JP2000325439A - 電子線照射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒形の周面に突起を有する被照射物に対
し、生産性の向上を図りつつ電子線量分布を抑えること
の出来る滅菌に使用する電子線照射方法の提供。 【解決手段】 略円筒形部のケーシングより周方向に突
起を具えた複数の被照射物を電子線照射方向と交差する
方向に搬送させながら、該電子線照射により殺菌等の所
期の目的を達成する電子線照射方法において、前記被照
射物を搬送方向に沿って２列状に配列するとともに、前
列側の被照射物と後列側の被照射物とが略千鳥足状に配
列ピッチ間隔をずらした状態で電子線照射を行なうこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば血液処理モ
ジュール等の医療機器のように、立体的で複雑な形状を
した被照射物に高エネルギの電子線を照射しながら殺菌
等の所期の目的を達成する電子線照射方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半透膜の中空糸状毛細管内を
血液を通過させながらその管周囲を流れる透析液によ
り、前記管膜を介した両流体の濃度勾配に基づく分子拡
散等により尿毒症原因物質等を排出する血液透析用ダイ
アライザは公知であり、かかるダイアライザ１の形状は
図６に示すように、多数本の中空糸状毛細管３５をその
上下両端で保持するリング状の毛管ホルダ２１を具え、
これらを円筒状のケース２０で包被するとともに、該ケ
ース２０の上下両端に夫々キャップ２２、２３により螺
着された漏斗状の血液流入部２６と血液流出部２７とを
固定する。又、前記円筒状ケース２０の上下両側の側面
には細筒状の透析液流入口２４と流出口２５とを突設さ
せている。

【０００３】かかる血液透析用ダイアライザ１は血液が
循環するものであるために、当然のごとく十分滅菌して
使用せねばならず、その滅菌方法には、従来より高圧蒸
気滅菌、エチレンオキシドガス滅菌、γ線滅菌などが開
発されている。

【０００４】さらに近年は、電子線照射が、その加速電
圧を大きくすることで、医療用具等を滅菌可能な方法が
注目されている。電子線照射による滅菌法は、高圧蒸気
滅菌法のように、被照射物の耐熱性が問題になることな
く、又エチレンオキシドガス法のような残留毒性の心配
がなく、更にエチレンオキシドガス法、γ線照射法のよ
うに滅菌処理時間が長くなく短時間で処理が可能であ
る。また、電源を切れば、瞬時に照射を停止し、γ線の
照射施設のような放射性物質の保管に関する配慮は不要
で環境上の安全性が高く、コスト面からも安価である等
の有利性を有す。更に、γ線との違いは、材料劣化が小
さいと言われていることである。このため、材料選択の
範囲が広い利点がある。

【０００５】しかし、電子線照射の欠点はγ線照射と異
なり透過力が小さく、その透過距離は照射される物質の
密度と厚みの積に依存すると言われている。従って、こ
れまで電子線照射法を滅菌法として採用したほとんどの
製品は、手術用手袋、手術用シート、手術着、縫合糸、
等の比較的形状が均一で単一部材からなるものであり、
比較的容易に照射可能であった。

【０００６】しかしながら、中空糸からなる人工透析装
置や人工肺などの人工臓器と呼ばれる医療用具は、前記
したように立体的で複雑な形状を有している。特に前記
のように血液透析用ダイアライザ１は、単なる円筒形状
ではなく、厚肉の円筒ケース２０の両端に、リング状毛
管ホルダ２１やキャップ２２、２３が取り付けられてお
り、又ケース２０側面に、細筒状の透析液流入口２４と
流出口２５が突設されており、この為、軸方向にも周方
向にも厚肉（高密度）で且つ複雑な形状となっていた。

【０００７】従って、血液透析用ダイアライザ１におい
ては各部位の面密度の違いが大きく、電子線照射時に一
製品中の線量分布（最大線量と最小線量との比）が大き
くなり、その値が大きいほど、安全性、製品管理、性能
等に問題を生じていた。具体的には、照射基準を最大線
量に合わせると、最小線量位置での滅菌が不十分にな
り、又照射基準を最小線量に合わせると、前記人工臓器
は一般に有機樹脂で製造されているために、最大線量位
置で過大照射となり、材料の劣化や着色が生じてしま
う。

