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技術 滅菌装置

出願人 シーエムテックカンパニーリミテッド
発明者 ミン,フンシクアン,ヨンクンヤン,スンチンキム,チョンウク
出願日 2017年9月22日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2017-182940
公開日 2017年12月14日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-217541
状態 特許登録済
技術分野 消毒殺菌装置
主要キーワード 境界圧力 妨害要素 気化過程 気化段階 妨害要因 蒸気比率 内径サイズ 爆発危険性
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

滅菌効果を向上させることができる滅菌装置を提供する。

解決手段

本発明の滅菌装置は、滅菌チャンバと、前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含んでいる。滅菌装置は、前記収集器の過酸化水素蒸気が前記滅菌チャンバに投入されることを特徴としている。

概要

背景

医療器具は通常、高圧力下で飽和された水蒸気を利用する高圧蒸気滅菌法を利用したり、熱に弱い器具や材料に損傷を与えないエチレンオキサイドのような化学物質を利用するエチレンオキサイドガス滅菌法などによって滅菌される。

しかし、高圧蒸気滅菌器は120℃以上の高温で滅菌をするため、最近開発されている合成樹脂製作された医療器具は変形が発生し、スチールで製作された医療器具は繊細な刃が鈍くなり、既存の寿命より寿命が非常に短くなる。特に、最新手術技術の発達につれて増加している高価の医療機器、器具及び装置は熱や湿気に敏感であるため、滅菌再処理過程で損傷され得るため高圧蒸気滅菌法は適していない滅菌方法であり得る。

このような機器損傷を最小化できるエチレンオキサイドガス滅菌器は低温で滅菌が可能だが被滅菌物にエチレンオキサイドが残留したりこれによる反応生成物によって発癌及び毒性物質が生成され得るため、滅菌後概ね12時間以上の換気時間を必要とされる。また、エチレンオキサイドガスはそれ自体が爆発危険性が高くかつ突然変異を起こし得る遺伝的毒性物質として作用し得るという報告があり、発癌物質として規定されており、その使用に多くの注意が必要である。

反面、過酸化水素蒸気を使用した滅菌法は40〜50℃の温度で30〜60分以内の短い滅菌時間と人体や環境に有害な影響を与えないよう滅菌した後に大気に排出される物質が水と酸素であるので、高圧蒸気滅菌器の短所とエチレンオキサイドガス滅菌器の多様な短所を補完することができる。

しかし、過酸化水素蒸気を生成させるために使用される過酸化水素水溶液気化過程過酸化水素より水が先に気化拡散するため過酸化水素の充分な拡散を困難にする。水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより速く蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水蒸気が過酸化水素蒸気より迅速に気相拡散されるからでる。

このような特性により、過酸化水素水溶液が滅菌させようとする製品を囲んでいる空間の中から蒸発される場合、水が過酸化水素より先に高濃度に滅菌させようとする製品に到達する。

水蒸気はより迅速に小さいクレビス(crevice)や長くて狭いルーメンのような拡散が制限された空間の中に迅速に拡散され、過酸化水素蒸気の透過を抑制する。すなわち、水が過酸化水素より先に被滅菌製品に到達して滅菌が正しく行われなくなる。

効果的な滅菌のためにはより濃縮された過酸化水素水溶液を使用することが好ましいが、過酸化水素水溶液の濃度が60重量%以上の場合は運送保管などの取り扱いが現実的に困難である。

このように多くの長所を有する過酸化水素蒸気滅菌法はその気化拡散特性により高圧蒸気滅菌法またはエチレンオキサイドガス滅菌法に比べて過酸化水素拡散能力弱化し、滅菌物の形状によって多くの制限が伴われる。

一方、韓国公開特許10−2006−52161号は殺菌システム及び方法、またこれらに使用されるオリフィス制御装置に関するものであり、気化器真空排気される経路拡散制限部を配置して水蒸気は通過させ、過酸化水素蒸気は凝縮するようにした後、これを滅菌チャンバに気化拡散させて滅菌する方法が開示されている。

しかし、前記韓国公開特許10−2006−52161号の殺菌システム及び方法では一定濃度以上になると、過酸化水素水から気化する過酸化水素蒸気と水蒸気の比率が一定であるか、過酸化水素蒸気の比率がさらに高くなり、濃度はこれ以上高くならず、全体量が減る問題点がある。

また、拡散制限部の流体移動の制限性により過酸化水素を蒸気に気化させるために加熱温度が高く要求されるため、高濃度過酸化水素損失が大きくなり、過酸化水素蒸気の温度が高いためチャンバ内に拡散される前に温度が低い被滅菌物の包装材またはチャンバ構造物に先に到達し、凝縮されて迅速な気相拡散を妨害する問題点がある。

概要

滅菌効果を向上させることができる滅菌装置を提供する。本発明の滅菌装置は、滅菌チャンバと、前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含んでいる。滅菌装置は、前記収集器の過酸化水素蒸気が前記滅菌チャンバに投入されることを特徴としている。

目的

本発明が解決しようとする課題は、本発明は前記のような問題点を解決するために開発されたものであって、滅菌効果を向上させることができる滅菌装置及び滅菌方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

滅菌チャンバと、前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含み、前記収集器の過酸化水素蒸気が前記滅菌チャンバに投入されることを特徴とする滅菌装置

請求項2

前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブは前記滅菌チャンバと前記気化器との間の経路にも位置することを特徴とする請求項1に記載の滅菌装置。

請求項3

前記気化バルブは、一側は前記滅菌チャンバと連結され、他側は前記気化器及び前記収集器と並列連結される請求項2に記載の滅菌装置。

請求項4

前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間で前記気化バルブと前記収集バルブが並列連結される請求項2に記載の滅菌装置。

請求項5

前記収集器と前記気化バルブを連結する第1連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第2連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第3連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第4連結配管及び前記気化器と前記気化バルブを連結する第5連結配管をさらに含む請求項4に記載の滅菌装置。

請求項6

前記第1連結配管の内径及び前記第2連結配管の内径は前記第3連結配管または前記第4連結配管の内径より大きく、前記第5連結配管の内径より大きいことを特徴とする請求項5に記載の滅菌装置。

請求項7

前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブ及び前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する燻蒸バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に前記収集バルブと前記燻蒸バルブが並列連結される請求項1に記載の滅菌装置。

請求項8

前記滅菌チャンバと前記気化器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、前記気化バルブの他側は前記気化器及び前記収集器と直列連結される請求項7に記載の滅菌装置。

請求項9

前記気化器と前記気化バルブを連結する第1連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第2連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第3連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第4連結配管、前記収集器と前記燻蒸バルブを連結する第5連結配管、前記燻蒸バルブと前記滅菌チャンバを連結する第6連結配管、及び前記気化器及び前記収集器を連結する第7連結配管をさらに含む請求項8に記載の滅菌装置。

請求項10

前記第5連結配管及び第6連結配管の内径は前記第1連結配管または前記第2連結配管の内径より大きく、前記第3連結配管または前記第4連結配管の内径より大きく、前記第7連結配管の内径より大きいことを特徴とする請求項9に記載の滅菌装置。

技術分野

0001

本発明は滅菌装置及びこれを利用した滅菌方法に関し、より詳細には高濃度滅菌剤水溶液により、滅菌効果を向上させる滅菌装置及びこれを利用した滅菌方法に関する。

背景技術

0002

医療器具は通常、高圧力下で飽和された水蒸気を利用する高圧蒸気滅菌法を利用したり、熱に弱い器具や材料に損傷を与えないエチレンオキサイドのような化学物質を利用するエチレンオキサイドガス滅菌法などによって滅菌される。

