專利名稱：過氧化氫蒸汽滅菌裝置及使用該裝置的滅菌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用過氧化氫殺滅微生物來對物品進行滅菌的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過使在真空狀態(tài)下對過氧化氫溶液加熱而形成的蒸汽與物品接觸來進行滅菌的方法和滅菌裝置。
背景技術(shù)：
為了對用于特定目的而必須進行滅菌的物品(以下稱為“物品”)進行滅菌，如各種醫(yī)療工具和設(shè)備(包括一次性物品)，過氧化氫溶液廣泛用于殺滅在該物品上存活的微生物。對此問題已經(jīng)提出了很多技術(shù)，以下將說明其中的一些具有代表性的技術(shù)。
題為“過氧化氫等離子體滅菌系統(tǒng)(Hydrogen Peroxide PlasmaSterilization System)”的韓國專利號0132233公開了一種技術(shù)，其中，在通過使物品與過氧化氫溶液接觸而對物品進行預(yù)處理后，微生物被由過氧化氫等離子體生成的活性成分殺滅，殘留在物品中的過氧化氫離解為無毒化學品。
題為“使用無水過氧化氫源的蒸汽滅菌方法及其設(shè)備以及無水過氧化氫復合物(Vapor Sterilization Method Using Non-Aqueous Hydrogen PeroxideSource，Apparatus therefor and Non-Aqueous Hydrogen Peroxide Complex)”的韓國專利號10-0351014公開了一種容器，物品在該容器中與由源提供的過氧化氫蒸汽接觸，所述源主要包括無水過氧化氫復合物。此外，該容器還配有加熱器，用于對該復合物進行加熱，以從該復合物中產(chǎn)生蒸汽。
由于政府法規(guī)禁止對物品使用濃度高于60％的過氧化氫，因此上述滅菌系統(tǒng)通常使用濃度為50-58％的過氧化氫。然而，使用如此低濃度的過氧化氫所達到的滅菌效果不能令人滿意。作為避免此問題的替代方案，開發(fā)了一種蒸汽滅菌方法，該方法的特征是使用通過將過氧化氫水溶液進行濃縮(例如，除去過氧化氫水溶液中的水分)而獲得的復合物。
通常，傳統(tǒng)的蒸汽滅菌系統(tǒng)構(gòu)建為在反應(yīng)器內(nèi)部或外部產(chǎn)生并擴散過氧化氫蒸汽，并生成等離子體，然后該等離子體與物品接觸。在這種系統(tǒng)中，滅菌過程以低壓狀態(tài)在反應(yīng)器中進行。因此，在這種狀態(tài)下，在滅菌過程中扮演關(guān)鍵角色的過氧化氫蒸汽等離子體難以滲透到具有狹長管腔的工具(例如具有長50cm、直徑為1mm或更小的管子的內(nèi)窺鏡)中。也就是說，使用傳統(tǒng)的過氧化氫蒸汽滅菌設(shè)備不能對具有狹長腔體的工具進行徹底滅菌。
滅菌不徹底的原因是，由于水的分子量一般比過氧化氫小，因而蒸氣壓比過氧化氫高，因此在滅菌時，水比過氧化氫蒸汽更優(yōu)先占據(jù)了狹長腔體，例如管腔。
此外，按照傳統(tǒng)的等離子體滅菌方法，與過氧化氫蒸汽等離子體直接接觸會導致醫(yī)療器械出現(xiàn)顏色的改變，或?qū)е箩t(yī)療器械的性能(如設(shè)置)發(fā)生變化。當物品占據(jù)反應(yīng)器容積的70％或以上時，在傳統(tǒng)的滅菌系統(tǒng)中進行滅菌以后，物品的一部分很可能仍未進行滅菌。
而且，由于等離子體必須在反應(yīng)器的內(nèi)部空間中均勻地生成，因而傳統(tǒng)系統(tǒng)的反應(yīng)器的大小非常有限。另外，生成等離子體時可能會發(fā)生陰極自偏壓，這可能會導致附近的物品仍未滅菌。
傳統(tǒng)的系統(tǒng)基本上構(gòu)建為通過向反應(yīng)器中提供過氧化氫蒸汽或通過生成過氧化氫等離子體以產(chǎn)生用于殺滅微生物的活性成分來對反應(yīng)器中的物品進行滅菌，因而，如果物品的體積較大的話，傳統(tǒng)的系統(tǒng)無法徹底滅菌。此外，過氧化氫可能在未完全分解為氧氣、氫氣和水的情況下便排放，從而造成空氣污染，這可能導致用戶或患者出現(xiàn)呼吸性疾病。
