JPS5939143B2 - プラズマ滅菌法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、滅菌方法ｌこ関し、さらｆこ詳しく述べると
、気体中の放電ｆこよって発生せしめたプラズマを被滅
菌物ｆこ作用させることからなる、滅菌方法に関する。

従来、医療器具、プラスチック製品、食品及びそれらの
原材料などの各種の物品（以下、これらを総称して”被
滅菌物″と記す）を滅菌するためｆこ、いわいろな滅菌
方法が考案されている。

例えば蒸気滅菌法や乾熱滅菌法は、かなり古くから常用
されている公知の滅菌技術である。

これらの滅菌法は、適用が容易であるという利点を有す
る反面、高温処理が必要なため材質変化をもたらすこと
があり、例えばプラスチック製品などの被滅菌物ｆこは
適用不可能であるという欠点を有している。

紫外線滅菌法もまた公知である。

しかしながら、この滅菌法は、一般に、低効率でありか
つ大量処理が不可能である。

さらに加えて、この滅菌法は、被滅菌物の表面しか処理
できず、したがって、被滅菌物の裏側のような紫外線の
届かないところや包材ｌこ包まれた被滅菌物を処理する
ことができなＧ）。

紫外線滅菌法ｆこ代えて放射線滅菌法が有望であると、
提案されている。

しかしながら、この滅菌法は、アイソトープを使用する
ため、法定基準１こ見合った施設、設備等を必要とする
という点で一般的ではない。

現在量も一般的Ｅこかつ広く用いられている滅菌法（」
、酸化エチレンガスを用いるところのガス滅画法である
。

この滅菌法は、効果的な滅菌を可能にするというものの
、酸化エチレンｌこ原因する毒性が被滅菌物内に多少残
留するという点で問題があり、また、長い滅菌時間を必
要とする。

現在、残留酸化エチレンを除去するためにいろいろな試
みがなされでいるが、実際ｆこ利用可能な技術は未だ提
案されていない。

以上に述べたような従来法の欠点を克服するものとして
、プラズマ滅菌法が最近提案されている。

プラズマ滅菌法は、被滅菌物の種類や形状を選らばない
こと、滅菌効率が良好であること、装置が簡単であるこ
と、などのいろいろな利点を有しでいる。

しかしながら、この滅菌法ｆこは、前記ガス滅菌法と同
様、毒性Ｉこ関する問題が残されている。

すなわち、プラズマ滅菌法を実施する場合、例えば（Ｊ
’２ｔ Ｂ ｒ２ Ｊ２などのような有毒なガスを使用
しなければならず、作業者１こ対する危険性が犬である
。

さらに、０□、Ｎ２などのような無毒性のガスを使用し
た場合、得られる滅菌効果が非常に低く、かつ被滅菌物
の酸化や表面劣化を生じる傾向がある。

本発明者らは、従来のプラズマ滅菌法の長所を生かすと
同時に、毒性の心配がなくかつ滅菌効果にすぐれたいわ
ゆる改良プラズマ滅菌法の開発研究を行なった。

その結果、以下に詳述するところの本発明を完成するに
至ったものである。

本発明によるプラズマ滅菌法は、亜酸化窒素だけかなな
るかもしくｌ」亜酸化窒素とその他の気体との混合物か
らなる気体中のグ遁−放電ｆこより低温プラズマを発生
させ、この低温プラズマを被滅菌物に作用させることを
特徴としている。

本発明者らの研究から、その他の気体としては、以下ｆ
こ説明するように、例えば、酸素、ヘリウム、アルゴン
などのような気体が有用であることが判明した。

本発明の好ましい１態様において、グロー放電は、亜酸
化窒素だけからなるかもしくは亜酸化窒素とその他の気
体との混合物からなる気体を絶縁性耐圧容器に収容し、
その容器内の圧力を０．１〜１０ Ｔｏｒｒｓ好ましく
は０．４〜Ｉ Ｔｏｒｒの低真空に保持しながら、その
容器内に配設された陽極及び陰極の２つの電極間に交流
又は直流電源ｆこより１００〜７００Ｗ１好ましくは１
００〜４００Ｗの出力を与えて３〜６０分間にわたって
実施することができる。

このようなグロー放電により低温プラズマを発生させ、
そのイオンの運動エネルギーｆこより、被滅菌物の菌体
を直接的に攻撃する直接作用及び（又は）菌体の細胞液
を変質させる間接作用によって滅菌を行なうことができ
る。

絶縁性耐圧容器の圧力／ｌ」、放電ｌこよる滅菌１コ使
用する気体をそれｔこ少量充填して０．１〜１０Ｔｏｒ
ｒに保持する前、真空ポンプ１こて０．０５Ｔｏｒｒ以
下の高真空にすることが必要である。