0003

しかし、高圧蒸気滅菌器は120℃以上の高温で滅菌をするため、最近開発されている合成樹脂製作された医療器具は変形が発生し、スチールで製作された医療器具は繊細な刃が鈍くなり、既存の寿命より寿命が非常に短くなる。特に、最新手術技術の発達につれて増加している高価の医療機器、器具及び装置は熱や湿気に敏感であるため、滅菌再処理過程で損傷され得るため高圧蒸気滅菌法は適していない滅菌方法であり得る。

0004

このような機器損傷を最小化できるエチレンオキサイドガス滅菌器は低温で滅菌が可能だが被滅菌物にエチレンオキサイドが残留したりこれによる反応生成物によって発癌及び毒性物質が生成され得るため、滅菌後概ね12時間以上の換気時間を必要とされる。また、エチレンオキサイドガスはそれ自体が爆発危険性が高くかつ突然変異を起こし得る遺伝的毒性物質として作用し得るという報告があり、発癌物質として規定されており、その使用に多くの注意が必要である。

0005

反面、過酸化水素蒸気を使用した滅菌法は40〜50℃の温度で30〜60分以内の短い滅菌時間と人体や環境に有害な影響を与えないよう滅菌した後に大気に排出される物質が水と酸素であるので、高圧蒸気滅菌器の短所とエチレンオキサイドガス滅菌器の多様な短所を補完することができる。

0006

しかし、過酸化水素蒸気を生成させるために使用される過酸化水素水溶液気化過程過酸化水素より水が先に気化拡散するため過酸化水素の充分な拡散を困難にする。水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより速く蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水蒸気が過酸化水素蒸気より迅速に気相拡散されるからでる。

0007

このような特性により、過酸化水素水溶液が滅菌させようとする製品を囲んでいる空間の中から蒸発される場合、水が過酸化水素より先に高濃度に滅菌させようとする製品に到達する。

0008

水蒸気はより迅速に小さいクレビス(crevice)や長くて狭いルーメンのような拡散が制限された空間の中に迅速に拡散され、過酸化水素蒸気の透過を抑制する。すなわち、水が過酸化水素より先に被滅菌製品に到達して滅菌が正しく行われなくなる。

0009

効果的な滅菌のためにはより濃縮された過酸化水素水溶液を使用することが好ましいが、過酸化水素水溶液の濃度が60重量%以上の場合は運送保管などの取り扱いが現実的に困難である。

0010

このように多くの長所を有する過酸化水素蒸気滅菌法はその気化拡散特性により高圧蒸気滅菌法またはエチレンオキサイドガス滅菌法に比べて過酸化水素拡散能力弱化し、滅菌物の形状によって多くの制限が伴われる。

0011

一方、韓国公開特許10−2006−52161号は殺菌システム及び方法、またこれらに使用されるオリフィス制御装置に関するものであり、気化器真空排気される経路拡散制限部を配置して水蒸気は通過させ、過酸化水素蒸気は凝縮するようにした後、これを滅菌チャンバに気化拡散させて滅菌する方法が開示されている。

0012

しかし、前記韓国公開特許10−2006−52161号の殺菌システム及び方法では一定濃度以上になると、過酸化水素水から気化する過酸化水素蒸気と水蒸気の比率が一定であるか、過酸化水素蒸気の比率がさらに高くなり、濃度はこれ以上高くならず、全体量が減る問題点がある。

0013

また、拡散制限部の流体移動の制限性により過酸化水素を蒸気に気化させるために加熱温度が高く要求されるため、高濃度過酸化水素損失が大きくなり、過酸化水素蒸気の温度が高いためチャンバ内に拡散される前に温度が低い被滅菌物の包装材またはチャンバ構造物に先に到達し、凝縮されて迅速な気相拡散を妨害する問題点がある。

先行技術

0014

韓国公開特許第10−2006−52161号公報

発明が解決しようとする課題

0015

本発明が解決しようとする課題は、本発明は前記のような問題点を解決するために開発されたものであって、滅菌効果を向上させることができる滅菌装置及び滅菌方法を提供することにその目的がある。

0016

本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

課題を解決するための手段

0017

前記指摘した問題点を解決するために本発明は、滅菌チャンバと、前記滅菌チャンバの一側に連結される真空ポンプと、前記滅菌チャンバの他の一側に連結される気化器と、一側は前記気化器と連結され、他側は前記滅菌チャンバと連結される収集器を含み、前記収集器の過酸化水素蒸気が前記滅菌チャンバに投入されることを特徴とする滅菌装置を提供する。

0018

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブは前記滅菌チャンバと前記気化器との間の経路にも位置することを特徴とする滅菌装置を提供する。

0019

また、本発明は、前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、他側は前記気化器及び前記収集器と並列連結される滅菌装置を提供する。

0020

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間で前記気化バルブと前記収集バルブが並列連結される滅菌装置を提供する。

0021

また、本発明は、前記収集器と前記気化バルブを連結する第1連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第2連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第3連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第4連結配管及び前記気化器と前記気化バルブを連結する第5連結配管をさらに含む滅菌装置を提供する。

0022

また、本発明は、前記第1連結配管の内径及び前記第2連結配管の内径は前記第3連結配管または前記第4連結配管の内径より大きく、前記第5連結配管の内径より大きいことを特徴とする滅菌装置を提供する。

0023

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する収集バルブ及び前記滅菌チャンバと前記収集器との間に位置する燻蒸バルブをさらに含み、前記滅菌チャンバと前記収集器との間に前記収集バルブと前記燻蒸バルブが並列連結される滅菌装置を提供する。

0024

また、本発明は、前記滅菌チャンバと前記気化器との間に位置する気化バルブをさらに含み、前記気化バルブの一側は前記滅菌チャンバと連結され、前記気化バルブの他側は前記気化器及び前記収集器と直列連結される滅菌装置を提供する。

0025

また、本発明は、前記気化器と前記気化バルブを連結する第1連結配管、前記気化バルブと前記滅菌チャンバを連結する第2連結配管、前記収集器と前記収集バルブを連結する第3連結配管、前記収集バルブと前記滅菌チャンバを連結する第4連結配管、前記収集器と前記燻蒸バルブを連結する第5連結配管、前記燻蒸バルブと前記滅菌チャンバを連結する第6連結配管、及び前記気化器及び前記収集器を連結する第7連結配管をさらに含む滅菌装置を提供する。

0026

また、本発明は、前記第5連結配管及び第6連結配管の内径は前記第1連結配管または前記第2連結配管の内径より大きく、前記第3連結配管または前記第4連結配管の内径より大きく、前記第7連結配管の内径より大きいことを特徴とする滅菌装置を提供する。

発明の効果

0027

前記したような本発明によれば、各段階別の濃縮過程を通して95重量%以上の過酸化水素水を滅菌剤として使用することができため、滅菌効果を大きく向上させることができる。

図面の簡単な説明

0028

本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な斜視図である。
本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。
本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置の滅菌方法を示す順序図である。
本発明の第2実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

実施例

0029

本発明の利点及び特徴、これらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。

0030

以下の添付する図面を参照して本発明の実施のための具体的な内容を詳細に説明する。図面に関係なく同一参照符号同一構成要素を指称し、「および/または」は、言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含む。

0031

第1、第2などが多様な素子、構成要素を叙述するために使用されるが、これら素子、構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は本発明の技術的思想内で第2構成要であり得ることは勿論である。

0032

本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は文句で特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使用される「含む(comprises)」および/または「含む(comprising)」は言及された構成要素の他の一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。

0033

他に定義されなければ、本明細書で使用されるすべての用語(技術および科学的用語を含む)は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が共通に理解できる意味として使用され得る。また一般に使用される辞典に定義されている用語は明白に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度解釈しない。

