ИНТЕГРАТОРНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ БЫСТРОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕРМИЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ
INTEGRATOR SYSTEM AND METHOD FOR QUICK GERMICIDE TREATMENT EFFICIENCY TEST

Уровень техники изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к интеграторной системе и способу экспрессного определения эффективности процесса гермицидной обработки медицинского оборудования.
Уровень техники
Медицинские устройства стерилизуют перед применением в больницах, врачебных кабинетах и других медицинских учреждениях. В качестве стерилизующих веществ обычно применяют пар, тепло, окись этилена и перекись водорода.
Общепринято включение индикатора стерильности в партию изделий, подлежащих стерилизации в стерилизаторе. Индикатор стерильности обеспечивает оценку того, был ли эффективным процесс стерилизации при стерилизации изделий конкретной партии. Если процесс стерилизации был неэффективным согласно показанию индикатора стерильности, то партию оборудования признают непригодной для использования.
Биологические индикаторы обычно считаются надежными индикаторами стерильности. Биологический индикатор содержит носитель, который инокулирован спорами или другими микроорганизмами. В биологических индикаторах обычно применяют споры, поскольку споры являются более резистентными к стерилизации, чем другие микроорганизмы.
Биологический индикатор помещают в стерилизатор вместе с оборудованием, подлежащим стерилизации. В конце процесса стерилизации биологический стерилизатор извлекают из стерилизатора, и носитель погружают в стерильную культуральную среду. Культуральную среду и носитель инкубируют в течение заданного времени при соответствующей температуре. В конце периода инкубации определяют, развились ли какие-либо микроорганизмы в питательной среде. Если развитие микроорганизмов в питательной среде отсутствует, то принимают, что оборудование в стерилизаторе стерилизовано надлежащим образом. Если развитие микроорганизмов обнаруживается, то процесс стерилизации был неэффективным, и изделия в стерилизаторе признают непригодными для использования. Развитие микроорганизмов определяют по сигналу, например, образования помутнения или изменения цвета индикатора pH вследствие изменения pH из-за побочных продуктов роста клеток в среде. Биологические индикаторы описаны, например, в патентах США №№ 5552320 и 6436659, каждый из которых целиком включен в настоящее описание путем ссылки.
Хотя биологические индикаторы являются точными индикаторами эффективности стерилизационного цикла, для получения результатов от биологических индикаторов требуется, по меньшей мере, 24-48 часов. Оборудование, которое было подвергнуто процессу стерилизации, обычно выдерживают на карантине, пока не получают результаты от биологического индикатора. Медицинское оборудование является дорогим, и площадь складских помещений в медицинских учреждениях ограничена. Поэтому в некоторых больницах оборудование используют до получения результатов. Хранение медицинского оборудования, выдерживаемого на карантине, вредит эффективности использования ресурсов. Существует потребность в экспресс-анализе эффективности процесса стерилизации.
Фольц с соавторами (Foltz et al.) (патент США № 6355448) предлагает способ определения эффективности процесса посредством использования активности ферментов вместо спор. Заявлено, что методика ферментной пробы требует всего несколько минут вместо нескольких дней, которые требуются для получения результатов от биологических индикаторов.
Применение множества ферментов вместо одного фермента описано в патентах США №№5486459 и 6528277. Полагают, что использование множества ферментов должно лучше имитировать реакцию микроорганизма, чем единственного фермента.
Существует потребность в индикаторах стерилизации, которые быстро обеспечивают результаты стерилизации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом изобретения предлагается способ быстрого определения эффективности процесса окислительной гермицидной обработки. Способ включает этап, заключающийся в том, что обеспечивают подложку с известным количеством первого химического вещества на подложке, при этом первое химическое вещество выбрано из группы, состоящей из первичного амина, смеси первичных аминов, альдегида и смеси альдегидов. Первое химическое вещество имеет первый цвет. Способ включает также этап, заключающийся в том, что подвергают подложку и первое химическое вещество воздействию окислительного гермицида, с уменьшением, тем самым, известного количества первого химического вещества до окончательного количества. Подложку с окончательным количеством первого химического вещества, имеющего первый цвет, приводят в контакт со вторым химическим веществом, имеющим второй цвет, с образованием, тем самым, третьего химического вещества, имеющего третий цвет. Интенсивность третьего цвета зависит от окончательного количества первого химического вещества на подложке. Второе химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из первичного амина и смеси первичных аминов, когда первое химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из альдегида и смеси альдегидов. Второе химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из альдегида и смеси альдегидов, когда первое химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из первичного амина и смеси первичных аминов. Способ содержит также этапы, заключающиеся в том, что определяют интенсивность указанного третьего цвета и определяют эффективность процесса гермицидной обработки по интенсивности указанного третьего цвета.
В предпочтительном варианте осуществления эффективность процесса гермицидной обработки определяют сопоставлением интенсивности третьего цвета с результатами на биоиндикаторах. В одном варианте осуществления окислительный гермицид является стерилизующим агентом. В альтернативном варианте осуществления окислительный гермицид является дезинфектантом. Подложка может быть абсорбирующей подложкой. В предпочтительном варианте осуществления подложка является неабсорбирующей подложкой.
В одном варианте осуществления окислительный гермицид является жидкостью, паром или газом. Интенсивность третьего цвета предпочтительно определяют визуально. В предпочтительном варианте осуществления интенсивность указанного третьего цвета определяют спектрофотометрическим методом в видимом или ультрафиолетовом диапазоне.
