DE60019538T2

DE60019538T2 - Verfahren zum Sterilisieren von Lumen

Info

Publication number: DE60019538T2
Application number: DE60019538T
Authority: DE
Inventors: Harold R. Williams; Hans Strobel; Henry K. Hui; Leslie A. Feldman; Szu-Min Lin
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: KR100702350B1; CA2329385A1; DE60019538D1; JP4459432B2; ES2238025T3; TW537906B; EP1110558A3; CA2329385C; EP1110558B1; AU771288B2; US6451255B1; EP1110558A2; JP2001204799A; KR20010062653A; AU7237700A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von Gegenständen, wie etwa medizinischen Instrumenten mit langen schmalen Lumina, und insbesondere ein Verfahren zum Verstärken der Wirksamkeit der Sterilisation des Lumens.
Beschreibung des Stands der Technik
Die Notwendigkeit, Gegenstände, wie etwa medizinische Instrumente, zu sterilisieren, ist bestens bekannt. Es gibt viele Sterilisationsverfahren, einschließlich Hitze und chemischen Verfahren. Eine Hitzesterilisation wird normalerweise mit Dampf durchgeführt. Die Hitze oder die Feuchtigkeit bei einer Dampfbehandlung beschädigt viele medizinische Vorrichtungen. Infolgedessen wird gewöhnlich eine chemische Sterilisation verwendet.
Eine chemische Sterilisation verwendet ein sterilisierendes Fluid, wie etwa Wasserstoffperoxid, Ethylenoxid, Chlordioxid, Formaldehyd oder Peroxyessigsäure. Obwohl die chemische Sterilisation normalerweise hochwirksam ist, ist eine chemische Sterilisation bei medizinischen Vorrichtungen, die lange, enge Lumina aufweisen, weniger wirksam, da es für den sterilisierenden Wirkstoff schwierig ist, diese langen, schmalen Röhren zu durchdringen. Um die Durchdringung des sterilisierenden Mittels über die gesamte Länge der Röhre zu verstärken sind etliche Verfahren und etliche Arten von Geräten entwickelt worden, um die Durchdringung des sterilisierenden Mittels durch lange, enge Lumina zu verstärken.
Beispielsweise beschreiben die US-Patente Nr. 4,410,492 und 4,337,223 ein Gerät und ein Verfahren zum Sterilisieren von Lumina, wobei das Lumen in einem Sockel plaziert wird, der mit einer Umlaufpumpe verbunden ist. Die Pumpe sorgt dafür, daß das sterilisierende Gas durch das Lumen zirkuliert. Obwohl das Verfahren beim Sterilisieren von Lumen wirksam ist, verwendet das kommerzielle Gerät Ethylenoxid als ein sterilisierendes Mittels, und die Sterilisation erfordert Zeiten von umgefähr 2 bis 3 Stunden. Ethylenoxid ist toxisch. Eine weitere Belüftungszeit ist erforderlich, um den Rückstnd zu entfernen.
Ein Gerät und ein Verfahren zum Abgeben eines sterilisierenden Wirkstoffs direkt in lange, enge Lumina wird in den US-Patenten Nr. 4,943,414, 5,580,530 und 5,733,503 beschrieben. Das Lumen wird in einen Adapter eingeführt, der mit einem kleinen Gefäß verbunden ist, das Wasserstoffperoxid enthält. Der Adapter und das Gefäß, welches das Wasserstoffperoxid enthält, werden als „Booster" bezeichnet. Das Lumen, das Gefäß und der Adapter werden in einer Sterilisationskammer plaziert. Wenn die Sterilisationskammer evakuiert wird, verdampft das Wasserstoffperoxid und strömt durch das Lumen, wodurch das erforderliche Wasserstoffperoxid dem Inneren des Lumens zur Verfügung gestellt wird. Obwohl es wirksam ist, weist das Verfahren einige Nachteile auf. Erstens, bei einigen Arten des Geräts maß der Booster manuell „aktiviert" werden, indem ein Septum durchstochen wird, um die Wasserstoffperoxid-Flüssigkeit zugänglich zu machen. Zweitens, der Booster wird nur einmal verwendet, bevor er verworfen wird. Das Produkt hat eine begrenzte Haltbarkeit. Die Lagerungs- und Versandbedingungen können die Haltbarkeit des Produkts beeinflussen.
Es besteht ein Bedarf an einem Verfahren zum Sterilisieren von Lumina, welches die Verwendung eines Boosters mit begrenzter Haltbarkeit nicht erfordert. Weiterhin besteht ein Bedarf an einem Verfahren, welches ein Gerät verwendet, das wieder verwendbar ist, um Kosten zu sparen.
Kurzfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken der Sterilisation eines Lumens, wobei das Lumen ein inneres Volumen einschließt. Das Verfahren beinhaltet ein Anfügen eines Trockenboosters an einem Ende des Lumens, wobei das innere Volumen des Trockenboosters mindestens zweimal so groß ist wie das innere Volumen des genannten Lumens, und wobei der Trockenbooster keine Flüssigkeit enthält. Das Verfahren umfaßt auch das Plazieren des Lumens und des Trockenboosters in einer Kammer, das Einführen eines keimtötenden Mittels in die Kammer und das Schaffen eines Drucks, der außerhalb des Trockenboosters höher ist als im Inneren des Trockenboosters. Das Verfahren umfaßt auch ein Fließenlassen des keimtötenden Mittels aus der Kammer in den Trockenbooster durch das Lumen und ein Sterilisieren des Lumens.
Vorteilhafterweise schließt der Trockenbooster einen Adapter ein. Vorzugsweise schließt der Trockenbooster ein Gefäß ein. In einigen Ausführungen schließt der Trockenbooster einen Durchflußwiderstand ein. Vorteilhafterweise schließt der Trockenbooster ein Kontrollventil ein. In einer Ausführung ist das Lumen ein Kunststoff-Lumen. In einer anderen Ausführung ist das Lumen ein Metall-Lumen. Vorteilhafterweise beträgt das Volumen des Trockenboosters mindestens dreimal so viel wie das Volumen des Metall-Lumens.
Das Verfahren kann auch ein Reduzieren des Drucks in der Kammer, ein Evakuieren des Trockenboosters einschließen. Vorzugsweise wird der Druck in der Kammer unter den Dampfdruck des keimtötenden Mittels abgesenkt. Vorteilhafterweise schließt das Verfahren auch das Belüften der Kammer ein. Vorzugsweise schließt das Verfahren auch ein Erzeugen eines Plasmas in der Kammer ein. In einer Ausführung wird mindestens ein Schritt wiederholt. Vorzugsweise ist das keimtötende Mittel eine Flüssigkeit, ein Dampf oder ein Gas. Vorteilhafterweise ist das keimtötende Mittel Wasserstoffperoxid, Ethylenoxid, Peroxyessigsäure, Chlordioxid oder Formaldehyd.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm eines Lumens, das an einen Adapter angefügt ist, welcher mit einem Gefäß gemäß einer Ausführung der Erfindung verbunden ist; und
2 ist ein schematisches Diagramm eines Lumens, das an einen Adapter angefügt ist, welcher mit einem Durchflußwiderstand und einem Gefäß gemäß einer Ausführung der Erfindung verbunden ist, wobei das Gefäß ein Kontrollventil aufweist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung betrifft die Sterilisation eines Gegenstands, wie etwa medizinischen Vorrichtungen, die lange, enge Lumina enthalten. Die medizinischen Vorrichtungen sind Vorrichtungen, wie etwa Endoskope, Katheter, ein Schlauch oder andere Instrumente mit Lumina, wobei die Vorrichtung vorzugsweise vor einer Benutzung sterilisiert wird. Typische Anwendungen schließen die Chirurgie, medizinische Anwendungen und die landwirtschaftlichen und Fermentationsgewerbe ein.
Das Verfahren weist einen besonderen Vorteil bei Anwendungen zur Sterilisierung von Lumina mit inneren Durchmessern von 3 mm oder weniger oder mit einer Länge von 27 cm oder mehr auf, obwohl das Verfahren auch auf Lumina mit größeren Durchmessern oder kürzeren Längen anwendbar ist. Die keimtötenden Mittel, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind verschiedenartig. Geeignete keimtötende Mittel schließen Glutaraldehyd, Wasserstoffperoxid, Chlordioxid oder Ethylenoxid ein. Anders als bei anderen Verfahren, die Booster verwenden, ist das keimtötende Mittel nicht darauf beschränkt, bei atmosphärischen Druck eine Flüssigkeit und bei der Temperatur und dem Druck, die während des Sterilisationsverfahrens verwendet werden, ein Dampf zu sein. Sowohl Dampf- als auch Flüssigkeitsverfahren sind auf die Ausführungen des vorliegenden Verfahrens, das einen Trockenbooster verwendet, anwendbar. Bei der Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein anti-mikrobieller Dampf durch das Lumen oder das Innere der Röhre des Instruments während des Dampfsterilisationsverfahrens gezogen ohne die Notwendigkeit, eine separate Phiole mit einem flüssigen keimtötenden Mittel am Ende des Lumens bereitzustellen, wie dies bei den früher verwendeten Naßboostern der Fall ist.
