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JP7285820B2 - 遮蔽構造 - Google Patents

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Description

本発明は、対象物に放射線を照射して菌処理を行う菌処理機構における、対象物の遮蔽構造に関する。
従来より、無菌管理を行っていない一般管理区域から、無菌アイソレータやクリーンルームなどの無菌管理区域内へ物品を持ち込む際に、菌の混入や無菌管理区域内の汚染を防止するため、物品の外装滅菌を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、電子線照射エリアに配置された物品に上下方向から電子線を照射することにより、物品の滅菌が行われる。
ここで、電子線照射エリアにおいては、空気中の酸素（Ｏ2）が電子線照射を受けることで、オゾン（Ｏ3）が発生する。このオゾンは有害であり、電子線照射エリアから除去する必要があるため、電子線照射エリアには給気ダクトと排気ダクトが接続され、電子線照射エリアの換気が図られている。
国際公開第０３／０６８２７２号
ところで、上述の装置において、電子線照射エリアは滅菌されるが、給気ダクト内や排気ダクト内は電子線の照射領域から外れるため菌処理がなされないという問題があった。特に給気ダクトの菌が処理されていないと、電子線照射エリアに汚染された給気がなされ、電子線照射エリアに配置され滅菌された物品が再汚染されるなどの恐れがあった。
本発明の目的は、確実に物品の外装を滅菌することができる遮蔽構造を提供することである。
本発明に係る遮蔽構造は、
放射線により滅菌される対象物の遮蔽構造であって、
前記対象物が、その内部に被収容物を収容すると共に、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する遮蔽材で形成された筐体であり、
前記筐体の外装が前記放射線により滅菌され、
前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする。
これにより、菌処理工程において、被収容物を副次放射線から守りつつ筐体の外装のみを滅菌することができる。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記筐体の内部の空間は、無菌状態に保持されていることを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記筐体は、鉛で形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
放射線により滅菌される対象物の遮蔽構造であって、
前記対象物が、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する遮蔽材に覆われた被収容物を、内側を無菌状態に保持する無菌保持材で包んで構成され、
前記無菌保持材の外装が前記放射線により滅菌され、
前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする。
これにより、菌処理工程において、被収容物を副次放射線から守りつつ無菌保持材の外装のみを滅菌することができる。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記遮蔽材は、鉛を用いたシートであり、前記無菌保持材は、ビニール袋であることを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
放射線により滅菌される対象物の遮蔽構造であって、
前記対象物が、その内部に被収容物を収容すると共に、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する遮蔽材から成る層を構造体内部に設けて形成された容器であり、
前記容器の外装が前記放射線により滅菌され、
前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする。
これにより、菌処理工程において、被収容物を副次放射線から守りつつ容器の外装のみを滅菌することができる。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記容器は、その側面部分において、下部の容器の側壁の外側に上部の容器の側壁が被さり、上下の側壁が一部二重に重なる構造を有することを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記容器の内部の空間は、無菌状態に保持されていることを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記容器は、シャーレであり、前記遮蔽材には鉛を含む素材が用いられることを特徴とする。
