MEDICAL ARTICLES FROM SYNTHETICS MATERIALS CONTAINING STERILIZATION INDICATORS

Abstract: 1. Medical equipment made of synthetic materials, more specifically one-way equipment, characterized in that they consist of polymers containing indicators for sterilization treatments.

Description: Medizinische Geräte aus Kunststoffen, die Indikatoren für Sterilisationsverfahren enthalten Die Erfindung betrifft medizinische Geräte aus Kunststoffen, insbesondere Einmalgeräte, die aus Polymeren bestehen, die Indikatoren für Sterilisationsbehandlungen enthalten. Bei der Herstellung medizinischer und sanitärer Artikel wie Vetbandstoffe, chirurgische Instrumente, Einmalartikel aus 1'unststoffen zur Verwendung im medizinischen Bereich ist es notwendig, dass diese im sterilisierten keimfreien Zustand an den Verbraucher geliefert erden und dass er, ohne sie noch einmal sterilisieren zu mussen, diese steril aus ihren Verpackungen entnehmen und anwenden kann. VerschLedene Sterilisationsmethoden sind bekannt, die sich jedoch wegen der unterschiedlichen thermischen Belast5arkeit der einzelnen Werkstoffe nicht wahllos auf alle Gegenstande übertragen lasse. Bei einer "klassischen" Sterilisationsmethode werden die Gegenstände in einem Autoklaven bei 120' C während 30 - 60 Minuten strömendem Wasserdam-pf ausgesetzt. Diese Dampfsterilisation ist einfach auszuführen, eignet sich aus ersic?'tlichen Gründen jedocEI nur für solche Gegenstände und Maferialien, dje unter den Sterilisationsbedingungen ihre Zusammensetzung, ihre Form, allgemein gesagt, ihren Genrauchs- wert beibehalttn. Textilien oder metallische Geräte sind als Beispiel hierfür zu nennen. In Fällen, wo wärmeempfindliche Produkte unter diesen Bedingungen nicht sterilisiert werden können, dies gilt z. B. für nur einmal zu -çerwendende Geräte aus Kunststoffen, die sich bei der Dampfsterilisation zur Unbrauchbarkeit verformen würden, müssen andere Sterilisationsverfahren herangezogen werden. Kunststoffe, vor allem thermoplastische Kunststoffe, sind nicht ausschliesslich, aber doch zum grossen Teil bei Temperaturen über 1000 C nicht mehr formstabil, und gerade die preiswerten Standardkunststoffe wie Polyäthylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylacrylate und Styrol-Copolymerisate werden zur Herstellung von medizinischen Einmalartikeln. eingesetzt. Alternative, auch im technischen Ablauf der Dampfsterilisation aus ökonomischen Gründen überlegene Sterilisationsmethoden sind die Sterilisation mit Äthylenoxid und die Sterilisation mit energiereicher Strahlung. Im Hinblick auf die Qualitätskontrolle, die Produkt- und Verbrauchersicherheit ist es unerlässlich, dass einem Sterilisationsvorgang unterworfene Gegenstande im weiteren Verlaufe bis zum Verbraucher in der einen oder anderen Form als sterilisiert erkannt werden können. Dies kann einmal dadurch geschehen, dass auf Einzel- oder Sainnelverpackungen ein schriftlicher Hinweis auf die erfolgte Sterilisation angebracht ist, der von dem interessierten und betroffene Personenkreis gelesen werden kann Bei der Sterilisation mit energiereicher Strahlung, z. B. Co 60-Strahlung, ist e üblich, dass die Wirkung dieser Strahlung auf radiochrome Farbstoffe oder Pigmente genutzt wird, wobei aus den Farbstoffen durch Radiolyse anders gefärbte chemische Verbindungen entstehen. Zur Anzeige einer erfolgten Strahlen sterilisat.on werden aemgem-S z. B. Klebeetiketten in gelber Farbe auf Verpackungen angebracht, die nach der üblichen Bestrah luncsdosis von 2,5 Mrad nach rot verfärbt sind. In diesem Fall sind die visuell leicht identifizierbaren roten Etiketten der Eeleg für eine erfolgte Scerilisierung. Ein anderes übliches Verfahren geht von der Beobachtung aus, dass Halogen enthaltende Polymere wie Vinylchlorid- oder Vinylidenchloridpolymerisate oder niedrigmolekulare,nicht flüchtige halogenhaltige Substanzen wie chlorierte Paraffine unter dem Ein fluss energiereicher, ionisierender Strahlung die entsprechende Halogensäure, z.B. Chlorwasserstoffsäure (HCl) bilden und dadurch die Farbe eines säureempfindlichen Farbstoffes, z.B. eines in der chemischen Analytik üblichen Titrationsindikators, verändert werden kann. Dementsprechend werden für strahlungsempfindliche, in der Farbe sich verändernde Indikatoren halogenhaltige und Halogenwasserstoff abspaltende Verbindungen mit einem auf Halo genwasserstoffsäure unter Farbänderung reagierenden Farbstoff kombiniert. vine unter den Steri1isation.bedingungan sich ergebeMeFarb- änderung wird eSenfalAs bei der Damprste=ilisation mittels irreversibel sich ändernden tnermochromen Farbstoffen und auch bei der Sterilisation mit Athylenoxid werden chemisch ausgelöste Farbreaktionen als Sterilisationsindikator angewendet. Als Beispiel für den Stand der Technik sei die DE-OS 29 29 582 genannt. Die DE-OS 29 29 582 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sterilisierbaren Verpackungen, insbesondere für Gegenstände zur Anwendung im medizinischen Bereich, bei dem ein aus keim-, flüssigkeits- und gasdichtem Werkstoff bestehender Verpackungsteil mit einem aus keimdichtem, jedoch gas- und/oder dampfdurchlässigen Werkstoff bestehenden Verpackungsteil verbunden, z.B. verschweisst wird, und der gas- und/oder dampfdurchlässige Verpackungsteil vor oder nach der Verbindung mit dem undurchlässigen Verpackungsteil zumindest auf einer an der verschlossenen Verpackung von aussen sichtbaren Fläche mit einer Indikatorfarbe versehen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass. als Indikatorfarbe eine solche verwendet wird, die sich bei Berührung mit Feuchtigkeit bleibend verändert. Bei industriell durchgeführten Sterilisationen medizinischer Einmalgeräte, d4e, wie erwähnt, vorwiegend aus thermolabilen Kunststoffen gefertigt sind, werden diese vorwiegend auf selbstklebenden Substraten aufgebrachten Indikatoren z. B. als Etiketten oder Klebebandabschnitte auf die Einzel- oder Sammelverpackung extrahiert und in d-n Ors.anismus gebracht werden können. Als Beispiele dafür waren vor der Verwendung zu entfernonde Schutzkappen von Einmalgeräten oder Durc1iflussreglur bei Infussons- oder Transfusionsgeräten zu nennen. Es besteht daher ein Bedürfnis, medizinische Geräte und insbesondere medizinische Einmalgeräte und auch einzelne medizinische Geräte aus Sammelpackungen so zu kennzeichnen, dass eine an diesen Geräten durchgeführte Sterilisationsbehandlung einwandfrei und dauerhaft angezeigt wird. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, medizinische Geräte zu schaffen, bei denen eine durch Wärmeeinwirkung, durch Einwirkung energiereicher Strahlung oder durch Einwirkung keimtötender gasförmiger Agentien durchgeführte Sterilisationsbehandlung dauerhaft und sicher angezeigt wird. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäss zur Verfügung gestellten medizinischen Geräte gelöst. Die Erfindung betrifft demnach medizinische Geräte aus Kunststoffen, insbesondere Einmalgeräte aus Kunststoffen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie aus Polymeren bestehen, die Indikatoren für Sterilisationsbehandlungen enthalten. Im Prinzip können alle Indikatoren verwendet werden, die eine deutliche, unterscheidbare Farbänderung ergeben. Insbesondere sind die thermochromen oder radiochromen oder chemisch reagierenden Farbindikatoren geeignet. Bevorzugt werden Indikatoren, die vor der Sterilisation farblos und nach der Sterilisation farbig erscheinen. Weiterhin bevorzugt sind Indikatorsubstanzen, die in Abhängigkeit von der Sterilisationsart einen unterschiedlichen Farbton er geben und damit später einen Hinweis auf die angewandte Sterilisationsmethode zulassen. Beispiele für Sterilisationsbehandlungen sind die üblichen Verfahren der Dampfsterilisation, der Strahlensterilisation z.B. mit Kobalt-60 oder der Äthylenoxidsterilisation. Erfindungsgemäss werden den zur Herstellung der aus Kunststoffen bestehenden Einmalgeräte verwendeten Werkstoffen, d.h. den polymeren Massen, Indikatoren zugegeben und diese als