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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5785207
(24)【登録日】2015年7月31日
(45)【発行日】2015年9月24日
(54)【発明の名称】過酸化水素の滅菌方法
(51)【国際特許分類】
A61L 2/20 20060101AFI20150907BHJP
A61L 2/24 20060101ALI20150907BHJP
B01J 4/02 20060101ALI20150907BHJP
【ＦＩ】
A61L2/20 106
A61L2/24
B01J4/02 B
【請求項の数】6
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2013-83146(P2013-83146)
(22)【出願日】2013年4月11日
(62)【分割の表示】特願2012-531191(P2012-531191)の分割
【原出願日】2010年9月29日
(65)【公開番号】特開2013-150869(P2013-150869A)
(43)【公開日】2013年8月8日
【審査請求日】2013年9月24日
(31)【優先権主張番号】61/247,197
(32)【優先日】2009年9月30日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509111191
【氏名又は名称】ティーエスオースリー インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100102819
【弁理士】
【氏名又は名称】島田 哲郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100141081
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 庸良
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100171251
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 拓也
(72)【発明者】
【氏名】ブルーノ トランブレイ
(72)【発明者】
【氏名】ジャン−マルタン バリエール
【審査官】
金 公彦
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００１−２８９６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−２０６６５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表平０８−５０４６１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００９−５３５２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００９−５０１６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００９／００５２５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００６−１１０３４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−３０５３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−２６３１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−２８５６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第３８８００１１（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許第４８３８８８７（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００３／００６６３４６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００４−０６６２３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｌ ２／００− ２／２８
Ａ６１Ｌ １１／００−１２／１４
Ｇ０１Ｆ １１／２８
Ｇ０１Ｆ １３／００
Ｂ０１Ｊ ４／００− ７／０２
ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
過酸化水素滅菌装置のための過酸化水素計量供給ユニットであって、前記過酸化水素計量供給ユニットは、固定した体積と上流端部と下流端部とを有する計量供給通路を画定する本体を備え、前記上流端部は過酸化水素供給源に連結され、前記下流端部は過酸化水素蒸発器に連結され、前記計量供給通路は、前記計量供給通路を通して前記過酸化水素供給源から前記過酸化水素蒸発器に直接流れるように、前記過酸化水素供給源と前記過酸化水素蒸発器のみに連結され、
前記過酸化水素計量供給ユニットは、さらに、
前記上流端部を選択的に閉鎖するための上流弁と、
前記下流端部を選択的に閉鎖するための下流弁と、
前記弁の両方が同時に開くことを選択的に防止しかつ前記計量供給通路を前記過酸化水素供給源又は前記過酸化水素蒸発器のいずれかのみに選択的に連結するための、非重複的にかつ互いに逆の形で前記弁を操作するための制御装置とを備える計量供給ユニット。
前記過酸化水素計量供給ユニットは、さらに、
前記上流端部を選択的に閉鎖するための上流弁と、
前記下流端部を選択的に閉鎖するための下流弁と、
前記弁の両方が同時に開くことを選択的に防止しかつ前記計量供給通路を前記過酸化水素供給源又は前記過酸化水素蒸発器のいずれかのみに選択的に連結するための、非重複的にかつ互いに逆の形で前記弁を操作するための制御装置とを備える計量供給ユニット。
【請求項2】
前記通路の体積が既知であり、前記蒸発器は真空下にあり、及び、前記制御装置は、弁作動サイクルの回数と前記計量供給通路の前記体積とから過酸化水素の注入体積を求めるために、前記弁作動サイクルの回数を追跡する請求項１に記載の計量供給ユニット。
【請求項3】
前記計量供給通路の既知の体積は７５μＬから１５μＬの間である請求項２に記載の計量供給ユニット。
【請求項4】
前記計量供給通路の既知の体積は３５μＬから１５μＬの間である請求項３に記載の計量供給ユニット。
【請求項5】
前記計量供給通路の既知の体積は２０μＬから１５μＬの間である請求項４に記載の計量供給ユニット。
【請求項6】
前記計量供給通路の既知の体積は２０μＬである請求項４に記載の計量供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、滅菌方法及び装置に関する。さらに特に、本発明は、真空下でガス状の殺生物剤を使用する滅菌プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
滅菌は、栄養胞子状態又は休眠胞子状態における、あらゆるウイルス、バクテリア、菌類、又は、他の微生物の破壊であり、及び、バクテリアの濃度の１０-6の減少によって定義される。医療器具のための従来の滅菌処理手順が、（蒸気又は乾燥熱ユニットのような）高温度、又は、（酸化エチレンガス、過酸化水素、又は、オゾンのような）化学物質を含む。
【0003】
ガス状の滅菌剤を使用する滅菌方法及び装置が公知である。滅菌剤として過酸化水素を使用する滅菌装置が広く使用されている。過酸化水素は、一般的に水溶液として供給され、及び、滅菌装置の滅菌チャンバに注入する前に、その溶液の加熱によって、又は、滅菌チャンバに真空を加えることによって、又は、その両方によって蒸発させられる。この溶液の蒸発の後に、滅菌チャンバ内の滅菌雰囲気が水蒸気と過酸化水素ガスとを含む。滅菌が進行するにつれて水蒸気が滅菌チャンバ内の物品上で凝縮する傾向があるということが、このプロセスの欠点である。滅菌される物品上の結果的に生じる凝縮水の層が、過酸化水素の滅菌作用に悪影響を与える。多数の装置及びプロセスの変型がこの問題に対処するために開発されてきたが、これらの全ては、滅菌プロセス中の滅菌雰囲気における相対湿度を制限することを目的としている。しかし、これらの変型は、必ず運転コスト及び／又は滅菌サイクル時間を増大させる。
【0004】
過酸化水素ガスとオゾンガスの両方を使用する滅菌プロセスが使用されてきたが、このプロセスでは、特に、胃カメラと大腸内視鏡のような長い内部管腔を有する物品の滅菌に関して、及び、サイクル時間と滅菌コストに関して、不十分な結果しか得られていない。オゾンに基づく滅菌プロセスは、長い内部管腔を有する物品に関しては適切であるが、材料の適合性が問題となる。過酸化水素に基づく滅菌プロセスは、一般的に、長い内部管腔の滅菌に関しては不十分である。滅菌される物品上の望ましくない過酸化水素の凝縮水が、滅菌効率を減じる。滅菌チャンバ内の過酸化水素濃度の確実な制御が重要である。一般に、高価なシステムが、チャンバ内の過酸化水素の濃度を測定するために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、ガス状の滅菌剤を使用する公知の滅菌プロセスの欠点の少なくとも１つに対処する方法と装置が求められている。
【0006】
本発明の目的が、ガス状の滅菌剤を使用する従来の滅菌プロセスの少なくとも１つの欠点を回避又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第１の側面において、チャンバ内の過酸化水素の濃度を制御するために、例えば滅菌チャンバや蒸発器などの排気されたベッセルへ過酸化水素ガスを計量供給する方法を行う計量供給ユニットを提供する。チャンバ内の蒸発過酸化水素の濃度は、注入の累積の体積が実現されるまで注入サイクルの数を単に監視することによって繰り返し制御される。第１の側面において、計量供給ユニットは、固定した体積と上流端部と下流端部とを有する計量供給通路を画定する本体と、上流端部を過酸化水素供給源に連結するための上流連結部と、下流端部を過酸化水素蒸発器に連結するための下流連結部と、上流端部を選択的に閉鎖するための上流弁と、下流端部を選択的に閉鎖するための下流弁と、弁の両方が同時に開くことを選択的に防止するための、非重複的にかつ互いに逆の形で弁を操作するための制御装置とを備える。
