原 著

機能水研究 Vol.7(1), pp. 27-31, 2012

内視鏡を介しての感染リスクの高い細菌・ウイルスに対する電解水の効果：
in vitro 汚染除去試験
土井教生 1、広中伸治 2、駒形安子 3、野島康弘 4、小宮山寛機 41

公益財団法人結核予防会結核研究所、2 興研株式会社、3 北里大学生命科学研究所、
4

財団法人北里環境科学センター
2012.2.13 受付、2012.3.15 受理

キーワード： 消化器内視鏡、抗酸菌、Helicobacter pylori、C 型肝炎ウイルス、殺菌効果
ATCC13950，M. kansasii ATCC12478、迅速発育性の非結１．はじめに強酸性電解水を洗浄消毒に使用する内視鏡洗浄消毒装

核性抗酸菌として M. fortuitum ATCC6481，M. chelonae

置がこれまでに 3 種薬事認可されている。強酸性電解水

ATCC35752，M. abscessus ATCC19977 を用いた。炭素源

1)は高水準消毒薬に準ずる有効性をもつとされており 、擬として 0.5％グリセロール，ウシアルブミン fraction V を似実使用条件において多様な細菌、真菌、ウイルスに対含む ADC-enrichment（BBL）を 10％の割合に加えた 7H92)3)する消毒効果 や B 型肝炎ウイルス不活化活性 などが液体培地（BBL）で同調培養を 3～4 回繰り返し、対数増報告されている。その一方で、有機物存在下における殺殖期（OD560 0.08～0.09）に達した菌液を－80℃で凍結保4)

菌力の低下という弱点が指摘されている 。そのため、強存した。これを用時溶解し、約 108cfu/ml 濃度の菌懸濁液

酸性電解水による洗浄消毒効果を発揮させるためには、に調整して実験に供した。菌の取扱はすべて P3 実験施設

先ず内視鏡に付着している有機物をブラッシング洗浄にで実施した。

より十分除去しなければならない。こうしたことを踏ま②Helicobacter pylori ATCC43504： 本菌株を接種した

えて、上記の医療機器内視鏡洗浄装置の一つは自動ブラ

CDC 嫌気用ヒツジ血液培地を微好気アネロパック（三菱ッシング機構を備えており、さらにブラッシングの際にガス化学㈱）に入れ、それを嫌気培養用ジャー内にて 37℃、有機物除去をより確実にするために、優れた有機物溶解

6 日間培養した。培養後、菌を掻き取りブレーンハートイ

作用を示す強アルカリ性電解水と組合せて洗浄する方式

ンフュージョン（BHI ）培地に懸濁し、約 1.0×107cfu/mlを採っている。に調整したものを供試菌液とした。
③Bovine Viral Diarrhea Virus （BVDV；C 型肝炎代替ウ

本研究では、この方式の有効性を検証するために、臨3)のリスクが高いと言イルス）： ウシ腎臓由来細胞株（Madin-Darby Bovine

われている抗酸菌、Helicobacter pylori、C 型肝炎代替ウイ

Kidney; MDBK）を 10％FBS 含有 Eagle’s minimal essential

ルスで人為的に汚染したセラミックキャリアや消化管内medium（EMEM）で培養した。これを感染前日に T75 フ視鏡を、強アルカリ性電解水と強酸性電解水を組合せてラスコ 1 枚あたり 5×106 cells 播種し、37℃、5％CO2 の条洗浄した場合の効果について試験したので報告する。

件で一晩培養した。この MDBK 細胞に MOI＝1 でウイル床使用内視鏡を介しての感染事故

スを接種し、37℃、60 分間インキュベートした。次いで、
２．実験材料と方法

フラスコに 0.2％FBS 含有 EMEM を 12ml 加え、37℃、5％1) 細菌およびウイルス

CO2 の条件で 3 日間培養し、ウイルスを増殖させた。細胞培養液を 3,000rpm、15 分、4℃で遠心分離し、上清を①抗酸菌： ヒト型結核菌として Mycobacterium
tuberculosis H37Rv 株（ATCC27294）、遅育成非結核性抗酸菌 と し て M. avium

回収してウイルス溶液とした。

ATCC25291 ， M. intracellulare

土井教生： 東京都清瀬市松山 3-1-24272) 電解水②Helicobacter pylori および BVDV： 消化管内視鏡（オ

全自動内視鏡洗浄消毒装置（興研㈱製「鏡内侍」：承リンパス GIF-XP260N）の外表面およびチャンネル内腔に認番号 21800BZZ10014000）から生成した強酸性電解水

