METHOD OF STERILIZING MEDICAL ARTICLES, ESPECIALLY DENTAL ARTICLES

Abstract: 1. Apparatus for sterilising medical articles, in particular dental articles (3), such as manual instruments or the like, using a radiator (8) which emits high energy radiation, preferably an IR- or microwave-radiator, and a liquid, vapour-forming reaction medium (4), characterised in that there is provided a relatively small receiving container (2) for the articles (3) which are to be sterilised and a further container (2b) which is connected to the receiving container, accommodates the reaction medium (4), and has a very small container volume in comparison with the volume of the receiving container ; and that the further container (2b) is arranged in the region of highest energy density of the radiator (8, 13) which serves to vaporize the reaction medium (4).

Description: Vorrichtung zum Sterilisieren von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sterilisieren von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen Gegenständen, wie Handinstrumenten od.dgl. Die im medizinischen Bereich zum Sterilisieren von Gegenständen, wie Handinstrumenten, Werkzeugen od.dgl. verwendeten Heissdampfsterilisatoren (Autoklaven) bedingen, unter anderem wegen des relativ grossen Kammervolumens, relativ lange Erwärmungs- und Abkühlzeiten. Der für eine Sterilisation anzusetzende Zeitaufwand ist deshalb und insbesondere dann, wenn nur wenige Gegenstände, z.B. nur die für eine Behandlung gebrauchten Instrumente, sterilisiert werden sollen, unangemessen hoch. Ausserdem ist der apparative Aufbau eines solchen Autoklaven relativ aufwendig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die einfacher aufgebaut ist und mit der die Sterilisationszeit im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich reduziert werden kann. Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein relativ kleiner Aufnahmebehälter für die zu sterilisierenden Gegenstände und ein mit diesem in Verbindung stehender, ein flüssiges Reaktionsmedium aufnehmender weiterer Behälter mit einem im Vergleich zum Volumen des Aufnahmebehälters sehr kleinen Behältervolumen vorgesehen sind, ünd dass der weitere Behälter im Bereich höchster Energiedichte eines das Reaktionsmedium verdampfenden Strahlers, vorzugsweise eines IRoder Mikrowellenstrahlers, angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Mikrowellenstrahlers. Es wurde herausgefunden, dass mit Hilfe der Mikrowellenenergie auch solche Mikroorganismen sicher abgetötet werden können, die an sich nicht flüssigkeitsgefüllt sind, z.B. solche, wie sie in Sporenbildnern anzutreffen sind, wenn dazu eine dampfbildende Flüssigkeit als Reaktionsmedium verwendet wird, die von den zu sterilisierenden Gegenständen getrennt in einem zweiten Behältnis bereitgestellt ist. Es wurde weiterhin herausgefunden, dass die normalerweise bei Einwirkung von Mikrowellenenergie auf Metallteile bestehende Funkenstreckenbildung an Stosskanten, Trennfugen usw., die eine Oberflächenzerstörung des zu sterilisierenden Gegenstandes zur Folge haben würde, bei Einsatz einer solchen dampfbildenden Flüssigkeit vermieden wird. Die ausserdem normalerweise nicht in Fugen und Ritzen eindringenden und dadurch die dort befindlichen Mikroorganismen nicht abtötenden Mikrowellen führen in Verbindung mit dem Reaktionsmedium jedoch zu dem gewünschten Erfolg. Das Sterilisiergut wird ausserhalb des vom Strahler erzeugten Feldes gehalten;diese Teile werden also nur von dem in dem weiteren Behälter erzeugten Dampf beaufschlagt Hält man den Behälter zur Aufnahme der zu sterilisierenden Gegenstände, also den Sterilisationsraum, so klein wie möglich(vorteilhafterweise in der Grösse,die der Aufnahme nur eines oder nur einiger weniger zu sterilisierender Gegenstände entspricht),dann ist die zur Dampferzeugung erforderliche Flüssigkeitsmenge relativ klein,wodurch eine extrem kurze Aufheizzeit erzielt wird. Im gleichen Masse verkürzt sich dann auch die Abkühlzeit. Bei einer Behältergrösse von etwa > - 50 ml zur Aufnahme des Sterilisiergutes,einer Reaktionsmediumsmenge von ca. 4ml und einer Strahlerleistung von etwa 500 Watt ist mit der vorgeschlagenen Vorrichtung eine Sterilisation in wenigen Minuten möglich. Durch die Wahl geeigneter Reaktionsmedien mit unterschiedlichen Siedepunkten kann eine rasche und sichere, auf das betreffende Material