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, какое-то одно из первого химического вещества или второго химического вещества является бесцветным. Окислительный гермицид предпочтительно выбран из группы, состоящей из пероксида водорода, надуксусной кислоты, оксида этилена, озона и диоксида хлора. В предпочтительном варианте осуществления способ содержит также этап, состоящий в том, что подвергают подложку и окислительный гермицид воздействию плазмы. В одном варианте осуществления уровень полноты процесса гермицидной обработки определяют сравнением интенсивности третьего цвета с интенсивностью цвета образца. В предпочтительном варианте осуществления первичный амин представляет собой глицин или гистидин, и альдегид представляет собой ортофталевый альдегид или глутальдегид.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается интегратор для определения эффективности процесса гермицидной обработки окислительным гермицидом. Интегратор содержит подложку с известным количеством первого химического вещества на подложке, где первое химическое вещество выбрано из группы, состоящей из первичного амина, смеси первичных аминов, альдегида и смеси альдегидов. Подложка находится в корпусе. Первое химическое вещество способно к взаимодействию с окислительным гермицидом, когда подвергается воздействию окислительного гермицида. Интегратор содержит также отсек для второго химического вещества, где второе химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из первичного амина и смеси первичных аминов, когда первое химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из альдегида и смеси альдегидов, и второе химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из альдегида и смеси альдегидов, когда первое химическое вещество является химическим веществом, выбранным из группы, состоящей из первичного амина и смеси первичных аминов. Второе химическое вещество способно к взаимодействию с первым химическим веществом с образованием третьего химического вещества, имеющего цвет. Отсек содержит разрушаемую перегородку, которая изолирует второе химическое вещество от первого химического вещества и от окислительного гермицида во время контакта первого химического вещества с окислительным гермицидом. Разрушение разрушаемой перегородки в отсеке приводит второе химическое вещество в контакт с первым химическим веществом, с образованием, тем самым, указанного третьего химического вещества, имеющего цвет. Отсек находится в указанном корпусе.
В одном варианте осуществления разрушаемая перегородка в отсеке включает хрупкую ампулу в корпусе. Интегратор предпочтительно включает также вторую перегородку, при этом вторая перегородка находится внутри корпуса между хрупкой ампулой и первым химическим веществом. Вторая перегородка в корпусе является проницаемой для второго химического вещества. Вторая перегородка предотвращает контакт между осколками хрупкой ампулы и первым химическим веществом.
В одном варианте осуществления интегратор содержит также окно в корпусе, в котором окно является проницаемым для окислительного гермицида. Окно позволяет окислительному гермициду поступать в указанный корпус. Первичный амин предпочтительно выбран из группы, состоящей из глицина и гистидина, и альдегид выбран из группы, состоящей из ортофталевого альдегида и глутальдегида.
В предпочтительном варианте корпус интегратора содержит также прозрачное окно, при этом изменение цвета на подложке можно определять через прозрачное окно визуально или с помощью спектрофотометра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - принципиальная схема интегратора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - принципиальная схема сжимаемой интеграторной системы, содержащей интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - принципиальная схема сдвигаемой интеграторной системы, содержащей интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
фиг.4 - принципиальная схема сдвигаемой интеграторной системы, показанной на фиг.3, после того, как наружный кожух надвинут на внутренний кожух сдвижного контейнера на сдвигаемой интеграторной системе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термин "гермицид" для целей настоящей заявки имеет значение, охватывающее как стерилизующие агенты, так и дезинфектанты. Термин "процесс гермицидной обработки" для целей настоящей заявки охватывает как стерилизационные процессы, так и дезинфекционные процессы. Индикаторы стерилизации, которые используют химические вещества для имитации устойчивости биоиндикатора (BI), обозначены термином интеграторы. Интеграторы используют индикаторное химическое вещество, которое реагирует на гермицид, который используют в процессе гермицидной обработки. Химическое вещество взаимодействует с гермицидом с высокой степенью воспроизводимости и реагирует на факторы, которые важны для стерилизации или дезинфекции в процессе гермицидной обработки. Взаимодействие индикаторного химического вещества с гермицидом интегрируется по времени, и количество индикаторного химического вещества, остающегося на интеграторе, соотносится с реакцией BI.
Интеграторы суммируют взаимодействие химического вещества во времени в зависимости от основных параметров в пределах заданных интервалов стерилизационных циклов.
Интеграторы и способ в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения обеспечивают результаты быстро, воспроизводимо и точно. Химические вещества, которые используют в интеграторах, являются недорогими и стабильными. Результаты, которые получают на интеграторах, и способ в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения хорошо соотносятся с результатами биоиндикаторных проб.
Интегратор в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предназначен для имитации резистентности биоиндикатора (BI) без использования спор. Интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит индикаторное химическое вещество, которое взаимодействует с окислительным гермицидом. Интегратор пригоден для окислительных гермицидов, содержащих перекись водорода, надуксусную кислоту, окись этилена, озон и двуокись хлора. Окислительные гермициды могут быть в жидкой, парообразной или газообразной форме.
Согласно варианту осуществления можно использовать плазму в сочетании с окислительными гермицидами для усиления взаимодействия окислительных гермицидов с микроорганизмами в камере и индикаторным химическим веществом в интеграторе и/или для разложения окислительного гермицида после использования. Использование плазмы не обязательно.
Результаты на интеграторах в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения можно получить быстро, приблизительно за время от 30 секунд до, приблизительно, 5-6 минут, в зависимости от химических веществ, выбранных для интеграторов, против 24-48 часов, которые обычно требуются для получения результатов на биоиндикаторах.