一定濃度の H. pylori または BVDV を付着させた。これら（pH2.5，有効塩素濃度 30ppm； SAD）と強アルカリ性の汚染消化管内視鏡を全自動内視鏡洗浄消毒装置にセッ電解水（pH11.0； AKD）を使用した。なお、強アルカリトして洗浄消毒（工程実施時間 5 分間）を実施したのち、性電解水は、水素を含み、おおよそ 0.001N（0.004%＝付着菌体を培地により回収し生菌数を計測した。

40ppm）水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液と同等性があり、一定の油脂乳化力、タンパク質除去力を有している。

３．結果と考察3) in vitro 汚染除去試験

1) M. tuberculosis 汚染セラミックキャリアに対する除菌効果①抗酸菌： 滅菌済の円筒形セラミックキャリア（Fischer

M. tuberculosis の浮遊菌液を用いた試験を最初に行った。

社製 penicylinders-porcelain； 直径 8mm、長さ 10mm）を抗酸菌液（約 108cfu/ml）中に 15 分間浸漬後、40 分間風乾し

その結果、2.4×105 cfu/ml および 2.4×106 cfu/ml の菌液たものを抗酸菌汚染セラミックキャリア（104～106cfu/キ0.2ml を SAD1.8ml に混和静置したとき、菌液はそれぞれャリア）とし、以下のように除菌試験を行った。試験液

30 秒および 5 分で生育が認められなくなった。106 オーダとして、
強酸性電解水（SAD）、強アルカリ性電解水（AKD）、ーの菌液に対する活性は、従来の報告 5) と同レベルであまたは蒸留水を10ml入れたキャップ付きプラスチック試った。

験管中に抗酸菌汚染キャリアを所定時間浸漬した。試験

続いて、M. tuberculosis で汚染したセラミックキャリア液は単独または組合せて使用した。浸漬は、試験管を静を用いての除菌試験を行った（図 1）。静置浸漬条件では置または回転（30rpm）させながら行った。浸漬操作終了

抵抗性が高くなり、汚染した菌（1.3×105）の生残がなく後、汚染キャリアを 2ml 蒸留水中に移し、20 秒間 Vortex

なるのに SAD 単独浸漬処理で 5 分を要した。同じ 5 分浸撹拌→20 秒間超音波処理→20 秒間Vortex 撹拌してキャリ漬条件で、蒸留水（DW）では 5.6×103 の生残が認められア付着菌体を洗い出し、生菌数を計測した。なお、SADた。一方、組合せ静置浸漬の場合、AKD で 30 秒処理後浸漬した場合、汚染キャリアを 0.1%チオ硫酸ナトリウム

SAD 処理すると30 秒で2.7×104 生残したが1 分で検出さ液に入れてSAD 活性を停止させてから2ml 蒸留水中へ入れなくなった。AKD30 秒処理後 DW 処理すると 30 秒でれた。

3.9×104、1 分でも 3.0×104 の生残が認められた。この生Fig.1. Elimination of M. tuberculosis attached to the ceramic cylinder surface by washing with acidic electrolyzed water (SAD)
following alkaline electrolyzed water (AKD).

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Table 1. Eliminating effect of strongly acidic electrolyzed water (SAD) on acid-fast bacteria attached to the ceramic carriersurface.
Treatment*Bacteriaattached
AKD30”→SAD
SAD30”→DW
AKD30”→DW
Strains tested(cfu)
1’1’1’30”
M. tuberculosis

ATCC27294

1.3×105nd

2.0×101

1.4×104

M. avium

ATCC25291

1.2×105nd

M. intracellulare

ATCC13950

6

2.0×101

3.5×104

2.0×104

2.5×109.2×101.2×105.2×105

M. kansasii

ATCC12478

1.6×105

1.5×101nd

3.0×101

3.2×103

M. fortuitum

ATCC6481

1.3×104

nd

nd

nd

2.2×102

M. chelonae

ATCC35752

1.3×104

nd

nd

nd

5.8×101

M. abscessus

ATCC19977

1.0×105ndnd

3.5×101

3.6×103ndnd22*The acid-fast bacteria attached ceramic carriers were subjected to the following treatment.
AKD30”→SAD: exposure to SAD for 30sec. and 1min. after exposing to AKD for 30sec.
SAD30”→DW and AKD30”→DW: exposure to DW (deionized water) for 1 min. after exposing to SAD for 30sec.
AKD for 30sec, respectively.
nd: not detected.