本発明ｆこおいで、使用し得る被滅菌物ｔｄ、特ｔこ；
限定されるものではなく、例えば、上述のような医療器
具、プラスチック製品、食品及びそれらの原材料などの
各種の物品を包含している。

とりわけ、シリンジ、カテーテル、チューブ、手術用メ
ス、手術用手袋などのような、ディスポーザブル器具を
も含めた医療、薬剤用器具に本発明を適用するのが有用
である。

このような被滅菌物は、もちろん、包材ｆこ包まれてい
ても、包まれていなくてもかまわない。

一般ｆこ、包材に包まれていない被滅菌物のほうが、よ
り早期に滅菌を完了する。

包材の使用に関連して、例えばポリ三弗化エチレン樹脂
、ポリ四弗化エチレン樹脂など又はこれらの樹脂で表面
加工したペーパー類から作られでいる特殊包材を使用す
るのがとりわけ有用であるということが判明した。

さらｌこ、例えば紙などから作られている常用の包材（
いわゆる゛メツキングバッグ）を使用する場合、亜酸化
窒素に加えてその他の気体、例えば０２．Ｈｅ、Ａｒな
と、を併用するのが有用であるということも判明した。

なぜなら、紙の包材は、十分なガス透過性と菌不透過性
とを有しているというものの、真空引きの段階において
不所望なガス（亜酸化窒素の放電を妨げる、いわゆるク
エンチング効果を有する）を発生し、その際、上述のよ
うなその他の気体（」、それを亜酸化窒素中に混入した
場合、クエンチング効果を打ち消す作用（いわゆるペニ
ング効果）を奏し得るからである。

本発明ｔこ従うと、先ず、酸化エチレンガス滅菌法及び
従来のプラズマ滅菌法に共通の最大の欠点であった残留
毒性及び使用するガスの毒性の問題を解決することがで
きる。

さらに、酸化エチレンガス滅菌法の場合には高濃度のガ
スｆども拘らず最低数時間から２４時間、あるいはそれ
以上の滅菌時間が必要であったのＥこ反して、本発明に
従うと、小量のガスで、数１０分間又はそれ以下の短時
間のうちｌこ、同一の滅菌効果を達成することができる
。

かかる滅菌効果の向上は、滅菌コストの著しい軽減を意
味している。

さらｌこ、本発明ｆこ従うと、低温プラズマによる滅菌
のため、熱ｆこよる材質変化の問題もなく、また、イオ
ンアタックも被滅菌物の表面から約１μの深さまでに限
定されているため、それによる材質変化の問題もない。

本発明ｆこ従うと、耐圧容器内の電極間ｆこ充填される
べき気体が非常ｌこ良好な拡散性を有しているため、電
極間に出力を与えると、その気体が直ちにプラズマ化さ
れ、複雑な形状を有する被滅菌物のすみずみまで完全ｌ
こ滅菌することが可能である。

本発明ｆこよるプラズマ滅菌法は、例えば、添けの第１
図Ｉこ示すような滅菌装置を使用して有利ｆこ実施する
ことができる。

図中の１は絶縁性耐圧容器であり、ここに述べる例で（
」、耐圧ガラス製のペルジャーを使用した。

耐圧容器１内ｔこは、先ず、容器内温度をコントロール
するための熱電対２が配置されており、これは、温度制
御部３を介して自励式高周波電源４に接続されている。

同じく、耐圧容器１内Ｃコバ、炭素鋼の電極板５が配置
されており、その一方はアースｆこ、そして他方の電極
板Ｃ４、プローブ回路部６を装備した放電制御部７を介
して、高周波電源４に達している。

図中の８はガス導入管であり、その途中の流路には電磁
弁（ガス導入用）９とストップバルブ１０とが取りはけ
られている。

滅菌用ガス導入管１１、混合用ガス導入管１２及び置換
用ガス導入管１３は、図示の通り、ストップバルブ１０
の手前ｌこおいてガス導入管８Ｉこ合流している。

１４は、耐圧容器内の真空度を測定するための、ピラニ
ー真空計である。

圧力調節部１５は、電磁弁９に配設されている。

図中の１６及び１７は、それぞれ、リークバルブであり
、１８はガイスラー管であり、そして１９は真空ポンプ
である。

被滅菌物Ｓは、電磁架台２０の上方に載置されている。

次に、下記の実施例１こよって、さらｌこ詳しく本発明
を説明する。

例１ 添けの第１図１こ図示した装置を使用して本例を実施し
た。

内径２５０關の耐圧ガラス製ペルジャー内に配置されて
いる２枚の炭素鋼製電極板の一方ｌこ、周波数１３．５
６■ｈ及び出力１ｋＷの自励式高周波電源を接続した。

２枚の電極板の中間ｆこ、被滅菌物としての、枯草菌（
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓｖａｒｎｉｇｅｒ
）１０’個を塗布した滅菌テスト用インジケーター（栄
研器材ａ）より滅菌テスパーＧＢａｃｉｌｌｕｓ ５
ｕｂｔｉｌｉｓ ＡＴＣＣ６６３３として市販されてい
る）５枚を垂直に配置した。