Несмотря на описание интегратора в контексте стерилизации с сочетанием перекиси водорода и плазмой по процессу STERRAD, предлагаемым на рынке компанией Advanced Sterilization Products, lrvine, California, интегратор в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения можно использовать с различными процессами гермицидной обработки. Описание процессов гермицидной обработки, например стерилизации или дезинфекции перекисью водорода и плазмой по процессу STERRAD, приведено только для иллюстрации и не подразумевает никаких ограничений.
Интегратор в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения содержит индикаторное химическое вещество. Индикаторное химическое вещество взаимодействует с гермицидом и реагирует на факторы, которые важны для стерилизации. Количество индикаторного химического вещества, которое остается на интеграторе после воздействия гермицида, можно соотносить с реакцией BI, которых помещают в стерилизационную камеру вместе с индикатором. Реакция BI представляет собой общепринятый критерий эффективности процесса гермицидной обработки. Реакцию BI в стерилизационной камере можно соотносить с реакцией интеграторов для «калибровки» реакции интеграторов по реакции биоиндикатора.
По одному варианту осуществления в качестве индикаторных химических веществ в интеграторах в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения используют первичные амины или альдегиды. Окислительные гермициды взаимодействуют как с первичными аминами, так и с альдегидами. Как первичные амины, так и альдегиды являются пригодными индикаторными химическими веществами для интеграторов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Количество первичного аминового индикаторного химического вещества или альдегидного индикаторного химического вещества, которое остается в интеграторе после процесса гермицидной обработки, можно использовать для определения эффективности стерилизационного или дезинфекционного процесса для загруженной партии, которая обрабатывается в стерилизаторе.
Количество первичного аминового индикаторного химического вещества или альдегидного индикаторного химического вещества, которое остается в интеграторе, можно измерять рядом способов, например приборными способами, химическим анализом и т.д. Пригоден любой подходящий способ измерения концентрации первичного аминового индикаторного химического вещества или альдегидного индикаторного химического вещества.
По одному варианту осуществления полноту процесса гермицидной обработки можно удобно определять наблюдением за изменением цвета интегратора.
Многие первичные амины взаимодействуют с альдегидами с образованием окрашенных продуктов. Количество первичного аминового индикаторного химического вещества или количество альдегидного индикаторного химического вещества, остающегося в интеграторе после воздействия окислительного гермицида, можно определить по интенсивности цвета продукта взаимодействия альдегида с первичным амином.
Для целей настоящего описания альдегид, который контактирует с первичным аминовым индикаторным химическим веществом, или первичный амин, который контактирует с альдегидным индикаторным химическим веществом, обозначают термином «предкраситель», поскольку продукт взаимодействия первичного амина с альдегидом окрашен, т.е. представляет собой «окрашенное вещество», даже если ни первичный амин, ни альдегид не имеют цвета.
Первичный амин и альдегид могут поменяться ролями в зависимости от того, какое химическое вещество используют в качестве индикаторного химического вещества в интеграторе. В варианте осуществления, в котором первичный амин представляет собой индикаторное химическое вещество, и альдегид является предкрасителем. В варианте осуществления, в котором альдегид представляет собой индикаторное химическое вещество, и первичный амин является предкрасителем.
Интенсивность цвета окрашенного продукта, образовавшегося в результате взаимодействия первичного амина с альдегидом, можно использовать для определения эффективности обработки загруженной партии окислительным гермицидом.
По одному варианту осуществления интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит первое химическое вещество, имеющее первый цвет, где первое химическое вещество представляет собой индикаторное химическое вещество. Индикаторное химическое вещество выбирают из группы, состоящей из первичного амина, смеси первичных аминов, альдегида и смеси альдегидов.
Индикатор, содержащий индикаторное химическое вещество, помещают в стерилизатор с партией загруженного оборудования, которое подлежит обработке. Загруженную партию и интегратор приводят в контакт с окислительным гермицидом в стерилизаторе. Окислительный гермицид взаимодействует с индикаторным химическим веществом, уменьшая количество индикаторного химического вещества, остающегося в интеграторе. Количество индикаторного химического вещества, остающегося в интеграторе после контакта с окислительным гермицидом, является критерием эффективности гермицидной обработки окислительным гермицидом.
Когда следует определять эффективность обработки окислительным гермицидом, интегратор, содержащий первое химическое вещество, имеющее первый цвет, приводят в контакт со вторым химическим веществом, имеющим второй цвет. Первое химическое вещество, имеющее первый цвет, представляет собой индикаторное химическое вещество. Второе химическое вещество, имеющее второй цвет, представляет собой предкраситель. Предкраситель представляет собой химическое вещество, выбранное из группы, состоящей из первичного амина, смеси первичных аминов, альдегида и смеси альдегидов. Первичные амины нельзя смешивать с альдегидами для образования предкрасителя. В варианте осуществления, в котором первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество, представляет собой первичный амин или смесь первичных аминов, а второе химическое вещество, т.е. предкраситель, представляет собой альдегид или смесь альдегидов. В варианте осуществления, в котором первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество, представляет собой альдегид или смесь альдегидов, а второе химическое вещество, т.е. предкраситель, представляет собой первичный амин или смесь первичных аминов.