0034

空間的に相対的な用語である「下(below)」、「下(beneath)」、「下部(lower)」、「上(above)」、「上部(upper)」などは図面に図示するように一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に図示する方向に加え、使用時または動作時の素子の互いに異なる方向を含む用語として理解しなければならない。例えば、図面に図示する素子をひっくり返す場合、他の素子の「下(below)」または「下(beneath)」と記述された素子は他の素子の「上(above)」に置かれる。したがって、例示的な用語である「下」は下と上の方向をすべて含み得る。素子は他の方向にも配向し得、これにより空間的に相対的な用語は配向により解釈される。

0035

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

0036

図1は本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な斜視図であり、図2は本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

0037

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

0038

この際、本発明で前記過酸化水素水は金属イオンの量が100ppm以下であることが好ましい。

0039

前記金属イオンはPd、Ptなどの貴金属やFeなどの遷移金属、Ca、Mg、K、Naなどのアルカリ金属またはPなどを含み得る。前記金属イオンの含有量が100ppmを超過する場合、蒸発器、収集器、配管などに蓄積され得、バルブの故障を引き起こす。特に貴金属、遷移金属、アルカリ金属などの蓄積物に接触する過酸化水素蒸気は分解されやすく、前記金属イオンは蒸発器または収集器などに残存しながら、その表面積を広げるため、過酸化水素の気化時の気化効率を減少させることができる。

0040

図1及び図2を参照すると、本発明の第1実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置100は滅菌チャンバ110を含む。

0041

前記滅菌チャンバ110は滅菌させようとする医療器具や手術用道具のような被滅菌物を入れる容器である。この際、前記滅菌チャンバ110の一側には前記被滅菌物の出入のためのドアを含み得る。

0042

また、前記滅菌チャンバ110の一側に連結される真空ポンプ120を含み、前記真空ポンプ120は前記滅菌チャンバ110の内部の気体を吸い出して真空状態を形成し得る。この際、前記滅菌チャンバ110と前記真空ポンプ120との間には前記真空ポンプ120の動作を制御できる真空バルブ121が連結されている。

0043

引き続き図1及び図2を参照すると、本発明の第1実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置100は前記滅菌チャンバ110の他の一側に連結され、前記滅菌チャンバ110に過酸化水素蒸気を供給するための気化器130(または、蒸発器ともいう)及び前記気化器130に過酸化水素を供給するための過酸化水素供給装置150を含む。

0044

この際、前記滅菌チャンバ110と前記気化器130との間には気化バルブ131を含み得る。

0045

また、本発明の第1実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置100は、一側は前記気化器130と連結され、他側は前記滅菌チャンバ110と連結され、前記気化器130に供給された過酸化水素を濃縮させるための収集器140(または、収集気化器ともいう)を含む。

0046

この際、前記滅菌チャンバ110と前記収集器140との間には気化バルブ131を含み得る。

0047

また、前記滅菌チャンバ110と前記収集器140との間には収集バルブ141を含み得る。

0048

すなわち、前記滅菌チャンバ110と前記収集器140との間には気化バルブ131と収集バルブ141が並列連結され得る。

0049

一方、前述したように、前記滅菌チャンバ110と前記気化器130との間には気化バルブ131を含み得、すなわち、前記気化バルブ130は一側は滅菌チャンバ110と連結され、他側は気化器130及び収集器140と並列連結され得る。

0050

引続き図1及び図2を参照すると、本発明の第1実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置100は前記収集器140と前記気化バルブ131を連結する第1連結配管142及び前記気化バルブ131と前記滅菌チャンバ110を連結する第2連結配管133を含み得る。

0051

また、前記収集器140と前記収集バルブ141を連結する第3連結配管143及び前記収集バルブ141と前記滅菌チャンバ110を連結する第4連結配管144を含み得る。

0052

この際、図面では前記第4連結配管144が前記第2連結配管133と連結され、滅菌チャンバ110と収集器140との間で気化バルブ131と収集バルブ141が並列連結する場合を示しているが、これとは異なり、前記第4連結配管144は前記滅菌チャンバ110と直接連結され、滅菌チャンバ110と収集器140との間で気化バルブ131と収集バルブ141が並列連結され得る。

0053

また、前記気化器130と前記気化バルブ131を連結する第5連結配管132を含み得、この際、図面では前記第5連結配管132が前記第1連結配管142と連結され、気化バルブ130が気化器130及び収集器140と並列連結する場合を示しているが、これとは異なり、前記第5連結配管132が前記気化バルブ131と直接連結され、気化バルブ130が気化器130及び収集器140と並列連結され得る。

0054

この際、前記気化バルブ131及び前記収集バルブ141はopen/close動作によって前記第1連結配管142ないし前記第5連結配管132の流体の流れを制御することができ、また、前記気化バルブ131及び前記収集バルブ141は別途の制御部によってopen/close動作が制御され得る。

0055

また、図面に示すように、収集器140と気化バルブ131を連結する第1連結配管142及び気化バルブ131と滅菌チャンバ110を連結する第2連結配管133は他の連結配管、すなわち、第3連結配管143ないし第5連結配管132より内径が大きいこともあり得、例えば、第3連結配管143ないし第5連結配管132が1/4inch配管の場合、前記第1連結配管142及び第2連結配管133は1inch配管であり得る。これについては後述する。

0056

一方、図面に示していないが、前記滅菌チャンバ110、気化器130及び収集器140の温度を制御するための温度制御手段を含み得、前記温度制御手段はヒーターであり得、これは当業界で自明な事項であるため、これに関する具体的な説明は省略する。

0057

また、前記収集器140の場合、温度制御手段として冷却手段をさらに含み得、前記冷却手段は冷却水熱電素子を利用した直接冷却または熱交換器送風による空冷式など適切な手段を使用することができる。

0058

以下では、本発明の第1実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法について説明する。

0059

図3は本発明の第1実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置の滅菌方法を示す順序図である。

0060

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

0061

一方、以下で説明する滅菌方法は前述した図1及び図2の滅菌装置の図面符号併記して説明する。

0062

図3を参照すると、本発明による過酸化水素水を利用した滅菌装置の滅菌方法は滅菌チャンバ110(または、殺菌チャンバともいう)及び気化器130を真空排気する段階を含む(S110)。

0063

前記滅菌チャンバ110及び前記気化器130を真空排気する段階は、前記真空ポンプ120を作動(on状態)させて前記真空バルブ121をopenさせることによって真空排気することができる。

0064

一方、S110段階、すなわち、滅菌チャンバ及び気化器を真空排気する段階は後述するS160段階まで持続され得、滅菌チャンバが所定の設定圧力に到達し、水分が除去された過酸化水素液体が収集器に収集完了すると、本段階は完了する。

0065

また、前記気化器130を真空排気するため、前記滅菌チャンバ110と前記気化器130との間の気化バルブ131、または前記滅菌チャンバ110と前記収集器140との間の収集バルブ141はopen状態、真空排気中である滅菌チャンバと連通して大気圧以下の圧力になるようにし、次の段階で閉じられる。

0066

一方、前記滅菌チャンバ110及び前記気化器130を真空排気する段階と同時に、前記滅菌チャンバ及び前記気化器を前述した温度制御手段によって設定された温度に維持され得る。

0067

次に、第1温度及び第1圧力の気化器130に第1濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む(S120)。

0068

前記過酸化水素水を投入させるのは第1濃度の過酸化水素水を貯蔵する過酸化水素供給装置150を介して投入され得、一方、図1及び図2には示していないが、前記気化器130と前記過酸化水素供給装置150との間に過酸化水素水供給調節バルブ(図示せず)を含み、適切な量の過酸化水素水を供給することができる。

0069

この際、前記過酸化水素水の第1濃度は60重量%以下であり得る。

0070

前述したように、過酸化水素溶液、すなわち、過酸化水素水の取り扱いにおいて過酸化水素水の濃度が60重量%以下に制限されており、これ以上の高い濃度の過酸化水素を滅菌剤として使用するのは現実的に難しい。