Das Verfahren zur Dampfsterilisation läuft im allgemeinen wie folgt ab. Der zu sterilisierende Gegenstand wird in der Sterilisationskammer plaziert, die Kammer wird abgedichtet, und die Kammer wird auf einen Druck von weniger als ungefähr 50 Torr, stärker bevorzugt auf 20 Torr oder weniger evakuiert. Eine anti-mikrobielle Lösung wird dann in die Kammer eingespritzt, wobei sie verdampft und mit den exponierten Oberflächen des Gegenstands in Kontakt kommt. Die Zeit, die für ein vollständiges Abtöten spezieller mikrobieller Agenzien notwendig ist, variiert mit der Art und Konzentration der vorhandenen anti-mikrobiellen Mittel und mit dem Ausmaß, mit dem sie dem mikrobiellen Agens ausgesetzt werden. Mikroben in Bruchstellen, Spalten, Kontaktflächen oder Bereichen, die nur durch Diffusion zugänglich sind, sind vor dem anti-mikrobiellen Mittel etwas geschützt und zu einem vollständigen Abtöten ist eine längere Zeit erforderlich als bei Mikroben auf der äußeren Oberfläche des Gegenstands. Hitze oder Hochfrequenzstrahlung, wie etwa Plasma, können verwendet werden, um die Wirksamkeit des anti-mikrobiellen Mittels und sein Eindringen in abgelegene Bereiche des Instruments zu verbessern.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Vorrichtung umfaßt ein Gefäß und ein Mittel zum Verbinden des Gefäßes direkt mit dem Lumen oder dem Ende der Röhre des zu sterilisierenden Gegenstands. Anders als bei früheren Gefäßen enthält das Gefäß des Boosters der vorliegenden Erfindung keine anti-mikrobielle Lösung. In der Vergangenheit enthielten die Boostervorrichtungen eine anti-mikrobielle Flüssigkeit, die verdampfte, wenn sie unter Vakuum gesetzt wurde. Der anti-mikrobielle Dampf wanderte von dem Gefäß in das Lumen.
Bei der vorliegenden Erfindung enthält das Gefäß, das an das Lumen angefügt ist, keine antimikrobielle Flüssigkeit. Wenn die Kammer evakuiert wird, werden das Gefäß, das Lumen und die Mittel zum Verbinden des Gefäßes mit dem Lumen ebenfalls evakuiert. Wenn ein anti-mikrobieller Dampf in die Kammer eingespritzt wird, wird der anti-mikrobielle Dampf aufgrund des Vakuums des großen evakuierten Volumens des Gefäßes, welches an das Lumen angefügt ist, in das Lumen gezogen. Anders als bei früheren Boostern wird der antimikrobielle Dampf einwärts in das Gefäß aus der Sterilisationskammer gezogen, anstatt aus dem Gefäß in die Sterilisationskammer gezogen zu werden. Obwohl in beiden Fällen der antimikrobielle Dampf mit dem Trockenbooster der vorliegenden Erfindung durch das Lumen gezogen wird, besteht keine Notwendigkeit für ein Gefäß, das eine anti-mikrobielle Flüssigkeit enthält.
Eine Art von „Trockenbooster", die geeignet ist zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird in 1 gezeigt. Ein Lumen 10 ist durch ein erstes Ende an einem Adapter 20 angefügt. Das zweite Ende des Lumens ist zu dem Inneren der Sterilisationskammer hin offen. Der in 1 gezeigte Adapter 20 wird in dem US-Patent Nr. 5,580,530, hier im Wege der Bezugnahme aufgenommen, beschrieben. Der Adapter wird als Punkt 170 in 6 des US-Patents Nr. 5,580,530 gezeigt. Der Adapter 20 umfaßt einen zylindrischen röhrenförmigen Körper 22, der aus einem weichen thermoplastischen Elastomer, wie etwa Schafer, GmbH THEKA-FLEX, S 2030M oder Silikon gebildet ist. Ein gestutzter Konus 24 erstreckt sich von einem distalen Ende 26 des Adapterkörpers proximal nach innen und endet in einer zentralen Öffnung 28. Das Lumen 10 wird in die zentrale Öffnung 28 des Adapters 20 eingeführt. Das Ende des Adapters 20 ohne den gestutzten Konus 24 wird an eine Phiole 30 angefügt.
Die Phiole 30 ist ein Aufnahmebehälter, der jede Gestalt aufweisen kann, der ein erhebliches leeres Volumen einschließt. Obwohl die Phiole 30 in 1 einen Zylinder darstellt, sind andere Gestaltungen geeignet, einschließlich einer runden, rechteckigen, quadratischen, elliptischen oder jeder anderen geeigneten Gestalt. Alles was wichtig ist, ist, daß die Phiole 30 und der Adapter 20 ein wesentliches Volumen an Raum einschließen, das evakuiert werden kann, wenn die Phiole 30 an den Adapter 20 und das Lumen 10 angefügt wird.
