JPWO2007013160A1

JPWO2007013160A1 - ラジカル滅菌装置

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Publication number: JPWO2007013160A1
Application number: JP2007526782A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　三郎; 三郎佐藤; 信哉林
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Current assignee: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SAGA UNIVERSITY
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
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Abstract

【課題】ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを高密度に発生させて被処理物を確実且つ安価に滅菌することができるラジカル滅菌装置を提供する。【解決手段】医療器具６を収納する収納手段１を低気圧維持手段２により低気圧に維持し、この収納手段１に水蒸気ガス発生手段３から水蒸気ガスを供給し、この水蒸気ガスの酸素をラジカル生成手段４がラジカル化してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成するようにしているので、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを長時間単体として維持させると共に、高密度に発生させることができることとなり、医療器具６を確実且つ安価に滅菌できる。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカルにより医療器材等の被処理物を滅菌するラジカル滅菌装置に関し、特に水蒸気ガスから生成したヒドロキシ（ＯＨ）ラジカルにより被処理物を滅菌するラジカル滅菌装置に関する。

背景技術となるプラズマ滅菌装置は、特開平１０−９９４１５号公報（第１の背景技術）、特開平７−１８４６１号公報（第２の背景技術）に開示されるものがある。この各背景技術を図５及び図６に概略構成断面図として示す。
図５において、この第１の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は、大気圧でプラズマを発生させるプラズマ発生器１１２を備えた第１のチャンバー１１４と、被処理物１３６を配置しうるとともに耐圧構造の第２のチャンバー１１８と、両者を開閉自在に連結し、第１のチャンバーから第２のチャンバー１１８内へ供給する殺菌因子を含んだ気体の流れを制御する開閉バルブ１２０と加圧装置であるコンプレッサー１２２とを備えた連結管１２４とからなる。第２のチャンバー１１８には、チャンバー１１８内の気体を吸排することにより内部の気圧を一定に保つ圧力調整器１１６が連結されている。プラズマ発生器１１２においては、パルス電源を用いて気体と液体の混合物の少なくとも一部を電離させることができ、かくして得られた電離混合物が殺菌因子となる。

このように被処理物１３６を滅菌する第２のチャンバー１１８とは別に殺菌因子を貯留するための第１のチャンバー１１４を備え、両者を開閉バルブ１２０を備えた連結管１２４で連結することにより、滅菌に必要な殺菌因子の貯留と、被処理物の乾燥等の前処理とを平行して行うことができ、さらに、相当量の殺菌因子を短時間で被処理物に接触させることができるため、有効な滅菌処理を効率よく行い得る。

また、図６において第２の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は、蓋２０２を開放して、真空容器２０１に殺菌しようとする容器２１８を入れ、次に蓋２０２を閉じて真空ポンプ２０４により真空容器内をプラズマを発生させる時の圧力より充分低くなるまで排気し、次いで気体源２１４から適当な流量で気体を導入し、弁２１５を調整してプラズマに適した圧力に保持する。一方真空ポンプ２０４が運転を続けて、圧力を安定させた後高周波電源２１２から、電極２０８に高周波電力を印加して容器２１８内にプラズマを発生させ、充分な殺菌が行なわれる時間プラズマを保持した後、高周波電力の印加を停止して容器２１８の殺菌を行う構成である。また、この高周波電力の印加停止と同時に気体の導入を停止し、しばらく排気してから真空ポンプの運転を停める。そして次に大気導入弁２１７を開いて大気を導入し、その後蓋２０２を開いて容器２１８を取り出す。
特開平１０−９９４１５号公報特許第３２０９９４４号公報

前記第１の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は以上のように構成されていたことから、大気圧の第１のチャンバー１１４内でプラズマを生成して酸素プラズマを発生させたとしても大気圧下では、この酸素プラズマが大気圧で第１のチャンバー１１４内に存在する気体、例えば酸素、水素、窒素等と極めて短時間で結合することとなり、酸素プラズマ単体として存在し得ず滅菌効果が十分得られないという課題を有する。