【0008】
第２の側面において、制御装置は、過酸化水素供給源と蒸発器とに対する計量供給通路の逐次的な連結のために弁を逐次的に操作する。
【0009】
第３の側面において、通路の体積が既知であり、蒸発器は真空下にあり、及び、制御装置は、弁作動サイクルの回数と計量供給通路の体積とから過酸化水素の注入体積を求めるために、弁作動サイクルの回数を追跡する。
【0010】
第４の側面において、計量供給通路の既知の体積は７５μＬから１５μＬの間である。
【0011】
第５の側面において、計量供給通路の既知の体積は３５μＬから１５μＬの間である。
【0012】
第６の側面において、計量供給通路の既知の体積は２０μＬから１５μＬの間である。
【0013】
第７の側面において、計量供給通路の既知の体積は２０μＬである。
【0014】
本発明の計量供給ユニットによれば、高価な過酸化水素濃度測定システムが、不変体積の通路を用いて注入サイクルの数を経済的に監視することに代えられる。
【0015】
本発明の他の側面と特徴とが、添付図面に関連付けて本発明の特定の実施形態の後述の説明を検討することによって、当業者に明らかになるだろう。
【0016】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら、単なる具体例の形で説明する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明は、一般的に、蒸発過酸化水素を逐次的に添加することによる、ガス状滅菌雰囲気の中での物品の滅菌のための方法、特に、排気されたチャンバ等のベッセル内への蒸発過酸化水素を計量供給する計量供給ユニットを提供する。
【0019】
チャンバ内の過酸化水素の濃度を制御するために、例えば滅菌チャンバや蒸発器などの排気されたベッセルへ過酸化水素ガスを計量供給する方法を行う計量供給ユニット２４０（図８参照）を提供する。チャンバ内の蒸発過酸化水素の濃度は、注入の累積の体積が実現されるまで注入サイクルの数を単に監視することによって繰り返し制御される。計量供給ユニット２４０は、以下により詳細に説明するように、固定した体積と上流端部と下流端部とを有する計量供給通路を画定する本体又は基部ブロック２４１と、上流端部を過酸化水素供給源に連結するための上流連結部と、下流端部を過酸化水素蒸発器に連結するための下流連結部と、上流端部を選択的に閉鎖するための上流弁２４２と、下流端部を選択的に閉鎖するための下流弁２４３と、上流弁及び下流弁の両方が同時に開くことを選択的に防止するための、非重複的にかつ互いに逆の形で弁を操作するための制御装置とを備える。好適には、制御装置は、過酸化水素供給源と蒸発器とに対する計量供給通路の逐次的な連結のために弁を逐次的に操作する。好適には、通路の体積が既知であり、蒸発器は真空下にあり、及び、制御装置は、弁作動サイクルの回数と計量供給通路の体積とから過酸化水素の注入体積を求めるために、弁作動サイクルの回数を追跡する。好適には、計量供給通路の既知の体積は７５μＬから１５μＬの間であるが、３５μＬから１５μＬの間、２０μＬから１５μＬの間、又は２０μＬでもよい。本発明の計量供給ユニットによれば、高価な過酸化水素濃度測定システムが、不変体積の通路を用いて注入サイクルの数を経済的に監視することに代えられる。
【0020】
予め選択された温度で過酸化水素が沸騰する圧力よりも低い真空圧に滅菌チャンバを維持し、所望の圧力増大が実現されるまで過酸化水素の連続パルスを蒸発させて注入することによって、滅菌チャンバ内の過酸化水素の濃度を制御でき、予め選択された温度での過酸化水素の望ましくない凝縮を抑制することができる。
【0021】
以下にさらに説明するように、滅菌チャンバ内に注入される蒸発過酸化水素溶液が、滅菌すべき物品上で凝縮する。しかしながら、過酸化水素が凝縮中に気相から除去されるので、過酸化水素の凝縮水が長い内部管腔の滅菌作用に悪影響を与える。したがって、過酸化水素が長い内部管腔を貫通するように、過酸化水素が、可能な限り長く気相で維持されなければならず、過酸化水素の注入中に凝縮が避けられなければならない。これは、本発明により、個々の過酸化水素の注入パルスの体積を制御することによって実現される。一つの実施形態では、過酸化水素の各パルスの体積が７５μＬ未満である。別の実施形態では、過酸化水素の各パルスの体積は３５μＬ未満である。さらなる実施形態では、過酸化水素の各パルスの体積は２０μＬ未満である。
【0022】
一実施形態では、図３の流れ図と図４から図６のサイクルグラフとに示されているように、本発明は、滅菌される物品を過酸化水素とオゾンとに対して逐次的に露出させることによって物品を滅菌する方法を提供する。この物品が、真空下において、最初に過酸化水素の蒸発水溶液に対して露出させられ、その次にオゾン含有ガスに対して露出させられることが好ましい。この露出が、滅菌雰囲気の水蒸気含量を減少させることなしに行われ、かつ、この水蒸気含量が、過酸化水素溶液の水性溶媒と、水と酸素とへの過酸化水素の分解とから得られることが好ましい。滅菌チャンバが密封状態のままである間に、かつ、滅菌雰囲気のあらゆる成分の除去なしに、完全な滅菌プロセスが実現されることが最も好ましい。この目的のために、そのチャンバは、最初に、そのチャンバの雰囲気の温度において水性過酸化水素の蒸発を引き起こすのに十分な第１の真空圧になるように排気される。その次に、そのチャンバは密封されて、過酸化水素とオゾン含有ガスとが逐次的にそのチャンバに加えられ、及び、予め選択された露出期間の間、そのチャンバ内に維持される。滅菌剤の添加の最中と、露出の持続時間中は、滅菌雰囲気内のあらゆる成分の完全な除去が停止させられる。
【0023】
水性過酸化水素溶液は蒸発させられて、水蒸気含量を減少させる処置なしに、滅菌チャンバの中に直接的に注入される。本出願の発明者は、チャンバ内の水蒸気含量を減少させるためのあらゆる及び全ての段階が省略され、かつ、過酸化水素滅菌段階の後にオゾン滅菌段階が続く時に、過酸化水素滅菌段階中に発生させられる水蒸気が、オゾン滅菌段階を改善するために滅菌チャンバ内の雰囲気を十分に加湿するように使用されることが可能なので、使用される滅菌剤の量と滅菌サイクルの長さとが著しく減少させられることが可能であるということを、驚くべきことに発見している。同じ滅菌剤を使用する時に、依然として完全な滅菌を実現しながら、従来技術のプロセスの場合よりも著しく少ない量の過酸化水素とオゾンとが使用されることが可能である。さらに、本発明による滅菌剤の必要量が、同一のサイクルにおいて単純に２つの滅菌剤を使用することから予想される必要量よりも少ない。したがって、滅菌雰囲気中の湿度を調整する処置なしに全ての滅菌段階を通じて滅菌チャンバを密封状態に保つことが、相乗効果を結果的に生じさせると考えられる。
【0024】
図１に概略的に示されている本発明による滅菌装置は、一般的に、次の仕方で動作する。滅菌される物品（図示されていない）が滅菌チャンバ１０内に置かれ、このチャンバが密封される。真空がこのチャンバ１０に加えられる。蒸発過酸化水素溶液が配送ユニット３０（図８を参照されたい）から滅菌チャンバ１０の中に供給されるが、これについてはより詳細に後述する。このチャンバの中に供給される蒸発過酸化水素は、物品の部分的滅菌を生じさせる。医療品質の酸素がオゾン発生器２２内で電界に曝され、この電界はその酸素をオゾン含有ガスに変換する。その次に、このオゾン含有ガスはチャンバ１０の中に送り込まれるが、このチャンバ１０は、蒸発過酸化水素溶液の注入と、フリーラジカル（ヒドロキシル）と水と酸素とへの過酸化水素の分解とによってすでに加湿されている。オゾン含有ガスが物品の滅菌を完了する。その次に、残留する滅菌剤ガスが、触媒５２を使用して水と酸素とに分解される。滅菌サイクルの最後に残る残留物は酸素と浄水だけである。
【0025】
本発明のオゾン滅菌方法が室温で行われ、及び、したがって、滅菌済みの物品が滅菌サイクルの直後に使用されることが可能であるように、滅菌済み物品の換気又は冷却が実質的に不要であることが好ましい。さらに、使用されるガスが、滅菌される長い管腔の中により迅速に拡散し、滅菌に必要とされるサイクル時間を減少させる。このことが、高額の医療装置在庫を維持するコストを病院が低減させることを可能にする。本発明の滅菌方法は幾つかのさらに別の利点を提供する。この方法は、有毒な廃棄物を生じさせず、危険なガスシリンダの取り扱いを不要にし、及び、環境又はユーザの健康に対して脅威を及ぼさない。ステンレス鋼の器具と熱に弱い器具とが同時に取り扱われることが可能であり、このことは、特定のユーザの場合に、２つの別々の滅菌装置の必要性を取り除くだろう。
【0026】
図１に概略的に示されている本発明による好ましい滅菌装置が、真空を閉じ込めるために密封されることが可能な滅菌チャンバ１０を含む。これはアクセス扉１２によって実現され、このアクセス扉１２は、選択的に、滅菌チャンバの中への到達のために開かれることが可能であり、及び、その閉鎖状態において滅菌チャンバを密封する。この装置は、さらに、オゾン含有ガスを滅菌チャンバに供給するためのオゾン発生器２２と、滅菌チャンバ１０に蒸発過酸化水素を供給するための過酸化水素配送ユニット３０と、真空ポンプ４０（ＣＭ−００５−０５２ ＴＳＯ３，Ｉｎｃ）とを含む。真空ポンプ４０は、滅菌ガスの浸透を増大させるように、かつ、滅菌チャンバの内側の温度よりも低い温度で蒸発過酸化水素溶液を発生させることが可能であるように、十分な真空を滅菌チャンバ１０に加えるために使用される。好ましい実施形態の真空ポンプ４０は、滅菌チャンバ内の雰囲気の実際の温度よりも低い温度に滅菌チャンバ内の水の沸点を低下させるために十分な真空を、滅菌チャンバ内に生じさせることが可能である。この好ましい装置では、真空ポンプは、１３３Ｐａ（１トル（１．３３ｍｂａｒ））の真空を生じさせることが可能である。オゾン発生器２２内で発生させられるオゾンが、オゾン含有ガスが滅菌チャンバ１０の通過後に又は直接的にオゾン発生器２２からバイパス弁２９ｂを通過して送り込まれるオゾン触媒５２内で破壊される。オゾン触媒５２（ＡＭ−００４−００１、ＴＳＯ3 Ｉｎｃ）は、外気へのオゾンガスの漏出を防止するために真空ポンプ４０の後に連続して連結されている。好ましい触媒５２中のオゾン分解材料がカロライト（ｃａｒｕｌｉｔｅ）である。経済的及び実用的な理由から、滅菌チャンバ１０から排出される滅菌ガスの中のオゾンの分解のために触媒を使用することが好ましい。この触媒は、特定の量の熱の発生を伴いながら、接触時に過酸化水素とオゾンを破壊して酸素と水に再変形する。このタイプの触媒とその製造業者は、オゾン発生器分野の当業者には公知であり、本明細書では詳細に説明する必要は無い。さらに、滅菌ガス中に含まれているオゾンと過酸化水素を破壊する他の手段が、当業者には容易に明らかだろう。例えば、このガスは、予め選択された時間の間、滅菌剤の分解が加速される温度に加熱されることが可能であり、例えば３秒間の時間期間の間、３００℃に加熱されることが可能である。
