滅菌（微生物学）

滅菌（イギリス英語：sterilisation）とは、液体や特定の表面、物体に存在するあらゆる形態の生命（特に真菌、細菌、胞子、単細胞真核生物などの微生物）および他の生物学的因子（プリオンやウイルスなど）を除去、殺す、または不活性化するプロセスを指します。 ^{[1]滅菌は、}熱、化学物質、放射線、高圧、ろ過など、さまざまな手段で実現できます。滅菌は、存在するあらゆる形態の生命や生物学的因子を除去するのではなく、減らすという点で、消毒、衛生化、低温殺菌とは異なります。滅菌後、液体または物体は無菌または無菌であると言われます。

近代的な殺菌法への第一歩はニコラ・アペールによってなされました。彼は、適切な時間にわたって熱を加えると、食品やさまざまな液体の腐敗が遅くなり、通常よりも長い期間、安全に食べられるよう保存できることを発見しました。食品の缶詰化も同じ原理の延長であり、食中毒の減少に役立っています。食品を殺菌する他の方法には、超高温処理（加熱時間が短い）、食品照射^{[2] [3]}、高圧（パスカリゼーション）などがあります。 ^[4]

食品の文脈では、無菌性は通常、商業的無菌性を指し、コーデックス・アリメンタリウスによれば「食品が流通および保管中に保管される可能性のある通常の非冷蔵条件下では、食品内で増殖できる微生物が存在しない」状態を指します。^[5]

一般的に、すでに無菌状態の身体部分（血流や皮膚への浸透など）に入る手術器具や薬剤は滅菌されていなければなりません。そのような器具の例としては、メス、皮下注射針、人工ペースメーカーなどがあります。これは非経口医薬品の製造にも不可欠です。^[6]

輸液補充療法のための注射薬や点滴液の調製には、滅菌だけでなく、最初の製品滅菌後に異物の侵入を防ぐための適切に設計された容器も必要です。^[6]

医療施設で使用される医療機器や外科機器のほとんどは、蒸気滅菌が可能な材料で作られています。^[7]しかし、1950年以降、低温滅菌が必要な材料（プラスチックなど）で作られた医療機器や器具が増加しています。エチレンオキシドガスは、1950年代から熱や湿気に敏感な医療機器に使用されてきました。過去15年間で、いくつかの新しい低温滅菌システム（気化過酸化水素、過酢酸浸漬、オゾンなど）が開発され、医療機器の滅菌に使用されています。^[8]

太陽系の天体が地球からの生物学的物質によって汚染されるのを防ぐための厳格な国際規則がある。基準はミッションの種類と目的地によって異なり、惑星が居住可能である可能性が高いほど、要件は厳しくなる。^[9]

宇宙船で使用される機器の多くの部品は非常に高い温度に耐えられないため、少なくとも120℃（248℉）への加熱、化学滅菌、酸化、紫外線、放射線照射など、過度の温度を必要としない技術が許容範囲内で使用されます。^[10]

滅菌の目的は、最初に存在する微生物やその他の潜在的な病原体を減らすことです。滅菌の程度は、通常、小数減少時間、またはD値の倍数で表されます。これは、最初の数値を元の値の10分の1（ ）に減らすために必要な時間を示します。 ^[11]滅菌時間後の微生物の数は次のように表されます。 ${\displaystyle N_{0}}$${\displaystyle 10^{-1}}$${\displaystyle N}$${\displaystyle t}$

${\displaystyle {\frac {N}{N_{0}}}=10^{\left(-{\frac {t}{D}}\right)}}$。

D 値は滅菌条件の関数であり、微生物の種類、温度、水分活性、pHなどによって異なります。蒸気滅菌 (下記参照) の場合、通常は温度 (摂氏) が指標として示されます。^{[引用が必要]}

理論上、個々の微生物が生き残る可能性はゼロではありません。これを補うために、オーバーキル法がよく使用されます。オーバーキル法では、滅菌対象物の表面または内部に存在する微生物を殺すのに必要な時間よりも長い時間滅菌することで滅菌が行われます。これにより、滅菌されていないユニットの確率と同等の滅菌保証レベル(SAL) が実現されます。 ^{[引用が必要]}