大多數(shù)傳統(tǒng)的滅菌系統(tǒng)都配備有陰極和陽極，用于在反應(yīng)器中生成等離子體。如美國專利號6,365,102所公開的，在將物品放入反應(yīng)器之前，系統(tǒng)需要將反應(yīng)器的溫度保持在30℃或更高，以獲得最佳的滅菌效果。此專利提出了一種方法，該方法包括對腔室抽真空、在腔室中生成等離子體、使腔室通風至約為大氣壓或低于大氣壓以及將抽真空、生成等離子體和通風至少重復兩次。
此外，上述專利提出，由于在真空狀態(tài)下等離子體的能量不能充分輻射，以致于無法在短時間內(nèi)提高反應(yīng)器的溫度，因此導入反應(yīng)器中的空氣起到傳遞等離子體能量的有效媒介的作用，從而提高了反應(yīng)器的溫度。
雖然上述美國專利的特征在于在早期階段反應(yīng)器的溫度保持在30℃，從而使過氧化氫水溶液容易蒸發(fā)，并不使過氧化氫蒸汽冷凝，但是上述美國專利仍然以與傳統(tǒng)的技術(shù)相同的方式進行滅菌。
美國專利的滅菌方法所要求的低壓狀態(tài)不能保證對具有狹長管腔的物品(例如長為50cm、直徑為1mm或更小的柔性內(nèi)窺鏡)進行滅菌，這是因為主要負責殺滅微生物的過氧化氫蒸汽等離子體不能很好地滲透到管腔中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種使用過氧化氫蒸汽對具有擴散受限區(qū)域的物品進行有效滅菌的設(shè)備和方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種在反應(yīng)器中使用過氧化氫對物品進行滅菌的方法，該方法包括將反應(yīng)器內(nèi)部空間保持在低于過氧化氫平衡蒸氣壓的真空壓力狀態(tài)；將反應(yīng)器的內(nèi)部空間的溫度加熱到30-60℃；將過氧化氫溶液注入反應(yīng)器的內(nèi)部空間中；將反應(yīng)器中的過氧化氫溶液熱蒸發(fā)；密封反應(yīng)器的內(nèi)部空間并將物品保持在過氧化氫蒸汽環(huán)境中；和將外部氣體導入到反應(yīng)器的內(nèi)部空間中，以將內(nèi)部空間的壓力增加到不大于大氣壓的預(yù)定值。
在該方法中，優(yōu)選將外部氣體導入至100至600托的壓力。而且，在優(yōu)選情況下，在導入步驟之前，先對外部氣體進行加熱。
在本發(fā)明的方法中，加熱步驟優(yōu)選地包括使用輻射加熱裝置，對反應(yīng)器的內(nèi)部空間進行加熱。在優(yōu)選情況下，該輻射加熱裝置為紅外燈或鹵素燈。此外，該輻射加熱裝置可以以間歇的方式輻射熱能。
在本發(fā)明的方法中，進行多次導入步驟，以逐步增加內(nèi)部空間的壓力。
根據(jù)對本發(fā)明的修改，該方法可以進一步包括將內(nèi)部空間的壓力降低到保持步驟的預(yù)定真空壓力或更低；和在導入步驟之后，再次將內(nèi)部空間的壓力增加到大氣壓或更低。在此修改中，該方法可以進一步包括在再次增加步驟之后，將降壓和再次增壓過程重復至少一次。
在本發(fā)明的方法中，所述外部氣體可以是空氣。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種過氧化氫蒸汽滅菌裝置，該裝置包括反應(yīng)器，用于容納物品；真空泵，用于將反應(yīng)器保持在真空壓力狀態(tài)；過氧化氫貯液器，該過氧化氫貯液器安裝在反應(yīng)器的外部，用于向反應(yīng)器中提供過氧化氫水溶液；蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器安裝在反應(yīng)器的內(nèi)部，用于通過加熱器對由貯液器提供的過氧化氫水溶液進行蒸發(fā)，所述加熱器與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)；和加熱裝置，該加熱裝置安裝在反應(yīng)器的內(nèi)壁或外壁中，用于將反應(yīng)器的內(nèi)部空間始終保持在預(yù)定溫度。
在過氧化氫蒸汽滅菌裝置中，所述反應(yīng)器可以進一步包括輻射加熱裝置，該輻射加熱裝置暴露于反應(yīng)器的內(nèi)部空間中，用于加熱該內(nèi)部空間。與此相關(guān)，該輻射加熱裝置可以包括鹵素燈或紅外燈。此外，該輻射加熱裝置可以包括加熱燈和窗戶，該窗戶用于將加熱燈與反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔。
