長尺細管の低温プラズマ殺菌方法及び殺菌装置
【課題】真空による減圧沸騰現象と低温プラズマ照射により、内視鏡等の長尺チューブを有する医療器具に付着した血液等の汚れと微生物等の細菌類を除去あるいは死滅させること。
【解決手段】低温プラズマを生成するプラズマ反応管炉の内部に、このプラズマ反応管炉と同軸の浸漬水管を配置し、この浸漬水管内に水を満たした状態で内視鏡等の長尺細管を有する医療器具を吊るして配置する。プラズマ反応管炉の真空状態により浸漬水管内に貯められた水が減圧沸騰現象を起こし、この減圧沸騰現象により内視鏡等の長尺チューブの内壁に付着した血液等の汚れが除去されると共に、プラズマ照射によって、長尺チューブ外壁に付着した微生物等の細菌類を殺菌ないし死滅させることができる。
【解決手段】低温プラズマを生成するプラズマ反応管炉の内部に、このプラズマ反応管炉と同軸の浸漬水管を配置し、この浸漬水管内に水を満たした状態で内視鏡等の長尺細管を有する医療器具を吊るして配置する。プラズマ反応管炉の真空状態により浸漬水管内に貯められた水が減圧沸騰現象を起こし、この減圧沸騰現象により内視鏡等の長尺チューブの内壁に付着した血液等の汚れが除去されると共に、プラズマ照射によって、長尺チューブ外壁に付着した微生物等の細菌類を殺菌ないし死滅させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温プラズマ照射によって内視鏡等の長尺細管を有する医療器具を殺菌あるいは滅菌（以下、「殺菌等」という。）する殺菌方法及び装置に関し、特に、低温プラズマ雰囲気を定常状態で持続させ、内視鏡等の長尺細管の内部を洗浄しかつ細管表面に付着する細菌類を効果的に死滅または除去することができる殺菌方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使い捨てまたは再利用する内視鏡のような長尺細管を有する医療用器具類や、自動販売機の飲料水を通す長尺の細管を殺菌する方法としては、スチームや乾燥した熱い空気を器具等に当てる高圧蒸気加熱殺菌方法がある。この方法によれば、殺菌に毒性を有することがなく、特に、金属器具類、セルロースや液体の殺菌が可能である。
【０００３】
また、通常消毒液として利用される過酸化水素をプラズマ状態にして殺菌する方法も最近よく用いられるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。この過酸化水素低温プラズマ殺菌法は、1980年代にT.O.Addyらによって開発された方法であり、殺菌温度が約45℃と低く、金属類だけでなく、非耐熱性器具類の滅菌も可能である。殺菌時間も比較的短時間で終わるという利点もある。例えば、特許文献１に記載の方法によれば、まず、消毒すべき内視鏡のような長尺細管を有する医療器具や手術用具である被消毒物を包装材に包んで反応容器に入れ、この反応容器を閉じて真空状態とするとともに、液状の過酸化水素を気体状態にして消毒すべき被消毒物と十分に接触させる。その後、プラズマ電力供給源から高周波電力を供給し、プラズマを発生させる。そして、被消毒物をプラズマ内に５〜６０分放置させて微生物類を効果的に除去ないし死滅させるようにしている。
【０００４】
また、上記殺菌等の前処理として、通常医療器具等の細管への付着汚れの洗浄を行っている。この方法としては、例えば洗浄性能に優れた中性酵素洗浄剤を使用する非自動洗浄消毒器を用いる方法があり、これにより無機質系の汚れの除去が可能となる。但し、自動洗浄ではなく手動で行うために使用には熟練を要し、交差感染に十分な注意を払う必要があった。
【特許文献１】特表２００３−５３３２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上、内視鏡等の細管を有する医療器具を殺菌する従来の方法を説明したが、従来の高温の蒸気や乾燥空気を当てる方法は、熱または蒸気に影響を受ける器具類の殺菌等に使用するには、高温の蒸気熱等により細管を固定する部材が変形してしまうといった問題があった。また、過酸化水素溶液は、細菌類を殺菌する溶液として広く知られているが、これを利用する方法は殺菌等に時間がかかり、実用的ではないといった問題があった。
【０００６】
更に、特許文献１に記載されているような低温プラズマを利用した消毒方法においては、殺菌等の時間を減少するために、低温プラズマで殺菌あるいは滅菌する前に、被消毒物の表面に予め過酸化水素を接触させておく前処理が必要であった。このため、内視鏡等の長尺細管内のような過酸化水素が入り込めない部分の消毒や、殺菌等には十分な効果が発揮されないという問題があった。また、過酸化水素水を内視鏡等の金属が用いられている医療器具の消毒に用いると、金属類を腐食するという不都合もあった。
【０００７】
また、内視鏡のような長尺細管を有する医療器具は、非常に微細な加工をした光学系や金属を含むため、低温プラズマとはいえ、プラズマで殺菌あるいは滅菌すると、金属部分が相当の高温に上昇し、それによって光学系に狂いが生じるなどの問題もあった。同様に、高温のスチーム加熱等によって消毒ないし殺菌等を行うことは、内視鏡のような精密な医療器具には不向きであった。したがって、内視鏡のような長尺細管を有する医療器具の消毒に際して、内視鏡等に付着した微生物類を除去するためには、内視鏡等を決められた消毒液に浸し、看護士が何段階かに分けて丹念に洗い落とす方法を取らざるを得ない状況であった。
【０００８】
また、内視鏡は体内の細胞を採取して検体に搬送するための細い管を有しているが、この管の内部を掃除することは難しく、単に消毒液につけて殺菌等を行う程度のことしかできなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたものであり、温度を高温にすることなく、かつ金属を腐食する過酸化水素液を直接接触させて用いることなく、内視鏡に代表される細い管（細管）を有する長尺医療器具の表面及び細管内に付着した微生物や細菌類をことごとく死滅・除去させることができる低温プラズマを利用した長尺細管等の殺菌方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の長尺細管の低温プラズマ殺菌方法は、低温プラズマ発生装置で発生させたプラズマ雰囲気の容器内に、水で満たされたガラス管を配置し、このガラス管内に長尺細管を入れてガラス管を覆ったプラズマ雰囲気でガラス管内の長尺細管の洗浄と殺菌を同時に行うことを特徴とする殺菌方法である。本発明の殺菌対象物としての長尺細管の代表的なものとしては内視鏡（ファイバースコープ）のような医療機器があるが、他にも自動販売機等に用いられている飲料水を通す細管等も含まれる。
また、本発明において使用できるプラズマ発生用反応物としては、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスなどのガスの他、過酸化水素液を噴霧し、ガス状体にして使用することができる。
【００１１】
また、本発明の長尺細管の低温プラズマ殺菌装置は、外壁に銅線をコイル状に巻き付けた円筒形状のプラズマ反応管炉と、該プラズマ反応管炉の外壁に巻きつけられる前記銅パイプの内部に冷却水を供給する冷却水供給装置と、このプラズマ反応管炉の内部に該プラズマ反応管炉と同軸に設けられ、その内部に水が送入されかつ長尺細管が軸方向に配置される浸漬水管と、プラズマ反応管炉内の空気を減圧する真空排気装置と、プラズマ反応管内にプラズマ発生用反応物を送入する反応物送入装置と、プラズマ反応管炉の外壁に巻かれた銅線状のコイルに高周波電流を供給する高周波電源とを備え、該高周波電源によりプラズマ反応管炉内にプラズマ雰囲気を生成して、このプラズマを浸漬水管内に配置した長尺細管に照射することにより長尺細管の表面及び内部に付着した微生物等の細菌類を死滅・除去させることを特徴とする長尺細管の殺菌装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の長尺細管の殺菌方法及び殺菌装置によれば、プラズマ反応管内に発生されるプラズマ照射により浸漬水管内の水が撹拌され、例えば内視鏡のような長尺細管を有する医療器具のパイプ内に進入した水の移動により、パイプ内が洗浄されるとともに、プラズマが内視鏡等の長尺細管表面の略全体に照射されるので、内視鏡等の長尺細管に付着した微生物、細菌類を殺菌または除去させることができる。また、本発明方法及び装置により、長尺細管に付着した菌類を死滅させる（2桁以上少なくする）滅菌効果を奏することもありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態である低温プラズマ雰囲気を利用した内視鏡等の長尺細管を有する医療器具の殺菌方法及び装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に用いられる外部誘導型低温プラズマ発生装置を利用した内視鏡等の長尺細管を有する医療器具の低温プラズマ殺菌装置を示したものである。