0071

すなわち、本発明で前記過酸化水素水の第1濃度は取り扱いが可能な過酸化水素水の濃度を表示したものであり、本発明の趣旨を理解することに重要な意味を持たない。

0072

また、前記第1温度は60ないし70℃であり得、前記第1圧力は800mb(ミリバール)ないし大気圧であり得る。

0073

この際、S120段階では第1濃度の過酸化水素水が前記気化器130に投入されるあいだ、前記気化バルブ131及び前記収集バルブ141はclose状態に該当し得、ただし、供給装置によってopen状態であり得る。

0074

一方、S120段階で前記滅菌チャンバ110の圧力は600mbないし大気圧であり、温度は45ないし55℃であり得、また、前記収集器140の圧力は800mbないし大気圧であり、温度は38ないし42℃であり得る。

0075

この際、本発明で前記第1温度は前記滅菌チャンバの温度より高いことを特徴とする。

0076

前記第1温度の場合、過酸化水素水から水蒸気をさらに多く気化させる過程での気化器の温度に該当し、水蒸気の気化過程は非常に強い吸熱反応が起こるため、気化速度を非常に強く抑制する。

0077

この際、気化速度を高めるためには、気化器の圧力を低くして真空度を高める方法もあるが、過酸化水素の気化比率も高くなり得るため過酸化水素の消尽が増加する短所があり、また温度が低い状態では気化に必要な熱量が円滑に供給されにくいため、第1温度は少なくとも滅菌チャンバの温度より高いことが好ましい。

0078

次に、前記第1濃度の過酸化水素水を気化させて第2濃度の過酸化水素水を形成する段階を含む(S130)。

0079

すなわち、前記気化器130に投入された第1濃度の過酸化水素水が気化(すなわち、水分除去)され、第2濃度の過酸化水素水が形成される。

0080

前記過酸化水素水の第2濃度は75重量%ないし85重量%であり得、S130段階は60重量%以下の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、75重量%ないし85重量%濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水の第1濃縮段階であり得る。

0081

一般的に、同一の温度と圧力で、水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより迅速に蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水が過酸化水素より迅速に気相拡散される。

0082

したがって、同一の温度及び圧力条件で水(すなわち、水分)は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発/拡散されるため、第2濃度の過酸化水素水が形成され得る。

0083

この際、蒸発した水は滅菌チャンバ110を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、S130段階で前記真空ポンプ120を作動(on状態)させて前記真空バルブ121及び気化バルブ131はopen状態に該当する。

0084

一方、S130段階で、前記気化器130の温度は気化過程の吸熱反応によって一時的に温度が低くなり、55ないし65℃の範囲にあり、圧力は30ないし800mb(ミリバール)であり得る。

0085

また、蒸発された水が滅菌チャンバ110を経由して真空ポンプを介して真空排気されるあいだ、前記滅菌チャンバ110の圧力は10ないし600mbの範囲であり、温度は45ないし55℃であり得、また、前記収集器140の圧力は20ないし500mbの範囲であり、温度は35ないし40℃であり得る。

0086

次に、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む(S140)。

0087

前記第2濃度の過酸化水素水を第2温度及び第2圧力の収集器140に投入するために、前記真空ポンプ120を作動(on状態)させ、前記真空バルブ121をopen状態、前記気化バルブ131はclose状態、前記収集バルブ141はon状態に制御することができる。

0088

この際、前記第2温度は35ないし42℃であり得、前記第2圧力は8ないし50mbであり得る。

0089

また、前記第2濃度の過酸化水素水が気化器130から収集器140に移動するあいだ、前記気化器130の圧力は10ないし60mbであり、温度は55ないし60℃であり得、前記第2濃度の過酸化水素水は第5連結配管132及び第1連結配管142を経由して気化器130から収集器140に移動することができる。

0090

一方、S140段階でも前記滅菌チャンバ110は継続して真空排気され、前記滅菌チャンバ110の圧力は1ないし10mbであり、温度は45ないし55℃であり得る。

0091

この際、本発明で前記第2温度は前記滅菌チャンバの温度より低いことを特徴とする。

0092

前記第2温度の場合、第2濃度の過酸化水素水が収集される収集器の温度に該当し、気化器から飽和された過酸化水素蒸気が収集器を経由する過程でチャンバの温度より高いと、過酸化水素蒸気が収集器に凝縮されず、すべてチャンバを介して排気され得る。

0093

圧力が多少高いS140/S150段階の初期に過酸化水素蒸気が一部凝縮されても、排気されるチャンバに真空圧力が持続的に加わる段階で収集器がチャンバの温度より高いと、過酸化水素蒸発列は水蒸気に比べては低いため、簡単に再気化され、収集器に残ることができず、結局、後述するS170段階を行うことができないため、第2温度は少なくとも滅菌チャンバの温度より低いことが好ましい。

0094

以上のことから分かるように、本発明ではS130段階、すなわち、前記第1濃度の過酸化水素水を気化させて第2濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、S140段階、すなわち、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階を行う。

0095

例えば、S130段階を経ずS140段階を行うこと、第1濃度の過酸化水素水を収集器に直ちに投入することを考慮し得るが、次のような理由により好ましくない。

0096

以下の表1は過酸化水素水の濃度別過酸化水素蒸気の気化比率の例示を示す。

0097

0098

前記表1を参照すると、過酸化水素水の濃度が高まるほど、また、設定温度が高いほど、過酸化水素蒸気の気化比率が水蒸気に比べて相対的に徐々に高まることが分かる。

0099

例えば、50℃で、60重量%濃度の過酸化水素水での過酸化水素蒸気の気化比率は13%であるため、残りの87%は水蒸気であることを意味し、80重量%濃度の過酸化水素水での過酸化水素蒸気の気化比率は40%であるため、残りの60%が水蒸気であることを意味する。

0100

すなわち、S130段階を行わずS140段階を行うことは、例えば、60重量%濃度の過酸化水素水を収集器に投入する意味であり得、S130段階を行った後S140段階を行うことは80重量%濃度の過酸化水素水を収集器に投入する意味であり得る。

0101

この際、S130段階を行わずS140段階を行う場合は、S130段階を行った後S140段階を行う場合に比べて初期段階で収集器を通過する水蒸気の比率が相対的に高くなる。

0102

水蒸気の比率が過酸化水素蒸気より相対的に高い状態で収集器に投入されれば、収集器の圧力が高い状態(収集器の温度が40℃である場合、飽和水蒸気圧は75mbであるため、これより高い圧力)で水蒸気が収集器に進入するため、水蒸気も収集器に凝縮され得る。

0103

水蒸気も収集器に凝縮されるということは、凝縮される水蒸気の量だけ、濃縮される過酸化水素水の濃度に限界があることを意味する。

0104

したがって、本発明では水蒸気が収集器に先に凝縮され、濃縮される過酸化水素水の濃度に限界が発生することを防止するため、S130段階、すなわち、前記第1濃度の過酸化水素水を気化させて第2濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、S140段階、すなわち、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階を行う。

0105

次に、前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は、前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階を含む(S150)。前述したように、水は過酸化水素より蒸気圧が高いのでより迅速に蒸発し、水の分子量は過酸化水素より低いので水が過酸化水素より迅速に気相拡散されるため、同一の温度及び圧力条件で水(すなわち、水分)は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発/拡散されるため、過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され、第3濃度の過酸化水素水が形成され得る。

0106

すなわち、水は過酸化水素よりさらに高い蒸気圧を有するため、蒸気状態で過酸化水素は水より凝縮されやすい。したがって、前記収集器に凝縮される過酸化水素水は投入された第2濃度の過酸化水素水の濃度よりさらに高い濃度の過酸化水素を含む。