また、前記第２の背景技術に係るプラズマ滅菌装置は、真空容器２１０内で殺菌対象となる容器２１８を殺菌しようとするものであるが、不活性ガスと反応ガスとの混合気体からなるプラズマ生成用ガスを導入してプラズマＰを生成していることから、酸素プラズマ単体を高密度に発生させることができず、対象となる容器２１８を確実に滅菌処理できないという課題を有する。この第２の背景技術における殺菌は、微生物学的には微生物を殺して生存数を減らすことをいい、滅菌が対象となる物質及びその周囲空間の微生物を全て死滅又は除去することとは大きく異なる。

さらに、他の背景技術に係るプラズマ滅菌装置としては、過酸化水素を原料ガスとして用い、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカルを発生させ、このヒドロキシ（ＯＨ）プラズマの殺菌能力で滅菌を行うものがあるが、この過酸化水素が常温常圧で液体であることから、低圧のプラズマ容器内に液体を導入する場合には装置構造と運転方法（圧力調整）とがいずれも複雑化すると共に、過酸化水素が高価であることから、装置自体及びランニングコストの双方が高価格となるという課題を有していた。

特に、原料ガスが過酸化水素水の場合には、その濃度も５８％程度が必要であることから毒性が極めて強く、取扱いに危険性を有すると共に、滅菌処理後に残留ガスとして残存する過酸化水素のガスにより作業者がガス中毒になるという課題を有する。この残留する過酸化水素ガスを除去するためには、プラズマ滅菌装置とは別途に過酸化水素ガスを分解する分解装置を配設しなければならず、システム構成が複雑化且つ大型化するという新たな課題を有する。

また、滅菌対象となる被処理物を収納する容器内の圧力を高真空状態と低真空状態とに切替えて滅菌処理を実行する場合に、液体である過酸化水素を原料ガスとして用いると、前記圧力調整が極めて困難な作業となり、水酸化物プラズマを容器内に均一に拡散させるのに長時間を要する等の課題をも有する。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを高密度に発生させて被処理物を確実且つ安価に滅菌させると共に、作業者の安全性を確保することができるプラズマ滅菌装置を提供する。

本発明に係るラジカル滅菌装置は、滅菌処理の対象となる被処理物を収納し、気密性容器からなる収納手段と、前記収納手段内の気圧を低気圧に維持する低気圧維持手段と、前記収納手段と連通し、水が導入されて当該水を気化させて水蒸気ガスを発生させる水蒸気ガス発生手段と、前記収納手段内に少なくとも電極が収納され、当該収納手段内に水蒸気ガスが供給された水蒸気雰囲気中で電極に電流を流して放電により前記水蒸気ガスの酸化水素を電離させてヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成するラジカル生成手段とを備えるものである。