【０００８】この為、照射による線量分布のバラツキを
抑えるために、表裏両面から電子線を照射する両面照射
方式が考えられるが、血液透析用ダイアライザ１のよう
に面密度の大きい被照射物を照射する高エネルギの電子
線照射装置は金額的にも極めて高く、これらの高価な装
置を複数設置する事は採算性の面からも極めて困難であ
り、而も前記のような高密度で円筒形の組み合わせから
なるような複雑な形状をした被照射物に両面照射を実施
したとしても、線量分布（最大線量と最小線量との比）
が２倍以上と十分大きく、尚、実用性に届かないもので
あった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かかる欠点を解消する
ために、特開平８−２７５９９１号において、高い線量
が当たる部位に線量を吸収するためのシールド部材を用
いる従来技術が開示されている。かかる技術は、被照射
物夫々に、例えばタングステンを含有させた軟質塩化ビ
ニルからなるシールドシートを線量が過多となる部分に
固定して電子線照射を行なうものであるが、個々の被照
射物全てに線量が過多となる部分にシールドシートを固
定することは、その固定作業が極めて煩雑化し、実用的
でない。

【００１０】かかる欠点を解消するために、本出願人等
は、密度と厚みの積が３（ｇ／ｃｍ ²）以上である血液
処理モジュールを３方向以上から回転を刻みながら複数
パス（回）累積照射させるか、有効電子線照射領域内で
連続回転させる技術（特願平１０−３１２３７８号）を
提案している。（以下先願技術という。未公知）

【００１１】しかしながらかかる技術においても次のよ
うな問題がある。即ち前記先願技術は、略円筒形部のケ
ーシングより周方向に突起を具えた複数の被照射物を電
子線照射方向と略直交する方向のベルトコンベア等の搬
送方向に１列状に配列しながら、該被照射物を例えば有
効電子線照射領域内で回転させながら、該電子線照射に
より殺菌等の所期の目的を達成するものである。

【００１２】一方、被照射物としてのモジュールケース
２０はその周面側面に、細筒状の透析液流入口２４と流
出口２５が突設されており、このため図１（Ｂ）に示す
ように、該血液処理モジュール１の回転半径はケース２
０の外径ではなく、前記流入口２４や流出口２５の突設
部を含む大径の仮想円２９となってしまい、このような
大径の仮想円２９に基づいてベルトコンベア等の被照射
物搬送方向に沿う配列間隔を設定すると、隣接するケー
ス間で空隙間隔２８が大きくなり、その空隙を電子線８
が通過し、結果として電子線８の無駄な照射量が多くな
り、生産コストの面でもまた空隙を高エネルギの電子線
８が通過するためにオゾン発生量も多くなる等の問題が
あった。

【００１３】この為、前記配列間隔を狭めようとする
と、モジュール回転の際に、前記突設部が隣接するケー
ス周面にぶつかり、円滑な回転を行なうことができな
い。そして回転ができないことは、円筒形の組み合わせ
等からなる複雑な立体形状をした被照射物に対し、電子
線量分布（最大線量と最小線量との比）を１．５倍以内
に抑えることが出来ないことにつながる。

【００１４】本発明はかかる技術的課題に鑑み、円筒形
の周面に突起を有する被照射物に対し、生産性の向上を
図りつつ電子線量分布を１．５倍以内に抑えることの出
来る、主として滅菌に使用する電子線照射方法を提供す
ることを目的とする。本発明の他の目的は、円筒形の周
面に突起を有する被照射物に対し、回転若しくは電子線
照射域通過毎に逐次角度変位させながら電子線照射を行
なう場合に、生産性の向上を図りつつ高エネルギの電子
線を有効に活用し得る電子線照射方法を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
略円筒形部のケーシングより周方向に突起を具えた複数
の被照射物を電子線照射方向と交差する方向に搬送させ
ながら、該電子線照射により殺菌等の所期の目的を達成
する電子線照射方法において、該被照射物を搬送方向に
沿って２列状に配列するとともに、前列側の被照射物と
後列側の被照射物とが略千鳥足状に配列ピッチ間隔をず
らした状態で電子線照射を行なうことを特徴とする。

【００１６】本発明において、請求項２に記載のよう
に、前記被照射物を電子線照射域内で同一方向に回転さ
せるか若しくは所定角度単位で正逆方向に反転回転させ
ながら搬送させる場合に有効に適用されるものである
が、これ以外に前記被照射物は請求項３に記載のよう
に、周面方向に角度変位させた位置より複数方向照射す
る場合、より具体的にはほぼ１８０°前後の位置より両
面照射するか、若しくは前記被照射物を周面方向に所定
角度ずつ角度変位させながら複数回累積照射する場合に
も有効に適用される。