先ず、け属の真空ポンプによりペルジャーの真空引き（
０，０５Ｔｏｒｒまで）を行なった。

その後、ペルジャー内の圧力が０．４Ｔｏｒｒになるま
で亜酸化窒素ガスを導入した。

電極間出力は、それぞれ、１００Ｗ、２００Ｗ、３００
Ｗ及び４００Ｗとなるように、その都度マツチング装置
で調節した。

プラズマ照射時間を、１〜５分の間で３段階（１分間、
３分間及び５分間）に変更した。

所定の滅菌処理が完了した後、下記の手順１こ従ってテ
スト用インジケーターの滅菌判定を行なった；テスト用
インジケーターを、栄研化学■より「トリプトソイブイ
ヨン６栄研”」なる商品名で市販されているトリプトソ
イブイヨン借地に入れて３７℃で倍養する。

７２時間の培養後、その培養液ｌこ濁りがあるか否かを
肉眼で判定し、＋（濁りあり）及び−（濁りなし）で区
別する。

１回のテストで、同時に滅菌した５枚のテスト用インジ
ケーターを１枚ずつ別個に倍養し、それぞれの滅菌効果
を十又は−で判定し、このテスト操作を最低３回ｌこわ
たって反復した後、得られた判定結果を総合する。

滅菌率（イ）は、全テスト操作に用いたインジケーター
のうち顕著な滅菌効果の認められたインジケーターの出
現確率で表わす。

次の第１表ｆこ記載するような結果が得られた。

上記結果から、本発明ｌこ従い亜酸化窒素をグロー放電
させることにより滅菌を行なった場合には出力２００Ｗ
、３００Ｗ及び４００Ｗでは３分間で、そして出力１０
０Ｗでは５分間で、完全な滅菌処理を行ない得るという
ことが判る。

比較のため、電圧を印加しないで、前記例１に記載の手
法を繰り返した。

得られた、一連のテスト用インジケーターの分析結果で
は、すべて滅菌率は０係であった。

例２ 亜酸化窒素以外のガスを放電させた場合の滅菌効果を判
定するため、下記の第３表１こ記載のようないろいろな
ガスを用いて前記例１に記載の手法を繰り返した。

次の第２表に記載するような結果が得られた。

上記結果から明らかなように、記載のガスを用いた場合
ｆこは満足すべき滅菌効果を得ることができなかった。

刈様ｌこ、ヘリウム、アルゴン、フロンガスを用いた場
合にも、顕著な滅菌効果を得ることができなかった。

例３ 特殊包材により包材された医療器具の滅菌（■）；前記
例１１こ記載の手法を繰り返したけれども、本例の場合
、滅菌テスト用インジケーター単独の代りに、ポリ四弗
化エチレン樹脂ペーパーからなる特殊包材Ｆこより包装
したシリンジ（内容量３ｍｌ、ニプロ医工■社製）の内
外に各１個の滅菌テスト用インジケーターを配置したも
のを使用し、また、ペルジャー内の圧力が０．６Ｔｏｒ
ｒｌこなるまで亜酸化窒素ガスを導入した。

適用した電極間出力は４００Ｗであった。

１回のテストで、同時に滅菌した４、ｆのシリンジを前
記例１ｆこおけるようｌこしで滅菌効果ｌこ関して評価
した（このテスト操作を３回反復した）。

プラズマを４０分間にわたって照射した後の、シリンジ
の内外ｆこ配置したインジケーターの滅菌率は、それぞ
れ、１００％であった。

比較のため、放電をかけないで前記例３１こ記載の手法
を繰り返した。

得られた、一連のテスト用インジケーターについて調べ
たところ、すべて滅菌率（ＪＯ係であった。

例４ メツキングバックｆこ上り包装された医療器具の滅菌； 前記例３に記載の特殊包材に代えて■ホギよりＭＨ−４
０２なる商品名で市販されているメツキンバッグを使用
しで、前記例３に記載の手法を繰り返した。

本例では、真空引き時にメツキンバッグから生成するガ
ス「こよるクエンチング効果を回避するため、亜酸化窒
素７０係と酸素３０％とからなる混合ガスをペルジャー
ｌこ導入した。

