JP6824884B2 - ハロゲン化炭素化合物リサイクリング方法及びシステムの改善 - Google Patents

Description

本発明は、ハロゲン化炭素化合物（halocarbon）を捕捉及びリサイクルする方法及びシステムに関する。特に、本発明は、医療環境において揮発性麻酔剤として用いられる際に、ハロゲン化炭素化合物を捕捉及びリサイクルする方法及びシステムに関する。

ハロゲン化炭素化合物は、１又は２以上のハロゲン化炭素原子と共有結合した少なくとも１個の炭素原子から構成される有機化学分子である。ハロゲン化炭素化合物は、多くの用途を有しており、溶媒、殺虫剤、冷却剤、耐火性油、エラストマー、接着剤及びシーラントの成分、電気絶縁性コーティング、プラスチック、並びに麻酔薬として数々の産業で用いられている。ハロゲン化炭素化合物の代替用語は、「ハロカーボネート化フルオロカーボン（halocarbonated fluorocarbon）」である。

麻酔剤として用いられるハロゲン化炭素化合物の例として、デスフルラン（desflurane）、イソフルラン（isoflurane）、セボフルラン（sevoflurane）、ハロタン（halothane）、及びエンフルラン（enflurane）が一般的に挙げられる。これらの麻酔薬は、室温で液体であるが、容易に蒸発して、患者が吸入するための蒸気を生成することにより麻酔を誘発するので、揮発性麻酔剤と呼ばれる場合もある。これらの薬剤は、ボイルの装置（Boyle's machine）としても知られている麻酔器の呼吸回路を用いて患者に投与される。呼吸回路２を含む麻酔器の一部の概略図を、図１を参照しながら以下に記載する。麻酔器の主要機能は、呼吸回路２を介した患者への送達用として、酸素を臨床医が規定する濃度で揮発性麻酔剤と混合することである。

麻酔器及び呼吸回路２は、患者による吸入を目的として、管搬送される気体のネットワークを備える（図示せず）。空気、酸素（Ｏ_２）、及び亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）が、空気管３又は空気シリンダー管５、酸素管７又は酸素シリンダー管９、及び亜酸化窒素管１１又は亜酸化窒素シリンダー管１３からバックバー１５にそれぞれ供給される。ガス管３、７、１１のそれぞれは、気体を４バールで供給する。空気及び酸素は、シリンダー管５、９により１３７バールで供給される。亜酸化窒素は、シリンダー管１３により４４バールで供給される。ガス管３、７、１１により供給される気体の圧力と一致するように、シリンダー管５、９、１３により供給される気体の圧力を低減するために、シリンダー管５、９、１３のそれぞれは、シリンダー管５、９、１３により供給される気体の圧力を４バールまで低減する減圧弁（ＰＲＶ）１７を備える。

空気、酸素、及び亜酸化窒素のそれぞれは、可変流量弁１９のそれぞれに分離して送達され、同弁は、麻酔科医が空気、酸素、及び亜酸化窒素を必要に応じて混合するのを可能にする。可変流量弁１９のそれぞれは、気体の圧力を１バール強にさらに低減する。図１は、気体が、空気バックバー管１８、酸素バックバー管２０、及び亜酸化窒素バックバー管２２を通って、バックバー１５に左側から右側に送達されることを示す。バックバー管１８、２０、２２が異なって配置され得ることは、当業者にとって自明である。例えば、バックバー管１８、２０、２２は、図１内の左側から右側に向かって、亜酸化窒素バックバー管２２、酸素バックバー管２０、及び空気バックバー管１８の順序で配置され得る。

バックバー１５は、気化器１０及び圧力逃し弁１６を備える。気化器１０は、薬剤１２を収容する気化チャンバー２１を備える。気化チャンバー２１は、薬剤１２が蒸発して、薬剤１２の飽和蒸気圧で蒸気１４が形成されるように配置される。例えば、薬剤１２を患者に送達するには飽和蒸気圧が高濃度すぎる場合、可変バイパス弁２３は、気化器１０を通過してバックバー１５から供給される気体の画分を麻酔科医が制御できるようにする。したがって、バックバー１５を離れる気体流中の揮発性薬剤１２のアウトプット濃度が制御される。

患者は、患者の鼻と口の全体にフィットし、その周辺に密閉状態を形成するフェイスマスク４を介して気体を吸い込む。フェイスマスク４は、麻酔剤１２を含有する気体を供給する吸気チューブ６と呼気チューブ８とに接続されており、呼気チューブ８を通じて、吐き出された未使用の気体及び薬剤１２が患者から遠ざかるように移送される。吸気チューブ６及び呼気チューブ８は一般的にコルゲートホースである。

吸気チューブ６は、患者が吸入した際に開放する一方向吸気弁２５を備える。一方向吸気弁２５が開放状態のとき、気体は、当該気体と薬剤１２に由来する蒸気１４とが混合する気化チャンバー１０を通過してバックバー１５を流通する。薬剤蒸気１４と混合した気体は患者により吸入される。使用の際には、呼吸回路２は、所定の濃度の酸素／空気／亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）と混合された麻酔剤の正確且つ継続的な供給を、患者に対して、安全な圧力及び流速で実現する。

呼気チューブ８は、一方向呼気弁２６に接続された呼気管２４と接続されており、一方向呼気弁２６が開放しているときに吐き出された未使用の気体が上記管を通過する。一方向呼気弁２６を通過する気体は、呼吸バッグ２８に流入する。排気管３０は、呼吸バッグ２８から可変圧力逃し弁３２に通じる。

二酸化炭素（ＣＯ_２）吸収装置のキャニスター３４は、呼気管２４及び吸気管１５と接続され、また気体が、吸収装置のキャニスター３４を通って呼気管２４から吸気管６に流通できるように配置されている。吸収装置のキャニスター３４は、キャニスター３４を流通する気体から二酸化炭素を吸収するソーダ石灰（soda lime）３６を含有する。

図１に、患者による気体／薬剤混合物の吸入期間中の例示された呼吸回路２の構成を示す。吸入された気体の動きを、実線矢印で示し、吐き出された気体の動きを、点線矢印を用いて示す。

患者が吸入を行うと、呼気弁２６は閉鎖し、吸気弁２５は開放する。こうすれば、再循環した気体が、呼吸バッグ２８から気体中のＣＯ_２を吸収する吸収キャニスター３４を通って、吸気管６に流入することが可能となる。気体は、当該気体が薬剤蒸気１４と混合する気化チャンバー１０を通過する。得られた気体／薬剤混合物は、一方向吸気弁２５及び呼吸回路２の吸気リム（inspiratory limb）６及び呼吸マスク４を通って患者に投与される。患者は肺に気体／薬剤混合物を吸い込み、肺では、薬剤蒸気１４の一部が患者の血液中に溶解する。こうして麻酔の可逆的状態を生み出す。

患者が息を吐き出す際には、呼気弁２６は開放し、吸気弁２５は閉鎖する。患者により吐き出された気体は、患者により吸収されなかった薬剤蒸気１４の一部を含め、呼気チューブ８を通って呼吸回路２に復帰する。吐き出された気体は呼吸バッグ２８に流入し、また過剰の廃ガス３８は圧力逃し弁３２を通って排気される。排出管４０は、排気される廃ガス３８を呼吸回路２から誘導する。

排気される廃ガス３８は、少なくとも痕跡量の未使用の麻酔剤蒸気１４を含有する。痕跡量の麻酔薬といえども医療環境内の空気中に含まれると、医療スタッフに対して影響を有し、これに継続的に曝露すると、有害な健康状態、例えば頭痛、自然流産の発生率増加、乳児の先天性異常、及び血液学的悪性疾患等を引き起こす。したがって、政府機関は、病院スタッフが曝露し得る揮発性麻酔剤のレベルについて限界値を設定した。米国内では、手術室の空気中揮発性麻酔剤のレベルは、２ｐｐｍを上回ってはならず、またＮ_２Ｏのレベルは、２５ｐｐｍを上回ってはならない。英国内で揮発性薬剤について設定された限界値は５０ｐｐｍであり、またＮ_２Ｏの場合、限界値は１００ｐｐｍに設定されている。

手術室内の環境及びその他の医療環境が上記限界値内にとどまることを保証するために、揮発性麻酔剤蒸気１４を含有する廃ガス３８について、医療環境の大気に進入することが阻止される。

麻酔ガスが手術室の大気中に放出されるのを阻止するために、ほとんどの先進国では、廃ガス３８は「除去される」。病院及び大型の獣医学診療施設では、一続きになった手術室は、負圧回路が装備されている。負圧回路は、麻酔器の排気管４０に接続される。負圧回路は、建物の最上部にあるアウトプット管を通って大気中に放出される廃ガス３８を抽出する。より小さな診療施設の麻酔利用者は、排気管４０からの廃ガス３８が活性炭キャニスターを通過するように、呼吸回路よりも低い圧力に設定された可変圧力逃し弁３２に続く回路圧力を利用して、排気管４０から廃ガス３８を抽出する。このような活性炭キャニスターは、一般的に１２時間分の廃ガス３８を吸収することができる。但し、活性炭キャニスターに伴う問題としては、一度使用してしまうとリサイクル不能であり、廃棄せざるを得ず、コストが嵩むことが挙げられる。さらに、活性炭キャニスターにより捕捉された未使用の揮発性薬剤は、廃棄後ゆっくりと放出され得る。

揮発性麻酔剤はハロゲン化フルオロカーボンであり、したがってその大気中への直接放出は、特に望ましくない。臭素族及び塩素族を含有するハロゲン化炭素化合物は、全体としてクロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）と呼ばれ、オゾン層に対して損傷効果を示す。実際に、あらゆる産業からのＣＦＣ放出が、オゾン層に損傷を与えている。成層圏内では、より高波長の光がＣＦＣのＣ−Ｃｌ／Ｂｒ結合を分解し、オゾン（Ｏ_３）を破壊する高度に反応性のフリーラジカル基が放出され、地球のＵＶ保護バリアを枯渇させる。イソフルラン及びハロタンは、いずれもＣＦＣである。各薬剤は、各薬剤が放出するフリーラジカルの量及び炭素−ハロゲン基が破壊される際のその容易性に起因して、異なる反応性を有する。Ｂｒ基が分子から除去され得る際のその相対的な容易性に起因して、ハロタンが最も反応性が高く、イソフルランがこれに続く。亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）も、若干のオゾンを枯渇させる能力を有する。

さらに、Ｎ_２Ｏ及びセボフルラン及びデスフルランを含むすべての薬剤は、その赤外光を吸収する能力に起因して、強力な温室効果ガスである。デスフルランは、その長い大気中半減期に起因して最も強力である。１キロのデスフルランは、約２０００〜３５００ｋｇのＣＯ_２と同等である。

ＣＦＣの使用は、１９８７年のモントリオール協定（及び後続する修正協定）により制限された。その結果、冷却及びエアゾールにおいてＣＦＣを使用することは禁止され、また「必須」とみなされないＣＦＣの使用のすべてをモニタリングの対象とした。ＣＦＣの医学的使用は「必須」とみなされることから、モニタリングの対象とはならない。冷却及びエアゾールにおけるＣＦＣの使用禁止に伴い、医学的使用のために大気中に放出されるハロゲン化炭素化合物の割合は高まり、さらに増加する可能性がある。現在、米国では麻酔薬が１年間に４０００万回送達され、また英国では１年間に５００万回送達される。この麻酔薬の大部分は、揮発性薬剤の影響下で送達される。さらに、Ｎ_２Ｏの医学的使用は米国のＮ_２Ｏ放出量の３％を占めると推定される。

呼吸回路２の廃ガス３８から薬剤蒸気１４を捕捉する代替方法として、液体酸素を用いて、廃ガス３８を極低温処理することが挙げられる。ハロゲン化炭素化合物は、約−１１８°で結晶化する。但し、液体酸素の使用を取り巻く安全問題、及び超低温酸素配管から結晶性の揮発性薬剤を除去及び分離する実用性に起因して、この方法はほとんどの医学界において実行可能なオプションとはならない。

廃ガス３８から揮発性麻酔剤を捕捉する別の先行技術システムとして、水蒸気により抽出するために、「シリカ」としても知られている二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）上を、廃ガス３８を通過させることが挙げられる。この種の先行技術システムの例は、国際特許出願公開番号第２０１１／０２６２３０Ａ１号に記載されている。

上記活性炭の方法と同様に、廃ガス３８は、排気管４０から捕捉され、粒状ＳｉＯ_２を含有するキャニスターを通過し、粒状ＳｉＯ_２に薬剤１２が結合する。ＳｉＯ_２が薬剤１２で飽和したら、ＳｉＯ_２キャニスターは処理するために除去される。処理期間中に、ＳｉＯ_２は、高温高圧力の水蒸気パージガスに晒され、薬剤１２がＳｉＯ_２から分離する。収集された麻酔剤は、水分を除去するために精製され、次に分別蒸留により分離されなければならない。

国際特許出願公開番号第２０１１／０２６２３０Ａ１号

上記背景を踏まえて、本発明の目的は、少なくとも、上記で議論した問題を克服するハロゲン化炭素化合物を捕捉、再生、リサイクル、及び使用する方法及び装置を提供することである。本発明のこのような使用及びその他の使用、特徴、及び利点は、本明細書に提示される教示から当業者にとって明白である。

本発明の態様によれば、気体からハロゲン化炭素化合物を捕捉する方法が提供される。方法は、超臨界流体への曝露により損傷を受けない材料で、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を処理するステップを含み得る。代替的に又は組み合わせて、方法は、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を材料に通過させるステップを含み得る。ハロゲン化炭素化合物は麻酔剤であり得る。ハロゲン化炭素化合物を捕捉するステップは、気体を材料に曝露するステップを含み得る。好ましい実施形態では、方法は医療環境で実施され得るが、その場合、材料はフィルター材料であり得る。

材料は、超臨界流体に対して耐性を有するモジュール内に収容可能であり、捕捉されたハロゲン化炭素化合物を超臨界流体中に溶解可能にして超臨界溶液を形成することにより、当該捕捉されたハロゲン化炭素化合物の再生を可能にする。したがって、モジュールは、約７ＭＰａ〜５０ＭＰａであり得る超臨界圧力の流体に耐えるように配置され得る、及び／又は３０℃〜１００℃であり得る超臨界温度の流体に耐えるように配置され得る。好ましくは、モジュールは、高い内部圧力に耐えるように配置される。

ハロゲン化炭素化合物は、超臨界溶液から分離され得る。超臨界溶液及び／又は分離したハロゲン化炭素化合物が、必要に応じて送達され得る。本発明のこのようなさらなる態様は、以下でさらに議論される。本発明の態様を組み合わせれば、ハロゲン化炭素化合物の連続的リサイクルが可能になる。医療環境では、ハロゲン化炭素化合物は麻酔剤であり得るが、同麻酔剤は揮発性麻酔剤であり得、また本発明は、麻酔剤のリサイクル及び再利用を可能にする。