医療機器や注射剤などの高リスク用途では、米国食品医薬品局（FDA）によって少なくとも10−6の無菌性保証レベル^{が要求されている。 [12]}

蒸気滅菌は湿熱滅菌とも呼ばれ、加圧された加熱された飽和蒸気を使用して、主にタンパク質などの高分子を変性させることにより微生物を不活性化または殺します。 ^[13]この方法は、乾熱滅菌よりも高速です。蒸気滅菌は、コンバーターまたは蒸気滅菌器と呼ばれることもあるオートクレーブを使用して行われます。物体または液体はオートクレーブチャンバーに入れられ、その後密閉され、加圧蒸気を使用して定められた時間、設定温度まで加熱されます。蒸気滅菌サイクルは、事前真空または重力置換のいずれかに分類できます。重力置換サイクルは、注入された蒸気の密度が低いことを利用して、より冷たく密度の高い空気をチャンバーのドレンから押し出します。蒸気滅菌 | 消毒および滅菌ガイドライン | ガイドラインライブラリ | 感染管理 | CDC これと比較して、事前真空サイクルでは、飽和蒸気を注入する前にチャンバー内に真空を作り出して冷たい乾燥した空気を除去するため、加熱が速くなり、サイクル時間が短くなります。一般的な蒸気滅菌サイクルは、100 kPa (15 psi) で 121～134 °C (250～273 °F) で 3～30 分ですが、滅菌対象の製品のバイオバーデン、蒸気滅菌に対する耐性 ( D 値)、製品の耐熱性、必要な滅菌保証レベルに応じて調整できます。サイクルの完了後、圧力を解放したときに沸騰しないように、加圧オートクレーブ内の液体をゆっくりと冷却する必要があります。これは、滅菌チャンバーを徐々に減圧し、内容物を冷却しながら負圧下で液体を蒸発させることによって達成できます。^{[引用が必要]}

適切なオートクレーブ処理により、真菌、細菌、ウイルスに加えて、耐性細菌胞子はすべて不活化されますが、耐熱性が異なるプリオンをすべて除去できるとは期待できません。プリオンの除去については、さまざまな推奨事項で、121〜132℃（250〜270°F）で60分、または134℃（273°F）で少なくとも18分とされています。 ^[14] 263Kスクレイピープリオンは、このような滅菌手順によって比較的迅速に不活化されますが、他のスクレイピー株やクロイツフェルト・ヤコブ病（CKD）株、牛海綿状脳症（BSE）株はより耐性があります。ある実験では、マウスを試験動物として用いて、BSE陽性脳組織を134～138℃（273～280℉）で18分間加熱しても、プリオンの感染性はわずか2.5logしか減少しなかったことが示されました。 [ ^15]

ほとんどのオートクレーブには、特に温度と圧力を時間の関数として記録または表示するメーターとチャートがあります。情報は、滅菌に必要な条件が満たされていることを確認するためにチェックされます。オートクレーブ処理の前に製品のパッケージにインジケーターテープが貼られることが多く、パッケージによってはインジケーターが組み込まれています。インジケーターは蒸気にさらされると色が変わり、視覚的に確認できます。^[16]

生物学的指標は、オートクレーブの性能を独立して確認するためにも使用できます。微生物の胞子をベースにしたシンプルな生物学的指標装置が市販されています。ほとんどの装置には、蒸気滅菌に対して極めて耐性のある耐熱性微生物Geobacillus stearothermophilus (旧称Bacillus stearothermophilus ) の胞子が含まれています。生物学的指標は、胞子と液体培地が入ったガラス瓶の形、またはガラス紙の封筒に入れられた紙片に胞子が入った形を取る場合があります。これらの指標は、蒸気が届きにくい場所に設置され、その領域に蒸気が浸透しているかどうかを確認します。

オートクレーブ処理では、洗浄が重要です。異物や汚れがあると、微生物が蒸気の浸透から保護される可能性があります。適切な洗浄は、物理的な洗浄、超音波処理、超音波、またはパルス空気によって行うことができます。^[17]

圧力調理と缶詰はオートクレーブ処理に似ており、正しく行えば食品を無菌状態にすることができます。^{[18] [検証失敗]}

主に液体で構成されている廃棄物を滅菌するには、専用の排水除染システムを利用することができます。これらの装置はさまざまな滅菌剤を使用して機能しますが、蒸気による熱を使用するのが最も一般的です。^{[引用が必要]}

