JP6724549B2 - アイソレータシステム - Google Patents

Description

本発明は、アイソレータ本体の内部に形成され無菌状態に維持される作業室に、除染ガスを供給して除染を行うアイソレータシステムに関する。

アイソレータシステムでは、作業の前に、作業室内に過酸化水素蒸気等の除染ガスが供給されて除染作業が行われ、その後、無菌状態を維持するために作業室内には外気が取り込まれ、常時、外部雰囲気よりも若干高い陽圧に維持される。作業室内に取り込まれる外気は、ＨＥＰＡフィルタなどの微粒子捕捉フィルタから成る清浄化フィルタによって清浄化された無菌エアである。

除染ガスによる除染作業においては、作業室内の除染ガスを十分に除去するため、無菌エアが供給されて換気（エアレーション）が行われる。このエアレーションでは、清浄化フィルタの素材にまで浸透した除染ガス成分を取り除くために多大な時間を要し、したがって作業開始時間が遅れるという問題がある。この問題を解決するため、特許文献１に開示された構成では、清浄化フィルタを介さずに作業室に除染ガスを供給する第２の除染ガス供給管を設け、日常的な作業開始前の除染作業においては、清浄化フィルタを除染せずにエアレーション時間を短縮し、清浄化フィルタを定期的に除染している。

特許第４９２４５７０号公報

しかし、再生医療における細胞や組織の加工や培養等に伴う作業においては、作業室に外部からの雑菌が侵入するコンタミネーションを防止するだけではなく、異なるドナー由来の細胞同士のクロスコンタミネーションを確実に防止する必要がある。したがって、このような作業では、作業室に露出している清浄化フィルタについても毎回の除染が要求され、特許文献１の構成ではこの要求に対応できない。

また特許文献１では、複数のファンを設けてＨＥＰＡフィルタに直接的に除染ガスや無菌エアを吹き込むように構成されているので、ＨＥＰＡフィルタでは、直接ファンの気流が作用する箇所に集中して除染ガスが吹き付けられ、このためＨＥＰＡフィルタ全体に除染ガスを浸透させるためには、適正量以上の除染ガスを供給する必要があり、また除染ガス成分を除去するためには長い時間を要するという問題が生じる。

本発明は、ＨＥＰＡフィルタなどの微粒子捕捉フィルタから成る清浄化フィルタを含めて、アイソレータ内部の作業室を効率的かつ短時間で除染することを目的としている。

本発明は、無菌状態に維持可能な作業室が内部に形成されたアイソレータ本体と、除染ガスを供給する除染ガス供給手段とを備え、作業室に除染ガスを供給して除染し、無菌状態を維持するアイソレータシステムにおいて、作業室の上側に形成された気体供給室と、作業室と気体供給室の間に設けられ、気体供給室から作業室へ供給される気体を清浄化する清浄化フィルタと、清浄化フィルタの上方に設けられ、気体供給室内を上方室と下方室に分断する隔壁と、清浄化フィルタに対向するようにして隔壁に設けられ、上方室から下方室に気体を送る送気手段とを備え、清浄化フィルタは、作業室の天井のほぼ全域に設けられ、下方室は清浄化フィルタの全範囲を覆っており、除染ガス供給手段から上方室に除染ガスを供給し、送気手段によって下方室に充満させて下方室を陽圧にし、送気手段の送風力と下方室の内圧により清浄化フィルタを通して除染ガスを作業室に供給することを特徴としている。

隔壁には、複数の送気手段が分散して配置されていてもよい。好ましくは、上方室には、外気を取り込むための給気管が接続され、除染ガス供給手段による除染ガスの供給を停止した状態で、送気手段により下方室に外気を送って内圧を高め、清浄化フィルタを通して外気を作業室に供給する。

本発明によれば、ＨＥＰＡフィルタなどの微粒子捕捉フィルタから成る清浄化フィルタを含めて、アイソレータ内部の作業室を効率的かつ短時間で除染することができる。

本発明に係る一実施形態を適用したアイソレータシステムの概略的な構成を示す図である。

以下図面を参照して本発明の一実施形態であるアイソレータシステムを説明する。図１を参照すると、アイソレータ本体１０の内部には、処理される物品を収容するための作業室１１が形成される。作業室１１の内部は、後述するように除染ガスが供給され、無菌状態に維持可能である。作業室１１の側壁１２には、作業室１１へ物品を搬入し、また作業室１１から物品を搬出するためのパスボックス１３が連結される。また作業室１１の前面壁（図示せず）には透明な窓が設けられ、この窓に物品を処理するために用いられるグローブ（図示せず）が取付けられる。

作業室１１の側壁１２には、パスボックス１３との間における物品の受け渡しや気体の流通のために連通口１４が形成され、連通口１４には内部扉１５が開閉自在に取付けられる。パスボックス１３において、連通口１４とは反対側の側壁には、外部からパスボックス１３へ物品を搬入し、搬出するための開口１６が形成され、開口１６には外部扉１７が開閉自在に取付けられる。

