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「高圧蒸気滅菌（AC滅菌）」について【滅菌の基礎知識】

1 高圧蒸気滅菌とは
2 どうして高圧が必要なのでしょうか？
3 どうして飽和水蒸気であることが重要ですか？
4 飽和水蒸気であることをどうやって管理するのでしょうか？
- 4.1 ●高圧蒸気滅菌を利用した製品はこちら

こんにちは、アメジスト編集部です。今回は当社の「清浄綿」や「ぬれコットン」でも実施されている滅菌方法である「高圧蒸気滅菌」について紹介したいと思います。

高圧蒸気滅菌とは

一般的に“蒸気滅菌”，“高圧蒸気滅菌”あるいは“オートクレーブ滅菌（ＡＣ滅菌）”と呼ばれていますが、ＩＳＯ１７６６５－１：２００６では“Moist heat sterilization”と表記してあり国際的には“湿熱滅菌”です（ＪＩＳＴ０８１６－１：２０１０ヘルスクア製品の滅菌―湿熱）。

この滅菌は高圧蒸気滅菌器という大きな圧力釜のような装置（オートクレーブ）で行います。この滅菌器内で、湿度と熱に安定な滅菌対象物を、適当な温度および圧力の飽和水蒸気で加熱することによって微生物を殺滅する方法です。蒸気の透過性のある滅菌バックに入れた医療機器のように滅菌対象物に対して蒸気が直接滅菌効果を示す場合もあれば、蒸気の透過性のないガラス製のアンプル注射剤，バックに封入された輸液製品，アルミパック包装の清浄綿などのように、蒸気は直接滅菌対象物に作用せず単に熱媒体である場合もあります。このように湿熱滅菌は“水に由来する熱”を利用する滅菌方法です。

高圧蒸気滅菌以外にも、熱を利用して微生物を殺す方法として

・煮沸消毒

・乾熱滅菌

などもありますが、煮沸の１００℃では細菌の芽胞などは殺滅（さつめつ）できませんので“消毒“であり、滅菌には分類されません。乾熱滅菌は、高圧蒸気滅菌よりも、高温で長時間の処理が必要な滅菌方法です。

滅菌可能な品物

・熱，蒸気，高圧に耐えられるもの

特長

・比較的短時間で処理可能，比較的滅菌コストが安い

・有害残留物が残らない，作業者・環境に対してやさしい

どうして高圧が必要なのでしょうか？

水は大気圧のもとで100℃にて沸騰しますが、この100℃では死なない細菌（芽胞）が存在します。高圧蒸気滅菌器はオートクレーブと呼ばれる巨大な圧力釜のような構造をした機器で、加圧によって水の沸点を上げ、高温の蒸気で加熱処理を行うことができます。水の沸点は1気圧で100℃ですが、2気圧で約121℃になります。一般的な高圧蒸気滅菌では、この121℃で15〜20分間の加熱処理を行います。

どうして飽和水蒸気であることが重要ですか？

身近な例として、60℃の風呂に入ると火傷をしますが、湿度が10%程度の乾燥したドライサウナでは、80～100℃に設定されていても火傷をしません。蒸気を満たしたサウナであるスチームサウナやミストサウナなどのウエットサウナは、温度は40～60℃、湿度は80～100％程度と低温・高湿でも発汗が促されます。

　どうして乾燥している状態では高温でも火傷をしないのかと言うと、まず、空気は水に比べて熱を伝えにくい、つまり「熱伝導率」の低い物質だからです。体の周囲にある空気の層は体に熱を伝えて冷えますが、あまり対流しないので、体のまわりは冷えた空気のまま覆われることになり、熱を伝えることはゆっくりしかできず、かぎられた時間内なら火傷をしません。水は熱伝導率が高いので熱いお湯に触れると、皮膚もすぐその温度になり火傷します。

では蒸気はどうかと言いますと、水を１００℃まで上昇させても蒸気にするには更にエネルギー（気化熱）を与えないと蒸気にはなりません。同じ１００℃でも水と気化熱を加えられた蒸気の状態では持っている熱エネルギーが蒸気の方が６倍大きい。また、蒸気は相手に熱を与えると水に変わり体積が非常に小さくなり蒸気が存在した部分の圧力が下がりそこに周りの水蒸気がただちに流れ込み、常に新たな蒸気が滅菌対象物に接触し効率的に熱エネルギーを与える状態が続けられます。蒸気は空気よりも約１０００倍、水よりも約１００倍伝熱能力が高いそうです。

また、タンパク質から構成される微生物の体は、そもそも「湿熱」の方がタンパク質を熱変性させやすく死滅させやすい。

したがって乾いた空気よりも熱エネルギー・伝熱効率・殺傷能力が高い「湿熱」の方が効率よく滅菌処理ができるため、飽和水蒸気であることが重要となります。

参考

「乾熱」で芽胞を死滅させるには、180℃で30分以上、160℃で1時間以上かかりますが「湿熱」の場合は、134℃3分間で死滅します。