また、本発明に係る遮蔽構造は、
前記放射線が電子線であり、前記副次放射線がＸ線であることを特徴とする。
すなわち、放射線としては、電子線が主に用いられ、放射線を照射した際には、透過性が高いＸ線が副次的に発生する。
実施の形態に係る菌処理機構を示す模式図である。 実施の形態に係る菌処理機構において、被収容物を含む物品のパターンを示す図である。
また、本発明に係る被覆構造は、
放射線により滅菌される対象物の被覆構造であって、
前記対象物が、その内部に被収容物を収容すると共に、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する鉛を含む素材を用いた遮蔽材から成る層を構造体内部に設けて形成されたシャーレであり、
前記シャーレの外装が前記放射線により滅菌され、
前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする。
これにより、菌処理工程において、被収容物を副次放射線から守りつつ容器の外装のみを滅菌することができる。
また、本発明に係る被覆構造は、
前記シャーレは、その側面部分において、下部のシャーレの側壁の外側に上部のシャーレの側壁が被さり、上下の側壁が一部二重に重なる構造を有することを特徴とする。
また、本発明に係る被覆構造は、
前記シャーレの内部の空間は、無菌状態に保持されていることを特徴とする。
ここで、パスボックス１２は、滅菌の対象物となる物品３０を収容する空間を有すると共に、物品３０を無菌管理区域へ出し入れするときに利用される不図示の二重ドア（一般管理区域側ドア及び無菌管理区域側ドア）を有する箱形の装置である。このパスボックス１２は、二つのドアを同時に開放しない構造を備え、外気と無菌管理区域とを遮断するエアーロック機能を有することが好ましい。
電子線照射機１４は、物品３０を滅菌するための電子線を物品３０に照射する装置である。電子線照射機１４は、下方から物品３０に電子線を照射する下方照射機１５と、上方から物品３０に電子線を照射する上方照射機１６とを含む。このように、電子線を物品３０に照射することにより物品３０の外装が短時間で滅菌される。なお、電子線照射機１４としては、下方照射機１５および上方照射機１６のいずれか一方のみを備えるものであってもよい。
ここで、本実施形態では、菌処理を行うための放射線として電子線を用いているが、放射線としてはこれに限らず、例えば、Ｘ線やガンマ線などを用いることもできる。
給気ダクト１８、排気ダクト２２は、パスボックス１２内の換気を図るための配管であり、一般管理区域側ドア及び無菌管理区域側ドアが形成される面、及び電子線照射機１４が存在する面に該当しない左右の面に接続されている。
過酸化水素発生器２１は、給気ダクト１８内の初期除染を行うための過酸化水素を発生させる装置である。
なお、本実施形態では、給気ダクト１８内の初期除染のために、除染処理流体として過酸化水素を給気ダクト１８内に導入しているが、除染処理流体としてはこれに限らず、例えば、エチレンオキサイドガス、ホルムアルデヒドガス、二酸化窒素、およびメタノールなどの気体を用いてもよいし、過酸化水素溶液、過酢酸溶液などの液体をミスト状にして給気ダクト内に導入してもよい。
給気ダクト１８の給気口１８ａには、給気ファン１９が設けられ、この給気ファン１９によって給気ダクト１８からパスボックス１２内へ空気が送り込まれ、パスボックス１２の換気が行われる。
また、給気ダクト１８は、エアーフィルター２０を備え、パスボックス１２内へ給気する空気及び除染処理流体に含まれるゴミや塵埃などを取り除くようにすることが好ましい。このようなエアーフィルター２０としては、例えば、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルターや、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルターなどを用いることができる。
第１触媒２４は、パスボックス１２内の空気中の酸素が電子線照射を受けることで発生したオゾンを分解して酸素へと変換する触媒である。第２触媒２６は、給気ダクト１８内に導入された過酸化水素を酸素と水に分解する触媒である。
本実施形態における第１触媒２４としては、過酸化水素を無毒化可能な触媒であれば、特に限定されるものではないが、例えば、日揮ユニバーサル株式会社製「ＮＨＯ－４５３」などを用いることができる。
また、本実施形態における第２触媒２６としては、オゾンを無毒化可能な触媒であれば、特に限定されるものではないが、例えば、日揮ユニバーサル株式会社製「ＮＨＣ－Ｍ」や「ＮＨＣ－Ｒ」などを用いることができる。
なお、本実施形態では、初期除染時に過酸化水素、電子線照射時にオゾンが排気されるため、これらを分解する第１触媒２４、第２触媒２６を用いているが、例えば、初期除染時に過酸化水素ではなく、エチレンオキサイドガスやホルムアルデヒドガスなどを用いた場合には、これらを無毒化可能な触媒とすればよい。