方法は、好ましくは１又は２以上のハロゲン化炭素化合物を含有する気体を、材料に通過させるステップを含む。材料は、エアロゲルであり得る又はそれを含み得る。最も一般的なエアロゲルは二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなるが、本発明によるエアロゲルは、その他の材料、例えばレゾルシノール・ホルムアルデヒド、炭素、炭酸カルシウム、及びゼオライト（アルミノケイ酸塩）からなり得る、又はそれを含み得る。ゼオライトは、天然に見出される微多孔性のアルミナシリケート無機物であるが、人工的に作り出すことも可能である。炭素は、その吸収用の表面積を拡張するために高温に曝露され得る。フィルター材料は金属でドーピングされ得る。本発明によれば、エアロゲルは、ハロゲン化炭素化合物、金属酸化物、セルロース、カーボンナノチューブのうちの１又は２以上の添加により機能化され得る、又はその化学特性若しくは機械特性を改善するために、ポリマーにより内部的に支持され得る。これらの変化は、ハロゲン化炭素化合物の結合性及び／又はエアロゲルの安定性を改善し得る。例えば、ハロゲン化炭素化合物により機能化すると、ハロゲン化炭素化合物の材料との結合性を改善する。材料は顆粒状粒子を含み得る。

さらに、材料は、金属又は金属−酸素−金属架橋の形成により形成され得る金属酸化物を含み得る又はそれに該当し得る。好ましい金属及び金属酸化物の例として、酸化ニッケル、酸化モリブデン、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化鉄、クロミア、バナジア、白金、ロジウム、パラジウム、及びタングステンが挙げられる。材料は、貴金属を含み得る又はそれに該当し得る。金属及び／又は金属酸化物は、材料への積層により、例えば物理的又は化学的気相堆積法により付加され得る。

ハロゲン化炭素化合物は、気体が材料を通過する際に材料に結合可能である。材料は、麻酔器からの廃ガスであり得る気体からハロゲン化炭素化合物を捕捉し得る。

気体は、気体内のハロゲン化炭素化合物が材料と結合するときに処理され得る。材料で処理された後、処理された気体を捕捉剤に通過させて、材料で処理されなかったハロゲン化炭素化合物を捕捉し得る。捕捉剤は、活性炭であり得る。材料で処理された気体は、ハロゲン化炭素化合物についてモニタリングされ得る。処理された気体中のハロゲン化炭素化合物濃度が事前に決定された飽和閾値を上回ることが、材料がハロゲン化炭素化合物で飽和している可能性があることを示唆し得るので、処理された気体の濃度がモニタリングされ得る。方法は、処理された気体中のハロゲン化炭素化合物濃度の増加について、処理された気体をモニタリングするステップを含み得るが、そのような増加は、材料がハロゲン化炭素化合物で飽和していることを示唆し得る。方法は、材料がハロゲン化炭素化合物で飽和したときに、材料への気体の供給を停止するステップを含み得る。方法は、本明細書に記載する代替材料で処理されるように、気体の供給を切り替えるステップを含み得る。代替材料は、さらなるモジュール内に収容され得る。

気体は医療環境内の大気に由来し得る。気体は麻酔器により供給され得る。気体は心肺バイパス装置により供給され得る。したがって、本発明のさらなる態様は、気体から麻酔剤を捕捉する方法まで拡張され、同方法は、麻酔剤を含有する気体をフィルター材料に通過させるステップを含む。

本発明の態様によれば、材料からハロゲン化炭素化合物を再生、除去、又は抽出する方法が提供される。方法は、材料を超臨界流体に曝露するステップ、又はそれで処理するステップを含み得る。超臨界流体は、膨張してその容器を満たし、そして気体のように固体を通じて流出し、また液体のように材料を溶解する。

ハロゲン化炭素化合物が結合した材料を超臨界流体で処理すると、ハロゲン化炭素化合物と材料の間の相互作用が破壊され、ハロゲン化炭素化合物は、材料から除去でき、及び／又は超臨界流体中に溶解してハロゲン化炭素化合物を含有する超臨界溶液を形成する。したがって、材料が超臨界流体に曝露されたときに、ハロゲン化炭素化合物が追い出され、超臨界流体中に溶解するように、ハロゲン化炭素化合物は、材料に結合可能であるか又はそれと相互作用可能である。材料は、材料から再生可能である複数の異なるハロゲン化炭素化合物を含有し得る。超臨界溶液は、次にハロゲン化炭素化合物を材料から取り除いて、材料を未反応状態にし得る。超臨界流体は、温度及び圧力がその臨界点を上回る物質であり、気体又は液体の特徴的な状態が存在しない。

したがって、材料を超臨界流体で処理する前に、ハロゲン化炭素化合物は、好ましくは材料に結合している。材料は、超臨界流体が材料を通過するのを可能にするように配置されている。材料は、フィルター材料であり得る。材料は、エアロゲルを含み得る。

超臨界流体は、約７ＭＰａ〜５０ＭＰａの圧力であり得、また３０℃〜１００℃の温度であり得る。材料は、好ましくは超臨界温度及び圧力の流体に対して耐性を有し得るモジュール内に収容される。モジュールは、高い内部圧力に耐えるように配置され得る。

超臨界流体は、超臨界二酸化炭素（ＣＯ_２）であり得る又はそれを含み得る。二酸化炭素は、その臨界温度（３１．１℃）及び臨界圧力（７．３９ＭＰａ）を上回る超臨界状態で存在する。この温度は室温に近く、また圧力は、医療及び手術室で多くの場合用いられる圧力範囲内である。ハロゲン化炭素化合物は、超臨界ＣＯ_２に極めて溶けやすい１又は２以上の麻酔剤であり得、また超臨界ＣＯ_２に溶解させることにより、材料から洗浄可能である。或いは、超臨界流体は、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）であり得る又はそれを含み得る。

医療では、麻酔を維持するために、麻酔剤と共に亜酸化窒素が利用され得る。Ｎ_２Ｏは、ＣＯ_２と類似した温度及び圧力で超臨界となる。但し、Ｎ_２Ｏは、超臨界では多くの場合不安定である。超臨界Ｎ_２Ｏは、還元触媒を含めることにより、分解又は還元され得る。例えば、金属触媒は、多くの場合尿素又はアンモニアの存在下で亜酸化窒素を還元する。本発明の好ましい実施形態では、材料は還元触媒を含み、同触媒は、材料に積層可能な金属触媒であり得る。好ましい金属触媒は、白金である。触媒は、ハロゲン化炭素化合物が材料により捕捉される前、又は材料が超臨界流体に曝露する前に、反応物質、好ましくは尿素と共に負荷され得る。気体が材料に曝露されるとき、気体中の亜酸化窒素は、触媒の存在下で尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）と反応して、窒素（Ｎ_２）、水（Ｈ_２Ｏ）、及び二酸化炭素（ＣＯ_２）を形成し得る。

本発明の好ましい実施形態では、材料がハロゲン化炭素化合物及び亜酸化窒素に曝露されたとき、材料を超臨界ＣＯ_２でフラッシュすると、ハロゲン化炭素化合物及び残留する亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）が溶出し得る。二酸化炭素は、材料に供給可能であり、また超臨界圧力、好ましくは約１０ＭＰａを実現するために加圧され得るが、また超臨界圧力、好ましくは約３５℃を実現するために加熱され得る。但し、その他の超臨界温度及び圧力も利用可能である。超臨界ＣＯ_２が材料を流通する際に、Ｎ_２Ｏは、超臨界ＣＯ_２内で希釈され得るが、また超臨界Ｎ_２Ｏとなり得る。超臨界Ｎ_２Ｏ及び超臨界ＣＯ_２混合物は、材料、触媒、及び／又は反応物質を通過し得る。超臨界温度及び圧力では、Ｎ_２Ｏの分解が生ずる可能性がある。超臨界温度及び圧力では、Ｎ_２Ｏが分解する反応スピードは、室温及び常圧よりも有意に速い。本発明は、超臨界ＣＯ_２中でＮ_２Ｏを希釈すれば、爆発の原因となり得る暴走反応の発生が阻止されるという点において有利である。窒素ガス、水、及び任意のその他の副生成物は、本明細書で詳記する分離ステップにより分離され得る。

好ましくは、材料がハロゲン化炭素化合物で飽和したときに、材料は超臨界流体に曝露される。材料が超臨界流体に曝露されたとき、材料は、超臨界流体でフラッシュされて、ハロゲン化炭素化合物及び亜酸化窒素のすべてが溶出され得る。

方法は、超臨界溶液からハロゲン化炭素化合物を分離するために、超臨界溶液を分離システムに供給するステップを含み得る。超臨界溶液内の超臨界流体は、移動相として振る舞うことができる。分離システムは、少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムを備え得る。分離システムは分留カラムを備え得る。

ハロゲン化炭素化合物は、複数の異なる種類のハロゲン化炭素化合物を含み得るが、この場合、方法は、超臨界溶液から、１又は２以上の異なる種類のハロゲン化炭素化合物を分離するステップを含み得る。方法は、超臨界溶液から、非ハロゲン化炭素化合物汚染物質を除去するステップを含み得る。方法は、超臨界溶液から、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を除去するステップを含み得る。

水蒸気を用いて、材料からハロゲン化炭素化合物を再生、除去、又は抽出する先行技術の方法は、ハロゲン化炭素化合物が再利用可能となるように、ハロゲン化炭素化合物を水蒸気から分離するためのさらなるステップを必要とする。先行技術のシステム及び方法は、材料の水蒸気パージ、濃縮分離によるハロゲン化炭素化合物の分離、及び分別蒸留によるハロゲン化炭素化合物の精製を一般的に含む。

本発明に基づき、フィルター材料からハロゲン化炭素化合物を再生する方法は、超臨界溶液からハロゲン化炭素化合物を除去する際に、超臨界流体が分離剤として利用可能であるという点において、先行技術よりも有利である。以下に記載するように、本発明は、フィルター材料からのハロゲン化炭素化合物の抽出を、超臨界溶液からのハロゲン化炭素化合物の分離と組み合わせると有利である。本発明は、先行技術の方法により生成される溶液から水を除去するニーズに対処する。本発明は、フィルター材料からのハロゲン化炭素化合物の再生、超臨界流体からのハロゲン化炭素化合物の分離、ハロゲン化炭素化合物の精製、及びハロゲン化炭素化合物の送達のうちの１又は２以上を組み合わせるのが有利である。

特に、エアロゲルは、エアロゲルの繊細な構造上で表面張力を引き起こす、先行技術による水蒸気又はパージ蒸気により損傷を受ける可能性がある。超臨界ＣＯ_２は表面張力を引き起こさないので、エアロゲルは超臨界ＣＯ_２により損傷を受けない。

本発明のさらなる態様によれば、本発明は、ハロゲン化炭素化合物を処理するためのモジュールまで拡張される。好ましくは、モジュールは、ハロゲン化炭素化合物を気体から捕捉する材料を含み得る。好ましい実施形態では、モジュールは、超臨界流体に耐えるように配置される。モジュールは、材料を収容する筐体を備え得る。モジュール、及び好ましくは筐体も、気体及び超臨界流体が材料を通過可能なように配置され得る。好ましくは、気体及び超臨界流体が材料を交互に通過する。好ましくは、気体及び超臨界流体は、交互に入れ替わった時間帯で材料を通過する。

モジュールは、気体及び超臨界流体が、反対方向に材料を通じて移動可能であるように配置され得る。或いは、気体及び超臨界流体は、類似した方向にフィルター材料を通じて移動可能である。好ましくは、モジュールは、約７ＭＰａ〜５０ＭＰの範囲の超臨界圧力に耐えるように配置されている。好ましくは、モジュールは、高い内部圧力に耐えるように配置されている。

上記のように、材料はフィルター材料であり得るが、また材料はエアロゲルを含み得る。材料は、超臨界プロセスを用いて製造され得るので、材料は、複数の再生サイクルにおいて再利用可能であり得る。モジュールは、材料の交換が可能であるように配置され得る。エアロゲルのポアサイズは、０．５〜５０ｎｍ（５〜５００オングストローム）の範囲であり得る。材料は、二酸化ケイ素（シリカ）、ゼオライト（アルミノケイ酸塩）、炭素、及び活性炭のうちの１又は２以上を含み得る。材料は、好ましくはエアロゲルであり得るが、金属、セルロース、カーボンナノチューブ、ポリマー、又はハロゲン化炭素化合物でドーピングされ得る。材料は顆粒状粒子を含み得る。材料は金属触媒を含み得る。金属触媒は白金を含み得る。材料は反応物質を含み得る。反応物質は、尿素、無水アンモニア、及びアンモニア水のうちの１又は２以上を含み得る。

モジュールは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体及び／又は超臨界流体が材料を通じて流入、流出するのを可能にするように配置され得る。好ましくは、モジュールは、気体及び超臨界流体の流入、流出を可能にする第１の導管を備え得る。モジュールは、気体及び超臨界流体の流入、流出を可能にする第２の導管も備え得るが、この場合、第１の導管は、気体がモジュールに流入し、超臨界流体がモジュールから流出するのを可能にし得る一方、第２の導管は、気体がモジュールから流出し、超臨界流体がモジュールに流入するのを可能にし得る。

モジュールは、第１の導管の対を含み得るが、また第２の導管の対も含み得る。導管の対の一方又は両方は、流体がフィルター材料を通じて流入、流出するのを可能にするように配置され得る。好ましくは、第１の導管の対は、気体の流入、流出を可能にし得るが、また第２の導管の対は、超臨界流体の流入、流出を可能にするように配置され得る。

モジュールは、空気取り込みダクトを備え、大気が材料で処理可能なように配置され得る。モジュールは、大気がフィルター材料を通過可能なように配置され得る。好ましい実施形態では、モジュールは、キャニスターである。

別の態様によれば、本発明は、少なくとも１つの上記のようなモジュールを備えるハロゲン化炭素化合物リサイクリングシステムにまで拡張される。

本発明が、医療環境で用いられる場合、漏出した麻酔剤の気体を手術室から捕捉するために、空気取り込みダクトが、ローカル環境からの空気の取り込みを可能にし得るが、これは、医療機器に由来する気体、例えば麻酔器の排気等を受け取るステップに付加し得る。代替的実施形態では、モジュールは、一方の導管の対を通り、フィルター材料を通過して麻酔剤を含有する気体が流入、流出するのを可能にし、また他方の導管の対を通り、フィルター材料を通過して超臨界流体が流入、流出するのを可能にするように配置され得る。本発明のさらなる態様によれば、麻酔剤を気体からリサイクルするためのモジュールが存在し、同モジュールは、麻酔剤を気体から捕捉するためのフィルター材料を含む筐体を備えるが、この場合、筐体は、超臨界流体がフィルター材料を通過可能なように配置される。

本発明の別の態様によれば、少なくとも１つの上記のようなモジュールを備える医療機器が提供される。好ましくは、医療機器は複数のモジュールを備え、また麻酔器は、（ｉ）麻酔剤を含有する気体を、複数のモジュールのうちの少なくとも１つのモジュールに対して、及び（ii）超臨界流体を、複数のモジュールのうちの少なくとも１つのその他のモジュールに対して同時供給するように配置される。好ましい実施形態では、麻酔器は、麻酔薬の連続流を可能にするために、複数のモジュールのモジュール間で気体と超臨界流体の供給を切り替えるように配置され得る。

本発明の態様によれば、超臨界溶液から１又は２以上の物質を分離するための処理方法が提供される。方法は、好ましくは、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物を、ハロゲン化炭素化合物と超臨界流体とを含む超臨界溶液から分離するステップを含む。好ましくは、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物は、超臨界流体中に溶解され得る。方法は、超臨界溶液を分離システムに供給するステップを含み得る。