【0027】
過酸化水素配送ユニット３０は、リザーバ２２０（ＡＭ−２１３−０１０、ＴＳＯ3 Ｉｎｃ）と、計量供給ユニット２４０と、導管２８０（ＡＭ−２１３−００３、ＴＳＯ3 Ｉｎｃ）を経由して滅菌チャンバ１０に直接的に連結されている蒸発器ユニット２６０（ＦＭ−２１３−００３、ＴＳＯ3 Ｉｎｃ）とを含む。リザーバ２２０は、別の滅菌サイクルの実行のために十分に高い液位の過酸化水素を常に確保するために液位センサ２２２を備えている。過酸化水素溶液（３−５９％）が、過酸化水素供給ユニット２００（図７を参照されたい）からリザーバに供給されるが、この過酸化水素供給ユニット２００についてはより詳細に後述する。過酸化水素溶液は、密封ボトル１８０から供給ユニット２００の中に供給される(図７を参照されたい)。蒸発器ユニット２６０内で発生させられた蒸発過酸化水素溶液が、中間での流れの制限又は弁なしに、直接的に滅菌チャンバ１０の中に入る。蒸発器ユニットが、過酸化水素溶液のより高い蒸発速度を実現しかつその凍結を防止するように十分に高い温度に過酸化水素溶液の温度を維持する加熱装置（図示されていない）を備えていることが好ましい。
【0028】
オゾン発生器２２（ＯＺ、ｍｏｄｅｌ １４ａ、ＴＳＯ3 Ｉｎｃ）はコロナ放電タイプであり、かつ、オゾン分解速度を低下させるために冷却されるが、このことは全て当業で公知である。オゾン発生は、熱の形でのエネルギー損失に伴われている。熱がオゾンの酸素への分解を加速するので、この熱は、オゾン発生器２２の冷却によって可能な限り速やかに取り除かれるべきである。この装置内のオゾン発生器は、冷却システム６０によって３℃から６℃の比較的低い温度に保たれ、この冷却システム６０は、冷却水再循環を伴う間接的冷却システムであるか、又は、冷却のための空冷ユニット又は冷凍ユニットを備える直接的冷却システム(図示されていない)である。この冷却システムが３−６℃の温度に維持されることが好ましい。好ましい実施形態では、この冷却システムは、オゾン発生器２２によって発生させられるオゾン含有ガスが約２０℃から約３５℃の周囲温度にあるように、４℃に保たれる。したがって、加湿と滅菌とのために滅菌チャンバの中に入るオゾン含有ガスは２５℃から３５℃の外界温度に保たれる。このことは、オゾン分解が最小限にされかつ滅菌プロセスが最も効率的であることを意味する。オゾン発生器２２が、医療グレードの酸素を供給されることが好ましい。酸素は、さらに、酸素供給弁２１を通して滅菌チャンバ１０の中に直接的に供給されてもよい。この装置は、病院内で一般的である壁上の酸素出口に連結されることが可能であり、又は、酸素シリンダに、又は、所望の品質及び流量を供給することが可能な任意の他の供給源に連結されることが可能である。オゾン発生器２２に対する酸素の供給は、フィルタ２３と、圧力調整器２４と、流量計２５と、酸素遮断弁２６とを経由して生じる。オゾン発生器は、安全圧力スイッチ２７によって酸素の過剰圧力から保護されている。オゾン発生器２２によって生じさせられたオゾン−酸素混合物が、流量調整器オリフィス２８と混合物供給電磁弁２９ａとを経由して滅菌チャンバ１０に送られる。この混合物は、さらに、バイパス電磁弁２９ｂ（採用随意）を経由してオゾン触媒５２に直接的に供給されることも可能である。体積１２５リットルの滅菌チャンバが使用される好ましい実施形態では、圧力調整器２４と調整器弁２８とが、約１３．８ｋＰａ（２ｐｓｉｇ）の圧力と約１．５リットル／分の流量とに酸素供給量を調整することが好ましい。しかし、オゾン発生器２２の構造及びモデルと、滅菌チャンバのサイズとに応じて、他の流量が使用されてもよいということが、当業者には容易に明らかだろう。
【0029】
滅菌チャンバ１０内の真空は、真空ポンプ４０と、滅菌チャンバ排液弁４４とによって生じさせられる。
【0030】
弁２９ａ、２９ｂはテフロン電磁弁（ＣＭ−９００−１５６、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ）である。弁２６と真空弁４４は電磁弁（ＣＭ−０１５−００４、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ）である。
【0031】
本発明のプロセスと装置で使用される好ましいオゾン発生器は、コロナ放電タイプの発生器であり、この発生器は当業者に公知であり、本明細書でさらに説明される必要はない。
【0032】
動作本発明による好ましい滅菌方法が、図３の流れ図に示されている次の概略的な段階を含む。医療器具のような滅菌されるべき物品が、滅菌チャンバの中に直接的に置かれるが、病院環境で一般的に使用されるような滅菌包装容器、滅菌ラップ又は滅菌パウチ内に密封され、その後で滅菌チャンバ内に入れられることが好ましい。様々な異なるタイプのこうした容器又はパウチが当業者には公知であり、本明細書でさらに説明される必要はない。
【0033】
段階３２０において、滅菌される物品の挿入物が滅菌チャンバの中に入れられ終わった後に、段階３４０において、滅菌チャンバの扉が閉められてそのチャンバが密封され、及び、段階３５０において、そのチャンバ内の圧力が１３３Ｐａ（１トル（１．３３ｍｂａｒ））の第１の圧力に達し終わるまで、真空が滅菌チャンバに加えられる。予熱段階３１０において、滅菌チャンバの壁が４０℃の温度に予熱され終わっていることが好ましい。加湿段階３６０において、滅菌チャンバを部分的に滅菌して加湿するために、蒸発過酸化水素溶液が滅菌チャンバの中に受け入れられる。２５２７Ｐａ（１９トル）の圧力増大が滅菌チャンバ内で実現され終わると、蒸発過酸化水素溶液の注入が停止させられる。滅菌チャンバは、過酸化水素がその最中に少なくとも部分的にフリーラジカルと水と酸素の形に分解する第１の露出期間３７０（２分であることが好ましい）の間、密封状態に維持されることが可能である。好ましくは、この露出期間が省かれることも可能である。その次に、乾燥オゾンと酸素の混合物の形態であることが好ましいオゾン含有ガスが、オゾン注入段階３８０において、滅菌チャンバに供給され、このチャンバが、予め選択された第２の露出期間３９０の間、密封状態にされる。チャンバの雰囲気が過酸化水素溶液によって加湿され終わっているので、オゾン含有ガスの加湿は行われないか、又は、不要でさえある。真空の付与の合間に、過酸化水素の蒸発段階の前に、及び、第２の露出期間の終了の前に、滅菌雰囲気の成分のどれもが第２の露出期間の終了前に除去されないように、あらゆる滅菌雰囲気成分の完全な除去が中止される。真空の付与の段階、第１の露出期間を伴う過酸化水素の注入の段階、及び、第２の露出期間を伴うオゾンガスの注入の段階が、少なくとも１回は反復されることが好ましく、及び、この反復の回数は、段階３３０において前もって選択されたサイクルに基づいて段階３９５において決定される。滅菌サイクルの完了後に滅菌チャンバ１０から残留滅菌剤の全てを取り除くために、換気期４００が開始され、この換気期が、滅菌チャンバの排気と酸素による洗い流しとの複数のサイクルを含むことが好ましい。この換気期４００の後に、段階４１０において扉がロック解除され、滅菌された物品が滅菌チャンバから取り出されることが可能である。滅菌チャンバの床と扉の温度と蒸発器ユニットの温度とが、滅菌プロセス全体を通じて調整されることが好ましい。
【0034】
本発明による例示的な滅菌装置では、ユーザは複数の異なる滅菌サイクルの選択が可能である。好ましい方法では、このプロセスのサイクル選択段階３３０において、ユーザは、表１に示されておりかつ後述されるそれぞれの特性を有する３つのサイクルの中から選択することが可能である。【表1】
サイクル２ − オゾンとの高い適合性を有する表面装置、ヒンジ付き器具、及び、硬質の内視鏡（１ｍｍ×５０ｃｍ）。
サイクル３ − サイクル＃１によって滅菌可能な器具、及び、複雑な内視鏡（例えば、胃カメラ、大腸内視鏡）。
【0035】
５０％過酸化水素溶液を使用してこの滅菌プロセスを行うことが好ましいが、このプロセスは、３０％−５０％の過酸化水素を含む溶液を使用して行われることが可能である。３％、３０％、及び、５０％の過酸化水素溶液を使用して行われる時のこのプロセスの例示的な条件が次の通りである。【表2】
【0036】
最大注入圧力は、蒸発過酸化水素溶液の注入が停止される圧力である。条件調整時間が、滅菌される物品が滅菌チャンバ内に保たれ、かつ、約４０℃に加熱されているチャンバの壁と床と扉によって室温から次第に温度上昇する、滅菌チャンバの封止後と真空の付与の前の時間期間を表す。チャンバ内のロード（ｌｏａｄ）のこの加温は、蒸発過酸化水素溶液の注入時におけるロード上の水の不要な凝縮を防止するために必要とされる。この凝縮のリスクは、過酸化水素溶液の濃度の低下につれて増大する。
【0037】
