JPH0467869B2 - - 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滅菌開始方法に関する。

〔従来の技術〕

人工腎臓に代表される人工臓器は、近年急激な
発展を遂げ、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
や、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のみを採用すると、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や内部充填物
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ずる。

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）。

人工臓器に滅菌された高温の液を通液させる
と、人工臓器の内部の温度はこの滅菌された高温
の液により、急速に所定温度に上昇させられ有効
成分の不必要に多量な脱離や製品の薬効の低下を
防止することができる。しかしながら、人工臓器
の内部ではいわゆる熱交換現象が発生し、人工臓
器内部の充填物の温度が上昇すると同時に高温液
は当初の温度より低い温度に下降する。このため
人工臓器の液入口付近の温度が所定の温度に達し
ても出口付近の温度は所定温度より低い温度とな
り人工臓器の内部に温度差が生じる。したがつ
て、人工臓器回路入口付近の温度が所定温度に達
したのち、該入口付近で滅菌に必要な時間の滅菌
を行つても、人工臓器回路出口付近は滅菌時間が
不足することとなり、所定の温度および時間の条
件下での滅菌を完全に行なつたことにはならな
い。これを予測してあらかじめ滅菌時間を長く設
定すると、人工臓器の一部の滅菌に要する時間が
不必要に長くなり人工臓器の性能および品質の熱
劣化を生ずるという問題がある。また、一度に複
数個の人工臓器を滅菌するばあいには、内部の温
度差の生ずる問題はさらに深刻なものとなる。

〔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、人工臓器の性能
および品質の劣化を生じせしめる長時間の高圧蒸
気加熱を必要とせず、さらに、一度に複数の人工
臓器を滅菌しうる人工臓器の滅菌方法を見出し
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、通液装置を用いて通液し、
人工臓器下流に設けられた温度計で、 (1) 予め内部温度の上昇が他の人工臓器に比べ遅
いと認知された１もしくはそれ以上の、または (2) オートクレーブ中に設置されたすべての人工
臓器の内部温度を検知し、オートクレーブ中に
設置した各人工臓器にそれぞれ連結された導管
中にバルブを設け、各人工臓器の内部加熱に要
する時間をほとんど一致させるようにこれらの
バルブの絞り具合をそれぞれ調節することによ
り所定温度の該液（以下、滅菌済所定温度液と
いう）によつて人工臓器の内部温度が所定温度
に到達したのち、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滅菌開始方法に
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
の人工臓器に通液装置を用いて人工臓器の蒸気滅
菌温度に近い滅菌済所定温度液用高温液を通液
し、人工臓器下流に設けられた温度計で人工臓器
の内部温度を検知し、所定位置に設定された所定
数の人工臓器の内部温度が滅菌済所定温度液によ
つて所定温度に到達したのち、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。

所定位置に設置された所定数の人工臓器とは、
滅菌済所定温度液の通液による内部温度の上昇が
他の人工臓器に比べ遅いと予め実験により認知さ
れた１またはそれ以上の人工臓器であり、かかる
認知が不可能であるばあいにはオートクレーブ中
に設置されたすべての人工臓器を意味する。

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
い滅菌済所定温度液とは、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℃となる。

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し、各人工臓器の直前で
分岐し、各分岐配管がそれぞれ別の人工臓器に連
結されたものであり、さらにこの人工臓器の下流
側配管の所定のものについてはそれぞれ温度計が
設置されている。

本発明において、各人工臓器の下流に設置され
ている温度計は、オートクレーブ中の温度の影響
を受けにくくするためにオートクレーブの外の設
けるのが好ましい。また、各人工臓器を通過した
のちの前記滅菌に用いた液は、各人工臓器に連結
された、各バルブを有する配管を通じて排出され
る。

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方法はオートクレーブ
を用いて通常の高圧蒸気滅菌方法と同様に実施さ
れるが、滅菌液貯槽から滅菌済所定温度液用高温
液を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、たとえば設置された該人工臓器すべ
てに通液することによつて、それらの内部温度が
それぞれの人工臓器下流に設けられた温度計でそ
れぞれの人工臓器の内部温度を検知し、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益の置換回
数は１回以上、好ましくは２〜５回である。

またオートクレーブ中に設置した各人工臓器に
それぞれ連結された管路中を流れる滅菌済所定温
度液の量をほぼ等しくする方法などにより、各人
工臓器の内部加熱に要する時間がほとんど一致す
ることを確認できたばあいには、それぞれの人工
臓器下流に温度計を用いることなく各人工臓器の
下流側配管を１つにまとめ、そのまとめた部分よ
り下流の管路中に設けた１つの温度計が所定温度
に達したことをもつて、各人工臓器の内部温度
が、所定温度に達したと推定する方法を前記の方
法に換えて用いることもできる。すなわち人工臓
器下流の配管の集合部下流に設置された温度計、
人工臓器の内部温度を検知してもよい。

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。通常は121℃、
20分間の滅菌方法が採用される。

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。

冷媒装置としては、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
却装置内を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
えば冷却装置を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
菌を行な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図に示す概略系統図に基づいて、本発明の
滅菌開始方法の一実施例を121℃、20分間の高圧
蒸気滅菌方法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
ステンレス配管で連結されている。冷却装置７と
人工臓器回路入口１１−１〜１１−ｎとはオート
クレーブ１中耐圧ステンレス配管で連結され、そ
れぞれの人工臓器回路出口１２−１〜１２−ｎか
ら下流にオートクレーブ１外で温度計１３−１〜
１３−ｎおよびバルブ１４−１〜１４−ｎが耐圧
ステンレス配管で連結されている。