Andere Arten von Adapter 20 und Phiole 30 sind geeignet zur Verwendung in dem Verfahren der Erfindung. Alles was notwendig ist, ist, daß der Adapter 20 eine Fließverbindung zwischen dem Lumen 10 und der Phiole 30 verfügbar macht, und daß die Phiole 30 und der Adapter 20 ein ausreichendes Volumen im Verhältnis zu dem Volumen des zu sterilisierenden Lumens 10 einschließt. Wie unten gezeigt werden wird, hängt das erforderliche Verhältnis des Volumens der Phiole 30 und des Adapters 20 im Verhältnis zu dem Volumen des Lumens 10 von den Verfahrensbedingungen der Sterilisation ab. Einige geeignete Formen von Adapter 20 und Phiole 30 zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise in den 1, 2, 2A, 3 und 3A des US-Patents Nr. 5,580,530 gezeigt. Die Ausführungen des in dem US-Patent Nr. 5,580,530 gezeigten Adapters schließen eine expandierbare Hülle, eine Buchse, die eine Reihe von Ringen von sich nach innen erstreckenden Kunststoff-Flügeln umfaßt, eine Buchse mit einer Öffnung zum Anfügen von Einmal-Streckmodulen, eine Ziehschnur an einem Beutel und einen „Reißverschluß" an einem Beutel ein. Diese Arten des Adapters 20 dienen nur der Veranschaulichung, und das Verfahren der Erfindung ist nicht auf diese Arten des Adapters 20 beschränkt.
Die Phiole 30 kann jeden 3-dimensionalen Behälter umfassen, vorzugsweise aus halb-starrem oder starrem Material, der eine Öffnung darin aufweist. Die Phiole 30 kann aus z.B. Polyethylen, Polypropylen, Glas oder jedem anderen Material, das mit dem anti-mikrobiellen Dampf vereinbar ist, hergestellt sein. Bei den in den 3 und 3A des US-Patents Nr. 5,580,530 gezeigten Ausführungen umfaßt die Phiole 30 einen Beutel. Bei den in den 1 und 2A des US-Patents Nr. 5,580,530 gezeigten Ausführungen umfaßt die Phiole 30 eine Phiole. Jede Form von Phiole 30 kann in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die hauptsächliche Einschränkung in Bezug auf die Phiole 30 ist, daß die Phiole 30 und der Adapter 20 zusammen ein Volumen aufweisen, das größer ist als das Volumen des Lumens 10. Das erforderliche Verhältnis des Volumens der Phiole 30 und des Adapters 20 im Verhältnis zu dem Lumen 10 hängt von den Verfahrungsbedingungen ab, und die erforderlichen Verhältnisse werden in den Beispielen unten beschrieben.
Es wurden Experimente durchgeführt, um die Sterilisationswirksamkeit mit einem und ohne einen Trockenbooster zu vergleichen. In beiden Sätzen von Experimenten wurde ein biologi scher Indikator von 1,6 × 10⁶ Sporen von Bacillus stearothermophilus auf einem Draht aus rostfreiem Stahl in die Mitte eines Lumens 10 aus rostfreiem Stahl plaziert. Für die Experimente in Beispiel 1 wurden beide Enden des Lumens 10 offen gelassen. Für die Experimente mit dem Trockenbooster in Beispiel 2 wurde das in 1 gezeigte Gerät verwendet. Ein erstes Ende des Lumens 10 wurde an ein erstes Ende des in der 6 des US-Patents Nr. 5,580,530 beschriebenen Adapters 20 angefügt. Das zweite Ende des Adapters 20 wurde an ein leeres Polyethylen-Szintillationsvial 30 mit einem äußeren Durchmesser von 17 mm angefügt. Die Phiolen 30 mit variierenden Längen wurden überprüft, um einen Bereich von Volumina des Adapters 20 und der Phiole 30 im Verhältnis zu dem Volumen des Lumens 10 verfügbar zu machen. Die Sterilisationsergebnisse für das Lumen ohne den Trockenbooster werden in Beispiel 1 wiedergegeben. Die Sterilisationsergebnisse der Experimente, bei denen der Trockenbooster an das Lumen angefügt war, werden in Beispiel 2 wiedergegeben.
Beispiel 1
Sterilisationsergebnisse ohne Trockenbooster an dem Lumen
In Beispiel 1 wurden biologische Indikatoren von 1,6 × 10⁶ Sporen von Bacillus stearothermophilus in der Mitte von Lumina verschiedener Längen plaziert. Die Lumina wurden in einem STERRAD 50-Sterilisator mit einem Fassungsvermögen von 72,5 Liter mit einer STERRAD 50-Standardladung, doppelt umwickelt mit CSR-Umschlägen, plaziert. Die Kammer wurde auf 0,4 Torr evakuiert, und 750 mg 59%iges (Gew.-%) Wasserstoffperoxid wurden 5 Minuten lang eingespritzt, um 6 mg/l Wasserstoffperoxid-Dampf in der Kammer verfügbar zu machen. Nach 5-minütiger Injektion und Diffusion wurde die Kammer auf atmosphärischen Druck belüftet, die Lumina wurden entfernt und die Ergebnisse der Sterilität der biologischen Indikatoren wurden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 unten gezeigt.