Zuschlagstoffe in die Werkstoffe eingearbeitet, so dass sie bei einem Sterilisationsvorgang durch die Einwirkung des sterilisierenden, die lebenden und vermehrungsfähigen Mikroorganismen abtötenden Agens eine Farbänderung erleiden. Damit wird auch die Farbe der damit ausgerüsteten Konstruktionsteile bleibend so verändert und je nach Art und Funktion des Konstruktionsteils bis zur oder auch bis nach der Anwendung erkennbar, dass es einer Sterilisation unterworfen war. Aus toxikologischen Gründen wird man toxikologisch nicht geprüfte Substanzen bzw. deren Folgeprodukte nur in solchen Teilen als zulässig erachten, die mit dem Körper eines Patienten nicht in Kontakt kommen oder aus denen diese Reaktionsprodukte nicht extrahiert und in den Organismus gebracht werden können. Als Beispiele dafür wären vor der Verwendung zu entferndende Schutzkappen von Einmalgeräten oder Durchflussregler bei Infusions- oder Transfusionsgeräten zu nennen. Radiochrome oder thermochrome oder chemisch reagierende Farbindikatoren sind allgemein bekannt. Bekannt sind eine reichliche Zahl radiochromer Farbstoffe, die, auch in Abhängigkeit von der Grösse der Strahlungsdosis, Farbänderungen unterliegen. Die üblicherweise zw oxidativen und chemischen Stabilisierung von Polyolefinen (Polyäthylen, Polypropylen) empfohlenen phenolischen Stabilisatoren (Anti oxidantien ) der allgemeinen Formel EMI6.1 in der R1 , R2 und R3 Substituenten in 2-, 4- und 6-Stellung sind, unterliegen bei Einwirkung energiereicher Strahlung einer Reaktion, bei der durch Oxidation entstehende, im sichtbaren Teil des Spektrums absorbierende, chromophore aromatische Farbstoffmoleküle gebildet werden. Diese Farb änderung kann als Indiz für eine erfolgte Strahlen sterilisation dienen. Für die Anwendung unter Halogenwasserstoffabspaltung verwendbare Indikatoren sind prInzipiell alle chemischen Verbindungen, die beim Übergang vom basischen oder neutralen in den saurenpH-Bereich einen deutlich erkennbaren Farbumschlag haben. Derartige Verbindungen sind nach der GB-PS 920 689 Dimethylgelb (p-dimethylamino-azo-benzol), Phenyl-2-azo-1 -naphtylamin, Methylrot (p-dimethylamino-a s-benzolkarbonsäure), Congorot (pp' -diphenylen-bis-2-azo-naphtylamin-4-sulfonsäure) und Thymolblau (sulfonierter Triphenylmethanfarbstoff). Weitere nützliche Indikatorfarbstoffe sind auch in dem Katalog Reagenzien Diagnostica Chemikalien der E. Merck, Darmstadt, 1978, Teil 3, S. 24, angegeben. Weiterhin sind Indikatoren im Sinne der Verfahrensweise für Ethylenoxid bekannt, die unter dessen Einwirkung und Reaktion sich farblich verändern. Das US-Patent 3 852 034 beschreibt die Verwendung von para-Rosanilinhydrochlorid in einem Puffersystem. Der Farbumschlag bei Einwirkung von Äthylenoxid erfolgt von rot nach blau. In der US-PS 4 094 642 wird 4-(4-Nitrobenzyl)pyridin im basischen Medium als Indikator angegeben. Als Beispiel für eine auf Dampf- und Äthylenoxidsterilisation ansprechende Chemikalie sei auf die US-PS 3 667 916 verwiesen, die von praktisch farblos nach dunkel umschlägt und aus Silbernitrat und einer konservierenden weiteren Verbindung besteht. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen erläutert. Beispiel 1 Zu 25 kg eines handelsüblichen Polyethylens hoher Dichte (HDPE) werden 25 g ss-(3,5-Ditert-butyl-4-hydroxiphenyl)propionsäure-n-octadecylester als Indikator für die Strahlensterilisation gegeben und in einem Mischer geeigneter Bauart auf das Polyethylengranulat, evtl. unter Zusatz geringer Mengen eines Haftmittels, aufgetrommelt. Das so behandelte und vorbereitete Granulat, das den Indikator auf der Oberfläche verteilt enthält, wird in üblicher Weise auf einer Spritzgiessmaschine im Spritzgiessverfahren zu einem in der Medizin üblichen Verschlussteil für Kegelverbindungen verarbeitet. Bei der Sterilisation des verpackten Gegenstandes mit ionisierender Strahlung aus einer Cobalt-60-Quelle bei einer 2,5 Mrad-Dosis erfolgt ein Farbumschlag von farblos nach hellgelb. Beispiel 2 Zu 25 kg eines