Продукт взаимодействия первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, представляет собой третье химическое вещество, имеющее третий цвет. Интенсивность третьего цвета третьего химического вещества, образующегося в результате взаимодействия первого химического вещества со вторым химическим веществом, можно использовать для определения того, сколько первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, остается в интеграторе. Количество первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, которое остается в интеграторе, является критерием того, насколько эффективной была обработка окислительным гермицидом. Если в интеграторе остается лишь небольшое количество первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, то интенсивность третьего цвета, обусловленного третьим химическим веществом, является слабой. Слабая интенсивность третьего цвета является показателем того, что обработка окислительным гермицидом была эффективной.
По одному варианту осуществления степень полноты обработки окислительным гермицидом можно определять по интенсивности третьего цвета, обусловленного третьим химическим веществом, т.е. продуктом взаимодействия первого химического индикаторного соединения со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем. Индикаторное соединение в интеграторе, т.е. первое соединение, взаимодействует с окислительным гермицидом параллельно гермицидной обработке загруженной партии в стерилизационной камере. Интенсивность третьего цвета, обусловленного третьим химическим веществом, образующимся в результате взаимодействия первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, ослабляется, когда количество индикаторного химического вещества уменьшается, вследствие взаимодействия с окислительным гермицидом.
Интенсивность третьего цвета можно соотносить с результатами, получаемыми с биоиндикаторами, которых помещают в стерилизационную камеру вместе с индикаторами. Интенсивность третьего цвета можно соотносить со стерилизацией в процентах или дезинфекцией в процентах, полученными с помощью биоиндикаторов. Поэтому стерилизацию или дезинфекцию в процентах можно определить на основе интенсивности третьего цвета, обусловленного третьим соединением.
По одному варианту осуществления первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество, помещают на подложку для облегчения обращения с ним. Функцию подложки может выполнять ряд материалов. Подложка может быть абсорбирующей подложкой или неабсорбирующей подложкой. Абсорбирующие подложки абсорбируют гермицид. Неабсорбирующие подложки слабо или совсем не абсорбируют гермицид.
Фильтровальная бумага представляет собой абсорбирующую подложку, поскольку фильтровальная бумага абсорбирует гермицид. Стекловолоконный диск представляет собой неабсорбирующую подложку, поскольку стекловолоконный диск не абсорбирует значительных количеств гермицида, и, следовательно, является предпочтительным.
Индикаторное химическое вещество может быть упаковано в водорастворимое связующее вещество, например акриловый полимер или карбоксиметилцеллюлозу. Индикаторное химическое вещество и водорастворимое связующее вещество можно наносить на поверхность интегратора или индикатора стерильности, например, посредством струйной печати раствором индикаторного химического вещества и водорастворимого связующего вещества на поверхность инертного материала-основы.
Абсорбирующие подложки абсорбируют гермицид во время процесса гермицидной обработки. Когда второе химическое вещество, т.е. предкраситель, приводят в контакт с абсорбирующей подложкой, абсорбированный гермицид на абсорбирующей подложке может взаимодействовать с предкрасителем. Окислительные гермициды обычно взаимодействуют с первичными аминами и альдегидами, представляющими собой два вида предкрасителя. Поэтому, в общем случае, второе химическое вещество, т.е. первичный аминовый или альдегидный предкраситель, целесообразно использовать в избытке, если подложка является абсорбирующей подложкой, так как абсорбируемый гермицид взаимодействует с предкрасителем, когда предкраситель приводят в контакт с абсорбирующей подложкой.
По одному варианту осуществления интегратор, содержащий индикаторное химическое вещество, помещают в стерилизатор с оборудованием, подлежащим стерилизации, и подвергают воздействию гермицида. Индикаторное химическое вещество взаимодействует с гермицидом, что снижает исходную концентрацию индикаторного химического вещества от исходного значения до окончательного значения.
После окончания процесса гермицидной обработки интегратор, содержащий первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество, подвергают воздействию второго химического вещества, т.е. предкрасителя. Если какое-то количество индикаторного химического вещества еще присутствует, контакт индикаторного химического вещества с предкрасителем приводит к образованию третьего соединения, имеющего третий цвет. Если интегратор продемонстрирует значимый цвет, то гермицидный цикл оценивают как неэффективный.
В общем случае предпочтительно, чтобы второе химическое вещество, т.е. предкраситель, приводили в контакт с интегратором по окончании цикла, так как предкраситель взаимодействует с гермицидом. Если предкраситель приводят в контакт с интегратором до окончания цикла, то гермицид будет взаимодействовать со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, и может появиться необходимость в добавлении предкрасителя для обеспечения достаточного количества предкрасителя, чтобы вызвать изменение цвета из-за взаимодействия второго химического вещества, т.е. предкрасителя, с первым химическим веществом, т.е. индикаторным химическим веществом, и образующегося, при этом, третьего химического вещества, имеющего третий цвет. Поэтому второе химическое вещество, т.е. предкраситель, обычно приводят в контакт с интегратором в конце цикла. В варианте осуществления цикл может быть отмененным циклом.
По варианту осуществления второе химическое вещество изолировано от гермицида до окончания цикла. Изоляция второго химического вещества, т.е. предкрасителя, от гермицида предохраняет второе химическое вещество от взаимодействия с гермицидом и разрушения.
Изменение цвета из-за взаимодействия первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, с образованием третьего химического вещества, имеющего третий цвет, можно определять визуально. Поскольку визуальное изменение является в какой-то степени субъективным, то изменение цвета обычно определяют оптическим датчиком. Оптический датчик изменения цвета, происходящего в результате взаимодействия первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, может действовать на видимых или ультрафиолетовых длинах волн.