乾熱殺菌は最初の殺菌方法で、湿熱殺菌よりも長いプロセスです。乾熱殺菌による微生物の破壊は徐々に進行します。致死温度に長時間さらされると、殺菌された微生物の数が増えます。熱風の強制換気により、熱が生物に伝わる速度が上がり、滅菌に必要な温度と時間を減らすことができます。温度が高いほど、生物を殺すために必要な暴露時間が短くなります。これにより、熱による食品へのダメージを減らすことができます。^[19]

熱風オーブンの標準設定は、160 °C (320 °F) で少なくとも 2 時間です。急速加熱法では、包装されていない物体の場合は 6 分間、包装された物体の場合は 12 分間、空気を 463.15 K (190.00 °C、374.00 °F) まで加熱します。^{[20] [21]}乾熱には、蒸気によって悪影響を受ける粉末やその他の耐熱性物体に使用できるという利点があります (たとえば、鋼鉄の物体に錆びを生じさせません)。

微生物学研究室では、接種用ループや直線ワイヤに縞模様をつけるためにフレーミングが行われます。ループをブンゼンバーナーまたはアルコールバーナーの炎の中に赤く光るまで置くことで、感染性物質を不活性化または死滅させることができます。これは通常、小さな金属やガラスの物体に使用されますが、大きな物体には使用されません (下記の「焼却」を参照)。ただし、最初の加熱中に、感染性物質が死滅する前にワイヤ表面から噴霧され、近くの表面や物体を汚染する可能性があります。そのため、接種用ループを加熱ケージで囲む特別なヒーターが開発され、噴霧された物質がその領域をさらに汚染しないようにしています。もう 1 つの問題は、物体が十分に加熱されていない場合、ガス炎によって物体に炭素などの残留物が残る可能性があることです。フレーミングのバリエーションとして、物体を 70% 以上の濃度のエタノール溶液に浸し、ブンゼンバーナーの炎の中に短時間置く方法があります。エタノールは急速に発火して燃え尽きるため、ガス炎よりも残留物が少なくなります^[要出典]

焼却は廃棄物処理プロセスの一種で、廃棄物に含まれる有機物質を燃焼させる。この方法ではあらゆる生物を灰にすることができる。医療廃棄物やその他のバイオハザード廃棄物を非有害廃棄物と一緒に廃棄する前に殺菌するために使用される。細菌焼却炉は接種ループやワイヤーに付着している微生物を焼却して死滅させる小型炉である。^[22]

ジョン・ティンダルにちなんで名付けられたティンダル化法^{[23]は、単純な沸騰水法によって残された}胞子形成微生物の活動レベルを下げるために設計された、時代遅れで時間のかかるプロセスです。このプロセスでは、一定時間（通常20分）大気圧で沸騰させ、冷却し、1日間培養し、その後、このプロセスを合計3〜4回繰り返します。培養により、前回の沸騰期間を生き延びた耐熱性胞子が発芽して熱に敏感な栄養（成長）段階を形成し、次の沸騰ステップで死滅させることができます。多くの胞子が熱ショックによって成長するように刺激されるため、これは効果的です。この手順は、細菌の成長をサポートできる培地にのみ機能し、水などの非栄養基質を滅菌しません。ティンダル化法はプリオンに対しても効果がありません。

ガラスビーズ滅菌器は、ガラスビーズを250℃（482℉）まで加熱することで機能します。器具はこれらのガラスビーズに素早く浸され、物体を加熱しながら表面から汚染物質を物理的に削り取ります。ガラスビーズ滅菌器はかつて歯科医院や生物学研究所で採用されていた一般的な滅菌方法でしたが、^[24]米国食品医薬品局（FDA）と疾病予防管理センター（CDC）は1997年以降、滅菌器として使用することを承認していません。^[25]ヨーロッパやイスラエルの歯科診療では今でも人気がありますが、この滅菌器の使用に関するエビデンスに基づくガイドラインは現在ありません。^[24]