handelsüblichen Propylenhomopolymerisats (PP) in Granulatform werden 20 g 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol als Indikator für die Strahlensterilisation gegeben und in einem Mischvorgang, evtl. unter Zugabe einer geringen Menge eines Haftvermittlers wie Butylstearat, gleichmässig auf der Granulatoberfläche verteilt. Im üblichen Spritzgiessverfahren werden auf einer Spritzgiessmaschine daraus Schutzkappen für Infusionsgeräte hergestellt und nach Montage der Schutzkappen die kompletten Geräte verpackt und in einer Sterilisationsanlage mit einer Cobalt-60-Quelle mit einer Dosis von 2,5 Mrad sterilisiert. Die Schutzkappen sind nach beendeter Sterilisation gelb gefärbt und erlauben somit eine Unterscheidung zu nicht sterilisierten Geräten. Beispiel 3 Zur Herstellung eines in einem Urinsammelgerät verwendeten Rohres aus PVC-hart werden 25 kg verarbeitungsfertiges PVC Pulvercompound mit 12 g Thymolblau intensiv gemischt und aus dieser Mischung in üblicher Weise auf einem Extruder ein Rohr mit einem Aussendurchmesser von 5 mm extrudiert. Abschnitte des so erhaltenen Rohres werden als Uberlaufrohr in die Sammelvorrichtung eingebaut und dieses Gerät nach Verpackung einer Strahlensterilisation mit einer 2,5 Mrad-Dosis unterworfen. Durch die aus dem PVC-hart-Polymeren in geringer Menge bei der Strahlensterilisation freigewordene Chlorwasserstoffsäure ist der Indikator von gelb nach rot umgeschlagen. Das rötlich gefärbte Rohr zeigt die erfolgte Sterilisation an. Beispiel 4 25 kg Polystyrol in Granulatform werden mit 18,7 g m-Kresolpurpur in einem Mischer gut gemischt, bis der Indikatorfarbstoff gleichmässig auf dem Granulat verteilt ist. Aus dem so vorbereiteten Granulat werden im Spritzgiessverfahren Verbindungsstücke mit einem Aussenkegel, die in medizinischen Einmalgeräten zur Herstellung von z.B. Schlauchleitungsverbindungen üblich sind, und mit den die Leitung darstellenden Schlauchabschnitten kombiniert. Die verpackten Gegenstände werden nach Feuchtigkeitskonditionierung einer Sterilisation mit einem Ethylenoxid-/Kohlendioxidgasgemisch unterworfen. Der Indikator ändert dabei seine Farbe von rot nach gelb und zeigt damit eine erfolgte Ethylenoxidbehandlung an. Beispiel 5 Zur Herstellung einer einteiligen Schlauchklemme, die zur Unterbrechung von Leitungswegen für medizinisch verwendete In Esionslösungen verwendet wird, werden 25 kg Methylmethacrylatpolymerisat (PMMA) mit 13,4 g Bromkresolgrün vermischt und im Spritzgiessverfahren zu dem Formteil verarbeitet. Die dem medizinischen Gerät beigepackte Schlauchklemme wird mit diesem zusammen einer Ethylenoxidsterilisation unterworfen, wobei sich der Indikator vor gelb nach blau ändert.

Claims: AnsprCche 1. Medizinische Geräte aus Kunststoffen, insbesondere Einmalgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Polymeren bestehen, die Indikatoren für Sterilisationsbehandlungen enthalten. 2. Medizinische Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatoren der Sterilisationsbehandlung angepasst sind. 3. Medizinische Geräte nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatoren vor der Sterilisation farblos sind. 4. Medizinische Geräte nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Indikatoren radiochrome Farbstoffe für die Strahlensterilisation sind. 5. Medizinische Geräte nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlungsempfindlichen Indikatoren halogenhaltige und Halogenwasserstoff abspaltende Verbindungen in Kombination mit einem auf Halogenwasserstoffsäure unter Farbänderung reagierenden Farbstoff sind. 6. Medizinische Geräte nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatoren thermochrome Farbstoffe für die Dampfsterilisation sind. 7. Medizinische Geräte nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatoren auf Gassterilisation z.B. mit Äthylenoxid reagierende Farbstoffe sind.

Inventors: HERLITZE, GERHARD
Applicants: INTERMEDICAT GMBH
Application year: 1982
Main classification: A61L2
IPC codes: A61L2, C08K5