滅菌とは？除菌・抗菌・殺菌との違いや代表的な滅菌方法の種類を解説 - 医療機器のグローバルサプライチェーンを提供

滅菌は、すべての微生物を殺滅または除去し、対象物に微生物が存在する確率を100万分の1以下にする操作です。対して、除菌や抗菌、殺菌は微生物を完全に除去するものではありません。医療の現場では、医療器具の滅菌と洗浄・消毒は、器具がどの程度微生物による感染リスクが高い部位に触れるかによって使い分けられています。この記事では、滅菌と関連深い用語の使い分け方や、滅菌処理が必要な医療器具、代表的な滅菌方法の種類について解説します。

滅菌とは？

滅菌とは、有害・無害を問わず対象となる物体に存在するすべての微生物を殺滅・除去し、微生物が対象物に存在する確率を100万分の1以下にする操作です。滅菌は、感染症の発生を未然に防ぐ目的で行われます。
生体や環境の滅菌は難しいため、滅菌操作の対象は主に器具・機材です。

滅菌と除菌・抗菌・殺菌の違い

微生物の制御に関する用語は「滅菌」以外にも「除菌」「抗菌」「殺菌」などがあり、それぞれの言葉は日常生活でも頻繁に使用されています。日常生活ではこれらの言葉は同じような意味で使用されているケースが多く見られますが、その作用や強さによって、下記のように定義が異なります。

滅菌	日本薬局方によって、「被滅菌物の中の全ての微生物を殺滅又は除去すること」と定義されており100万分の1以下の無菌性保証水準が得られる条件で滅菌を行うことが求められています。
除菌	洗剤・石けん公正取引協議会によって、「物理的、化学的または生物学的作用などにより、対象物から増殖可能な細菌の数（生菌数）を有効数減少させること」と定義されています。また、この細菌の定義としてカビや酵母などの真菌類は除外されます。
抗菌	経済産業省によって、「製品の表面における細菌の増殖を抑制すること」と定義されています。
殺菌	微生物を殺滅させることですが、対象となる微生物の種類や、殺滅させる程度については明確に定義されていません。

微生物を殺滅させる場合は「滅菌」「殺菌」、必ずしも微生物を殺滅させるわけではない場合は「除菌」「抗菌」という用語を用いるのが一般的です。

滅菌と洗浄・消毒の違い

滅菌を行う主な目的のひとつとして、感染症の発生を可能な限り未然に防ぐことが挙げられます。感染症の発生を予防する方法には、滅菌以外に「洗浄」「消毒」といった方法があります。
洗浄とは、対象となる物体から汚れや微生物を可能な限り除去する操作のことです。ブラシやスポンジ、石けん・洗剤を用いて手で洗浄する方法や、超音波洗浄機などの機械を用いて洗浄する方法があり、対象によって適切な洗浄方法が異なります。事前に適切な洗浄を行うことで、その後に行う滅菌・消毒がより確実で有効なものになります。
また、消毒は人体にとって有害な微生物の感染性をなくすか、対象物に存在する微生物の数を減らすことを指します。主に、生体や環境など滅菌が難しい対象物に行われる処理であり、熱や紫外線、消毒薬（次亜塩素酸ナトリウムやエタノールなど）などを用いた消毒方法があります。

滅菌処理が必要な医療器具

下記は1939年にアメリカの学者アール.H.スポルディングが提唱した、医療器具の処理方法における分類方法です。スポルディングは、感染リスクの程度に応じて医療器具を3つのカテゴリーに分類しました。

【Spaulding（スポルディング）による器具分類】
器具の分類	滅菌・消毒の水準	対象となる器具
クリティカル	滅菌	無菌の組織や血管系に使用する器具
セミクリティカル	高水準消毒中水準消毒	粘膜や健常ではない皮膚に接触する器具
ノンクリティカル	低水準消毒	健常な皮膚に接触する器具

「クリティカル」に分類される医療器具は「クリティカル器具」と呼ばれ、滅菌処理が必要です。クリティカル器具には、手術器具や血管系の器材、インプラントなどが挙げられ、インジケーターで滅菌が十分に行われているかを管理します。
もしインジケーターの表示が既定の基準に満たない場合は、廃棄するか再度滅菌を行います。

