特開 2022-86599 滅菌装置および滅菌方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022086599

(43)【公開日】2022-06-09

(54)【発明の名称】滅菌装置および滅菌方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/20 20060101AFI20220602BHJP

   B01J 37/16 20060101ALI20220602BHJP

   B01J 35/02 20060101ALI20220602BHJP

   B01J 23/30 20060101ALI20220602BHJP

   B01J 37/04 20060101ALI20220602BHJP

   C01B 13/14 20060101ALI20220602BHJP

【ＦＩ】

A61L2/20

B01J37/16

B01J35/02 G

B01J23/30 M

B01J37/04 101

C01B13/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020198700

(22)【出願日】2020-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(72)【発明者】

【氏名】和泉 亮

(72)【発明者】

【氏名】廣吉 慎吾

【テーマコード（参考）】

4C058

4G042

4G169

【Ｆターム（参考）】

4C058AA12

4C058BB07

4C058JJ16

4C058JJ28

4C058JJ30

4G042AA00

4G042DA01

4G042DB15

4G042DC03

4G169AA03

4G169BA36A

4G169BB02A

4G169BB04A

4G169BB05A

4G169BB11A

4G169BB15A

4G169BC56A

4G169BC59A

4G169BC60A

4G169BC60B

4G169CB81

4G169CC31

4G169DA06

4G169EC22X

4G169FB04

4G169FB29

4G169FB43

(57)【要約】

【課題】簡素な構成でありながら、高密度の水酸化（ＯＨ）ラジカルが発生できることで、被処理物の滅菌を確実に実行できる滅菌装置を提供する。
【解決手段】滅菌装置１は、医療器具などの被滅菌物が配置される滅菌室Ｒが形成され、気密性を有する収容部２と、収容部２を減圧状態に維持する減圧部３と、収容部２に、水酸基を含むガスの一例である水蒸気を原料ガスとして、第１タンク４１から噴射器４６を介して散気するガス供給部４と、原料ガスが接触して接触分解させる触媒体とした電極により水酸化ラジカルを発生する接触分解部５とを備え、水酸化ラジカルを含むガスにより被滅菌物を滅菌する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被滅菌物が配置される収容部と、
前記収容部を減圧状態にする減圧部と、
前記収容部に、水酸基を含むガスを原料ガスとして散気するガス供給部と、
前記原料ガスが接触して接触分解させる触媒体により少なくとも水酸化ラジカルを発生する接触分解部とを備え、
前記水酸化ラジカルを含むガスにより前記被滅菌物を滅菌する滅菌装置。

【請求項2】

前記ガス供給部は、前記水酸基を含むガスに、前記触媒体を還元する還元ガスを混合した原料ガスを散気する請求項１記載の滅菌装置。

【請求項3】

前記ガス供給部からの原料ガスが供給され、前記接触分解部が設けられた水酸化ラジカル生成部を備え、前記水酸化ラジカル生成部は、前記収容部に配置され、発生した水酸化ラジカルを前記収容部に導入する請求項１または２記載の滅菌装置。

【請求項4】

前記触媒体は、通電により加熱される電極である請求項１から３のいずれかの項に記載の滅菌装置。

【請求項5】

前記触媒体は、熱伝導、熱伝達、熱放射のいずれかまたはその組み合わせにより加熱される請求項１から３のいずれかの項に記載の滅菌装置。

【請求項6】

前記触媒体は、タングステン，タンタル，モリブデンの何れか１つの材料、これら１つ以上の材料を含む合金、これらの材料の単体の酸化物、これらの材料の単体の窒化物、これらの材料の単体の炭化物、これらの材料から選択された２種類以上の材料からなる混晶または化合物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の酸化物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の窒化物、または、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の炭化物、の何れか１つにより形成された請求項１から５のいずれかの項に記載の滅菌装置。

