JP6701126B2

JP6701126B2 - アイソレータ

Info

Publication number: JP6701126B2
Application number: JP2017116847A
Authority: JP
Inventors: 金子　健; 健金子; 博利佐藤
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2037-06-14
Also published as: JP2019000304A

Description

本発明は、アイソレータに関し、特に、滅菌工程における給気や排気用のフィルタの滅菌に有効な技術に関するものである。

病源体の研究や、再生医療で病源体等に感染している可能性がある組織を取り扱う場合、アイソレータを使用する。アイソレータでは、作業者が作業室の外部から作業用の装着具であるグローブを介して作業を行うことができる。例えば、再生医療で、取り扱う患者組織が感染症に感染している場合があり、その感染症の病原体が次に取り扱う患者組織に感染しないように、取り扱う患者組織を変更する前に作業室内を清掃、消毒して無菌の状態にする必要がある。

また、研究ではアイソレータの作業室で病源体を取り扱う。病源体とは、ウイルス、細菌、真菌などを示すが、それぞれ固有の性質が有り、病源体が、他の病原体に影響を及ぼす場合が有る。同一のアイソレータ内で取り扱う病原体の種類を変更する場合、作業室内や作業に用いるグローブ、廃棄用の袋などを清掃、消毒して滅菌する必要がある。滅菌は、作業室やグローブに滅菌ガスを供給することにより、行われる。

特許文献１では、アイソレータの作業室などに除染（滅菌）ガスを供給するとともに、その後、触媒により滅菌ガスを分解するエアレーションを実施するアイソレータを開示している。

特開２０１４−１９８０７９号公報

特許文献１では、滅菌ガスを、ＨＥＰＡフィルタを介して、無菌室（作業室）に除染（以下、滅菌という）ガスを導入しているが、給気用ＨＥＰＡフィルタならびに排気用ＨＥＰＡフィルタの滅菌や、滅菌ガス濃度を効果的に低減することについては、配慮が十分になされていない。

本発明の目的は、給気用ＨＥＰＡフィルタおよび排気用ＨＥＰＡフィルタの滅菌を効果的に行うことができるアイソレータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の好ましい例としては、作業が行われる作業室と、前記作業室内に気流を与えるファンと、外部からの空気を給気する給気用気密ダンパと、外部へ空気を排気する排気用気密ダンパと、前記給気用気密ダンパからの空気を清浄にする給気用フィルタと、前記排気用気密ダンパへの空気を清浄にする排気用フィルタと、前記給気用気密ダンパと前記排気用気密ダンパとの間に形成した第一のバイパス回路と、前記第一のバイパス回路に設けた第一のバルブと、前記第一のバルブを制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記作業室を滅菌する際に、前記第一のバルブを開くように制御するアイソレータである。

本発明によれば、給気用ＨＥＰＡフィルタおよび排気用ＨＥＰＡフィルタの滅菌を効果的に行うことができるアイソレータを実現することにある。

実施例に関わるアイソレータの正面図。アイソレータの右側側面図。図１のアイソレータの作業時の気流の流れを示す図。図１のアイソレータ装置の滅菌時の気流の流れを示す図。バイパス回路の切り替えを説明する図。バイパス回路のバルブ開閉のフローを説明する図。

実施例の説明に先立って、本発明が適用されるアイソレータを説明する。図１および図２は、それぞれアイソレータの一例を示す正面図および側面図である。また、図３および図４に、その内部断面図を示す。

アイソレータ本室１０について、ケース（筐体）内には、病原体等の試料を取り扱う作業を行う作業室１２が設けられている。ケースの上部には給気用気密ダンパ１４が設けられ、アイソレータの外部から空気を取り入れる。

作業室１２の上部には、ファン１６が設けられ、その下流側にＨＥＰＡフィルタ１８およびパンチング板２０が設けられて、清浄な整流された空気が作業室１２に供給される。
作業室１２の下部にはスリット１００が設けられ、スリット１００から排出された空気は、ファン１６の上流側に戻り、空気が循環する。空気の一部は、ケースの上面に設けられた排気用気密ダンパ２２から、外部へ排出される。