根據(jù)本發(fā)明的修改，所述過氧化氫蒸汽滅菌裝置可以進一步包括用于將氣體導入反應(yīng)器的壓力釋放裝置，所述壓力釋放裝置包括用于過濾氣體的過濾器和用于控制氣體流入的壓力釋放閥。在此修改中，該壓力釋放裝置包括熱空氣風機，用于在將氣體導入過濾器之前對氣體進行加熱。
此外，所述過氧化氫蒸汽滅菌裝置可以進一步包括等離子體處理單元，該等離子體處理單元設(shè)置在反應(yīng)器和真空泵之間的排放管道上，用于將反應(yīng)器內(nèi)部空間的氣體分解為無毒物質(zhì)。與此相關(guān)，所述過氧化氫蒸汽滅菌裝置可以進一步包括設(shè)置在反應(yīng)器外部的等離子體發(fā)生器，在等離子體發(fā)生器和反應(yīng)器之間安裝有等離子體引導裝置。


下面將結(jié)合附圖進行詳細說明，以更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的過氧化氫蒸汽滅菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是反應(yīng)器的壓力圖，說明本發(fā)明的過氧化氫蒸汽滅菌過程；圖3至圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式的過氧化氫蒸汽滅菌過程的壓力圖；和圖7是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的過氧化氫蒸汽滅菌裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在應(yīng)該參考附圖，在所有不同附圖中相同的附圖標記用于指示相同或相似的組件。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的使用過氧化氫等離子體進行滅菌的過氧化氫蒸汽滅菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
如此圖所示，本發(fā)明的過氧化氫蒸汽滅菌裝置包括反應(yīng)器10，該反應(yīng)器10包括腔室，腔室中有盤13，用于支撐物品11，例如醫(yī)療器具或手術(shù)工具。通常，物品11放在盤13上，同時由包裝材料包裹。反應(yīng)器10通過真空泵14進行抽真空，所述真空泵14通過排放管道15連接到反應(yīng)器10的較低位置。在反應(yīng)器10的一側(cè)上設(shè)置有門16。
設(shè)置在反應(yīng)器10外部的等離子體發(fā)生器20包括等離子體腔21，在該等離子體腔21中安裝有彼此相對兩個電極，在所述兩個電極之間生成最優(yōu)等離子體；和電源22，與等離子體腔電連接，用于為電極提供高電壓。
在排放管道15上，設(shè)置有等離子體處理單元30，以使反應(yīng)器10內(nèi)部的過氧化氫蒸汽經(jīng)過等離子體。該等離子體處理單元30結(jié)構(gòu)與等離子體發(fā)生器20的結(jié)構(gòu)幾乎相同，只是等離子體處理單元30的等離子體腔31安裝在排放管道15上，同時電源32與等離子體腔31電連接，以使腔31生成最優(yōu)的等離子體。因此，省略了對其詳細說明。在反應(yīng)器10與等離子體腔31之間的排放管道15上，設(shè)置有自動壓力控制閥34。
為了使等離子體發(fā)生器20和等離子體處理單元30生成等離子體，可以采用各種技術(shù)，如在使用高壓直流電流或交流電流的電場中采用電弧放電、射頻放電等。
此外，反應(yīng)器10的鋸齒狀內(nèi)底部設(shè)置有蒸發(fā)器40，反應(yīng)器10底部之下設(shè)置有加熱器41。設(shè)置有外部過氧化氫貯液器42與蒸發(fā)器40連接，用于向蒸發(fā)器40提供過氧化氫水溶液。因為過氧化氫在反應(yīng)器10被抽真空之后由過氧化氫貯液器42提供給蒸發(fā)器40，所以過氧化氫貯液器可以采用任何能在提供過氧化氫時利用壓力差的結(jié)構(gòu)。流量控制閥43設(shè)置在蒸發(fā)器40與過氧化氫貯液器42之間，使用該流量控制閥43可以控制過氧化氫從貯液器流至蒸發(fā)器的流速。