【請求項7】

被滅菌物が配置される収容部を、減圧部により減圧状態に維持するステップと、
前記滅菌室に、水酸基を含むガスを原料ガスとして散気するステップと、
前記原料ガスが接触して接触分解させる接触分解部の触媒体により少なくとも水酸化ラジカルを発生させるステップとを含む滅菌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水酸化（ＯＨ）ラジカルにより被滅菌物を滅菌する滅菌装置および滅菌方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ウィルスや細菌が付着した医療器具などを用いて診療を行うと感染症の原因となることがある。従って、医療器具などは滅菌して使用される。滅菌に関する技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。
特許文献１に記載のプラズマ滅菌装置は、被処理物を収納する収納手段を低気圧維持手段により低気圧に維持し、この収納手段に酸素ガス供給手段から酸素ガスを供給し、この酸素ガスの酸素をプラズマ生成手段がプラズマ化して酸素ラジカルを生成する、というものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４００６４９１号公報

【非特許文献1】N.Yamamoto et al.,"Tungsten Gate Electrode and Interconnect for Mos VLSIs","Extended Abstracts of the 15th Conference on Solid State Device and Materials, Tokyo,1983",pp.217-220

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のプラズマ滅菌装置では、ラジカル以外にイオンも発生するため、プラズマによる被処理物へのダメージ等がないように配慮する必要がある。また、プラズマによるラジカルの発生は、高周波電源が必要となることから装置コストが高く、プラズマにより発生させるラジカル密度についても、更に高いものが求められる。

【0005】

滅菌するためのラジカル種として、酸素ラジカルの他、水酸化（ＯＨ）ラジカルがある。水酸化（ＯＨ）ラジカルは酸素系ラジカルの中で最も酸化力が高いことが知られている。そのため滅菌力も高いといえる。しかしながらその発生方法は常温常圧で液体である過酸化水素水を使用する方法が一般的であり、装置構造や運転方法が複雑である。酸素ラジカルについては気体の酸素を使用するため、扱い易い反面、滅菌効果が劣る。

【0006】

そこで本発明は、簡素な構成でありながら、高密度の水酸化（ＯＨ）ラジカルが発生できることで、被処理物の滅菌を確実に実行できる滅菌装置および滅菌方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の滅菌装置は、被滅菌物が配置される収容部と、前記収容部を減圧状態に維持する減圧部と、前記収容部に、水酸基を含むガスを原料ガスとして散気するガス供給部と、前記原料ガスが接触して接触分解させる触媒体により少なくとも水酸化ラジカルを発生する接触分解部とを備え、前記水酸化ラジカルを含むガスにより前記被滅菌物を滅菌することを特徴とする。

【0008】

また、本発明の滅菌方法は、被滅菌物が配置される滅菌室を、減圧部により減圧状態に維持するステップと、前記滅菌室に、水酸基を含むガスを原料ガスとして散気するステップと、前記原料ガスが接触して接触分解させる接触分解部の触媒体により少なくとも水酸化ラジカルを発生させるステップとを含むことを特徴とする。

【0009】

本発明の滅菌装置および滅菌方法によれば、被滅菌物が配置され、減圧部により減圧状態に維持された収容部に、水酸基を含むガスを原料ガスとしてガス供給部が散気することで、接触分解部の触媒体に原料ガスが接触して接触分解させ、少なくとも水酸化ラジカルを発生させることができる。
従って、ガス供給部から原料ガスを供給し続けることで、水酸化ラジカルを連続的に発生させることができるため高密度化が可能であり、従来と比してより高く、確実な滅菌性能が得られ、更に原料ガスを接触分解させるだけなので装置として簡素な構成とすることができる。

【0010】

前記ガス供給部は、前記水酸基を含むガスに、前記触媒体を還元する還元ガスを混合した原料ガスを散気するものとすることができる。
ガス供給部が、触媒体を還元する還元ガスを供給することで、酸化した触媒体を還元することができるので、触媒体の酸化を防止することができる。

