JPH0452149B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人工臓器の等量通液滅菌方法およびそ
れに用いる装置に関する。

〔従来の技術〕

人工腎臓に代表される人工臓器は、近年急激を
発展な遂げ、人工肺、活性炭吸着剤を用いる人工
肝臓、腹水処理装置、血漿分離装置などが実用化
されている。さらに、吸着体（吸着材、吸着剤を
含む、以下同様）を用いる各種治療装置が開発さ
れている（特開昭57−75141号、同58−27559号、
同58−10055号、同58−12656号各公報および特願
昭58−71913号明細書参照）。

通常、それらの人工臓器および治療装置は製造
段階での汚染に備え、製造の最終工程で滅菌され
たのち無菌状態で封印され、使用者に提供される
ものである。

近年、用いられる滅菌方法としては、オートク
レーブによる高圧蒸気滅菌方法が一般的である。

その他の方法としては、ホルムアルデヒド水溶
液やエチレンオキサイドガスを充填する方法およ
びγ線を照射する方法があげられるが、それらの
方法は滅菌剤が使用時にも容器内に残留する危
惧、γ線照射により内容物や容器が変質して有害
物を内部で発生する危惧など、安全面での問題を
有しており、実用上採用をはばかられるばあいが
多い。

しかし、前記オートクレーブによる高圧蒸気滅
菌方法を採用するにあたり、人工臓器の内部に熱
容量の大きい水、生理食塩水または若干の安定剤
などを含有する水溶液や熱伝導性の小さい固形充
填物が内部充填物（充填材、充填剤を含む、以下
同様）として保有されているばあいには、人工臓
器の外部から高圧蒸気や高温水を加えて加熱滅菌
するという従来の方法にのみ採用すると、人工臓
器内の中心に近い部分の内部充填物の温度を滅菌
に必要な所定温度まで上昇せしめる際、また滅菌
したのち、外部から冷却して内容物が長時間ほ保
持されても変質しにくい温度以下、より好ましく
は内容物をオートクレーブより取り出すとき作業
者が熱いと思うことなく、確実に素手で取り扱う
ことのできる温度にまで下降せしめるのに長時間
を要する。すなわち人工臓器の加温時に、人工臓
器の外壁に近い部分では人工臓器内の中心にある
充填物の温度を滅菌に必要な温度にまで上昇せし
めるため、滅菌温度以上の高い温度にまで加熱さ
れたり、滅菌に必要な高い温度に長時間さらされ
るため、人工臓器に使用されている容器の内部充
填物の品質の劣化、たとえば吸着体に付加されて
いる有効成分が除去されるなど致命的欠陥が生じ
る。

そこで、オートクレーブ中で高圧蒸気を用いて
人工臓器を滅菌するにあたり、人工臓器を滅菌す
るのに充分な高い温度にまであらかじめ滅菌され
たのち高温に保持された液（通常、水、生理食塩
水または若干の安定剤などを含む水溶液）を人工
臓器内に通液し、その内部温度をほぼ滅菌温度に
到達せしめたのち、高圧蒸気による外部加熱によ
り、滅菌に必要な温度で所定時間、すなわち必要
なグレードの滅菌が可能な時間（たとえば10^-8の
グレードの滅菌を121℃の高圧蒸気滅菌で行なう
ばあいは20分間）維持して該人工臓器を滅菌し、
ついで該人工臓器に未だ通液していない滅菌され
た高温の液を冷却装置によつて冷却した液を該人
工臓器内に通液し、その内部を冷却せしめること
により、一連の滅菌操作を終了することを特徴と
する急速昇温急速冷却による人工臓器の滅菌方法
が報告されている（特願昭58−245761号および同
59−12462号各明細書参照）。