壓力釋放閥45設(shè)置在腔室，用于釋放腔室的真空狀態(tài)，該壓力釋放閥45配有過濾器，空氣在進入腔室之前先通過該過濾器進行過濾。
圖2中顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器的壓力圖，以說明使用過氧化氫的滅菌過程。將參考此壓力圖，詳細說明本發(fā)明的滅菌過程。
首先，向分別安裝在蒸發(fā)器40和反應(yīng)器10外部的加熱器41和18供電，以使蒸發(fā)器40和反應(yīng)器的溫度升高到10至30℃或更高。在本發(fā)明中，可能不在其他步驟之前對反應(yīng)器和蒸發(fā)器進行加熱，但是如下文所述，可以在適當?shù)臅r間進行加熱。例如，在提供過氧化氫之后或之前對蒸發(fā)器進行加熱。
然后，將用包裝布包裹著的物品(如醫(yī)療器具或手術(shù)工具)放置在盤上，隨后關(guān)上門16。此時，控制閥43、45和自動壓力控制閥34都處于關(guān)閉狀態(tài)，所述控制閥43和45分別設(shè)置在反應(yīng)器10與過氧化氫貯液器42之間和反應(yīng)器10與過濾器46之間，所述自動壓力控制閥34安裝在反應(yīng)器10與等離子體處理單元30之間的排放管道15上?？梢允褂萌魏文茉试S空氣滲透通過的包裝布，如織物。
將安裝在排放管道15上的自動壓力控制閥34打開后，真空泵14的運轉(zhuǎn)使空氣從反應(yīng)器10和等離子體腔21中抽出，以達到預(yù)定的壓力(300×10～3托或更小)。此時，電源22未對等離子體發(fā)生器20的電極和安裝在排放管道15上的等離子體處理單元30施加電場。當通過真空泵14在反應(yīng)器10內(nèi)部形成預(yù)定壓力時，排放管道15上的自動壓力控制閥34關(guān)閉。
隨后，開啟流量控制閥43，以將過氧化氫貯液器42中的過氧化氫水溶液提供給反應(yīng)器10內(nèi)的蒸發(fā)器40。歸因于已抽真空反應(yīng)器的壓力差可以使過氧化氫自動導入反應(yīng)器中。過氧化氫水溶液一旦注入到反應(yīng)器中便被蒸發(fā)，這是因為由加熱器41進行加熱的蒸發(fā)器40的溫度足以蒸發(fā)該溶液。隨著過氧化氫蒸汽的擴散，該蒸汽開始與物品11接觸并對其進行滅菌。此時，反應(yīng)器10處于真空狀態(tài)，而蒸發(fā)器40已經(jīng)被加熱。由于過氧化氫水溶液已蒸發(fā)，因此反應(yīng)器10的過氧化氫蒸氣壓逐漸增加到平衡蒸氣壓。
過氧化氫水溶液蒸發(fā)之后，根據(jù)腔室內(nèi)部的溫度，反應(yīng)器10的總壓力保持在1至100托。因為通過外部加熱器18反應(yīng)器10的溫度保持在30-60℃，所以過氧化氫蒸汽不會冷凝，而是保持其原來的狀態(tài)，連續(xù)地起著滅菌劑的作用。
根據(jù)本發(fā)明，腔室內(nèi)滅菌劑的蒸發(fā)縮短了過氧化氫蒸汽滲透到物品11的距離。此外，由于腔室內(nèi)保持著高溫狀態(tài)，因此腔室內(nèi)保持較高的過氧化氫蒸氣壓，并防止其冷凝。因而，本發(fā)明可以將潛在的滅菌效力應(yīng)用于過氧化氫蒸汽擴散受限的物品11。根據(jù)過氧化氫的濃度，完成滅菌一般需要約5分鐘或更短時間。然而，雖然可以在5分鐘內(nèi)對物品進行滅菌，但是建議保持滅菌操作預(yù)定的時間(約30分鐘)。
將反應(yīng)器10中控制的過氧化氫蒸氣壓(即反應(yīng)壓力)的狀態(tài)保持預(yù)定的時間，該時間足以對物品進行滅菌，隨后打開壓力釋放閥45，以將經(jīng)過過濾器46凈化的外部空氣導入腔室中。一旦在通風過程中反應(yīng)器10的內(nèi)部壓力達到100至600托，壓力釋放閥便關(guān)閉。如果導入過多的外部空氣而超過壓力范圍的上限，則腔室的溫度便下降，從而導致過氧化氫蒸汽和水蒸氣的冷凝。因此，優(yōu)選地，將導入外部空氣的量控制在以上設(shè)定的壓力范圍內(nèi)。
反應(yīng)器10內(nèi)部壓力的驟增將使具有擴散受限區(qū)域(例如管腔)的物品11的內(nèi)外壓力差增加，從而使得過氧化氫蒸汽容易地擴散到物品11的擴散受限區(qū)域中。