【００１７】本発明を図１に基づいて説明する。図１
（Ｂ）に示す比較技術によれば、被照射物１の周側面に
透析液流入口２４や流出口２５等が突設されているもの
は、その回転半径は、前記流入口２４や流出口２５の突
設部を含む大径の仮想円２９の直径に対応する配列ピッ
チ間隔が設定され、この他の隣接する被照射物１のケー
ス間で空隙間隔２８が大きくなり、その空隙間隔２８を
電子線８が通過し、電子線８の無駄な照射量が多くなる
という欠点が生じていたが、本発明は図１（Ａ）に示す
ように、突設部を含む大径の仮想円２９の直径に対応す
る配列ピッチ間隔で配列された前列側の被照射物１Ａ間
に位置する空隙間隔２８の後方に第２列目の被照射物１
Ｂが位置するように千鳥足状に設定されているために、
前記空隙間隔２８を通過した高エネルギの電子線８は第
２列目の被照射物１Ｂに衝突／照射され、結果として無
駄な電子線の照射がなくなり電子線の有効利用が図ら
れ、生産コストの面でもまたオゾン発生阻止の面でも実
用的である。

【００１８】この場合、回転機構の選択上、前記被照射
物を同一方向に回転させてもよく、又例えば１５０〜１
８０°角度単位で正逆方向に反転回転させるようにして
も同様な効果を得ることが出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。

【００２０】本実施形態では、図６に示す血液透析用ダ
イアライザ１を用いて行なった。尚、本発明が最も有効
に活用できる医療機器は、これ以外の血液処理モジュー
ルが好ましい。特にメディカル用途において、照射滅菌
線量として水浸漬状態で１５〜３５ＫＧｙ程度が好まし
く用いられている。血液処理モジュールとは、血漿交換
治療や人工透析治療（ＨＤ、ＨＤＦ、ＨＦ）、人工肝
臓、エンドトキシンフィルタ、バイオリアクター等の医
療及び産業用途等、各種用途に用いられている。なお、
ＨＤはHemo Dialysis（血液透析）、ＨＤＦはHemo DiaF
iltration（血液濾過透析）、ＨＦはHemo Filtration
（血液濾過）である。

【００２１】そしてこのようなモジュールは、前記した
ように片面照射では電子線が届きにくいため、回転照射
を行なうことにより図４に示すように、均等な線量（具
体的には最大線量と最小線量の比が１．５倍以下）での
電子線滅菌を可能とすることが出来る。

【００２２】又このような複雑な立体形状のモジュール
の電子線滅菌装置として１０ＭｅＶの電子線照射装置を
用いた。本発明の実施形態について、図２及び図３を参
照して説明する。尚、図２は本発明のベルトコンベア搬
送機構を用いた電子線滅菌装置の平面図、図３はそのコ
ンベア搬送側から見た側面図である。図において、血液
透析用ダイアライザ１は外径（キャップ２２，２３の部
位）φ７０ｍｍのケースを有し、該ケース周側面に透析
液流入口２４や流出口２５の突起部が突設され、該突設
部位の外径はφ９０ｍｍとなっている。

【００２３】そこで本実施形態においては略１８０＋α
ｍｍ間隔（９０ｍｍ×２）で、前記複数のダイアライザ
１を搬送方向に沿って２列状に配列するとともに、前列
側のダイアライザ列１Ａと後列側のダイアライザ列１Ｂ
との配列ピッチ間隔とを半ピッチ分（９０ｍｍ＋１／２
α）ずらし、言換えれば前列側と後列側のダイアライザ
１Ａ、１Ｂを略千鳥足状に配列ピッチ間隔をずらした状
態で設置されるように、ベルトコンベア２上のダイアラ
イザ置き台３を配設する。又、前記夫々の置き台３は電
子線照射域、好ましくは正規分布状の電子照射域の半値
幅内（有効電子線照射領域）で１回転以上するように、
置き台３下方に垂設する回転軸端に従動スプロケット４
を設ける。

【００２４】又、前記ベルトコンベア２の側部前側と後
側の電子線照射域の、前記従動スプロケット４と対面す
る位置には、無端状の駆動チェーン５Ａ、５Ｂが配設さ
れ、該駆動チェーン５Ａ、５Ｂは、左右両側に設けたス
プロケット６Ａ、６Ｂにより張設されるとともに、その
一のスプロケット６Ａを調速モータ１１に連結された駆
動スプロケットとする。この結果、ベルトコンベア２上
に沿って電子線照射域内に搬送された置き台３は、その
下面側に設けた従動スプロケット４が前記無端状チェー
ン５Ａ、５Ｂに歯合する。

【００２５】この際、前記チェーン５Ａ、５Ｂが回転を
停止している場合は、前記チェーン５Ａ、５Ｂがラック
的機能を有し、ベルトコンベア２の搬送速度に同期して
回転するが、更に前記チェーン５Ａ、５Ｂを歯合する駆
動スプロケット６Ａ、６Ｂを所定速度で回転させること
により、前記電子線照射域内での一回転以上の回転を確
保できる。