【0011】

前記ガス供給部からの原料ガスが供給され、前記接触分解部が設けられた水酸化ラジカル生成部を備え、前記水酸化ラジカル生成部は、前記収容部に配置され、発生した水酸化ラジカルを前記収容部に導入するものとすることができる。

【0012】

前記触媒体は、タングステン，タンタル，モリブデンの何れか１つの材料、これら１つ以上の材料を含む合金、これらの材料の単体の酸化物、これらの材料の単体の窒化物、これらの材料の単体の炭化物、これらの材料から選択された２種類以上の材料からなる混晶または化合物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の酸化物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の窒化物、または、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の炭化物、の何れか１つにより形成されたものとすることができる。その触媒体により、水酸基を含むガスを接触分解させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の滅菌装置および滅菌方法は、ガス供給部から原料ガスを供給し続けることで、水酸化ラジカルを連続的に発生させ高密度化が可能であり、原料ガスを接触分解させるだけなので、簡素な構成とすることができる。よって、本発明の滅菌装置は、簡素な構成でありながら、高密度の水酸化（ＯＨ）ラジカルが発生できることで、被処理物の滅菌を確実に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係る滅菌装置を示す図である。

【図2】図１に示す滅菌装置の電極を説明するための図である。

【図3】図１に示す電極による接触分解を説明するための図である。

【図4】非特許文献１のＦｉｇ．５として記載されたグラフである。

【図5】図１に示す滅菌装置の水酸化ラジカル生成部をアタッチメント型とした一例の図である。

【図6】図１に示す滅菌装置の他の電極の一例の図である。

【図7】鶏肉に接触させたステンレス片を滅菌室に配置した後、ステンレス片を培地に接触して培養した例を説明するための写真であり、（Ａ）は単に低圧状態に維持した場合の培地の写真、（Ｂ）は原料ガスを流入させ、電極に通電した場合の培地の写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態に係る滅菌装置および滅菌方法を図面に基づいて説明する。
図１に示す滅菌装置１は、高密度の水酸化（ＯＨ）ラジカルを発生することにより、滅菌処理の対象物（被滅菌物）を短時間に滅菌することができる装置である。例えば、滅菌装置１は、医療施設に設置され、医療器具などを滅菌することができる。

【0016】

（滅菌装置の構成の説明）
滅菌装置１は、収容部２と、減圧部３、ガス供給部４と、接触分解部５と、電源部６とを備えている。

【0017】

収容部２は、気密性を有する容器であり、内部に被滅菌物が配置される滅菌室Ｒが形成されている。収容部２の内部には、被滅菌物（例えば、メスなどの医療器具や包装容器や加工食品等。）が配置される載置台７が設置されている。また、収容部２には、ガス供給部４からの原料ガスを散気する噴射器８が配置されている。

【0018】

噴射器８は、滅菌室Ｒに原料ガスを散気するものである。噴射器８は、例えば、中空円盤の一方の面に、後述する混合バルブ４５からの配管が接続され、噴射面となる他方の面に、原料ガスを噴射するための微孔が多数形成されている。

【0019】

減圧部３は、収容部２内を、被滅菌物を配置した滅菌処理前の状態から所定の減圧下とするための機能を備えたものであり、減圧ポンプ等の各種機器を選択することができる。なお、より低い減圧状態が要求される場合等においては、一例として、後述の実施例に示すように、収容部２内を大気圧から減圧するロータリーポンプと、ロータリーポンプで減圧しきれなくなった状態から更に低圧状態を高めるターボ分子ポンプとの組み合わせとすることも可能である。また、収容部２内を減圧により負圧状態にすることができるのであれば減圧部３は排気ファンなどとすることも可能である。

【0020】

減圧部３の他の形態として、例えば、より短時間に、かつ滅菌処理の減圧状態をより効率的に生じさせるための機能を備えたものも用いることができ、一例として、減圧ポンプと共に、図示されない切替弁、または流量調整弁等の各種バルブ機構、及びこれらを制御する制御装置等により構成されるものでもよい。
従って、減圧部３については、装置に要求される仕様等、必要に応じて適宜設けることができ、特に必要なければ、減圧下とするためには、減圧ポンプのみ等、所定の減圧下とするための必要最小限の機器を設けることでもよい。