しかしながら、この方法において複数個の人工
臓器に高温滅菌液を通液させるばあいに、複数個
の人工臓器に接続される管やバルブなどの装置内
回路が並列に複数となれば各人工臓器に流れる滅
菌された高温の液の流量が各人工臓器すべてにお
いて同じであることは必ずしも保証されない。各
人工臓器に流れる滅菌された高温の液の流量が大
きく異なるばあい、滅菌された高温の液により各
人工臓器の内部充填物の温度上昇の速さが異な
り、結果として各人工臓器の内部充填物の温度が
人工臓器の蒸気滅菌温度に近い所定温度に到達す
るまでの所要時間が大きく異なることになる。し
たがつて、流量がもつとも小さく、もつとも昇温
の遅い人工臓器の内部温度が前記所定温度に到達
したときには、これより流量が大きく昇温時間の
少ない人工臓器の内部充填物は必要以上に長い時
間高温にさらされる結果となり、人工臓器の性能
および品質の劣化を生じるという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、かかる実情に鑑み鋭意研究を重
ねた結果、オートクレーブ内で高圧蒸気の用いて
複数個の人工臓器を滅菌するにあたり、各人工臓
器をあらかじめ滅菌されたのち人工臓器の蒸気滅
菌温度に近い高温に保持された液を通液すること
により前記所定温度に到達せしめる所要時間の各
人工臓器における違いが該人工臓器の性能および
品質の劣化を生じさせることを知り、各人工臓器
間の該所要時間の差をなくすためには、各人工臓
器に流れる滅菌されたのち人工臓器の蒸気滅菌温
度に近い所定温度の液の流量を同じにする必要が
あるのて、そのために、各人工臓器に直列に流量
形を設置し、該流量計でここを流れる前記所定温
度の液の流量を検知して流量を調節することがで
きる人工臓器の滅菌方法およびそれに用いる装置
を見出し本発明を完成した。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、オートクレーブ中で高圧
蒸気を用いて複数個の人工臓器を滅菌するにあた
り、オートクレーブ中に設置した複数個の人工臓
器に、人工臓器の蒸気滅菌温度に近いあらかじめ
滅菌されたのち高温に保持された液（以下、滅菌
済所定温度液用高温液という）を、各人工臓器の
直列に管路中に設置された流量計を有する通夜装
置を用いて通液し、該流量計によつて各人工臓器
の流量を検知し所定量に調節することにより、各
人工臓器の内部温度をほぼ同時に所定温度に到達
せしめ、所定温度の該液（以下、滅金済所定温度
液という）の充填下、高圧蒸気による外部加熱に
より所定時間滅菌温度に維持して滅菌し、そのの
ちあらかじめ滅菌されたのち高温に保持された液
（以下、滅菌済高温液という）を人工臓器に通液
する途中で冷却装置を用いて冷却した滅菌された
低温の液（以下、滅菌済低温液という）を人工臓
器内に通液し、その内部を冷却せしめることを特
徴とする人工臓器の等量通液滅菌方法およびオー
トクレーブ中で高圧蒸気を用いて複数個の人工臓
器を滅菌する装置であつて、あらかじめ滅菌され
たのち高温に保持された液を貯える滅菌液貯槽と
滅菌液排出口とを人工臓器を介して連結する管路
中で、人工臓器に直列に流量計が設けられてなる
人工臓器の等量通液滅菌装置に関する。

〔実施例〕

本発明は、オートクレーブ中に設置した複数個
の人工臓器に、滅菌済所定温度液用高温液を各人
工臓器に管路中直列に設置しうる流量計を有する
通液装置を用いて通液し、該流量計によつて各人
工臓器の流量を検知し所定量に調節することによ
り、各人工臓器の内部温度をほぼ同時に前記所定
温度に到達せしめ、滅菌済所定温度液の充填下、
高圧蒸気による外部加熱により所定時間蒸気滅菌
温度に維持して滅菌する。

本発明に用いる人工臓器およびその充填物の種
類は、いずれもとくに限定されるものではなく、
とくに吸着剤としては特定の溶液と相溶体を構成
して吸着性能を保持するものであればよい。