將腔室的內(nèi)部壓力保持預(yù)定的時間后，真空泵14工作，且排放管道15上的自動壓力控制閥34打開，從而將氣體(過氧化氫蒸汽)從反應(yīng)器10和等離子體腔21中抽走，至所需的壓力(1托或更少)。然后，以與上述相同的方式將反應(yīng)器10中的壓力再次增加到100托或更高，并保持預(yù)定的時間。
真空泵14工作時，排放管道15上的自動壓力控制閥34在初次滅菌之后處于開啟狀態(tài)，反應(yīng)器10中殘留的過氧化氫蒸汽通過排放管道15排放到等離子體處理單元30的等離子體腔31中，然后排放到空氣中。
隨著等離子體腔21和31的壓力由于反應(yīng)器10的排放而降低的同時，由電源22和32分別對等離子體腔21和31的電極施加的高電壓使得電極之間產(chǎn)生等離子體。當?shù)入x子體發(fā)生器20的等離子體腔21中生成等離子體時，所形成的活性成分在整個反應(yīng)器10中擴散，以保持等離子體環(huán)境。在過氧化氫蒸汽在從反應(yīng)器排放到等離子體處理單元30之前，過氧化氫蒸汽主要由填充在反應(yīng)器10中的活性成分進行分解。
同時，在排放管道15上的等離子體腔31中也生成等離子體，以形成等離子體環(huán)境。因而，殘留在反應(yīng)器10內(nèi)部的等離子體蒸汽通過排放管道15，然后通過等離子體處理單元30的等離子體腔31時，由等離子體能量分解為無毒組分，即水、氧分子和氫。排放的氣體由這些無毒分子組成，既不會對環(huán)境造成污染，也不會損害身體。
雖然如上所述，過氧化氫的分解過程在初步滅菌完成之后進行，但是也可以預(yù)先進行，即在反應(yīng)器的壓力增加后當抽出氣體時進行。
由于反應(yīng)器10中殘留過氧化氫蒸汽分解并排放，因此反應(yīng)器10中的壓力降低至100×10-3托或更低。當真空泵14設(shè)置反應(yīng)器10中的預(yù)定壓力時，排放管道15上的自動壓力控制閥34為關(guān)閉狀態(tài)，并中止電源22、32對等離子體發(fā)生器20和等離子體處理單元30施加高電壓。
之后，如上所述，至少重復一次以下過程將過氧化氫水溶液注入反應(yīng)器10的蒸發(fā)器40中、對物品進行滅菌、增加反應(yīng)器10的壓力和保持反應(yīng)器10的低壓狀態(tài)。在腔室中交替地保持高壓和低壓狀態(tài)，這可以顯著地提高對物品的擴散受限區(qū)域的滅菌效果。
由于在滅菌完成時在反應(yīng)器10內(nèi)形成了低壓，因此隨著壓力釋放閥45逐漸開啟，經(jīng)過濾器10凈化的空氣導入反應(yīng)器10中，以達到大氣壓。然后，門16開啟，取出已滅菌的包裹著的物品11。
與從反應(yīng)器10中排放殘留的過氧化氫蒸汽時，等離子體發(fā)生器20和等離子體處理單元30的伴隨操作的描述相反，在殘留的過氧化氫蒸汽沿著排放管道15通過等離子體腔31的過程中，如果必要，只有等離子體處理單元30工作，從而將過氧化氫蒸汽分解為法律允許排放的無毒組分。
參見圖3至圖6，說明使用過氧化氫的滅菌方法的各種實施方式。圖3是滅菌裝置的壓力圖，通過以下方式獲得注入并蒸發(fā)過氧化氫水溶液、擴散過氧化氫蒸汽、將預(yù)定的過氧化氫蒸氣壓保持預(yù)定的時間，之后至少重復一次以下過程，即將空氣導入腔室中至預(yù)定壓力、立即排放反應(yīng)器10的氣體(過氧化氫蒸汽)至預(yù)定的真空壓力。圖4與圖3類似，其不同之處在于重復一次以下過程，即導入空氣至預(yù)定壓力、將此壓力保持預(yù)定時間、然后排放反應(yīng)器10中的氣體(過氧化氫蒸汽)至預(yù)定的真空壓力。圖5是滅菌裝置的壓力圖，通過以下方式獲得注入并蒸發(fā)過氧化氫水溶液、擴散過氧化氫蒸汽、將預(yù)定的過氧化氫蒸氣壓保持預(yù)定的時間，之后逐步執(zhí)行以下過程，即導入空氣至預(yù)定壓力、將該壓力保持預(yù)定的時間。
參見圖6，將空氣導入反應(yīng)器10中以達到預(yù)定壓力，然后排放反應(yīng)器10中的氣體(過氧化氫蒸汽)至預(yù)定的真空壓力，這樣的過程至少重復一次(線a和b)。圖6中的虛線描述了以下過程注入并蒸發(fā)過氧化氫水溶液、擴散過氧化氫和排放反應(yīng)器10中的氣體(過氧化氫蒸汽)，之后重復以下過程，即將空氣注入反應(yīng)器10和排放反應(yīng)器10中的氣體(線c)。