化学薬品は滅菌にも使用されます。加熱は物体からすべての伝染性物質を除去する確実な方法ですが、生物材料、光ファイバー、電子機器、多くのプラスチックなどの熱に弱い材料を損傷する場合は必ずしも適切ではありません。このような状況では、ガス状または液体状の化学薬品を滅菌剤として使用できます。ガス状および液体状の化学滅菌剤を使用すると熱による損傷の問題を回避できますが、ユーザーは滅菌する物品が使用する滅菌剤と化学的に適合していること、および滅菌剤が滅菌する必要があるすべての表面に到達できること (通常は包装を貫通できない) を確認する必要があります。さらに、化学滅菌剤を使用すると、職場の安全性に新たな課題が生じます。化学薬品を効果的な滅菌剤にする特性が、通常、人間に有害となるためです。滅菌された材料から滅菌剤の残留物を除去する手順は、使用する化学薬品とプロセスによって異なります。^[要出典]

エチレンオキシド（EO、EtO）ガス処理は、幅広い材料との適合性があるため、アイテムの滅菌、低温殺菌、消毒に使用される一般的な方法の1つです。また、放射線（ガンマ線、電子線、X線）、熱（湿式または乾式）、その他の化学物質など、他の方法で処理すると敏感なアイテムの処理にも使用されます。エチレンオキシド処理は最も一般的な化学滅菌方法で、全滅菌の約70％、使い捨て医療機器の50％以上に使用されています。^{[26] [27]}

エチレンオキシド処理は、一般的に30～60℃（86～140℉）、相対湿度30%以上、ガス濃度200～800 mg/Lで行われる。^[28]通常、この処理は数時間続く。エチレンオキシドは、すべての多孔質材料を透過し、一部のプラスチック材料やフィルムも透過するため、非常に効果的である。エチレンオキシドは、細菌（胞子を含む）、ウイルス、真菌（酵母やカビを含む）など、既知の微生物をすべて殺し、繰り返し使用してもほとんどすべての材料と互換性がある。可燃性、毒性、発がん性があるが、公表されている要件に準拠せずに使用した場合のみ、健康に悪影響を与える可能性があると報告されている。エチレンオキシド滅菌器および処理は、滅菌​​器の設置、大幅な修理、または処理変更後に生物学的検証が必要である。

従来のプロセスは、前処理段階 (別の部屋またはセル内)、処理段階 (通常は真空容器内、場合によっては耐圧容器内)、および EO 残留物やエチレンクロロヒドリン(EC または ECH)、およびそれほど重要ではないエチレングリコール(EG) などの低次副産物を除去するためのエアレーション段階 (別の部屋またはセル内) で構成されます。一部の製品では、オールインワン処理と呼ばれる代替プロセスも存在し、3 つの段階すべてが真空または耐圧容器内で実行されます。この後者のオプションにより、全体の処理時間が短縮され、残留物の消散が促進されます。

最も一般的なEO処理方法はガスチャンバーです。規模の経済性を享受するために、EOは伝統的に、純粋なEOとして、または希釈剤として使用される他のガス（クロロフルオロカーボン（ CFC）、ハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）、二酸化炭素など）と混合したガス状EOを大きなチャンバーに充填することによって供給されてきました。^[29]

エチレンオキシドは、医療機器メーカーによって今でも広く使用されています。^[30] EOは濃度が3%を超えると爆発するため、^[31] EOは伝統的にCFCやHCFCなどの不活性キャリアガスとともに供給されていました。CFCやHCFCをキャリアガスとして使用することは、オゾン層破壊の懸念から禁止されました。^[32]これらのハロゲン化炭化水素は、規制と混合物の高コストのため、100% EOを使用するシステムに置き換えられています。病院では、ほとんどのEO滅菌器は、以前のEO混合物の配管付きガスシリンダーに比べて便利で使いやすいため、使い捨てカートリッジを使用しています。

加工製品内および/または加工製品上の EO 残留物、加工後、EO ガスシリンダーの保管および取り扱い中の作業者の曝露、および EO 使用時に生成される環境排出物について、患者および医療従事者が政府指定する制限を遵守することが重要です。

米国労働安全衛生局（OSHA）は、許容暴露限界（PEL）を8時間の時間加重平均（TWA）として計算して1 ppm、15分間の逸脱限界（EL）として5 ppmに設定しています。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）のEOの生命と健康に直ちに危険となる限界（IDLH）は800 ppmです。^[33]臭気閾値は約500 ppmであるため、^[34] EOは濃度がOSHA PELをはるかに超えるまで感知できません。したがって、OSHAは、EOを加工に使用する労働者を保護するために、連続ガス監視システムを使用することを推奨しています。^[35]