ユーザがこの３つのサイクルの１つを選択し終わると、そのユーザは滅菌チャンバの扉を閉め、開始ボタンを押す。その次に、滅菌装置制御システム（図９を参照されたい）が、組み込まれている操作ソフトウェアの制御を受けて、選択されたサイクルに関する予め選択されたパラメータを使用して、選択されたサイクルによる滅菌プロセスを開始する。滅菌ロードの事前の条件調整はない。このサイクルは、約１３３Ｐａ（約１トル（１．３３ｍｂａｒ））の滅菌チャンバ内の真空の発生から開始する。その次に、蒸発水性過酸化水素溶液が、ロードを部分的に滅菌及び加湿するために、蒸発器ユニットを通して滅菌チャンバの中に注入される。過酸化水素溶液は、蒸発器ユニットの中に入る前に、図８に示されている計量供給ユニット２４０の中を通過する。この計量供給ユニット２４０は蒸発器ユニット２６０に直接的に連結されており、及び、したがって、滅菌チャンバ内に存在する真空圧を受ける。計量供給ユニット２４０は基部ブロック２４１を含み、この基部ブロックは固定された既知の体積の通路（図示されていない）を有し、この通路は、その通路の上流側の末端において吸い込み弁２４２によって過酸化水素リザーバ２２０に連結されており、かつ、この通路の下流側の末端において排出弁２４３によって蒸発器ユニット２６０に連結されている。計量供給ユニット２４０を通過する過酸化水素溶液の流量は、弁２４２、２４３によって正確に制御されることが可能であり、これらの弁は、他方の弁が開いている時には一方の弁が常に閉じられており、かつ、両方の弁が同時には開かないように、互いに反対に切り替えられかつ非オーバーラップ（ｎｏｎ−ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ）である。このようにして、この通路は、排出弁２４３が開いておりかつ吸い込み弁２４２が閉じている時に排出され、及び、排出弁２４３が閉じておりかつ吸い込み弁２４２が開いている時に過酸化水素溶液で満たされ、及び、排出弁２４３が再び開いておりかつ吸い込み弁２４２が再び閉じている時に再び排出される。この通路の正確な体積が分かっているので、弁サイクル毎に供給される過酸化水素溶液の量が分かっており、過酸化水素の合計量が弁開閉サイクルの回数に基づいて計算されることが可能である。弁２４２、２４３が開閉する回数と頻度が装置のソフトウェアによって制御及び監視され、及び、供給ボトルから吸い込まれた合計量と計量供給された量とに基づいて、リザーバから取り出された過酸化水素溶液の量を求めるために、及び、リザーバ内の溶液の理論的な残留量を計算するために、使用されることが可能である。本発明の装置及び方法の発明者は、一般的な認識とは反対に、チャンバ内に供給される蒸発過酸化水素の正確な量が重要ではないということを発見している。これとは反対に、本出願の発明者は、過酸化水素蒸気の滅菌効果の最も確実な決定要因がチャンバ内の圧力であるということを驚くべきことに発見している。この滅菌効果は、過酸化水素による滅菌雰囲気の飽和レベルに依存している。しかし、この飽和レベルは、チャンバ内のロードと、ロード中の材料の吸収特性とに大きく依存するので、注入される溶液の量からは確実には計算不可能である。しかし、この飽和レベルはチャンバ内の圧力に直接的に比例している。したがって、チャンバ内の飽和レベルは、チャンバ内への注入された過酸化水素溶液の流量又は量を測定することによってではなく、チャンバ圧力に基づいてのみ求められることが可能である。この結果として、本発明の実施形態における過酸化水素注入段階３６０中の弁開閉サイクルの回数は、過酸化水素注入の完了時においてチャンバ１０内で達する圧力に完全に依存している。好ましい実施形態では、５０％水性過酸化水素溶液が使用され、チャンバ内で達しなければならない圧力増大が２５２７Ｐａ（１９トル）である。事前設定された２５２７Ｐａ（１９トル）の圧力増大の到達の後に、採用随意の２分間の保圧時間が続く。その次に、１回分の乾燥オゾン含有ガスが注入され、その後に第２の露出期間が続く。このオゾンの用量は、ユーザによって選択されるサイクルによって決まる。第１及び第２の部分的滅菌段階の所望の回数の反復が行われる時に、過酸化水素及びオゾン滅菌剤の残留物を取り除くために、酸素によってチャンバを３回にわたって排気及び再充填することによって、滅菌チャンバ１０の換気が行われる。
【0038】
条件調整期中に各パルスによって注入される過酸化水素の体積における変化が、滅菌の有効性と、ロード上で観察される凝縮物の量とに対して影響を与えるかどうかを判定するために、本出願人は、異なる注入パルス量で滅菌試験を行った。理論的には、過酸化水素の注入／蒸発の速度が滅菌の有効性に影響を与える可能性があった。各パルス中に著しくより大きな体積を注入することによって、その溶液がチャンバ内により迅速に押し込まれ、及び、その液体が蒸発する時間が減少させられる。したがって、器具上又は包装材料上により多くの凝縮物が生じる機会がより一層多い。過剰に顕著である凝縮物が２つの問題点を生じさせることが予想される。第１に、顕著な凝縮が、器具の表面において胞子にオゾンが到達する能力を制限する可能性があった。第２に、過酸化水素液が包装材料内に閉じ込められたままになり、後でその滅菌されたロードを取り扱う人々にとって有害である可能性があった。閉じ込められた過酸化水素液の量が過剰に多い場合には、滅菌サイクルの終了時におけるチャンバとパッケージングとの換気が、過酸化水素凝縮物の全ての残留物を取り除くには不十分であることがある。
【0039】
滅菌チャンバ内の圧力が大気圧よりも低下させられている時には、チャンバ内に存在しているか又はチャンバ内に注入されるあらゆる液体が、大気条件における場合よりも低い温度で沸騰するだろう。本プロセスの上記の実施形態では、チャンバ内の圧力は最初に低下させられ、及び、その次に、ある一定の体積の過酸化水素が蒸気の形態で注入される。使用される過酸化水素の全体積が小さい増分で注入される。注入中は、チャンバ内の圧力が、２６６０Ｐａ（２０トル）（１３３Ｐａ（１トル）の開始圧力＋２５２７Ｐａ（１９トル）の圧力増大）の最終圧力に達するまで増大する。過酸化水素は水よりも高い温度で蒸発する（５０％過酸化水素の沸点は１１４℃であり、水の沸点は１００℃である）。したがって、凝縮物は、チャンバの中に入る初期溶液よりも過酸化水素においてより濃縮されるだろう。この現象は、チャンバ内に配置されているＵＶランプによって観察された。チャンバ内の圧力が増大していた場合にさえ、ＵＶランプによって読み取られた蒸気中の過酸化水素の濃度は減少していた。さらに、第１の過酸化水素液滴の濃度（１３３０Ｐａ（１０トル））が滴定された。その液体が約８５％の濃縮過酸化水素であることが発見された。
【0040】
約１３３０Ｐａ（約１０トル）の圧力では、過酸化水素の微量凝縮物（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）の層がチャンバ内の物体上に現れた。この微量凝縮物の厚さは数分子分の厚さにすぎないと計算されたが、過酸化水素が蒸気の形態と液体の形態とにおいて滅菌することが可能であるということが公知なので（Ｃｈｕｎｇ他、２００６、及び、Ｕｎｇｅｒ−Bｉｍｃｚｏｋ他、２００８）、滅菌を補助することが可能である。さらに、オゾンは過酸化水素中でより溶けやすく、及び、胞子が存在している表面においてラジカルを形成することが可能である。
【0041】
一度に大きな体積の注入を行うために、テフロン管材料で分離された弁が、通常使用されるマイクロバルブ（ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅ）（ＡＭ−２１３−００１、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ．）の代わりに使用された。この管材料の長さが、注入される体積によって決定された。この弁の中に含まれる体積が大きいので、２つサイズの弁が使用された。０．０６２″のオリフィスを有する第１のタイプ（ＴＳＯ３ ＃：ＣＭ−９００−１５７）が、１．５ｍＬまでの体積に対して使用された。０．１５６″のオリフィスを有する第２のＮｅｐｔｕｎｅタイプ（ＡＭ−９００−１５６、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ．）が、３．５ｍＬまでの体積に対して使用された。より大きい弁サイズは、さらに、大きな液体体積をチャンバ内に送り込むことを補助する。３５μＬの体積に関しては、Ｂｕｒｋｅｔ ７６１６マイクロポンプ（ＣＭ−１１３−００１、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ．）が使用された。２３μＬの体積に関しては、より大きい、特別に作られたブロックが使用された。
【0042】
２つのサイクルがこの実験のために使用された。無菌状態を試験するために、サイクル１（半サイクル）が使用され、この場合には、上述したように、条件調整期の注入段階が、各試行毎の体積及びパルスの変化によって変更された。凝縮物の効果に関しては、４つの期から成るサイクル３が使用された。このサイクルは、そのサイクルに関してより多い量の過酸化水素が注入されてそのサイクルを最悪のケースシナリオにしたという事実の故に選択された。第３の試験が無菌状態の試験のために行われた。管腔（テフロン、１ｍｍ×８０ｃｍ）が、ＭＣＢ−０９−Ａ０７にしたがってワイヤ方法を使用して接種処理された。サイクル１の半サイクルに対する露出の後に、各々の管腔の無菌状態が、超音波法とその後の濾過とを使用する量的回収によって、ＭＣＢ−０９−Ａ０７ ｒｅｖ．７にしたがって判定された。
【0043】
注入された体積を正確に求めるために、ビュレットがこの弁システム上に差し込まれた。その次に、この体積がパルス数で割り算された。３つのＴＳＯ３サイクルが、これら３つのサイクルに関する平均ロードを表す特別なロードを用いて試験された。サイクルの開始時にはこのロードは常に室温にあった。ＵＶランプも、使用された滅菌装置上に備えられた。このことが、条件調整期中における過酸化水素蒸気の分析を可能にした。
【0044】
無菌状態が、管材料の中に装入されたテフロンワイヤ（１ｍｍ×８０ｃｍ）を用いて検証され、及び、サイクル１の半サイクル内で試験された。条件調整期中の各パルスによる第１の注入体積が１．５ｍＬだった。滅菌効果に関して良好な結果の場合には、体積が２倍にされただろう。結果が不十分であった場合には、その体積の半分が試験されただろう。１パルス当たり１．５ｍＬを使用した試験の結果が良好だったので、その試験を２．５ｍＬと３．４ｍＬとを用いて繰り返した。２３９４Ｐａ（１８トル）の所望の圧力に達するために２つパルスだけしか必要ではなかったので、試験が３．４ｍＬの注入で中止された。通常の条件調整期は２５２７Ｐａ（１９トル）で止まったが、圧力が超過されなかったことを確実なものにするために、マイクロバルブが２３９４Ｐａ（１８トル）から２５２７Ｐａ（１９トル）の間で使用された。
【0045】
３．４ｍＬで無菌状態が得られた（全ての試験が胞子カウントに関してゼロだった）。したがって、本出願人は、パルス体積の変動が滅菌効果にまったく影響しないということを発見した。しかし、過酸化水素がチャンバ内に注入される場所に凝縮物が存在したということを滅菌試験中に発見した。したがって、各パルス毎に凝縮なしに注入されることが可能な最大体積を求めるために、より多くの試験が行われた。
【0046】
注入された第１の体積が再び１．５ｍＬだった。凝縮物が注入場所においてロード上に存在した。測定された液体凝縮物の量が、３．４ｍＬの注入パルスで観察されたものと同じだった。その次に、このパルス量が、それ以上多くの凝縮物が見えなくなるまで、１回毎に半分ずつ注入量を減少させることによって段階的に減少させられた。７５μＬでは、凝縮物は、再び、３．４ｍＬの注入パルスの場合と同じだった。凝縮物形成における著しい減少が、７５μＬのパルス体積よりも低いパルス体積で観察された。３５μＬでは、凝縮物が依然として目視できたが、著しく減少した。２３μＬでは、凝縮物は殆ど目視できなかった。１６μＬのパルス体積では、凝縮物は全く完全に観察できなかった。凝縮物が約２０μＬのより大きいパルス体積で生じることが発見された。したがって、過酸化水素の不要な凝縮物の量を調整するためには、７５μＬ未満のパルス注入体積を使用することが好ましく、３５μＬより小さいパルス注入体積を使用することがより好ましく、約２０μＬのパルス注入体積を使用することが最も好ましい。