在圖3至圖6中，T1和T2各自的范圍為0至30分鐘，可以根據(jù)物品11的屬性來控制該范圍。
根據(jù)上述實施方式的滅菌方法的特征在于蒸發(fā)和擴散過氧化氫以及注入和排放空氣，所述滅菌方法可以加強滅菌劑在物品的擴散受限區(qū)域中的滲透，因此顯著地提高了滅菌效果。
實施例1比較傳統(tǒng)方法和本發(fā)明的方法的滅菌效果，在傳統(tǒng)方法中，只進行過氧化氫擴散，而在本發(fā)明的方法中，過氧化氫擴散與增壓(通風)過程相結(jié)合，結(jié)果如下文表1所示。
在滅菌試驗中，使用由美國的一個公司生產(chǎn)的BI(Biological Indicator，生物指示劑)?！笆葻嶂狙挎邨U菌(Bacillus Stearothermophilus)”[芽孢數(shù)2.04×10n，n＝6]作為試驗微生物。按照各方法對按各種尺寸制造的管腔進行滅菌之后，將BI應(yīng)用于各管腔。將從管腔中取下的BI樣品在相同的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48-72小時，然后測量樣品的顏色變化。對每種情況，試驗都重復10次，并對合格滅菌(無微生物生長)的次數(shù)進行計數(shù)。
表1(單位mm)

*滲透成功的次數(shù)/試驗總次數(shù)*滲透成功BI樣品呈陰性反應(yīng)*滲透失敗BI樣品呈陽性反應(yīng)如表1所示，對于尺寸為Φ2×1000的物品，兩種方法都取得了良好的滅菌結(jié)果，但是當物品的尺寸變狹窄時(Φ1)，傳統(tǒng)方法和本發(fā)明的滅菌效果有顯著的差異?？梢韵嘈?，這種差異是由于以下事實引起的空氣的導入增加了壓力差，而壓力差是過氧化氫蒸汽滲透的重要因素，從而使得過氧化氫蒸汽易于滲透到尺寸為Φ1的管腔中。
擴散過氧化氫蒸汽、導入空氣和對腔室抽真空之后，通過空氣導入增加壓力進一步加強了滅菌效果。還可以相信的是，很多壓力差可以提供更強有力的驅(qū)動力，有利于過氧化氫蒸汽滲透到擴散受限的區(qū)域中，如管腔。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的過氧化氫蒸汽滅菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖7所示，此滅菌裝置的結(jié)構(gòu)與圖1中的滅菌裝置類似。相同組件由與圖1中相同的附圖標記進行指示，在此不進一步說明。
與圖1的滅菌裝置不同，根據(jù)此實施方式的滅菌裝置裝配有熱空氣風機47和輻射加熱器50。
熱空氣風機47位于過濾器46的前端，用于加熱外部空氣，并將加熱的空氣提供給反應(yīng)器。熱風機47可以具體為熱轉(zhuǎn)換器，該熱轉(zhuǎn)換器包括電加熱器，如鎳鉻電熱絲。熱空氣風機47的操作可以防止以下情況發(fā)生的可能性在排放過氧化氫蒸汽之后，當在增壓階段中，未經(jīng)加熱的空氣導入腔室中時，外部空氣使得過氧化氫和水蒸氣冷凝。如果由于外部空氣的導入導致水蒸氣冷凝，冷凝的水分會堵塞管腔的擴散受限區(qū)域，從而阻礙過氧化氫蒸汽滲透到管腔中。然而，用于提供熱空氣的熱空氣風機不會允許冷凝，從而提高了滅菌效率。
加熱器18位于反應(yīng)器10的外表面，用于將反應(yīng)器10的內(nèi)部環(huán)境保持在30至60℃的溫度。加熱器18適于防止腔室中的過氧化氫蒸汽和水蒸氣冷凝。然而，由于加熱器18不是位于腔室內(nèi)部，因此難以有效地對已抽真空的反應(yīng)器內(nèi)部進行加熱。
根據(jù)此實施方式，設(shè)置有輻射加熱裝置50用于解決此問題。在抽真空和滅菌過程中，反應(yīng)器10的內(nèi)部空間保持在低壓狀態(tài)。在此狀態(tài)下，通過加熱器18的傳導無法達到有效的熱傳遞和腔室內(nèi)部空間中的熱平衡。例如，由加熱器18將腔室壁加熱到約60℃時，腔室內(nèi)環(huán)境溫度僅達到20-40℃，而物品保持的溫度則更低。