0107

一方、S140段階で過酸化水素蒸気と水蒸気が通過する配管は第5連結配管、第1連結配管、第3連結配管、第4連結配管の順に移動し、この際、これら連結配管のうち内径が小さい配管の温度は収集器140の温度より高くなければならない。

0108

これは過酸化水素蒸気が収集器に到達する前後の段階の配管温度が収集器より低ければ先に配管に凝縮された状態で残存し得、内径が小さい配管に凝縮された過酸化水素蒸気はS170段階で気化するとき、より高い温度に露出されてチャンバに進入する段階で分解による水蒸気の含有量が高くなり得るからである。

0109

また、前記表1に示すように、先ず濃度が高まった状態(85重量%未満)で水と過酸化水素の蒸気比率近似し、気化比率による濃縮は濃縮効率を低下させる。

0110

気体状態の過酸化水素蒸気と水蒸気は同じ圧力で凝縮できる温度が異なるが、例えば、35℃である場合、過酸化水素は5mb以上で凝縮され、水蒸気は55mb以上で凝縮される。

0111

したがって、このような差異は例えば、収集バルブを介して真空排気中である収集器温度が35℃であるとき、その圧力が5mbないし55mbの範囲にある場合、過酸化水素蒸気は凝縮され、水蒸気は収集器から排気され得る。

0112

この際、前記過酸化水素水の第3濃度は90重量%ないし95重量%であり得、S150段階は75重量%ないし85重量%の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、90重量%ないし95重量%濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水の第2濃縮段階であり得る。

0113

一方、前記ではS140段階の第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階及びS150段階の前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階が順次に行われる場合を説明したが、これとは異なり、S140及びS150段階は同時に行われる段階であり得る。

0114

すなわち、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入し、これと同時に、前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され得る。

0115

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、S150段階では前記真空ポンプ120を作動(on状態)させ、前記真空バルブ121をopenさせることによって真空排気することができ、また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるために前記収集バルブ141はopen状態である。

0116

次に、前記滅菌チャンバの圧力を一定圧力まで低くする段階及び前記第3濃度の過酸化水素水を第4濃度の過酸化水素水に濃縮する段階を含む(S160)。

0117

この際、前記一定圧力とは、滅菌チャンバで滅菌をするための設定圧力でなければならず、また、滅菌剤が過酸化水素蒸気である場合、拡散が容易な真空度でなければならない。

0118

したがって、前記設定圧力は0.5ないし1.3mbであり得、また、前記滅菌チャンバの温度は45ないし55℃であり得る。

0119

また、前記過酸化水素水の第4濃度は95重量%以上であり得、S160段階90重量%ないし95重量%濃度の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、95重量%以上の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第3濃縮段階であり得る。

0120

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、S160段階では前記真空ポンプ120を作動(on状態)させて前記真空バルブ121をopenさせることによって真空排気することができる。

0121

一方、S160段階で前記収集バルブ141はopen状態及びclose状態を繰り返し得る。

0122

すなわち、前記第3濃度の過酸化水素水を第4濃度の過酸化水素水に濃縮することにおいて、高濃度の過酸化水素水になるほど、液状の過酸化水素水が蒸発される圧力はさらに低くなる。

0123

例えば、45℃の同一の温度条件で、80重量%濃度の過酸化水素水では約20mb以下の圧力で過酸化水素が蒸発するが、90重量%濃度の過酸化水素水では約11mb以下の圧力になってこそ過酸化水素が蒸発する。

0124

これは前記第3濃度の過酸化水素水を第4濃度の過酸化水素水に濃縮することにおいて、水分だけが気化するのではなく、過酸化水素も気化するため、所定の濃度まで過酸化水素水を濃縮することが難しくなる。

0125

すなわち、高濃度の過酸化水素は分解反応が持続され得、分解過程で生成された水分は過酸化水素の濃度を低くする。

0126

したがって、このような少量の不純物である水分を除去するためには、0.1ないし2mbの変動範囲で圧力の上昇/下降を繰り返す場合、気化する過酸化水素が除去されることを抑制し、水分を効果的に除去することができる。

0127

このような水分除去方法は濃度が低い段階では非常に長い時間を必要とするが、濃度が高い段階では少量の水分を除去するのに効果的であり、少なくとも高い濃度を維持するのに効果的であると言える。

0128

したがって、前記滅菌チャンバの一定圧力まで低くする段階によって、第3濃度の過酸化水素水を含んでいる前記収集器140の圧力が持続して低くなって、より低い圧力で過酸化水素が蒸発することを防止するため、前記収集バルブ141はopen状態及びclose状態を繰り返すことによって、前記収集器140の圧力が持続して低くなることを防止することができる。

0129

この際、前記収集器140の圧力は5ないし10mbであり、温度は35ないし40℃であり得、前記気化器130の圧力は7ないし10mbであり、温度は60ないし70℃であり得る。

0130

一方、前記S160段階では気化器の水溶液は完全に消尽した状態であるため、真空状態で温度が回復され、収集器は高濃縮過酸化水素が収集されて少量の水分が除去されたり、適正圧力を維持しながら少量の水分が収集器に留まる。

0131

この際、収集器は過酸化水素の過度な減少を防止するために温度制御手段によってさらに低い温度に下降し得る。

0132

次に、第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入し、被処理物滅菌処理する段階を含む(S170)。

0133

S170段階では収集器140に位置する第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバ110に投入するため、気化バルブ131はopen状態であり、収集バルブはopenまたはclose状態である。

0134

すなわち、収集器140から滅菌チャンバ110に過酸化水素蒸気が移動することは第1連結配管142及び第2連結配管133を介して移動する。

0135

この際、前述したように、本発明で収集器140と気化バルブ131を連結する第1連結配管142及び気化バルブ131と滅菌チャンバ110を連結する第2連結配管133は他の連結配管、すなわち、第3連結配管143ないし第5連結配管132より内径が大きくてもよく、例えば、第3連結配管143ないし第5連結配管132が1/4inch配管である場合、前記第1連結配管142及び第2連結配管133は1inch配管であり得る。

0136

これは収集器140から滅菌チャンバ110に過酸化水素蒸気が第1連結配管142及び第2連結配管133を介して移動することにおいて、第5連結配管132に過酸化水素蒸気が流入することを防止するためであり、相対的に内径が大きい第1連結配管142に過酸化水素蒸気が流入され、相対的に内径が小さい第5連結配管132に過酸化水素蒸気が流入されないこともあり得る。

0137

また、本発明では過酸化水素蒸気が滅菌チャンバに投入され、被処理物を滅菌処理することにおいて、過酸化水素蒸気の温度が高くない状態で投入されることが好ましい。

0138

滅菌チャンバに過酸化水素蒸気が充分に飽和される前に収集器で気化した過酸化水素蒸気の温度が滅菌チャンバの温度より高い状態で滅菌チャンバに進入する場合、進入経路に過酸化水素蒸気の密度が過度な状態になって凝縮されやすく、気体状態で滅菌チャンバに拡散する絶対的な量を減少させ、滅菌のための拡散効果に悪影響を与え得る。

0139

この際、本発明では収集器140と滅菌チャンバ110との間経路の配管が異なる経路の配管より内径が大きいこともあり得るが、配管の内径が大きいということは、気体の移動量が多いことを意味し、配管の内径が大きいと気体の移動量が多くなるだけに真空度による気化駆動力が強く上昇し、気体状態の過酸化水素蒸気の温度上昇を防止することができる。

0140

すなわち、気体の移動量が少ない場合、過酸化水素蒸気が収集器に滞留される時間がそれだけ増加し、過酸化水素の気化及び移動のために温度上昇が必要な収集器で過酸化水素蒸気の分解反応速度は増加し、分解副産物である水蒸気と酸素気体の濃度が高まる。これは過酸化水素拡散の妨害要素である水蒸気量を最小化させようとする以前段階の目的が気化段階喪失され、滅菌性能を弱化させ得る。