【0047】
本発明による例示的なプロセスでは、滅菌チャンバの壁が温度４０℃に維持され、一方、ロード温度が２０℃と２５℃の間で変化するだろう。使用される過酸化水素溶液の濃度は５０％であることが好ましいが、３％程度の低濃度と５９％程度の高濃度とが使用可能である。チャンバ内で到達される圧力が、使用される過酸化水素濃度（表ＩＩを参照されたい）の関数である。到達する圧力が上記の各サイクルに関して同一であっても、必要とされる過酸化水素溶液の体積は、その溶液の濃度と、チャンバ内のロードのタイプと、そのロードの過酸化水素吸収能力とに依存する。オゾン注入前の滅菌雰囲気内の加湿レベルが、過酸化水素溶液の異なる濃度を使用することによって調整されることが可能である。
【0048】
オゾンの用量は、サイクル＃１の場合の２ｍｇ／ｌとサイクル＃２の場合の１０ｍｇ／ｌの間で変化し、及び、その露出期間は、サイクル＃１の場合の５分間とサイクル＃３の場合の１０分間の間で変化する。
【0049】
滅菌ガスとして加湿されたオゾンを使用する従来技術の滅菌プロセスで使用されるオゾンの量が一般的に約８５ｍｇ／ｌである。オゾン注入前のロードの部分的滅菌と加湿とのために過酸化水素を使用することが、選択されたサイクルに応じて、２ｍｇ／ｌから１０ｍｇ／ｌの間の用量までの、滅菌（ＳＡＬ １０-6）を実現するために必要とされるオゾンの量の大きな減少を可能にする。この減少は、過酸化水素とオゾンが同一の滅菌サイクルで使用されるという事実だけから予想される減少よりも著しく大きい。
【0050】
実際にはチャンバ内に注入される蒸発過酸化水素溶液は滅菌を実現するためには不十分であるが、胞子の４ｌｏｇの減少が観察されている。しかし、滅菌雰囲気１リットル当たりオゾン１−１０ｍｇの範囲内の非常に少量のオゾンだけを加えることが、ＦＤＡのＳｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ Ｌｅｖｅｌ規格又は例えばＩＳＯ（ＳＡＬ １０-6）のような世界規格で必要とされるレベルの十分かつ完全な滅菌を結果的に生じさせる。この完全な滅菌は、使用される過酸化水素溶液の量とその溶液の濃度とは無関係に、蒸発過酸化水素溶液の注入だけを使用することによっては実現不可能だった。さらに、過酸化水素の高濃度が特定の器具との適合性を低下させる。これに加えて、例えば２分間の代わりに３分間の、過酸化水素注入後のより長い保圧時間が、滅菌効果を増強することはない。実際的には、過酸化水素注入後の保圧時間は滅菌効果に全く影響しない。さらに、上述したように、少量のオゾンだけを添加することが、驚くべきことに完全な滅菌を生じさせる。
【0051】
排出段階３５０（図３を参照されたい）中に、酸素供給弁２１、２６と、混合物供給弁２９ａと、混合物バイパス弁２９ｂとが閉じられ、及び、チャンバ排液弁４４が開かれる。滅菌チャンバ１０が約１３３Ｐａ（約１トル（１．３３ｍｂａｒ））の圧力に排気される。滅菌チャンバ上の圧力センサ１３によって測定されるこの圧力に達すると、チャンバの排液弁４４が閉じられ、及び、計量供給ユニット２４０が、蒸発器ユニット２６０に過酸化水素溶液を供給するために起動され、この蒸発器ユニット２６０内では過酸化水素溶液が蒸発させられた後に滅菌チャンバ１０内に自由に流れ込む。圧力センサ１３によって測定される滅菌チャンバ１０内の圧力増大が２５２７Ｐａ（１９トル）に達すると、計量供給ユニット２４０は作動停止させられ、蒸発器２６０への過酸化水素溶液の供給が停止させられる。２分間にわたって続くことがある後続の第１の露出期間３７０の最中にあらゆる物質の注入が生じないように、チャンバが密封状態に維持されることが可能である。しかし、その露出期間は完全に随意である。過酸化水素注入段階３６０（通常は約２−６分間）の終了の直前に、オゾン発生器が、オゾン含有ガスの供給を確実なものにするために起動される。オゾン発生器から出て行く酸素／オゾン混合物の流量が、真空に抵抗することが可能でありかつ毎分１−３リットルに流量を調整することが可能である調整器オリフィス２８によって。常に調整される。オゾン発生器２２の作動は、供給弁２６と混合物バイパス弁２９ｂの開放を含む。供給弁２６は、酸素をオゾン発生器の中に流入させる。その次に、この発生器によって生じさせられたオゾン／酸素混合物は、混合物バイパス弁２９ｂを経由してオゾン触媒５２の中に直接的に送り込まれる。段階３７０の完了後に、発生器２２によって発生させられた酸素／オゾン混合物は、混合物供給弁２９を開きかつ混合物バイパス弁２９ｂを閉じることによって、滅菌チャンバ１０の中に直接的に送り込まれる。選択されたサイクルにしたがった所望のオゾン濃度にチャンバ内で達するまで、酸素／オゾン混合物がチャンバ１０の中に入る。この段階に要する時間は、当業で公知のタイプのオゾン監視装置１５によって測定される、混合物中のオゾンガスの流量と濃度（好ましくは、１６０−２００ｍｇ／ｌ ＮＴＰ）に依存している。所望の濃度に達し終わった後に、滅菌チャンバを密封しかつオゾン／酸素ガス混合物を真空下でチャンバ内に保つために、混合物供給弁２９ａが閉じられる。
【0052】
チャンバ内への滅菌ガス（酸素とオゾンガスの混合物）の供給が停止された後に、発生器２２は停止させられ、及び、酸素供給弁２６が閉じられる。ユーザによって選択された滅菌サイクルに応じて、５−１０分間の露出期間にわたって滅菌チャンバが密封状態に維持される。同様に、選択されたサイクルに応じて、滅菌が完了する前に、段階３５０から段階３９０が１回から３回以上の回数にわたって繰り返される。この設定は１０-6（ＳＡＬ １０-6）のＳｅｃｕｒｉｔｙ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ Ｌｅｖｅｌ規格に準拠した。
【0053】
完全滅菌後に滅菌チャンバ１０内の残留する過酸化水素とオゾンと湿気とを全て取り除くために、換気期４００が行われる。この換気期は最終の露出期間３９０の後に行われる。チャンバ排液弁４４が開かれ、及び、約６５０ＭＰａ（約６．５ｍｂａｒ）まで真空が加えられる。６５０ＭＰａ（６．５ｍｂａｒ）の真空圧が得られた後に、排液弁４４が閉じられ、酸素供給弁２１が開き、酸素を滅菌チャンバ１０の中に受け入れる。大気圧に達すると、酸素供給弁２１が閉じられ、滅菌チャンバ排液弁４４が開かれ、及び、１３０ＭＰａ（１．３ｍｂａｒ）の圧力に達するまで真空が再び加えられる。１３０ＭＰａ（１．３ｍｂａｒ）までのこの最後の換気サイクルが、合計３つの換気サイクルの間に１回繰り返される。最後のサイクルの後に大気圧に達した後に、滅菌チャンバの内容物に対するアクセスを可能にするために、滅菌チャンバの扉機構が段階４１０で起動される。この換気期は２つの機能を有する。第１に、アクセス扉を開く前に滅菌チャンバ内の全ての滅菌剤残留物を取り除くために、及び、第２に、真空圧が加えられる時に滅菌済みの材料を蒸発によって乾燥させるために。当然であるが、所望の滅菌剤除去と乾燥とが実現される限りは、異なる真空圧とサイクル時間と反復回数とが適用されることが可能である。
【0054】
滅菌チャンバ１０から排出される滅菌剤と湿気含有ガスとが、滅菌剤の完全な分解を確実なものにするために、大気中へのそのガスの排出の前に触媒５２上を通過させられる。この触媒５２は、滅菌サイクルの２つの部分、すなわち、（弁２６、２９ｂを伴う）発生器２２の起動中と滅菌チャンバ１０の排出中にだけ使用される。発生器２２の始動期中に、混合物バイパス弁２９ｂが開かれ、及び、オゾンが触媒５２を通過させられる。発生器２２の始動期が終了すると、バイパス弁２９ｂが閉じる。滅菌チャンバ１０の換気中に、滅菌チャンバ排液弁４４が開かれ、オゾンを含む滅菌廃棄ガスが触媒５２に導かれる。滅菌チャンバ１０の排出が完了されると、排液弁４４が閉じられる。オゾンの循環が真空ポンプ４０によって確保される。触媒５２は真空ポンプ４０の上流側又は下流側に配置されることが可能である。
【0055】
実際には、２０℃において水が０．０２３ＭＰａ（２３．３ｍｂａｒ）の絶対圧にまで沸騰し、及び、３５℃において水が０．０５６ＭＰａ（５６．３ｍｂａｒ）の絶対圧にまで沸騰する。滅菌チャンバ内の真空が、水の沸騰温度が滅菌チャンバ内の温度よりも低下させられる圧力に調整されることが好ましい。この沸騰温度は非常に低く、蒸発器ユニット内の過酸化水素溶液の温度が急速に低下し、及び、周囲構造から得られるエネルギーに応じて、エネルギーの供給が実現されない場合にはこの過酸化水素溶液が凍結することがある。過酸化水素溶液を蒸発させるために必要とされるエネルギーは様々な供給源から得られる。このエネルギーは、主に、蒸発器ユニット２６０の主本体から得られ、この主本体は、加熱装置（図示されていない）が備えられているアルミニウムブロックの形である。この蒸発プロセスは、さらに、湿気が滅菌チャンバ壁上に凝縮する温度に加湿装置を冷却することもある。これは、少なくとも室温（好ましくは４０℃）にチャンバ壁を維持するのに十分なだけチャンバ壁を加熱することによって回避される。これは、加熱装置（図示されていない）によって実現され、この加熱装置は当業者には容易に明らかだろう。
【0056】
滅菌チャンバ内に注入される蒸発過酸化水素溶液は、滅菌チャンバ内の相対湿度を増大させる。この加湿は、オゾン滅菌段階の効果を著しく改善する。酸素／オゾン含有ガスが、外界に近い温度で、加湿された滅菌チャンバ内に注入される。オゾン含有ガスは注入前には加熱されない。
【0057】
過酸化水素は、医療器具を滅菌する時にその限界を示す。Ｈ２Ｏ２は、例えばステンレス鋼のような金属に接触する時に安定性が低下する。この問題が、化学反応が加速される低圧力において悪化させられる。したがって、過酸化水素の分解が真空下で加速され、及び、長い金属管材料を滅菌するために使用可能な時間を限定する。さらに、Ｈ２Ｏ２がガスではないので、Ｈ２Ｏ２の拡散が制限される。過酸化水素は拡散によって長い管材料の末端に到達するだろうが、その到達時点までに、加速された分解のせいで、滅菌には不十分なレベルにまでその濃度が低下し終わっているだろう。
【0058】
本出願人は、上述したように、これらの問題がオゾンのような滅菌剤ガスの添加によって克服可能であるということだけでなく、過酸化水素のフリーラジカルへの分解による滅菌チャンバの加湿が滅菌剤ガスの効果を改善するということを発見している。さらに、本出願人は、オゾンが亜酸化窒素すなわち一酸化窒素によって有利に置き換えられることが可能であるということを驚くべきことに発見している。本出願人は、過酸化水素の分解中に発生される水と酸素も一酸化窒素の効果を改善するということを発見した。