圖7的輻射加熱裝置50可以將腔室內(nèi)部的溫度增加到與內(nèi)壁相同的水平。因此，輻射加熱裝置50將通過輻射對腔室內(nèi)部的過氧化氫蒸汽、水蒸氣和物品進行加熱，從而完全消除蒸汽冷凝的可能性。特別地，輻射加熱的好處在于如果物品是透明的，則不管物品的數(shù)量或體積如何，都能均勻地對所有物品進行加熱。
此外，如果反應(yīng)器10的內(nèi)壁由金屬制成或覆蓋有金屬，它會反射熱能或熱輻射線，從而均勻地加熱反應(yīng)器的內(nèi)部。紅外燈或鹵素燈可以用作輻射加熱裝置50。當然，可以使用任何以輻射的方式進行加熱的加熱裝置。
在本發(fā)明的此實施方式中，輻射加熱裝置50包括燈52和窗戶54(例如石英)，所述窗戶54用于將燈52與反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔開來。此外，在燈52的背面優(yōu)選設(shè)置有反射鏡56，從而聚集向后發(fā)射的光。根據(jù)本實施方式，反應(yīng)器的內(nèi)壁上可以安裝適當數(shù)量的輻射加熱裝置50。
可選地，輻射加熱裝置50可以間歇地開/關(guān)，從而防止對物品過度加熱。
裝配有上述加熱裝置的本發(fā)明的滅菌裝置，可以防止堵塞現(xiàn)象，產(chǎn)生該堵塞現(xiàn)象的原因在于水蒸氣在擴散受限區(qū)域(如管腔)的入口冷凝，導致過氧化氫蒸汽無法滲透到該區(qū)域中。
工業(yè)適用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，安裝在腔室內(nèi)部的蒸發(fā)器減少了滅菌所需的過氧化氫水溶液的量。此外，內(nèi)置的蒸發(fā)器縮短了蒸汽源與物品之間的距離，從而提高了滅菌效率。
此外，在使用過氧化氫蒸汽進行消毒的過程中，將外部空氣導入腔室中有利于使滅菌劑滲透到擴散受限區(qū)域，例如管腔，從而提高了滅菌效率。
進而，在導入外部空氣之前，先使用加熱器對其進行加熱，這樣可以防止因?qū)胪獠坷淇諝舛档头磻?yīng)器內(nèi)部的溫度，以及由此所導致的水蒸氣冷凝現(xiàn)象，因而，過氧化氫蒸汽易于滲透到擴散受限區(qū)域中。
此外，安裝在反應(yīng)器內(nèi)部的輻射加熱裝置對過氧化氫蒸汽、水蒸氣和物品直接進行加熱，從而防止水蒸氣的冷凝，提高了過氧化氫蒸汽的滅菌效力。
雖然為了說明的目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離如權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，顯然可以實施各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種在反應(yīng)器中使用過氧化氫對物品進行滅菌的方法，該方法包括將反應(yīng)器內(nèi)部空間保持在低于過氧化氫平衡蒸氣壓的真空壓力狀態(tài)；將反應(yīng)器的內(nèi)部空間的溫度加熱到30℃-60℃；將過氧化氫溶液注入反應(yīng)器的內(nèi)部空間；將反應(yīng)器中的過氧化氫溶液熱蒸發(fā)；密封反應(yīng)器的內(nèi)部空間，并將物品保持在過氧化氫蒸汽環(huán)境中；和將外部氣體導入到反應(yīng)器的內(nèi)部空間中，以將內(nèi)部空間的壓力增加到不大于大氣壓的預(yù)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，導入的外部氣體所達到的壓力為100至600托。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在導入步驟之前，還包括加熱外部氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述加熱步驟包括使用輻射加熱裝置對反應(yīng)器的內(nèi)部空間進行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述輻射加熱裝置為紅外燈或鹵素燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述輻射加熱裝置以間歇的方式輻射熱能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，進行多次導入步驟，以逐步增加內(nèi)部空間的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，還包括將內(nèi)部空間的壓力降低到保持步驟的預(yù)定真空壓力或更低；和在導入步驟之后，再次將內(nèi)部空間的壓力增加到大氣壓或更低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括在再次增加步驟之后，至少重復一次降壓和再次增壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中，所述外部氣體為空氣。