【0021】

ガス供給部４は、滅菌室Ｒに、第１ガスと第２ガスとによる原料ガスを散気する機能を備えたものである。ガス供給部４は、例えば、第１ガスが貯留された第１タンク４１および第２ガスが貯留された第２タンク４２と、第１流量調整部４３と、第２流量調整部４４と、混合バルブ４５とを備えている。

【0022】

第１タンク４１は、水酸基を含むガスの一例である水蒸気（Ｈ_２Ｏ（Ｇ））が貯留されている。水酸基を含むガスは、水蒸気の他に、Ｈ_２Ｏ_２やＣＨ_３ＯＨ、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨとすることができる。第２タンク４２は、還元ガスの一例である水素ガス（Ｈ_２）が貯留されている。なお、上記のように使用されるガスについては、水酸化ラジカルの発生状況や処理条件等、各種条件に応じてその他のガスを含めて適宜設定することができる。第１流量調整部４３と第２流量調整部４４とは、配管を流れる流量を調整する。混合バルブ４５は、第１流量調整部４３と第２流量調整部４４からの配管が接続され、ガスを混合する。

【0023】

接触分解部５は、水酸基を含む原料ガスが触媒体に接触することで接触分解させて原料ガスから少なくとも水酸化ラジカルを発生させる機能を有する。接触分解部５は、噴射器８の下方に位置している。
ここで、本実施の形態における接触分解部５を、図２に基づいて説明する。
接触分解部５は、例えば、矩形状のフレーム５１と、フレーム５１の一方の辺と対辺である他方の辺との間を往復する、触媒体として機能する電線による電極５２と、電極５２をフレーム５１に固定する取付部材５３とを備えている。

【0024】

フレーム５１は、例えば、一方の辺５１ａおよび他方の辺５１ｂの長さＬ１が約３２ｃｍであり、一方の辺５１ａおよび他方の辺５１ｂの間隔Ｌ２が約３２ｃｍ等、四角形状とすることができる。

【0025】

電極５２は、通電されることで加熱される一対の電極（第１電極５２ａ，第２電極５２ｂ）が電線５２Ｌから形成された加熱媒体である。
電線５２Ｌは、例えば、一方の辺５１ａに取り付けられ、電源部６（図１参照）が接続された一方の端子部材５３ｔから、他方の辺５１ｂに取り付けられた折り返し部材５３ｒと、一方の辺５１ａに取り付けられた折り返し部材５３ｒとの間を折り返して往復しながら、他方の辺５１ｂに取り付けられ、電源部６に接続された他方の端子部材５３ｔに接続されている。なお、電線５２Ｌ同士の間隔Ｌ３のサイズは、例えば、約３３ｍｍとすることができる。

【0026】

触媒体である電線５２Ｌは、原料ガスを接触分解することが可能な材料であり、融点が高い材料が使用できる。例えば、触媒体は、タングステン，タンタル，モリブデンの何れか１つの材料、これら１つ以上の材料を含む合金、これらの材料の単体の酸化物、これらの材料の単体の窒化物、これらの炭素以外の材料の単体の炭化物、これらの材料から選択された２種類以上の材料からなる混晶または化合物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の酸化物、これらの材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の窒化物、または、これらの炭素以外の材料から選択された２種類以上からなる混晶または化合物の炭化物、の何れか１つにより形成されたものとすることができる。

【0027】

また、触媒体は、上記材料の他に、バナジウム，白金，トリウム，ジルコニウム，イリジウム，イットリウム，ハフニウム，パラジウム，シリコン，炭素などについても、単体、単体を含む合金、単体の酸化物、単体の窒化物、炭素以外の単体の炭化物、これらの中から２種類以上の材料による混晶または化合物、混晶または化合物の酸化物、混晶または化合物の窒化物、または、炭素以外の２種類以上による混晶または化合物の炭化物、とすることも可能である。