この装置は、石英ガラス管２の外壁に銅パイプ６が巻かれたプラズマ反応管炉１と、水４が浸漬され、内部に内視鏡５が配置される石英ガラス管３（以下、「浸漬水管３」という。）と、真空排気装置７と、プラズマ発生用反応物挿入装置８と、プラズマ発生用の高周波電源９と、水の給水を制御する揚水ポンプ１０から構成されている。なお、石英ガラス管２と石英ガラス管３の代わりにパイレックス（登録商標）ガラス管を用いることもできる。
【００１４】
プラズマ反応管炉１に用いられる石英ガラス管２としては、例えば、外径30cm、内径29cm、長さ３ｍの長尺ガラス管が用いられ、この石英ガラス管２の外壁周りには、直径6mmの銅パイプ６がコイル状に巻きつけられている。この銅パイプ６には、揚水ポンプ１０から高周波電源９の冷却用に供給される水が分岐されて、導管１１Aを介して冷却水として供給されている。また、このコイル状に巻かれた銅パイプ６には、プラズマ発生用の高周波電源９から、例えば約400kHzの高周波電流が与えられている。そして、このプラズマ反応管炉１は地面に対して略垂直に配置されている。
【００１５】
また、上述したように、上記プラズマ反応管炉１を形成する石英ガラス管２の内部には、例えば外径15cm、内径14cm、長さ2.5ｍの浸漬水管３が配置されている。この浸漬水管３内には揚水ポンプ１０から水４が供給され浸漬されており、この浸漬水管３の内部に洗浄及び殺菌等を行う内視鏡５が略垂直方向に配置される構成となっている。そして、浸漬水管３の上面は開放されており、浸漬水管３の外側にあるプラズマ反応管炉１を構成する石英ガラス管２内の圧力と同じ圧力になっている。この浸漬水管３はプラズマ反応管炉１を構成する石英ガラス管２と同軸かつ地面に対して垂直方向に配置されている。また、浸漬水管３の上部には給水弁１２が設けられ、同下部には排水弁１３が設けられている。
【００１６】
真空排気装置７は大型油回転ポンプ１４を具備しており、この真空排気装置７とプラズマ反応管炉１の間には２つのトラップ部１５、１６が設けられている。この最初のトラップ部１５は液体窒素でトラップする部分であり、２番目のトラップ部１６は消石灰を充填しトラップするものである。このトラップ部１５及び１６を設けることにより、排気ダクト内の有害物質をこの充填剤で吸収捕獲させるようにしているので、真空排気装置７に用いられる大型油回転ポンプ１４が保護されるようになっている。また、真空排気装置７からは排気される有害物質の量を極力少なくしている。
【００１７】
プラズマ発生用反応物送入装置８は、反応物ボンベ８Ａよりプラズマ反応管炉１内へ、ガス流量計及び圧力調節器１７を介して反応物を送入する装置である。このプラズマ反応管炉１内へ挿入された反応物がプラズマ反応管炉１の外壁にまかれた銅パイプのコイル６に供給される高周波電流によりプラズマ化される。ここで発生される低温プラズマの温度は１００℃以下の温度であるが、このプラズマの持つ高い電子エネルギーや反応性の高いイオン、及び窒素ラジカルのような活性種ラジカルが、内視鏡チューブの表面に付着した細菌類を殺菌し、除去するのである。以下、本例では反応物として窒素ガスを用いた例として説明する。
【００１８】
次に、本発明の低温プラズマ殺菌方法及び殺菌装置により、内視鏡５の長尺細管内部の洗浄を行うとともに長尺細管表面の殺菌等を行う原理について説明しておく。
前述したように、内視鏡５は精密なカメラレンズを含んでおり、その耐熱性からして、高温の蒸気加熱により殺菌等を行うのは、内視鏡５自体の性能劣化につながるという問題があった。また、低温プラズマといえどもプラズマ雰囲気内に直接内視鏡５を配置すると、内視鏡５に用いられている金属等の温度上昇により、医療機器としての機能劣化につながる虞があった。
【００１９】
本発明の一実施の形態においては、プラズマ反応管炉1の中に水４を入れた浸漬水管３を配置し、更にその浸漬水管３の中に内視鏡５を入れた状態で、それをプラズマ反応管炉１のプラズマ雰囲気の中におく二重管構造となっている。
このため、内視鏡５自体は常に浸漬水管３内の水４により冷却状態に置かれ、その状態で浸漬水管３の外壁からプラズマが照射される。このプラズマはプラズマ反応管炉1内で生成されるが、浸漬水管３を貫通して放射状に内視鏡５に照射されるため、このプラズマ照射を受けた内視鏡の長尺細管に付着した細菌類は、殺菌され除去されることになる。
このとき、プラズマ反応管炉１内のプラズマ雰囲気温度は時間と共に上昇するが、これはプラズマ照射によって窒素ガスが放射加熱を受けるためである。このようにプラズマ照射によって、水４を含む浸漬水管３の外壁温度が上がるのであるが、水の温度上昇とプラズマ反応管炉1内の圧力低下（真空度合い）による温度低下とで平衡状態を保ち、水温は略20℃程度で安定させることができる。したがって、内視鏡５に付属している金属類が加熱されることもなく、かつ、内視鏡５の主要部である光学系が熱により変形することもない。
【００２０】
次に、浸漬水管３内に浸漬された水４の撹拌現象について説明する。プラズマ反応管炉１内の圧力範囲は、１０〜１００トール（1.4〜14kPa）であり、浸漬水管３の上部は開放状態にあるため、浸漬水管3内の水４は減圧下にさらされる。そして浸漬水管３内の水４は減圧沸騰を起こしてガス状になろうとする。すなわち、１０トールの場合は約１２℃で、100トールの場合は約５３℃で沸騰する。この沸騰現象が水４の撹拌作用を引起す。ここで水４の表面が減圧され続けると、水４が沸騰して蒸発し、水４自体から熱を奪うため水温が冷えてやがては氷になってしまう。
【００２１】
しかし、同時に外部から浸漬水管３を介してプラズマ照射されるため、浸漬水管３内の水４の有する電気伝導度によって水４自身も若干誘導加熱されその温度が上昇する。この結果、減圧による沸騰現象とプラズマ照射が同時に行われることにより、結果的に水の沸騰温度が略一定に維持されるようになる。この水中の減圧沸騰は、水中に配置された内視鏡５の表面はもちろんのこと、内視鏡５の細管内の水にまでおよぶ。すなわち、減圧による沸騰現象は浸漬水管３内のいたるところで発生し、これによって内視鏡５の長尺の細管内もブラッシングする以上に洗浄されるのである。このため、従来ブラシが入らないで掃除ができなかった内視鏡５の長尺の細管内部がきれいになる。さらに、外壁から浸漬水管３内にプラズマ照射が行われるので、これによって内視鏡５の細管内の微生物が、撹拌現象によって細管外部に放り出され、その微生物にプラズマが照射され、これら微生物等の細菌類を効率的に殺菌し、除去することができる。
【００２２】
［実験例１］
図1に示す低温プラズマ殺菌装置を用いて以下のような手順で実験を行った。
実験を行うに当たり、まず、内視鏡に取り付けられた鉗子挿入チャネルが、生体組織（検体）の血液で付着汚染された場合を模擬的に想定して実験を行った。
鉗子挿入チャネルとしては、シリコンカテーテル（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ３０ｍｍ）、ビニールチューブ（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ３０ｍｍ）及びステンレス管（内径１ｍｍ、外形２ｍｍ、長さ３０ｍｍ）を用意し、血液を入れた容器内につけてから乾燥させたものを用いた。チューブの長さ３０ｍｍとしたのは、内視鏡のような長尺の細管（以下、慣用的に用いられている「チューブ」という言葉を使用する。）ではないが、長尺チューブで確認する前段階の実験として、簡易に実現できる試験として行ったものである。
