Brevet FR2910330A1 — publié le 20080627

La présente invention concerne un indicateur de stérilisation, utilisable en particulier pour la stérilisation d'instruments médicaux ou chirurgicaux, notamment à usage dentaire, à l'aide d'un plasma de post-décharge obtenu à partir d'un gaz à base d'azote et/ou d'oxygène. La stérilisation consiste à détruire, dans une proportion donnée, un nombre significatif de microorganismes, virus ou protéines pathogènes présents à la surface, interne ou externe, des objets à traiter. On remarquera que l'adjectif stérile est un terme absolu, mais l'assurance qu'un objet est stérile, c'est-à-dire exempt de microorganismes, est une fonction de probabilité. Le niveau d'assurance de stérilité SAL (Sterility Assurance Level en langue anglaise) d'un produit est défini comme la probabilité qu'une unité donnée quelconque est non stérile après l'exposition à un procédé de stérilisation validé. Ainsi, pour qu'un produit soit considéré comme stérile au regard de la norme européenne EN556, il doit posséder un niveau d'assurance de stérilité de 10-6, c'est-à-dire que la probabilité théorique d'isoler un microorganisme doit être inférieure à 1 pour 106. On connaît différents procédés de stérilisation, 25 parmi lesquels des procédés chimiques et physiques. Parmi les procédés chimiques de stérilisation, on peut citer les procédés faisant appel à des gaz tels que l'oxyde d'éthylène, le formaldéhyde ou le peroxyde d'hydrogène. Ces procédés présentent toutefois 30 l'inconvénient de requérir une période importante de désorption incompatible avec une disponibilité rapide des 2910330 - 2 instruments à traiter. En outre, ces gaz sont toxiques et irritent la peau et les muqueuses. Les procédés physiques comprennent notamment la stérilisation en phase vapeur, dans un autoclave sous 5 l'action de la température et de la vapeur ; la stérilisation à chaud par voie sèche ; la radiation par faisceaux d'ions ou rayons gamma, utilisée sur des objets qui ne peuvent être stérilisés sous l'action de la chaleur ou par voie chimique ; ou encore la filtration, à 10 l'aide de filtres aptes à séparer les micro-organismes. Ces procédés impliquent généralement des températures élevées, souvent supérieures à 100 C. Du fait de l'utilisation croissante de matériaux thermosensibles, comme les matériaux à base de polymères, 15 dans les objets médicaux, il est apparu souhaitable de développer des procédés de stérilisation à basse température, et notamment à des températures inférieures à 70 C. On a ainsi développé des procédés de stérilisation à 20 l'aide d'un plasma, fonctionnant à des températures permettant de ne pas détériorer les matériaux thermosensibles. On connaît par exemple de la demande WO 00/72889 un procédé de stérilisation mettant en oeuvre un plasma à base d'oxygène et d'azote. La demande FR 2 856 600 décrit quant à elle un procédé de stérilisation à l'aide d'un plasma de post-décharge émanant d'un plasma constitué exclusivement d'azote, tandis que la demande FR 2 879 933 utilise un plasma de post-décharge émanant d'un plasma constitué d'hydrogène et d'azote. De nombreux procédés de 2910330 - 3 stérilisation utilisent ainsi un gaz à base d'azote ou d'oxygène pour la préparation du plasma. Pour la validation des stérilisateurs, on utilise des indicateurs de stérilisation, qui permettent de 5 contrôler un ou plusieurs paramètres essentiels du procédé de stérilisation. On a développé à cet effet trois types d'indicateurs de stérilisation : les indicateurs physiques, chimiques et biologiques. Les indicateurs de stérilisation pour des procédés 10 mettant en oeuve un plasma sont encore peu développés. On connaît des documents US 6,659,036, WO 98/46279, JP 2005111154 et JP 2004298479, des indicateurs de stérilisation relatifs à des procédés utilisant des plasmas. Toutefois, ces documents ne concernent pas des 15 plasmas à base d'azote et/ou d'oxygène. Il apparaît ainsi nécessaire de disposer d'indicateurs de stérilisation, permettant d'évaluer au moins un paramètre du procédé de stérilisation, pour des procédés de stérilisation mettant en oeuvre un plasma de 20 post-décharge obtenu à partir d'un gaz comprenant de l'azote N2 et/ou de l'oxygène 02. La demanderesse a développé un indicateur de strérilisation permettant d'atteindre cet objectif. En particulier, l'indicateur selon l'invention permet 25 d'indiquer la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma de post-décharge. L'indicateur de stérilisation selon l'invention, utilisable dans un dispositif de stérilisation, comprend : 2910330 - 4 un composé du type chauffant lorsqu'il est mis en contact avec des atomes d'oxygène 0 et/ou d'azote N, notamment ceux présents dans un plasma de post-décharge obtenu à partir d'un gaz comprenant de l'oxygène 02 et/ou 5 de l'azote N2, et - un