作業室１２の前面側には、ガラスや樹脂製の前面扉２３が取り付けられ、前面扉２３には、開口が開けられ、作業用グローブを取り付けるための複数（図では、左側、中央、右側）のグローブポート２４が設けられている。そして、グローブポート２４には、作業室内に、作業者が試料を取り扱うグローブ２５が取り付けられる（図２）。

作業室１２の側面には、連結部４８を介して、パスボックス４０が取り付けられている。パスボックス４０には、上部に循環ファン４２およびＨＥＰＡフィルタ４４が、下部にパンチング板４６が設けられて、パスボックスの動作時に空気が循環するように構成されている。作業室１２のパスボックス側には、パスボックス側開閉扉２６が設けられ、パスボックス４０を通って試料等の搬入・搬出が行われるようになっている。

アイソレータは、滅菌時に使用する滅菌ガス発生装置５０を備えており、コンディション（行き）経路５４から過酸化水素ガスなどの滅菌ガスをアイソレータ本室１０に供給する。

滅菌ガスは、コンディション（戻り）経路５２を通ってパスボックス４０から滅菌ガス発生装置５０に戻る。アイソレータ本室１０には、エアレーション工程において、滅菌ガスを除去するためのエアレーション経路５６が設けられている（図２）。

エアレーション経路５６には、エアレーション経路５６の上部に設けた配管バルブ３０、エアレーション経路５６で空気を循環させるためのファン３１、過酸化水素ガスを分解する触媒３２、エアレーション経路５６の下部に設けた配管バルブ３３が設けられている。

図３を用いて、作業室内で試料を処理する通常作業時の空気の流れを説明する。給気用気密ダンパ１４によりアイソレータの外部から空気を取り入れる。ファン１６によりファンケース６５内に空気を送り、下流側のＨＥＰＡフィルタ１８およびパンチング板２０により、清浄な整列した空気を作業室１２内へ送る。

作業室内の空気は、作業室の下部に設けたスリット１００から排出され、ファン１６の上流側へ戻って、循環する。空気の一部は、排気用気密ダンパ２２から外部へ排出される。このように、清浄な整列した空気を作業室１２へ供給することにより、作業中の試料の汚染などを防止することができる。

取り扱う患者組織を変更する場合、取り扱う病原体等の種類を変更する場合などには、作業室内や作業に用いるグローブを滅菌する必要がある。図４を用いて、滅菌時の滅菌ガスの流れを説明する。滅菌時には給気用気密ダンパ１４および排気用気密ダンパ２２を閉じて、アイソレータの外部との空気の流れを遮断する。

滅菌ガス発生装置５０で発生した、例えば過酸化水素ガスを、アイソレータ本室の流路に供給する。滅菌ガスは、ファン１６によりファンケース６５内を流れ、ＨＥＰＡフィルタ１８およびパンチング板２０を通って、作業室１２内へ送られる。滅菌時にはパスボックス側の開閉扉２６が開かれており、連結部４８を経由して、作業室内の滅菌ガスは、パスボックス４０へ送られる。

滅菌ガスは、パスボックス４０を通って滅菌ガス発生装置５０へ戻る。このように、滅菌ガスを、作業室１２を含むアイソレータ内で循環させることにより、作業室１２を含むアイソレータや作業用のグローブなどの器材の滅菌を行うことができる。

滅菌工程は、以下のように行われる。
（１）除湿工程
乾燥空気により湿度を下げる。湿度を下げることにより、引き続くコンディション工程およびデコンタミネーション工程中、滅菌ガス（例えば、過酸化水素水ガス）の必要濃度を飽和レベル以下に保つ。リターン空気は乾燥カートリッジを通って乾燥加熱される。
（２）コンディション工程
滅菌剤が気流内に注入されている間、滅菌ガスが機器から離れる直前まで乾燥空気が循環し続ける。コンディション工程は、目標滅菌濃度に速く達するための工程である。
（３）デコンタミネーション工程
特定時間、滅菌剤でアイソレータ内全体の滅菌ガス濃度を維持し、作業室や作業用のグローブの滅菌を行う。
（４）エアレーション工程
滅菌剤の注入を停止し、アイソレータと接続ホース内の滅菌ガス濃度を低くするために一定時間、乾燥空気を循環させる。

図５を用いて、バイパス回路による滅菌ガスの循環について、実施例１として説明をする。図５は、図１におけるアイソレータの作業室の上部に設けた給気用気密ダンパ１４、排気用気密ダンパ２２と、それらの下部に設けたファン１６を備えたファンケース６５の周辺構造を示している。