方法は、分離システム内の移動相として超臨界流体を使用するステップを含み得るが、同システムは溶出システムであり得る。分離方法は、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物を超臨界流体から収集し、精製するのに利用可能である。方法は、超臨界流体を分離システムに供給するステップを含み得る。方法は、生成物を生成するステップを含み得るが、同生成物は１又は２以上のハロゲン化炭素化合物についてモニタリングされる。方法は、生成物が１又は２以上のハロゲン化炭素化合物を含有する場合、生成物を収集するステップを含み得る。方法は、生成物が、ハロゲン化炭素化合物を含有しない場合、生成物を処分するステップを含み得る。方法は、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物を生成物から除去するステップを含み得る。方法は、超臨界流体から分離したハロゲン化炭素化合物を収集するステップを含み得る。方法は、ハロゲン化炭素化合物を収集するのにサイクロン式収集装置を使用するステップを含み得る。方法は、超臨界溶液から汚染物質を分離するステップを含み得る。好ましくは、汚染物質は、水、尿素、アンモニア、及びホルムアルデヒドのうちの１又は２以上を含む。

分離するステップのうちの１又は２以上は、クロマトグラフィーにより実施され得る。薬剤が捕捉材料から溶出した後に、超臨界クロマトグラフィーが利用可能である。クロマトグラフィー方法は、極性、分子サイズ、分子量、又は超臨界流体移動相の影響下で異なる流速をもたらす、分子のその他の物理化学的差異に基づき得る。分離システムは、少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムからのアウトプットをモニタリングするモニタリング手段を備え得る。システムは、少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムのアウトプットを制御する制御装置を備え得る。超臨界ＣＯ_２の減圧後に、１又は２以上の温度管理されたサイクロン式収集装置が、精製されたハロゲン化炭素化合物、又は気体のＣＯ_２に由来する汚染物質を収集し得る。

好ましい実施形態では、極性に基づく正相クロマトグラフィーカラムが、麻酔剤（すべて類似した極性を有する）を、その他の汚染物質（水、尿素、アンモニア、ホルムアルデヒド等）から分離するのに用いられる。異なるクロマトグラフィーカラムが、分離を助けるために連続して利用可能であり、また２以上のカラムが、すべての汚染物質を除去するのに必要とされ得る。好ましい実施形態では、後続して冷却されたサイクロン式収集装置内で行われるＣＯ_２からの収集を目的として、麻酔剤の分子サイズ間を区別する分子サイズ排除型クロマトグラフィーカラムが、薬剤を互いに分離するのに利用可能である。

分離するステップのうちの１又は２以上は、分別法により実施され得る。分別法は、超臨界二酸化炭素により駆動され得る。超臨界分別法は、異なる圧力及び温度におけるその揮発性の別に基づき、超臨界流体中に溶解したハロゲン化炭素化合物の揮発性画分を分離するステップを含み得る。ＣＯ_２移動相は、ＣＯ_２の圧力を、その超臨界圧力から大気圧に至るまで段階的に低下させることにより生成され得る。各圧力段階において、混合物を温度制御下に置かれた分留カラムに通過させることができる。したがって、各ハロゲン化炭素化合物の画分は、収集目的で液化され得る。したがって、高度に精製されたハロゲン化炭素化合物の画分が、互いにＣＯ_２から分離される。

上記態様では、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物は、１又は２以上の麻酔剤であり得る。１又は２以上の麻酔剤は、１又は２以上の揮発性麻酔剤であり得る。また、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物は、工業プロセスにより用いられる又は製造される工業的ハロゲン化炭素化合物にも該当し得る。

１又は２以上の物質を超臨界流体から取り出すために、本発明の態様は、超臨界溶液から１又は２以上の物質を取り出す分離システムにまで拡張され、同分離システムは、ハロゲン化炭素化合物と超臨界流体とを含む超臨界溶液からハロゲン化炭素化合物を分離するように配置される。

分離システムは、超臨界溶液が供給され得る分離手段を含み得る。分離手段は、超臨界溶液が供給され得る少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムを含み得る。分離手段は、超臨界溶液が供給され得る少なくとも１つの分留カラムを含み得る。分離システムは、分離手段により生成される生成物をモニタリングするモニタリング手段を含み得る。モニタリング手段は、赤外分光センサーを含み得る。赤外分光センサーは、フーリエ変換赤外分光デバイスであり得る。代替的モニタリング手段及び方法として、質量分析法、ＵＶ検出法、ラマン分光法、音響共鳴分光法、及び圧電結晶共鳴法が挙げられる。

好ましくは、システムは、分離手段のアウトプットを制御する制御装置を含み得るが、同制御装置は、生成物がハロゲン化炭素化合物を含有する場合、分離手段からのアウトプットを収集モジュールに誘導する。収集モジュールは、１又は２以上のハロゲン化炭素化合物のタイプを分離するように配置され得る。システムは、収集モジュールへの生成物のインプットを制御する収集モジュール制御手段を含み得る。システムは、収集モジュールに進入するハロゲン化炭素化合物のタイプをモニタリングする収集モジュールモニタリング手段を含み得る。収集モジュールモニタリング手段は、赤外分光センサーを含み得る。赤外分光センサーは、フーリエ変換赤外分光デバイスであり得る。収集モジュールは、少なくとも１つのサイクロン式収集装置を含み得る。

本発明が医療環境で用いられる際には、ハロゲン化炭素化合物は麻酔剤であり得る。したがって、本発明は、麻酔剤を医療機器に送達又は導入する方法まで拡張される。好ましくは、麻酔剤は、超臨界流体中に溶解される。本発明の好ましい実施形態によれば、麻酔剤を含有する超臨界流体は、麻酔用呼吸回路の吸気リムに注入される。

先行技術による麻酔器では、酸素／空気／窒素が麻酔剤と混合され、次に呼吸回路に送達される。麻酔期間中に患者が消費するそれらの気体を置き換えるには、酸素及び／又は空気を呼吸回路に添加すれば足りるという点において、本発明は有利である。これは、一般的に約２００ｍｌ／分の酸素である。本発明によれば、超臨界流体中に溶解した麻酔剤は、呼吸回路に直接、すなわち酸素及び／又は空気とは独立に添加可能である。

先行技術では、臨床医がより多くの麻酔薬を患者に投与したい場合、より多くの酸素／空気／窒素を、気化器を通じて呼吸回路内に送達しなければならない。そのため麻酔器の呼吸回路内を再循環するはずの一部の気体が追い出され、追い出された気体が無駄になる。本発明は、患者に送達される麻酔剤の濃度を変化させるために、気体の流れを変化させる必要はないという点において有利である。酸素／空気／窒素の流れは、連続的で安定的であると考えられ、必要とされる薬剤の濃度に応じて変化することはない。好ましくは、コンピューター等の制御モジュールは、臨床医が必要とする濃度に基づき、呼吸回路に直接送達される麻酔剤の量を計算することができる。したがって、臨床医は、酸素／空気／窒素の流れを変化させずに、所望の麻酔剤濃度を変化させることができる。例えば、臨床医が、患者の麻酔深度を深めたい場合、臨床医は、呼吸回路に供給される麻酔薬の濃度を増加させることができる。反対に、臨床医が患者を回復させたい場合、臨床医は、麻酔薬濃度ゼロを選択することができ、その結果、麻酔剤は呼吸回路から捕捉及び／又は回収される。したがって、呼吸回路内の気体は、新鮮な酸素／空気／窒素と置き換え得る。

したがって、好ましい実施形態では、医療機器は麻酔器であり得、また麻酔剤を含有する超臨界流体は、麻酔器に送達され得る。好ましくは、麻酔剤は医療機器に注入され得る。麻酔剤を含有する超臨界流体は、麻酔器のバックバー又は呼吸回路に送達又は注入され得る。

医療機器は、心肺バイパス装置であり得る。麻酔剤を含有する超臨界流体は、心肺バイパス装置に送達され得る。麻酔剤を含有する超臨界流体は、心肺バイパス装置の酸素付加装置の気体流に送達され得る。麻酔剤を含有する超臨界流体は、心肺バイパス装置の動脈ラインに注入され得る。

方法は、麻酔剤を医療機器から捕捉するステップを含み得る。方法は、医療機器に進入又は排出する麻酔剤のレベル及び／又は濃度をモニタリングするステップを含み得る。方法は、コンピューターにより及び／又は臨床医の管理により、麻酔剤の送達量を調整するステップを含み得る。

したがって、本発明の態様は、麻酔剤を医療機器に送達又は導入するシステムまで拡張される。好ましくは、麻酔剤の超臨界溶液は、超臨界流体中に溶解され、そして医療機器に送達され得る。システムは、超臨界流体中に溶解した麻酔剤の超臨界溶液を含有するカートリッジ又は貯蔵タンクを備え得る。

好ましくは、システムは、超臨界溶液を医療機器に送達する送達手段を備える。送達手段は、超臨界溶液を送達する注入装置を備え得る。送達手段は、超臨界温度を維持する加温スリーブを備え得る。システムは、超臨界溶液を麻酔器又は心肺バイパス装置に送達するように配置され得る。システムは、麻酔剤を麻酔器の呼吸回路又は心肺バイパス装置に導入するように配置され得る。

システムは、システム内の麻酔剤のレベルをモニタリングする少なくとも１つのセンサーを備え得る。好ましくは、少なくとも１つのセンサーは、赤外分光センサーを含み得る。赤外分光センサーは、フーリエ変換赤外分光デバイスであり得る。システムは、システムにより送達される麻酔剤の量を制御する制御モジュールを備え得る。システムは、注入装置モジュール又は注入装置を含み得る。注入装置モジュール又は注入装置は、麻酔剤及び超臨界流体を、麻酔器の呼吸回路若しくはバックバー、又は心肺バイパス装置の動脈ラインに送達するように配置され得る。システムは、システムにより送達される麻酔剤の量を制御する制御モジュールを備え得る。

注入装置は、超臨界流体の圧力を駆動圧力として用いて、正確な量の希釈されたハロゲン化炭素化合物を呼吸回路に送達できるように、コンピューター制御され得る。超臨界流体が減圧した際に着氷するのを防止するために、注入装置は加温され得る。超臨界流体が加温及び減圧されると、超臨界流体は、患者送達用としてハロゲン化炭素化合物を分散し、気化させる。呼吸回路内の二酸化炭素吸収装置は、薬剤を送達するのに用いられる少量の二酸化炭素を吸収し得る。

送達システムは、上記のような１又は２以上のモジュール、及び／又は上記のようなリサイクリングシステムを含み得る。システムは、超臨界流体中に溶解したハロゲン化炭素化合物を含有する加圧及び温度制御されたモジュールを備え得る。

送達システムは、麻酔ガスを送達及びリサイクルすることができる移動式の閉ループ麻酔器を提供するために、上記した捕捉、再生、及び分離システムと組み合わせて利用可能であることは、当業者にとって明らかである。

本発明の別の態様によれば、ハロゲン化炭素化合物をリサイクルするための方法及びシステムが提供される。下記の好ましい実施形態に付加して、ハロゲン化炭素化合物をリサイクルする方法及びシステムは、上記した捕捉、再生、分離、及び送達ステップ及び装置について、その任意の組み合わせを含み得る。

ハロゲン化炭素化合物をリサイクルする方法は、ハロゲン化炭素化合物を材料に結合させるために、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を、ハロゲン化炭素化合物結合材料で処理するステップを含むのが好ましく、また材料に結合したハロゲン化炭素化合物を超臨界流体内に溶解して、超臨界溶液を形成するように、材料を超臨界流体に曝露するステップを含み得る。

好ましくは、気体は、同気体を材料に通過させることにより処理される。超臨界流体は、材料を通過して、材料に結合したハロゲン化炭素化合物を溶解し得る。方法は、処理された気体中のハロゲン化炭素化合物の濃度をモニタリングするステップを含み得るが、また処理するステップから、ハロゲン化炭素化合物の事前に決定された濃度において曝露するステップに切り替えるステップを含み得る。好ましくは、方法は、処理するステップと曝露するステップの間で交互に切り替え可能である。或いは、処理するステップと曝露するステップは、同時に実施可能である。

好ましい実施形態では、方法は、超臨界溶液からハロゲン化炭素化合物を分離するステップを含み得る。方法は、超臨界溶液を医療機器に送達するステップを含み得る。好ましくは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体は、医療機器により提供され得る。方法は、デバイスに送達されるハロゲン化炭素化合物の濃度をモニタリングするステップを含み得るが、また医療機器から受け取ったハロゲン化炭素化合物の濃度をモニタリングするステップも含み得る。

本発明の態様によれば、ハロゲン化炭素化合物をリサイクルするリサイクリングシステムが提供される。リサイクリングシステムは、ハロゲン化炭素化合物を気体から捕捉するハロゲン化炭素化合物結合材料を含むのが好ましい。システムは、（ｉ）材料をハロゲン化炭素化合物を含有する気体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するように配置され、好ましくは（ii）材料を超臨界流体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を超臨界溶液中に溶解するように配置され得る。

リサイクリングシステムは、少なくとも１つの上記のようなモジュールを含み得る。リサイクリングシステムは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を少なくとも１つのモジュールに供給するために、気体流入管を備え得る。リサイクリングシステムは、処理された気体を少なくとも１つのモジュールから搬送するために、気体流出管を含み得る。リサイクリングシステムは、超臨界流体を少なくとも１つのモジュールに供給するために、超臨界流体流入管を備え得る。システムは、ハロゲン化炭素化合物が溶解している超臨界流体を、モジュールから搬送するために、超臨界流体流出管を備え得る。

したがって、材料は、１又は２以上のモジュール内に収容され得る。リサイクリングシステムは、超臨界流体が材料を通過して、ハロゲン化炭素化合物が溶解するように、流体を、１又は２以上のモジュールに供給する配置を取り得る。好ましい実施形態では、流体は超臨界流体である。好ましい実施形態では、流体は気体である。気体は、ハロゲン化炭素化合物を含有するのが好ましい。リサイクリングシステムは、気体が材料を通過してハロゲン化炭素化合物が捕捉されるように、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を、１又は２以上のモジュールに供給する配置を取り得る。

システムは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体に材料を曝露して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するステップと、材料を超臨界流体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を溶解するステップとの間で切り替わるように配置され得る。システムは、材料を、（ｉ）ハロゲン化炭素化合物を含有する気体、及び（ii）超臨界流体に対して交互に入れ替わり曝露するように配置され得る。システムは、材料を、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体と超臨界流体に同時に曝露するように配置され得る。

システムは、複数のモジュールのモジュールそれぞれが、（ｉ）前記モジュール内に収容されている材料を、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するように配置され、（ii）前記モジュール内に収容されている材料を、超臨界流体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を超臨界溶液中に溶解するように配置され得る。複数のモジュールのモジュールそれぞれは、（ｉ）前記モジュール内に収容されている材料を、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するステップと、（ii）前記モジュール内に収容されている材料を、超臨界流体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を超臨界溶液中に溶解するステップの間で切り替わるように配置され得る。

超臨界流体が、少なくとも１つのその他のモジュールを通過して、ハロゲン化炭素化合物を溶解するのと同時に、気体を複数のモジュールのうちの１又は２以上のモジュールに供給して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するように、システムは配置され得る。システムは、複数のモジュールのうちの１又は２以上のモジュールにおいて、前記モジュールのモードが、（ｉ）材料をハロゲン化炭素化合物を含有する気体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するステップと、（ii）材料を超臨界流体に曝露して、ハロゲン化炭素化合物を超臨界溶液中に溶解するステップとの間で切り替わるように配置され得る。