colorant thermochromique, en contact thermique avec le composé. Par en contact thermique avec le composé au sens de l'invention, on entend que le colorant est disposé par l0 rapport au composé de façon à ce qu'un échauffement du composé provoque une élévation de température du colorant. Le composé est de préférence sous forme de poudre, de particules, de fils ou de fibres, afin d'assurer une 15 surface de contact élevée entre le composé et le colorant, et donc de favoriser l'échange thermique. Le composé comprend de préférence au moins un métal. En effet, la recombinaison atomique de surface des atomes d'azote N ou d'hydrogène H, qui est exothermique, est 20 favorisée en présence de surfaces métalliques. La probabilité de recombinaison atomique des atomes d'azote N ou d'oxygène O est en effet importante sur les surfaces métalliques. Cette réaction étant exothermique, l'énergie de réaction de la recombinaison est en partie transférée 25 au métal. Le métal du composé peut être choisi parmi le cuivre, le titane, les aciers, l'aluminium, et leurs alliages. On utilise de préférence le cuivre et ses alliages. 2910330 - 5 Le colorant thermochromique peut être réversible ou irréversible. Un colorant thermochromique est un colorant qui change de couleur sous l'action de la température. Il est irréversible lorsque la couleur obtenue sous l'action 5 de la température est permanente dans le temps et ne revient pas à la couleur d'origine. La nature réversible ou irréversible du colorant tehrmochromique sera choisie en fonction de l'utilisation souhaitée de l'indicateur. Si l'on souhaite suivre en 10 temps réel l'évolution de couleur du colorant et s'en servir à nouveau rapidement à l'issue de la stérilisation, on pourra employer un colorant thermochromique réversible. Si l'indicateur doit en revanche être stocké avec les appareils à stériliser en 15 vue de la vérification ultérieure des paramètres de stérilisation, on utilisera un colorant thermochromique irréversible. Le colorant sera choisi en fonction de la nature du composé et des paramètres du procédé de stérilisation. En 20 effet, l'élévation de température du colorant est fonction de la capacité du composé à s'échauffer au contact des atomes d'azote N et/ou d'oxygène O, ainsi que de la quantité d'atomes d'azote N et/ou d'oxygène O avec laquelle le composé est en mis contact. 25 Le composé et le colorant sont de préférence en contact avec un support, c'est-à-dire disposés sur et/ou dans le support. Le composé peut ainsi être disposé ou dispersé sur un support sur lequel on a disposé le colorant. Le composé peut aussi être disposé à 30 l'intérieur du support, par exemple par pulvérisation ou entrelacé sous forme de fibres dans le support. 2910330 - 6 On peut utiliser tout type de support, par exemple un support poreux, afin de faciliter la diffusion du colorant dans le support. Le support peut être sous forme de plaque, par 5 exemple en polymère ou en métal, sous forme de fibres, par exemple métalliques, naturelles ou chimiques, ou encore sous forme de matériaux, tissés ou non tissés. Le support peut notament être choisi parmi la cellulose, les tissus, les fibres, le coton, le papier, 10 le papier buvard. L'invention a également pour objet un procédé d'indication de la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma présent dans une chambre de post-décharge (plasma de post-décharge). Le procédé est 15 avantageusement mis en oeuvre dans une chambre de post-décharge d'un dispositif de stérilisation utilisant un plasma obtenu à partir d'un gaz comprenant de l'oxygène 02 et/ou de l'azote N2. Le procédé comprend successivement : 20 - la mise en contact avec le plasma d'un indicateur de stérilisation selon l'invention, et - la comparaison de la couleur du colorant de l'indicateur avec une couleur témoin. La couleur témoin est fixée en fonction des 25 paramètres employés lors du processus de stérilisation. Ainsi, en comparant la couleur du colorant à l'issue du procédé avec la couleur témoin, on pourra constater si l'indicateur selon l'invention a été soumis à la quantité souhaitée d'atomes d'azote N et/ou d'oxygène O. En effet, 30 l'échauffement du composé, et donc sa température, sont 2910330 - 7 proportionnels à la quantité d'atomes d'azote N et/ou d'oxygène O avec laquelle le composé est en contact. Comme la température atteinte par le composé fixe la couleur du colorant, la couleur observée est bien liée à 5 la quantité d'atomes d'azote N et/ou d'oxygène O avec laquelle le composé a été en contact. La comparaison de la couleur de l'indicateur selon l'invention avec l'indicateur témoin peut être réalisée visuellement, ou à l'aide de moyens automatiques de 10 comparaison, comme par exemple un spectrophotomètre. Pour définir si deux couleurs sont considérées comme identiques, on peut