また、本実施形態では、過酸化水素は第１触媒２４により処理し、オゾンは第２触媒２６により処理するようにしているが、例えば、特許第６１８０２３５号に記載の触媒のように、オゾンと過酸化水素の双方を分解可能な触媒を用いることによって、触媒を一つにまとめることにより、菌処理機構１０を小型化することができる。
排気ダクト２２には、排気切替機構としてダンパー２３ａ、２３ｂが設けられており、初期除染時、すなわち、パスボックス１２から排気ダクト２２に過酸化水素（分子）が排気される場合には、排気が第１触媒２４へ導かれるようにダンパー２３ａが開かれ、また、電子線照射による滅菌時、すなわち、パスボックス１２から排気ダクト２２にオゾン（分子）が排気される場合には、排気が第２触媒２６へ導かれるようにダンパー２３ｂが開かれるように、ダンパー２３ａ、２３ｂの開閉を切り替えることができる。
次に、菌処理機構１０の一連の処理について説明する。まず、初期状態において、過酸化水素発生器２１により過酸化水素が発生され、給気ダクト１８内に導入される。給気ダクト１８内に過酸化水素が導入されると、過酸化水素によって給気ダクト１８内が除染される（初期除染工程）。このように、給気ダクト１８内を初期状態で予め除染しておくことにより、換気の際に汚染されていない空気をパスボックス１２内に送ることができる。
次に、給気ファン１９により給気ダクト１８を介して給気が行われる（初期給気工程）。給気ダクト１８、及びパスボックス１２内の空気と過酸化水素は、排気ダクト２２を介して触媒に導かれる（初期分解工程）。ここで、過酸化水素は、第１触媒２４によって分解されたのちに外気に放出される。
初期除染が完了すると、物品３０の滅菌が可能になる。物品３０を滅菌する際には、まず、一般管理区域側ドアが開かれ、パスボックス１２内に物品３０が搬入される。次に、一般管理区域側ドアが閉じられると、上方照射機１６及び下方照射機１５から電子線が射出され、上下双方向から物品３０に電子線が照射される。これにより、物品３０の外装が滅菌される（菌処理工程）。なお、物品３０に電子線が照射されると、パスボックス１２内の照射領域に存在する空気中の酸素（Ｏ2）が電子線照射を受けることで、オゾン（Ｏ3）が発生する。
滅菌処理後、図示しない給気部により給気ダクト１８を介してパスボックス１２内に給気が行われ、パスボックス１２内の空気、及びオゾンが排気ダクト２２に排気される（通気工程）。オゾンは第２触媒２６によって分解された後に外気に放出される（分解工程）。その後、無菌管理区域側ドアが開かれ、パスボックス１２内から滅菌された物品３０が取り出される（取出工程）。
なお、再汚染を防ぐため、初期除染完了後に物品３０の滅菌処理を行い、滅菌された物品３０をパスボックス１２内から取り出すまで、継続して給気ダクト１８を介した給気を行うのが好ましい。
この実施形態の菌処理機構１０によれば、過酸化水素によって給気ダクト１８内を予め初期除染することにより、菌に汚染された空気がパスボックス１２内に導入されず、滅菌された物品３０の再汚染を防止することができ、確実に物品３０の外装を滅菌することができる。また、初期除染で用いた過酸化水素やパスボックス１２内に発生したオゾンを触媒によって分解して排気するため、周囲環境の空気を汚染しないようにすることができる。
なお、物品３０に電子線を照射した場合、副次的にＸ線（副次放射線）が発生する場合がある。この場合、Ｘ線の透過性が電子線の透過性よりも高いことからＸ線の影響を考慮する必要がある。以下、これについて段階的に説明する。
まず、物品３０が電子線およびＸ線の何れの影響も受けない場合、上述したように物品３０に電子線を照射することにより、菌処理工程においては、物品３０の外装が電子線によって滅菌される。ここで、物品３０としては、薬さじなどの小さな治具類等が考えられる。
また、物品３０が電子線またはＸ線の何れかの影響を受ける内容物を含む場合、上述の実施の形態における物品３０には、さまざまな態様が考えられる。たとえば、物品３０の内容物がＸ線の影響は受けないが、電子線の影響を受ける場合の例としては、内容物を樹脂容器やビニール袋で覆ったものが物品３０として想定される。この場合、樹脂容器やビニール袋により電子線を遮蔽することができ、内容物に電子線が透過することが防止される。なお、菌処理工程においては、樹脂容器やビニール袋の外装が電子線によって滅菌される。
また、物品３０の内容物が電子線およびＸ線の双方の影響を受ける場合の例としては、次のように図２のそれぞれに示される場合が想定される。たとえば、図２（ａ）に示すように、物品３０は、内部に被収容物３２を収容する筐体３４であってもよい。ここで、筐体３４は、無菌性を保持する機能を備え、筐体３４内部の空間は無菌状態に保持されている。また、筐体３４は電子線およびＸ線を遮蔽する鉛などの遮蔽材で形成されている。このため、菌処理工程においては、筐体３４の外装のみが滅菌され、被収容物３２に電子線およびＸ線が透過することが防止される。なお、被収容物３２の具体例としては、たとえばピペッターなどが考えられる。
