滅菌の基本知識

滅菌は「菌がいないことを検査で確かめる工程」ではない。滅菌された製品に微生物が残っている確率を、設計と管理によって十分に低い水準まで押し下げ、その根拠を文書で示す工程である。この一点を取り違えると、滅菌方法の選定も、滅菌条件の設定も、後段のバリデーションも、すべて筋の通らないものになる。本稿では医療機器・医薬品の品質保証および製造技術の実務者に向けて、滅菌という概念そのものを整理する。

「無菌」と「滅菌」は同じ意味ではない

用語の定義から確認する。最終滅菌法による無菌医薬品の製造に関する指針（厚生労働科学研究班が作成し、平成24年11月9日付け厚生労働省医薬食品局監視指導・麻薬対策課事務連絡で参考送付されたもの）は、無菌を「生育可能な微生物が存在しないこと」、滅菌を「全ての種類の微生物を殺滅し、又は除去し、対象とする物の中に生育可能な微生物が全く存在しない状態を得ること」と定義している。

ここで問題になるのは、「全く存在しない」を実証する手段が存在しないことである。そこで導入されるのが無菌性保証水準（SAL：sterility assurance level）という指標であり、同指針では「適切な滅菌工程により滅菌された製品中の汚染菌の最大生存確率」と定義され、10のマイナスn乗で表される。

すなわち滅菌とは、「製品1個あたりに生育可能な微生物が存在する確率が100万分の1以下である」という確率的な状態を指す。ゼロではない。この確率は製品を試験して確かめられるものではなく、滅菌プロセスの設計と管理によって作り込むものである。

滅菌を数値で扱うための三つの指標

微生物の死滅は、一定条件下ではおおむね対数的に進行する。初期菌数が10分の1、100分の1と桁で減っていくという挙動を前提にすると、滅菌は「時間（または線量）を掛けた分だけ桁が下がる」現象として定量的に扱える。この扱いを支えるのがD値・z値・F0値である。

表1の定義はいずれも「最終滅菌法による無菌医薬品の製造に関する指針」2.53～2.56による。同指針は湿熱滅菌について、原則として121.1℃・15分間の条件を適用し、これができない場合はF0が8を超える条件を適用すべきとしている。

D値は菌種と処理条件に固有の値であり、「この製品のD値」という言い方は成立しない。同じ芽胞でも担体・水分活性・製剤の組成が変われば抵抗性は変わる。D値を引用する際は、必ず菌株・温度（または線量率）・担体条件をセットで示す必要がある。

バイオバーデン――滅菌条件の出発点

滅菌前の製品に付着している生菌数をバイオバーデンという。滅菌は「初期菌数を何桁下げるか」という設計であるから、初期菌数が高ければ必要な処理量は増え、低ければ減る。バイオバーデンの測定方法はISO 11737-1:2018（2023年の定期見直しで現行版として確認済み）が規定しており、製品だけでなく無菌バリアシステムも対象に含まれる。

バイオバーデンそのものの管理や、その低減が滅菌条件に及ぼす影響については、バイオバーデンとはおよびバイオバーデン低減による滅菌時間短縮と製品品質への影響で詳述しているため、本稿では立ち入らない。

主な滅菌方法と適用対象

工業的に用いられる滅菌方法は限られている。どれを選ぶかは、製品の耐熱性・耐湿性・耐放射線性、形状（内腔の有無）、包装材、生産量、そして残留物のリスクによって決まる。

近年の動向として、米国FDAは滅菌方法を「Established Category A」「Established Category B」および新規手法に区分して運用しており、長期の使用実績とFDAが認知した個別規格が存在する方法をCategory Aとして扱っている。低温過酸化水素蒸気についてはISO 22441:2022が制定・認知されたことに伴い、Established Category Aとして位置づけられた（FDA「Sterilization for Medical Devices」）。EOGへの依存を下げる選択肢として、設計段階から検討する価値がある。

最終滅菌法と無菌操作法の違い

製品を最終容器・包装に収めた状態で滅菌するのが最終滅菌法、滅菌済みの構成要素を管理された環境下で組み立て・充てんするのが無菌操作法である。両者は「無菌性をどこで作り込むか」がまったく異なる。

無菌操作法の要件は無菌操作法による無菌医薬品の製造に関する指針（平成23年4月20日付け厚生労働省医薬食品局監視指導・麻薬対策課事務連絡）に整理されている。清浄度レベル、環境モニタリング、CIP／SIP、ろ過滅菌、アイソレータ／RABS／ブローフィルシール、プロセスシミュレーションなど、最終滅菌法とは別系統の管理項目が並ぶ。

方法選定で見落とされやすい論点

残留物の管理

EOG滅菌では、製品に残るエチレンオキサイドおよびエチレンクロロヒドリンの許容限度値と測定手順がISO 10993-7:2026で規定されている。エアレーション条件は滅菌サイクルと一体で設計・検証すべき対象であり、「滅菌さえできればよい」という発想では成立しない。

包装は滅菌方法の一部である

滅菌剤が製品に到達するには包装を透過しなければならず、滅菌後は微生物の侵入を阻止しなければならない。無菌バリアシステムは滅菌方法とセットで選定・検証される。医療機器品質管理監督システム省令（QMS省令、平成16年厚生労働省令第169号）第46条が、滅菌工程と無菌バリアシステムに係る工程を並列に扱っているのはそのためである。

材料への影響

放射線滅菌では線量が上がるほど樹脂の物性変化が進み、湿熱滅菌では寸法変化や加水分解が起こり得る。滅菌方法の変更は、生物学的安全性評価や性能試験のやり直しを伴う設計変更である。

2026年時点で取るべき対応

1. 滅菌の定義を社内文書で統一する「滅菌済み」「無菌」「無菌性保証水準」の3語が社内標準・仕様書・ラベルで混用されていないかを点検し、SALは原則10のマイナス6乗以下という前提を明文化する。
2. D値の引用条件を明示する設計文書や滅菌条件の根拠資料に記載されたD値について、菌株・温度または線量・担体条件が併記されているかを確認する。条件のないD値は根拠として使えない。
3. 滅菌方法の選択理由を文書化するなぜその方法を選んだのか、代替方法をなぜ採らなかったのかを設計管理の記録として残す。特にEOGを採用している製品は、過酸化水素蒸気や放射線への切替え可能性を一度は評価しておく。
4. EOG残留の評価をISO 10993-7:2026で見直す2008年版とその追補に基づく評価しか持っていない場合、現行版との差分を確認し、必要ならエアレーション条件と試験計画を更新する。
5. バリデーションの進め方に接続する滅菌方法ごとの規格体系、IQ／OQ／PQの役割、滅菌条件の設計法、再バリデーションの契機は滅菌バリデーションの要点に整理している。本稿の理解を前提に読み進めてほしい。