少なくとも２つのモジュールを有するリサイクリングシステムの一実施形態では、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するために、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を、１つのモジュールに通過させるように、また捕捉されたハロゲン化炭素化合物を溶解するために、超臨界流体を、その他のモジュールに通過させるように、システムは配置され得る。好ましい実施形態では、第１のモジュールが、麻酔剤を含有する気体を通過させるステップから、超臨界流体を第１のモジュールに通過させるステップに切り替わるように、及び第２のモジュールが、超臨界流体を通過させるステップから、麻酔剤を含有する気体を通過させるステップに切り替わるようにシステムは配置される。こうすれば、麻酔剤を含有する気体が通過するモジュールがハロゲン化炭素化合物で飽和したとき、又はその前にシステムの作業の切り替えが可能となる。

リサイクリングシステムは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体を材料に供給する気体流入手段を備え得る。システムは、材料への気体の流れを制御する制御手段を備え得る。システムは、処理された気体を、材料から搬送する気体流出手段を備え得る。リサイクリングシステムは、処理された気体中のハロゲン化炭素化合物の濃度をモニタリングするモニタリング手段を備え得るが、またモニタリング手段は、制御シグナルを制御手段に送信するように配置され得る。リサイクリングシステムは、超臨界流体を材料に供給するために、超臨界流体流入管を備え得る。システムは、ハロゲン化炭素化合物が溶解していると考えられる超臨界流体を、材料から搬送するために、超臨界流体流出管を備え得る。

有利なこととして、本発明は、超臨界流体中に溶解したハロゲン化炭素化合物の定常流が使用を目的として提供され得る際に、好ましくはそれと同時に、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体の定常流に対する処理を可能にする。ハロゲン化炭素化合物が１又は２以上の麻酔剤を含有するような一実施形態では、本発明は、麻酔下にある患者から復帰した麻酔剤が気体から捕捉される、材料から再生される、及び患者に再び送達されることを可能にする。したがって、好ましい実施形態では、リサイクリングシステムは、超臨界溶液を医療機器に送達することができる。気体は、医療機器から供給され得るハロゲン化炭素化合物を含有し得る。

したがって、本発明は、ハロゲン化炭素化合物が定常的に廃ガスから中断せずに捕捉されるのを可能にし、また１又は２以上の麻酔剤であり得るハロゲン化炭素化合物は、麻酔を誘発する装置、例えば麻酔器に連続的に提供され得る。或いは、本発明は、ハロゲン化炭素化合物を心肺バイパス装置に提供し得る。したがって、リサイクリングシステムは、超臨界流体が別のモジュールを通過して、その他のモジュールにより捕捉されたハロゲン化炭素化合物を溶解するのと同時に、気体が１つのモジュールを通過して、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するように配置され得る。

複数のモジュール内の各モジュールの作業は切り替え可能であり、またシステムはモジュールの作業を同時に切り替える配置を取り得るが、そうすれば各モデルの作業は同時に切り替わり、こうして切り替えは各モジュール間で同期し得る。

好ましくは、リサイクリングシステムは、モジュール間で気体の流れを切り替える気体制御手段を備える。システムは、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体をさらなるモジュールに供給するために、さらなる気体流入管を備え得る。システムは、処理された気体をさらなるモジュールから搬送するために、さらなる気体流出管をさらに備え得る。

好ましい実施形態では、リサイクリングシステムは、各モジュールから流出したハロゲン化炭素化合物の濃度をモニタリングするように配置されているモニタリング手段を備える。好ましくは、モニタリング手段は、フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）デバイスである。システムは、モジュールへの気体の流れを制御する気体流制御手段を備え得る。好ましくは、モジュールのうちの１つがハロゲン化炭素化合物で飽和したことをモニタリング手段が検出したら、モジュール間で気体の流れが切り替わるように、モニタリング手段は、気体制御手段にシグナルを送信するように配置される。こうすれば、気体を処理するモジュールが飽和ポイントに達したとき、モジュールの取り換えが可能になり、これにより使用可能なハロゲン化炭素化合物の定常流を実現する。

好ましい実施形態では、麻酔剤の超臨界溶液は、酸素付加装置に供給される気体流中に注入され得る、又は心肺バイパス装置の酸素付加装置の気体の流れへの注入であり得る。こうすれば、揮発性麻酔剤が拡散し、酸素付加装置を通過する血液に流入する気体の分圧が均等となり、麻酔の維持が可能となる。溶解しないハロゲン化炭素化合物、及び分圧勾配より少しでも低い、血液から酸素付加装置内に移された気体は排出される。本発明の一実施形態では、酸素付加装置からの排気ガスは、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するモジュールを通過する。

送達システムは、超臨界流体中に溶解した麻酔剤を含有する加圧温度制御式モジュール、及び正確な量の麻酔剤及び超臨界流体を、酸素付加装置に向かって通過する気体に送達する、又は動脈血供給に直接送達する加温式注入装置モジュールを備え得る。酸素付加装置気体供給に送達する場合、超臨界流体を加温及び減圧すると、麻酔剤の気体流中への分散及び／又は気化が促進される。心肺バイパス装置の動脈チューブに送達する場合は、二酸化炭素はその高い溶解度に起因して血液中にすばやく溶解し、血液に流入する麻酔剤を迅速に希釈する。

有利なこととして、本発明は、正確な濃度の揮発性薬剤を患者に安全に送達することができ、心臓麻酔の患者に人工呼吸を施す必要もない、閉鎖式リサイクリングシステムを提供する。現在、揮発性薬剤が従来型の気化器から酸素付加装置への供給に用いられる場合、大流量を必要とし、不経済である。したがって、多くの病院は、静脈内麻酔を心肺バイパス術期間中に使用する。本発明は、揮発性麻酔剤の有効利用を可能にするが、こうすることで、プロポフォール（propofol）よりも良好な神経保護効果を有することが報告されており、有利である。

さらに、純粋な揮発性麻酔剤は、水又は血液に極めて不溶性である。したがって、患者の血液中に液体として直接送達される場合、麻酔剤はボーラスとして患者の循環内に留まる可能性がある。したがって、本発明は、揮発性麻酔剤を十分安全なほどに低い濃度で血液中に直接供給するシステムにおいて、これを提供する際の方法上の問題を克服する。

モジュール及び送達システムが別々に利用可能であることは、当業者にとって明らかである。気化器が酸素付加装置への供給を担う従来型の麻酔器により、心肺バイパス術前及び／又は期間中に送達された麻酔ガスをリサイクルするのに、捕捉モジュールが利用可能である。超臨界流体中に溶解した麻酔剤の別のスタンドアローンソースが、超臨界流体中に溶解した麻酔剤を医療機器に送達するのに利用可能である。このように、超臨界流体中に溶解した加圧、温度制御された麻酔剤について、注入装置モジュール付きスタンドアローンソースを用いることにより、送達システムは、閉ループシステムとは独立に麻酔剤を供給可能である。

システムは、システムにより送達されるハロゲン化炭素化合物の量を制御するために、制御モジュールも備え得る。制御モジュール及び／又は１若しくは２以上のセンサーは、システムに復帰するハロゲン化炭素化合物のレベルが変化すれば、システムにより送達されるハロゲン化炭素化合物のレベルも変化するようにリンクし得る。制御モジュール及び１又は２以上のセンサーは、超臨界流体中に溶解したハロゲン化炭素化合物について一定供給を維持するためにリンクし得る。この供給はリサイクル後のハロゲン化炭素化合物に由来し、システム損失は、ハロゲン化炭素化合物の液体ソース、又は超臨界流体中に溶解したハロゲン化炭素化合物の分離供給により置き換わる。

本発明は、麻酔器の呼吸回路に由来し得る廃ガスからハロゲン化炭素化合物を捕捉、再生、分離、送達、及びリサイクルする装置及び方法を提供する。揮発性麻酔剤を含み得るハロゲン化炭素化合物を捕捉し、また同化合物の大気中への放出を阻止することにより、グローバルなハロゲン化炭素化合物の放出量は低減し得る。

本発明の態様は相互に関係し、医療及び工業セクターにおけるハロゲン化炭素化合物の捕捉及び再利用を改善する装置及び方法を提供する。

上記した本発明の態様又は実施形態のいずれかを問わず、その１又は２以上の態様、実施形態、及び特徴は、当業者にとって自明であるように、容易に組み合わせ可能であると認識される。さらに、上述の利点は、２以上の本発明の態様と関連し得る。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら例示目的に限定してここに記載するが、以下の図中において、類似の構成要素には類似の数字が割り振られている。
先行技術による麻酔器の呼吸回路を示す概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔剤を汚染された気体から捕捉するモジュールを例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔剤を麻酔器及び手術室環境に由来する汚染された気体から捕捉する代替的モジュールを例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、複数の手術室及び／又は麻酔器を備える医療環境で用いられている本発明を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、キャニスター内で捕捉された麻酔剤を再生する装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、キャニスター内で捕捉された麻酔剤を再生及び精製する代替的装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔剤を分離する装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔剤を分離する代替的装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔器で用いられる麻酔剤をリサイクルする装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、麻酔器で用いられる麻酔剤をリサイクルする代替的装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態による、心臓バイパス装置に送達することを目的とした、麻酔剤を捕捉する装置を例示する概略図である。 本発明の一実施形態に従って、麻酔剤を呼吸回路に送達することを目的とした、本発明の使用を例示する概略図である。

ハロゲン化炭素化合物を処理する、特に麻酔剤を気体から捕捉するモジュール９０を、図２に示す。圧力キャニスター１００は、ハロゲン化炭素化合物を気体から捕捉する材料を含有する筐体１０３を備え、同材料は、少なくとも１つのメッシュによりキャニスター１００内に保持される（図２では図示せず）。本発明の本明細書に記載の実施形態では、材料はフィルター材料１０２であり、同材料はシリカ（ＳｉＯ_２）から形成され、またハロゲン化炭素化合物で機能化されたエアロゲルである。本発明の代替的実施形態では、フィルター材料は、以下に記載するその他の材料から構成され得る。モジュール９０、特にキャニスター１００は、超臨界流体に耐えることができ、超臨界流体がフィルター材料１０２を通過できるようにする。

エアロゲルは、ゲルから派生した多孔性の超軽量合成材料であり、ゲルの液体成分が気体で置き換えられている。エアロゲルは、最初にゲルを作製することにより形成される。ゲルを作製したら、溶媒交換によりゲルの液体成分が除去される。最終的に、材料は超臨界ＣＯ_２で処理される。超臨界ＣＯ_２は、ＣＯ_２がその臨界温度及び圧力（それぞれ３１．１℃（３０４．２５Ｋ）及び７．３９ＭＰａ（７２．９ａｔｍ））又はそれ以上の圧力及び温度で存在する流体状態のＣＯ_２である。超臨界状態にあるとき、ＣＯ_２は膨張してその容器を気体のように満たすが、また液体のように材料を溶解可能であるという点において、ＣＯ_２は気体と流体の特性を有する。さらに、超臨界ＣＯ_２は表面張力を全く有さない。したがって、超臨界ＣＯ_２を蒸発させたままにしても、エアロゲル材料に対して、通常これを崩壊させる毛細血管静水圧を示さない。最終結果として、すべての液体がゲルから除去され、ゲル構造がそのまま残っているエアロゲルとなる。

最も一般的な種類のエアロゲルはシリカエアロゲルである。但し、その他のエアロゲル、例えば炭素又は金属酸化物、炭酸カルシウム、及びレゾルシノール・ホルムアルデヒドから製造されたエアロゲル等も存在する。生成したエアロゲルは、ニッケル、貴金属、フルオロカーボン、又は金属酸化物等の金属化合物でドーピングされ得る。エアロゲルのドーピングは、例えば吸水防止作用、気体選択性、触媒作用、又は吸着剤特性等の所与の特性を付与する。生成したエアロゲルは、機械強度を改善するために、セルロース、エアロゲルの炭化、カーボンナノチューブ、及びエアロゲル形成後のモノマーの重合によって機能化することも可能である。

キャニスター１００は、麻酔器の排気管４０から廃ガス３８を受け取る流入管１０６と脱着可能に接続された流入導管１０４を有する。患者が息を吐くと、その吐き出された空気の圧力は、圧力逃し弁３２を通じて廃ガス３８を押し出し、廃ガス３８は次にキャニスター１００を流通する。キャニスター１００は流出導管１０８を備え、これに流出管１１０が脱着可能に接続される。処理された気体１２２は、流出管１１０を通ってキャニスター１００から排出して大気中に放出される。流出管１１０は、小型の活性炭フィルター１２０を備えるが、残留揮発性薬剤がいずれも吸収され、大気中に放出されるのを防止することを確実にするために、キャニスター１００を排出した気体がここを通過する。

使用に際し、廃ガス３８は、麻酔器の排気管４０から流入管１０６に流れる。キャニスター１００は、麻酔器から廃ガス３８を受け取るが、同キャニスターはいくつかの異なる種類の薬剤を送達し得る。したがって、キャニスター１００は、揮発性麻酔剤の混合物を処理及び収集し得る。

上記のように、廃ガス３８は非代謝性の揮発性麻酔剤１２を含有し、この麻酔剤はハロゲン化炭素化合物のクラスに該当する。麻酔剤１２は、麻酔剤１２を含有する廃ガス３８を、上記のように超臨界流体への曝露により損傷を受けないフィルター材料を用いて処理することにより、廃ガス３８から捕捉される。麻酔剤を含有する廃ガス１２は、フィルター材料１０２を通過する。廃ガス３８中の揮発性麻酔剤１２は、廃ガス３８がキャニスター１００を通過する際に、フィルター材料１０２と結合する。薬剤１２は、ファンデルワールス力及びある程度微弱な水素結合に主に起因して、フィルター材料１０２と結合する。廃ガス３８がフィルター材料１０２を通過したら、処理された気体１２２は、流出管１１０を通ってキャニスター１００から排出する。処理された気体１２２内に残留する残留薬剤１２はいずれも、処理された気体１２２が大気中に排出される前に、活性炭フィルター１２０により吸収される。

キャニスター１００内のフィルター材料１０２が薬剤１２で飽和すると、廃ガス３８の流入管１０６への供給は終了可能であり、キャニスター１００は流入管１０６及び流出管１１０から取り外される。

図３に、本発明の代替的実施形態による代替的モジュール９０ａを例示する。キャニスター１０１は、廃ガス３８を麻酔器の排気管４０から受け取る流入管１０６と脱着可能に接続された流入導管１０４を有する。さらに、キャニスター１０１は、筐体１０３内に第１のダクト１０５ａ及び第２のダクト１０５ｂを有する。第１及び第２のダクト１０５ａ、１０５ｂは、別のソースに由来する気体がキャニスター１０１を通過するのを可能にする。本明細書に記載する実施形態では、手術室からの環境大気１０７は、少量の麻酔剤１２を含有し得るが、ダクト１０５ａ、１０５ｂを自由に通過する。

フィルター材料１０２は、流入側メッシュ１０９ａ及び流出側メッシュ１０９ｂにより、筐体１０３の内側に保持される。メッシュ１０９ａ、１０９ｂは金属である。キャニスター１０１は、流出導管１０８を備える。キャニスター１０１の幅は狭くなって、円錐形のベンチュリチャンバー１１１を形成するが、同チャンバーは流出ネック部分１１３を有する。流出導管１０８は、流出ネック部分１１３上に取り付けられる。

ポンプ（図示せず）は、流出導管１０８に連結し、廃ガス３８及び環境大気１０７を、流入管１０６、及びダクト１０５ａ、１０５ｂそれぞれから吸い込むように配置されている。廃ガス３８及び環境大気１０７の組合せがフィルター材料１０２を通って吸引される。廃ガス３８及び環境大気１０７の混合物がフィルター材料１０２を通過する際に、麻酔剤１２が同組合せから捕捉される。得られた処理された気体１２２は、次に残留薬剤１２を漏れなく捕捉するためにさらなる活性炭フィルター（図３には図示せず）を通過した後、大気中に放出される。