【００２６】かかる実施形態により、前記二列の置き台
３上に夫々ダイアライザ１Ａ，１Ｂを置いた状態で、ベ
ルトコンベア２を搬送しながら前記チェーン５Ａ，５Ｂ
を所定速度で周回させることにより、前記電子線照射装
置７よりエネルギー１０ＭｅＶの電子線８をダイアライ
ザ１Ａ，１Ｂの中心軸線に沿って垂直面内にビーム走査
している電子線照射装置７の有効電子線照射域を、一回
転以上の回転を確保しながら通過させる。

【００２７】そして前記ダイアライザ１Ａ、１Ｂの回転
半径は、前記流入口２４や流出口２５の突設部を含む大
径の仮想円２９の直径に対応する配列ピッチ間隔が設定
されているが、本実施形態は前記１列目のダイアライザ
１Ａ間の空隙間隔２８の後方に、第２列目のダイアライ
ザ１Ｂが位置するように千鳥足状に設定されているため
に、前記１列目のダイアライザ１Ａ間の空隙間隔２８を
通過した高エネルギの電子線８は第２列目のダイアライ
ザ１Ｂに衝突／照射され、結果として無駄な電子線の照
射がなくなり、電子線の有効利用が図られる。

【００２８】その照射結果を図４に示す。本図より明ら
かな如く前列側のダイアライザ１Ａと後列側のダイアラ
イザ１Ｂのいずれも同等の線量分布を得ることが出来
た。尚、ダイアライザ１Ａ、１Ｂはいずれも中空部内に
多数本の中空糸状毛細管３５が充填されており、密度と
厚みの積が６〜８（ｇ／ｃｍ²）程度有するもので、か
かる血液透析用ダイアライザである。

【００２９】次に、例えば前記チェーン５Ａ、５Ｂを取
外し、前記置き台３上で位置固定させた状態で前記有効
電子線照射域をベルトコンベア２で１回通過の都度、正
５角形の頂部に対応する７２°ずつ角度変位させ、前記
ベルトコンベア２上を５回周回させて、５回の累積照射
を行なった。その照射結果を図５に示す。本図より明ら
かな如く、前列側のダイアライザ１Ａと後列側のダイア
ライザ１Ｂのいずれもほぼ同等の線量分布を得ることが
出来、且つ最大線量／最小線量が略１．１〜１．２倍と
なり、本発明の要求分布比である１．５倍を大きく下回
った。

【００３０】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、円筒
形の周面に突起を有する被照射物に対し、生産性の向上
を図りつつ電子線量分布を１．５倍以内に抑えることが
出来る、主として滅菌に使用する電子線照射方法を得る
事が出来る。

【００３１】特に本発明によれば、円筒形の周面に突起
を有する被照射物に対し、回転若しくは電子線照射域通
過毎に逐次角度変位させながら電子線照射を行なう場合
に、生産性の向上を図りつつ高エネルギの電子線を有効
に活用し得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明の基本構成図、（Ｂ）はその
比較例である。

【図２】 請求項１〜３記載の発明の実施形態にかかる
ベルトコンベアを用いて血液処理モジュールを電子線照
射する場合の電子線滅菌装置の平面図である。

【図３】 図２の装置をコンベア搬送側から見た側面図
である。

【図４】 図２及び図３の装置における前列側と後列側
のダイアライザの設定線量比と円周表面位置との関係を
示す。

【図５】 図２及び図３の装置で、７２°角度変位の五
方向で照射した場合の円筒ダイアライザの設定線量比と
円周表面位置との関係を示す。線量比と円周表面位置と
の関係を示す。

【図６】 本発明の被照射物である血液透析用ダイアラ
イザの形状を示す。

【符号の説明】

１ 血液透析用ダイアライザ ２ コンベア ３ 置き台 ４ 従動スプロケット ５Ａ、５Ｂ 無端状の駆動チェーン ６Ａ、６Ｂ スプロケット ７ 電子線照射装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒形部のケーシングより周方向に突
   起を具えた複数の被照射物を電子線照射方向と交差する
   方向に搬送させながら、該電子線照射により殺菌等の所
   期の目的を達成する電子線照射方法において、 該被照射物を搬送方向に沿って２列状に配列するととも
   に、前列側の被照射物と後列側の被照射物とが略千鳥足
   状に配列ピッチ間隔をずらした状態で電子線照射を行な
   うことを特徴とする電子線照射方法。
2. 【請求項２】 前記被照射物を電子線照射域内で同一方
   向に回転させるか若しくは所定角度単位で正逆方向に反
   転回転させながら搬送させることを特徴とする請求項１
   記載の電子線照射方法。
3. 【請求項３】 前記被照射物を周面方向に角度変位させ
   た位置より複数方向照射するか、若しくは前記被照射物
   を周面方向に角度変位させながら複数回累積照射するこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子線照射方法。