【００２３】
ここで、実験に用いた血液としては、ウサギから採取した２０ｍｌの血液に１０単位のヘパリン（血液の凝固を防ぐ抗凝固薬で学術医薬品名）を５ｍｌ混入させたものを使用した。１０単位のペパリンを血液に混入させたのは、採集血液の即座の凝固を抑え、血液本来の粘性と流動性をもたせるためである。次に、それぞれのチューブをその血液容器内に浸漬させ、チューブの内壁と外壁に血液を馴染ませた後、さらに強固にその内外壁に付着させるため、ヘアードライアーを用いて約５０℃の熱風で血液を乾燥させた。
【００２４】
さらに、３０ｍｍ長さのビニールチューブとステンレス管については、その表面が粗面状のシリコンカテーテル（外面はほぼ40番のエメリー紙仕上げ、内面はほぼ４００番のエメリー紙仕上げ面に相当する表面粗さを持つ）と異なり、表面が艶やかな鏡面状であるため、その表面を粗くすることにより実験を行った。すなわち、表面により多くの血液を強固に付着させることを狙い、表面を粗目４０番のエメリー紙及び細目４００番のエメリー紙で処理したものを用いている。
【００２５】
ここで、実験試料長さを３０ｍｍとしたのは、実験の都合であって、その長さに格別な意味があるわけではない。本発明は、内視鏡のチューブのような長尺医療機器をその適用分野にしているが、もちろん医療機器以外にも、上述したように、自動販売機等の飲料水などが通過する細いチューブに対しても適用されるものである。実験例１は、そのような長尺の細管（チューブ）に到るまでの簡易的な実験として試みたものである。
本実験では、まず、３０ｍｍの実験試料を５００ｍｌの精製水の入ったガラスビーカーに挿入し、このガラスビーカーを石英管炉２内に装填した。次に、真空排気装置７を用いて石英管炉２内を大気圧よりも低圧力の空間、例えば10Torr(約1333Pa)の真空状態として実験を行った。
【００２６】
この真空排気装置７による真空工程開始後に、５００ｍｌの精製水の入ったガラスビーカー内を観察すると、約１０秒後には、減圧沸騰現象が起こり、ビーカー内壁から微小気泡が発生した。そして、約５０秒後には大気泡が液面からはじけるように激しく崩壊することが観察された。この大気泡は、真空工程開始から約５０秒〜約８０秒間に発生したが、約１００秒後には気泡の発生は消失することが確認された。この理由としては、気泡の発生を起こさせる気泡核、すなわち、ビーカー内壁や実験試料内壁に存在する傷に潜む空気が無くなったことが要因として挙げられる。なお、内壁に存在する傷に潜む空気を十分に追い出すために、本実験においては、ガラスビーカーの場合には、それを石英管炉２内に装填した後、約5分間という十分な時間をかけて、この真空状態下に曝した。
【００２７】
図２は、上述した実験例１の付着汚れの除去効果を示す図である。長さ約３０ｍｍのステンレス管とシリコンカテーテル、いずれもエメリー紙による粗さ処理を施さない鏡面のもの（図２の(a), (b), (c)中の左２個）と、細目４００番のエメリー紙処理を行ったステンレス管とビニールチューブのもの（図２の(a), (b), (c) 中の中央２個）と、粗目４０番のエメリー紙処理を行ったステンレス管とビニールチューブのもの（図２の(a), (b), (c)中の右２個）の写真を示している。図２ (a) は、初期状態(真空引き時間0分)の写真であり、エメリー紙処理をしたもの及びエメリー紙処理をしないもののいずれにも血液が付着している。なお、この実験例１ではプラズマ照射は行われていない。図２ (b)は、実験試料をエタノールに30分間浸漬させ、それを更に振とう台で３０分間振とうさせて得た時の写真である。すなわち真空減圧沸騰を行わない従来の洗浄法と考えられるものである。この写真を見る限り、エタノールに３０分間浸漬しても、そして３０分間振動を与えても、チューブ内に付着した血液の塊は除去されていないことが分かる。最後に図２の(c)は、５分間真空減圧沸騰状態にした後の写真である。この写真から明らかなように、わずか５分間の真空減圧状態で、チューブ内に付着して凝固した血液は極めてよく除去されていることが分かる。
【００２８】
［実験例２］
次に、実際の内視鏡の長さが約１ｍ程度と長いことを考慮して、１ｍ程度のチューブの中の汚れでも、短いもの（３０ｍｍ）と同様除去できること及び実際にチューブ外に放出された血液による汚れを本発明の方法によって除去できることを証明するための実験を行った。
【００２９】
まず、実験に用いた試料としては、長尺チューブとしてシリコンカテーテル（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ１ｍ）とビニールチューブ（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ１ｍ）を用いた。また、実験に用いた血液は、実験例１と同様に、ウサギから採取した２０ｍｌの血液に１０単位のヘパリンを５ｍｌ混入させたものを使用した。
次に、それぞれのチューブ内に注入された血液を、ヘアードライアーを用いて約５０℃の熱風で乾かし、各チューブ内に乾燥付着させて実験を行った。
【００３０】
次に、上記長さ１ｍの長尺チューブを、約5000mlの精製水の入ったプラスチック製容器に入れ、その容器を石英管炉２内に装填した。続いて、真空排気装置７を用いて石英管炉２内を大気圧よりも圧力が低い空間、例えば、約10Torr(約1333Pa)の真空状態として実験を行った。
この実験の結果、約５０秒後には、減圧沸騰現象により、容器内壁から微小気泡が発生し、約１分〜４分間までの間は大気泡が液面からはじけるように激しく崩壊した。５分以上経過した後は、間欠的に大気泡が発生するが、沸騰現象は時間の経過とともに穏やかになった。なお、この実験は、内壁に存在する傷に潜む空気を十分に追い出すために、この真空状態下に１５分間放置している。
【００３１】
図３は、実験例２の実験結果を示す写真である。図３(a)は、長さ１ｍのシリコンカテーテルＡ（図の左側）とビニールチューブＢ（図の右側）の血液が付着した初期の状態を示したものである。初期状態であるので、真空引き時間は０分であり、プラズマ照射も行われていない。シリコンチューブＡ及びビニールチューブＢともに、内壁に血液が固着している状態が分かる。
【００３２】
図３(b)は、真空排気装置７で真空排気を開始してから１０分経過した時の写真である。真空状態で減圧沸騰現象が起こり、この結果、長尺チューブ内壁に付着していた血液が水中に放出され、長尺チューブを浸漬した精製水が汚れている状態が図３(b)の写真から理解できる。図３(c)は、第1回目の洗浄として行った１５分間の真空状態放置に続いて、第２回目として精製水を入れ替えて、更に１５分間、真空状態に放置したときの長尺チューブの写真を示した図である。図３(c)は、精製水を１５分毎に交換して合計３０分間真空状態に放置した後の様子を示している。
この図３(c)から分かるように、本実験例２によれば、シリコンカテーテルあるいはビニールチューブに係わらず、１ｍの長尺チューブでも、真空状態に３０分放置することにより、十分な洗浄効果があることが分かった。
【００３３】
以上説明したように、精製水に浸漬した短尺チューブ（実験例１）あるいは長尺チューブ（実験例２）を、所定時間の間、真空状態において、減圧沸騰現象を起こすことにより、チューブ内壁に固着した血液の除去が確認された。次に、この真空状態の減圧沸騰現象に加えて、プラズマ照射を行うことによって、長尺チューブ内壁からチューブの外の浸漬水の中に放出された血液等の汚染物に含まれる菌類、すなわち、長尺チューブ外壁及び精製水内に浮遊している菌類が殺菌され大量に死滅することを確認するため、以下のような模擬的な実験を行った。
【００３４】
［実験例３］