残は、DW 単独で同じ時間処理したときの生残と同レベのことから、全自動内視鏡洗浄消毒装置で採用されていルで、AKD 単独では殺菌効果がほとんどないと判断される方式、すなわち、AKD で処理後 SAD を作用させる方た。

式は、消毒薬抵抗性がより高いといわれる非定型抗酸菌

回転混和条件下では、除菌効果が高くなり、生残数はの洗浄消毒に対しても効果的と判断された。

1

SAD 単独浸漬 30 秒で 10 となり、1 分後には検出されな

AKD は、化学的にみて希薄な NaOH 溶液とみなせるこくなった。さらに、組合せ回転混和条件では、AKD30 秒とから、油脂を乳化したり蛋白質を分解したりすること浸漬後に SAD に 30 秒浸漬したところ生残は検出されなが予想される。そこで、JIS K 3362 の合成洗剤試験方法にくなった。

準じて強アルカリ性電解水の油脂（マヨネーズ）、豚レ抗酸菌の中では、結核菌の M. tuberculosis は消毒薬に比バーの除去能について水道水および酵素入り洗剤と比較較的抵抗性が低いと言われているのに対して、M. avium、試験した。その結果、水道水より明瞭に高く、酵素入り

M. kansasi、 M. intracellulare などの非結核性（非定型）洗剤に勝るとも劣らない効果を示すことが確認された抗酸菌は抵抗性が高いと言われている。そこで、これら（表 2）。AKD のこうした性状によって抗酸菌の細胞壁の菌を対象に回転混和条件下で汚染キャリアを用いてに含まれる脂質（ミコール酸など）が反応して除去されAKD30 秒次いで SAD30 秒または 1 分の浸漬処理を行っる結果、SAD に対する抗酸菌の抵抗性が低下することがた。その結果（表 1）、いずれの菌株でも 4 log 以上の減少考えられる。

が認められたが、M. intracellulare は比較的抵抗性が高く、一方、H. pylori と BVDV に対する効果は、消化管内視1 分後も若干の生残が認められた。一方、SAD 浸漬鏡を汚染させて実験した（表 3）。

（SAD30 秒→DW）では、M. intracellulare、M. kansasii、SAD の H. pylori に対する殺菌効果を 2.0×106 /ml の菌

M. avium および M. abscessus の生残が認められ、中でも液を用いて確認した後、消化管内視鏡を約 106cfu の H.

M. intracellulare の抵抗性が高かった。M. tuberculosis、M.

pylori で汚染し、全自動内視鏡洗浄消毒装置にて洗浄消

fortuitum 、M. chelonae は SAD 浸漬（SAD30 秒→DW30 秒）で生残しなくTable 2. Organic material removing effect of alkaline electrolyzed water (AKD)

なり、これらは SAD に対して抵抗性

Treatment withが比較的低いことが明らかとなった。

Tap water

AKD は単独では微弱な除菌力しか発Detergent with enzyme

12.3 %

54.9 %

40.8 %

揮しない。しかしながら、AKD は抗AKD*

pH10.011.5 %

70.9 %

33.9 %

pH11.815.5 %

94.2 %

62.3 %酸菌の SAD 抵抗性を弱める潜在的作用をもっていると判断できる。これら

JIS debris

Mayonnaise

Swine lever

8.2 %54.3 %

22.2 %*AKD with different pH was prepared under different electrolysis conditions.

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Table 3. Eliminating effect of the automatic endoscope washing- anddisinfecting- procedure on H. pylori and BVDV contaminated in vitro .
H. pylori
before(cfu)
Outer surface

4

1.34×10Channel A

7.36×106

Channel B

6BVDV
after(cfu)

3.28×10

before(cfu)

after(cfu)nd3

2.5×10ndnd

9.5×103

ndnd

4

nd

1.2×10cfu: bacterial counts before and after performing the washing-and disinfecting- procedure.

毒を実施した。洗浄消毒終了後、内視鏡外表面、チャン＜謝辞＞

ネル内腔からの菌の検出は認められなかった（表 3）。辻本論文を草するに当たり、種々アドバイスをいただいたらは H. pylori 感染者の検査に使用した内視鏡から約 70％堀田国元博士（機能水研究振興財団）に感謝いたします。の頻度で H. pylori ureA 遺伝子が検出されたが、強酸性電解水による消毒が有効であったと報告している 6)。また、＜参考文献＞