本発明において、人工臓器の蒸気滅菌温度に近
い滅近済所定温度液とは、あらかじめ蒸気滅菌な
どの方法で滅菌されたのち冷却装置としての機能
を発揮しえない状態、たとえば冷媒を通液してい
ない状態の冷却装置を通じて人工臓器に通液され
る通常、水、生理食塩水または若干の安定剤など
を含有するそれらの水溶液である。

該所定温度は、人工臓器の外部からの蒸気滅菌
の際の滅菌条件として採用される温度よりも０〜
３℃高い温度である。たとえば、多くのばあい蒸
気滅菌温度は115〜134℃の範囲であるので、該所
定温度は115〜137℃である。

本発明における人工臓器の滅菌に用いる液を人
工臓器に通液する装置は、前記滅菌済所定温度液
用高温液を加熱し貯えておく滅菌液貯槽および該
貯槽と複数個の人工臓器とを連結する配管および
人工臓器と滅菌液排出口とを連結する配管からな
り、さらに該配管は該貯槽の直後に設けられたバ
ルブおよび冷却装置を有するものであり、その管
路中の人工臓器に直列に流量計が設けられ、本発
明の装置を構成するものである。

人工臓器が長時間高温にさらされるばあい、内
部充填物などの品質劣化や性能劣化が生ずるの
で、本発明の方法では、人工臓器に通液する装置
に設けられ各人工臓器に直列に設置された流量計
を用いて複数個の人工臓器内の所定温度の液の流
量を検知し、各人工臓器を流れる該液の流量を各
人工臓器の直前または直後に設けられたバルブな
どの滅菌液の流量を調節しうる装置を用いて同量
に調整することにより、どの人工臓器もその内部
温度が人工温度の蒸気滅菌温度に近い所定温度に
到達せしめられたのちには該液によつてさらに長
時間高温にさらされぬように、ほぼ同時に人工臓
器の蒸気滅菌温度に近い所定温度に到達せしめる
ことができる。

本発明に用いる流量計は、人工臓器の内部温度
が前記所定温度に到達するまでの流量の累積積算
値を示す、容積式流量計（オーバル式、ルーツ
式、ブロニー式など）、翼車式流量計、流量率測
定流量計に瞬間値の時間積分機能を付加したもの
などの積算値測定流量計であつてもよいし、浮子
式流量計（ローターメーター）、超音波流量計、
差圧式流量計、電磁流量計などの単位時間あたり
の流量を示す流量率（瞬間流量）測定流量計であ
つてもよい。また、かかる流量計は人工臓器の上
流側に設置しても、下流側に設置してもよいが、
構造の複雑な流量計内に通液される液の汚染を考
慮に入れて下流側に設置するのがより好ましい。

高圧蒸気による外部加熱により所定時間蒸気滅
菌温度に維持しい滅菌する方法はオートクレーブ
を用いる通常の高圧蒸気滅菌方法と同様に実施さ
れるが、オートクレーブ中に設置した複数個の人
工臓器の所定数、たとえば該人工臓器のすべての
内部温度が滅菌済所定温度液の各人工臓器への流
量を調節することによつて同時に高圧蒸気滅菌温
度に近い所定温度に到達したのち該滅菌が開始さ
れる。また人工臓器の内部温度をほぼ蒸気滅菌温
度に到達させる際の内部充填液の置換回数は１回
以上、好ましくは２〜５回である。

人工臓器の蒸気滅菌温度は、人工臓器に用いら
れている容器や内部充填物の品質を劣化させずに
滅菌することができればとくに限定されないが、
通常は日本薬局方に記載された条件、たとえば
105℃以上、多くのばあい115〜134℃を用いる。
その所定時間は、通常115℃のばあい30分、121℃
のばあい20分、126℃のばあい15分、134℃のばあ
い３分などの条件が採用される。