アイソレータ本体１０において、作業室１１の天井１８の上側には気体供給室２０が形成される。天井１８には、気体供給室２０から作業室１１へ供給される気体を清浄化するＨＥＰＡフィルタ（清浄化フィルタ）２１が設けられる。すなわちＨＥＰＡフィルタ２１は作業室１１と気体供給室２０の間に設けられ、作業室１１のほぼ全体を作用領域として、天井１８のほぼ全域にわたって設けられる。気体供給室２０内は、水平板である隔壁２２によって上方室２３と下方室２４に分断される。隔壁２２には、複数の開口が形成されて給気ファン（送気手段）２５が取付けられ、これらの給気ファン２５は所定の領域毎に分散して配置され、ＨＥＰＡフィルタ２１に対向するようにして設けられる。気体供給室２０と下方室２４はＨＥＰＡフィルタ２１の全範囲を覆って形成され、給気ファン２５の作用により、ＨＥＰＡフィルタ２１の全面に気体がほぼ均一に当る。

気体供給室２０の上方室２３の天井の略中央には、上方室２３に外気を取り込むための給気管２６が接続される。給気管２６には開閉弁２７が設けられ、開閉弁２７よりも上流側には給気ブロワ２９が設けられる。給気ブロワ２９は後述するように、除染時は停止しているが、エアレーション時と作業室１１内での作業時に駆動され、給気ブロワ２９の駆動時には開閉弁２７が開放される。

また、気体供給室２０の上方室２３の天井には、蒸発器３０から延びる第１の除染ガス供給管３１が接続される。蒸発器３０は除染ガスである過酸化水素蒸気を発生するために設けられ、蒸発器３０は、過酸化水素水を貯留したタンク３２と除染剤供給管３３を介して連結される。除染剤供給管３３にはポンプ３４が設けられる。蒸発器３０には、ポンプ３４の作用によって、タンク３２から一定量ずつ過酸化水素水が供給され、蒸発して過酸化水素蒸気となった除染ガスは第１の除染ガス供給管３１を通って気体供給室２０に供給される。

蒸発器３０には、過酸化水素蒸気を除染ガス供給管３１に供給するために、ブロワ３５が設けられた送気管３７が接続される。送気管３７は後述する排気管４２に連結され、送気管３７において、排気管４２とブロワ３５の間であって排気管４２に近接した位置には循環弁３９が設けられる。循環弁３９が開放した状態においてブロワ３５が作用することにより、排気管４２から排出された気体は送気管３７を通過して蒸発器３０に導入され、その圧力によって過酸化水素蒸気が除染ガス供給管３１に供給される。除染ガス供給管３１には、除染ガスの気体供給室２０への供給を制御するために開閉弁３８が設けられる。蒸発器３０、除染ガス供給管３１、タンク３２、ポンプ３４、ブロワ３５、送気管３７、開閉弁３８は、除染ガスを供給する除染ガス供給手段を構成する。

作業室１１の内部であって天井１８の近傍に、ＨＥＰＡフィルタ２１に対向させて整流用メッシュスクリーン２８が設けられる。メッシュスクリーン２８は、ポリエステル製の目の細かなメッシュから成る。メッシュスクリーン２８は、上方から見て作業室１１の略全範囲を覆っており、ＨＥＰＡフィルタ２１によって清浄化された気体（無菌エア）はメッシュスクリーン２８を通過して作業室１１の全域に一方向流を形成する。

作業室１１の底面の略中央には気体排出室４０が設けられ、気体排出室４０にはＨＥＰＡフィルタ（第２の清浄化フィルタ）４１が収容される。気体排出室４０の底部には、作業室１１の内部から気体を排出するための排気管４２が連結される。排気管４２には開閉弁４３が設けられ、また排気管４２において、開閉弁４３より下流側には触媒４４が設けられ、触媒４４より下流側には排気ブロワ４５が設けられる。排気管４２において、気体排出室４０と開閉弁４３の間には送気管３７の一端が連結され、この送気管３７の他端は上述したように蒸発器３０に接続される。排気ブロワ４５は後述するように、除染時は停止しているが、エアレーション時と作業室１１内での作業時に駆動され、排気ブロワ４５の駆動時には開閉弁４３が開放される。前記給気側の開閉弁２７とこの排気側の開閉弁４３の開度を調節することにより、作業室１１内の圧力が調整され陽圧が維持されるようになっている。

パスボックス１３もアイソレータ本体１０と同様な構成を有する。すなわちパスボックス１３の天井の上側に気体供給室５０が形成され、天井の下面には、気体供給室５０からパスボックス１３へ供給される気体を清浄化するＨＥＰＡフィルタ５１が設けられる。気体供給室５０内は、水平板である隔壁５２によって上方室５３と下方室５４に分断される。隔壁５２には、開口が形成されて給気ファン５５が取付けられる。

