠隔位置で滅菌され、非滅菌領域を通って移動される。非滅菌領域は、マイクロアイソレータが取り出され得るもう一つの滅菌体積２１０と接続され得る。本発明の方法によって、このすべての処置は実験動物１３を新しいマイクロアイソレータに挿入する前に、人間が干渉することなく行われ得る。このような機動性は、本発明がなされるまでは、存在しなかった。理解されるように、発明から逸脱することなく、本発明は他の異なる実施態様においてもまた使用可能であり、そのいくつかの詳細は他の異なる実施態様においてもまた使用可能である。そのいくつかの詳細はさまざまな明白な点で改変可能である。従って、図面および記載は完全に例示的なものであり、限定的なものではない。権利の排他的な性質が請求される本発明の実施態様は、以下の通りである。

Claims

【特許請求の範囲】１．水を含む物品を備える容器を滅菌する方法であって、水を含む滅菌される物品（１７）を備える容器（１０、２００）を収容するための滅菌チャンバ（１０１）を提供する工程と、該チャンバ（１０１）内に蒸気を導入して、該チャンバの温度を所定の滅菌温度に上昇する工程であって、該蒸気が、該物品（１７）内で該水が実質的に沸騰することを回避するのに十分な所定の圧力で導入される工程と、該温度および該圧力レベルを、該容器（１０、２００）および該水を含む該物品（１７）の滅菌が行われるよう十分な期間維持する工程と、該滅菌チャンバ（１０１）から蒸気を排出しながら、圧縮ガスを該チャンバ（１０１）内に導入することによって、該チャンバ（１０１）内の該温度および該圧力レベルを水の沸点以下に維持し、該容器（１０、２００）および該物品（１７）を冷却するために該蒸気を排出し該温度を低下させる工程であって、該圧縮空気が、該維持された温度下で実質的に水の沸騰を回避するのに十分は所定の圧力で導入される工程と、該チャンバ（１０１）を半大気圧に排気する工程であって、該半大気圧は、該チャンバ（１０１）および物品（１４、１５、１６、１７）に付着する蒸気の凝縮物を蒸発させるのに十分であるが、該物品（１７）内の水が実質的に沸騰するのを回避するには十分なように制御される工程と、チャンバ圧力を大気圧レベルに戻す工程と、を包含する方法。２．前記蒸気導入工程の前に前記チャンバ（１０１）の予備排気を行って、該チャンバ（１０１）の前記温度に対して前記物品（１７）内の前記水の沸点を越えないような速度で、チャンバ圧力を最初の半大気圧レベルに低下させる工程を包含する、請求項１に記載の方法。３．前記容器はマイクロアイソレータ（１０）であり、前記複数の物品は実験動物のための住居設備（１４）を備える、請求項１に記載の方法。４．前記住居設備は、全減菌サイクル中、前記チャンバ（１０１）の圧力にさらされる、水を含んだストローボトル（１７）を備える、請求項３に記載の方法。５．前記最初の半大気圧レベルは(0.6896〜5.1030)ｘ 10⁴ N/mm²(1.0〜7.4 ps ia)である、請求項２から４のいずれかに記載の方法。６．次の半大気圧レベルは、(1.3792〜5.1030)ｘ N/mm²(2.0〜7.4 psia)である、請求項５に記載の方法。７．前記蒸気導入工程は、チャンバ温度を少なくとも１１８℃にまで上昇させ、チャンバ圧力を少なくとも19.3088 ｘ 10⁴ N/mm²(28 psia)にまで上昇させる、請求項１から６のいずれかに記載の方法。８．前記所定の滅菌期間は、約５分または１５Ｆ₀値である、請求項１から７のいずれかに記載の方法。９．滅菌チャンバ（１０１）の排気中、前記圧縮空気は、前記チャンバ圧力を少なくとも24.4464 ｘ 10⁴ N/mm²(34 psia)に上昇させ維持するのに十分なレベルである、請求項１から８のいずれかに記載の方法。１０．前記チャンバ圧力は、所定の滞留時間、蒸気凝縮物の蒸発を行うのに十分な次の半大気圧で維持される、請求項１から９のいずれかに記載の方法。１１．前記滞留時間は１分間〜９０分間である、請求項１０に記載の方法。１２．前記排気工程が、所定数の真空パルスを印加する工程をさらに包含し、各パルスについて、前記チャンバ圧力が次の半大気圧レベルにまで低下され、その後再び大気圧レベルにまで上昇される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。１３．前記予備排気の後には所定数の真空パルスが伴い、各パルスについて、前記チャンバ圧力が最初の半圧力レベルにまで低下され、その後、再び大気圧レベルにまで上昇される、請求項２〜１２のいずれかに記載の方法。１４．