給気用気密ダンパ１４は、アイソレータの外部から空気をアイソレータ本室１０に取り入れる際に用いる。図１や図３に示したように、ファン１６により空気を送り、下流側のＨＥＰＡフィルタ１８およびパンチング板２０により、清浄な整列した空気を作業室１２内へ送る。排気用気密ダンパ２２から外部へ空気を排出できる。

給気用モータダンパ３４は、給気用気密ダンパ１４内に設けられ、電源を制御することで給気用気密ダンパ１４の給気経路を開閉する。排気用モータダンパ３５は、排気用気密ダンパ２２内に設けられ、電源を制御することで排気用気密ダンパ２２の排気経路を開閉する。

給気用ＨＥＰＡフィルタ６２は、給気用気密ダンパ１４の下部に設け、給気用気密ダンパ１４から給気した空気中からゴミ、塵埃などを取り除き、清浄な空気とする。排気用ＨＥＰＡフィルタ６３は、排気用気密ダンパ２２の下部に設け、空気中からゴミ、塵埃などを取り除き、排気用気密ダンパ２２へ清浄な空気を送ることができる。

滅菌工程が、除湿・コンディション・デコンタミネーションの際には、上述したように、給気用気密ダンパ１４および排気用気密ダンパ２２を閉じて、アイソレータの外部との空気の流れを遮断する。

図５に示すように、第一のバイパス回路３７は、作業室１２やファン１６を配置したファンケース６５とは別に形成した、給気用気密ダンパ１４と排気用気密ダンパ２２との間で滅菌ガスなど空気を送る伝送路である。第一のバイパス回路３７には第一のバイパス回路３７の空気の流れを開閉する第一の電動バルブ３６を設けており、後述する制御部（ＰＬＣ）６４が第一の電動バルブ３６の開閉の制御をする。

制御部６４が第一の電動バルブ３６を開く制御をする。そうすることで、滅菌工程においてファン１６を駆動させることにより、滅菌ガスの流れは、ファンケース６５から排気用ＨＥＰＡフィルタ６３、排気用気密ダンパ２２、第一のバイパス回路３７、給気用気密ダンパ１４、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２を経由してファンケース６５に戻るような流れとなる。そのような流れと図４に示した滅菌ガスの流れが、アイソレータ内を循環する。

そのため、給気用気密ダンパ１４内や排気用気密ダンパ２２内や、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２、排気用ＨＥＰＡフィルタ６３に対する滅菌の効果が高まる。

本実施例によれば、第一のバイパス回路３７の第一の電動バルブ３６を開くことによって、過酸化水素ガスが、ファン１６で生じる気流で循環し、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２、および排気用ＨＥＰＡフィルタ６３の滅菌の効果を高めることができる。

また、過酸化水素噴霧工程の初期（数分）のみ第一の電動バルブ３６を開くように制御部６４が制御することにより、滅菌した後は、過酸化水素ガスを循環しないようにするので、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２、排気用ＨＥＰＡフィルタ６３への過酸化水素ガスの過度な吸着を抑制できる。

図５を用いて、エアレーション時のバイパス回路の切り替えについて、実施例２として説明をする。

図５に示すように、第二のバイパス回路３８は、作業室１２やファン１６を配置したファンケース６５、第一のバイパス回路３７とは別に形成した、給気用気密ダンパ１４と排気用気密ダンパ２２との間で空気を送る伝送路である。第二のバイパス回路３８には、第二のバイパス回路３８の空気の流れを開閉する第二の電動バルブ３９と、滅菌ガスである過酸化水素ガスを分解する触媒６１を配置しており、後述する制御部（ＰＬＣ）６４が第二の電動バルブ３９の開閉の制御をする。

制御部６４が、第二の電動バルブ３９を開けるように制御する。そうすると、エアレーション時においてファン１６を駆動することにより、滅菌ガスの流れは、ファンケース６５から、排気用ＨＥＰＡフィルタ６３、排気用気密ダンパ２２、触媒６１を配置した第二のバイパス回路３８を経由して、給気用気密ダンパ１４、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２を経由してファンケース６５に戻るような流れとなる。そのような流れや、図２に示したエアレーション経路５６での滅菌ガスの流れが、アイソレータ内を循環する。気流の循環により滅菌ガスの濃度を下げることができる。