気体供給室５０の上方室５３の天井の略中央には、上方室５３に外気を取り込むための給気管５６が接続される。給気管５６には開閉弁５７が設けられる。開閉弁５７は、除染時は閉鎖されるが、後述するようにエアレーションにおいて開放される。また気体供給室５０の天井には、第１の除染ガス供給管３１から分岐する第２の除染ガス供給管６０が接続される。第２の除染ガス供給管６０には、除染ガスの気体供給室５０への供給を制御するために開閉弁６１が設けられる。

パスボックス１３の底部には、パスボックス１３から気体を排出するための排気管６２が連結される。パスボックス１３内であって排気管６２の入口にはＨＥＰＡフィルタ６３が設けられる。排気管６２には開閉弁６４が設けられ、また排気管６２の出口側には触媒６５が設けられる。排気管６２において、ＨＥＰＡフィルタ６３と開閉弁６４の間は、循環弁６７が設けられた除染ガス排出管６６の一端が連結され、除染ガス排出管６６の他端は、送気管３７に接続される。開閉弁６４は通常閉鎖され、後述するようにエアレーションにおいて開放される。

本実施形態の作用を説明する。
作業室１１とパスボックス１３に対する除染に先立ち、内部扉１５が開放され、作業室１１とパスボックス１３が連通する。また開閉弁２７、４３、５７、６４は閉鎖され、開閉弁３８、６１、および循環弁３９、６７は開放される。この状態で、蒸発器３０が加熱され、ブロワ３５とポンプ３４が起動される。これにより蒸発器３０では除染ガスとして過酸化水素蒸気が発生し、アイソレータ本体１０の気体供給室２０の上方室２３と、パスボックス１３の気体供給室５０の上方室５３に供給される。アイソレータ本体１０では全ての給気ファン２５が作動され、所定量の過酸化水素蒸気が作業室１１に供給される。パスボックス１３でも同様に、給気ファン５５が作動されて過酸化水素蒸気が供給される。作業室１１に供給された過酸化水素蒸気は、ＨＥＰＡフィルタ４１を通過して気体排出室４０に引き込まれ、排気管４２を介して循環ラインを形成する送気管３７を流通して蒸発器３０に至る。一方、パスボックス１３に供給された過酸化水素蒸気は、ＨＥＰＡフィルタ６３を通過して排気管６２と除染ガス排出管６６を介して送気管３７の流れに合流し、これら送気管３７を流通する気体は、蒸発器３０で発生する過酸化水素蒸気を各気体供給室２０、５０の各上方室２３、５３に送り込む。

作業室１１に対する過酸化水素蒸気の供給において、上方室２３は給気ファン２５の作用により陰圧になり、下方室２４はＨＥＰＡフィルタ２１の圧損が高いために陽圧になっている。上方室２３内が陰圧であることにより、過酸化水素蒸気は除染ガス供給管３１から上方室２３内へ吸引されるとともに、給気ファン２５によって下方室２４へ送り込まれ、下方室２４では過酸化水素蒸気が充満した状態となる。このため過酸化水素蒸気は、分散して配置された各給気ファン２５の送風力と下方室２４の内圧とにより、ＨＥＰＡフィルタ２１の全面にわたって均一に分布して通過し、作業室１１内に供給される。

このように過酸化水素蒸気がＨＥＰＡフィルタ２１の全体に均一に行き渡ることにより、除染ガスの流量を必要最小限に抑えることができ、これによりエアレーションに要する時間が短縮される。なお、ＨＥＰＡフィルタ２１の上方に隔壁２２を設けずに給気ファン２５だけを設けた場合、給気ファン２５から吹き出された気体がＨＥＰＡフィルタ２１の表面において巻き上がり、再度給気ファン２５に吸い込まれるため、気体供給室２０の内部では上下に循環する気流が生じ、ＨＥＰＡフィルタ２１の全面にわたって均一に気体を作用させることはできない。また、給気ファン２５の吹き出し位置に過酸化水素蒸気の供給が集中すると、その部分のＨＥＰＡフィルタ２１で過酸化水素蒸気が凝縮し、除去に多大な時間が必要となる。

上述したアイソレータ本体１０における過酸化水蒸気の供給作用はパスボックス１３でも同様であり、過酸化水素蒸気はＨＥＰＡフィルタ５１の全面にわたって均一に分布して通過し、パスボックス１３内に供給される。

作業室１１とパスボックス１３に対して所定量の過酸化水素蒸気が供給されると、ポンプ３４による発生器３０への過酸化水素蒸気の供給が停止され、過酸化水素蒸気を発生させない状態でブロワ３５と給気ファン２５、５５の駆動が継続され、作業室１１とパスボックス１３から送気管３７を通して気体が循環され、この状態は所定時間維持される。