キャニスター１０１内のフィルター材料１０２が、薬剤１２で飽和したとき、廃ガス３８及び環境大気１０７のキャニスター１０１への供給は終了し、キャニスター１０１は流入管１０６及び流出管１１０から取り外される。

１又は２以上のキャニスター１００が、複数の麻酔器及び／又は手術室からの気体を処理するのに利用可能である。図４は、第１のキャニスター１００ａ及び第２のキャニスター１００ｂを用いて、複数の麻酔器及び／又は手術室からの気体を処理する処理システム１５０を例示する。キャニスター１００ａ、１００ｂは、図２を参照しながら記載するキャニスター１００と類似し得る。

図４に例示されたシステムでは、第１の受け入れ管１５２ａは、第１の麻酔器から廃ガス３８を受け取り、第２の受け入れ管１５２ｂは、第２の麻酔器からの廃ガス３８を受け取り、及び第３の受け入れ管１５２ｃは、手術室からの環境大気１０７を受け取る。簡略化して、３つの受け入れ管１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを図４に示す。但し、処理システム１５０は、任意の数の受け入れ管を備え得る。受け入れ管１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃのそれぞれは、麻酔器からの廃ガス３８又は手術室からの環境大気１０７を受け取ることができる。

受け入れ管１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃは、メインの受け入れ管１５４に集約される。廃ガス３８及び環境大気１０７は、第１の指向性弁１５６ａに向かって流れる。第１の指向性弁１５６ａは、廃ガス３８及び環境大気１０７の流れを、第１の流入管１０６ａ又は第２の流入管１０６ｂに誘導する。図４は、廃ガス３８及び環境大気１０７の流れを、第１の流入管１０６ａに誘導する第１の指向性弁１５６ａを示す。廃ガス３８及び環境大気１０７が、ガス３８及び大気１０７から麻酔剤を捕捉する第１のキャニスター１００ａ内のフィルター材料１０２を流通するように、第１のキャニスター１００ａは、第１の流入管１０６ａと第１の流出管１１０ａの間で接続される。第１の指向性弁１５６ａが、第２の流入管１０６ｂを通過するようにガス３８及び大気１０７の流れを誘導する場合、廃ガス３８及び環境大気１０７が第２のキャニスター１００ｂ内のフィルター材料１０２を流通するように、第２のキャニスター１００ｂは、第２の流入管１０６ｂと第２の流出管１１０ｂの間で接続される。

第１の流出管１１０ａ及び第２の流出管１１０ｂは、処理された気体１２２をメインの流出管１１０に誘導する第２の指向性弁１５６ｂにおいて合流する。第２の指向性弁１５６ｂは、第１の流出管１１０ａ又は第２の流出管１１０ｂからの処理された気体１２２の流れを、メインの流出管１１０に誘導する。

第１の指向性弁１５６ａ及び第２の指向性弁１５６ｂの各方向は、弁制御装置１５８により制御される。弁制御装置１５８は、気体をモニタリングするモジュールと作動的にリンクする。本明細書に記載の実施形態ではフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）デバイス１６０であるが、本実施形態では、赤外分光法が、第１及び第２の流出管１１０ａ、１１０ｂそれぞれにおいて気体流を分析するのに用いられる。本発明の代替的実施形態では、分散型赤外分析装置も利用可能である。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、第１の及び第２の流出管１１０ａ、１１０ｂそれぞれの内部を流れる気体からサンプル１６１を受け取るように配置されている。代替的モニタリング手段又はセンサー及び方法として、質量分析法、ＵＶ検出法、Ｒａｍａｎ分光法、音響共鳴分光法、及び圧電結晶共鳴法が挙げられる。

図４に例示された構成において、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、第１の流出管１１０ａからの処理された気体１２２を定期的に試験する。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、各サンプルを麻酔剤１２について分析する。麻酔剤１２が、処理された気体１２２中において事前に決定された濃度を上回ることが検出されれば、それは、第１のキャニスター１００ａ内のフィルター材料１０２が麻酔剤１２で飽和していることを示唆する。例えば、フィルター材料が薬剤１２で飽和したら、キャニスター１００ａから排出する気体中の薬剤１２の濃度は、キャニスター１００ａに進入する薬剤１２の濃度まで上昇する。キャニスター１００ａから排出して、第１の流出管１００ａを流通する気体中の薬剤１２の濃度が、事前に決定された閾値濃度を上回り上昇したとしてＦＴ−ＩＲデバイス１６０により検出された場合、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は飽和シグナル１６２を弁制御装置１５８に送信する。

或いは、キャニスター１００ａから排出した薬剤１２の濃度増加は、飽和シグナル１６２を弁制御装置に送信する契機となり得る。例えば、薬剤１２がフィルター材料１０２により捕捉されている間は、痕跡量であり得る一定濃度の薬剤１２が、キャニスター１００ａから排出すると考えられる。したがって、フィルター材料１０２の飽和の兆候は、キャニスター１００ａから排出する薬剤１２の濃度の上昇であり得る。

第１の流出管１１０ａ内で、事前に決定された濃度を上回る麻酔剤１２がＦＴ−ＩＲデバイス１６０により検出されると、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、飽和シグナル１６２を弁制御装置１５８に送信する。飽和シグナル１６２を受信したら、弁制御装置１５８は、切り替えシグナル１６４を弁制御装置１５６ａ、１５６ｂそれぞれに送信する。切り替えシグナル１６４を受信したら、第１の弁制御装置１５６ａは廃ガス３８及び環境大気１０７の流れる方向を第２の流入管１０６ｂ側に切り替え、そして第２の指向性弁１５６ｂは方向の切り替えを行い、処理された気体１２２が第２の流出管１１０ｂからメインの流出管１１０に流れるのを可能にする。ガス３８及び大気１０７が第２のキャニスター１００ｂを流通するようになれば、第１のキャニスターは交換可能となる。次に、第２のキャニスター１００ｂのフィルター材料が飽和したら、指向性弁は反対方向への切り替えを行い、第２のキャニスター１００ｂの交換が可能となる。

したがって、処理システム１５０は、２以上の麻酔器からのアウトプット及び／又は２以上の手術室からの環境大気が、キャニスターのバンクを通過可能なシステムを提供する。処理システムのさらなる実施形態は、対応する流入及び流出管を通って並行に接続された２つ以上のキャニスターを備え得る。このようなさらなる実施形態による処理システムは、病院全体の麻酔ガス除去システム（ＡＧＳＳ）を処理するのに利用可能である。

図５に示すキャニスター１００は、キャニスター１００内のフィルター材料１０２に結合した麻酔剤１２を吸収するのに用いられてきた。本発明の一実施形態によるキャニスター１００から薬剤１２を取り出す再生システム２００を示す図５を参照しながら、フィルター材料１０２から麻酔剤１２を再生する方法について本明細書に記載する。

再生システム２００は、フィルター材料１０２を超臨界流体に曝露する。本実施形態では、超臨界ＣＯ_２２０３がキャニスター１００に供給され、超臨界ＣＯ_２２０３はフィルター材料１０２を通過する。液体のＣＯ_２２０１が、液体ＣＯ_２タンク２０２からシステム２００に供給され、ＣＯ_２リザーバー２０４に集まる。分離ポンプ２０６は、ＣＯ_２２０１をリザーバー２０４から分離コンデンサー又は蓄積装置２０８にポンプ搬送し、そこでＣＯ_２２０１はその臨界温度及び圧力を上回り加圧昇温され、超臨界ＣＯ_２２０３が形成される。分離ポンプ２０６及び蓄積装置２０８は条件を制御し、その条件下で超臨界ＣＯ_２２０３はキャニスター１００に進入する。

超臨界ＣＯ_２２０３は、キャニスター１００の流出導管１０８に供給され、フィルター材料１０２を通過する。フィルター材料１０２に結合した揮発性麻酔剤１２は超臨界ＣＯ_２２０３中に溶解し、その結果、薬剤１２及び超臨界ＣＯ_２２０３の両方が超臨界溶液２５０を形成する。超臨界ＣＯ_２２０３は、フィルター材料１０２から薬剤１２を追い出し溶解させるように作用する。超臨界溶液２５０は、進入導管１０４を通ってキャニスター１００から排出する。

超臨界ＣＯ_２２０３は、クロマトグラフィーカラム２１０を通じて、超臨界薬剤１２をその中に取り込む移動相として振る舞う。以下で議論するように、クロマトグラフィーカラムは、極性、分子サイズ及び重量に基づき、超臨界薬剤１２を分離することができる。超臨界溶液２５０は、超臨界溶液２５０をクロマトグラフィーカラム２１０に一定分量注入する注入装置２１１に供給される。

キャニスター１００及びクロマトグラフィーカラム２１０内部の圧力は、背圧調節装置２０５により維持される。クロマトグラフィーカラム２１０を通過した後、分離した揮発性麻酔剤１２及びＣＯ_２は、その超臨界状態から解放され、揮発性麻酔剤１２は、サイクロン式の収集により収集容器２１２内に収集される。気体のＣＯ_２は、再利用するためにその後再圧縮される。蓄積装置２０８、キャニスター１００、及びクロマトグラフィーカラム２１０は、１又は２以上のオーブン（図示せず）により超臨界温度に維持される。サイクロン式収集装置２１２は、麻酔剤１２を気体のＣＯ_２２０１から液化させるために低温に維持され得る。

クロマトグラフィーカラム２１０は、極性、分子サイズ、及び重量、並びに／又は超臨界流体移動相の影響下で、異なる流速を引き起こすその他の分子物理化学的差異に基づき得る。例えば、分子サイズフィルターを有するクロマトグラフィーカラムでは、カラム内でリテンションタイムに相違が生じる可能性があり、異なる種類の麻酔剤１２の相互分離を可能にする。或いは、極性に基づくクロマトグラフィーカラムは、超臨界溶液２５０から汚染物質を分離することができる。本発明の代替的実施形態では、分離を目的として一定分量の超臨界溶液２５０の注入後、純粋な超臨界ＣＯ_２２０３が、移動相としてカラムに提供され得る（図示せず）。

薬剤１２を捕捉するステップに付加して、フィルター材料１０２は、汚染物質、例えば水、尿素、アンモニア、ホルムアルデヒドも捕捉し、これらも、超臨界溶液２５０中に放出され得る。本明細書に記載の実施形態では、極性に基づくクロマトグラフィーカラム、例えば２−ＰＥ（２−エチルピリジン）等が、汚染物質から麻酔剤を分離するのに用いられる。

再生システム２００は、汚染物質がクロマトグラフィーカラム２１０を通って超臨界溶液２５０から除去され、及びサイクロン式の収集により収集容器２１２中に取り出されるのを可能にする。

２以上のクロマトグラフィーカラム２１０が、異なる分離を実施するために連続して配置され得ることは当業者にとって明らかである。複数の麻酔剤１２がフィルター材料１０２により吸収される場合、さらなるクロマトグラフィーカラムが、汚染物質が除去された後に必要とされ得る。好ましい実施形態では、分子サイズに基づくクロマトグラフィーカラム２１０が、麻酔剤を分離するのに用いられる。１又は２以上のクロマトグラフィーカラムからの生成物をモニタリングするステップは、赤外線監視装置、例えば本明細書に記載する装置等により実施され得る。１又は２以上のクロマトグラフィーカラムからの生成物の流れは、揮発性薬剤１２を選択し、必要な場合に汚染物質を排除するために、コンピューター等の制御装置により制御され得る。

キャニスター１００が、一種類の薬剤１２を捕捉するのに用いられており、またフィルター材料が汚染物質を捕捉するリスクが最低限に抑えられているとき、クロマトグラフィーカラム２１０を使用する必要はない。超臨界ＣＯ_２と超臨界揮発性麻酔剤１２との混合物は、呼吸回路を通った患者への後続する再送達のために超臨界状態に留まる、又は混合物は、超臨界条件から減圧され、そして揮発性麻酔剤１２は、サイクロン式収集装置２１２により収集される。気体のＣＯ_２は、以下に詳記するように、再利用するためにその後再圧縮される。

気体のＣＯ_２２０７は再圧縮ポンプ２１４に流入し、同ポンプは、気体のＣＯ_２２０７を液体のＣＯ_２２０１に変換する再圧縮コンデンサー２１６に気体のＣＯ_２２０７をポンプ搬送するが、液体のＣＯ_２２０１は、ＣＯ_２リザーバー２０４内に保管される、又は過剰量はいずれも液体ＣＯ_２タンク２０２内に保管される。

図６は、代替的再生システム２００ａ、及び３つのクロマトグラフィーカラム、すなわち第１のクロマトグラフィーカラム２１０ａ、第２のクロマトグラフィーカラム２１０ｂ、及び第３のクロマトグラフィーカラム２１０ｃを備えるキャニスター１００のフィルター材料１０２から、麻酔剤１２を抽出する方法を例示する。

液体のＣＯ_２２０１は、液体ＣＯ_２タンク２０２からシステム２００ａ内に供給される。ポンプ２０６は、ＣＯ_２２０１を液体ＣＯ_２タンク２０２から温度制御式蓄積装置２０８にポンプ搬送する。同装置は、ＣＯ_２２０１をその臨界温度及び圧力を上回り加圧、昇温して超臨界ＣＯ_２２０３を形成するが、また一定流量の超臨界ＣＯ_２２０３を供給するリザーバーも提供する。ポンプ２０６及び温度制御式蓄積装置２０８は条件を制御し、その条件下で超臨界ＣＯ_２２０３はキャニスター１００に進入する。

超臨界ＣＯ_２２０３は、キャニスター１００の流出導管１０８に供給され、そこで複数の揮発性麻酔剤１２をすでに捕捉しているフィルター材料１０２を通過する。フィルター材料１０２に結合した揮発性麻酔剤１２は超臨界ＣＯ_２２０３中に溶解し、超臨界溶液２５０を形成する。超臨界溶液２５０は、流入導管１０４を通ってキャニスター１００から排出し、超臨界流体収集容器２１３内に集まる。

超臨界溶液２５０は、メインの注入管２０９に供給され、同管は、第１の注入管２０９ａ、第２の注入管２０９ｂ、及び第３の注入管２０９ｃに分岐する。第１の注入管２０９ａは、超臨界ＣＯ_２２０３及び薬剤１２溶液２５０を第１の注入装置２１１ａに供給し、第２の注入管２０９ｂは、超臨界ＣＯ_２２０３及び薬剤１２溶液２５０を第２の注入装置２１１ｂに供給し、及び第３の注入管２０９ｃは超臨界ＣＯ_２２０３及び薬剤１２溶液２５０を第３の注入装置２１１ｃに供給する。

第１の注入装置２１１ａ、第２の注入装置２１１ｂ、及び第３の注入装置２１１ｃは、超臨界ＣＯ_２２０３及び薬剤１２溶液２５０の一定分量を、第１のクロマトグラフィーカラム２１０ａ、第２のクロマトグラフィーカラム２１０ｂ、及び第３のクロマトグラフィーカラム２１０ｃのそれぞれに注入するように配置されている。

溶液２５０が各クロマトグラフィーカラムにそれぞれ注入されると、超臨界ＣＯ_２供給ライン２２７を通って蓄積装置２０８から供給される純粋な超臨界ＣＯ_２２０３の流れがこれに続く。超臨界ＣＯ_２２０３は、クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの移動相として振る舞い、汚染物質からの麻酔剤１２の分離を推進する。クロマトグラフィーカラムの目的は、親水性汚染物質、例えばメタノール及びホルムアルデヒド等、及び顕著に異なる疎水性の汚染物質、例えば超臨界溶液２５０からの麻酔剤分解生成物等を除去及び分離することであり、これにより本発明により再生される薬剤１２の純度を最高に高める。