代表的な滅菌方法の種類

対象物に微生物が生存する確率を100万分の1に減少させるためには、滅菌を目的とした専用の方法を適切な手順で行う必要があります。ここでは、さまざまな滅菌方法の中でも、一般的に行われることが多い代表的な滅菌方法について解説します。

高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）

高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）とは、一定の温度・圧力の飽和水蒸気で対象物を加熱し、対象物に存在する微生物のタンパク質を変性させて殺滅させる滅菌方法です。高温・高圧に耐えられる医療器具に用いられる方法で、短時間で確実な滅菌処理が行えるというメリットがあります。
高圧蒸気滅菌に採用される温度は121℃、126℃、134℃などで、滅菌温度が高いほど殺滅効果が高く、滅菌時間が短い傾向があります。毒性が残らず安全、他の滅菌方法と比べて低コストである点もメリットです。

酸化エチレンガス（EOG）滅菌

酸化エチレンガス（EOG）滅菌とは、酸化エチレンガスによって対象物に存在する微生物をアルキル化（複製阻害）して殺滅させる滅菌方法です。処理温度が比較的低く、非耐熱性の医療器具を滅菌できるというメリットがあります。
一方で、酸化エチレンガスにはさまざまな生体毒性があり、人体に影響が出る恐れがあります。また、滅菌処理後の滅菌器内部のガス濃度低減処理（エアレーション）に数時間～10日以上かかることもあります。

放射線滅菌

放射線滅菌とは、放射線（ガンマ線、電子線、X線）を照射して微生物のDNAにダメージを与えて微生物を殺滅させる滅菌方法です。
放射線滅菌には、滅菌の対象となる物体に残留する物質がなく、器具を梱包したまま滅菌可能であるというメリットがあります。一方で、放射線を照射することで劣化する恐れがある器具の滅菌には向いていません。また、処理装置が大型である点も放射線滅菌のデメリットです。

乾熱滅菌

乾熱滅菌とは、160～190℃に加熱された乾いた空気を一定時間送り込み、対象物に残存する微生物のタンパク質を変性させて殺滅させる滅菌方法です。乾熱滅菌では乾燥した空気を用いるため、耐水性が低い器具などの滅菌も可能です。毒性が残らないため、安全に行える点も大きなポイントです。一方で、高圧蒸気滅菌と比べて処理時間が長くなる傾向があります。

低温ガスプラズマ滅菌

低温ガスプラズマ滅菌とは、真空状態の容器の中で過酸化水素ガスをプラズマ化させ、対象物に存在する微生物に作用させて微生物のDNAを破壊し、滅菌する方法です。熱に弱い器具も短時間で滅菌でき、処理後に残留する物質や毒性もないため、安全に滅菌操作を行えるというメリットがあります。
一方で、同じようにガスを用いる酸化エチレンガス（EOG）滅菌と比べ、浸透性が低い点に注意が必要です。紙やガーゼ、液体、粉体などは過酸化水素を吸着するため、この方法では滅菌できません。

火炎滅菌

火炎滅菌とは、ガスバーナーやアルコールランプなどの火炎の中で、滅菌する対象物を加熱して微生物を殺滅させる滅菌方法です。
火炎滅菌は確実に滅菌できる方法である上に、特殊な装置や滅菌剤を必要とせず、短時間で手軽に行えるというメリットがあります。ただし、火炎で破損する器具には適用できません。

滅菌機・滅菌剤の使い分け方

器具の滅菌を行う際には、下記のように、器具の種類や用途、条件に応じて滅菌機・滅菌剤を使い分けます。

高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）	高温・高圧・水への耐性がある器具の滅菌に最適です。芽胞を形成する菌にも有効です。
酸化エチレンガス（EOG）滅菌	非耐熱性の機材や内視鏡類の滅菌に向いています。
放射線滅菌	器具を包装したまま滅菌したい場合に適しています。
乾熱滅菌	ガラス製品や陶器製品、粉末などの滅菌に向いています。
低温ガスプラズマ滅菌	主に手術に使用する医療機材の滅菌に使用されます。
火炎滅菌	使用直前に器具の一部分のみを滅菌する場合や、医療廃棄物を処分する際に用います。