ついで、本発明は滅菌済高温液を人工臓器に通
液する途中で冷却装置により冷却した滅菌済低温
液を人工臓器内に通液し、内部充填液を置換する
ことによつてその内部を冷却せしめる。内部充填
液の置換回数は１回以上、好ましくは２〜５回で
ある。この際に、人工臓器の内部温度を昇温した
際と同様に流量計を用いて操作してもよい。

ここで、滅菌済高温液とは、一旦高温状態で滅
菌されたのち冷却されて滅菌済低温液に転換され
る目的で使われる液のことで、人工臓器の内部温
度昇温用の滅菌済所定温度液用高温液であつても
よいが、必ずしもこれと同じ高温液である必要は
なく、滅菌済所定温度液の槽、すなわち滅菌液貯
槽の温度を下げることなどによつてつくられた70
〜95℃の常圧高温水、生理食塩水または若干の安
定剤を含有するそれらの水溶液であつてもよい。

滅菌済低温液とは、前記滅菌済高温液を冷却装
置としての機能を発揮しうる状態、たとえば冷媒
を通液している状態に変換された前記冷却装置を
通して60℃未満、好ましくは20〜40℃に冷却され
ているものをいう。

冷却装置としては、蛇管式、２重管式、プレー
ト式などの公知の液−液または気−液熱交換器な
どがあげられる。

また、冷却装置に用いられる冷媒としては、低
温の水道水、工業用水またはその他の冷却水など
の液体の冷媒、または低温の空気またはその他の
気体を用いてもよい。

人工臓器の蒸気滅菌温度に近い、滅菌済所定温
度液用高温液および滅菌済低温液調整用の滅菌済
高温液は、滅菌された直後のものでもよいし、ま
た一旦滅菌されたのち、菌の繁殖を許さない適正
な温度（たとえば70℃以上、好ましくは80℃以
上）で比較的短時間（たとえば24時間以内）、適
正な容器に保持されたものでもよい。またそれら
は、同一の貯槽から供給されるものでもよいし、
前記滅菌条件を満たす範囲内で別途異なる条件ま
たは装置内で供給されるものでもよい。

なお前記滅菌済所定温度液用高温液および滅菌
済低温液調整用の滅菌済高温液は、第１図および
第２図に示す実施例のばあいにはそれぞれ冷却装
置を通じて人工臓器内に通液される。したがつ
て、滅菌済所定温度液用高温液を通過させると、
それによつて冷却装置をも滅菌しうる。一方、冷
却装置内の滅菌済所定温度液用高温液、ついで冷
却されるべき滅菌済高温液が通過して人工臓器内
に至るのみでなく、たとえば冷媒管路が滅菌済所
定温度液用高温液の槽、すなわち滅菌液貯槽の中
を通過するなど、冷却装置が高温液槽中に存在す
るようにし、冷却装置が滅菌済所定温度液や滅菌
済低温液調整用の滅菌済高温液中に存在するもの
であつてもよい。

また、滅菌済所定温度液用高温液を冷却装置を
通過させずに直接人工臓器内に至らしめ、人工臓
器を滅菌したのち、今度は滅菌済高温液が、たと
えば冷却装置が経由して人工臓器に至るように別
途設けられた管路を通過して冷却されたのち、人
工臓器内に流入するようにしてもよい。

以下に、本発明の121℃、20分間の高圧蒸気滅
菌を行つたばあいの実施例を第１図および第２図
に基づいて説明する。本発明はかかる実施例のみ
に限定されるものではない。すなわち本明細書中
でいう高圧蒸気滅菌の滅菌条件は121℃で20分間
に限定されるものではなく、人工臓器の容器や吸
着剤の特性に合わせて選定することができる。す
なわち、その条件を日本薬局方に準じて115℃で
30分間、126℃で15分間などに選ぶことができる
が、これらのばあいは以下の説明に準じて適宜温
度設定値や時間を平行移動的に変更することが望
ましい。