この実験では、水中に浮遊させる菌類を確保するため、ミャンマー産の洗い黒胡麻の表面に付着している食品付着菌（一般生菌及び低温細菌）を用いた。この洗い黒胡麻としては、一般に市場に流通しているものを購入し、これを約２０〜２５℃の地下水(硬水)で約５〜１５分間洗浄し、その後、約５０〜６０℃で約３０〜６０分間温熱乾燥したものを用いている。
このように処置された洗い黒胡麻であっても、その表面には、胡麻1グラム当たり２．１×１０4個の一般生菌と５．８×１０2個の低温細菌が存在していることを、一般生菌については標準寒天培地を用いて、３５℃、２日間の培養後のコロニー形成から、また低温細菌については、ＣＶＴ（クリスタルバイオレット）寒天培地を用いて２５℃、３日間の培養後のコロニー形成から確認し、以下の実験に使用した。
【００３５】
実験では、まず、精製水が１０００ｍｌ入ったガラスビーカーに、上述の黒胡麻を約１００ｇ挿入し、ガラス棒でよく攪拌した。この撹拌により黒胡麻表面に付着している食品微生物を洗い出し、この溶液を２５０ｍｌずつ４つのガラスビーカーに分け、石英管炉２内に装填した。ガラスビーカーのうち、１つはプラズマ照射時間が０分の初期状態用として利用し、他の３つはそれぞれ照射時間１０分用、３０分用、６０分用として利用した。なお、このようにしてビーカーに洗い出した一般生菌数は、標準寒天培地を用いて、35℃、2日間の培養後のコロニー形成から初期状態で１６７個（1グラムあたりの標準平板コロニー数）であった。
【００３６】
この実験例３においては、プラズマ反応ガス(酸素ガス)流量は、１０００ml/minで一定としている。そして、このプラズマ反応ガスを石英管炉２内に導入し続け、石英管炉２内圧力が１０Torr(約1333Pa)に達した時点で、高周波電源回路９より高周波エネルギーを付加し、低温プラズマを発生させた。この低温プラズマ照射場の実験条件として、高周波電圧(アノード電圧)は３．０ｋＶで一定とし、照射時間は１０分、３０分、６０分の３段階として実験を行った。
【００３７】
この実験で、低温プラズマ照射後、照射時間１０分、３０分、６０分のそれぞれのビーカーから溶液１ｍｌを計量し、この検液を３Ｍペトリフィルム培地ＡＣプレート(一般生菌数測定用)上に接種した。このペトリフィルム培地ＡＣプレートには、標準培地と水可溶性ゲル化物質(グアーゴム)が含まれ、更にはコロニーを確認するためのＴＴＣ指示薬(トリフェルテトラゾリウムクロライド)が含まれている。
一般生菌が培養されると、ペトリフィルムＡＣプレート上に含まれているＴＴＣ指示薬がコロニーを赤色に着色し、その赤色コロニー数が一般生菌数となる。なお、検液が接種されたペトリフィルム培地ＡＣプレートは、菌類をインキュベータなる１００％の湿度、５％炭酸ガス雰囲気に保持された培養・保育室に入れられ、培養温度３３℃、培養時間４８時間で培養される。
【００３８】
表１は、プラズマ照射時間に対する赤色コロニー数、すなわち一般生菌数の変化を表にして示したものであり、図４はこれをグラフとして示した図である。
表１及び図４に示すように、黒胡麻が浸された精製水に酸素ガスプラズマを３０分間照射した場合，生菌数は88コロニーとなり初期状態と比べると約２分の１に減少していることが確認された。しかし、プラズマ照射時間を３０分から１時間に増加させたが、一般生菌数の減少は極僅かであった。
【００３９】
【表１】
【００４０】
ここでガラスビーカーの水中内に放出された菌類は、最終的にはドレイン（排水口）から排出されることになるが、理想的にはプラズマ照射によって水中内で全菌類が殺菌あるいは死滅した状態で排出されるのが望ましい。このため、プラズマの照射電源のパワーを増大させるとともに、その照射時間を増すことが必要となる。しかし、実際には、実験例２で示した減圧沸騰現象による長尺チューブの内壁及び外壁の洗浄（ビーカー容器内への血液等の汚染物質の放出）と、実験例３で説明したプラズマ照射による殺菌等とが同時に行われる。
【００４１】
そして、所定時間経過後に、真空引き工程とプラズマ照射工程を一旦止め、容器内の汚染水を排水し、また新たな水を容器内に給水して、第２回目の洗浄・殺菌工程を行うようにする。このように、本発明によれば、減圧沸騰現象による容器の洗浄と、プラズマ照射による一般生菌類の死滅を、繰り返して行うことによって、内視鏡に用いられるカテーテル等の長尺チューブを無菌状態にするまで殺菌することが可能となる。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、１０〜１００トール程度の真空度で、比較的大容積の低温プラズマを発生させ、このプラズマ反応管炉のプラズマ雰囲気中に、内視鏡のような長尺医療器具を水で満たされたガラス管内に垂直に浸漬させた状態で置くことにより、カテーテルのような長尺医療器具の滅菌が簡単に実現できる。
更に、真空状態に減圧することにより水の沸点が下がり、それによる撹拌現象が増長されるので、内視鏡のような細管構造物の内部に進入した水が撹拌され、ブラッシング以上の洗浄効果を期待することができる。
【００４３】
本発明は、内視鏡等の長尺チューブを有する医療機器の殺菌等に極めて有効な効果をもつものである。実験例としては、減圧沸騰現象による長尺チューブの洗浄実験と、黒胡麻に付着した一般生菌の殺菌等の実験を別々のものとして示しているが、これを図１に示される装置において同時に行うことによって、短時間でより確実に長尺医療機器の洗浄と付着した細菌の殺菌等を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態では、内視鏡等の長尺細管を有する医療機器の洗浄と殺菌等について説明したが、すでに説明しているように、本発明は上記医療機器だけでなく、洗浄と殺菌等が必要な長尺細管を用いるさまざまな分野の用途が考えられる。すなわち、本発明は、上述した実施形態例以外にも、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様の殺菌方法及び殺菌装置を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の例に用いられる低温プラズマ雰囲気中に内視鏡等を浸した水を含むガラス管を設置した低温プラズマ殺菌装置の概略図である。
【図２】参照となる短尺チューブの洗浄実験（実験例１）の結果を示す図である。
【図３】本発明の長尺チューブの洗浄実験（実験例２）の結果を示す図である。
【図４】本発明におけるプラズマの照射時間と生存する一般生菌数を示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・プラズマ反応管炉、２・・・石英ガラス管、３・・・浸漬水管（石英ガラス管）４・・・水、５・・・内視鏡（長尺医療器具）、６・・・銅パイプ、７・・・真空排気装置、８・・・反応物送入装置、９・・・高周波電源、１０・・・揚水ポンプ、１１Ａ、１１Ｂ・・・導管、１２・・・給水弁、１３・・・排水弁、１４・・・大型油回転ポンプ、１５・・・液体窒素トラップ、１６・・・消石灰トラップ、１７・・・ガス流量計及び圧力調節器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温プラズマ照射によって内視鏡等の長尺細管を有する医療器具を殺菌あるいは滅菌（以下、「殺菌等」という。）する殺菌方法及び装置に関し、特に、低温プラズマ雰囲気を定常状態で持続させ、内視鏡等の長尺細管の内部を洗浄しかつ細管表面に付着する細菌類を効果的に死滅または除去することができる殺菌方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使い捨てまたは再利用する内視鏡のような長尺細管を有する医療用器具類や、自動販売機の飲料水を通す長尺の細管を殺菌する方法としては、スチームや乾燥した熱い空気を器具等に当てる高圧蒸気加熱殺菌方法がある。この方法によれば、殺菌に毒性を有することがなく、特に、金属器具類、セルロースや液体の殺菌が可能である。
【０００３】