abgestellte Sterilisation erreicht werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Prinzipdarstellung im Schnitt, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 11/11 in Fig. 1, Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Vorrichtung ebenfalls in einer Prinzipdarstellung teilweise im Schnitt, Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel vom Behälter zur Aufnahme der zu sterilisierenden Gegen stände und des Reaktionsmediums, Fig. 5 einen Einlegebeutel mit Reaktionsflüssigkeit. Die erfindungsgemässe Vorrichtung enthält einen in einem Gehäuse 1 leicht herausnehmbar gehalterten,flaschenförmig ausgebildeten Behälter 2,der durch seine Formgebung einen ersten Behälterabschnitt 2a zur Aufnahme der zu sterilisierenden Gegenstände, z.B. eines mit 3 bezeichneten zahnärztlichen Instruments,und einen zweiten Behälterabschnitt 2b im flaschenhalsartig sich stark verjüngenden Teil zur Aufnahme eines flüssigen Reaktionsmediums 4 bildet. Der Aufnahmcbeliälter 2a ist nach oben hin durch einen Schraubdeckel 5 mit dazwischengelegter Dichtung 6 druckfest abgeschlossen, nach unten hin zum Behälterabschnitt 2b über einen gelochten Einsatz 7 für einen Dampfdurchtritt offen. Der Einsatz 7 verhindert, dass insbesondere kleinere zu sterilisierende Gegenstände in den unteren Behälterabschnitt 2b mit der Reaktionsflüssigkeit fallen können. Im Gehäuse, in das der untere Behälterabschnitt 2b eintaucht, sind eine Strahlungsquelle in Form eines stabförmigen Infrarotstrahlers 8 sowie ein elliptischer Reflektor 9 angeordnet. Der flaschenhalsförmige Behälterteil 2b zur Aufnahme des Reaktionsmediums 3 befindet sich im ersten Brennpunkt (Pos. 10) des im Querschnitt elliptisch ausgebildeten Reflektors 9 (vgl. Fig. 2), in dessen zweitem Brennpunkt (Pos. 11) der stabförmige IR-Strahler 8 angeordnet ist. Wie durch einige, mit Pfeilen versehene Strahlungslinien angedeutet, wird durch die spezielle Anordnung eine sehr hohe Strahlungsverdichtung im Bereich des Behälters 2b erzielt, der zu einer sehr raschen Verdampfung des Reaktionsmediums führt. Zweckmässigerweise entspricht die Höhe des Reflektors 9 in etwa der Höhe des Behälterabschnittes 2b, in dem sich das Reaktionsmedium befindet. Der Reflektor 9 besteht vorteilhafterweise aus dünnwandigem Material mit geringer Wärmekapazität und kann, wie in Fig. 1 mit der Pos. 12 angedeutet, mit einem gut reflektierenden Belag, z.B. mit einer Goldbeschichtung, versehen sein. Die Länge des stabförmigen IR-Strahlers 8 ist vorteilhafterweise nur geringfügig kleiner als die Bauhöhe des Reflektors, wodurch ein möglichst grosses Feld erzeugt wird. Bei einem angenommenen Volumen des Aufnahmebehälters 2a für das zu sterilisierende Gut von etwa 50 ml und einem VoAu- men von etwa 4 ml für den Behälterabschnitt 2b genügt eine Strahlerleistung von etwa 500 Watt. Der Infrarotstrahler kann direkt mit Netzspannung betrieben werden. Um eine möglichst verlustlose Umsetzung der Energie zu erzielen, besteht wenigstens der Behälterabschnitt 2b zur Aufnahme des Reaktionsmediums aus einem Werkstoff mit guter Infrarotdurchlässigkeit, z.B. aus Glas. Vorteilhafterweise ist die Strahlung des Infrarotstrahlers 8 spektral an die Absorption des verwendeten Reaktionsmediums angepasst, d.h. Absorption und Strahlungsintensitätskurven sind über den Strahlungsbereich gesehen etwa deckungsgleich. Als Reaktionsmedium können verschiedene Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische verwendet werden, die eine hohe Infrarotabsorption aufweisen, z.B. Wasser, Alkohole, usw. Die Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Hier ist anstelle des Infrarotstrahlers ein Mikrowellengenerator mit einem Magnetron15 vorgesehen. Das Magnetron 13 gibt Mikrowellenstrahlung über einen Auskoppelstutzen 14 in ein Gehäuse 15, welches als Hohlresonator dient. Dieser Hohlresonator ist im Bereich der höchsten Leistungsdichte, die empirisch ermittelt wird, mit einer Bohrung 16 von etwa 8 bis 10 mm Durchmesser versehen, durch die hindurch in den Hohlresonator der Behälterabschnitt 2b mit dem Reaktionsmedium ragt. Unter Einwirkung der Mikrowellenenergie siedet das Reaktionsmedium und geht in Damp±phase über. Am noch kalten Sterilisationsgut und an den Innenwandungen des Behälters 2 kondensiert dann das Medium wieder und tropft schliesslich wieder zurück in den Behälterabschnitt 2b. Der gesamte Behälter 2 