0141

したがって、本発明では収集器140と滅菌チャンバ110との間の経路の配管が他の経路の配管より内径を大きくすることで、過酸化水素蒸気の温度が高くない状態で滅菌チャンバに投入され得、温度による分解反応が最小化され、充分な気相拡散により過酸化水素蒸気が容易に被滅菌物に接近できるため、良好な滅菌効果が得られる。

0142

一方、第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入することにおいて、過酸化水素は滅菌チャンバに気化拡散されるが、前記収集器140の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が大部分完了するように前記収集器140の昇温速度を制御することができる。

0143

すなわち、過酸化水素の気化を促進するため、前記収集器140を温度制御手段によって加熱し得るが、前記収集器の加熱は、収集器の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が80%以上完了するように昇温速度を制御することができる。

0144

この際、前記滅菌チャンバ110の圧力は0.5ないし15mbであり得、温度は45ないし55℃であり得る。

0145

また、前記収集器140の圧力は0.5ないし15mbであり、温度は30ないし70℃であり得、前記気化器130の圧力は0.5ないし15mbであり、温度は60ないし70℃以上であり得る。

0146

前記各段階での圧力及び温度条件を整理すると以下の表2の通りである。

0147

0148

また、各段階での真空ポンプ及びバルブの状態を整理すると以下の表3の通りである。

0149

0150

前述したように、滅菌性能を向上させるため、より濃縮された過酸化水素水を使用することが好ましいが、より濃縮された過酸化水素溶液を使用することは、過酸化水素溶液の取り扱いにおいて過酸化水素溶液の濃度が60重量%以下に制限されており高濃度の過酸化水素を滅菌剤として使用することに困難がある。

0151

しかし、本発明では各段階別の濃縮過程を通して95重量%以上の過酸化水素水を滅菌剤として使用することができるため、水蒸気による拡散妨害要因が減り、滅菌効果を大きく向上させることができる。

0152

また、前述したS130段階である最初に供給された第1濃度の過酸化水素水溶液から水分を除去して第2濃度の過酸化水素水溶液を準備した後、前述したS140段階及びS150段階を行うことによって、収集器に水分が接触できる可能性を減少させ得る。

0153

また、過酸化水素水を収集器に投入することにおいて、過酸化水素水の収集器の圧力と収集器の温度による水分の飽和水蒸気圧、すなわち、気化/凝縮境界圧力を低くすることによって水分が収集器に接触しても、凝縮できない条件になるようにすることができる。

0154

以下では本発明による好ましい実験例を記載するが、本発明は前記実験例に限定されない。一方、以下の実験例は前述したS130段階の有無による効果と気化器、収集器及びチャンバ間の連結配管の内径サイズを適切に組み合わせた効果を検証するためのものである。

0155

[実験例]
本実験例では容量130Lの滅菌チャンバを使用し、前記滅菌チャンバの設定温度は50℃とした。また、前述した図2を参照して使用した配管の長さは第1連結配管と第2連結配管を合わせた長さを250mmとし、第3連結配管と第4連結配管を合わせた長さを800mmとし、第5連結配管の長さは200mmとした。

0156

第1濃度の過酸化水素水溶液として59重量%濃度の過酸化水素水溶液6mlを投入した。

0157

一方、過酸化水素水溶液の投入量と前記連結配管の長さは任意に決定され得、チャンバの大きさ、配管のサイズ、ポンプ排気能力などを考慮して設計上変更できる。

0158

例えば、130Lの体積の滅菌チャンバに600L/minの排気能力を有する真空ポンプを使用する場合、第1〜2連結配管の長さは250mm以内、内径は1/2inch以上であり得、第3〜4連結配管の長さは600〜1、000mm、内径は3/8inch以下であり得、第5連結配管の長さは200mm、内径は3/8inch以下であり得、59重量%過酸化水素水6mlを投入し得る。

0159

また、例えば、チャンバの体積が50Lである場合、200L/minの排気能力を有する真空ポンプを使用する場合、第1〜2連結配管の長さは150mm内、内径は3/8inch以上であり得、第3〜4連結配管の長さは400〜1、000mm、内径は1/4inch以下であり得、第5連結配管の長さは100〜300mm、内径は1/4inch以下であり得、59重量%過酸化水素水2.5mlを投入し得る。

0160

以下の表4は本発明の実験例による条件を示す。以下の表4では、130Lのチャンバを基準として、S130段階の気化器の温度及び圧力条件と、S140段階及びS150段階の収集器の温度及び圧力条件を示しており、各実験例による連結配管のサイズを示している。一方、S130段階の気化器の圧力条件は気化バルブが閉じられながらS130段階が終了する時点での最終圧力を示し、S140/S150段階の収集器の圧力条件は気化バルブが閉じられながらS140/S150段階が始まる時点での初期圧力を示す。

0161

0162

前記表4で実験例4ないし9はS130段階、すなわち、前記第1濃度の過酸化水素水を気化させて第2濃度の過酸化水素水を形成する段階を経た後に、S140段階、すなわち、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階を行った場合であり、実験例1はS130段階なしにS140段階を行い、第1濃度の過酸化水素水を気化させて収集器に直ちに投入した場合であり、実験例2ないし3はS130段階が不充分に行われた場合を示す。

0163

以下の表5はS130段階の有無によるS160段階の第4濃度を示す。

0164

0165

表4を参照すると、S130段階経ずS140段階を行った実験例1及びS130段階が不充分に行われた後S140段階を行った実験例2ないし3の場合、収集器の温度(40℃、35℃)で水の飽和水蒸気圧(74mb、56mb)より高い状態で過酸化水素蒸気はもちろん、水蒸気も接触及び凝縮確率が存在するため、すでに不純物として残存する水分は収集器に凝縮された水溶液の飽和水蒸気圧を高め、さらに高濃度になることを困難にすることが分かる。

0166

以下では濃縮効率の変化と滅菌効果を確認するために次の通り実験を行った。

0167

滅菌効果を確認するために生物的指示剤として過酸化水素蒸気滅菌の指標菌として知られているバシラスステアロサーモフィラス(Bacillus Stearothermophilus)の生胞子(viable spore)が使用された。

0168

滅菌チャンバに収容される被滅菌物としては硬質内視鏡模写したStainless Steel tube(長さ500mm)のPCD中心に前記個体数1.6x106の生胞子が接種されたStainless Steel Discを挿入し、PCDを各内径(Φ0.5、Φ0.7、Φ1.0)別に10個ずつ準備し、各PCDは個別的にTyvek−Mylar Pouchで包装して実験の各周期別に投入した。

0169

以後、滅菌周期の作動が完了し、PCDの中心に投入された生胞子Discを取り出して培地溶液(soybean casein digest medium)に投入し、55℃、7日間培養し、生存した微生物成長を観察した。この際、成長がなければ生殖が可能な微生物がない陰性(Negative)であり滅菌に成功したことを意味し、成長があれば陽性(Positive)であり滅菌に失敗したことを意味する。

0170

0171

先ず、実験例5と6は本発明の効果を最もよく示す結果として第4濃度が充分に高く、収集量も充分であり、滅菌効果も優れることが分かる。第1連結配管と第2連結配管の内径が1/2inch以上の場合には充分に同一な結果が得られた。

0172

また、実験例4と7の場合も、Φ0.5、L500の滅菌結果で1個が陽性である結果を示しているが、これは実験上の誤差範囲として理解することができ、第4濃度が充分に高く、収集量も充分であり、滅菌効果も優れることが分かる。