Первичный амин может быть любым подходящим первичным амином. В одном варианте осуществления первичный амин может быть аминокислотой. В одном из вариантов осуществления первичный амин выбран из группы, состоящей из аргинина, гистидина и их комбинации. Другие подходящие первичные амины включают в себя следующие аминокислоты: аланин, пролин, аминокапроновую кислоту, фенилаланин, триптофан, метионин, глицин, серин, цистеин, тирозин, глутамин, аспарагиновую кислоту, глютаминовую кислоту, лизин, аргинин и гистидин. Пептиды или полипептиды, образованные из любого количества или типов аминокислот также являются подходящими аминами.
Аргинин является примером первичного аминового индикаторного химического вещества. Аргинин дает резкое быстрое изменение цвета под действием альдегидов. Аргинин также быстро взаимодействует с гермицидами. Аргинин представляет собой водорастворимое твердое вещество, которое удобно дозировать по массе, растворять в растворителе и наносить на подложку или другой носитель. В других вариантах осуществления можно применять другие первичные амины, как очевидно из описания и нижеприведенных примерах.
Аргинин характеризуется нижеприведенной структурной формулой I.
2
Группы NH представляют собой первичные аминогруппы. Группы NH представляют собой вторичные аминогруппы. Альдегиды часто не взаимодействуют с вторичными аминогруппами.
Альдегид может представлять собой любой альдегид, который взаимодействует с первичными аминами, но не с вторичными аминами или третичными аминами, с образованием окраски. Пригодными являются такие альдегиды, как ОРА (ортофталевый альдегид), глутальдегид и ароматические альдегиды. Пригодны также другие альдегиды.
На фиг.1 представлена схема интеграторной системы 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Интеграторная система 10, представленная на фиг.1, содержит интеграторный химический состав 14, расположенный на интеграторной полоске 16, где интеграторная полоска 16 представляет собой инертный материал для выполнения функции носителя интеграторного химического состава 14. Интеграторная полоска 16 обычно выполнена из материала, который не взаимодействует с гермицидом или не абсорбирует его. Интеграторный химический состав 14 содержит первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество. Интеграторная полоска 16 является подложкой для интеграторного химического состава 14.
На интеграторной полоске 16 расположена необязательная отрывная этикетка 18. На отрывной этикетке 18 может быть записана информация о стерилизационном цикле, и отрывную этикетку 18 с информацией о стерилизационном цикле можно помещать в регистрационный журнал стерилизаций. Химическая индикаторная полоска 20 содержит химическое вещество, которое претерпевает изменение в цвете под действием гермицида. Изменение цвета химической индикаторной полоски 20 просто показывает, что химическая индикаторная полоска 20 подверглась воздействию гермицида. Химическая индикаторная полоска 20 не является индикатором эффективности стерилизации, а является просто индикатором того, подвергалась ли химическая индикаторная полоска 20 воздействию гермицида.
Изменение цвета на химической индикаторной полоске 20 показывает оператору, что интеграторная система 10 не подлежит повторному использованию. Бордосский красный изменяет цвет под действием перекиси водорода. На химической индикаторной полоске 20 можно применять другие красящие вещества для индикации воздействия других гермицидов. Подходящие красящие вещества описаны, например, в патенте США №5942438, который целиком включен в настоящее описание путем ссылки.
После цикла участок с интеграторным химическим составом 14 на интеграторной полоске 16 подвергают воздействию второго химического вещества, т.е. предкрасителя. Второе химическое вещество, т.е. предкраситель, взаимодействует с первым химическим веществом, т.е. индикаторным химическим веществом, на интеграторном химическом составе 14 для образования третьего химического вещества, имеющего третий цвет. Присутствие цвета значительной интенсивности на интеграторном химическом составе 14 на интеграторной полоске 16 после воздействия на интеграторный химический состав 14 вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, показывает, что цикл был неэффективным.
На фиг.2 представлена сжимаемая интеграторная система 22. Сжимаемая интеграторная система 22, показанная на фиг.2, содержит интеграторный химический состав 14 на подложке 44, расположенной в контейнере 26. Газопроницаемая поверхность 24 позволяет гермициду поступать в контейнер 26 и контактировать с интеграторным химическим составом 14.
Предкраситель 28 содержится в отсеке 30. Опоры 32 расположены с прилеганием к отсеку 30. Отсек 30 защищает предкраситель от разрушения из-за взаимодействия с окислительным гермицидом во время гермицидного цикла.
После цикла сжимаемую интеграторную систему 22 сминают или сдавливают. Опоры 32 перфорируют отсек 30, и второе химическое вещество, т.е. предкраситель, 28, которое содержалось в отсеке 30, контактирует с интеграторным химическим составом 14. Второе химическое вещество, т.е. предкраситель, взаимодействует с каким-либо количеством первого химического вещества, т.е. индикаторного вещества, которое остается после цикла. Если какое-либо количество первого химического вещества, т.е. индикаторного вещества, остается на подложке 44, то первое химическое вещество, т.е. индикаторное вещество, в интеграторном химическом составе 14 взаимодействует со вторым химическим веществом, т.е. предкрасителем, с образованием, при этом, третьего химического вещества, имеющего третий цвет, на подложке 44, что указывает на незавершенность процесса гермицидной обработки. Отсутствие цвета на интеграторном химическом составе 14 указывает, что гермицидная обработка была успешной.