また、通常消毒液として利用される過酸化水素をプラズマ状態にして殺菌する方法も最近よく用いられるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。この過酸化水素低温プラズマ殺菌法は、1980年代にT.O.Addyらによって開発された方法であり、殺菌温度が約45℃と低く、金属類だけでなく、非耐熱性器具類の滅菌も可能である。殺菌時間も比較的短時間で終わるという利点もある。例えば、特許文献１に記載の方法によれば、まず、消毒すべき内視鏡のような長尺細管を有する医療器具や手術用具である被消毒物を包装材に包んで反応容器に入れ、この反応容器を閉じて真空状態とするとともに、液状の過酸化水素を気体状態にして消毒すべき被消毒物と十分に接触させる。その後、プラズマ電力供給源から高周波電力を供給し、プラズマを発生させる。そして、被消毒物をプラズマ内に５〜６０分放置させて微生物類を効果的に除去ないし死滅させるようにしている。
【０００４】
また、上記殺菌等の前処理として、通常医療器具等の細管への付着汚れの洗浄を行っている。この方法としては、例えば洗浄性能に優れた中性酵素洗浄剤を使用する非自動洗浄消毒器を用いる方法があり、これにより無機質系の汚れの除去が可能となる。但し、自動洗浄ではなく手動で行うために使用には熟練を要し、交差感染に十分な注意を払う必要があった。
【特許文献１】特表２００３−５３３２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上、内視鏡等の細管を有する医療器具を殺菌する従来の方法を説明したが、従来の高温の蒸気や乾燥空気を当てる方法は、熱または蒸気に影響を受ける器具類の殺菌等に使用するには、高温の蒸気熱等により細管を固定する部材が変形してしまうといった問題があった。また、過酸化水素溶液は、細菌類を殺菌する溶液として広く知られているが、これを利用する方法は殺菌等に時間がかかり、実用的ではないといった問題があった。
【０００６】
更に、特許文献１に記載されているような低温プラズマを利用した消毒方法においては、殺菌等の時間を減少するために、低温プラズマで殺菌あるいは滅菌する前に、被消毒物の表面に予め過酸化水素を接触させておく前処理が必要であった。このため、内視鏡等の長尺細管内のような過酸化水素が入り込めない部分の消毒や、殺菌等には十分な効果が発揮されないという問題があった。また、過酸化水素水を内視鏡等の金属が用いられている医療器具の消毒に用いると、金属類を腐食するという不都合もあった。
【０００７】
また、内視鏡のような長尺細管を有する医療器具は、非常に微細な加工をした光学系や金属を含むため、低温プラズマとはいえ、プラズマで殺菌あるいは滅菌すると、金属部分が相当の高温に上昇し、それによって光学系に狂いが生じるなどの問題もあった。同様に、高温のスチーム加熱等によって消毒ないし殺菌等を行うことは、内視鏡のような精密な医療器具には不向きであった。したがって、内視鏡のような長尺細管を有する医療器具の消毒に際して、内視鏡等に付着した微生物類を除去するためには、内視鏡等を決められた消毒液に浸し、看護士が何段階かに分けて丹念に洗い落とす方法を取らざるを得ない状況であった。
【０００８】
また、内視鏡は体内の細胞を採取して検体に搬送するための細い管を有しているが、この管の内部を掃除することは難しく、単に消毒液につけて殺菌等を行う程度のことしかできなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたものであり、温度を高温にすることなく、かつ金属を腐食する過酸化水素液を直接接触させて用いることなく、内視鏡に代表される細い管（細管）を有する長尺医療器具の表面及び細管内に付着した微生物や細菌類をことごとく死滅・除去させることができる低温プラズマを利用した長尺細管等の殺菌方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の長尺細管の低温プラズマ殺菌方法は、低温プラズマ発生装置で発生させたプラズマ雰囲気の容器内に、水で満たされたガラス管を配置し、このガラス管内に長尺細管を入れてガラス管を覆ったプラズマ雰囲気でガラス管内の長尺細管の洗浄と殺菌を同時に行うことを特徴とする殺菌方法である。本発明の殺菌対象物としての長尺細管の代表的なものとしては内視鏡（ファイバースコープ）のような医療機器があるが、他にも自動販売機等に用いられている飲料水を通す細管等も含まれる。
また、本発明において使用できるプラズマ発生用反応物としては、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスなどのガスの他、過酸化水素液を噴霧し、ガス状体にして使用することができる。
【００１１】
また、本発明の長尺細管の低温プラズマ殺菌装置は、外壁に銅線をコイル状に巻き付けた円筒形状のプラズマ反応管炉と、該プラズマ反応管炉の外壁に巻きつけられる前記銅パイプの内部に冷却水を供給する冷却水供給装置と、このプラズマ反応管炉の内部に該プラズマ反応管炉と同軸に設けられ、その内部に水が送入されかつ長尺細管が軸方向に配置される浸漬水管と、プラズマ反応管炉内の空気を減圧する真空排気装置と、プラズマ反応管内にプラズマ発生用反応物を送入する反応物送入装置と、プラズマ反応管炉の外壁に巻かれた銅線状のコイルに高周波電流を供給する高周波電源とを備え、該高周波電源によりプラズマ反応管炉内にプラズマ雰囲気を生成して、このプラズマを浸漬水管内に配置した長尺細管に照射することにより長尺細管の表面及び内部に付着した微生物等の細菌類を死滅・除去させることを特徴とする長尺細管の殺菌装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の長尺細管の殺菌方法及び殺菌装置によれば、プラズマ反応管内に発生されるプラズマ照射により浸漬水管内の水が撹拌され、例えば内視鏡のような長尺細管を有する医療器具のパイプ内に進入した水の移動により、パイプ内が洗浄されるとともに、プラズマが内視鏡等の長尺細管表面の略全体に照射されるので、内視鏡等の長尺細管に付着した微生物、細菌類を殺菌または除去させることができる。また、本発明方法及び装置により、長尺細管に付着した菌類を死滅させる（2桁以上少なくする）滅菌効果を奏することもありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態である低温プラズマ雰囲気を利用した内視鏡等の長尺細管を有する医療器具の殺菌方法及び装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に用いられる外部誘導型低温プラズマ発生装置を利用した内視鏡等の長尺細管を有する医療器具の低温プラズマ殺菌装置を示したものである。
この装置は、石英ガラス管２の外壁に銅パイプ６が巻かれたプラズマ反応管炉１と、水４が浸漬され、内部に内視鏡５が配置される石英ガラス管３（以下、「浸漬水管３」という。）と、真空排気装置７と、プラズマ発生用反応物挿入装置８と、プラズマ発生用の高周波電源９と、水の給水を制御する揚水ポンプ１０から構成されている。なお、石英ガラス管２と石英ガラス管３の代わりにパイレックス（登録商標）ガラス管を用いることもできる。
【００１４】
プラズマ反応管炉１に用いられる石英ガラス管２としては、例えば、外径30cm、内径29cm、長さ３ｍの長尺ガラス管が用いられ、この石英ガラス管２の外壁周りには、直径6mmの銅パイプ６がコイル状に巻きつけられている。この銅パイプ６には、揚水ポンプ１０から高周波電源９の冷却用に供給される水が分岐されて、導管１１Aを介して冷却水として供給されている。また、このコイル状に巻かれた銅パイプ６には、プラズマ発生用の高周波電源９から、例えば約400kHzの高周波電流が与えられている。そして、このプラズマ反応管炉１は地面に対して略垂直に配置されている。
【００１５】