本実施例によれば、滅菌工程が、エアレーション時、第二のバイパス回路３８の第二の電動バルブ３９が開き、給気用気密ダンパ１４、排気用気密ダンパ２２の内部と、給気用ＨＥＰＡフィルタ６２、排気用ＨＥＰＡフィルタ６３のエアレーションによる過酸化水素濃度の低減を行うことができる。さらに、エアレーション経路５６に設けた触媒３２とは別に、第二のバイパス回路３８に設けた触媒６１により、過酸化水素濃度を下げることができる。

図６を用いて、制御部（ＰＬＣ）６４によるバイパス回路の制御フローについて説明をする。制御部（ＰＬＣ）６４は、滅菌工程（除湿・コンディション・デコンタミネーション）がスタート（ステップＳ１）すると、第一のバイパス回路３７に設けた第一の電動バルブ３６を開けるように制御するとともに、第二のバイパス回路３８に設けた第二の電動バルブ３９を閉めるように制御する（ステップＳ２）。

除湿・コンディション・デコンタミネーションにおいては、過酸化水素ガスを分解する触媒を配置した第二のバイパス回路３８は、滅菌を効果的に行うために閉じておく。

滅菌工程（デコンタミネーション）が完了するかを判断し、デコンタミネーションが完了するまで、制御部６４は第一の電動バルブ３６を開けるように制御し、第二の電動バルブ３９は閉めるように制御をする（ステップＳ３）。
滅菌工程（デコンタミネーション）が完了したら、制御部６４は、第一の電動バルブ３６を閉じるように制御をするとともに、第二の電動バルブ３９を開けるような制御する（ステップＳ４）。

滅菌工程（エアレーション）がスタート（ステップＳ５）したら、制御部６４は、滅菌工程（エアレーション）が完了するかを判断する（ステップＳ６）。
滅菌工程（エアレーション）が完了した場合には、制御部６４は、第一の電動バルブ３６を閉じるような制御をし、第二の電動バルブ３９を閉じるような制御をする（ステップＳ７）。

１０…アイソレータ本室、１２…作業室、１４…給気用気密ダンパ、１６…ファン、２２…排気用気密ダンパ、３６…第一の電動バルブ、３７…第一のバイパス回路、３８…第二のバイパス回路、３９…第二の電動バルブ、４０…パスボックス、４８…連結部、５０…滅菌ガス発生装置、５６…エアレーション経路、６２…給気用ＨＥＰＡフィルタ、６３…排気用ＨＥＰＡフィルタ、６４…制御部（ＰＬＣ）

Claims

作業が行われる作業室と、前記作業室内に気流を与えるファンと、外部からの空気を給気する給気用気密ダンパと、外部へ空気を排気する排気用気密ダンパと、前記給気用気密ダンパからの空気を清浄にする給気用フィルタと、前記排気用気密ダンパへの空気を清浄にする排気用フィルタと、前記給気用気密ダンパと前記排気用気密ダンパとの間に形成した第一のバイパス回路と、前記第一のバイパス回路に設けた第一のバルブと、前記第一のバルブを制御する制御部とを有し、
前記給気用気密ダンパと前記排気用気密ダンパとの間に、第二のバイパス回路を設け、前記第二のバイパス回路には、第二のバルブと、滅菌ガスを分解する触媒を設けておき、
前記制御部は、前記作業室を滅菌する際に、前記第一のバルブを開くように制御し、
エアレーションの際に、前記第二のバルブを開くように制御することを特徴とするアイソレータ。
請求項１記載のアイソレータにおいて、前記第一のバルブを開ける際には、前記制御部は前記第二のバルブを閉めるように制御をすることを特徴とするアイソレータ。
請求項１に記載のアイソレータにおいて、前記第一のバルブを開く際には、前記給気用気密ダンパと前記排気用気密ダンパは閉じていることを特徴とするアイソレータ。
請求項１または２に記載のアイソレータにおいて、滅菌をする際に、前記給気用フィルタもしくは前記排気用フィルタに滅菌用のガスが過度な吸着をすることを避けるような間だけ、前記第一のバルブを開くように前記制御部が制御をすることを特徴とするアイソレータ。