【0028】

本実施の形態では、電線５２Ｌとして、タングステンを使用している。なお、タングステンによる電線５２Ｌの太さは、例えば、直径０．５ｍｍとすることができる。

【0029】

電源部６は、直流または交流が出力可能な電源とすることができる。例えば、図２に示すタングステンによる電極５２に通電して水蒸気を接触分解させる電源部６であれば、０Ｖから８０Ｖまでの出力とすることができる。なお、電源部６は、電極５２に流す電流が決定できれば、出力電圧が可変できず、所定の電圧を固定的に出力できる簡素なものとすることができる。

【0030】

（滅菌装置の動作および使用状態の説明）
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る滅菌装置１の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
図１に示す滅菌装置１内の滅菌室Ｒに設置された載置台７に、被滅菌物Ｍを配置する。そして、減圧部３等により滅菌室Ｒを減圧下とする。例えば、滅菌室Ｒの減圧状態は、１０^－１Ｐａと設定することができる。

【0031】

次に、原料ガスである水蒸気を第１タンク４１から、水素ガスを第２タンク４２から導出させ、第１流量調整部４３と第２流量調整部４４とにより原料ガスの流量を調整した後に、混合バルブ４５にて混合して、噴射器８により滅菌室Ｒ内に散気する。
このとき、水素ガス（Ｈ_２）で希釈された水蒸気（Ｈ_２０（ｇ））を吹き付ける。

【0032】

そして、電源部６により接触分解部５の電極５２に通電する。この通電により電極５２が加熱される。
そうすることで、図３に示すように水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と水素ガス（Ｈ_２）とは、電線５２Ｌに接触することで、熱エネルギーを得て、接触分解を起こし、水酸化ラジカルＯＨ^＊と水素ラジカルＨ^＊とが生成され、載置された被滅菌物Ｍを滅菌処理に供することが可能となる。

【0033】

ここで、前記電極５２の加熱温度の設定について非特許文献１に基づいて説明する。

【0034】

この非特許文献１には、ウェットハイドロ法（WH (Wet Hydrogen) heat treatment）と称されるシリコン集積回路プロセスに関し、ゲート酸化膜（ＳｉＯ_２）が成膜され、タングステン（以下，Ｗと表記する。）によりゲート電極が形成されたｐ型シリコンウェハを基板したものに対して、適切な環境、例えば、Ｏ_２フリーのＮ_２、Ｈ_２または、Ｈ_２Ｏを含むＨ_２等で熱処理を行う点が示されている。また、Ｈ_２Ｏ、Ｈ_２を含む環境下において熱処理を行い、水酸化ラジカルを発生させ、Ｗが酸化することになしにＷゲート電極周辺でシリコンを酸化させＳｉＯ_２膜を成長させることが可能である点が記載されている。添加される上記Ｈ_２Ｏの量は、非特許文献１におけるＦｉｇ．５に示すグラフであり、図４に示すグラフから熱力学的考察から決定することができ、例えば、シリコンは、平衡蒸気圧比ＰＨ_２Ｏ／ＰＨ_２の２つの曲線の間の領域でＷを酸化せずに酸化できることが示されている。

【0035】

非特許文献１においては、ＳｉＯ_２膜を形成する技術であるが発明者による本技術分野に係るこれまでの鋭意研究の結果より、酸化力の強い水酸化ラジカルを発生させる技術として利用可能であることは分かっている。また、本実施の形態に係る滅菌装置１では、上記のような、形成される酸化膜の質や形態とは無関係であり、滅菌作用を有する水酸化ラジカルが発生されればよいことから、温度条件を図４に示すグラフの２つの曲線の間の領域設定することで可能となる。具体的には例えば、本実施の形態に係る滅菌装置１では、水蒸気に対する水素の分圧比の範囲を１０^－８以上、１０^０以下とし、触媒体である電極５２（電線５２Ｌ）の温度を摂氏６００度から摂氏２２００度の範囲に設定すると、水素ガスが接触分解して水素ラジカルが発生して電極５２の酸化を抑止しつつ、水蒸気が電極５２に接触することで接触分解して水酸化ラジカルを発生させることができる。
なお、上記温度条件として例えば、摂氏６００度から２２００度が好ましく、摂氏１０００度から１６００度がより好ましく、本実施の形態では摂氏１２００度としている。