【0059】
亜酸化窒素（すなわち一酸化窒素）は、低濃度において細胞に有毒であることが知られている。水と酸素の存在下では、ＮＯが反応して二酸化窒素ＮＯ２を形成するが、この二酸化窒素も非常に有毒である。酸素の不在下では、ＮＯはＮＯ２を形成しないが、反応して硝酸を形成し、この硝酸は他の材料に対して非常に腐食性である。【化1】
【0060】
過酸化水素の予備調整後の所要ＮＯ濃度が非常に低いので、硝酸形成の問題は、水ではなく過酸化水素と一酸化窒素を混合することによって最小限にされる。Ｈ２Ｏ２処理が胞子被膜を弱体化し、及び、過酸化水素と一酸化窒素は、互いに混合されると、オゾンが過酸化水素と混合される時のオゾンの反応と同様に、フリーラジカルを形成する。【化2】
【0061】
このフリーラジカルは全ての有機物質と急速に反応して、その有機物質を酸化する。この酸化の速度は、ＮＯ又はＯ３だけの場合の１０１ではなく、１０９台であるだろう。
【0062】
本出願人は、当初に試験されたオゾンガスを酸素及び一酸化窒素のような別のガスで置き換えることの効果を試験した。この試験は、接種された装置上での滅菌効果を評価した。接種されたワイヤが管材料内に挿入され、及び、その後でパウチ内に挿入された。このパウチが、さらに、滅菌チャンバ内の装荷キャリッジ（ｌｏａｄｉｎｇ ｃａｒｒｉａｇｅ）の頂部に置かれた。この区域は滅菌チャンバ内の最小効果箇所（ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｌｅａｓｔ ｅｆｆｉｃａｃｙ）と見なされる。
【0063】
実施例同じロードが、行われた３つの組の試験（オゾン、酸素、一酸化窒素）のために使用された。管材料の長さと直径と材料とタイプは各サイクル毎に異なっていたが、これらが表３に説明されている。接種された管腔が、その３つのサイクルに関する平均ロードを表す特別なロードの中に置かれた。
各サイクル毎の管材料の長さと直径と材料
【表3】
【0064】
滅菌効果を評価するために使用される管腔が、プロトコルＭＣＢ−０９−Ａ０７ Ｒｅｖ．９にしたがって接種された。ワイヤ法（ｗｉｒｅ ｍｅｔｈｏｄ）が使用された。ワイヤが、１．０×１０6から２．５×１０6 ＵＦＣ／１０μＬのＧ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ ＡＴＣＣ ７９５３胞子懸濁液１０μＬを用いて接種された。この接種されたワイヤが、通常の室温条件において一晩にわたって乾燥するままにされた。
【0065】
試験ロードが各サイクルの半サイクルに対して露出させられた。酸素と一酸化窒素とを用いる実験のために、オゾンが、試験対象のガスによって置き換えられた。ビュレットも、注入されたＨ２Ｏ２の体積を正確に求めるために弁システム上に差し込まれた。露出の後に、超音波法とその後の濾過とを使用する定量的回収によって、ＭＣＢ−０９−Ａ０４ Ｒｅｖ．７にしたがって、各管腔の無菌性が判定された。
【0066】
オゾン各サイクルで使用された接種された管腔上での滅菌効果のベースラインが、過酸化水素だけを使用して確かめられた。過酸化水素とオゾンを使用するサイクルが、酸素と一酸化窒素の効果をオゾンに対して比較するために行われた。
【0067】
酸素オゾンのために使用されたシステムと同じシステムを使用して酸素がチャンバ内に注入された。オゾン発生器は停止させられた。
【0068】
一酸化窒素しかし、ＮＯは、独立したＮＯシリンダ（Ｐｒａｘａｉｒ）からチャンバ内に直接的に注入された。テフロンチューブによって分離されている、０．１５６″のオリフィスを有するＮｅｐｔｕｎｅ弁（ＣＭ−９００−１５６、ＴＳＯ３ Ｉｎｃ．）が、この注入のために使用された。そうすることによって、そのガスがチャンバ内に強制的に送り込まれた。
【0069】
偶発的な漏洩による発生可能な危険性を抑制するために、全ての試験が戸外で行われた。ＮＯ検出器が使用された。ＮＯがその機構から遠くに退けられることを可能にするために、長い管が触媒コンバータユニットの中に差し込まれた。２ｍｇ／Ｌの濃度を得るために必要な弁注入の回数を求めるために、計算が行われた（下記を参照されたい）。弁体積：３．３ｍL（Ｒ−１９３７において計算された体積）
ＮＯ密度ＮＴＰ：１．２５ｇ／Ｌ
滅菌チャンバの体積：１２５Ｌ
所望の最終濃度：２ｍｇ／Ｌ
ＮＯ圧力：３ｐｓｉｇ
補正された体積：３３００×（（１４．７＋３）／１４．７）＝３９７３．２μＬ
注入される質量：０．００２ｇ／Ｌ×１２５Ｌ＝０．２５ｇｎｏ
各注入によって注入される質量：１．２５ｇ／Ｌ×０．００３９７４Ｌ＝４．９６６５×１０−３ｇ／注入
必要とされる注入の回数：０．２５ｇｎｏ／４．９６６５×１０−３ｇ／注入＝５０回の注入
【0070】
２つのレンズがチャンバ内に存在しており、一方のレンズが底部の後部にあり、かつ、他方のレンズが頂部の後部にある。これらは、一方が他方の頂部上に正確に位置合わせされている。一方のレンズがタングステン光源からのＵＶ光を放出し、及び、他方のレンズがＵＶ検出器に連結されている。この機構が、チャンバ内の過酸化水素蒸気の測定を可能にした。
【0071】
過酸化水素は、Ｇ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ胞子に対して幾分かの不活化作用を有する。しかし、管腔内で実現された無菌性のパーセンテージは、特に硬質かつ長い可撓性の管腔の場合には、過酸化水素を単独で使用するには不十分である。過酸化水素に関する結果と、過酸化水素と混合された他のガスの結果とが、表４に要約されている。過酸化水素と混合された異なる滅菌剤による３つのＴＳＯ３サイクルに関する無菌性のパーセンテージ
【表4】
【0072】
過酸化水素と混合された酸素の場合には、オゾンと同等の濃度が各サイクルで使用され、言い換えると、サイクル１では２ｍｇのＯ２／Ｌ、サイクル２では１０ｍｇ／Ｌ、最後にサイクル３では３ｍｇ／Ｌが使用された。酸素は、過酸化水素単独又はオゾンと混合された過酸化水素に比較して、サイクル１及びサイクル２においてそのプロセスの効果を低下させた。サイクル３では、酸素又はオゾンによるそのプロセスの効果は同等であった。したがって、酸素はオゾンを置き換えるには効果的ではないということが発見された。
【0073】
一酸化窒素は公知の殺菌剤であるが、一酸化窒素と過酸化水素の混合物が高濃度では爆発性である可能性があるので、一酸化窒素は過酸化水素と混合されることは決してなかった。爆発の危険性を最小限にするために、ＮＯ濃度が、第１の一連の試験の３つのサイクルにおいて２ｍｇ／Ｌに制限された。無菌性がそのサイクル全てにおいて幾つかのサンプルに関して実現され、したがって、一酸化窒素の濃度がさらに増大されることはなかった。これらの結果は非常に決定的であり、すなわち、過酸化水素と混合されたオゾンよりも良好であるか、又は、これと同様であった。
【0074】
この調査においてＮＯによるＧ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ胞子の不活性化を検証するために対照が行われない場合にさえ、ＮＯの不活性化率が低いことが複数の調査で実証された。ＮＯが滅菌チャンバ内に注入されかつ湿った空気と組み合わされると、ＮＯは、予測可能な比率で酸素と反応してＮＯ２を形成し、このＮＯ２はＧ．ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ胞子に対して致死的である。ＮＯが、酸素原子が存在しない状態の滅菌チャンバ内に注入される時には、ＮＯはＮＯ２を形成せず、及び、胞子が殺菌されない（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｄｄｉｏｎｌｉｎｅ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ−ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ−ｐｒｏｄｕｃｔｓ−ｕｓｉｎｇ−ｏｘｉｄｅｓ−ｎｉｔｒｏｇｅｎ）。Ｎｏｘｉｌｉｚｅｒ滅菌プロセスの発行者データによれば、５．１２ｍｇ／ＬのＮＯ２では、Ｄ値は０．３分にすぎない。３ｍｇ／Ｌでは、Ｄ値は約１．９分である。
【0075】
この実験では、注入されたＮＯの量が２ｍｇ／Ｌだった。全てのＮＯ分子がＮＯ２に変形させられた（２ｍｇ／ＬのＮＯ２濃度の場合に１．９分のＤ値）ということを考慮すると、ＮＯ２によって２．５ｌｏｇの胞子だけが不活性化され終わっているだろう。これ、接種された装置上に存在する６ｌｏｇより少ない。実際には、ＮＯ２におけるＮＯの変換率はおそらく１００％ではなく、Ｄ値は１．９分よりも大きい。したがって、ＮＯだけによって不活性化された胞子の数は、おそらく約１ｌｏｇよりも多いだろう。
【0076】
別のガスによるオゾンの置換が本プロセスの３つのサイクル全てにおいて試験された。過酸化水素注入が通常の形で行われた。２つのガスが試験された。第１のガスである酸素は、決定的な結果を実現しなかった。無菌性はこの３つのサイクルの内の２つのサイクルで得られなかった。
【0077】
一酸化窒素も試験された。結果が３つのサイクル全てにおいて完全な無菌性を示した。全ての試験に使用された濃度が低かった。２ｍｇ／Ｌだけが３つの試験に関して注入された。この化学物質の使用は将来において考察されることが可能だろう。しかし、滅菌装置に対する大きな変更が、これに対処するために行われなければならないだろう。ＮＯ2がこれらのサイクル中に形成されるので、適合可能な材料だけが使用されることが可能だった。さらに、例えばＮＯ検出器のような保護装置が考慮されなければならないだろう。
【0078】
二酸化塩化物のような、フリーラジカルの形成を続けるために過酸化水素と相互作用することが可能な他の滅菌剤ガスが、オゾンの代わりに使用されることが可能である。
【0079】
一方、多くの異なる分子が、オゾンに対する過酸化水素の効果と同一の効果を有することが可能である。幾つかのイオンも、オゾンに対する過酸化水素の触媒効果を有することが可能である。Ｃｏ2+、Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ｍｎ2+、Ｚｎ2+、Ｃｒ2+、Ｆｅ2+、Ｔｉ2+イオンがオゾンの分解を増大させる（Ａｈｍｅｄ他、２００５）。酸素と共に分子を形成できる全ての遷移金属がオゾンを分解するだろう。正イオンが、オゾン分子に酸素原子を到達させることによって中性になろうとするだろう。概ね安定しているオゾン分子が酸素原子を容易に提供するだろう。塩基性ｐＨを有する水がヒドロキシルイオンをより豊富に含むだろう。ヒドロキシルイオンはオゾンを酸素原子に分解する。こうした酸素原子は、その後でヒドロキシルラジカルを形成することが可能である。したがって、溶液ｐＨを塩基性にするために使用されることが可能なあらゆる分子がオゾンの分解を促進するだろう。適切な例がＮａＯＨ又はＫＯＨである。