このように本発明においては、被処理物を収納する収納手段を低気圧維持手段により低気圧に維持し、この収納手段に水蒸気ガス発生手段から水蒸気ガスを供給し、この水蒸気ガスの酸化水素をラジカル生成手段がプラズマ化してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成するようにしているので、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを長時間単体として維持させると共に、高密度に発生させることができることとなり、被処理物を確実且つ安価に滅菌できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、水蒸気ガス発生手段における水蒸気ガス発生の気圧が、収納手段における気密性容器の内部気圧より高い気圧であって大気圧より低い気圧とされるものである。このように本発明においては、水蒸気ガス発生手段を収納手段の内部気圧により高い気圧で水蒸気ガスを発生させるようにしているので、大気圧より低気圧で水蒸気ガスを急速且つ多量に発生させ、この発生した水蒸気ガスをより低圧な収納手段へ円滑に導入し、導入した水蒸気ガスの低圧雰囲気内でラジカル生成手段が放電を確実且つ円滑に行えることとなり、より効率的にヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを発生できることとなる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、水蒸気ガス発生手段が、収納手段と一体に同一の気密性容器で構成されるものである。このように本発明においては、水蒸気ガス発生手段が、収納手段と一体に同一の気密性容器で構成されることにより、簡略化した装置構成でヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを長時間単体として維持させると共に、高密度に発生させることができることとなり、被処理物を確実且つ安価に滅菌できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、ラジカル発生手段が、電極に供給される電流により低気圧グロー放電を発生させるものである。このように本発明においては、ラジカル発生手段が、電極に供給される電流により低気圧グロー放電を発生させることから、収納手段の気密性容器内でラジカル生成手段の電極が体積放電が行えることとなり、この気密性容器内の全領域で高効率にヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、ラジカル生成手段が、電極に供給される電流の周波数を１ｋＨｚないし１０ｋＨｚとすると共に当該電極に印加される交流電圧を７ｋＶないし１３ｋＶとして駆動されるものである。このように本発明においては、ラジカル生成手段が、電極に供給される電流の周波数を１ｋＨｚないし１０ｋＨｚとすると共に当該電極に印加される交流電圧を７ｋＶないし１３ｋＶとして駆動されることから、１ｋＨｚないし１０ｋＨｚの周波数の電流を電極に供給して水蒸気ガスの水分子（イオン）と共鳴でき、且つ７ｋＶないし１３ｋＶの交流電圧を印加して水蒸気雰囲気中での放電の開始及び維持が確実且つ容易に制御でき、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生量を増大させることができる。特に、印加電圧を７ｋＶないし１３ｋＶとすることにより、電極の印加状態をセルフバイアス状態とすることなく、放電の開始及び維持が容易に制御できることから、電極形状を特殊な構造及び特定の制限を受けることなく構成できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、微少流量バリアブルニードルバルブを用いて、液体の水を直接低気圧容器内に導入するものである。このように本発明においては、液体の水を直接低気圧容器内に導入する際に微少流量バリアブルニードルバルブを用いていることから、水蒸気ガスの発生量を微細・精密に調整できることとなり、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの生成を効率的に実行できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、低気圧維持手段が、前記収納手段の気密性容器内において水蒸気ガスの圧力を１Ｐａから１，０００Ｐａまで変化させるものである。このように本発明においては、低気圧維持手段が、前記収納手段の気密性容器内において水蒸気ガスの圧力を１Ｐａから１，０００Ｐａまで変化させることから、収納手段内の被処理物へのヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの浸透性をより確実に行えることとなり、滅菌効果を向上できる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、水蒸気ガス発生手段の容器内気圧を１０Ｐａないし１０，０００Ｐａとすると共に、前記収納手段の気密性容器内気圧を１Ｐａないし１，０００Ｐａとし、前記水蒸気ガス発生手段と収納手段との各気圧を比例させて増減させるものである。このように本発明においては、水蒸気ガス発生手段を収納手段の内部気圧より高い気圧（１Ｐａ→１０Ｐａ，・・・，１，０００Ｐａ→１０，０００Ｐａ）で水蒸気ガスを発生させるようにしているので、大気圧より低気圧の１０Ｐａないし１０，０００Ｐａで水蒸気ガスを急速且つ多量に発生させ、この発生した水蒸気ガスをより低圧な１Ｐａないし１，０００Ｐａの気圧の収納手段へ円滑に導入し、導入した水蒸気ガスの１Ｐａないし１，０００Ｐａという低圧雰囲気内でラジカル生成手段が放電を確実且つ円滑に行えることとなり、より効率的にヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを発生させることができることとなる。

また、本発明に係るラジカル滅菌装置は必要に応じて、水蒸気ガスの発生時の容器内気圧を放電時の容器内気圧を高くし、当該水蒸気ガスの発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生とを交互に実行するものである。このように本発明においては、水蒸気ガスの発生時の容器内気圧を放電時の容器内気圧を高くし、当該水蒸気ガスの発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生とを交互に実行することから、水蒸気ガスの発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生との各最適条件気圧を設定できることとなり、より効率的なヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生ができることとなる。特に、水蒸気ガス発生手段を収納手段の気密性容器と一体に形成された場合には、単一の気密性容器内を水蒸気ガスの発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生との各々で気圧状態を調整できることとなり、より効率的なヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生が可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るラジカル滅菌装置の概略構成図である。本発明の第２の実施形態に係るラジカル滅菌装置の概略構成図である。図２記載のラジカル滅菌装置の動作タイミングチャートである。本発明の第３の実施形態に係るラジカル滅菌装置における収納手段内の横断面図及び縦断面図である。従来のラジカル滅菌装置の概略構成断面図である。従来のラジカル滅菌装置の概略構成断面図である。