１回のテストで、同時に滅菌した４本のシリンジを前記
−例１１こおけるようにして滅菌効果ｆこ関して評価し
た（このテスト操作を３回反復した）。

プラズマを６０分間にわたって照射した後の、シリンジ
の内外に配置したインジケーターの滅菌率は、それぞれ
、１００％であった。

比較のため、電圧を印加しないで、前記例４に記載の手
法を繰り返した。

得られた、一連のテスト用インジケーターの滅菌率は、
すべて０％であった。

例５ 亜酸化窒素及び酸素の混合比と滅菌率との関係；亜酸化
窒素及び酸素の混合比を下記の第３表に記載のようにい
ろいろｉこ変更して前記例４Ｉこ記載の手法を繰り返し
た。

次の第３表に記載するような結果が得られた（インジケ
ーターの滅菌率を、シリンジの内部及び外部ｆこついて
別々に記載する）。

上記結果は、酸素などのような気体の適当量を亜酸化窒
素（こ混合した場合、真空引き時１こ包装材料から発生
するガスにより放電が妨げられる、いわゆるクエンチン
グ効果が抑制され、よって、滅菌効率が高められるとい
うことを示している。

それというのも、酸素などの気ＩＬｔ、亜酸化窒素の活
性化効率を高める、いわゆるペニング効果を奏し得るか
らである。

実際、上記第３表に記載の結果から明らかなようｌこ、
常用のメツキンバッグを使用した場合、亜酸化窒素７０
％と酸素３０％とからなる混合ガスが最も活性化され易
く、滅菌ｆこ適しでいることが判明した。

ところで、先Ｉこ述べたようｌこ発生ガスの出ない特殊
包材を使用した場合、クエンチング効果の心配が不要で
あるので、前記例３Ｉこ記載の通り、同一条件下におい
て１００％の亜酸化窒素を導入して４０分間のうちｔこ
シリンジの内外の滅菌を完了することができる。

例６ 特殊包材により包装された医療器具の滅菌（■）：前記
例３の変形として、滅菌テスト用インジケーターから枯
草菌を溶出させて実験を行なった。

すなわち、前記例１ｔこ記載の滅菌テスト用インジケー
ターを精製水及びツイン８０（関東化学■より市販され
ている界面活性剤）の混合液（ツイン８０／精製水−１
，／１００）中で加熱振盪して枯草菌を溶出させ、そし
て乾燥時の枯草菌の数が１０３個となるように溶出液を
前記例３１こ記載のシリンジの内外に塗布し、そして乾
燥した。

得られた枯草菌塗布シリンジを前記例３Ｉこ記載の特殊
包材で包装し、そして前記例３ｆこおけるようｌこして
滅菌効果ｔこ関しで評価した。

次の第４表ｆこ記載するような結果が得られた。

参考のため、基礎実験ｆこおいて比較的ｆこ良好な滅菌
効果を示した酸素Ｅこついてもまた同様な実験を行なっ
た。

同じく、次の第４表に記載するような結果が得られた。

上記結果ＣＡ、一般的（こ菌（こ汚染された医療器具を
滅菌する場合、亜酸化窒素の放電を利用した本発明の滅
菌法法が極めて効果的であることを示している。

例７ 包装されていない医療器具の滅菌： 前記例６に記載の手法を、枯草菌塗布シリンジを特殊包
材で包装しないで、繰り返した。

得られた結果Ｃ」、下記の第５表１こ記載の通りである
っ上記結果は、包装されでいない被滅菌物の滅菌（コ非
常にす早く完了するということを示している。

例８ 特殊包材により包装された医療器具の滅菌（冒）：前記
例６に記載の手法を繰り返した。

但し、本例の場合、前記例６の変形として、シリンジの
代りｆこ医療用チューブ（外径５關、内径３．５ ｍｍ
）を使用した。

得られた結果１−Ｊ、下記の第６表１こ記載の通りであ
る。

上記結果は、１０分の経過後に早くも完全な滅菌が達成
されるということを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の好ましい１態様を示
した原理図である。 図中の１は耐圧容器、２は熱電対、４は自励式高周波電
源、５は電極板、８はガス導入管、１４はピラニー真空
計、１８はガイスラー管、１９＃ｊ真空ポンプ、そして
Ｓｌｉ被滅菌物である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜酸化窒素もしく（」亜酸化窒素とその他の気体と
   の混合物からなる気体中のグロー放電により発生せしめ
   た低温プラズマを被滅菌物ｌこ作用させることを特徴と
   するプラズマ滅菌法。 ２ 前記その他の気体が酸素、ヘリウム又はアルゴンで
   ある、特許請求の範囲第１項に記載のプラズマ滅菌法。 ３ 前記グロー放電を、前記気体を収容した絶縁性耐圧
   容器の圧力を０．１〜１０Ｔｏｒｒの低真空ｌこ保持し
   ながら、その容器内に配設された電極間ｆこ１００〜７
   ００Ｗの出力を与えて、３〜６０分間にわたって実施す
   る、特許請求の範囲第１項「こ記載のプラズマ滅菌法。