【0080】
ヒドロキシルラジカルの別の供給源が、アルコール基を含む全ての溶媒である。これらの溶媒はＯＨイオンを提供し、及び、オゾンの希釈を促進する。同じ趣旨で、蟻酸塩とフミン質がラジカル形成に向かう連鎖を開始させることが可能である（Ｇｌａｚｅ他、１９８７）。酢酸及び過酢酸のような幾つかの酸も使用されることが可能である。酸性溶液中でより溶けやすくかつ安定しているオゾンが、より長期にわたって反応することと、より高度に濃縮されることとが可能である。炭酸基、臭素、リン酸基、又は、硫酸基を含むあらゆる分子も、オゾンを分解するだろう（Ｂｅｌｔｒａｎ、２００４）。
【0081】
図２と図７に示されているように、配送ユニット２００が、密封された過酸化水素溶液ボトル１８０を受け入れるためのボトルホルダ２０２を含む。このホルダは、ボトル１８０が中にぴったりと受け入れられるボトル座２０４を有する。より詳細に後述されるボトル１８０は重力だけによって座２０４内に保持される。ホルダ２０２は、ボトル１８０がホルダの中に入れられるか又はホルダから取り外されることが可能な図７に示されている開放位置と、ホルダが完全に滅菌装置キャビネット（図示されていない）内にありかつホルダの前部カバー２０５がキャビネット外側からのホルダへのアクセス全てを遮る閉鎖位置との間を動くように、ピボット２０３上に回転自在に取り付けられている。ホルダ２０２が閉鎖位置にある時には、この実施形態では垂直方向に方向配置された空気圧シリンダ２０８である針駆動装置と、そのシリンダのピストン棒２１０上に取り付けられている排液針２０８とを含む、空気圧で駆動される排液装置２０７が、ボトル１８０の底部から過酸化水素溶液全てを排液するために起動される。これは、ボトル１８０の底部に針の先端が達するまで針２０９をボトルのシールの中を貫通させるようにシリンダ２０８を作動させることによって実現される。針２０９はリザーバ２４０に流体的に連結されており（図８を参照されたい）、及び、リザーバ２４０が導管２１１と弁２１２によってそれに流体的に連結されることが可能な真空ポンプ４４（図１を参照されたい）によって発生させられる真空を使用することによって、その溶液がボトル１８０からリザーバ２４０内に吸引される。ボトル１８０の内容物が吸引され終わると、ホルダが開かれてボトルが取り外されることが可能であり、又は、空のボトルが、リザーバ２４０の補充が必要とされるまでホルダ内に保持されることが可能である。リザーバ２４０は、リザーバ内の液位に関する信号を制御システムに提供する液面センサ２４２を備えている。センサ２４２から受け取られる信号に基づいて、制御システムは、リザーバ２４０内の液体の量がユーザによって選択されたサイクルの実行のために不十分であるかどうかを、ユーザに知らせる。
【0082】
別の実施形態では、過酸化水素配送システムはリザーバを含まない。この代わりに、ボトル１８０自体が、水性過酸化水素の急速な分解を防ぐために冷却される（ＣＳ−０１）。センサ（Ｓ１４）が、ボトル内に残されている溶液の量を測定する。その溶液が第１の予め選択された高さに達すると、第１の警報がスクリーン上に現れ、及び、より低い第２の予め選択された高さに達すると、オペレータに対してソフトウェアから発生されるメッセージが、もう１回だけの滅菌サイクル＃１又は＃２が、ボトル内の残留する溶液を使って行われることが可能であるということを明示する。その後で、オペレータは、新しい満杯のボトルをその配送システムに再装填しなければならないだろう。
【0083】
図１０ａから図１０ｄに示されているように、ボトル１８０は、そのボトル内の液体全ての完全な排液を確実なものにするために円錐形の底部１８２を有し、これによって、排液されたボトルの取り外し時における漏出又は汚染の危険性を減少させる。ボトル１８０が確実に直立状態のままであることを確保するために、スタンド１８４がボトルの底部末端に取り付けられている。このスタンド１８４は、ボトルの外側壁１８７上の円周溝１８６の中にスナップ嵌めされた上向きのカップ１８５を含む。針２０９はボトル底部内の最下点に位置合わせされ、及び、その針がボトル内の最下点に達するまでボトルのシールを貫通してボトルの中に動かされることが可能である。機械式、電子式、又は、他の制御構造及び機能が、ボトル底部の穿孔を防止しながらボトル底部との針の接触を確実なものにするために備えられている。圧力センサが往復針駆動装置及び／又は針マウント（図示されていない）の中に組み込まれることが好ましい。
【0084】
制御システムこの滅菌装置が、電気ブロック図（図９）及びプロセス流れ図（図３）に示されている方式によって制御されることが好ましい。この制御システムはＰＬＣシェルフ（プログラマブルロジックコントローラ）の周りに構築される。このシェルフは、電源（１０７）、ＣＰＵユニット（１０８）、デバイスネットトランシーバ（１０９）、３２×２４ボルトＤＣディスクリート入力モジュール（１１０）、１６×１２０ＶＡＣディスクリート出力モジュール（１１１）、最後に１６トランジスタディスクリート出力モジュール（１１２）、及び、ＲＳ２３２Ｃ通信モジュールを含む。これらのモジュールの全てが、データ及びアドレスバスを含む組込み接続システム（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）によって互いに一体的にスタックされている。
【0085】
デバイスネットは、計測及び制御のために産業において広く使用されている産業用のシリアル通信プロトコルである。この滅菌装置では、デバイスネットトランシーバ（１０９）が、ＣＰＵ（１０９）と１５ビットＡ／Ｄコンバータ（１０６）と１５ビットＤ／Ａコンバータ（１２５）と両方のディジタル温度インターフェース（１２０）、（１２１）との間でデータを全二重方式で通信するために使用されている。
【0086】
ＰＬＣ ＣＰＵは３つのＲＳ２３２ポートを有する。１つは、タッチスクリーンターミナル（１１８）に対してデータを送受信するために使用され、別の１つは感熱式プリンタ（１１９）にデータを送るために使用され、最後のポートはサービスポートとして使用され、このサービスポートでは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）が、制御プロトコルプログラムをアップロードするためにＰＬＣ ＣＰＵ（１０８）と通信するために接続されることが可能である（制御プロトコルプログラムはこの文書の範囲内には含まれていない）。
【0087】
タッチスクリーンターミナル（１１８）は、感熱式プリンタ（１１９）の近くにおいて滅菌装置の前部に配置されている。タッチスクリーンターミナルと感熱式プリンタとがユーザインタフェースターミナルを構成する。
【0088】
感熱式プリンタ（１１９）とデバイスネットリンク（１０９）、（１０６）、（１２０）、（１２１）、（１２５）と、チャンバ圧力センサ（１０４）と、電子式酸素調整器（１２６）と、ＰＬＣディスクリート入力（１１１）及びディスクリート出力（１１２“とに必要な電力が、直流電源（１０３）によって供給される。
【0089】
チャンバ圧力センサ（１０４）とオゾン監視装置（１０５）とが、標準的な０−１０ＶＤＣ出力信号を有する。電子式酸素調整器は、０−５ＶＤＣの出力を有する。全ての信号が１５ビットＡ／Ｄコンバータに送られる。全ての変換された信号が、処理のために、デバイスネットディジタルリンクによってＣＰＵに送られる。
【0090】
滅菌装置の電力入力（１００）は、中性点なしの３ワイヤ２０８−２４０ＶＡＣ単相タイプである。電力入力は、伝導ＲＦＩを防止するためにフィルタリングされる（１０１）。電力は電力配送バス（１０２）によって滅菌装置の様々な電気システムに分配される。
【0091】
冷却システム（６０）が、オゾン発生器を冷却するために使用される。このシステムは、冷却ユニット（１１４）と冷却剤循環装置ポンプ（１１３）とを含む。オゾン発生器内の冷却剤の温度が、オゾン発生器に配置されているＲＴＤによって検出される。この温度は、デバイスネットシステム（１０９）（１２０）（１２１）によってＣＰＵ（１０８）に送られる。冷却剤循環装置（１１３）と冷却ユニット（１１４）は、ソフトウェアプロトコルによって制御されるＰＬＣ出力（１１１）によって駆動される接触器（ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）によって制御される。冷却システムの制御を実現するために必要とされる全ての入力と出力とが、循環装置ポンプリレー、冷却システムリレー、循環装置過負荷センサ、冷却システム過負荷システム、冷媒低圧力及び冷却剤流れスイッチとして、電気ブロック図に示されている。
【0092】
真空制御システムは真空ポンプ４０と圧力センサ１０４を含む。真空ポンプの始動及び停止操作が制御プロトコルにしたがって制御される。真空システムに必要とされる全ての入力と出力が、真空ポンプ接触器、真空ポンプ停止センサ（ｖａｃｕｕｍ ｐｕｍｐ ｎｏｔ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ）、真空ポンプ過負荷センサ、真空−チャンバ弁（ｖａｃｕｕｍ ｔｏ ｃｈａｍｂｅｒ ｖａｌｖｅ）（４４）、空気パルス弁（１８）、及び、酸素−チャンバ弁（ｏｘｙｇｅｎ ｔｏ ｃｈａｍｂｅｒ ｖａｌｖｅ）（２１）として、図に示されている。圧力センサの出力は１５ビットＡ／Ｄコンバータ（１０６）によって変換され、及び、デバイスネットディジタルリンク（１０９）によってＣＰＵに送られる。圧力センサは、さらに、温度におけるチャンバ圧力センサ、及び、チャンバ圧力センサヒータ故障という条件をＣＰＵ（１０８）に示す２つの別個の出力を有する。これら２つの信号は、ＰＬＣ入力として電気ブロック図に示されている。
【0093】