Tabelle 1 Ergebnisse der Sterilität aus den Tests ohne Trockenbooster (Anzahl an positiven Ergebnissen/Anzahl an Proben)
Wie durch die Ergebnisse in Tabelle 1 oben gezeigt, wurden die Innenräume der Lumina mit einem inneren Durchmesser von 1 mm, die länger waren als 350 mm, unter den Testbedingungen durch Exposition gegenüber Wasserstoffperoxid-Dampf nicht sterilisiert.
In Beispiel 2 wurde ein „Trockenbooster", der einen Adapter 20 und eine Phiole 30, die kein flüssiges Sterilisierungsmittel enthielt, umfaßte, an das eine Ende des Lumens 10 angefügt. Alle anderen Testbedingungen waren die selben wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse in Beispiel 2 zeigen die Verbesserung der Sterilisationswirksamkeit der Innenräume von langen Lumina, wenn der „Trockenbooster" gemäß einer Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung an das Ende des zu sterilisierenden Lumens 10 angefügt wurde.
Beispiel 2
Sterilisation von Lumina mit einem „Trockenbooster"
In den Experimenten von Beispiel 2 war ein Ende eines Adapters 20, wie in dem US-Patent Nr. 5,580,530 beschrieben, an ein Ende eines zu sterilisierenden Lumens von 1 mm × 400 mm aus rostfreiem Stahl angefügt. Ein biologischer Indikator, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde in der Mitte jedes Lumens plaziert. Das zweite Ende des Adapters 20 wurde an ein Polyethylen-Szintillationsvial 30 mit einem inneren Durchmesser von 17 mm mit variierenden Längen und deshalb variierenden Volumina angefügt, wie in 1 gezeigt. Die Lumina 10 mit den angefügten Boostern, die einen Adapter 20 und eine Phiole 30 umfassen, wurden Wasserstoffperoxid-Dampf unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen ausgesetzt, die Kammer wurde belüftet und die Tests auf Sterilität wurden durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 unten gezeigt.
Tabelle 2 Ergebnisse der Sterilität aus Tests mit einem Trockenbooster (Anzahl an positiven Ergebnissen/Anzahl an Proben)
Ein Lumen von 1 mm × 400 mm aus rostfreiem Stahl wurde für die Tests in Beispiel 2 ausgewählt, da das Lumen von 400 mm das kleinste Lumen war, das in Beispiel 1 ohne die Notwendigkeit eines Trockenboosters nicht sterilisiert wurde.
Es gibt zwei Schlußfolgerungen, die aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen gezogen werden können. Erstens, die Verwendung eines „Trockenboosters" kann die Sterilisation des Innenraums von Lumina verstärken. Der Innenraum des Lumens von 1 × 400 mm in Beispiel 1 wurde nicht sterilisiert. Im Gegensatz dazu wurde der Innenraum des Lumens von 1 × 400 mm beim Hauptteil der in Beispiel 2 gezeigten Beispiele sterilisiert, wenn ein Trockenbooster an das Ende des Lumens von 1 × 400 mm angefügt war.
Zweitens wurde der Innenraum des Lumens von 1 × 400 mm nicht sterilisiert, es sei denn, das Verhältnis von Trockenbooster-Volumen (das Volumen des Adapters 20 und der Phiole 30) war mindestens 12 mal so groß wie das innere Volumen des Lumens von 1 mm × 400 mm aus rostfreiem Stahl. In Fällen, in denen das Verhältnis des Lumens weniger als 12:1 betrug, wurden nicht alle Proben sterilisiert. Ein Verhältnis des Volumens des Trockenboosters zu dem Volumen des Lumens von 12:1 oder mehr ist deshalb erforderlich, damit der Trockenbooster beim Verstärken der Sterilisation des Innenraums des Lumens unter den Bedingungen von Beispiel 2 wirksam ist.
Die vergleichenden Beispiele der Beispiele 1 und 2 zeigen die Verbesserung der Sterilisationswirksamkeit bei langen Lumina, wenn ein Trockenbooster, der ein Volumen aufweist, das 12 mal oder mehr so groß ist wie das Volumen des Lumens, an das Ende des zu sterilisierenden Lumens angefügt wird und die Kammer auf einen Druck von 0,4 Torr evakuiert wurde, bevor das Wasserstoffperoxid in die Kammer eingespritzt wurde.