ist im Gehäuse 15 also leicht hérÅausne-hm-bar g-ehÅaltert. Das Gehäuse 15 kann mehrere Öffnungen 16 zur Aufnahme mehrerer Aufnahmebehälter 2 aufweisen, so dass mehrere Behälter gleichzeitig beaufschlagt werden können. Der Behälter 2 kann so ausgebildet sein, dass er als Aufbewahrungsbehälter dienen kann; denkbar ist jedoch auch, ihn ortsfest am Gehäuse zu befestigen und das zu sterilisierende Gut in gasdurchlässige Folienschläuche eingeschweisst in den Behälter zu geben. Die Leistung des Magnetron beträgt etwa 500 Watt, bezogen auf das eingangs bereits angegebene Aufnahmevolumen für den Behälter. Die Schaltung kann vorteilhafterweise so gestaltet sein, dass die Mikrowellenleistung nach Erreichen der restlosen Verdampfung des Reaktionsmediums reduziert, z.B. auf die Hälfte herabgesetzt wird. Eine hierzu erforderliche Abtastung kann entweder fotöelektrisch erfolgen oder über den Dampfdruck. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Behälters 2 zur Aufnahme des zu sterilisierenden Gegenstandes und der Reaktionsflüssigkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Die Behälterabschnitte 2a, 2b sind dort durch eine Schraubverbindung 17 miteinander verbunden. Dazwischen angeordnet und durch die Schraubverbindung 17 eingespannt ist eine Trennfolie 18. Das Material der Trennfolie ist so gewählt, dass bei einem bestimmten Dampfdruck, in der Regel zwischen 1,5 und 5 bar, die Folie platzt und der Dampf sich dann explosionsartig im Behälterabschnitt 2a, in dem sich das Instrument 3 befindet, ausbreiten kann. Ein wesentlicher Vorteil dieser Lösung ist, dass eine äusserst kurze, aber sehr kräftige Beaufschlagung mit einer sehr hohen kinetischen Energie gegeben ist, wodurch, wie Versuche gezeigt haben, eine besonders gute Keimabtötung bewirkt wird. Anstelle die Reaktionsflüssigkeit 4 in den Behälterabschnitt 2b einzufüllen, kann auch das Reaktionsmedium in gleichmässigen Portionen in Beuteln abgepackt werden. Fig. 5 zeigt einen solchen Beutel. Der Beutel 19 besteht aus durchsichtigem Plastik, hat ein Volumen von etwa 2 bis 10 cm3 und ist bis zu etwa 60 % mit der Reaktionsflüssigkeit 4 gefüllt. Zweckmässigerweise ist der Beutel folienverschweisst. Der Beutel wird vor Verschraubung der beiden Behälterabschnitte 2a, 2b in den unteren Abschnitt 2b (Flaschenhals) eingelegt. Hierbei entfällt natürlich das Einlegen der zuvor beschriebenen Trennfolie 18. Besonders wirksam ist eine Sterilisation, wenn der obere Behälterabschnitt 2a nach Einlegen des Instruments 3 und Verschliessen des Behälterabschnittes mittels des Deckels 5 über einen Anschluss 20 und eine Leitung 21 an eine nicht dargestellte Unterdruckanlage angeschlossen wird und im Behälterabschnitt 2a ein Unterdruck von etwa 50 Torr erzeugt wird. Dies kann in einfacher Weise z.B. mittels einer Wasser- oder Luftstrahlpumpe erfolgen. Ein mit 22 bezeichnetes Rückschlagventil sorgt dafür, dass nach Abnehmen der Anschlussleitung 21 der Unterdruck im Behälterraum erhalten bleibt. Das zuvor beschriebene Verfahren des schlagartigen Ausbreitens des Reaktionsmediums in der Dampfphase, wenn ein bestimmter Dampfdruck erreicht wird, in Verbindung mit dem im Behälterabschnitt 2 erzeugten leichten Unterdruck, führt zu einer besonders intensiven Sterilisation, insbesondere weil der sich schlagartig ausbreitende Dampf durch den vorhandenen Unterdruck praktisch in jede kleinste Spalte eingesaugt wird. Die erfindungsgemäss vorgestellte Vorrichtung kann wegen ihres raumsparenden Aufbaus überall in der medizinischen Praxis, z.B. in bakteriologischen, hygienischen oder chemischen Labors, eingesetzt werden; eine besonders vorteilhafte Anwendung liegt in der zahnärztlichen Praxis.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Sterilisieren von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen Gegenständen, wie Handinstrumenten od.dgl., d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein relativ kleiner Aufnahmebehälter (2a) für die zu sterilisierenden Gegenstände (33 und ein mit diesem in Verbindung stehender, ein flüssiges Reaktionsmedium (4) aufnehmender weiterer Behälter (2b3 mit einem im Vergleich zum Volumen des Aufnahmebehälters sehr kleinen Behältervolumen vorgesehen sind, und dass der weitere Behälter (2b) im Bereich höchster Energiedichte eines das Reaktionsmedium (4) verdampfenden Strahlers (8, 13), vorzugsweise IRoder Mikrowellenstrahlers, angeordnet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein zu seinem einen Ende hin stark verjüngend ausgebildeter Behälter (2) vorgesehen ist, der einen oberen Behälterabschnitt (2a) zur Aufnahme der zu sterilisierenden Gegenstände (3) und einen mit dem oberen in Verbindung stehenden unteren Behälterabschnitt (2b) zur Aufnahme des Reaktionsmediums (4) bildet, wobei der sich verjüngende Teil des Behälters den unteren Abschnitt (2b3 bildet. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Behälter (2) flaschenartig geformt ist, wobei der flaschenhalsförmige Teil den untenliegenden Behälterabschnitt (2b) zur Aufnahme des Reaktionsmediums (4) bildet. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Aufnahmebehälter (2a) und weiterer Behälter (2b) eine in einem den Strahler (8, 13) aufr,eLmenden Gehäuse (1, 15) leicht entnehmbar gehalterte Einheit bilden. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse (1, 15) mehrere deckseitige Öffnungen (16) zur Aufnahme der das Reaktionsmedium aufnehmenden Behälterabschnitte (2b) von mehreren Behältern (2) enthält. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aufnahmebehälter (2a) zur Aufnahme von im wesentlichen nur einem Handinstrument (5) ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Strahler ein IR-Strahler (8) vorgesehen ist und der das Reaktionsmedium aufnehmende Behälterabschnitt (2b) im ersten Brennpunkt (10) eines elliptischen Reflektors (9) liegt, in dessen zweitem Brennpunkt (11) der IR- Strahler (8) angeordnet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Infrarotstrah ler (8) stabförmig ausgebildet ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reflektor (9) eine Bauhöhe aufweist, die zumindest der Bauhöhe des Behälterabschnittes (2b) zur Aufnahme des Reaktionsmediums entspricht. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Innenseite des Reflektors (9) mit einem gut reflektierenden Belag (12), z.B. mit einer Goldbeschichtung, versehen ist. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reflektor (9) aus diillnwandigem Material mit geringer Wärmekapazität hergestellt ist. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens der zur Aufnahme des Reaktionsmediums dienende Behälterabschnitt (2b) aus einem Werkstoff mit guter Infrarotdurchlässigkeit, vorzugsweise aus Glas, besteht. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Reaktionsmedium (4) eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch verwendet ist, das eine hohe Infrarotabsorption aufweist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Strahlung des Infrarotstrahlers (8) spektral an die Absorption des Reaktionsmediums (4) angepasst ist. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Strahler ein Mikrowellen-Generator (13) vorgesehen ist, der über einen Auskoppelstutzen (14) mit einem als Hohlresonator dienenden Gehäuse (15) verbunden ist, in das der das Reaktionsmedium (4) aufnehmende Behälterabschnitt (2b) eintaucht. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Behälterabschnitte (2a, 2b) durch einen Schnellverschluss, z.B. eine Verschraubung (17) miteinander verbunden sind und dazwischen eine die beiden Räume gegeneinander verschliessende Trennfolie (18) angeordnet ist, welche so ausgebildet ist, dass sie bei einem definierten Dampfdruck des Reaktionsmediums (4) im Behälterabschnitt (2b), vorzugsweise bei einem Dampfdruck von 1,5 bis 5 bar, platzt und so einen explosionsartigen Übertritt des Reaktionsmediums (4) vom Behälterabschnitt (2b) in den Behälterabschnitt (2a) ermöglicht. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass das Reaktionsmedium (4) in einem Beutel (19) eingefüllt ist, der in den Behälterabschnitt (2b) eingelegt wird, und dass der Beutel (19) so gestaltet ist, dass er bei einem definierten Dampfdruck, vorzugsweise bei 1,5 bis 5 bar, platzt und so einen explosionsartigen Übertritt des Reaktionsmediums (4) vom Behälterabschnitt (2b) in den Behälterabschnitt (2a) ermöglicht. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der die zu sterilisierenden Gegenstände (3) aufnehmende Behälterabschnitt (2a) mit einem Anschluss (20) an eine Unterdruckanlage versehen ist, mit dem im Behälterraum (2a) ein Unterdruck von etwa 1 bis.200 Torr erzeugt werden kann.

Inventors: HOHMANN, EUGEN
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: A61L2
IPC codes: A61L2, A61C19