品川らも、本研究で用いたものと同型の全自動内視鏡洗1) 消化器内視鏡の洗浄・消毒マルチソサエティガイド
ライン作成委員会： 消化器内視鏡の洗浄・消毒マル
チソサエティガイドライン（第 1 版）
．2008．
2) 岩沢篤郎、古田美香、庭野吉己 ほか： 内視鏡洗浄用消毒装置 CM-5 の洗浄消毒効果. 機能水研究，6,15-25, 2011.
3) 櫻井幸弘： 医療機器を介する感染症の予防に関する研究 厚生科学研究費補助金（厚生科学研究事業）．
厚生科学特別研究事業総括研究報告書．1999．
4) 大久保憲、新太喜治、小林寛伊ほか： 電解酸性水に関する調査報告．手術医学，15, 508－519, 1994.
5) 田澤庸子、橋本裕美、古畑由紀江 ほか： 強酸性電解水の抗酸菌に対する殺菌効果の基礎的検討．機能水研究，1(1), 54, 2002．
6) Tsuji S, Kawano S, Oshita M; Endoscope disinfection
using acidic electrolytic water. Endoscopy, 31(7): 528-535,
1999.
7) 品川慶、徳毛宏則、光井富貴子ほか： 全自動内視鏡洗浄機を用いた上部消化管内視鏡の洗浄消毒効果．
広島医学，57(11), 876-879, 2004.
8) 中尾美幸、横田憲治、高井研一 ほか： Helicobacter
pylori に対する電解機能水の殺菌効果．感染症学雑誌，
74(2), 120-127, 2003.
9) Sakurai Y, Ogoshi K, Okubo T. et al.: Strongly acidic
electrolyzed water: Valuable disinfectant of endoscopes.
Digestive Endoscopy 14, 61-66, 2002.
10) Sakurai Y, Nakatsu M, Sato Y et al.: Endoscopecontamination from HBV- and HCV-positive patients andevaluation of a cleaning/ disinfecting method using
strongly acid electrolyzed water. Digestive Endoscopy, 15,19-24, 2003.

浄機を用いた研究で、H. pylori に対する消毒効果を報告している 7)。これらのことや H. pylori が SAD に弱いことを踏まえると、本汚染除去実験において H. pylori が効果的に除去された結果は、当然のことといえるであろう。
ただ、中尾ら 8)は、H. pylori の coccoid form が強酸性電解水に抵抗性がある可能性を指摘していることに留意する必要があるかと思われる。
BVDV に関しては、予備試験において 1.6×105 pfu/ml
に対する SAD の不活化効果を確認後、内視鏡を 3.8×105pfu/ml の BVDV で汚染させ、洗浄消毒効果を試験した。
、チャン
その結果、内視鏡(n=3)の外表面（2.5×103 pfu）、チャンネル B（1.2×104 pfu）を汚ネル A（9.5×103 pfu）染した BVDV は、全自動内視鏡洗浄消毒装置にて洗浄することによっていずれも BVDV は検出されなくなった。
櫻井らは、HBV 陽性 e 抗原陽性献血者血液により汚染させた消化器内視鏡に対しSADによる消毒試験を行った
ところ、PCR 法で HBV 遺伝子が陰性となったことを報告している 9)。また、1997 年から 1999 年にかけて、HBVおよび HCV の抗原陽性患者の検査に使用した内視鏡の消毒に強酸性電解水を用いた結果、洗浄消毒後には全ての内視鏡で陰性を確認したと報告している 10)。
以上を総合すると、臨床使用内視鏡を介しての感染リスクが高いとされている細菌・ウイルスを含めて多様な微生物汚染を受ける内視鏡の洗浄消毒において、強アルカリ性電解水（AKD）を組合せた自動ブラッシングに続く強酸性電解水（SAD）による洗浄消毒方式は実使用においても有効性が高いと期待される。また、使用電解水の安全性が高いので、内視鏡洗浄消毒作業に伴う健康被害問題も大きく改善されると思われる。

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Eliminating effect of electrolyzed water-washing on the ceramic cylinder andendoscope contaminated in vitro with mycobacteria, Helicobacter pylori andbovine viral diarrhea virus as an alternative of hepatitis C virus.
Norio DOI1, Nobuharu HIRONAKA2, Yasuko KOMAGATA3, Yasuhiro NOJIMA4,Kanki KOMIYAMA4 and Kunimoto HOTTA5
1

Research Department, Research Institute of Tuberculosis, Japan Anti-Tuberculosis Association

2, 3

Koken Ltd. Kitasato Institute for Life Sciences, Kitasato University. 4Kitasato Research Center of Environmental Science,
5

Functional Water Foundation

Abstract
We investigated the acidic and alkaline electrolyzed waters generated in an approved automatic
endoscope-washing and -disinfecting apparatus for their eliminating effect on the ceramic cylinder and endoscope whichwere contaminated with in vitro with mycobacteria, Helicobacter pylori and bovine viral diarrhea virus as an alternative ofhepatitis C virus. It turned out that washing with the acidic electrolyzed water (pH2.5; 30ppm available chlorine) following
the alkaline electrolyzed water (pH11.0) was effective for the elimination of the contaminated bacterial species and virus.
The results suggested the approved endoscope-washing and -disinfecting apparatus should work well in its clinical use.

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