二酸化窒素（NO ₂）ガスは、一般的な細菌、ウイルス、胞子など、さまざまな微生物に対して使用できる迅速かつ効果的な殺菌剤です。NO ₂ガスのユニークな物理的特性により、室温および大気圧の密閉された環境で殺菌剤を拡散させることができます。致死メカニズムは、リン酸骨格のニトロ化による胞子の中心にあるDNAの分解であり、これにより、曝露された生物はNO _{2 を}吸収して死滅します。この分解は、ガスの濃度が非常に低い場合でも発生します。^[36] NO ₂の沸点は海面で21 °C（70 °F）であり、その結果、常温で比較的高い飽和蒸気圧になります。このため、液体NO _{2 は}殺菌ガスの便利な供給源として使用できます。液体NO _{2 は、その}二量体である四酸化二窒素（N ₂ O ₄）の名前で呼ばれることがよくあります。さらに、必要な濃度が低く、蒸気圧が高いため、滅菌中の機器に結露が発生しません。つまり、滅菌サイクルの直後に機器に空気を入れる必要はありません。 ^[37] NO2_{は他の滅菌ガスよりも}腐食性が低く、ほとんどの医療材料や接着剤と互換性があります。^[37]

_{NO 2}ガスによる滅菌に対して最も耐性のある微生物 (MRO)はGeobacillus stearothermophilusの胞子であり、これは蒸気滅菌プロセスと過酸化水素滅菌プロセスの両方に対して同じ MRO です。G . stearothermophilusの胞子形態は、滅菌用途の生物学的指標として長年にわたってよく特徴付けられてきました。NO ₂ガスによるG. stearothermophilusの微生物不活性化は、他の滅菌プロセスで一般的であるように、対数線形に急速に進行します。Noxilizer, Inc. はこの技術を商品化し、メリーランド州ボルチモア (米国) の施設で医療機器の契約滅菌サービスを提供しています。 ^[38]これは Noxilizer の研究室で複数の研究で実証されており、他の研究室の発表されたレポートによって裏付けられています。これらの同じ特性により、密閉された環境の曝気を通じて滅菌剤と残留ガスをより迅速に除去することもできます。迅速な殺菌効果とガスの容易な除去の組み合わせにより、滅菌（または除染）プロセス中の全体的なサイクル時間が短縮され、他の滅菌方法よりも滅菌剤残留レベルが低くなります。^[37] Eniware, LLCは、電気、熱、水を使用しないポータブルで電源不要の滅菌器を開発しました。^[39] 25リットルのユニットにより、世界中の断続的または電力のない医療センター、災害救助および人道的危機の状況で、厳しい前線外科チームによる手術器具の滅菌が可能になります。4時間のサイクルでは、使い捨てのガス発生アンプルと使い捨てのスクラバーを使用してNO2ガスを除去します_。 [ ^40]

オゾンは工業分野では水や空気の殺菌、表面の消毒に使われています。オゾンにはほとんどの有機物を酸化できるという利点があります。しかし、オゾンは有毒で不安定なガスであり、現場で生成する必要があるため、多くの環境では実用的ではありません。^[41]

オゾンは滅菌ガスとして多くの利点がある。オゾンは強力な酸化特性（SHE ^{[42]に対して}E =2.076 ）を持つため、非常に効率的な滅菌剤であり、プリオンを含む広範囲の病原体を破壊できる。オゾンは滅菌器内で医療用酸素から生成されるため、危険な化学物質を扱う必要がない。オゾンの反応性が高いため、廃オゾンは単純な触媒を通過させて酸素に戻すことで破壊でき、サイクル時間が比較的短くなる。オゾンを使用する欠点は、ガスの反応性が非常に高く、非常に危険なことである。NIOSH のオゾンの IDLH は5 ppm で、エチレンオキシドの IDLH 800 ppmの160 分の 1である。NIOSH ^[43]と OSHA は、8 時間加重平均として計算されたオゾンの PEL を0.1 ppmに設定している。滅菌ガス製造業者は自社製品に多くの安全機能を組み込んでいますが、漏れが発生した場合に迅速に警告を発するために、オゾンへの曝露を継続的に監視することが賢明な方法です。職場でのオゾン曝露を判定するモニターは市販されています。