utiliser la relation de Kubelka-Munk et la variation de couleur selon le modèle CIE Lab (modèle de représentation des couleurs développé par le 15 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage)). D'après la relation de Kubelka-Munk, le rapport entre le coefficient d'absorption K du colorant et le coefficient de diffusion S du colorant est lié au coefficient de réflexion (3 comme suit : 20 K/S= (1-P)2/(2P) D'après le mode CIE Lab, la différence de couleur entre deux composés 1 et 2 est la suivante : AE*ab = ( (L*2- 1) 2+ (a*2-a*1) 2+ (b*2-b*1) 2) 1/2 (AL*2+Da*2+Ob*2) 1/2 25 relation dans laquelle L* est la luminance, a* représente la gamme de l'axe rouge->vert, et b* représente la gamme de l'axe jaune-> bleu. 2910330 -8 Pour que les couleurs de deux colorants soient considérés comme identiques, on peut ainsi imposer que AE*ab REVENDICATIONS 1. Indicateur de stérilisation (17), caractérisé en ce qu'il comprend : -un composé (21) du type chauffant lorsqu'il est mis en contact avec des atomes d'oxygène O et/ou d'azote N, et - un colorant thermochromique (19), en contact thermique avec le composé (21). 2. Indicateur (17) selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce que le composé (21) comprend au moins un métal. 3. Indicateur (17) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal est choisi parmi le cuivre, le titane, les aciers, l'aluminium et leurs 15 alliages. 4. Indicateur (17) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le métal est choisi parmi le cuivre et ses alliages. 5. Indicateur (17) selon l'une des revendications 1 20 à 4, caractérisé en ce que le composé (21) est sous forme de poudre, de particules, de fils ou de fibres. 6. Indicateur (17) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le composé (21) et le colorant (19) sont en contact avec un support (18). 25 7. Indicateur (17) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (18) est sous forme d'une plaque ou sous forme de fibres. 8. Indicateur (17) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (18) est choisi parmi la 2910330 - 19 - cellulose, les tissus, le coton, le papier, le papier buvard. 9. Indicateur (17) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le colorant (19) est un 5 colorant thermochromique irréversible. 10. Indicateur (17) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend : - une première partie (22), comprenant un composé (21) du type chauffant lorsqu'il est mis en contact avec des 10 atomes d'oxygène O et/ou d'azote N, et un colorant thermochromique (19), en contact thermique avec le composé (21), et - une deuxième partie (23), comprenant un colorant thermochromique (19), et ne comprenant pas de composé 15 (21) du type chauffant lorsqu'il est mis en contact avec des atomes d'oxygène O et/ou d'azote N. 11. Utilisation d'un indicateur (17) selon l'une des revendications 1 à 10 dans un dispositif de stérilisation. 20 12. Utilisation selon la revendication 11, pour l'indication de la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma de post-décharge. 13. Utilisation selon la revendication 10, pour indiquer en outre la température dans une chambre (4) de 25 post-décharge. 14. Procédé d'indication de la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma présent dans une chambre (4) de post-décharge, caractérisé en ce qu'il comprend successivement : 2910330 - 20 - - la mise en contact avec le plasma d'un indicateur de stérilisation (17) selon l'une des revendications 1 à 9, et - la comparaison de l.a couleur du colorant (19) de 5 l'indicateur (17) avec une couleur témoin. 15. Procédé d'indication a) de la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma présent dans une chambre (4) de post-décharge, et b) de la température dans la chambre (4) de post-décharge, l0 caractérisé en ce qu'il comprend successivement : - la mise en contact avec le plasma d'un indicateur de stérilisation (17) selon l'une des revendications 1 à 9, - la comparaison de la couleur du colorant (19) de l'indicateur (17) avec une première couleur témoin, 15 caractéristique d'une température de référence dans la chambre (4), et - la comparaison de la couleur du colorant (19) de l'indicateur (17) avec une deuxième couleur témoin, caractéristique d'une quantité de référence d'atomes 20 d'oxygène O et/ou d'azote N. 16. Procédé d'indication a) de la présence d'atomes d'oxygène O et/ou d'azote N dans un plasma présent dans une chambre (4) de post-décharge, et b) de la température dans la chambre de post-décharge, 25 caractérisé en ce qu'il comprend successivement : - la mise en contact avec le plasma d'un indicateur de stérilisation (17) selon la revendication 10, et - la comparaison des couleurs des colorants (19) de la première (22) et la deuxième partie (23) de l'indicateur 30 (17) avec deux couleurs témoins.