本明細書に記載の実施形態では、クロマトグラフィーカラムは、極性に基づき薬剤１２を分離する。麻酔剤１２は非常に類似した極性を有し、したがって同時に溶出される。但し、本発明の代替的実施形態では、サイズ排除等のその他の特質に基づき薬剤を分離するクロマトグラフィーカラムが利用可能である。例えば、麻酔剤１２の分子サイズ間を区別する分子サイズ排除クロマトグラフィーカラムが、後続するサイクロン式収集装置内での収集を目的として薬剤を相互分離するのに利用可能である。或いは、クロマトグラフィーカラムは、同一分量の超臨界溶液２５０について異なる分離を実施するために連続して配置され得る。

クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのそれぞれより生成した生成物は、第１のクロマトグラフィー流出管２１７ａ、第２のクロマトグラフィー流出管２１７ｂ、及び第３のクロマトグラフィー流出管２１７ｃのそれぞれに供給される。クロマトグラフィー流出管２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃのそれぞれは、収集管２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃのそれぞれ、及び排出管２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのそれぞれと接続される。第１の収集管２１９ａ、第２の収集管２１９ｂ、及び第３の収集管２１９ｃは、メインの収集管２１９に集約される。第１の排出管２２１ａ、第２の排出管２２１ｂ、及び第３の排出管２２１ｃは、廃棄口２２９に繋がるメインの排出管２２１に集約される。クロマトグラフィー流出管２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃのそれぞれを通る生成物の流れは、弁制御装置２２５の制御を受ける制御弁２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃそれぞれにより、収集管２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃのそれぞれと、又は排出管２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃと連結する。

ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのそれぞれから生成した生成物をモニタリングする。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が、薬剤１２がクロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのうちの１又は２以上から生成していることを検出すると、弁制御装置２２５は、薬剤からの生成物２３０が収集管２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃのそれぞれ（複数可）を流通するように、制御弁２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃのそれぞれ（複数可）を設定する。麻酔剤１２に付加して、クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのうち１又は２以上から生成した生成物２３０は、ＣＯ_２も含有する。生成物２３０は超臨界状態にある。超臨界状態は、図７及び８に示すように、背圧調節装置２０５により維持される。蓄積装置２０８の下流成分を含むすべての成分は、流体の超臨界温度を上回る温度に制御された環境（図示せず）内に位置する。好ましい実施形態では、超臨界流体は二酸化炭素であり、また温度は３５℃であるが、ＣＯ_２の超臨界温度を上回るその他の温度も利用可能である。

或いは、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が、クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのうち１又は２以上が、もはや麻酔剤１２を生成しないことを検出したら、弁制御装置２２５は、廃棄物からの生成物２３１が排出管２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのそれぞれ（複数可）を通って廃棄口２２９に流入するように、制御弁２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃのそれぞれ（複数可）を設定する。廃棄口２２９は、廃棄物からの生成物２３１が大気中に発散される気相に変化するのを可能にする。

本明細書に記載する再生システムは、７．４ＭＰａ〜５０ＭＰａ（又はそれ以上）で一般的に作動する。好ましい圧力は１０ＭＰａ、及び３１℃〜１００℃（又はそれ以上）である。好ましい温度は３５℃である。本明細書に記載する再生システムは、図３を参照しながら記載されているキャニスター１０１から薬剤１２を再生するのと同様に利用可能である。

複数の異なる麻酔剤１２が、図６に示すキャニスター１００により捕捉された場合、クロマトグラフィーカラム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのうちの１又は２以上より生成した気体２３０は、複数の麻酔剤１２を含有する。図７及び８は、気体２３０に含有される複数の麻酔剤１２から各薬剤１２を分離する装置及び方法を例示する。

図７は、ハロゲン化炭素化合物と超臨界流体を含む超臨界溶液から、１又は２以上の物質を分離する薬剤収集システム６００を示す。本明細書に記載の実施形態では、超臨界溶液は、薬剤からの生成物２３０であり、それから１又は２以上のハロゲン化炭素化合物が分離される。薬剤からの生成物２３０は、クロマトグラフィーカラム流入管６０２に供給される。薬剤からの生成物２３０は、３種類の麻酔剤１２、すなわち薬剤Ａ１２ａ、薬剤Ｂ１２ｂ、及び薬剤Ｃ１２ｃを含有する。薬剤１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、超臨界ＣＯ_２に溶解している。例示的な薬剤として、イソフルラン、セボフルラン、及びデスフルランが挙げられる。

クロマトグラフィーカラム流入管６０２は、薬剤からの生成物２３０をクロマトグラフィーカラム２１０に供給する。クロマトグラフィーカラム流出管６０４は、クロマトグラフィーカラム２１０からの生成物を、指向性弁６０５が接続された背圧調節装置２０５に誘導する。背圧調節装置２０５によりクロマトグラフィーカラム２１０からの生成物が減圧され、クロマトグラフィーカラム２１０からの生成物は冷却される。冷却効果の緩和を目的として、背圧調節装置２０５は、弁６０５の固着を引き起こすおそれのある減圧後の着氷を防止する加熱モジュール（図示せず）を含む。指向性弁６０５は制御装置６０７により制御される。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、クロマトグラフィーカラム流出管６０４に位置するインライン式ＩＲフローセル（図示せず）を通過する発光により、クロマトグラフィーカラム２１０から生成した生成物をモニタリングし、また対応するシグナル６１４を以下でさらに記載する制御装置６０７に送信する。

薬剤収集システム６００は、収集モジュール６０８を含み、その内側は温度制御システムにより冷却され、麻酔剤１２を液化する。収集モジュール６０８の内側には、３つの蓄熱装置、すなわち第１の蓄熱装置６１０ａ、第２の蓄熱装置６１０ｂ、及び第３の蓄熱装置６１０ｃを備える。蓄熱６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃのそれぞれは、蓄熱装置流入管６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃのそれぞれにより指向性弁６０５と接続される。

ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、蓄熱装置６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃのそれぞれが、異なる薬剤を収集することを確実にする。例えば、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が、薬剤Ａ１２ａがクロマトグラフィーカラム２１０から生成していることを検出すると、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、シグナル６１４を制御装置６０７に送信し、同制御装置は、次に薬剤Ａ１２ａが第１の蓄熱装置６１０ａに流入するように、弁６０５を設定する。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が、薬剤Ｂ１２ｂがクロマトグラフィーカラム２１０から生成していることを検出すると、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、シグナル６１４を制御装置６０７に送信し、同制御装置は、次に薬剤Ｂ１２ｂが第２の蓄熱装置６１０ｂに流入するように、弁６０５を設定する。同様に、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が、薬剤Ｃ１２ｃがクロマトグラフィーカラム２１０から生成していることを検出すると、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は、シグナル６１４を制御装置６０７に送信し、同制御装置は、次に薬剤Ｃ１２ｃが第３の蓄熱装置６１０ｃに流入するように、弁６０５を設定する。麻酔剤の気体１２ａ、１２ｂ、１２ｃは冷却され、液化するが、これが進入する蓄熱装置６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃのそれぞれは、熱を麻酔剤の気体１２ａ、１２ｂ、１２ｃから移動させる配置を取り、関連するサイクロン式収集装置６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃ内に収集する。気体のＣＯ_２は、関連するサイクロン式通気口６１８ａ、６１８ｂ、６１８ｃを通ってサイクロン式収集装置６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃのそれぞれから放出される。

代替的実施形態は、さらなるクロマトグラフィーカラムを含み得る。クロマトグラフィーカラムは、極性、分子サイズ、又は重量に基づき分離可能である。本発明の好ましい実施形態は、異なる麻酔剤間を区別するポアサイズを有するサイズ排除クロマトグラフィーカラムを使用する。

或いは、超臨界分別法が、個々の麻酔剤を分離するのに利用可能である。このプロセスは、段階的に減圧したＣＯ_２を使用すること、及び異なる薬剤をその揮発性に基づき溶出するために、低温分留カラム内で駆動ガスとしてそれを利用することを意味する。したがって、カラムを通じて低速で移動する期間中に、低揮発性画分が最初に凝縮する。より揮発性の画分は、ＣＯ_２と共に次のカラムに継続して留まる。このカラムでは、さらにカラムを冷却して、この画分の凝縮を引き起こし、その画分をＣＯ_２から分離する。

図８は、麻酔剤１２を薬剤からの生成物２３０より分離する分別法を利用した代替的薬剤収集システム６００ａを示す。上記のように、薬剤からの生成物２３０は、これがシステム６００ａに進入する際には超臨界状態にある。薬剤からの生成物２３０は管６５０に沿って流れ、背圧調節装置２０５に至る。薬剤からの生成物２３０は、臨界圧力よりも低く減圧され、また着氷を防止するために背圧調節装置２０５により加温される。薬剤からの生成物２３０は、第１の分留カラム流入管６５４ａに沿って流れ、第１の分留カラム６５２ａに至る。

第１の分留カラム流出管６５６ａは、第１の分留カラム６５２ａから第１の減圧弁２０５ａまで延在する。圧力は、下流の圧力調整弁６５８ａによりさらに制御される。第２の分留カラム流入管６５４ｂは、第１の減圧弁６５８ａから第２の分留カラム６５２ｂまで延在する。第２の分留カラム流出管６５６ｂは、第２の分留カラム６５２ｂから第２の減圧弁２０５ｂまで延在する。通気管６５９は、第２の減圧弁２０５ｂから通気口６６０まで延在する。

分留カラム６５２ａ、６５２ｂのそれぞれは、非吸収性ビーズ６６１ａ、６６１ｂ、及び分留カラム６５２ａ、６５２ｂそれぞれの温度制御を可能にする冷却ジャケット６６２ａ、６６２ｂを備える。第１の収集容器６６４ａは、第１の分留カラム６５２ａと関連し、また第２の収集容器６６４ｂは第２の分留カラム６５２ｂと関連する。

溶液５０３の圧力は、各段階において、圧力調整弁２０５ａ及び２０５ｂにより低く抑えられる。揮発性がより低い薬剤１２、例えば薬剤Ｘ１２ｘは、第１の分留カラム６５２ａにより液化され、そして第１の収集容器６６４ａ内に集まる。ＣＯ_２及び揮発性がより高い麻酔剤、例えば薬剤Ｙ１２ｙは、圧力調整弁２０５ｂによりさらに減圧され得る第２の分留カラム６５２ｂに流入する。分留カラム６６１ｂ内の温度は低いので、残留する麻酔剤は液化し、そして第２の収集容器に集まる。気体のＣＯ_２は通気口６６０を通って放出される。或いは、気体のＣＯ_２は、将来的な使用を目的として再圧縮され得る（図示せず）。

複数の分留カラムは、選択された薬剤のより高率回収を可能にする並列配置で配置され得る。或いは、複数の分留カラムは、図８に示す通り、より幅広い範囲の薬剤の収集を可能にする連続した配置で配置され得る。

本発明の代替的実施形態では、インライン式の赤外センサーデバイス、好ましくはＦＴ−ＩＲセンサーデバイスが、液化した薬剤１２ｘ、１２ｙ中の麻酔剤及び汚染物質の有無を検出するのに利用可能である。例えば、クロマトグラフィー又は分別蒸留を用いたさらなる分離ステップが、必要とされる純度の薬剤１２ｘ、１２ｙを実現するのに、次に利用可能である。

本発明のさらなる実施形態によれば、ハロゲン化炭素化合物を再導入するためのリサイクリングシステム３００が図９に提示される。リサイクリングシステム３００は、本明細書に記載の実施形態では、気体からハロゲン化炭素化合物を捕捉するために、ハロゲン化炭素化合物結合材料であるフィルター材料１０２を備える。システム３００は、ハロゲン化炭素化合物を捕捉するために、材料を、ハロゲン化炭素化合物を含有する気体に曝露し、及び超臨界溶液中にハロゲン化炭素化合物を溶解するために、超臨界流体に曝露するように配置されている。本明細書に記載の実施形態では、図９に示す通り、ハロゲン化炭素化合物は麻酔器の廃ガス３８からすでに抽出され、同一の麻酔器に復帰する揮発性麻酔剤１２である。

図９に示すリサイクリングシステム３００は、上記のような第１のモジュールを有し、またシステム３００は、流体がフィルター材料１０２を通過するように、当該流体をモジュールに供給するように配置されている。リサイクリングシステム３００は、長時間の手術期間中及び集中治療において患者に再循環する揮発性麻酔剤１２に最適な状態を提供する。リサイクリングシステム３００は、単一の揮発性麻酔剤１２を連続的にリサイクルするように配置されている。

リサイクリングシステム３００は、第１のシリカエアロゲルキャニスター１００ａ、及び第２のシリカエアロゲルキャニスター１００ｂを備える。キャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれは、廃ガス３８がキャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれに進入するのを可能にする廃ガス流入導管１０４ａ、１０４ｂ、及び処理された気体がキャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれから排出するのを可能にする気体流出導管１０８ａ、１０８ｂを有する。第１の廃ガス流入導管１０４ａ及び第２の廃ガス流入導管１０４ｂはそれぞれ、第１の廃ガス流入管１０６ａ及び第２の廃ガス流入管１０６ｂのそれぞれと接続される。流入管１０６ａ、１０６ｂのそれぞれは、キャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれに流入する廃ガス３８の流れを制御する流入弁３０２ａ、３０２ｂを備える。第１の処理された気体の流出導管１０８ａ及び第２の処理された気体の流出導管１０８ｂはそれぞれ、第１の流出管１１０ａ及び第２の流出管１１０ｂのそれぞれと脱着可能に接続される。第１及び第２の流出管１１０ａ、１１０ｂは合流して単一のメインの流出管１１０を形成するが、メインの流出管１１０は、メインの流出管１０８内で揮発性麻酔剤１２の有無を検出するように配置されたフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）デバイス１６０を備える。メインの流出管１０８内の揮発性麻酔剤１２の濃度が上昇すれば、それは廃ガス３８から薬剤１２を現在除去中のキャニスターが飽和したことを示唆し、キャニスター１００ａ、１００ｂの作動の切り替えを必要とする。気体がフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）デバイス１６０を通過した後、気体は、次に残留薬剤１２を漏れなく捕捉する小型の活性炭フィルター１２０を通過する。

廃ガス流入導管１０４ａ、１０４ｂ、及び処理された気体の流出導管１０８ａ、１０８ｂに付加して、キャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれは、超臨界ＣＯ_２流入ポート３０４ａ、３０４ｂ、及び超臨界ＣＯ_２流出ポート３０６ａ、３０６ｂを有する。ＣＯ_２流入ポート３０４ａ、３０４ｂのそれぞれは、超臨界ＣＯ_２２０３をキャニスター１００ａ、１００ｂのそれぞれに供給するＣＯ_２流入管３０８ａ、３０８ｂと接続される。ＣＯ_２流入管３０８ａ、３０８ｂのそれぞれは、キャニスター１００ａ、１００ｂそれぞれに流入する超臨界ＣＯ_２２０３の流れを制御するＣＯ_２弁３１０ａ、３１０ｂを備える。ＣＯ_２流入管３０８ａ、３０８ｂのそれぞれは、メインのＣＯ_２流入管３０８から供給を受ける。超臨界ＣＯ_２流出ポート３０６ａ、３０６ｂのそれぞれは、ＣＯ_２流出管３１２ａ、３１２ｂのそれぞれと接続される。ＣＯ_２流出管３１２ａ、３１２ｂのそれぞれは、超臨界ＣＯ_２２０３を第１及び第２のキャニスター１００ａ、１００ｂから搬送するメインのＣＯ_２流出管３１２と接続される。