0173

しかし、実験例1ないし3の場合、第4濃度が95重量%未満であり、また、滅菌結果も非常に良くないことが分かる。

0174

また、実験例8及び9の場合、第4濃度が95重量%以上に該当するが、滅菌結果が良くないことが分かる。

0175

すなわち、実験例1ないし3と、実験例4ないし7を比較するとき、S130段階を経ずS140段階を行った実験例1及びS130段階が不充分に行われた後S140段階を行った実験例2ないし3の場合、収集器で過酸化水素蒸気はもちろん、水蒸気も接触及び凝縮確率が存在するため、すでに不純物として残存する水分は収集器に凝縮された水溶液の飽和水蒸気圧を高め、さらに高濃度になることを困難にさせるため、第4濃度が95重量%未満に該当するものと解釈され得る。

0176

また、実験例4ないし7と実験例8ないし9を比較するとき、収集器140と気化バルブ131を連結する第1連結配管142及び気化バルブ131と滅菌チャンバ110を連結する第2連結配管133は他の連結配管に比べて内径が大きい場合には滅菌状態が良好である。

0177

しかし、そうではない場合は収集器から滅菌チャンバへの気体の移動量が少なくなり、過酸化水素の気化及び移動のために温度上昇が必要な収集器で過酸化水素蒸気の分解反応速度は増加し、分解副産物である水蒸気と酸素気体の濃度が高まる。これは過酸化水素拡散の妨害要素である水蒸気量を最小化させようとする以前段階の目的が気化段階で喪失され、滅菌性能を弱化させると解釈され得る。

0178

図4は本発明の第2実施形態による滅菌剤水溶液を利用した滅菌装置を示す概略的な構成図である。

0179

ただし、本発明で前記滅菌剤は過酸化水素であり得、前記滅菌剤水溶液は過酸化水素水であり得、以下では説明の便宜上、滅菌剤は過酸化水素、滅菌剤水溶液は過酸化水素水に対応させて説明する。

0180

一方、本発明の第2実施形態による滅菌装置は後述する内容を除いては前述した第1実施形態による滅菌装置と同様である。

0181

図4を参照すると、本発明の第2実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置200は滅菌チャンバ210を含む。

0182

前記滅菌チャンバ210は滅菌させようとする医療器具や手術用道具のような被滅菌物を入れる容器である。

0183

また、前記滅菌チャンバ210の一側に連結される真空ポンプ220を含み、前記真空ポンプ220は前記滅菌チャンバ210の内部の気体を吸い出して真空状態を形成させ得る。この際、前記滅菌チャンバ210と前記真空ポンプ220との間には前記真空ポンプ220の動作を制御できる真空バルブ221が接続されている。

0184

引続き図4を参照すると、本発明の第2実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置200は前記滅菌チャンバ210の他の一側に連結され、前記滅菌チャンバ210に過酸化水素蒸気を供給するための気化器230(または、蒸発器ともいう)及び前記気化器230に過酸化水素を供給するための過酸化水素供給装置250を含む。

0185

この際、前記滅菌チャンバ210と前記気化器230との間には気化バルブ231を含み得る。

0186

また、本発明の第2実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置200は一側は前記気化器230と連結され、他側は前記滅菌チャンバ210と連結され、前記気化器230に供給された過酸化水素を濃縮させるための収集器240(または収集気化器ともいう)を含む。

0187

この際、前記滅菌チャンバ210と前記収集器240との間には収集バルブ241を含み得る。

0188

また、前記滅菌チャンバ210と前記収集器240との間には燻蒸バルブ251を含み得る。

0189

すなわち、前記滅菌チャンバ210と前記収集器240との間には収集バルブ241と燻蒸バルブ251が並列連結され得る。

0190

一方、前述したように、前記滅菌チャンバ210と前記気化器230との間には気化バルブ231を含み得、すなわち、前記気化バルブ230の一側は滅菌チャンバ210と連結され、他側は気化器230及び収集器240と直列連結され得る。

0191

引続き図4を参照すると、本発明の第2実施形態による過酸化水素水を利用した滅菌装置200は前記気化器230と前記気化バルブ231を連結する第1連結配管232及び前記気化バルブ231と前記滅菌チャンバ210を連結する第2連結配管233を含み得る。

0192

また、前記収集器240と前記収集バルブ241を連結する第3連結配管242及び前記収集バルブ241と前記滅菌チャンバ210を連結する第4連結配管243を含み得る。

0193

また、前記収集器240と前記燻蒸バルブ251を連結する第5連結配管252及び前記燻蒸バルブ251と前記滅菌チャンバ210を連結する第6連結配管253を含み得る。

0194

この際、図面では前記第4連結配管243が前記滅菌チャンバ210と直接連結され、滅菌チャンバ210と収集器240との間で収集バルブ241と燻蒸バルブ251が並列に連結する場合を示しているが、これとは異なって、前記第4連結配管243は前記第6連結配管253と連結され、滅菌チャンバ210と収集器240との間で収集バルブ241と燻蒸バルブ251が並列に連結され得る。

0195

また、前記気化器230及び前記収集器240を連結する第7連結配管234を含み得る。

0196

この際、前記気化バルブ231、前記収集バルブ241及び前記燻蒸バルブ251はopen/close動作によって前記第1連結配管232ないし前記第6連結配管253の流体の流れを制御することができ、また、前記気化バルブ231、前記収集バルブ241及び前記燻蒸バルブ251は別途の制御部によってopen/close動作が制御され得る。

0197

また、図面に示すように、収集器240と燻蒸バルブ251を連結する第5連結配管252及び前記燻蒸バルブ251と前記滅菌チャンバ210を連結する第6連結配管253は他の連結配管より内径が大きくてもよく、例えば、他の連結配管が1/4inch配管である場合、前記第5連結配管252及び前記第6連結配管253は1inch配管であり得る。

0198

一方、図面に示していないが、前記滅菌チャンバ210、気化器230及び収集器240の温度を制御するための温度制御手段を含み得、前記温度制御手段はヒーターであり得、これは当業界で自明な事項であるため、これについての詳細な説明は省略する。

0199

また、前記収集器240の場合、温度制御手段として冷却手段をさらに含み得、前記冷却手段は冷却水や熱電素子を利用した直接冷却または熱交換器の送風による空冷式など適切な手段を使用することができる。

0200

以下では、本発明の第2実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法について説明する。

0201

本発明の第2実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法については前述した第1実施形態による図3の順序図を参照し、また、図4の滅菌装置の図面符号を併記して説明する。

0202

また、本発明の第2実施形態による滅菌装置を利用した滅菌方法は後述する内容を除いては前述した図3の滅菌方法と同様である。

0203

図3を参照すると、本発明による過酸化水素水を利用した滅菌装置の滅菌方法は滅菌チャンバ210(または、殺菌チャンバともいう)及び気化器230を真空排気する段階を含む(S110)。

0204

前記滅菌チャンバ210及び前記気化器230を真空排気する段階は、前記真空ポンプ220を作動(on状態)させて前記真空バルブ221をopenさせることによって真空排気することができる。

0205

一方、S110段階、すなわち、滅菌チャンバ及び気化器を真空排気する段階は後述するS160段階まで持続され得、滅菌チャンバが所定の設定圧力に到達し、水分が除去された過酸化水素液体が収集器に収集が完了すると本段階は完了する。

0206

また、前記気化器230を真空排気するため、前記滅菌チャンバ210と前記気化器230との間の気化バルブ231はopen状態であり、真空排気中である滅菌チャンバと連通して大気圧以下の圧力になるようにし、次の段階で閉じられる。

0207

一方、前記滅菌チャンバ210及び前記気化器230を真空排気する段階と同時に、前記滅菌チャンバ及び前記気化器を前述した温度制御手段によって設定された温度を維持し得る。

0208

次に、第1温度及び第1圧力の気化器230に第1濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む(S120)。