На фиг.3 представлена принципиальная схема сдвигаемой интеграторной системы 34. Сдвигаемая интеграторная система 34 содержит смыкаемый сдвижной контейнер 36. Смыкаемый сдвижной контейнер 36 выполнен из наружного кожуха 38 и внутреннего кожуха 40. Наружный кожух 38 надвигается на внутренний кожух 40. Надвигание наружного кожуха 38 на внутренний кожух 40 закрывает окно 42 в смыкаемом сдвижном контейнере 36. Окно 42 позволяет гермициду поступать внутрь смыкаемого сдвижного контейнера 36. Гермицид может представлять собой жидкость, пар или газ.
Смыкаемый сдвижной контейнер 36 содержит подложку 44, выполняющую функцию носителя интеграторного химического состава 14. Интеграторный химический состав 14 содержит первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество. Подложка 44 расположена вблизи прозрачного окна 46 во внутреннем кожухе 40. Любое изменение цвета подложки 44 можно наблюдать через прозрачное окно 46. Подложка 44 является подложкой для интеграторного химического состава 14. Интеграторный химический состав 14 содержит первое химическое вещество, т.е. индикаторное химическое вещество. В одном варианте осуществления подложка 44 представляет собой стеклянный светофильтр, т.е. неабсорбирующую подложку.
Второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24, содержится в раздавливаемой ампуле 48 внутри смыкаемого сдвижного контейнера 36. Раздавливаемая ампула 48 выполнена из хрупкого материала, например, стекла. Раздавливаемая ампула 48 защищает второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24, от разрушения гермицидом во время процесса гермицидной обработки.
Клин 50 прикреплен к внутренней стороне наружного кожуха 38 смыкаемого сдвижного контейнера 36. Клин 50 выступает во внутреннюю сторону наружного кожуха 38. В одном варианте осуществления клин 50 снабжен острой кромкой для облегчения пенетрации раздавливаемой ампулы 48. Перегородка 52 расположена внутри смыкаемого сдвижного контейнера 34 между раздавливаемой ампулой 48 и подложкой 44. Перегородка 52 не дает осколкам раздавливаемой ампулы 48 создавать помехи снятию показаний с подложки 44. Перегородка 52 является проницаемой для второго химического вещества, т.е. предкрасителя 24. Когда раздавливаемую ампулу 48 раздавливают, второе химическое вещество, т.е. предкраситель, высвобождается и может протечь сквозь перегородку 52 и вступить в контакт с первым химическим веществом, т.е. индикаторным химическим веществом на подложке 44. В одном варианте осуществления перегородка 52 представляет собой металлическую сетку.
На фиг.4 представлена принципиальная схема сдвигаемой интеграторной системы 34 и смыкаемого сдвижного контейнера 36, показанных на фиг.3, после окончания цикла. Наружный кожух 38 смыкаемого сдвижного контейнера 36 на фиг.4 сдвинут в левую сторону фиг.4 надвиганием наружного кожуха 38 на внутренний кожух 40.
Надвигание наружного кожуха 38 на внутренний кожух 40 приводит к нескольким последствиям, как видно из фиг.4. Во-первых, надвигание наружного кожуха 38 на внутренний кожух 40 закрывает окно 42. Закрывание окна 42 изолирует смыкаемый сдвижной контейнер 36 и, тем самым, сохраняет второе химическое вещество, т.е. предкраситель, внутри смыкаемого сдвижного контейнера 36. Второе химическое вещество, т.е. предкраситель, может запачкать руки оператора. Во-вторых, надвигание наружного кожуха 38 на внутренний кожух 40 вынуждает клин 50 прийти в контакт с раздавливаемой ампулой 48 и, тем самым, подтолкнуть раздавливаемую ампулу 48 в контакт с перегородкой 52 и раздавить раздавливаемую ампулу 48. При разрушении раздавливаемой ампулы 48 высвобождается второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24. Второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24, которое высвобождается, протекает сквозь перегородку 52 и контактирует с подложкой 44.
Если на подложке 44 остается какое-то количество первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, когда второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24, контактирует с подложкой 44, то второе химическое вещество, т.е. предкраситель 24, взаимодействует с первым химическим веществом, т.е. индикаторным химическим веществом 14, и, тем самым, образует третье химическое вещество, имеющее третий цвет. Третий цвет является заметным и легко отличаемым от первого цвета первого химического вещества и второго цвета второго химического вещества. Перегородка 52 не дает осколкам раздавливаемой ампулы 48 контактировать с подложкой 44 и создавать помехи определению. За изменением цвета на подложке 44 можно наблюдать через прозрачное окно 46.
Способ применения интегратора
Интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения помещают в стерилизационную камеру с загружаемой партией, которая подлежит стерилизации, и проводят гермицидный цикл. После завершения стерилизационного цикла второе химическое вещество, т.е. предкраситель, приводят в контакт с интегратором. Второе химическое вещество, т.е. предкраситель, взаимодействует с каким-либо количеством первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, остающимся на интеграторе, с образованием третьего химического вещества, имеющего третий цвет. Цвет, который образуется, зависит от структуры первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, и второго химического вещества, т.е. предкрасителя. Интенсивность цвета зависит от количества первого химического вещества, т.е. индикаторного химического вещества, которое остается на интеграторе, и от концентрации второго химического вещества, т.е. предкрасителя.
Если на интеграторе проявляется цвет в течение заданного периода времени, например 5-6 минут после того, как к интегратору добавлено второе химическое вещество, т.е. предкраситель, то стерилизационный цикл оценивают как неэффективный.