グルタルアルデヒドおよびホルムアルデヒド溶液（固定剤としても使用される）は、浸漬時間が十分に長ければ、液体殺菌剤として認められます。透明な液体ですべての胞子を殺すには、グルタルアルデヒドでは最大 22 時間、ホルムアルデヒドではさらに長い時間がかかります。固体粒子が存在すると、必要な時間が長くなるか、処理が無効になる可能性があります。組織ブロックの殺菌は、固定剤が浸透するのに必要な時間のため、はるかに長い時間がかかります。グルタルアルデヒドとホルムアルデヒドは揮発性があり、皮膚接触と吸入の両方で有毒です。グルタルアルデヒドの保存期間は短く（< 2 週間）、高価です。ホルムアルデヒドは安価で、メタノールを少し加えて化学物質がパラホルムアルデヒドに重合するのを阻止すれば保存期間がはるかに長くなりますが、揮発性がはるかに高くなります。ホルムアルデヒドは気体殺菌剤としても使用されます。この場合、ホルムアルデヒドは固体パラホルムアルデヒドを解重合することによって現場で調製されます。オリジナルのソークポリオワクチンなど、多くのワクチンはホルムアルデヒドで滅菌されています。

過酸化水素は、液体と気化過酸化水素（VHP）の両方で、別の化学殺菌剤です。過酸化水素は強力な酸化剤であり、幅広い病原体を破壊することができます。過酸化水素は、硬性内視鏡などの熱や温度に敏感な物品の殺菌に使用されます。医療用殺菌では、過酸化水素は約35％から最大90％までの高濃度で使用されます。殺菌剤としての過酸化水素の最大の利点は、サイクル時間が短いことです。エチレンオキシドのサイクル時間は10〜15時間であるのに対し、最近の過酸化水素殺菌装置ではサイクル時間が28分と短いものもあります。^[44]

過酸化水素の欠点としては、材質適合性、浸透力の低さ、作業者の健康リスクなどがあげられる。紙などのセルロースを含む製品はVHPでは滅菌できず、ナイロンを含む製品は脆くなる可能性がある。^[45]過酸化水素の浸透力はエチレンオキシドほど良くないため^[要出典]、効果的に滅菌できる物体の内腔の長さと直径には制限がある。過酸化水素は主な刺激物であり、濃度と接触時間に応じて、溶液が皮膚に接触すると脱色または潰瘍を引き起こす。低濃度に希釈した場合は比較的無毒であるが、高濃度（> 10% w/w）では危険な酸化剤である。蒸気も有害で、主に目と呼吸器系に影響を与える。短期間の曝露でも危険を伴う可能性があり、NIOSH は IDLH を 75 ppm に設定しています^[33]。これはエチレンオキシドの IDLH (800 ppm) の 1/10 未満です。低濃度への長期曝露は永久的な肺損傷を引き起こす可能性があるため、OSHA は許容曝露限度を 8 時間の時間加重平均として計算した 1.0 ppm に設定しました^[46] 。滅菌器メーカーは、慎重な設計と多くの安全機能を組み込むことで製品を安全にするために多大な努力を払っていますが、FDA の製造業者およびユーザー施設デバイス エクスペリエンス (MAUDE) データベースには、ガス滅菌器による過酸化水素の職場曝露がまだ記録されています^[47] 。どのようなタイプのガス滅菌器を使用する場合でも、適切な作業手順には、十分な換気、過酸化水素の連続ガス モニター、適切な作業手順とトレーニングが含まれます^{[48] [49] 。}

過酸化水素蒸気（VHP）は、部屋全体や航空機の内部など、広い密閉された場所を殺菌するために使用されます。

VHP は有毒ですが、短時間で水と酸素に分解されます。

過酢酸（0.2％）は、内視鏡などの医療機器の殺菌に使用するためにFDA ^[50]によって認められた殺菌剤です。過酢酸はペルオキシ酢酸としても知られ、消毒剤などの消毒剤によく使用される化合物です。最も一般的には、酸触媒を使用して酢酸と過酸化水素を反応させることによって生成されます。過酢酸は安定化されていない溶液で販売されることはないため、環境に優しいと考えられています。^[51]過酢酸は無色の液体であり、過酢酸の分子式はC ₂ H ₄ O ₃またはCH ₃ COOOHです。^[52]最近では、COVID-19やその他の病気のリスクを減らすために燻蒸を使用して表面を除染する人が増えているため、過酢酸は世界中で使用されています。^[53]