11.一種過氧化氫蒸汽滅菌裝置，該裝置包括反應(yīng)器，用于容納物品；真空泵，用于將反應(yīng)器保持在真空壓力狀態(tài)；過氧化氫貯液器，該過氧化氫貯液器安裝在反應(yīng)器的外部，用于為反應(yīng)器提供過氧化氫水溶液；蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器安裝在反應(yīng)器的內(nèi)部，用于通過加熱器對由過氧化氫貯液器提供的過氧化氫水溶液進行蒸發(fā)，所述加熱器與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)；和加熱裝置，該加熱裝置安裝在反應(yīng)器的內(nèi)壁或外壁，用于將反應(yīng)器的內(nèi)部空間始終保持在預(yù)定溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，其中，所述反應(yīng)器還包括輻射加熱裝置，該輻射加熱裝置暴露于反應(yīng)器的內(nèi)部空間，用于加熱該內(nèi)部空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，其中，所述輻射加熱裝置包括鹵素燈或紅外燈。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，其中，所述輻射加熱裝置包括加熱燈和窗戶，該窗戶用于分隔加熱燈與反應(yīng)器的內(nèi)部空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，還包括用于將氣體導入反應(yīng)器的壓力釋放裝置，所述壓力釋放裝置包括用于過濾氣體的過濾器和用于控制氣體流入的壓力釋放閥。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，其中，所述壓力釋放裝置包括熱空氣風機，用于在將氣體導入過濾器之前對氣體進行加熱。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，還包括等離子體處理單元，該等離子體處理單元設(shè)置在反應(yīng)器和真空泵之間的排放管道上，用于將反應(yīng)器內(nèi)部空間的氣體分解為無毒物質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過氧化氫蒸汽滅菌裝置，還包括等離子體發(fā)生器，該等離子體發(fā)生器設(shè)置在反應(yīng)器的外部，在等離子體發(fā)生器和反應(yīng)器之間安裝有等離子體引導裝置。
全文摘要
公開了一種在反應(yīng)器中使用過氧化氫對物品進行滅菌的方法，該方法包括將反應(yīng)器內(nèi)部空間保持在低于過氧化氫平衡蒸氣壓的真空壓力狀態(tài)；將反應(yīng)器的內(nèi)部空間的溫度加熱到30－60℃；將過氧化氫溶液注入反應(yīng)器的內(nèi)部空間；將反應(yīng)器中的過氧化氫溶液熱蒸發(fā)；密封反應(yīng)器的內(nèi)部空間并將物品保持在過氧化氫蒸汽環(huán)境中；和將外部氣體導入到反應(yīng)器的內(nèi)部空間中，以將內(nèi)部空間的壓力增加到不大于大氣壓的預(yù)定值。使用該方法可以有效地對具有狹長管腔的物品進行消毒。
文檔編號A61L2/07GK101065155SQ200580040368
公開日2007年10月31日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者高重碩 申請人:互曼邁迪泰克公司