Интенсивность цвета на интеграторе можно оценивать визуально сравнением с образцом цвета, или интенсивность цвета можно измерять спектрофотометрическим методом в видимой или ультрафиолетовой области. Визуальная оценка интенсивности цвета является более субъективной, чем измерение интенсивности цвета прибором.
Второе химическое вещество, т.е. предкраситель, можно приводить в контакт с интегратором различными путями. В одном варианте осуществления второе химическое вещество, т.е. предкраситель, приводят в контакт с интегратором вручную с помощью пипетки, глазной пипетки или другого подходящего устройства.
Ручное добавление второго химического вещества, т.е. предкрасителя, подходит для такого интегратора, как интегратор, показанный на фиг.1, когда отсутствует способ защиты второго химического вещества, т.е. предкрасителя, от воздействия гермицида во время стерилизационного цикла.
На фиг.2 и фиг.3 представлены варианты осуществления интеграторов, где второе химическое вещество, т.е. предкраситель, присутствует в интеграторе во время стерилизационного цикла, однако, защищено от воздействия гермицида посредством заключения в отсек или раздавливаемую ампулу. В других вариантах осуществления может применяться другое средство защиты второго химического вещества, т.е. предкрасителя, от воздействия гермицида.
Приведенные ниже примеры предназначены только для иллюстрации и не должны ограничивать объем изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Результаты анализов с интегратором, содержащим аргинин в качестве индикаторного химического вещества, с изменением вводимых объемов перекиси водорода
Готовили ряд интеграторов приведением бумажных дисков в контакт с водным раствором аргинина. Интеграторы помещали в стерилизатор STERRAD 50 с партией загруженного оборудования, подлежащего стерилизации, и несколькими биоиндикаторами. Бумажные диски являются абсорбирующими подложками.
Стерилизатор откачивали до 0,8 мм рт.ст. В камере создавали плазму в течение 15 минут для кондиционирования загруженной партии. Стерилизатор дополнительно откачивали до 0,4 мм рт.ст., и вводили перекись водорода и выдерживали в контакте с загруженной партией, интеграторами и биоиндикаторами в течение 6 минут.
Стерилизатор вентилировали воздухом в течение 2 минут. Стерилизатор снова откачивали до 0,5 мм рт.ст., и создавали плазму в течение дополнительных 2 минут. Мощность плазмы была 400 Вт при обоих воздействиях плазмой.
Интеграторные бумажные диски приводили в контакт с 100 мкл 5% раствора предкрасителя из ортофталевого альдегида (OPA) после гермицидного цикла, и реакцию интегратора измеряли визуально после приведения интеграторов в контакт с OPA.
Результаты представлены ниже в таблице 1.
Таблица 1Результаты анализа с интеграторами и биоиндикаторами
Объем вводимой перекиси водорода, мкл
Результаты на биоиндикаторах
Интенсивность цвета интеграторов
100
позитивный на 100%
Темно-оранжевый цвет через 3 минуты
250
позитивный на 40%
Оранжевый цвет через 5-6 минут, причем несколько являются бесцветными
400
позитивный на 0%
10-15% демонстрируют блеклый цвет через 5-6 минут
500
позитивный на 0%
Бесцветные
Циклы с 100 и 250 мкл перекиси водорода были неэффективными, как видно из позитивных результатов на биоиндикаторах. Результаты на интеграторах были согласованными с результатами на биоиндикаторах, поскольку интеграторы после циклов с 100 и 250 мкл перекиси водорода характеризовались значительной окраской в течение 3-6 минут после контакта с OPA. Цвет является результатом взаимодействия между не участвовавшим во взаимодействии аргинином, т.е. первичным аминовым индикаторным соединением, и OPA, т.е. альдегидным предкрасителем.
В стерилизационном цикле с 400 мкл перекиси водорода на 10-15% интеграторов проявился блеклый цвет через 5-6 минут. Ни один из биоиндикаторов в данной серии не был позитивным. Блеклый цвет, который появлялся на интеграторах через 5-6 минут, является свидетельством, что интеграторы обеспечивают более строгий критерий степени стерилизации, чем биоиндикаторы.
Ни один из биоиндикаторов в данной серии с 500 мкл перекиси водорода не был позитивным. Ни один из интеграторов не имел никакого цвета. Как результаты на биоиндикаторах, так и результаты на интеграторах согласованно показывают, что стерилизационный цикл с 500 мкл перекиси водорода был эффективным.
Данные от интеграторов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения согласовывались с данными биоиндикаторов. Однако результаты на интеграторах становились доступными через 5-6 минут против 24-48 часов для результатов на биоиндикаторах.
Пример 2
Реакции интегратора по данным измерения на спектрофотометре
Неабсорбирующие стекловолоконные диски пропитывали водным раствором аргинина. Стекловолоконные диски представляют собой неабсорбирующие подложки. Диски помещали в стерилизатор STERRAD 50 и обрабатывали в том же режиме, как в примере 1, с изменением вводимых объемов перекиси водорода. Количества перекиси водорода показаны ниже в таблице 2.
Стекловолоконные диски приводили в контакт с 50 мкл 5% водного раствора предкрасителя из OPA по окончании цикла. Интенсивность светопоглощения дисками определяли аналитическим модульным колориметрическим датчиком TAOS TCS230EVM (Parallax, Rocklin, California) на длинах волн приблизительно 470 нм, приблизительно 550 нм и приблизительно 610 нм синяя, зеленая и красная длины волн.