Eine Reihe von Experimenten wurde durchgeführt, um die Sterilisationswirksamkeit bei verschiedenen anfänglichen Unterdrucken zu bestimmen. Die Länge der Zeit, über die das Vakuum vor der Injektion von Wasserstoffperoxid aufrechterhalten wurde, wurde ebenfalls variiert. Die Wirkungen des Drucks und der Länge der Evakuierungszeit werden in Beispiel 3 unten gezeigt.
Beispiel 3
Wirkungen eines variierenden Evakuierungsdrucks und einer variierenden Evakuierungszeit
Eine Vielzahl von Lumina 10 von 1 mm × 500 mm aus rostfreiem Stahl, wobei jedes einen biologischen Indikator enthielt, wurden in einer Sterilisationskammer mit 72,5 l Fassungsvermögen wie in Beispiel 1 plaziert. Trockenbooster mit verschiedenen Volumina wurden an die Enden von bestimmten Lumina angefügt, wie in 1 gezeigt. Der Rest der Lumina wurde in der Kammer ohne einen Trockenbooster plaziert. Die Kammer wurde auf einen Druck von entweder 0,4 Torr oder 0,1 Torr evakuiert, und der Druck wurde bei 0,4 Torr oder 0,1 Torr für einen Zeitraum zwischen 0 und 20 Minuten aufrecht erhalten, wie in Tabelle 3 unten aufgeführt. Eine Gesamtmenge von 740 mg 59%iges (Gew.-%) Wasserstoffperoxid wurde 5 Minuten lang eingespritzt, um 6 mg/l Wasserstoffperoxid-Dampf in der Kammer verfügbar zu machen. Nach 5-minütigem Einspritzen und Diffusion wurde die Kammer auf atmosphärischen Druck belüftet, die Lumina wurden entfernt und die Ergebnisse der Sterilität der biologischen Indikatoren wurden bestimmt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 unten gezeigt.
Tabelle 3 Abhängigkeit der Ergebnisse der Sterilität vom Evakuierungsdruck, der Evakuierungszeit, dem Vorhandensein eines Trockenboosters und dem Volumenverhältnis von Trokkenbooster zu Lumen (Anzahl an positiven Ergebnissen/Anzahl an Proben)
Es gibt etliche Schlußfolgerungen, die aus den Werten in Tabelle 3 gezogen werden können. Erstens, die Wirksamkeit der Sterilisation des Lumens verbessert sich mit niedrigeren Evakuierungsdrucken und längeren Evakuierungszeiten. Beispielsweise war eine Sterilisation mit einem Booster von 10:1 bei 0,4 Torr ohne Vakuumhaltezeit nicht wirksam. Die Sterilisation war allerdings wirksam, wenn das Vakuum bei einem Druck von 0,4 Torr 5 Minuten lang aufrecht erhalten wurde. Auf ähnliche Weise war eine Sterilisation mit einem Booster von 10:1 bei einem Sterilisationsdruck von 0,4 Torr ohne Haltezeit nicht wirksam, die Sterilisation war jedoch wirksam bei einem Druck von 0,1 Torr ohne Haltezeit.
Zweitens, die Sterilisationswirksamkeit mit einem Trockenbooster war in allen Fällen mindestens so groß wie ohne Trockenbooster.
Drittens, die Sterilisationswirksamkeit verbesserte sich mit höheren Verhältnissen von Trokkenbooster-Volumen zu Lumen-Volumen. Alle Abschnitte außer einem wurden sterilisiert, wenn ein Trockenbooster mit einem Volumen, das 10 mal so groß war wie das Lumen, ver wendet wurde. Die Sterilisationswirksamkeit verminderte sich stetig in dem Maß wie sich das Verhältnis des Trockenbooster-Volumens zu dem Volumen des Lumens von einem Verhältnis von 10:1 auf 5:1 verminderte und sogar weiter, wenn sich das Verhältnis auf 3:1 verminderte.
Viertens, das Verhältnis des Volumens des Trockenboosters zu dem Volumen des Lumens, das erforderlich war, um den Innenraum des Lumens zu sterilisieren, kann verringert werden, indem niedrigere Evakuierungsdrucke und längere Evakuierungszeiten verwendet werden. In Beispiel 2 waren Verhältnisse von Trockenbooster-Volumen zu Lumen-Volumen von 12:1 erforderlich, um den Innenraum der Lumina mit Evakuierungsdrucken von 0,4 Torr ohne Haltezeit der Evakuierungszeit zu sterilisieren.
In Beispiel 3 konnte der Innenraum des Lumens sterilisiert werden, wenn das Volumen des Trockenboosters (Adapter und Phiole) zu Volumen des Lumens 5:1 oder sogar 3:1 betrug, wenn der Druck auf 0,1 Torr reduziert und die Kammer auf 0,1 Torr für 20 min. evakuiert wurde. Ein Evakuieren der Kammer auf niedrigere Drucke für längere Zeiten ermöglicht deshalb, daß Trockenbooster mit geringeren Volumina im Verhältnis zu dem Volumen des Lumens beim Sterilisieren der Lumina wirksam sind.