また、上述したように、上記プラズマ反応管炉１を形成する石英ガラス管２の内部には、例えば外径15cm、内径14cm、長さ2.5ｍの浸漬水管３が配置されている。この浸漬水管３内には揚水ポンプ１０から水４が供給され浸漬されており、この浸漬水管３の内部に洗浄及び殺菌等を行う内視鏡５が略垂直方向に配置される構成となっている。そして、浸漬水管３の上面は開放されており、浸漬水管３の外側にあるプラズマ反応管炉１を構成する石英ガラス管２内の圧力と同じ圧力になっている。この浸漬水管３はプラズマ反応管炉１を構成する石英ガラス管２と同軸かつ地面に対して垂直方向に配置されている。また、浸漬水管３の上部には給水弁１２が設けられ、同下部には排水弁１３が設けられている。
【００１６】
真空排気装置７は大型油回転ポンプ１４を具備しており、この真空排気装置７とプラズマ反応管炉１の間には２つのトラップ部１５、１６が設けられている。この最初のトラップ部１５は液体窒素でトラップする部分であり、２番目のトラップ部１６は消石灰を充填しトラップするものである。このトラップ部１５及び１６を設けることにより、排気ダクト内の有害物質をこの充填剤で吸収捕獲させるようにしているので、真空排気装置７に用いられる大型油回転ポンプ１４が保護されるようになっている。また、真空排気装置７からは排気される有害物質の量を極力少なくしている。
【００１７】
プラズマ発生用反応物送入装置８は、反応物ボンベ８Ａよりプラズマ反応管炉１内へ、ガス流量計及び圧力調節器１７を介して反応物を送入する装置である。このプラズマ反応管炉１内へ挿入された反応物がプラズマ反応管炉１の外壁にまかれた銅パイプのコイル６に供給される高周波電流によりプラズマ化される。ここで発生される低温プラズマの温度は１００℃以下の温度であるが、このプラズマの持つ高い電子エネルギーや反応性の高いイオン、及び窒素ラジカルのような活性種ラジカルが、内視鏡チューブの表面に付着した細菌類を殺菌し、除去するのである。以下、本例では反応物として窒素ガスを用いた例として説明する。
【００１８】
次に、本発明の低温プラズマ殺菌方法及び殺菌装置により、内視鏡５の長尺細管内部の洗浄を行うとともに長尺細管表面の殺菌等を行う原理について説明しておく。
前述したように、内視鏡５は精密なカメラレンズを含んでおり、その耐熱性からして、高温の蒸気加熱により殺菌等を行うのは、内視鏡５自体の性能劣化につながるという問題があった。また、低温プラズマといえどもプラズマ雰囲気内に直接内視鏡５を配置すると、内視鏡５に用いられている金属等の温度上昇により、医療機器としての機能劣化につながる虞があった。
【００１９】
本発明の一実施の形態においては、プラズマ反応管炉1の中に水４を入れた浸漬水管３を配置し、更にその浸漬水管３の中に内視鏡５を入れた状態で、それをプラズマ反応管炉１のプラズマ雰囲気の中におく二重管構造となっている。
このため、内視鏡５自体は常に浸漬水管３内の水４により冷却状態に置かれ、その状態で浸漬水管３の外壁からプラズマが照射される。このプラズマはプラズマ反応管炉1内で生成されるが、浸漬水管３を貫通して放射状に内視鏡５に照射されるため、このプラズマ照射を受けた内視鏡の長尺細管に付着した細菌類は、殺菌され除去されることになる。
このとき、プラズマ反応管炉１内のプラズマ雰囲気温度は時間と共に上昇するが、これはプラズマ照射によって窒素ガスが放射加熱を受けるためである。このようにプラズマ照射によって、水４を含む浸漬水管３の外壁温度が上がるのであるが、水の温度上昇とプラズマ反応管炉1内の圧力低下（真空度合い）による温度低下とで平衡状態を保ち、水温は略20℃程度で安定させることができる。したがって、内視鏡５に付属している金属類が加熱されることもなく、かつ、内視鏡５の主要部である光学系が熱により変形することもない。
【００２０】
次に、浸漬水管３内に浸漬された水４の撹拌現象について説明する。プラズマ反応管炉１内の圧力範囲は、１０〜１００トール（1.4〜14kPa）であり、浸漬水管３の上部は開放状態にあるため、浸漬水管3内の水４は減圧下にさらされる。そして浸漬水管３内の水４は減圧沸騰を起こしてガス状になろうとする。すなわち、１０トールの場合は約１２℃で、100トールの場合は約５３℃で沸騰する。この沸騰現象が水４の撹拌作用を引起す。ここで水４の表面が減圧され続けると、水４が沸騰して蒸発し、水４自体から熱を奪うため水温が冷えてやがては氷になってしまう。
【００２１】
しかし、同時に外部から浸漬水管３を介してプラズマ照射されるため、浸漬水管３内の水４の有する電気伝導度によって水４自身も若干誘導加熱されその温度が上昇する。この結果、減圧による沸騰現象とプラズマ照射が同時に行われることにより、結果的に水の沸騰温度が略一定に維持されるようになる。この水中の減圧沸騰は、水中に配置された内視鏡５の表面はもちろんのこと、内視鏡５の細管内の水にまでおよぶ。すなわち、減圧による沸騰現象は浸漬水管３内のいたるところで発生し、これによって内視鏡５の長尺の細管内もブラッシングする以上に洗浄されるのである。このため、従来ブラシが入らないで掃除ができなかった内視鏡５の長尺の細管内部がきれいになる。さらに、外壁から浸漬水管３内にプラズマ照射が行われるので、これによって内視鏡５の細管内の微生物が、撹拌現象によって細管外部に放り出され、その微生物にプラズマが照射され、これら微生物等の細菌類を効率的に殺菌し、除去することができる。
【００２２】
［実験例１］
図1に示す低温プラズマ殺菌装置を用いて以下のような手順で実験を行った。
実験を行うに当たり、まず、内視鏡に取り付けられた鉗子挿入チャネルが、生体組織（検体）の血液で付着汚染された場合を模擬的に想定して実験を行った。
鉗子挿入チャネルとしては、シリコンカテーテル（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ３０ｍｍ）、ビニールチューブ（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ３０ｍｍ）及びステンレス管（内径１ｍｍ、外形２ｍｍ、長さ３０ｍｍ）を用意し、血液を入れた容器内につけてから乾燥させたものを用いた。チューブの長さ３０ｍｍとしたのは、内視鏡のような長尺の細管（以下、慣用的に用いられている「チューブ」という言葉を使用する。）ではないが、長尺チューブで確認する前段階の実験として、簡易に実現できる試験として行ったものである。
【００２３】
ここで、実験に用いた血液としては、ウサギから採取した２０ｍｌの血液に１０単位のヘパリン（血液の凝固を防ぐ抗凝固薬で学術医薬品名）を５ｍｌ混入させたものを使用した。１０単位のペパリンを血液に混入させたのは、採集血液の即座の凝固を抑え、血液本来の粘性と流動性をもたせるためである。次に、それぞれのチューブをその血液容器内に浸漬させ、チューブの内壁と外壁に血液を馴染ませた後、さらに強固にその内外壁に付着させるため、ヘアードライアーを用いて約５０℃の熱風で血液を乾燥させた。
【００２４】
さらに、３０ｍｍ長さのビニールチューブとステンレス管については、その表面が粗面状のシリコンカテーテル（外面はほぼ40番のエメリー紙仕上げ、内面はほぼ４００番のエメリー紙仕上げ面に相当する表面粗さを持つ）と異なり、表面が艶やかな鏡面状であるため、その表面を粗くすることにより実験を行った。すなわち、表面により多くの血液を強固に付着させることを狙い、表面を粗目４０番のエメリー紙及び細目４００番のエメリー紙で処理したものを用いている。
【００２５】
ここで、実験試料長さを３０ｍｍとしたのは、実験の都合であって、その長さに格別な意味があるわけではない。本発明は、内視鏡のチューブのような長尺医療機器をその適用分野にしているが、もちろん医療機器以外にも、上述したように、自動販売機等の飲料水などが通過する細いチューブに対しても適用されるものである。実験例１は、そのような長尺の細管（チューブ）に到るまでの簡易的な実験として試みたものである。
本実験では、まず、３０ｍｍの実験試料を５００ｍｌの精製水の入ったガラスビーカーに挿入し、このガラスビーカーを石英管炉２内に装填した。次に、真空排気装置７を用いて石英管炉２内を大気圧よりも低圧力の空間、例えば10Torr(約1333Pa)の真空状態として実験を行った。
【００２６】