メインのＣＯ_２流出管３１２は、ＣＯ_２及び溶解した薬剤１２を加温、減圧する背圧調節装置３２０に繋がる。冷却されたサイクロン式分離チャンバー３２２は、揮発性薬剤１２を液化し、気体のＣＯ_２から分離する。気体のＣＯ_２は、回収後のＣＯ_２管３２４内を流れ、ＣＯ_２リザーバー２０４に流入する。リサイクリングシステム３００内のＣＯ_２を補充するために、ＣＯ_２タンク２０２は回収後のＣＯ_２管３２４と接続される。分離ポンプ２０６は、ＣＯ_２をリザーバー２０４から分離蓄積装置２０８にポンプ搬送する。分離ポンプ２０６は、ＣＯ_２の臨界圧力（７３バール）よりも高く、ＣＯ_２の圧力を増加させる。ＣＯ_２の臨界温度（３１．１℃）よりも高く温度を維持するために、蓄積装置２０８及びキャニスター１００ａ、１００ｂは、オーブン（図示せず）内に収容される。蓄積装置２０８はＣＯ_２を加温し、また回路内の圧力を臨界圧力よりも高く維持するために、超臨界ＣＯ_２のバッファーを提供する。好ましくは、作動温度は３５℃であり、また圧力は１００バール（１０ＭＰａ）である。但し、代替的実施形態では、これらの数値はより高い場合もある。分離ポンプ２０６及び蓄積装置２０８は条件を制御し、その条件下で液体のＣＯ_２はメインのＣＯ_２流入管３０８に進入する。

送達チャンバー３１６は、ＣＯ_２の臨界温度よりも高く加温され、麻酔器の呼吸回路２で用いるために、薬剤１２を超臨界ＣＯ_２中に溶解した状態で保管する。送達チャンバー３１６は、注入されたリサイクル後の麻酔剤１２を、送達管３１４を通ってサイクロン式分離装置３２２から、又は別のソースから得られた非リサイクル薬剤１２を含有する容器３２６から受け取ることができる。送達チャンバー３１６内の麻酔剤１２は、超臨界ＣＯ_２に溶解する。濃度は、フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）デバイス１６０により測定される。したがって、超臨界ＣＯ_２内の薬剤１２の濃度は、サイクロン式分離装置３２２若しくは容器３２６からの薬剤１２を多め若しくは少な目に添加することにより、又は超臨界ＣＯ_２を、分離ポンプ２０６（接続関係は図示せず）から送達チャンバー３１６に添加することにより正しいレベルに調整され得る。

注入管３３０は、送達チャンバー３１６から麻酔器の呼吸回路２まで延在する。注入管３３０は、コンピューター及び臨床医により制御される弁３３２の影響下に置かれた加温式の注入装置３３４を備える。注入装置は、超臨界ＣＯ_２中に溶解した薬剤１２を呼吸回路２内に、好ましくは吸気管６内に直接注入する。ＣＯ_２が減圧解除及び加温されるとＣＯ_２は気化し、患者への送達用として麻酔剤１２を分散する。呼吸回路２のソーダ石灰キャニスター３４は、注入装置３３４により送達された少量のＣＯ_２を吸収するために、吸気リム６まで移動し得る。

ハロゲン化炭素化合物をリサイクルする方法について、図９を参照しながらここに記載する。患者は、上記のように修正され、図９に示すような呼吸回路２の吸気チューブ６により供給された揮発性麻酔剤１２を含有する気体を吸い込む。患者は、未使用の薬剤１２を呼気チューブ８を通って吐き出す。圧力逃し弁３２（図９には図示せず）により放出される廃ガス３８は、第１の流入管１０６ａ及び第２の流入管１０６ｂに分岐するメインの流入管１０６と接続された排気管４０を流通する。第１の流入弁３０２ａは開放して、廃ガス３８が第１のキャニスター１００ａに流入するのを可能にし、また第２流入弁３０２ｂは閉鎖して、廃ガス３８が第２のキャニスター１００ｂに進入するのを防止する。薬剤１２を含有する廃ガス３８は、ハロゲン化炭素化合物結合材料で処理され、ハロゲン化炭素化合物は当該材料に結合する。第１のキャニスター１００ａを通る流れは、図２を参照しながら上記した通りであり、また第１のキャニスター１００ａからその流出ポート１０８ａを通って排出する。処理された気体１２２は、活性炭フィルター１２０を介して大気中に放出される。

第１のＣＯ_２弁３１０ａは閉鎖して、超臨界ＣＯ_２が第１のキャニスター１００ａに進入するのを防止し、また第２のＣＯ_２弁３１０ｂは開放して、超臨界ＣＯ_２が第２のキャニスター１００ｂに進入するのを可能にする。図５を参照しながら上記したように、第２のキャニスター１００ｂに進入する超臨界ＣＯ_２はフィルター材料１０２を流通するが、このフィルター材料１０２が超臨界ＣＯ_２に曝露することで、薬剤１２が超臨界ＣＯ_２中に溶解することにより、材料１０２に結合したハロゲン化炭素化合物、すなわち薬剤１２は溶解する。溶解したハロゲン化炭素化合物と超臨界流体は超臨界溶液を形成する。薬剤１２が希釈されている超臨界溶液は、第２の超臨界ＣＯ_２流出ポート３０６ｂを通って第２のキャニスター１００ｂから排出する。

本発明の本実施形態による廃ガス３８の処理期間中、第１の流入弁３０２ａ及び第１のＣＯ_２弁３１０ａは、第１の流入弁３０２ａが開放すると、第１のＣＯ_２弁３１０ａが閉鎖する、またその逆も成り立つように配置されている。同様に、第２の流入弁３０２ｂ及び第２のＣＯ_２弁３１０ｂは、第２の流入弁３０２ｂが開放すると、第２のＣＯ_２弁３１０ｂが閉鎖し、またその逆も成り立つように配置されている。したがって、弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂは、第１のキャニスター１００ａ、又は第２のキャニスター１００ｂが廃ガス３８及び超臨界ＣＯ_２を同時に受け取ることができないように配置されている。さらに、本発明の本実施形態による廃ガス３８の処理期間中、第１の流入弁３０２ａ及び第２の流入弁３０２ｂは、同一の状態、すなわち同時に開放又は閉鎖した状態となり得ないように配置されている。同様に、第１のＣＯ_２弁３１０ａ及び第２のＣＯ_２弁３１０ｂは、同一の状態、すなわち同時に開放又は閉鎖した状態となり得ないように配置されている。

代替的実施形態では、メインの流入管１０６、第１の流入管１０６ａ、及び第２の流入管１０６ｂの接合部に位置する三方流入弁は、第１及び第２の流入弁３０２ａ、３０２ｂのそれぞれと置換され得る。さらに、メインの超臨界ＣＯ_２管３０８、第１の超臨界ＣＯ_２弁３０８ａ、及び第２の超臨界ＣＯ_２管３０８ｂの接合部に位置する三方ＣＯ_２弁は、第１及び第２の超臨界ＣＯ_２弁３１０ａ、３１０ｂのそれぞれと置換され得る。

リサイクリングシステム３００の２つのキャニスター１００ａ、１００ｂに進入する廃ガス３８及び超臨界ＣＯ_２３０２の供給は、キャニスター１００ａ、１００ｂのうちの１つが廃ガス３８を受け取る一方、キャニスター１００ｂ、１００ａのうちの他方が超臨界ＣＯ_２２０３を受け取るように、弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂにより制御される。したがって、キャニスター１００ａ、１００ｂのうちの１つが薬剤１２を廃ガス３８から捕捉する一方、薬剤１２は、麻酔器の呼吸回路２内で再利用するために、キャニスター１００ｂ、１００ａのうちの他方から除去される。

弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂの作動状態は、一定間隔で同時に入れ替わる。図９に示す本発明の実施形態では、最初に入れ替わる際には、第１の流入弁３０２ａは閉鎖し、第１のＣＯ_２弁３１０ａは開放し、第２の流入弁３０２ｂは開放し、そして第２のＣＯ_２弁３１０ｂは閉鎖する。後の時点では、第１のキャニスター１０２ａのフィルター材料１０２が飽和したとき、弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂの状態は、これまでの状態に再び入れ替わる。本発明のその他の実施形態では、フィルター材料１０２が飽和する前に入れ替わる可能性があると想定される。弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂの状態が最初に入れ替わると、第１のキャニスター１００ａはもはや廃ガス３８を受け取らず、キャニスター１００ａ内に捕捉された薬剤１２を放出する代わりに超臨界ＣＯ_２２０３を受け取る。第２のキャニスター１００ｂは、もはや超臨界ＣＯ_２２０３を受け取らず、薬剤１２を捕捉する代わりに廃ガス３８を受け取る。

弁３０２ａ、３０２ｂ、３１０ａ、３１０ｂの状態、したがってキャニスター１００ａ、１００ｂの機能が入れ替わると、薬剤リサイクリングシステム３００の連続稼働が可能となる。上記のように、フィルター材料１０２は、超臨界流体に耐えられる。したがって、本発明の一実施形態による材料及び１又は２以上のモジュールは再利用され得る、すなわちその性能に明白な劣化を認めることなく、捕捉−再生サイクルで多数回用いられる。但し、本発明の代替的実施形態では、フィルター材料及び／又は１又は２以上のモジュールは、何回かの捕捉−再生サイクル後に交換を必要とする場合もある。リサイクリングシステム３００により回収された薬剤１２は、超臨界ＣＯ_２２０３中に溶解した状態で維持することも可能であるが、上記のように、超臨界ＣＯ_２２０３は、麻酔器の呼吸回路２に直接注入可能である、又は気化器（図示せず）に復帰可能である。

麻酔器は、麻酔科医が、正確に希釈された量の揮発性薬剤１２を含む特定の酸素画分を患者に送達できるようにする。本発明は、薬剤１２を、必要とされる濃度で患者に迅速に投与するのを可能にする。揮発性麻酔剤１２を麻酔器の呼吸回路２内に直接提供すれば、薬剤１２の迅速な導入が可能になる。また本発明は、薬剤１２の投与量について、その精密制御も麻酔科医にもたらす。赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、呼吸回路２の吸気チューブ６及び呼気チューブ８内の薬剤１２について、その濃度をモニタリングする。正確な濃度の薬剤が患者に投与されることを保証するために、吸気チューブ６内の薬剤１２濃度がモニタリングされる。呼気チューブ８内の薬剤１２の濃度も、麻酔深度の指標としてモニタリングされる。例えば、呼気終末の薬剤濃度レベルは、信頼性のある麻酔深度指標である。赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、当該赤外吸収スペクトル分析装置１６０により取得された読み取りに基づき、送達弁３３２の機能に影響を及ぼすことにより薬剤１２の送達を制御する制御モジュール（図示せず）とリンクする。

本発明は、患者からの全アウトプットが薬剤１２について一掃されるようにすることも可能である。さらに、本発明は、呼吸回路２からの薬剤１２の速やかな排出、及び患者の迅速な覚醒を実現する。

図１０は、上記の装置に一般的な多くの特徴を有する代替的リサイクリングシステム３０１を例示する。代替的リサイクリングシステム３０１は、超臨界ＣＯ_２２０３中に溶解した麻酔剤１２を送達し、そして捕捉された廃ガス３８そのものをリサイクルするが、また汚染物質から麻酔剤１２を分離するクロマトグラフィーカラム２１０を備える。代替的リサイクリングシステム３０１は、好ましくは単一の麻酔剤について用いられるが、但し、さらなるクロマトグラフィー又は分別蒸留方法も、複数の麻酔剤を使用できるようにするために利用可能である。

代替的リサイクリングシステム３０１では、麻酔器の呼吸回路２からの廃ガス３８は、メインの流入管１５４を通過し、第１及び第２の流入管１５４ａ、１５４ｂのそれぞれを通って、第１及び第２のキャニスター１００ａ、１００ｂに流入する。代替的実施形態では、メインの流入管１５４は、手術室からの環境大気１０７を受け取ることも可能である。

代替的リサイクリングシステム３０１を用いる方法によれば、第１の流入弁３０２ａは、廃ガス３８が第１のキャニスター１００ａに流入できるように開放し、また第２の流入弁３０２ｂは、ガス３８が第２のキャニスター１００ｂに進入するのを防止するために閉鎖する。ガス３８は、薬剤１２を捕捉するために、上記のように第１のキャニスター１００ａで処理され、そしてその流出ポート１０８ａを通って第１のキャニスター１００ａから排出する。処理された気体１２２は、大気中に放出される。

第１のＣＯ_２弁３１０ａは、超臨界ＣＯ_２が第１のキャニスター１００ａに進入するのを防止するために閉鎖し、また第２のＣＯ_２弁３１０ｂは、超臨界ＣＯ_２が第２のキャニスター１００ｂに進入するのを可能にするために開放する。第２のキャニスター１００ｂに進入する超臨界ＣＯ_２は、薬剤１２を超臨界ＣＯ_２中に溶解して超臨界溶液２５０を形成することによって、フィルター材料１０２に結合した薬剤１２を再生するために、フィルター材料１０２を流通する。超臨界溶液２５０は、第２の超臨界ＣＯ_２流出ポート３０６ｂ、第２のＣＯ_２流出管３１２ｂを通じて第２のキャニスター１００ｂから排出し、そしてメインのＣＯ_２流出管３１２を通じて超臨界溶液リザーバー３３８に流入する。

超臨界溶液リザーバー３３８は、超臨界溶液２５０をクロマトグラフィーカラム注入装置２１１に供給し、同装置は一定分量の超臨界溶液２５０をクロマトグラフィーカラム流入管３４０を通ってクロマトグラフィーカラム２１０に注入する。供給ライン２２７は、移動相として振る舞う純粋な超臨界ＣＯ_２２０３を供給する。クロマトグラフィーカラム流出管３４１は、流体がクロマトグラフィーカラム２１０から出ていくのを可能にする。クロマトグラフィーカラム２１０は、汚染物質を麻酔剤１２及び超臨界ＣＯ_２から分離し、そして麻酔剤１２と超臨界ＣＯ_２の混合物は、クロマトグラフィーカラム流出管３４１を通ってクロマトグラフィーカラム２１０から排出する。

超臨界ＣＯ_２中に溶解した薬剤１２は、クロマトグラフィーカラム流出管３４１に沿って、混合物の圧縮を解除し、これを加温する背圧調節装置３４５まで流れる。圧縮解除された混合物は、クロマトグラフィーカラム流出管３４１内の流体をモニタリングするＦＴ−ＩＲデバイス１６０により制御された弁３４２まで流れる。クロマトグラフィーカラム流出管３４１内の流体が、汚染物質を含有すると、弁３４２は、汚染物質のすべてを、クロマトグラフィーカラム流出ポート３４４を通って大気中に放出する。サンプルが薬剤を含有するとき、麻酔剤１２が冷却、液化してサイクロン式分離チャンバー３２０内に集まるように、弁３４２は、流体流を、熱を流体流から遠ざけるように移送する蓄熱装置３４６に誘導する。