また本実施例では生理食塩水を滅菌済所定温度
液用高温液、滅菌済高温液および滅菌済低温液と
して用いているが、水または他の安定剤の水溶液
を用いることも可能であることは勿論である。

第１図に示す本発明の装置の一実施例の概略系
統図に基づいて、本発明の等量通液滅菌方法の一
実施例を121℃、20分間の高圧蒸気滅菌の実施に
ついて説明する。

オートクレーブ１の中にｎ個の人工臓器２−１
〜２−ｎを設置する。前記オートクレーブ１に
は、加熱器３、高温溜液４、排出バルブ５が設け
られている。前記オートクレーブ１の外部には滅
菌液貯槽６および冷却装置７が設置されている。
滅菌液貯槽６にはジヤケツト８が設置され該槽６
を加熱しうるようになつており、該槽６の上部に
は呼吸用フイルター９が設けられている。滅菌液
貯槽６と冷却装置７とはバルブ１０を介して耐圧
ステンレンス配管で連結されている。冷却装置７
と人工臓器回路路入口１１−１〜１１−ｎとは耐
圧ステンレス配管で連結され、それぞれの人工臓
器回出口１２−１〜１２−ｎから下流のオートク
レーブ１内に流量計としてローターメーター１５
−１〜１５−ｎおよびバルブ１４−１〜１４−ｎ
が設置されている。さらに、オートクレーブ１外
でバルブ１４−１〜１４−ｎの下流の耐圧ステン
レス配管の集合部から下流の耐圧ステンレス配管
に温度計１３が設置されている。

まず、滅菌液貯槽６にバルブ１０を閉じた状態
で人工臓器２−１〜２−ｎの充填液と同じ水、生
理食塩水または若干の安定剤を含有するそれらの
水溶液を入れ、ジヤケツト８を用いて127℃の高
温に加熱し、30分間以上保持することにより液を
滅菌し、滅菌済所定温度液用高温液および滅菌済
高温液となる滅菌された高温の液とした。

えられた滅菌された127℃の高温の液を人工臓
器２−１〜２−ｎの蒸気滅菌温度に近い123〜127
℃で滅菌液貯槽６内に保持した。このとき、滅菌
液貯槽６内の気相部は加圧ぎみになり、その圧力
は約2.3atmとなつた。

つぎに、バルブ１０および１４−１〜１４−ｎ
を開き、滅菌液貯槽６内の人工臓器２−１〜２−
ｎの蒸気滅菌温度に近い、滅菌済所定温度液を通
液し、ローターメーター１５−１〜１５−ｎで流
量を検知し、該液の流量を調節する装置として、
バルブ１４−１〜１４−ｎを用いて流量を調節
し、各人工臓器２−１〜２−ｎに流れる流量を同
一とした。

通液し内部充填液を置換することによつて、人
工臓器２−１〜２−ｎの内部温度を急速に熱滅菌
温度まで上昇せしめた。このとき、冷却装置７に
は冷媒を流さなかつた。

なお、このときかかる操作により人工臓器２−
１〜２−ｎの温度上昇はぼほ一致し、全人工臓器
２−１〜２−ｎが所定温度（121℃）に達するま
での時間のバラツキは１分以内であることがわか
つた。そして前記置換による人工臓器２−１〜２
−ｎの昇温が終了したことを温度計１３で検知
し、オートクレーブ１の昇温が終了したのち121
℃の高圧蒸気滅菌の条件として設定した所定時間
である20分間、人工臓器２−１〜２−ｎの滅菌を
行なつた。このとき、人工臓器２−１〜２−ｎ中
の滅菌液が突沸するのを防ぐために、各人工臓器
回路出口１２−１〜１２−ｎとバルブ１４−１〜
１４−ｎとの間に圧力計を設け、系内圧力が飽和
蒸気圧以下に下がらないように圧力の変化を検知
してもよい。