プリオンは化学殺菌に対して非常に耐性がある。^[54]ホルムアルデヒドなどのアルデヒドによる処理は、実際にプリオン耐性を高めることが示されている。過酸化水素（3％）を1時間使用しても効果がなく、汚染の減少は3 log（10 ⁻³）未満であることが示された。ヨウ素、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、過酢酸もこのテストに合格しなかった（1時間処理）。^[55]塩素、フェノール化合物、グアニジンチオシアネート、水酸化ナトリウムのみがプリオンレベルを4 log以上減少させ、塩素（特定の物体に使用するには腐食性が強すぎる）と水酸化ナトリウムが最も安定している。多くの研究で水酸化ナトリウムの有効性が示されている。^[56]

殺菌は、紫外線（UV）、X線、ガンマ線などの電磁放射線、または電子線などの素粒子による照射を使用して行うことができます。^{[57]電磁放射線または粒子放射線は、原子や分子を電離させるのに十分なエネルギーを持つこともあれば（}電離放射線）、原子や分子のエネルギーが低いこともあります（非電離放射線）。^[要出典]

紫外線照射（殺菌灯から）は、表面や一部の透明物体の殺菌に有効です。可視光を透過する物体の多くは紫外線を吸収します。紫外線照射は、生物学的安全キャビネットの使用間の内部の殺菌に日常的に使用されていますが、汚れの下を含む日陰の部分では効果がありません（汚れは長時間照射すると重合し、除去が非常に困難になる場合があります）。^[58]また、長時間さらされると、 発泡スチロールなどの一部のプラスチックにダメージを与えます。

照射施設の安全性は、国連の国際原子力機関によって規制され、各国の原子力規制委員会(NRC) によって監視されています。過去に発生した放射線被ばく事故は、同機関によって文書化され、原因と改善の可能性を判断するために徹底的に分析されます。その後、このような改善は、既存の施設の改修と将来の設計に義務付けられます。

ガンマ線は透過性が非常に高く、注射器、針、カニューレ、点滴セットなどの使い捨て医療機器や食品の滅菌によく使用されます。ガンマ線は、通常コバルト 60 ( ⁶⁰ Co) またはセシウム 137 ( ¹³⁷ Cs) などの放射性同位元素によって放射され、その光子エネルギーはそれぞれ最大 1.3 MeV と 0.66 MeVです。

放射性同位元素を使用する場合は、使用中および保管中の作業者の安全のために遮蔽が必要である。ほとんどの設計では、放射性同位元素は水で満たされた線源保管プールに降ろされ、そこで放射線が吸収され、保守作業員が放射線遮蔽部に入ることができる。ある変種では、放射性同位元素を常に水中に保管し、照射する製品を密閉されたベルに入れて水中に降ろす。このような設計ではそれ以上の遮蔽は不要である。他にあまり使用されない設計として乾式保管があり、これは照射室などのエリアの放射線レベルを下げる可動遮蔽を提供する。米国ジョージア州ディケーターで水溶性セシウム137が線源保管プールに漏れた事故では、原子力規制委員会（NRC）の介入が必要となり^[59]、この放射性同位元素の使用はほぼ完全に中止され、より高価な非水溶性コバルト60が使用されることになった。コバルト60のガンマ光子はセシウム137が生成する放射線の約2倍のエネルギーを持ち、したがって透過範囲も広くなります。

電子ビーム処理は滅菌にも一般的に使用されています。電子ビームはオンオフ技術を使用しており、ガンマ線やX線よりもはるかに高い線量率を提供します。線量率が高いため、必要な露出時間が短くなり、ポリマーの潜在的な劣化が軽減されます。電子は電荷を帯びているため、電子ビームはガンマ線やX線よりも透過性が低くなります。施設では、作業員と環境を放射線被ばくから保護するために、強力なコンクリートシールドに依存しています。^[60]

高エネルギー X 線(制動放射線によって生成) を使用すると、大型パッケージやパレットに積まれた医療機器に照射できます。透過性が非常に高いため、非常に優れた線量均一性比で、パレットに積まれた低密度パッケージを複数処理できます。X 線滅菌には化学物質や放射性物質は必要ありません。高エネルギー X 線は、使用していないときに遮蔽する必要のない X 線発生器によって高強度で生成されます。X 線は、制動放射線変換と呼ばれるプロセスで、タンタルやタングステンなどの高密度材料 (ターゲット) に高エネルギー電子を照射することによって生成されます。これらのシステムはエネルギー効率が悪く、同じ結果を得るために他のシステムよりもはるかに多くの電気エネルギーが必要です。