この真空排気装置７による真空工程開始後に、５００ｍｌの精製水の入ったガラスビーカー内を観察すると、約１０秒後には、減圧沸騰現象が起こり、ビーカー内壁から微小気泡が発生した。そして、約５０秒後には大気泡が液面からはじけるように激しく崩壊することが観察された。この大気泡は、真空工程開始から約５０秒〜約８０秒間に発生したが、約１００秒後には気泡の発生は消失することが確認された。この理由としては、気泡の発生を起こさせる気泡核、すなわち、ビーカー内壁や実験試料内壁に存在する傷に潜む空気が無くなったことが要因として挙げられる。なお、内壁に存在する傷に潜む空気を十分に追い出すために、本実験においては、ガラスビーカーの場合には、それを石英管炉２内に装填した後、約5分間という十分な時間をかけて、この真空状態下に曝した。
【００２７】
図２は、上述した実験例１の付着汚れの除去効果を示す図である。長さ約３０ｍｍのステンレス管とシリコンカテーテル、いずれもエメリー紙による粗さ処理を施さない鏡面のもの（図２の(a), (b), (c)中の左２個）と、細目４００番のエメリー紙処理を行ったステンレス管とビニールチューブのもの（図２の(a), (b), (c) 中の中央２個）と、粗目４０番のエメリー紙処理を行ったステンレス管とビニールチューブのもの（図２の(a), (b), (c)中の右２個）の写真を示している。図２ (a) は、初期状態(真空引き時間0分)の写真であり、エメリー紙処理をしたもの及びエメリー紙処理をしないもののいずれにも血液が付着している。なお、この実験例１ではプラズマ照射は行われていない。図２ (b)は、実験試料をエタノールに30分間浸漬させ、それを更に振とう台で３０分間振とうさせて得た時の写真である。すなわち真空減圧沸騰を行わない従来の洗浄法と考えられるものである。この写真を見る限り、エタノールに３０分間浸漬しても、そして３０分間振動を与えても、チューブ内に付着した血液の塊は除去されていないことが分かる。最後に図２の(c)は、５分間真空減圧沸騰状態にした後の写真である。この写真から明らかなように、わずか５分間の真空減圧状態で、チューブ内に付着して凝固した血液は極めてよく除去されていることが分かる。
【００２８】
［実験例２］
次に、実際の内視鏡の長さが約１ｍ程度と長いことを考慮して、１ｍ程度のチューブの中の汚れでも、短いもの（３０ｍｍ）と同様除去できること及び実際にチューブ外に放出された血液による汚れを本発明の方法によって除去できることを証明するための実験を行った。
【００２９】
まず、実験に用いた試料としては、長尺チューブとしてシリコンカテーテル（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ１ｍ）とビニールチューブ（内径２ｍｍ、外形3ｍｍ、長さ１ｍ）を用いた。また、実験に用いた血液は、実験例１と同様に、ウサギから採取した２０ｍｌの血液に１０単位のヘパリンを５ｍｌ混入させたものを使用した。
次に、それぞれのチューブ内に注入された血液を、ヘアードライアーを用いて約５０℃の熱風で乾かし、各チューブ内に乾燥付着させて実験を行った。
【００３０】
次に、上記長さ１ｍの長尺チューブを、約5000mlの精製水の入ったプラスチック製容器に入れ、その容器を石英管炉２内に装填した。続いて、真空排気装置７を用いて石英管炉２内を大気圧よりも圧力が低い空間、例えば、約10Torr(約1333Pa)の真空状態として実験を行った。
この実験の結果、約５０秒後には、減圧沸騰現象により、容器内壁から微小気泡が発生し、約１分〜４分間までの間は大気泡が液面からはじけるように激しく崩壊した。５分以上経過した後は、間欠的に大気泡が発生するが、沸騰現象は時間の経過とともに穏やかになった。なお、この実験は、内壁に存在する傷に潜む空気を十分に追い出すために、この真空状態下に１５分間放置している。
【００３１】
図３は、実験例２の実験結果を示す写真である。図３(a)は、長さ１ｍのシリコンカテーテルＡ（図の左側）とビニールチューブＢ（図の右側）の血液が付着した初期の状態を示したものである。初期状態であるので、真空引き時間は０分であり、プラズマ照射も行われていない。シリコンチューブＡ及びビニールチューブＢともに、内壁に血液が固着している状態が分かる。
【００３２】
図３(b)は、真空排気装置７で真空排気を開始してから１０分経過した時の写真である。真空状態で減圧沸騰現象が起こり、この結果、長尺チューブ内壁に付着していた血液が水中に放出され、長尺チューブを浸漬した精製水が汚れている状態が図３(b)の写真から理解できる。図３(c)は、第1回目の洗浄として行った１５分間の真空状態放置に続いて、第２回目として精製水を入れ替えて、更に１５分間、真空状態に放置したときの長尺チューブの写真を示した図である。図３(c)は、精製水を１５分毎に交換して合計３０分間真空状態に放置した後の様子を示している。
この図３(c)から分かるように、本実験例２によれば、シリコンカテーテルあるいはビニールチューブに係わらず、１ｍの長尺チューブでも、真空状態に３０分放置することにより、十分な洗浄効果があることが分かった。
【００３３】
以上説明したように、精製水に浸漬した短尺チューブ（実験例１）あるいは長尺チューブ（実験例２）を、所定時間の間、真空状態において、減圧沸騰現象を起こすことにより、チューブ内壁に固着した血液の除去が確認された。次に、この真空状態の減圧沸騰現象に加えて、プラズマ照射を行うことによって、長尺チューブ内壁からチューブの外の浸漬水の中に放出された血液等の汚染物に含まれる菌類、すなわち、長尺チューブ外壁及び精製水内に浮遊している菌類が殺菌され大量に死滅することを確認するため、以下のような模擬的な実験を行った。
【００３４】
［実験例３］
この実験では、水中に浮遊させる菌類を確保するため、ミャンマー産の洗い黒胡麻の表面に付着している食品付着菌（一般生菌及び低温細菌）を用いた。この洗い黒胡麻としては、一般に市場に流通しているものを購入し、これを約２０〜２５℃の地下水(硬水)で約５〜１５分間洗浄し、その後、約５０〜６０℃で約３０〜６０分間温熱乾燥したものを用いている。
このように処置された洗い黒胡麻であっても、その表面には、胡麻1グラム当たり２．１×１０4個の一般生菌と５．８×１０2個の低温細菌が存在していることを、一般生菌については標準寒天培地を用いて、３５℃、２日間の培養後のコロニー形成から、また低温細菌については、ＣＶＴ（クリスタルバイオレット）寒天培地を用いて２５℃、３日間の培養後のコロニー形成から確認し、以下の実験に使用した。
【００３５】
実験では、まず、精製水が１０００ｍｌ入ったガラスビーカーに、上述の黒胡麻を約１００ｇ挿入し、ガラス棒でよく攪拌した。この撹拌により黒胡麻表面に付着している食品微生物を洗い出し、この溶液を２５０ｍｌずつ４つのガラスビーカーに分け、石英管炉２内に装填した。ガラスビーカーのうち、１つはプラズマ照射時間が０分の初期状態用として利用し、他の３つはそれぞれ照射時間１０分用、３０分用、６０分用として利用した。なお、このようにしてビーカーに洗い出した一般生菌数は、標準寒天培地を用いて、35℃、2日間の培養後のコロニー形成から初期状態で１６７個（1グラムあたりの標準平板コロニー数）であった。
【００３６】
この実験例３においては、プラズマ反応ガス(酸素ガス)流量は、１０００ml/minで一定としている。そして、このプラズマ反応ガスを石英管炉２内に導入し続け、石英管炉２内圧力が１０Torr(約1333Pa)に達した時点で、高周波電源回路９より高周波エネルギーを付加し、低温プラズマを発生させた。この低温プラズマ照射場の実験条件として、高周波電圧(アノード電圧)は３．０ｋＶで一定とし、照射時間は１０分、３０分、６０分の３段階として実験を行った。
【００３７】
この実験で、低温プラズマ照射後、照射時間１０分、３０分、６０分のそれぞれのビーカーから溶液１ｍｌを計量し、この検液を３Ｍペトリフィルム培地ＡＣプレート(一般生菌数測定用)上に接種した。このペトリフィルム培地ＡＣプレートには、標準培地と水可溶性ゲル化物質(グアーゴム)が含まれ、更にはコロニーを確認するためのＴＴＣ指示薬(トリフェルテトラゾリウムクロライド)が含まれている。