符号の説明

１収納手段
２低気圧維持手段
３水蒸気ガス発生手段
４ラジカル生成手段
５容器内条件制御部
６医療器具
２１ロータリーポンプ
２２排出管
２３調整バルブ
２４、３４コネクタ
３１水タンク
３２、３５供給パイプ
３２ａ、３２ｂ供給パイプ
３３微少量流バリアブルニードルバルブ
３４密閉容器
３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３７ａ、４６ａ、４６ｂ封止部
３５排出パイプ
３６排出バルブ
４１電極
４２電源部
４３周波数切替部
４５配電線
２１０真空容器
Ｑ仮想の中心線

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るラジカル滅菌装置を図１に基づいて説明する。この図１は本実施形態に係るラジカル滅菌装置の概略構成図を示す。
同図において本実施形態に係るラジカル滅菌装置は、滅菌処理の対象となる医療器具６を収納する気密性容器からなる収納手段１と、前記収納手段１内の気圧を低気圧に維持する低気圧維持手段２と、前記収納手段１に連通し、水が導入されて水蒸気ガスを発生させる水蒸気ガス発生手段３と、前記収納手段１内に少なくとも電極４１が収納され、当該電極４１に電流を流して前記水蒸気ガスの水分子をプラズマ化してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成するラジカル生成手段４とを備える構成である。

この低気圧維持手段２は、収納手段１内の空気を排出するロータリーポンプ２１と、このロータリーポンプ２１及び収納手段１に各々連通して接続する排出管２２と、この排出管２２の中間に介装され空気の排出量を調整する調整バルブ２３と、前記排出管２２を収納手段１の側壁孔に気密状態で接続するコネクタ２４とを備える構成である。

前記水蒸気ガス発生手段３は、水を貯溜する水タンク３１と、この水タンク３１に供給パイプ３２ａを介して接続され、後段側の低気圧状態により水蒸気ガスを発生させる微少流量バリアブルニードルバルブ３３と、この微少流量バリアブルニードルバルブ３３の後段側に接続される供給パイプ３２ｂを介して接続されると共に、前記ラジカル生成手段４に排出バルブ３６を有する排出パイプ３５を介して接続され、供給パイプ３２から供給される微量の水から微少流量バリアブルニードルバルブ３３にて生成される水蒸気ガスをラジカル生成手段４へ排出して供給する密閉容器３４とを備える構成である。この密閉容器３４と供給パイプ３２及び供給パイプ３５とは、封止部３４ａ、３４ｂを介して接続される構成である。

前記ラジカル生成手段４は、渦巻き状に導電線を巻回された誘導結合型アンテナからなる電極４１と、この電極４１に交流電流を供給する電源部４２と、この電源部４２及び電極４１間に接続する配電線４５と、この配電線４５が貫通する収納手段１の側壁孔部分を気密状態とする封止部４６ａ、４６ｂとを備える構成である。このラジカル生成手段４は、電極４１と接地された収納手段１との間の空間をインピーダンスＺとし、このインピーダンスＺを移動する電子によって水蒸気ガスの水分子からヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成する構成である。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係るラジカル滅菌装置の動作について説明する。まず、調整バルブ２３を開放状態にしてロータリーポンプ２１を起動させることにより、収納手段１内の空気が排出され、この収納手段１内が所定の低気圧状態、例えば１Ｐａないし１，０００Ｐａの気圧となる。この調整バルブ２３による排出が継続している状態で、水蒸気ガス発生手段３の調整微少流量バリアブルニードルバルブ３３が開放されて水タンク３１から供給パイプ３２を介して密閉容器３４内に微量の水が供給される。