複数の物品のための滅菌サイクルを提供する方法であって、中に複数の物品（１０）が挿入される移動ボックス（２００）を提供する工程と、滅菌される該複数の物品（１０）を含む該移動ボックス（２００）を受容するための滅菌チャンバ（１０１）を提供する工程と、チャンバ圧力およびチャンバ温度を所定のレベルにまで上昇するために、該チャンバ（１０１）内に蒸気充填を導入する工程であって、該温度および該圧力は、該複数の物品（１０）を含む移動ボックス（２００）の滅菌が行われるよう十分な期間維持される工程と、該滅菌チャンバ（１０１）から蒸気を排出しながら、該チャンバ（１０１）内の該温度および該圧力が水の沸点を超えないように圧縮空気の流れを導入する工程と、該チャンバ圧力を次の半大気圧レベルにまで低下させるために、該チャンバ（１０１）の乾燥排気を行いながら、水の沸点を越えないように温度を制御する工程であって、該半大気圧レベルが、該チャンバ（１０１）および該物品（１０）に付着した蒸気凝縮物を蒸発させるのに十分なレベルである工程と、該チャンバ圧力を大気圧レベルに戻すために空気断絶(air break)を提供する工程と、該滅菌装置（１００）から非滅菌環境に該移動ボックス（２００）を移動することによって、該複数の物品（１０）が滅菌された状態のままであると同時に非開放状態の移動ボックス（２００）の内部も非滅菌状態である工程と、を包含する方法。１５．蒸気充填を導入する前に、前記チャンバ（１０１）の予備排気を行って、前記チャンバ（１０１）の前記温度に対して水の沸点を越えないような速度で、前記チャンバ圧力を最初の半大気圧レベルに低下させる工程をさらに包含する、請求項１４に記載の方法。１６．前記容器がマイクロアイソレータ（１０）であり、前記複数の物品が、実験動物のための住居設備を備え、さらに食料（１６）、下地（１４）、およびストローボトル（１７）を備え、該ストローボトル（１７）が、全滅菌サイクル中、該チャンバ（１０１）の圧力にさらされる水を有する、請求項１４または１５に記載の方法。１７．水を含む物品を備える容器を滅菌する方法であって、滅菌される水を含む物品（１７）を備える容器（１０）を受容するための滅菌チャンバ（１０１）を提供する工程と、該水を含む該容器（１７）の温度をモニタしてモニタされた温度を発生させる工程と、該容器（１０）および該物品（１４、１５、１６、１７）の滅菌を確実にするのに十分な所定の温度に、該チャンバ温度を上昇するために、蒸気を該チャンバ（１０１）内に導入する工程であって、該モニタされた温度に応じて、該物品（１７）内の該水が実質的に沸騰することを回避するのに十分な所定の圧力で、該蒸気が該チャンバ（１０１）内に導入される工程と、該容器（１０）および該水を含む該物品（１７）の滅菌が行われるよう、該温度および該圧力レベルを十分な時間維持する工程と、該滅菌チャンバ（１０１）から蒸気を排出し、該チャンバ（１０１）を冷却しながら、該モニタされた温度に応じて、該チャンバ（１０１）内の圧力を該水の沸騰を回避するのに十分なレベルに維持する工程と、該モニタされた温度に応じて該チャンバ（１０１）を半大気圧に排気し、該半大気圧は、該チャンバ（１０１）および該物品（１４、１６、１５、１７）に付着する蒸気凝縮物を蒸発させるのに十分であるが、該物品（１７）内の該水が実質的に沸騰するのを回避するのに十分なように制御される工程、および、該チャンバ圧力を大気圧レベルに戻す工程、とを包含する方法。１８．水を含む物品（１７）を備える容器（１０、２００）を滅菌するための、クレーム１から１７のいずれかの方法を行うために適した滅菌装置であって、滅菌される水を含む物品（１７）を備える容器（１０）を受容するための滅菌チャンバ（１０１）であって、所定の滅菌サイクルを行うように構成され、容器ジャケット（１０２）によって取り囲まれている滅菌チャンバ（１０１）と、該滅菌チャンバ（１０１）への複数の流体のそれぞれの流入を調整するためのマイクロプロセッサ制御装置（１０４）であって、該各流体は、マイクロプロセッサ制御滅菌サイクルを行うために、所定の期間、所定の温度および圧力条件で流入される、マイクロプロセッサ制御装置（１０４）と、該滅菌チャンバ（１０１）内部に含まれる液体サンプルの温度を制御および調節し、温度データを該マイクロプロセッサ制御装置（１０４）に伝達する手段であって、該マイクロプロセッサ制御装置（１０４）が、該伝達された温度データに応じて滅菌サイクルを調整する手段と、を含有する装置。１９．温度の均一性を維持するために、前記滅菌チャンバ（１０１）の内部に配置されて前記チャンバ（１０１）内に循環を提供するための内部ファン（１１３）をさらに含有する、請求項１８に記載の滅菌装置。