Es wird angenommen, daß der Grund, daß sich die Sterilisationswirksamkeit mit längeren Evakuierungszeiten verbessert, darin liegt, daß die verlängerte Zeit der Exposition dem Vakuum gegenüber mehr Feuchtigkeit aus dem Lumen entfernt. Wenn weniger Feuchtigkeit vorhanden ist, kann mehr Wasserstoffperoxid in den Trockenbooster durch das Lumen gezogen werden.
In Beispiel 4 unten wurde ein Teflon^TM-Lumen von 1 mm × 2000 mm anstatt des Lumens von 1 mm × 500 mm aus rostfreiem Stahl von Beispiel 3 verwendet. Die Abhängigkeit der Sterilisationswirksamkeit von dem Evakuierungsdruck und der Evakuierungszeit wurde untersucht.
Beispiel 4 Abhängigkeit der Ergebnisse der Sterilität von dem Evakuierungsdruck, der Evakuierungszeit, dem Vorhandensein eines Trockenboosters und dem Volumenverhältnis von Trockenbooster zu Lumen mit einem Teflon^TM-Lumen (Anzahl an positiven Ergebnissen/Anzahl an Proben)
Selbst bei einem Verhältnis von Trockenbooster-Volumen zu Lumen-Volumen von 3:1 wurden alle biologischen Indikatoren in den Teflon^TM-Lumina von 1 mm × 200 mm mit Evakuierungsdrucken von 0,4 und 0,1 Torr sterilisiert. Wenn im Gegensatz dazu ein Lumen von 1 mm × 500 mm aus rostfreiem Stahl in Beispiel 3 sterilisiert wurde, wurden nicht alle biologischen Indikatoren sterilisiert, selbst mit einem Trockenbooster mit einem Volumen, das 5 mal größer war als das Lumen. Das Lumen aus rostfreiem Stahl war kleiner als das Teflon^TM-Lumen, und der Trockenbooster in den Experimenten zu dem Lumen aus rostfreiem Stahl wies ein höheres Volumen im Verhältnis zu dem Volumen des Lumens auf. Sowohl die kürzere Länge des Lumens aus rostfreiem Stahl als auch das größere Volumen des Trockenboosters in den Experimenten in Beispiel 2 sollten die Sterilisationswirksamkeit verbessert haben. Statt dessen war die Sterilisationswirksamkeit bei dem längeren Teflon^TM-Lumen und dem kleineren Trockenbooster in Beispiel 4 höher als bei dem Lumen aus rostfreiem Stahl in Beispiel 3.
Wenn weiterhin die Kammer auf 0,1 Torr für 20 min. evakuiert wurde, war eine Sterilisation des Teflon^TM-Lumens wirksam, selbst wenn das Verhältnis des Volumens des Trockenboosters (Adapter 20 und Phiole 30) im Verhältnis zu dem Lumen 10 so niedrig wie 2:1 war.
Es wird angenommen, daß die verbesserte Sterilisationswirksamkeit bei dem Teflon^TM-Lumen in Beispiel 4 darauf zurückzuführen ist, daß das Teflon^TM-Lumen mit dem Wasserstoffperoxid-Dampf weniger reaktiv ist. Die vergleichenden Ergebnisse aus den Beispielen 3 und 4 zeigen, daß Teflon^TM-Lumina leichter zu sterilisieren sind als Lumina aus rostfreiem Stahl.
Die Ergebnisse aus dem Beispielen 1 bis 4 zeigen, daß die Verwendung des „Trockenboosters" die Sterilisation des Innenraum von Lumina verstärken kann. Weiterhin variiert das Verhältnis des Volumens des „Trockenboosters" im Verhältnis zu dem Volumen des Lumens, das für eine Sterilisation des Innenraums des Lumens erforderlich ist, in Abhängigkeit von den Verfahrensbedingungen und der Art des zu sterilisierenden Lumens. Ein Volumenverhältnis von 12:1 war bei Evakuierungsdrucken von 0,4 Torr ohne Haltezeit bei einem Lumen aus rostfreiem Stahl erforderlich, wie in Beispiel 2 gezeigt. Wenn der Druck auf 0,1 Torr reduziert und die Evakuierungszeit auf 20 min. erhöht wurde, war ein Volumenverhältnis von 3:1 erforderlich, wie in Beispiel 3 gezeigt. Eine Sterilisation eines Teflon^TM-Lumens bei 0,1 Torr und 20 min. Evakuierungszeit war bei einem Trockenbooster-Volumen zu Lumen-Volumen von 2:1 wirksam, wie in Beispiel 4 gezeigt. Die Sterilisationswirksamkeit bei einem „Trockenbooster" hängt deshalb sowohl von den Verfahrensbedingungen als auch der Art des zu sterilisierenden Lumens ab. Wahlweise kann Plasma eingeführt werden, um die Sterilisation zu verstärken.