0209

前記過酸化水素水を投入させることは第1濃度の過酸化水素水を貯蔵する過酸化水素供給装置250を介して投入され得る。

0210

この際、前記過酸化水素水の第1濃度は60重量%以下であり得る。

0211

また、前記第1温度は60ないし70℃であり得、前記第1圧力は800mb(ミリバール)ないし大気圧であり得る。

0212

この際、S120段階では第1濃度の過酸化水素水が前記気化器230に投入されるあいだ、前記気化バルブ231、前記収集バルブ241及び前記燻蒸バルブ251はclose状態であり、ただし、供給装置によってopen状態であり得る。

0213

一方、S120段階で前記滅菌チャンバ210の圧力は600mbないし大気圧であり、温度は45ないし55℃であり得、また、前記収集器240の圧力は800mbないし大気圧であり、温度は38ないし42℃であり得る。

0214

次に、前記第1濃度の過酸化水素水を気化させて第2濃度の過酸化水素水を形成する段階を含む(S130)。

0215

すなわち、前記気化器230に投入された第1濃度の過酸化水素水が気化(すなわち、水分除去)され、第2濃度の過酸化水素水が形成される。

0216

前記過酸化水素水の第2濃度は75重量%ないし85重量%であり得、S130段階は60重量%以下の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、75重量%ないし85重量%濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第1濃縮段階であり得る。

0217

一般的には、同一の温度と圧力で、水は過酸化水素より蒸気圧が高いためより迅速に蒸発され、水の分子量は過酸化水素より低いため水が過酸化水素より迅速に気相拡散される。

0218

したがって、同一の温度及び圧力条件で水(すなわち、水分)は過酸化水素より迅速に蒸発して拡散されるため、過酸化水素水での水は過酸化水素より先に蒸発/拡散されるため、第2濃度の過酸化水素水が形成され得る。

0219

この際、蒸発された水は滅菌チャンバ210を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、S130段階で前記真空ポンプ220を作動(on状態)させて前記真空バルブ221をopenさせることによって真空排気し得る。

0220

一方、S130段階で、前記気化器330の温度は55ないし65℃であり得、圧力は30ないし800mb(ミリバール)であり得る。

0221

また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるため、前記気化バルブ231はopen状態である。

0222

また、蒸発された水が滅菌チャンバ210を経由して真空ポンプを介して真空排気されるため、前記滅菌チャンバ210の圧力は10ないし600mbであり、温度は45ないし55℃であり得、また、前記収集器240の圧力は20ないし500mbであり、温度は35ないし40℃であり得る。

0223

次に、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階を含む(S140)。

0224

前記第2濃度の過酸化水素水を第2温度及び第2圧力の収集器240に投入するため、前記真空ポンプ220を作動(on状態)させ、前記真空バルブ221をopen状態、前記気化バルブ231及び前記燻蒸バルブ251はclose状態、前記収集バルブ241はon状態に制御し得る。

0225

この際、前記第2温度は35ないし42℃であり得、前記第2圧力は8ないし50mbであり得る。

0226

また、前記第2濃度の過酸化水素水が気化器230から収集器240に移動するため、前記気化器230の圧力は10ないし60mbであり、温度は55ないし60℃であり得、前記第2濃度の過酸化水素水は第7連結配管234を経由して気化器230から収集器240に移動し得る。

0227

一方、S140段階でも前記滅菌チャンバ210は継続して真空排気され、前記滅菌チャンバ210の圧力は1ないし10mbであり、温度は45ないし55℃であり得る。

0228

次に、前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階を含む(S150)。

0229

この際、前記過酸化水素水の第3濃度は90重量%ないし95重量%であり得、S150段階は75重量%ないし85重量%の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、90重量%ないし95重量%濃度の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第2濃縮段階であり得る。

0230

一方、前記ではS140段階の第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入する段階及びS150段階の前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気させる段階が順次に形成される場合を説明したが、これとは異なって、S140及びS150段階は同時に行われる段階であり得る。

0231

すなわち、第2温度及び第2圧力の収集器に前記第2濃度の過酸化水素水を投入し、これと同時に、前記第2濃度の過酸化水素水中の過酸化水素蒸気は前記収集器に凝縮され、水蒸気は前記収集器から排気され得る。

0232

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、S150段階では前記真空ポンプ220を作動(on状態)させ、前記真空バルブ221をopenさせることによって真空排気することができ、また、蒸発された水が真空ポンプを介して真空排気されるため、前記収集バルブ241はopen状態である。

0233

次に、前記滅菌チャンバの一定圧力まで低くする段階及び前記第3濃度の過酸化水素水を第4濃度の過酸化水素水に濃縮する段階を含む(S160)。

0234

この際、前記一定圧力とは、滅菌チャンバで滅菌をするための設定圧力でなければならず、また、滅菌剤が過酸化水素蒸気である場合、拡散が容易な真空度でなければならない。

0235

したがって、前記設定圧力は0.5ないし1.3mbであり得、また、前記滅菌チャンバの温度は45ないし55℃であり得る。

0236

また、前記過酸化水素水の第4濃度は95重量%以上であり得、S160段階90重量%ないし95重量%濃度の過酸化水素水中の水分を気化させることによって、95重量%以上の過酸化水素水を形成する過酸化水素水第3濃縮段階であり得る。

0237

この際、蒸発された水は真空ポンプを介して真空排気されるため、S160段階では前記真空ポンプ220を作動(on状態)させ、前記真空バルブ221をopenさせることによって真空排気し得る。

0238

一方、S160段階で前記収集バルブ241はopen状態及びclose状態を繰り返すことができる。これは前述した通りであるため、以下の具体的な説明は省略する。

0239

また、前記気化バルブ231及び前記燻蒸バルブ251はclose状態に該当する。

0240

この際、前記収集器240の圧力は5ないし10mbであり、温度は35ないし40℃であり得、前記気化器230の圧力は7ないし10mbであり、温度は60ないし70℃であり得る。

0241

次に、第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入し、被処理物を滅菌処理する段階を含む(S170)。

0242

S170段階では収集器240に位置する第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバ210に投入するため、燻蒸バルブ251はopen状態である。

0243

すなわち、収集器240から滅菌チャンバ210に過酸化水素蒸気が移動することは第5連結配管252及び第6連結配管253を介して移動し得る。

0244

この際、前述したように、収集器240と燻蒸バルブ251を連結する第5連結配管252及び前記燻蒸バルブ251と前記滅菌チャンバ210を連結する第6連結配管253は他の連結配管、特に、第7連結配管234より内径が大きくてもよく、例えば、第7連結配管234が1/4inch配管である場合、前記第5連結配管252及び第6連結配管253は1inch配管であり得る。これは前述した通りであるため、以下では詳細な説明は省略する。

0245

一方、第4濃度の過酸化水素水の過酸化水素蒸気を滅菌チャンバに投入することにおいて、過酸化水素は滅菌チャンバで気化拡散されるが、前記収集器240の温度が前記滅菌チャンバの温度に到達する前に過酸化水素の気化が大部分完了するように前記収集器240の昇温速度を制御することができ、これは前述した通りであるため、以下では詳細な説明は省略する。

0246

この際、前記滅菌チャンバ210の圧力は0.5ないし15mbであり得、温度は45ないし55℃であり得る。

0247

また、前記収集器240の圧力は0.5ないし15mbであり、温度は30ないし70℃であり得、前記気化器230の圧力は0.5ないし15mbであり、温度は60ないし70℃であり得る。

0248

前記各段階での圧力及び温度条件を整理すると、以下の表7の通りである。

0249

0250

また、各段階での真空ポンプ及びバルブの状態を整理すると、以下の表8の通りである。

0251

0252

以上添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるであろう。したがって、上記実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

0253

100、200滅菌装置
110、210滅菌チャンバ
120、220真空ポンプ
130、230気化器
140、240収集器
131、231気化バルブ
141、241収集バルブ
251燻蒸バルブ

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