また、図２（ｂ）に示すように、物品３０は、遮蔽材３６に覆われた被収容物３８を無菌保持材４０で包んだものであってもよい。なお、無菌保持材４０の内側は無菌状態に保持されている。ここで、物品３０に電子線が照射された場合、電子線は、無菌保持材４０によって遮蔽されるが、副次的に発生したＸ線は無菌保持材４０を透過する。ただし、無菌保持材４０を透過したＸ線は遮蔽材３６によって遮蔽される。このため、菌処理工程において、無菌保持材４０の外装のみが電子線により滅菌され、Ｘ線が被収容物３８を透過することが防止される。なお、速度の大きい電子線が無菌保持材４０を透過する場合があるが、この場合においても電子線は遮蔽材３６によって遮蔽される。また、無菌保持材４０としては、たとえば、ビニール袋やタイベックシート（登録商標）などの無菌状態が保持できる材質が考えられ、遮蔽材３６としては、鉛を用いたシートなどが考えられる。
また、図２（ｃ）に示すように、物品３０は、内部に被収容物４２を収容する容器４４であってもよい。ここで、容器４４は、構造体内に遮蔽材４４ａから成る層を設けた複合材料から成り、電子線およびＸ線を遮蔽する機能を備えている。これにより、菌処理工程において、容器４４の外装のみが滅菌され、被収容物４２に電子線およびＸ線が透過することが防止される。さらに、容器４４は、内部の無菌性を保持する機能を兼ね備えている。このため、容器４４内部の空間は無菌状態に保持される。なお、容器４４としては、たとえば、シャーレなどが想定され、遮蔽材４４ａには鉛などを含む素材が用いられる。また、被収容物４２としては、たとえば、細胞などが考えられる。
なお、図２（ｃ）に示す容器４４は、その側面部分Ａにおいて、下部の容器４４の側壁の外側に上部の容器４４の側壁が被さる形状をしている。このように、上下の側壁が一部二重に重なる場合、Ｘ線は側壁の隙間で反射減衰するため、側壁に隙間があっても的確にＸ線を遮蔽することができる。より減衰が必要な場合は、さらに部分的に隙間の経路を屈曲させる構造を追加することで的確にＸ線を遮蔽することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施形態では、パスボックスに適用した例として説明したが、グローブボックスやアイソレータ、または特許文献１に開示されるような連続滅菌システムに適用することもできる、など本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
１０ 菌処理機構
１２ パスボックス
１４ 電子線照射機
１５ 下方照射機
１６ 上方照射機
１８ 給気ダクト
１８ａ 給気口
１９ 給気ファン
２０ エアーフィルター
２１ 過酸化水素発生器
２２ 排気ダクト
２３ａ ダンパー
２３ｂ ダンパー
２４ 第１触媒
２６ 第２触媒
３０ 物品
３２ 被収容物
３４ 筐体
３６ 遮蔽材
３８ 被収容物
４０ 無菌保持材
４２ 被収容物
４４ 容器
４４ａ 遮蔽材

Claims (5)

  1. 放射線により滅菌される対象物の遮蔽構造であって、
    前記対象物は、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する遮蔽材に覆われた被収容物を、内側を無菌状態に保持する無菌保持材で包んで構成され、
    前記無菌保持材の外装が前記放射線により滅菌され、
    前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする遮蔽構造。
  2. 前記遮蔽材は、鉛を用いたシートであり、前記無菌保持材は、ビニール袋であることを特徴とする請求項１記載の遮蔽構造。
  3. 放射線により滅菌される対象物の遮蔽構造であって、
    前記対象物は、その内部に被収容物を収容すると共に、前記放射線および前記放射線よりも透過性が高く前記放射線により副次的に発生する副次放射線を遮蔽する鉛を含む素材を用いた遮蔽材から成る層を構造体内部に設けて形成されたシャーレであり、
    前記シャーレの外装が前記放射線により滅菌され、
    前記被収容物には前記放射線および前記副次放射線が透過しないことを特徴とする遮蔽構造。
  4. 前記シャーレは、その側面部分において、下部のシャーレの側壁の外側に上部のシャーレの側壁が被さり、上下の側壁が一部二重に重なる構造を有することを特徴とする請求項３記載の遮蔽構造。
  5. 前記シャーレの内部の空間は、無菌状態に保持されていることを特徴とする請求項３または４記載の遮蔽構造。
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