前記密閉容器３４は、低気圧状態に維持される収納手段１に供給パイプ３５を介して連結されていることから、この収納手段１からの排気により大気圧より低く且つ収納手段１の内部気圧より高い低気圧状態、例えば１０Ｐａないし１０，０００Ｐａの気圧に制御されており、この低気圧により供給パイプ３２から供給される微量の水から水蒸気ガスを生成する。この生成された水蒸気ガスは供給パイプ３５を介して排出バルブ３６により供給量を制御されて収納手段１に供給される。

前記収納手段１内の酸素ガス圧力を所定値（例えば、１Ｐａから１，０００Ｐａまた望ましくは１Ｐａから１０Ｐａ）となった状態で、ラジカル生成手段４の電源部４２から交流電流が電極４１に供給される。この交流電流により電極４１が電磁波を発生させ、この電磁波により水蒸気ガス（Ｈ_２Ｏ）の水分子をプラズマ化（電離）させて水分子イオン（Ｈ_２Ｏ^＋）及び電子（ｅ⁻）を生成する。

前記生成された電子（ｅ⁻）は、収納手段１内の水蒸気ガス（Ｈ_２Ｏ）の原子と衝突し、この水蒸気ガス（Ｈ_２Ｏ）に高いエネルギーを与えて、ヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成する。このように水蒸気ガス（Ｈ_２Ｏ）が高いエネルギーを持つ電子によりヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルが生成されることから、プラズマ密度を高くすることによりヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの生成量を増大させることができると共に、この生成されたヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを単体としてより長く継続させるために収納手段１内を低気圧状態下で水蒸気ガスのみ原料とするものである。

特に、生成されるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの密度を最大（例えば、１０^１０ｃｍ^−３）とするためには、前記ラジカル生成手段４は電源周波数を１ｋＨｚないし１０ｋＨｚとし、電極４１に印加される交流電圧を７ｋＶないし１３ｋＶとし、放電消費電力を５０Ｗないし１５０Ｗとする。さらに、収納手段１は、内部の酸素ガス圧力を３Ｐａ及び酸素ガス流量を１０ｓｃｃｍ（standard cc/min）とする。

（本発明の第２の実施形態）
図２及び図３に基づいて本発明の第２の実施形態に係るラジカル滅菌装置を説明する。この図２は本実施形態に係るラジカル滅菌装置の概略構成図、図３は図２に記載のラジカル滅菌装置の動作タイミングチャートを示す。
前記各図において本実施形態に係るラジカル滅菌装置は、前記第１の実施形態に係るラジカル滅菌装置と同様に収納手段１、低気圧維持手段２、水蒸気ガス発生手段３及びラジカル生成手段４を備え、この構成のうちの水蒸気ガス発生手段３０（第１の実施形態における３に相当）の構成を異にする。この水蒸気ガス発生手段３０は、水を貯溜する水タンク３１と、この水タンク３１に供給パイプ３２ａを介して接続されると共に前記収納手段１に排出パイプ３７を介して接続され、この収納手段１の低気圧状態により水蒸気ガスを生成させる微少流量バリアブルニードルバルブ３３と、この生成された水蒸気ガスを収納手段１内で均一に拡散散布する拡散器３８とを備える構成である。

この微少流量バリアブルニードルバルブ３３は、別途設けられる容器内条件制御部５によりその開度が調整されて後段側である収納手段１側の低気圧（真空）領域と水との接触面積が精密に微調整され、水の導入量を精密に調整して水蒸気ガスの生成量を厳密に制御する。また、前記容器内条件制御部５は、低気圧維持手段２の調整バルブ２３の開度をロータリーポンプ２１の吸引量を調整することにより、収納手段１内の気圧を１Ｐａから１，０００Ｐａの間で制御することができる。