一般生菌が培養されると、ペトリフィルムＡＣプレート上に含まれているＴＴＣ指示薬がコロニーを赤色に着色し、その赤色コロニー数が一般生菌数となる。なお、検液が接種されたペトリフィルム培地ＡＣプレートは、菌類をインキュベータなる１００％の湿度、５％炭酸ガス雰囲気に保持された培養・保育室に入れられ、培養温度３３℃、培養時間４８時間で培養される。
【００３８】
表１は、プラズマ照射時間に対する赤色コロニー数、すなわち一般生菌数の変化を表にして示したものであり、図４はこれをグラフとして示した図である。
表１及び図４に示すように、黒胡麻が浸された精製水に酸素ガスプラズマを３０分間照射した場合，生菌数は88コロニーとなり初期状態と比べると約２分の１に減少していることが確認された。しかし、プラズマ照射時間を３０分から１時間に増加させたが、一般生菌数の減少は極僅かであった。
【００３９】
【表１】
【００４０】
ここでガラスビーカーの水中内に放出された菌類は、最終的にはドレイン（排水口）から排出されることになるが、理想的にはプラズマ照射によって水中内で全菌類が殺菌あるいは死滅した状態で排出されるのが望ましい。このため、プラズマの照射電源のパワーを増大させるとともに、その照射時間を増すことが必要となる。しかし、実際には、実験例２で示した減圧沸騰現象による長尺チューブの内壁及び外壁の洗浄（ビーカー容器内への血液等の汚染物質の放出）と、実験例３で説明したプラズマ照射による殺菌等とが同時に行われる。
【００４１】
そして、所定時間経過後に、真空引き工程とプラズマ照射工程を一旦止め、容器内の汚染水を排水し、また新たな水を容器内に給水して、第２回目の洗浄・殺菌工程を行うようにする。このように、本発明によれば、減圧沸騰現象による容器の洗浄と、プラズマ照射による一般生菌類の死滅を、繰り返して行うことによって、内視鏡に用いられるカテーテル等の長尺チューブを無菌状態にするまで殺菌することが可能となる。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、１０〜１００トール程度の真空度で、比較的大容積の低温プラズマを発生させ、このプラズマ反応管炉のプラズマ雰囲気中に、内視鏡のような長尺医療器具を水で満たされたガラス管内に垂直に浸漬させた状態で置くことにより、カテーテルのような長尺医療器具の滅菌が簡単に実現できる。
更に、真空状態に減圧することにより水の沸点が下がり、それによる撹拌現象が増長されるので、内視鏡のような細管構造物の内部に進入した水が撹拌され、ブラッシング以上の洗浄効果を期待することができる。
【００４３】
本発明は、内視鏡等の長尺チューブを有する医療機器の殺菌等に極めて有効な効果をもつものである。実験例としては、減圧沸騰現象による長尺チューブの洗浄実験と、黒胡麻に付着した一般生菌の殺菌等の実験を別々のものとして示しているが、これを図１に示される装置において同時に行うことによって、短時間でより確実に長尺医療機器の洗浄と付着した細菌の殺菌等を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態では、内視鏡等の長尺細管を有する医療機器の洗浄と殺菌等について説明したが、すでに説明しているように、本発明は上記医療機器だけでなく、洗浄と殺菌等が必要な長尺細管を用いるさまざまな分野の用途が考えられる。すなわち、本発明は、上述した実施形態例以外にも、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様の殺菌方法及び殺菌装置を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の例に用いられる低温プラズマ雰囲気中に内視鏡等を浸した水を含むガラス管を設置した低温プラズマ殺菌装置の概略図である。
【図２】参照となる短尺チューブの洗浄実験（実験例１）の結果を示す図である。
【図３】本発明の長尺チューブの洗浄実験（実験例２）の結果を示す図である。
【図４】本発明におけるプラズマの照射時間と生存する一般生菌数を示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・プラズマ反応管炉、２・・・石英ガラス管、３・・・浸漬水管（石英ガラス管）４・・・水、５・・・内視鏡（長尺医療器具）、６・・・銅パイプ、７・・・真空排気装置、８・・・反応物送入装置、９・・・高周波電源、１０・・・揚水ポンプ、１１Ａ、１１Ｂ・・・導管、１２・・・給水弁、１３・・・排水弁、１４・・・大型油回転ポンプ、１５・・・液体窒素トラップ、１６・・・消石灰トラップ、１７・・・ガス流量計及び圧力調節器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧下で低温プラズマを発生し、この発生した低温プラズマ雰囲気内にガラス管を配置して、該ガラス管内に水を浸漬させて長尺細管を配置し、前記長尺細管の洗浄と殺菌を同時に行うことを特徴とする長尺細管の低温プラズマ殺菌方法。
【請求項２】
前記長尺細管は内視鏡であることを特徴とする請求項１に記載の長尺細管の低温プラズマ殺菌方法。
【請求項３】
外壁に銅パイプをコイル状に巻き付けた円筒形状のプラズマ反応管炉と、
該プラズマ反応管炉の外壁に巻きつけられる前記銅パイプの内部に冷却水を供給する冷却水供給装置と、
前記プラズマ反応管炉の内部に該プラズマ反応管炉と同軸に設けられ、その内部に水が浸漬されかつ長尺細管が軸方向に配置される浸漬水管と、
前記プラズマ反応管炉内の空気を減圧する真空排気装置と、
前記プラズマ反応管炉内にプラズマ発生用反応物を挿入する反応物送入装置と、
前記プラズマ反応管炉の外壁に巻かれた前記銅パイプ状のコイルに高周波電流を供給する高周波電源と、を備え、
該高周波電源により前記プラズマ反応管炉内にプラズマ雰囲気を発生させて、該プラズマを前記浸漬水管内に配置した前記長尺細管に照射することにより前記長尺細管の表面及び内部に付着した微生物等の細菌類を殺菌し、除去することを特徴とする長尺細管の低温プラズマ殺菌装置。
【請求項１】
減圧下で低温プラズマを発生し、この発生した低温プラズマ雰囲気内にガラス管を配置して、該ガラス管内に水を浸漬させて長尺細管を配置し、前記長尺細管の洗浄と殺菌を同時に行うことを特徴とする長尺細管の低温プラズマ殺菌方法。
【請求項２】
前記長尺細管は内視鏡であることを特徴とする請求項１に記載の長尺細管の低温プラズマ殺菌方法。
【請求項３】
外壁に銅パイプをコイル状に巻き付けた円筒形状のプラズマ反応管炉と、
該プラズマ反応管炉の外壁に巻きつけられる前記銅パイプの内部に冷却水を供給する冷却水供給装置と、
前記プラズマ反応管炉の内部に該プラズマ反応管炉と同軸に設けられ、その内部に水が浸漬されかつ長尺細管が軸方向に配置される浸漬水管と、
前記プラズマ反応管炉内の空気を減圧する真空排気装置と、
前記プラズマ反応管炉内にプラズマ発生用反応物を挿入する反応物送入装置と、
前記プラズマ反応管炉の外壁に巻かれた前記銅パイプ状のコイルに高周波電流を供給する高周波電源と、を備え、
該高周波電源により前記プラズマ反応管炉内にプラズマ雰囲気を発生させて、該プラズマを前記浸漬水管内に配置した前記長尺細管に照射することにより前記長尺細管の表面及び内部に付着した微生物等の細菌類を殺菌し、除去することを特徴とする長尺細管の低温プラズマ殺菌装置。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２１０２７（Ｐ２００６−２１０２７Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４９６７２（Ｐ２００５−１４９６７２）
【出願日】平成１７年５月２３日（２００５．５．２３）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２３日（２００５．５．２３）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
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