【0036】

また、図４に示すグラフによれば、水蒸気に対する水素の分圧比の範囲を１０^－８以上１０^－４とすることで、触媒体の温度を摂氏０度まで低下させることができることがわかる。つまり、適宜、条件を設定すれば、触媒体に原料ガスを接触させるだけで、接触分解を起こさせることができる。
但し、触媒体の温度が低下すれば、水酸化ラジカルの生成量が低下する。その場合には、触媒体面積を増加させたり、原料ガスの供給圧力を上げたりするなどの工夫をする対策を図ることが肝要である。

【0037】

微生物は、その種により増殖活動のできる酸化還元電位の大きさが異なる。それらの種類は、酸素がないと生息できない偏性好気性微生物（全てのカビ、酢酸菌）、通性嫌気性菌（サルモネラ菌、大腸菌、酵母など）、微好気性菌（乳酸菌など）、酸素が存在すると生存できない偏性嫌気性微生物（ボツリヌス菌など）と分類できる。
一般にカビや細菌が生育できる環境はｐＨ指数が２．０～９．０の範囲である。従って、ほとんどの微生物がこの範囲外のｐＨ指数の環境では生息できない。以上のことから水酸化ラジカルにより微生物を急激に酸化させることによって、生育できない環境までｐＨ指数を下げることで、対象の被滅菌物Ｍに付着した微生物を死滅させることができる。

【0038】

また、水素ガスにより水素ラジカルが発生するため、電線５２Ｌに水素ラジカルが作用することで、酸化した電線５２Ｌを還元する。従って、電線５２Ｌが酸化することで、接触分解を阻害してしまうことを防止することができる。

【0039】

このように、図１に示す滅菌装置１によれば、原料ガスを滅菌室Ｒに散気して、電極５２にて接触分解させるだけなので、簡素な構成とすることができる。また、電極５２を加熱しながら原料ガスを継続的に供給することで、連続的に水酸化ラジカルを発生させることができるため、滅菌室Ｒ内の水酸化ラジカルを高密度に発生させることができる。
よって、滅菌装置１は、簡素な構成でありながら、高密度の水酸化（ＯＨ）ラジカルが発生できることで、被処理物の滅菌を確実に実行できる。

【0040】

また、滅菌装置１は、プラズマを発生させないため、荷電粒子による被滅菌物Ｍへのダメージはない。また、電気的制約がなく、電極（加熱媒体）の大きさや原料ガスの流量を増やせば、一度に大容量の滅菌を行うことができる。
滅菌装置１は、滅菌室Ｒに被滅菌物Ｍを配置できれば、機器類に限らず食品や包装材等、被滅菌物Ｍの形態に関係なく滅菌効果を得ることができる。
滅菌装置１は、水酸化ラジカルの反応性の高さから、他の滅菌方法よりも高速に滅菌することができる。

【0041】

更に、滅菌装置１は、水酸化ラジカルが原料ガスによって被滅菌物Ｍまで到達するため、原料ガスが回り込んだり、入り込んだりすることができるので、機構部品が複雑な精密機器や注射針の針穴などの微小な空間などにも入り込み殺菌することができる。

【0042】

また、一般的に用いられている高圧蒸気滅菌器（オートクレーブ）では、加圧水蒸気により滅菌しているため、被滅菌物Ｍ周囲の雰囲気温度が１２０℃程度まで上昇する。しかし、滅菌装置１は、電極５２が高温になるものの被滅菌物とは離間しており、被滅菌物の雰囲気は室温でも滅菌処理が可能である。そのため、滅菌装置１は、例えば、被滅菌物に樹脂製部材が使用されているときには、高温にしなくてもよいので、被滅菌物への負荷を軽減することができるので、高圧蒸気滅菌器より優位である。