制御可能な薬剤注入装置３４８は、液化した薬剤の送達チャンバー３１６への注入を制御する。ＦＴ−ＩＲデバイス１６０は送達チャンバー３１６内の薬剤濃度をモニタリングする。送達チャンバー３１６内の薬剤濃度は、制御可能な薬剤注入装置３４８によって、より多くの薬剤１２を添加する、又は制御可能な超臨界ＣＯ_２注入装置３４９によってより多くの超臨界ＣＯ_２２０３を添加することにより調節可能である。

制御された濃度の超臨界ＣＯ_２及び薬剤は、加温式注入装置５０４により、圧縮管３３０から呼吸回路２内に直接注入される。赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、呼吸回路２の吸気チューブ６及び呼気チューブ８内の薬剤１２濃度をモニタリングする。正確な濃度の薬剤が患者に投与されることを保証するために、赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、制御装置５０５とリンクする。また制御装置５０５は、臨床医の影響下に置かれる場合もある。超臨界ＣＯ_２が注入装置５０４により減圧される際には、着氷を防止するために加温される。同装置は、麻酔剤１２を呼吸回路２中に分散、気化させる。少量のＣＯ_２が用いられるに過ぎず、またこれは呼吸回路２内のソーダ石灰３６により吸収される。

別の実施形態によれば、本発明は、超臨界流体中に溶解した麻酔剤の超臨界溶液を医療機器に送達するのに利用可能である。図１１は、酸素付加装置としても当技術分野において公知の肺ガス交換装置４０２を備える心臓バイパス回路４００を例示し、同装置は廃ガス３８を静脈血４０４から除去すると同時に、血液に酸素を添加する。ポンプ４０６、サクションライン４０８、及び静脈ライン４１０は、作動期間中に静脈血４０４を患者から採取するのに用いられる。患者から採取された静脈血４０４は、肺ガス交換装置４０２に進入する前に、血液リザーバー４１２内に集められる。

酸素及び麻酔剤１２は、麻酔器（図１１には図示せず）から酸素チューブ４１４を通って肺ガス交換装置４０２に供給され、また廃ガス３８は、交換装置４０２から排気管３０を通って排出する。廃ガス３８は、患者により代謝又は吸収されなかった揮発性麻酔剤１２を含有する。排気管３０は、図２及び上記で示す通り、キャニスター１００の流入導管１０４と脱着可能に接続された流入管１０６と接続される。図２を参照しながら上記したように、キャニスター１００は、廃ガス３８がフィルター材料を通過する際に、薬剤１２をフィルター材料１０２に結合させることによって薬剤１２を捕捉する。薬剤１２は、キャニスター１００により廃ガス３８から除去され、その廃ガス３８は、流出管１１０が脱着可能に接続された流出導管１０８を通じてキャニスター１００から排出する。処理された気体１２２が流出管１１０から大気中に放出される前に、処理された気体１２２中の残留する薬剤１２を漏れなく捕捉するために、流出管１１０は小型の活性炭フィルター１２０を備える。酸素添加された血液から薬剤１２が除去され、その酸素添加された血液は、交換装置排出チューブ４１６を通って肺ガス交換装置４０２から排出する。

超臨界ＣＯ_２２０３及び揮発性麻酔剤１２を含む超臨界溶液４１８は、臨界温度を上回る温度を維持するように加熱式スリーブ４２１に搭載された加圧式貯蔵タンク４２０内に保管される。貯蔵タンク４２０は、制御装置４３３により制御される加温式電子制御型注入装置弁４３２に供給する。超臨界溶液４１８は、交換装置排出チューブ４１６を通じて患者の血流中に直接注入される。超臨界ＣＯ_２２０３は、注入装置弁４３２により減圧され、そして分散、気化した麻酔剤１２と共に血液中に吸収される。血液−薬剤希釈物は、交換装置排出チューブ４１６から、制御装置４３３により制御され、薬剤希釈物を含有する血液を動脈ライン４２４に押し出す遠心ポンプ４２２に流入するが、同ラインは血液−薬剤希釈物を患者の動脈中に供給する。動脈ライン４２４は、気泡が患者の循環系に進入するのを防止する気泡トラップ４２６を備える。

血液サンプルは、動脈ライン４２４から分析用に採取される。血液サンプルは、患者に復帰した血液中の薬剤１２濃度を求めるために、赤外吸収スペクトル分析装置１６０により測定される。交換装置排出チューブ４１６内に送達される薬剤１２の濃度は、必要な場合に変更可能である。赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、肺ガス交換装置４０２からの廃ガス３８も、揮発性麻酔剤１２についてモニタリングし、麻酔深度を測定する手段を提供する。さらに、赤外吸収スペクトル分析装置１６０は、処理された気体１２２をモニタリングし、フィルター材料１０２が薬剤１２で飽和したときを明示する。

本発明の代替的実施形態では、上記リサイクリングシステム３００、３０１のいずれかは、心臓バイパス回路４００と組み合わせて、心臓バイパス回路４００により患者の血液から抽出された揮発性麻酔剤を再導入するためのリサイクリングシステムを形成し得る。本発明のさらなる実施形態では、麻酔剤と超臨界ＣＯ_２の混合物は、心臓バイパス回路４００の酸素付加装置又は動脈ライン４２４に供給される気体中に注入され得る。本発明は、静脈血リザーバー４１２を有さないミニ−バイパス回路でも利用可能である。

さらなる実施形態では、本発明は、図１２に示す通り、軍隊、災害救済機関、又は病院が利用可能であるような、運搬可能な麻酔器５００で利用可能である。運搬可能な麻酔器５００は、超臨界ＣＯ_２中に溶解した麻酔剤の超臨界溶液５０３を含有する交換可能な加圧式貯蔵タンク５０２を備える。交換可能な貯蔵タンク５０２は、溶液が超臨界温度で維持されることを確実にする加温スリーブ４２１に搭載される。加温スリーブは、加温スリーブ制御装置５０７により制御される。

貯蔵タンク５０２は、注入装置システム制御装置５０９により制御された注入装置５０４の供給元であり、注入装置５０４は、運搬可能な麻酔器５００の呼吸回路２に組み込まれた気化チャンバー２１に溶液５０３を注入する。一方向弁１６は、麻酔剤１２を含有する気体を患者吸入用として供給するように配置されている吸気チューブ６と接続される。運搬可能な麻酔器５００は呼気チューブ８を備え、同チューブを通じて、吐き出された未使用の気体と薬剤１２が、一方向呼気弁２６を通って患者から遠ざかるように呼気管２４まで搬送される。

ＣＯ_２吸収装置キャニスター３４は、呼気管２４と接続される。吸収装置キャニスター３４は、キャニスター３４を流通する気体から二酸化炭素を吸収するソ−ダ石灰３６を含む。換気装置又はバッグ５０６は、ＣＯ_２吸収装置キャニスター３４を気化チャンバーと結びつけて呼吸回路２を完成させ、また患者が呼吸できるように呼吸回路２を加圧する手段を提供する。

運搬可能な麻酔器５００は、赤外モニタリングデバイスを備える。本明細書に記載の実施形態では、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が用いられ、同デバイスは吸気管６及び呼気管８内を流れる薬剤１２のレベルをモニタリングするように配置されている。本発明の代替的実施形態では、分散型赤外分析デバイスはＦＴ−ＩＲデバイスよりも一般的に単純で小型であるので、可搬性を改善するために、赤外モニタリングデバイスは分散型赤外分析デバイスであり得る。吸気管６及び呼気管８それぞれの内部の流れに含まれる薬剤レベルについて、ＦＴ−ＩＲデバイス１６０が調整の必要性を検出した場合、同デバイスは、溶液５０３の注入量を必要に応じて増減するように注入装置５０４に指示する制御装置５０９に、シグナル５０８を送信する。制御装置５０９は、臨床医の決定に従い、必要とされる圧力及び換気率を送達する換気装置も調整する。

圧力逃し弁３２は、廃ガス３８を、流入管１０６を通じて流入導管１０４に誘導する。廃ガス３０は、薬剤１２を捕捉するフィルター材料１０２を含有するキャニスター１００で処理される。処理された気体１２２は、流出導管１０８を通ってキャニスター１００から排出し、活性炭フィルター１２０を流通して、大気中に発散される。

本発明の代替的実施形態では、触媒は、キャニスター１００の流入導管１０４にあるセラミックハニカム構造上に積層され得る。超臨界溶液が再生期間中にキャニスター１００から流出する際に、触媒はこの位置で超臨界溶液に作用する。さらなる実施形態では、触媒は、ドーパントとしてエアロゲルに導入される。多くの異なる貴金属及び卑金属が触媒として利用され得ることは、当業者にとって明らかである。

本発明の特定の実施形態が、医療環境を参考にしつつ本明細書に詳細に開示されているが、これは例示目的に限定され、また説明目的に限定されている。本発明は、ハロゲン化炭素化合物の捕捉及び／又は再利用が望ましい又は必要とされるその他の業界において、ハロゲン化炭素化合物の捕捉及び再生に利用可能である。

本発明の代替的実施形態では、ハロゲン化炭素化合物を使用する工場の製造エリアからの排気ガスが、フィルター材料を含有するキャニスター１００、１０１を通過する。ハロゲン化炭素化合物は、フィルター材料により捕捉される。フィルター材料が飽和すると、同材料は、上記のように超臨界ＣＯ_２で処理され、ハロゲン化炭素化合物が超臨界ＣＯ_２に溶解して超臨界溶液が生成する。ハロゲン化炭素化合物は、上記のようなクロマトグラフィー及び分別蒸留により超臨界ＣＯ_２から分離され得る。

亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）は、小児及び母体の麻酔において重要な気体である。Ｎ_２Ｏは超臨界条件下で不安定であるけれども、但し還元触媒と共に用いれば制御可能である。

本発明のさらなる実施形態では、モジュール９０は、貴金属又は半貴金属／貴金属又は半貴金属の酸化物等の還元触媒を含み得る。好ましい実施形態では、金属触媒は白金であるが、酸化チタン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化モリブデン、ロジウム、パラジウム等のその他触媒も利用可能である。還元触媒は、フィルター材料１０２上に積層され得るが、同材料は、好ましくはエアロゲル又は上記した任意のその他のフィルター材料であり得る。或いは、フィルター材料１０２は還元触媒を含み得る。還元触媒は、ハロゲン化炭素化合物の捕捉前、又は超臨界ＣＯ_２抽出によるハロゲン化炭素化合物の再生前に、反応物質、好ましくは尿素と共に負荷され得る。このように、薬剤１２を含有する廃ガス３８がモジュール内を通過する際に、亜酸化窒素は、触媒の存在下で尿素（ＣＯ（ＮＨ_２）_２）と反応して窒素（Ｎ_２）、水（Ｈ_２Ｏ）、及び二酸化炭素（ＣＯ_２）を形成し得る。

キャニスター１００が薬剤１２で飽和すると、図５、６、９、及び１０に記載するように、キャニスター１００は超臨界ＣＯ_２でフラッシュされて、ハロゲン化炭素化合物である薬剤１２が溶出し得る。本実施形態では、フィルター材料上に吸収された亜酸化窒素及び選択的還元触媒の存在に起因して、選択的還元触媒は亜酸化窒素も還元する。二酸化炭素は、キャニスターにポンプ搬送されて、好ましくは１０ＭＰａ及び３５℃の超臨界圧力を実現するが、より高い圧力及び温度が必要とされる場合もある。回路が加圧されると、背圧調節装置が開放したときにシステムを通じた流れが生じ、その結果超臨界ＣＯ_２に希釈された超臨界Ｎ_２Ｏが、尿素の存在下でフィルター材料及び触媒を通過する。超臨界圧力及び温度では、また酸素が存在しなければ、反応速度は速い。窒素ガス及びその他の副生成物は、クロマトグラフィー分離により薬剤から抽出され得る。

本発明は、発電又は発熱等の麻酔剤の再生以外の状況において、及び自動車業界において、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を含む亜酸化窒素中間体（ＮＯ_ｘ）の選択的還元触媒反応に利用可能であることは、当業者にとって明らかである。

本発明のその他の実施形態では、超臨界亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）等のその他の超臨界流体が利用可能である。Ｎ_２Ｏは、ＣＯ_２と類似した温度及び圧力で超臨界となり、また超臨界ＣＯ_２と同様の挙動を取る。例えば、上記した本発明の代替的実施形態では、超臨界Ｎ_２Ｏは、薬剤１２で飽和した代替的キャニスター１００、１０１内で、フィルター材料１０２に結合した薬剤１２を溶解するのに利用可能である。このような実施形態では、上記のような還元触媒は、Ｎ_２Ｏを窒素と酸素に還元するのに用いられ、及び／又は超臨界Ｎ_２Ｏは、超臨界Ｎ_２Ｏを安定化するために、超臨界ＣＯ_２に希釈され得ると想定される。

上記実施形態は、後続する添付の特許請求の範囲に関して、これを制限するようには意図されない。さらに、１又は２以上の上記実施形態の特徴は、別の実施形態の１又は２以上の特徴と容易に組み合わせ可能である。特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱せずに、本発明に様々な置換、改変、及び修正を加えることができるものと、本発明者らは考える。

Claims (17)

1. 揮発性麻酔剤を回収し、再利用する方法であって、
   − フィルター材料を収容し、かつ超臨界圧力及び温度に耐えるモジュールを提供するステップと、
   − 医療環境及び／又は麻酔器からの気体を、前記フィルター材料に通過させ、それと結合させるステップと、
   − 前記モジュールを超臨界流体で処理することにより、前記揮発性麻酔剤を前記超臨界流体中に溶解して、前記揮発性麻酔剤を前記フィルター材料から搬送する超臨界溶液を形成するステップと、
   − 前記超臨界溶液から前記揮発性麻酔剤を分離するステップ
   とを含む、前記方法。
2. 超臨界溶液から汚染物質を除去する分離ステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 超臨界流体が、二酸化炭素又は亜酸化窒素である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 麻酔剤が、複数の異なる揮発性麻酔剤を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 異なる揮発性麻酔剤を互いに分離する分離ステップを含む、請求項４に記載の方法。
6. 分離ステップが、クロマトグラフィーにより実施される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 分離ステップが、超臨界流体を分離剤又は移動相として使用する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 分離ステップが、分別法により実施される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 分別法が、超臨界流体により駆動される、請求項８に記載の方法。
10. 分離ステップにより生成した生成物をモニタリングするステップを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 生成物が、赤外分光法、質量分析法、ＵＶ検出法、ラマン分光法、音響共鳴分光法、又は圧電結晶共鳴法のうちの１又は２以上によりモニタリングされる、請求項１０に記載の方法。
12. １又は２以上の種類の麻酔剤を超臨界溶液から分離及び収集する分離ステップを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
13. 冷却されたサイクロン式収集装置が、１つ又はそれぞれの麻酔剤を収集するのに用いられる、請求項１２に記載の方法。
14. 超臨界流体が二酸化炭素であり、超臨界溶液を、二酸化炭素の臨界温度未満の温度で、かつ二酸化炭素の臨界圧力よりも低く減圧して二酸化炭素の気体を形成し、前記気体状の二酸化炭素から１又は２以上の薬剤画分を選択的に凝縮させることにより、麻酔剤が超臨界二酸化炭素から分離される、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
15. 超臨界溶液から揮発性麻酔剤を分離するステップが、前記超臨界溶液を超臨界状態から解放することにより行われる、請求項１に記載の方法。
16. 揮発性麻酔剤が、サイクロン式の収集により収集される、請求項１５に記載の方法。
17. フィルター材料が、エアロゲル、二酸化ケイ素、ゼオライト、炭素、及び活性炭のうちの１又は２以上を含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。