前記微少流量バリアブルニードルバルブ３３の開度を所定値に固定した状態において、ロータリーポンプ２１の吸引量を調整して収納手段１内の水蒸気ガスの圧力を１Ｐａから１，０００Ｐａまで変化させた後、前記微少流量バリアブルニードルバルブ３３が導入する水の量を０．０１ｓｃｃｍから１０ｓｃｃｍまで調整し、水蒸気ガスの供給量としては１０ｓｃｃｍから１０，０００ｓｃｃｍｍに制御することができる。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係るラジカル滅菌装置の動作について説明する。まず、容器内条件制御部５の制御に基づいて調整バルブ２３を全開放となるように制御して、ロータリーポンプ２１を駆動させる。また、このロータリーポンプ２１の駆動により収納手段１を所定の低気圧（例えば、１Ｐａ）まで減圧させ、この低気圧状態で水蒸気ガス発生手段３の微少流量バリアブルニードルバルブ３３を開放する方向に微調整して供給パイプ３２を介して水タンク３１からの水の水蒸気ガスを生成し、この水蒸気ガスを拡散器３８により収納手段１内全体領域に均一に供給されるように制御される。

このように、収納手段１内の水蒸気ガスが均一に拡散供給された状態で、電源部４２から交流電流の周波数を１ｋＨｚないし１０ｋＨｚで電極４１に供給し、交流電圧を７ｋＶないし１３ｋＶで電極４１に印加する。
さらに、容器内条件制御部５は、低気圧維持手段２の調整バルブ２３と水蒸気ガス発生手段３の微少流量バリアブルニードルバルブ３３とを各々開度調整することにより、収納手段１内の水蒸気ガス圧を１Ｐａとし、且つ収納手段１への水蒸気ガスの流量を１０ｓｃｃｍの状態を５分間継続させ、次に収納手段１内の水蒸気ガス圧を１，０００Ｐａとし且つ収納手段１への水蒸気ガス流量を１０，０００ｓｃｃｍの状態を５分間継続させ、この各状態を交互に９０分間サイクリックに実行する（図３参照）。

このように水蒸気ガス圧を１Ｐａから１，０００Ｐａへ変化させると共に水蒸気ガス流量を１０ｓｃｃｍから１０，０００ｓｃｃｍへ５分間隔でサイクリックに切替えるようにしているので、医療器具の微細部分及び載置下面等に対してもヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを浸透できることとなり、医療器具の全領域に亘って確実且つ簡易に滅菌できる。

（本発明の第３の実施形態）
図４に基づいて本発明の第３の実施形態に係るラジカル滅菌装置を説明する。この図４は本実施形態に係るラジカル滅菌装置における収納手段内の横断面図及び縦断面図を示す。
同図において本実施形態に係るラジカル滅菌装置は、前記第１及び第２の実施形態と同様に収納手段１、低気圧維持手段２、水蒸気ガス発生手段３及びラジカル生成手段４を共通して備え、前記ラジカル生成手段４における電極４１の配置構成を異にする。この電極４１は、円筒状の筒体で形成された収納手段１における仮想の中心軸Ｑに平行な複数屈曲して形成された直線状のアンテナ線路からなり（図４（Ａ）を参照）、この直線上のアンテナ線路が前記中心軸Ｑを中心として円弧状に配設（図４（Ｂ）を参照）して構成される。この電極４１と収納手段１内壁との間には拡散器３８が配設され、この拡散器３８から拡散散布される水蒸気ガスを電極４１の直線状のアンテナ線路を通過させ、この通過の際に直線状のアンテナ線路で誘起される電磁界により生じる円弧状（図４（Ｂ）に二点鎖線で示す）電場により水蒸気ガスをプラズマ化（電離）させて水酸化物イオン及び電子（ｅ⁻）を生成し、この電子（ｅ⁻）が水蒸気ガスと衝突してヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを発生させる構成である。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係るラジカル滅菌装置の動作について説明する。前記各実施形態と同様に収納手段１内の気圧及び水蒸気ガスの状態が調整され、電源部４２から供給される交流電流が電極４１に流れ、この電極４１のアンテナとしてのアンテナ線路周囲に電磁場を生じさせる。この磁場の磁界強度が強い電極４１の導電線（アンテナ線路）の極めて近傍を通過させるように水蒸気ガスを強制的に供給させることができることとなり、強い電磁界により水蒸気ガスのラジカル化をより促進させることができる。