所定時間が経過し、滅菌が終了するまでに冷却
装置７に冷媒を流し冷却装置として機能しうる状
態にしておき、滅菌が終了したのちバルブ１４−
１〜１４−ｎを開いて滅菌液貯槽６内の安定剤液
としての生理食塩水を人工臓器２−１〜２−ｎに
通液する途中で冷却装置７で冷却し、滅菌済低温
液として人工臓器２−１〜２−ｎ内に通液して前
記方法と同様に内部充填液を置換することにより
人工臓器２−１〜２−ｎの内部を急速に40℃以下
に下げた。

第２図は、本発明の等量通液滅菌方法の別の一
実施例を実施するための本発明の装置の実施例を
示す概略系統図であり、該装置には、ローターメ
ータ１５−１〜１５−ｎおよびバルブ１４−１〜
１４−ｎが各人工臓器２−１〜２−ｎの下流側の
オートクレーブ１の外側に位置するようにそれぞ
れ設けられているほかは第１図に示す装置と同じ
構成となつている。

したがつて、本発明によれば各人工臓器の内部
温度を同時に所定温度に到達しうるように、各人
工臓器の流量を調節することができる。

〔発明の効果〕

本発明の人工臓器の等量通液滅菌方法およびそ
れに用いる装置は、複数個の人工臓器を滅菌する
ばあいに、各人工臓器にほぼ等量の高温液を流
し、内部からも加熱するため、同時に人工臓器の
蒸気滅菌温度に近い所定温度に到達させることが
できるので、この際に人工臓器の品質および性能
の劣化が生じず、高圧蒸気滅菌にオートクレーブ
に設置したすべての人工臓器を供することができ
る。しかも、各人工臓器は蒸気滅菌温度に近い所
定温度に到達せしめられているため高圧蒸気滅菌
に要する時間は短時間でよいという効果を奏す
る。

本発明の方法は人工臓器全般に応用することが
でき、しかも製造工程と最終段階における滅菌の
みならず、使用中の人工臓器の滅菌にも適用しう
ることはいうまでもなく、滅菌操作を簡略化する
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の等量通液滅菌方
法の実施例を実施するための本発明の装置の実施
例を示す概略系統図である。 （図面の主要符号）、１：オートクレーブ、２
−１〜２−ｎ：人工臓器、６：滅菌液貯槽、７：
冷却装置、１５−１−１５−ｎ：ローターメータ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オートクレーブ中で高圧蒸気を用いて複数個
   の人工臓器を滅菌するにあたり、オートクレーブ
   中に設置した複数個の人工臓器に、人工臓器の蒸
   気滅菌温度に近いあらかじめ滅菌されたのち高温
   に保持された液を、各人工臓器に直列に管路中に
   設置された流量計を有する通液装置を用いて通液
   し、該流量計によつて各人工臓器の流量を検知し
   所定量に調節することにより、各人工臓器の内部
   温度をほぼ同時に所定温度に到達せしめ、所定温
   度の該液の充填下、高圧蒸気による外部加熱によ
   り所定時間滅菌温度に維持して滅菌し、そののち
   あらかじめ滅菌されたのち高温に保持された液を
   人工臓器に通液する途中で冷却装置を用いて冷却
   した滅菌された低温の液を人工臓器内に通液し、
   その内部を冷却せしめることを特徴とする人工臓
   器の等量通液滅菌方法。 ２ 流量計が人工臓器の下流側に設置されるもの
   である特許請求の範囲第１項記載の人工臓器の等
   量通液滅菌方法。 ３ オートクレーブ中で高圧蒸気を用いて複数個
   の人工臓器を滅菌する装置であつて、あらかじめ
   滅菌されたのち高温に保持された液を貯える滅菌
   液貯槽と滅菌液排出口とを人工臓器を介して連結
   する管路中で、人工臓器に直列に流量計が設けら
   れてなる人工臓器の等量通液滅菌装置。 ４ 流量計が人工臓器の下流側に設置されてなる
   特許請求の範囲第３項記載の人工臓器の等量通液
   滅菌装置。