滅菌チャンバ扉作動装置システムは、スクリュー式の電気駆動装置と、制御プロトコルの一部分として扉の閉鎖と作動装置のロック位置とロック解除位置との検出を可能にする４つの誘導センサとを含む。扉開放システムも、ユーザの安全性を確保するために、警報条件管理プロトコルで使用される。扉作動装置システムを実現するために必要とされる全ての入力と出力が、ロック扉リレー（ｌｏｃｋ ｄｏｏｒ ｒｅｌａｙ）、ロック解除扉リレー（ｕｎｌｏｃｋ ｄｏｏｒ ｒｅｌａｙ）、扉閉鎖下部センサ（ｄｏｏｒ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｗｅｒ ｓｅｎｓｏｒ）（Ｓ２）、扉閉鎖上部センサ（ｄｏｏｒ ｃｌｏｓｅｄ ｕｐｐｅｒ ｓｅｎｓｏｒ）（Ｓ１）、扉ロックセンサ（ｄｏｏｒ ｌｏｃｋｅｄ ｓｅｎｓｏｒ）（Ｓ４）、扉ロック解除センサ（ｄｏｏｒ ｕｎｌｏｃｋｅｄ ｓｅｎｓｏｒ）（Ｓ３）として電気ブロック図に示されている。
【0094】
オゾン電源（１１６）は、全波整流器と、発振器回路と、高圧変圧器とを含む。この変圧器の出力がオゾン発生器（２２）に接続されている。電源（１１６）は、高圧変圧器の非理想的な特性を使用する共振器として取り付けられている。ＣＰＵ １０８はオゾン発生を制御し、及び、オゾン監視装置１０４と電子式酸素調整器（１２６）とによって、滅菌のために求められている濃度が滅菌サイクル全体を通じて実現されかつ維持されることを確実なものにする。オゾン発生システムによって必要とされる全ての入力と出力とが、酸素供給弁（２６）、オゾン−チャンバ弁（２９ａ）、オゾン投棄−触媒弁（ｏｚｏｎｅ ｄｕｍｐ ｔｏ ｃａｔａｌｙｓｔ ｖａｌｖｅ）（２９ｂ）、オゾン監視装置ゼロ設定（ｏｚｏｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｚｅｒｏｉｎｇ）、高電圧スタンバイリレー、高電圧電流リミタ、オゾン高電圧過負荷センサ、発振器高温度センサ、オゾン監視装置故障として、図に示されている。
【0095】
オゾン供給システムは、電子式酸素圧力調整器と呼ばれるユニットである。酸素を遮断する比例弁（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｖａｌｖｅ）が、絶対圧力センサ（２７）からのアナログ信号を変換する集積ＰＩＤ回路によって制御される。その次に、ＰＩＤは適切なデューティサイクル電流を比例弁（２６）に送る。オリフィス２８と共に、このシステムは酸素流量調整器を構成する。機械式調整器２４が、６０ｐｓｉの酸素圧力を１０ｐｓｉに低下させるための第１段の調整器として使用される。この電子式調整器は、さらに、ユーザの保護を確実にするための警報条件プロトコルを提供する。警報条件のために使用される入力が、酸素高圧力センサと酸素低圧力センサとして電気ブロック図に示されている。さらに、電子式酸素圧力調整器は、デバイスネットネットワークを経由してＡ／Ｄコンバータ１０６によって読み取られる０−５ＶＤＣアナログ出力を提供した。
【0096】
この制御システムはユーザインタフェース１１８を備えている。好ましい実施形態では、このインタフェースは、タッチセンシティブ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン１１８、動作報告のためのプリンタ１１９、及び、その装置の使用のために必要な情報をユーザが送受信することを可能にする通信ポート１５３（シリーズＲＳ−２３２）を含む。タッチセンシティブパッド、キーボード等と、他のタイプの通信インタフェースのような、他のタイプのユーザインタフェースが使用可能であるということが当業者には容易に明らかだろう。感熱プリンタ状態入力が、プリンタオフラインセンサとプリンタ紙切れとして電気ブロック図に示されている。
【0097】
Ｈ２Ｏ２計量配分システムの制御プロセス現時点では、Ｈ２Ｏ２計量配分システムの２つの形状構成が想定可能である。制御システムはこの両方のシステムのために使用可能である。図７と図８において本明細書において説明されている第１のシステムが、主として、図８の温度調整リザーバ（２４０）の中に流入させられるＨ２Ｏ２のボトル（１８０）である。この第１のシステムは、図７、図８、図９、図２を参照して説明されるだろう。以下で説明される全ての入力及び出力センサは、図９に示されている制御システムの入力及び出力のリストに示されている。滅菌装置が最初に初期化されると、扉１２が閉じられ、及び、この閉じ状態がスイッチＳ７によって検出される。ホルダ内にボトルがないことが（Ｓ６）によって検出されると、穿孔針もシリンダＰＡ−０１（２０８）によって上方位置に引っ込められる。Ｓ８とＳ９とがシリンダ（２０８）の上方位置及び下方位置の検出を可能にする。さらに、アクチュエータＰＡ−０２がホルダロック解除位置に引っ込められる。ユーザは、扉（２０５）を開いてＨ２Ｏ２ボトルをホルダ内に挿入するように、スクリーン（１１８）上のメッセージによって促される。したがって、ボトルがＳ６によって検出されると、スクリーン（１１８）上の別のメッセージが、Ｓ７によって検出される扉（２０５）を閉じるようにユーザに促す。ソフトウェア制御がＣＰＵ（１０８）と状態センサとによって行われる。ボトルは重力によって回転台（２０９）上に据えられる。ＣＰＵはモータＭ−０２がボトル１８０を回転させることを開始させる。バーコードリーダＢＳ−０１（図２）（１２２）図９が、ボトル上のバーコードを読み取る。ＣＰＵはそのボトルの有効期限を確認し、そのボトルがその有効期限を過ぎている場合には、扉２０５がロック解除されたままであり、スクリーン（１１８）上のメッセージが、そのボトルを別のボトルに交換するようにユーザに促す。その有効期限が適正である場合には、ＣＰＵは、モータＭ−０２を停止させ、ＰＡ−０２(図２)を作動させることによって扉（２０５）をロックする。その次に、ＣＰＵは、Ｓ９が針が下方位置にあることを検出するまで、針２０９がボトルの密封キャップに穿孔するようにシリンダ（２０８）を作動させる。その次に、ボトルが、弁（２１２）を経由した吸引とポンプ（４０）からの真空とによって、リザーバ２４０の中に中身を送り込まれて完全に空にされる。リザーバ内のＨ２Ｏ２全てが使用され終わるまで扉（２０５）はロックされたままである。液位センサＳ１０、Ｓ１１が、別のボトルが必要かどうかをＣＰＵが推定するために必要な状態を提供する。そうである場合には、針がボトルから引き戻されて、扉（２０５）がロック解除され、及び、ユーザがＨ２Ｏ２ボトルを交換するようにスクリーン（１１８）上のメッセージによって促される。
【0098】
別の好ましいＨ２Ｏ２計量配分システムの説明次に述べる計量配分システムは、冷却されたリザーバ（２４０）を含まない。その代わりに、Ｈ２Ｏ２はボトル（１８０）内に残る。液位検出器Ｓ１０、Ｓ１１が取り除かれ、及び、底部の付近においてボトルの側部に対してばねで押し付けられている超音波液位検出器によって置き換えられており、及び、この超音波液位検出器は、ＣＰＵに対して空のボトルを示すための低液位検出器として使用される。このセンサがばねで押し付けられているので、このセンサは、モータＭ−０２を使用するには大きすぎる摩擦をボトル上に加える。したがって、ユーザは、バーコードが（ＢＳ−０１）図２又は（１２２）図９によって読み取られるまで、ボトルを手動で回転させるように、スクリーン（１１８）上のメッセージによって促される。ボトルが期限切れではない場合には、ユーザは扉（２０５）を閉じるように促され、及び、ＣＰＵがボトルホルダのコンパートメントをロックし、及び、針を下降させて穿孔させるように作動させる（２０８）。その好ましい実施形態では、Ｈ２Ｏ２ホルダはペルチェセルユニットによって温度調整されている。ホルダに取り付けられておりかつ温度インタフェース（１２１）に接続されているＲＴＤが、デバイスネットネットワークによってＣＰＵ（１０８）にデータを送り、及び、ＣＰＵは、ペルチェセルユニットに印加される電力の量をＰＩＤ機能によって制御する。ペルチェユニットは、図２においてＳＶ−１５、ＳＶ−１６、アクチュエータ（ＰＡ−０２及びＰＡ−０１）で構成されている空気圧システムを駆動する空気圧縮機のためにも使用される１２ＶＤＣ（１２１）電源によって給電される。各サイクルの間には、Ｈ２Ｏ２ボトル（１８０）とマイクロバルブモジュール（２４０）との間に連結されている配管がＳＶ２０によってパージされるだろう。モジュール（２４０）の入口の付近では、Ｈ２Ｏ２配管上にスナップ留めされている泡光学検出器（ｆｏａｍ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が、その配管内の、空気無しでのその配管の完全な補充を表示するだろう。
【0099】
この点までは、両方のＨ２Ｏ２計量配分システムがマイクロバルブモジュール（２４０）に供給することが可能である。マイクロバルブ（ＳＶ−１８及びＳＶ１９）は、両方のマイクロ弁のための適正なタイミングパルスを発生させるオンボードのマイクロコントローラ回路上のプリセットされたデューティサイクルプログラムのために相反的に動作している。この電子回路は、Ｈ２Ｏ２ポンプコントローラ信号（図９）と呼ばれるＣＰＵ（１０８）からの信号によって作動させられる。ソフトウェアの制御を受けて、適正な量のＨ２Ｏ２が加湿器マニホルド（２６０、図１）の中に受け入れられる。このマニホルドは、ＲＴＤ（ＴＴ−０４、図１）のデータを使用しかつＰＩＤ機能によって加熱器ＨＴＲ−０１（図１）を制御するＣＰＵ（１０８）によって温度制御されている。その次に、Ｈ２Ｏ２がそのマニホルド（２６０）内で蒸発し、その蒸気はパイプ（２８０、図１）を通して真空下でチャンバに送られる。
【0100】
上述の記述内容では、説明のために、本発明の実施形態の完全な理解を実現するように、数多くの詳細事項が明記されている。しかし、これらの個別的な詳細事項が本発明を実施するために必ずしも必要であるわけではないということが、当業者には明らかだろう。他の例では、公知の滅菌装置の構造と回路とが、本発明を不明瞭にしないために、ブロック図又は記号形式（ｓｙｍｂｏｌ ｆｏｒｍ）で示されている。例えば、滅菌装置の制御装置の特定の部分がソフトウェアルーチン、ハードウェア回路、ファームウェア、又は、これらの組み合わせとして具体化されているかどうかに関して、個別的な詳細事項が示されていない。
【0101】
本発明の上述の実施形態は単なる例示にすぎないことが意図されている。本発明の範囲から逸脱することなしに、当業者によって、これらの特定の実施形態に対して改変と変更と変形とが加えられることが可能であり、本発明の範囲は、本明細書に添付されている特許請求項だけによって定義されている。【表5】
【表6】
【符号の説明】
【0102】
１０ 滅菌チャンバ１２ アクセス扉
２２ オゾン発生器
２９ｂ バイパス弁
３０ 過酸化水素配送ユニット
４０ 真空ポンプ
５２ オゾン触媒
６０ 冷却システム
２００ 過酸化水素供給ユニット
２２０ リザーバ
２４０ 計量供給ユニット
２６０ 蒸発器ユニット