その後、過酸化水素蒸気の供給が停止した状態で、エアレーションが行われる。まずブロワ３５が停止されるとともに、第１および第２の除染ガス供給管３１、６０の開閉弁３８、６１と送気管３７の循環弁３９と除染ガス排出管６６の循環弁６７とが閉鎖され、他の開閉弁２７、４３、５７、６４が開放される。また内部扉１５は開放状態に維持される。

この状態で、給気ブロワ２９と排気ブロワ４５とが作動される。これにより既に陰圧となっている上方室２３に外気が吸引され、各給気ファン２５により直ちに下方室２４に送り込まれて、下方室２４を加圧する。したがって作業室１１では、給気管２６を介して供給される外気が給気ファン２５によってＨＥＰＡフィルタ２１を通して吹き出され、排気管４２を通って外部に排出される。このとき、ＨＥＰＡフィルタ２１に浸透した除染ガス成分（過酸化水素成分）はＨＥＰＡフィルタ２１から取り除かれ、また作業室１１内部の除染ガス成分も除去されて、触媒４４によって無害化されて排出される。また下方室２４の内圧が高まることにより、ＨＥＰＡフィルタ２１の全範囲に均一に気体が押し込まれることで、ＨＥＰＡフィルタ２１の内部をくまなく気体が行き渡るため、エアレーション時間が短縮される。

またパスボックス１３でも同様に、給気ファン５５によって給気管５６を介して外気が供給されて下方室５４内を加圧し、ＨＥＰＡフィルタ５１を通して吹き出され、排気管６２を通って外部に排出される。このとき、ＨＥＰＡフィルタ５１に浸透した除染ガス成分はＨＥＰＡフィルタ５１から取り除かれて、パスボックス１３内の除染ガス成分とともに触媒６５によって無害化されて排出される。

このようなエアレーションにおいても、上述した除染工程と同様に、ＨＥＰＡフィルタ２１、５１の全面にわたって外気が均一に分布して当るので、ＨＥＰＡフィルタ２１、５１に浸透した除染ガス成分は効率的かつ短時間に除去される。また作業室１１における通常の作業中においても、下方室２４の内圧が高まることにより、ＨＥＰＡフィルタ２１の全範囲に均一に気体が押し込まれることで、ＨＥＰＡフィルタ全体から均一に無菌エアが作業室１１内に吹き出されるので、乱れのない一方向流（ラミナフロー）を形成することができる。

なお、パスボックス１３に外気を取り込むための給気管５６に給気ブロワを設けるとともに、パスボックス１３から気体を排出するための排気管６２に排気ブロワを設けてもよい。

１０ アイソレータ本体
１１ 作業室
２０ 気体供給室
２１ ＨＥＰＡフィルタ（清浄化フィルタ）
２２ 隔壁
２３ 上方室
２４ 下方室
２５ 給気ファン（送気手段）
３０ 蒸発器（除染ガス供給手段）
３１ 除染ガス供給管（除染ガス供給手段）
３５ ブロワ（除染ガス供給手段）
３８ 開閉弁（除染ガス供給手段）

Claims (3)

1. 無菌状態に維持可能な作業室が内部に形成されたアイソレータ本体と、
   除染ガスを供給する除染ガス供給手段とを備え、
   前記作業室に除染ガスを供給して除染し、無菌状態を維持するアイソレータシステムにおいて、
   前記作業室の上側に形成された気体供給室と、
   前記作業室と前記気体供給室の間に設けられ、前記気体供給室から前記作業室へ供給される気体を清浄化する清浄化フィルタと、
   前記清浄化フィルタの上方に設けられ、前記気体供給室内を上方室と下方室に分断する隔壁と、
   前記清浄化フィルタに対向するようにして前記隔壁に設けられ、前記上方室から前記下方室に気体を送る送気手段とを備え、
   前記清浄化フィルタは、前記作業室の天井のほぼ全域に設けられ、前記下方室は前記清浄化フィルタの全範囲を覆っており、
   前記除染ガス供給手段から前記上方室に除染ガスを供給し、前記送気手段によって前記下方室に充満させて前記下方室を陽圧にし、前記送気手段の送風力と前記下方室の内圧により前記清浄化フィルタを通して除染ガスを前記作業室に供給することを特徴とするアイソレータシステム。
2. 前記隔壁には、複数の送気手段が分散して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータシステム。
3. 前記上方室には、外気を取り込むための給気管が接続され、前記除染ガス供給手段による除染ガスの供給を停止した状態で、前記送気手段により前記下方室に外気を送って内圧を高め、前記清浄化フィルタを通して外気を前記作業室に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアイソレータシステム。

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