【0043】

更に、本実施の形態に係る滅菌装置１では、触媒体として、電極５２（電線５２Ｌ）を通電により加熱した加熱触媒としているが、適正な温度に設定できれば、伝熱による加熱でもよい。
例えば、熱源からの熱伝導により、または熱伝達（対流）により、更に熱放射（輻射）により、触媒体を加熱することも可能である。
熱伝導では、熱源を触媒体に伝導体を介して接続することで触媒体を加熱することができる。また、熱伝達では、熱源を触媒体の下方に配置することで、加熱された原料ガスの対流により触媒体を加熱することができる。熱放射では、熱源を触媒体に近接させて配置することで、輻射により触媒体を加熱することができる。
熱源は、電熱ヒーターとすることができる。熱放射では、赤外線ヒーターとすることができる。

【0044】

滅菌装置１では、接触分解部５が被滅菌物Ｍの上方に位置しているが、原料ガスが充填された滅菌室Ｒ内であれば、被滅菌物Ｍはどこに配置されていてもよい。
但し、接触分解部５により生成された水酸化ラジカルが消滅する前に被滅菌物Ｍまで到達させることや、滅菌処理時間の短縮等、処理をより効率的に行うためには、接触分解部５と被滅菌物Ｍとは出来る限り接近した位置が好ましく、その際、接触分解部５からの熱が、熱伝導、熱伝達（対流）または熱放射（輻射）により、被滅菌物Ｍに対して悪影響を及ぼさない程度に両者を離間させることが必要である。

【0045】

上記の点を加味し、一例として、滅菌装置は、内部に接触分解部（電極）が設けられ、ガス供給部により原料ガスが供給される円筒状または角筒状のアタッチメント型のセルを水酸化ラジカル生成部として１台以上を、収容部に取り付ける構成とすることができる。

【0046】

例えば、図５に示す滅菌装置１’は、被滅菌物が配置され、減圧部（図示せず）が設けられた収容部２’に、水酸化ラジカル生成部１０が配置されている。
水酸化ラジカル生成部１０は、円筒状の本体部１１と、本体部１１の上部の開口部を覆う蓋部１２とを備えている。

【0047】

本体部１１の下部には、原料ガスを排出する排出用配管１０１が形成されている。蓋部１２には、電源部６に配線により接続された電極用端子１０２と、ガス供給部４からの原料ガスが流れる注入用配管１０３とが貫通している。電極用端子１０２には、例えば、接触分解部として機能するＵ字状の電極５２が接続されている。
なお、図５では、収容部２’に水酸化ラジカル生成部１０が一台のみ配置されているが、複数台配置されていてもよい。

【0048】

このような形態では、アタッチメント型のセルを配置することにより、発生する水酸化ラジカルと被滅菌物Ｍとの離間位置の調整等を行うことができると共に、収容部２のサイズの最適化等により装置全体のコンパクト化も図ることが可能となる。また、上記セルを複数設けることにより、水酸化ラジカルの発生量も調整可能となる。
なお、上記のセルを配置する場合において、減圧部を当該セルに設ける形態を例示したが、滅菌処理を行う上での減圧条件に応じて、例えば、収容部２に設けることも、または、双方に設けることも適宜可能である。

【0049】

図２に示す電極５２は電線５２Ｌにより形成されていたが、電極５２を電線５２Ｌにより形成すること以外に、図６に示すように、メッシュ状（格子状）の電極９とすることができる。
電極９を格子状に形成することで、原料ガスとの接触面積を増加させることができる。
また、電極は、１枚の金属板を打ち抜きに加工により形成したり、糸状のタングステンを編み込んだりすることで形成することができる。特に打ち抜き加工の場合、電極９の各格子を均等に形成することができるので、電流を偏り無く均等に流すことができ、均等に発熱させることができる。