2 zeigt eine alternative Art des „Trockenboosters" mit einigen Verbesserungen gegenüber dem „Trockenbooster" aus 1. Der „Trockenbooster" aus 2 umfaßt einen Adapter 20 und eine Phiole 30, wie dies auf den „Trockenbooster" aus 1 zutrifft. Der in 2 gezeigte „Trockenbooster" umfaßt zusätzlich einen Durchflußwiderstand 40 zwischen dem Adapter 20 und der Phiole 30. Der Durchflußwiderstand 40 begrenzt den Durchfluß des anti-mikrobiellen Dampfes durch das Lumen 10, wodurch die Aufrechterhaltung der Druckdifferenz zwischen der Phiole 30 und dem Lumen 10 unterstützt wird.
Weiterhin umfaßt der in 2 gezeigte „Trockenbooster" ein Kontrollventil 50 an der Phiole 30. Das Kontrollventil 50 ermöglicht dem sich in der Phiole 30 befindenden Gas, aus der Phiole 40 direkt in die Sterilisationskammer freigesetzt zu werden, anstatt durch das Lumen 10 evakuiert werden zu müssen. Das Kontrollventil 50 reduziert deshalb die Zeitdauer, die erforderlich ist, um die Phiole 30 zu evakuieren.
Die Ausführungen des Trockenboosters und die Verfahren zum Sterilisieren von Vorrichtungen mit den Ausführungen des Trockenboosters machen verbesserte Verfahren zum Sterilisie ren des Innenraums von Lumina ohne die Notwendigkeit, Booster, die anti-mikrobielle Lösungen enthalten, anzufügen, verfügbar.
Die gesteigerte Sterilisationswirksamkeit mit dem Trockenbooster beruht wahrscheinlich auf dem inneren Volumen des Trockenboosters und der anfänglichen Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Trockenboosters. Das Volumen und der Druck wirkt als eine Antriebskraft, um den Fluß eines keimtötenden Mittels in den Booster durch das Lumen zu veranlassen. Der Trockenbooster kann auch auf ein Flüssigphasenverfahren oder ein Verfahren bei einem Druck, der höher ist als atmosphärischer Druck, angewendet werden, indem ein Druck geschaffen wird, der außerhalb des Boosters höher ist als innerhalb des Boosters. Die Menge des Flusses des keimtötenden Mittels in den Booster kann durch das Volumen des Boosters gesteuert werden. Das Flüssigkeits-, Gas- oder Dampfverfahren kann gesteigert werden, indem der Druck in dem Booster und dem Lumen reduziert wird, bevor das keimtötende Mittel eingeführt wird.

Claims

Verfahren zum Verstärken der Wirksamkeit der Sterilisation eines Lumens (10), wobei das Lumen ein inneres Volumen einschließt, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Anfügen eines Trockenboosters (30) an einem ersten Ende des Lumens (10), wobei der Trockenbooster ein inneres Volumen einschließt, wobei das innere Volumen des Trockenboosters mindestens zweimal so groß ist wie das innere Volumen des Lumens, und wobei der Trockenbooster keine Flüssigkeit enthält; Unterbringen des Lumens (10) und des Trockenboosters (30) in einer Kammer, wobei die Kammer unter einem Druck steht; Einführen eines keimtötenden Mittels in die Kammer; Schaffen eines Drucks, der außerhalb des Trockenboosters (30) höher ist als im Inneren des Trockenboosters; Fließenlassen des keimtötenden Mittels aus der Kammer in den Trockenbooster (30) durch das Lumen (10); und Sterilisieren des Lumens (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trockenbooster (30) einen Adapter (20) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trockenbooster (30) ein Gefäß umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trockenbooster (30) einen Durchflußwiderstand umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trockenbooster (30) ein Kontrollventil umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lumen (10) ein Kunststoff-Lumen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lumen (10) ein Metall-Lumen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das innere Volumen des Trockenboosters (30) mindestens dreimal so groß ist wie das Volumen des Metall-Lumens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiterhin ein Reduzieren des Drucks in der Kammer umfaßt, wodurch der Trockenbooster (30) evakuiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Druck in der Kammer unter den Dampfdruck des keimtötenden Mittels reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren weiterhin ein Belüften der Kammer umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren weiterhin ein Erzeugen eines Plasmas in der Kammer umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Schritt wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das keimtötende Mittel eine Flüssigkeit, ein Dampf oder ein Gas ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das keimtötende Mittel Wasserstoffperoxid, Ethylenoxid, Peroxyessigsäure, Chlordioxid oder Formaldehyd umfaßt.