（本発明の他の実施形態）
本発明の他の実施形態に係るラジカル滅菌装置は、前記第２の実施形態と同様に収納手段１、低気圧維持手段２、水蒸気ガス発生手段３及びラジカル生成手段４を備え、この収納手段１の容器内気圧を水蒸気ガス発生時と放電時とを異なるように低気圧維持手段２で制御し、この水蒸気ガス発生工程と放電工程とを所定時間毎にサイクリックに実行する構成である。この収納手段１の容器内気圧はヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカル発生時には１Ｐａから１００Ｐａの間の任意の値に制御される。

このように収納手段１を構成する単一の気密性容器における二つの異なる気圧により水蒸気ガス発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生とを各々最適気圧で実行できるとこととなり、簡略な装置構成でより効率的なヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生が可能となる。

また、本発明の他の実施形態に係るラジカル滅菌装置は、前記各実施形態と同様に各種構成され、この各種構成に各々加えて、収納手段１内に収納する被処理物をヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルが透過し、細菌を透過させないシート、例えばマイクロメッシュシート等で被覆した状態で滅菌処理を行うようにしているので、処理後に収納手段１から取出す場合にも外部の細菌が再付着することを未然に防止することができる。

また、本発明の他の実施形態に係るラジカル滅菌装置は、前記第２の実施形態が収納手段１の水蒸気ガス圧力及び水蒸気ガス流量を各々調整する構成としたが、水蒸気ガス圧力若しくは水蒸気ガス流量のいずれか一方のみを調整制御するように構成することもできる。

Claims

滅菌処理の対象となる被処理物を収納し、気密性容器からなる収納手段と、
前記収納手段内の気圧を低気圧に維持する低気圧維持手段と、
前記収納手段と連通し、水が導入されて当該水を気化させて水蒸気ガスを発生させる水蒸気ガス発生手段と、
前記収納手段内に少なくとも電極が収納され、当該収納手段内に水蒸気ガスが供給された水蒸気雰囲気中で電極に電流を流して放電により前記水蒸気ガスの酸化水素を電離させてヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルを生成するラジカル生成手段とを備えることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１に記載のラジカル滅菌装置において、
前記水蒸気ガス発生手段における水蒸気ガス発生の気圧が、収納手段における気密性容器の内部気圧より高い気圧であって大気圧より低い気圧とされることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１に記載のラジカル滅菌装置において、
前記水蒸気ガス発生手段が、収納手段と一体に同一の気密性容器で構成されることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１ないし３のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
前記ラジカル発生手段が、電極に供給される電流により低気圧グロー放電を発生させることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１ないし４のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
前記ラジカル生成手段が、電極に供給される電流の周波数を１ｋＨｚないし１０ｋＨｚとすると共に当該電極に印加される交流電圧を７ｋＶないし１３ｋＶとして駆動されることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１ないし５のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
微少流量バリアブルニードルバルブを用いて、液体の水を直接低気圧容器内に導入することを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１ないし６のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
前記低気圧維持手段が、前記収納手段の気密性容器内において水蒸気ガスの圧力を１Ｐａから１，０００Ｐａまで変化させることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１、２、４ないし７のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
前記水蒸気ガス発生手段の容器内気圧を１０Ｐａないし１０，０００Ｐａとすると共に、前記収納手段の気密性容器内気圧を１Ｐａないし１，０００Ｐａとし、
前記水蒸気ガス発生手段と収納手段との各気圧を比例させて増減させることを
特徴とするラジカル滅菌装置。
前記請求項１ないし８のいずれかに記載のラジカル滅菌装置において、
前記水蒸気ガスの発生時の容器内気圧を放電時の容器内気圧を高くし、当該水蒸気ガスの発生と放電によるヒドロキシ（ＯＨ）ラジカル及び酸素（Ｏ）ラジカルの発生とを交互に実行することを
特徴とするラジカル滅菌装置。