【0050】

更に、電極は、ジグザグ状、コイル状、箔状、ロッド状とすることができる。電極をジグザク状、コイル状もしくは箔状とすることで、直線状の電線と同じ長さであれば、接触面積を増加させることができる。また、電極をロッド状とすることで、長さ当たりの抵抗値を抑えることができるので大電流を流すことができる。

【0051】

（実施例）
図１に示す滅菌装置１を用いて滅菌効果について実験した。
密閉となる滅菌室Ｒが形成された収容部２としてユニバーサルシステム社製ＵＶＥ－８４０を用い、滅菌室Ｒに、図２に示すフレーム５１に、タングステンによる電極５２を形成した接触分解部５を設置した。第１流量調整部４３および第２流量調整部４４として、ＫＯＦＬＯＣ社製３２００ＳＲを用いた。
減圧部３に用いた減圧ポンプとしては三菱電機社製ＳＦ－ＪＲＦ（ローターポンプ）および大阪真空機器製作所ＴＣ３５３（ターボ分子ポンプ）を用いた。

【0052】

実験は、鶏肉に接触させたステンレス片を滅菌室Ｒに配置し、原料ガスを流入せず、電極５２にも通電しない、単に減圧状態に維持した場合と、原料ガスを流入させ、電極５２に通電した場合とで、ステンレス片の菌を培養して比較した。

【0053】

培養は、上記２つの場合により、各々処理されたステンレス片の処理面を培地に約３０秒間ほど接触させ、寒天培地に植菌を行った後、定温乾燥器を用いて温度３６°Ｃ、湿度９０％の環境に３日間（７２時間）置き、菌の増殖活動を調査した。

【0054】

その結果、単に低圧状態に維持した場合では、図７（Ａ）に示すように、コロニーが形成されていることが確認された。また、白い部分も確認できた。死滅した菌は白くなることから、この白い部分は好気性の菌で酸素が失われたために死滅したものだと考えられる。以上のことから、今回用いた試料は、嫌気性および通性嫌気性の菌が存在すると断定できる。

【0055】

原料ガスを流入させ、通電した場合では、図７（Ｂ）に示すように、培養を行ってから７２時間を経過してもコロニーが形成されることはなかった。その後、１週間観察を続けたが培地に変化が見られなかった。このことから水酸化ラジカルによる酸化還元反応により菌が死滅したと判断できる。

【0056】

本実施例では、滅菌の処理時間を約５分とした。例えば、従来の医療器具の洗浄には高温高圧の水圧洗浄が行われているが、この水圧洗浄と比較しても処理時間はかなり短縮できていると言える。従って、滅菌装置１では、高速かつ広範囲の業界における滅菌として有用である。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明の滅菌装置は、医療用機器の滅菌、衛生材料の滅菌、食品関連における機械設備の部品の滅菌など、衛生管理が要求させる施設に適用できる。

【符号の説明】

【0058】

１，１’ 滅菌装置
２，２’ 収容部
２１ 本体部
２２ 蓋部
３ 減圧部
４ ガス供給部
４１ 第１タンク
４２ 第２タンク
４３ 第１流量調整部
４４ 第２流量調整部
４５ 混合バルブ
４７ 排出用配管
４８ 注入用配管
５ 接触分解部
５１ フレーム
５１ａ 一方の辺
５１ｂ 他方の辺
５２ 電極
５２ａ 第１電極
５２ｂ 第２電極
５２Ｌ 電線
５３ 取付部材
５３ｔ 端子部材
５３ｒ 折り返し部材
６ 電源部
６１ 電極用端子
７ 載置台
８ 噴射器
９ 電極
１０ 水酸化ラジカル生成部
１１ 本体部
１２ 蓋部
Ｒ 滅菌室
Ｌ１ 長さ
Ｌ２，Ｌ３ 間隔
Ｍ 被滅菌物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】