Применяли введение объемов 50, 300 и 1000 мкл перекиси водорода. Все BI должны быть негативными при введении 300 мкл перекиси водорода в стерилизатор STERRAD 50. В таблице 2 сведены интенсивности цвета на длине волны 610 нм (красной). Реакции интеграторов, показанные в таблице 2, являются разностями между исходным отсчетом и окончательным отсчетом на 30-й секунде после добавления OPA. Большие числа реакций индикаторов указывают на более интенсивное окрашивание и менее эффективную стерилизацию.
Таблица 2
Объем вводимой перекиси водорода, мкл
Реакция интегратора (интервал изменения) на образцах
1000
5-17
300
28-47
50
58-85
Небольшие численные значения реакции интегратора указывают на эффективную стерилизацию. Диапазон 5-17 реакции интегратора для образцов, которых подвергали воздействию 1000 мкл перекиси водорода, соответствует эффективной стерилизации. Диапазон 28-47 изменения реакции интегратора для образцов, которых подвергали воздействию 300 мкл перекиси водорода, соответствует эффективной стерилизации.
Диапазон 58-85 изменения реакции интегратора для образцов, которых подвергали воздействию 50 мкл перекиси водорода, указывает на значительное окрашивание, соответствующее неэффективной стерилизации.
Результаты примера 2 демонстрируют, что результаты на интеграторах в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения можно эффективно измерять спектрофотометром вместо визуального определения, как в примере 1.
Пример 3
Анализы с интегратором с гистидином в качестве индикаторного химического вещества и OPA в качестве предкрасителя
Вместо аргинина для изготовления ряда интеграторов в примере 3 использовали гистидин в качестве первичного аминового индикаторного химического вещества. Водный раствор гистидина помещали на ряд стекловолокнных дисков для получения интеграторов в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Интеграторы помещали в стандартную загружаемую партию для STERRAD 50, и циклы проводили согласно описанию, проведенному в примерах 1 и 2.
Циклы проводили с 0 мкл перекиси водорода и 300 мкл перекиси водорода. Интеграторы приводили в контакт с 50 мкл раствора OPA с концентрацией 5 об.% в конце стерилизационного процесса. Интенсивность третьего цвета третьего соединения на интеграторах измеряли колориметрическим датчиком TAOS, описанным в примере 2. Для измерения реакции использовали комбинацию синей (B), зеленой (G) и красной (R) длин волн (соответственно 470, 550 и 610 нм), поскольку цвет продукта из гистидина и OPA отличается от цвета продукта из аргинина и OPA. Среднеквадратичную (RMS) величину поглощения вычисляли для всех трех длин волн измерения датчиком.
Результаты светопоглощения соответствовали тому, что обработка 0 мкл перекиси водорода является неэффективной при стерилизации, а обработка 300 мкл перекиси водорода является эффективной при стерилизации. Пример демонстрирует, что гистидин можно использовать в качестве первичного аминового индикаторного соединения вместо аргинина. В качестве первичных аминовых индикаторных соединений можно использовать весьма разнообразные первичные амины.
Пример 4
Анализы с интегратором с гистидином и глутальдегидом
Готовили ряд интеграторов с гистидинов в качестве индикаторного химического вещества на стекловолоконных дисках в качестве подложки. Интеграторы обрабатывали в стерилизаторе STERRAD 50 в том же режиме, как в примере 3. Вместо ОРА в контакт с обработанными интеграторами приводили глутальдегид в качестве альдегидного предкрасителя. Результаты приведены ниже в таблице 3.
Таблица 3
Результаты анализов с интегратором с гистидином и глутальдегидом
Объем перекиси водорода (мкл)
Диапазон изменения показателя на длине волны красного света (изменение=исходный колориметрический результат - колориметрический результат на 30-й секунде)
0
11-29
300
0-7
Небольшое изменение светопоглощения с начального момента до конечного момента для интеграторов, которых подвергали воздействию 300 мкл перекиси водорода, показывает, что стерилизация 300 мкл объемом перекиси водорода была эффективной.
Значительное изменение светопоглощения с начального момента до отсчета на 30-й секунде для интеграторов, которых подвергали воздействию 0 мкл объема перекиси водорода, показывает, что стерилизация была неэффективной.
Результаты примера 4 показывают, что глутальдегид можно использовать в качестве альдегидного предкрасителя вместо OPA.
Пример 5
Интеграторы с OPA в качестве индикаторного химического вещества
Готовили ряд интеграторов с OPA в качестве индикаторного химического вещества. Индикаторы помещали в стерилизатор с загружаемой партией, подлежащей стерилизации и рядом биоиндикаторов. Загруженную партию, биоиндикаторы и интеграторы приводили в контакт с 100-500 мкл перекиси водорода в режиме, описанном в примере 1.
Интеграторы с OPA в качестве индикаторного химического вещества приводят в контакт с водным раствором аргинина в качестве предкрасителя. Результаты на интеграторах с OPA в качестве альдегидного индикаторного химического вещества и аргинина в качестве первичного аминового предкрасителя хорошо сопоставимы с результатами биоиндикаторов.
Результаты примера 5 демонстрируют, что такие альдегиды, как OPA, можно использовать в качестве индикаторного химического вещества с такими первичными аминами, как аргинин, в качестве предкрасителя.
Интегратор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения позволяет быстро определять эффективность стерилизационного процесса.
Специалистам в данной области техники очевидны различные модификации и изменения настоящего изобретения, не выходящие за пределы объема и существа настоящего изобретения. Следует также понимать, что изобретение не ограничено вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании, и что формулу изобретения следует толковать настолько широко, насколько допускает известный уровень техники.