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、設
置された人工臓器２−１〜２−ｎに通液した。通
液により内部充填液を置換して、人工臓器２−１
〜２−ｎの内部温度を急速に所定温度近くまで上
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。

この際人工臓器回路出口１２−１〜１２−ｎに
近い、オートクレーブ１の外に設置した温度計１
３−１〜１３−ｎで人工臓器２−１〜２−ｎより
排出された液の温度を観察して、すべての温度計
１３−１〜１３−ｎの温度指示値の変化を把握し
た。そしてあらかじめ人工臓器２−１〜２−ｎの
内部温度と温度計設置場所の温度との関係を調べ
ておき、所定数、たとえばオートクレーブ１中に
設置されたすべての人工臓器２−１〜２−ｎの内
部温度に対応する温度計１３−１〜１３−ｎによ
る測定温度が所定温度121℃に達したことを検知
したとき、バルブ１４−１〜１４−ｎを閉じて置
換をおえた。この時点を所定滅菌時間計測の原点
とし、この時点から高圧蒸気による前記蒸気滅菌
温度での所定時間、すなわち121℃で20分間の人
工臓器２−１〜２−ｎの滅菌を行なつた。

なお、オートクレーブ１の昇温に要する時間を
あらかじめ測定しておき、人工臓器２−１〜２−
ｎ内部の温度が121℃に達するときと前記オート
クレーブ１の昇温が終了し121℃に達するときを
一致させるのが好ましい。

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、本発明の滅菌開始方法を実施するた
めの別の実施例を示す概略系統図であり、該装置
には人工臓器２−１〜２−ｎの下流にバルブ１４
−１〜１４−ｎに加えてその下流の配管の集合部
の下流に集合バルブ１５と各人工臓器２−１〜２
−ｎから流出した滅菌液をまとめて測温する温度
計１３が温度計１３−１〜１３−ｎのかわりに設
けられているほかは第１図に示す装置と同じ構成
になつている。バルブ１４−１〜１４−ｎおよび
バルブ１５を用い、オートクレーブ１中に設置し
た各人工臓器２−１〜２−ｎにそれぞれ連結され
た導管中を流れる滅菌済所定温度液の量をほぼ等
しく、各人工臓器２−１〜２−ｎの内部加熱に要
する時間をほとんど一致させるとともに人工臓器
２−１〜２−ｎ内で突沸が生じないよう各々のバ
ルブの絞り具合を調節する。

これらの操作を行なうことにより、複数の人工
臓器を長時間高温にさらすことなく滅菌すること
ができた。

〔発明の効果〕 本発明の人工臓器の滅菌方法は、滅菌済所定温
度液用高温液をオートクレーブ中に設置した複数
個の人工臓器に通液するに際し、前記人工臓器に
連結された導管中にバルブを設け、検知した人工
臓器の内部温度のもとづき前記バルブの絞り具合
を調節している。このため、各人工臓器において
内部温度を均一に保ち、滅菌による人工臓器の性
能および品質の劣化を防止しつつ、複数個の人工
臓器を一度に滅菌することができる。

本発明の方法は人工臓器全般に応用することが
でき、しかも製造工程の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図は本発明の滅菌開始方法の
実施例を実施するための装置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、７：冷却装置、１３，
１３−１〜１３−ｎ：温度計。

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、通液装置を用いて通液し、人工臓器下流
   に設けられた温度計で、予め内部温度の上昇が他
   の人工臓器に比べ遅いと認知された１またはそれ
   以上の人工臓器の内部温度を検知し、オートクレ
   ーブ中に設置した各人工臓器にそれぞれ連結され
   た導管中にバルブを設け、各人工臓器の内部加熱
   に要する時間をほとんど一致させるようにこれら
   のバルブの絞り具合をそれぞれ調節することによ
   り所定温度の該液によつて人工臓器の内部温度が
   所定温度に到達したのち、高圧蒸気による外部加
   熱による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
   人工臓器の滅菌開始方法。 ２ 所定温度が115〜137℃である特許請求の範囲
   第１項記載の人工臓器の滅菌開始方法。 ３ 高圧蒸気による滅菌の所定時間が３〜30分で
   ある特許請求の範囲第１項記載の人工臓器の滅菌
   開始方法。 ４ 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、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、通液装置を用いて通液し、人工臓器下流
   に設けられた温度計で、オートクレーブ中に設置
   されたすべての人工臓器の内部温度を検知し、オ
   ートクレーブ中に設置した各人工臓器にそれぞれ
   連結された導管中にバルブを設け、各人工臓器の
   内部加熱に要する時間をほとんど一致させるよう
   にこれらのバルブの絞り具合をそれぞれ調節する
   ことにより所定温度の該液によつて人工臓器の内
   部温度が所定温度に到達したのち、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滅菌開始方法。 ５ 所定温度が115〜137℃である特許請求の範囲
   第４項記載の人工臓器の滅菌開始方法。 ６ 高圧蒸気による滅菌の所定時間が３〜30分で
   ある特許請求の範囲第４項記載の人工臓器の滅菌
   開始方法。 ７ 人工臓器下流の配管の集合部下流に設置され
   た温度計で、人工臓器の内部温度を検知する特許
   請求の範囲第４項記載の人工臓器の滅菌開始方
   法。