X線、ガンマ線、電子の照射では、使用されるエネルギーが低すぎるため、物質は放射性になりません。一般的に、物質に放射能を誘発するには、少なくとも10MeVのエネルギーが必要です。 ^[61] 中性子と非常に高エネルギーの粒子は物質を放射性にすることができますが、透過性は良好です。一方、低エネルギー粒子（中性子以外）は物質を放射性にすることはできませんが、透過性は低くなります。

しかしながら、ガンマ線照射による滅菌は材料の特性に影響を及ぼす可能性がある。^{[62] [63]}

放射線照射は、ワシントンDC地域の郵便物を殺菌するために米国郵政公社によって使用されています。一部の食品（スパイスやひき肉など）は放射線照射によって殺菌されています。^[64]

亜原子粒子は、粒子の種類に応じて、多かれ少なかれ透過性があり、放射性同位元素または装置によって生成される場合があります。

熱、放射線、または化学滅菌によって損傷を受ける流体（薬液など）は、メンブレンフィルターを使用した精密濾過によって滅菌できます。この方法は、医薬品処理において熱に不安定な医薬品やタンパク質溶液によく使用されます。通常、孔径 0.22 μmのマイクロフィルターは、微生物を効果的に除去します。^[65]ただし、一部のブドウ球菌種は、0.22 μm のフィルターを通過できるほど柔軟であることが示されています。^[66]生物製剤の処理では、ウイルスを除去または不活化する必要があり、より小さな孔径（20～50 nm ）のナノフィルターを使用する必要があります。孔径が小さいほど流量が低下するため、総スループットを向上させるため、または早期の詰まりを回避するために、プレフィルターを使用して小孔メンブレンフィルターを保護する場合があります。タンジェンシャルフロー濾過（TFF）システムと交互タンジェンシャルフロー（ATF）システムも、粒子の蓄積と詰まりを軽減します。

製造工程で使用されるメンブレンフィルターは、通常、混合セルロースエステルやポリエーテルサルフォン（PES）などの材料で作られています。ろ過装置とフィルター自体は、密封された包装で事前に滅菌された使い捨てユニットとして購入できますが、ユーザーが滅菌する必要があります。滅菌は通常、壊れやすいフィルターメンブレンを損傷しない温度でオートクレーブ処理します。フィルターが適切に機能することを保証するために、メンブレンフィルターは使用後、場合によっては使用前に完全性テストが行​​われます。非破壊完全性テストは、フィルターが損傷していないことを保証するものであり、規制要件です。^[67]通常、最終医薬品の無菌ろ過は、汚染を防ぐために クリーンルーム内で行われます。

滅菌された器具は、使用されるまで密封された包装に封入することで、滅菌された状態を維持することができます。

無菌技術とは、処置中に無菌性を維持する行為です。

• 抗菌石鹸
• 無菌
• 無菌処理
• 汚染管理
• 電子照射
• 食品包装
• 食品保存
• 食品安全
• スポールディング分類
• 滅菌ガス監視

• WHO - 伝染性海綿状脳症の感染制御ガイドライン。2010 年 7 月 10 日閲覧
• Ninemeier J. 中央サービス技術マニュアル（第6版）。国際医療中央サービス資材管理協会。2020年8月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月22日閲覧。
• 微生物の制御
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• 医療機器のバイオ機能化と最終滅菌のための革新的技術 2015-11-20 にWayback Machineにアーカイブ
• 液体、固体、廃棄袋内の廃棄物、および危険な生物学的物質の滅菌
• 医薬品濾過 - 生物除去の管理、Meltzer TH、Jornitz MW、PDA/DHI 1998
• 「医療機器の進歩のための協会 ANSI/AAMI ST41-医療施設におけるエチレンオキシド滅菌：安全性と有効性。アーリントン、バージニア州：医療機器の進歩のための協会、2000。」ISBN 1-57020-420-9 
• 「米国労働省、労働安全衛生局。29 CFR 1910.1020。従業員の医療記録へのアクセス。」2007 年 10 月 26 日。
• 周術期の基準と推奨される実践、AORN 2013、ISBN 978-1-888460-77-3