УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к стерилизации медицинских инструментов.
Известны устройства и способы стерилизации материалов и инструментов с помощью СВЧ - полей. Например, в патенте США №5019344 от 28.05.91 г. инструмент, заключенный в прозрачный для СВЧ - поля пакет, в котором находится дезинфицирующий раствор, помещают в микроволновую печь. Эффект стерилизации достигается за счет суммарного термического воздействия, дезинфицирующего воздействия и действия СВЧ - полей. Время стерилизации - 20 минут.
Данное техническое решение имеет следующие недостатки: наличие искрения на остриях некоторых инструментов и перегрев инструментов, что приводит к их порче; химическая реакция инструмента с дезинфицирующим раствором также приводит к порче инструментов; необходимость строгой дозировки и потребность в большом количестве дезинфицирующего раствора, что трудно обеспечить в полевых условиях; необходимость использования каждый раз специальных герметичных пакетов, а следовательно, герметизирующих эти пакеты приспособлений.
Известно устройство быстрой стерилизации медицинских инструментов в СВЧ - полях, изложенное в (патент РФ №2130319 от 27.07.1997 г.). Устройство содержит закрывающийся жаропрочный прозрачный для СВЧ полей контейнер (емкость) для размещения инструментов. Контейнер установлен в СВЧ резонаторе. В качестве рабочей среды в данном техническом решении используют обычную воду в таком количестве, чтобы вода лишь частично покрывала инструменты. Данное техническое решение позволяет уменьшить время стерилизации до 5-10 минут, исключает искрение инструментов, их перегрев и химические реакции с дезинфицирующим раствором.
Недостатком устройства является то, что контейнер, в который помещают инструменты, не имеет регулировки своего положения по высоте, поэтому расположение контейнера относительно входного СВЧ окна рабочего резонатора нельзя оптимизировать, что увеличивает время обработки. Другим недостатком способа является то, что ввиду недостаточного количества естественных солей в обычной воде в ряде режимов время стерилизации при обработке превышает 5 минут.
Известно также устройство стерилизации медицинских инструментов в СВЧ - полях (патент РФ №2161505 опубл. 06.07.1999 г.). В изобретении решается задача стерилизации только диэлектрических или частично диэлектрических материалов при помощи электромагнитного излучения диапазона СВЧ. Устройство содержит источник СВЧ-излучения, объемный резонатор, а в качестве источника СВЧ-излучения использован СВЧ-магнетрон, рабочая частота которого отличается не более чем на 20% от собственной резонансной частоты объемного резонатора, внутри которого расположен излучающий элемент СВЧ-магнетрона. Уничтожение микроорганизмов, таких как бактерии, споры или вирусы, происходит за счет увеличения напряженности электромагнитного поля внутри резонатора и поглощения микроорганизмами энергии СВЧ.
Главным недостатком является невозможность стерилизации металлических медицинских инструментов. Другим серьезным недостатком является необходимость заполнения газом с высоким порогом пробоя (например, фреоном или элегазом) при повышенном давлении самого резонатора для обеспечения его необходимой электрической прочности. Кроме того, размеры стерилизуемого материала ограничены, а сам материал надо перемещать в процессе стерилизации внутри резонатора в области пучности, местоположения которых не так легко определить.
Наиболее близким по основным признакам к заявляемой полезной модели является (патент РФ на полезную модель №45271 опубл. 14.12.2009 г. “Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов”). В изобретении решается задача стерилизации металлических медицинских хирургических, стоматологических инструментов, позволяющая снизить время стерилизации до значений не более 5 минут.
В состав устройства сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов кроме источника СВЧ-энергии (магнетрона) и резонатора входят волноводный вывод СВЧ-энергии, а также контейнер для стерилизуемых инструментов, наполненный рабочей средой и выполненный из жаропрочного материала, прозрачного для СВЧ полей. Контейнер установлен внутри объемного резонатора на регулируемой по высоте подставке с возможностью совмещения осей симметрии волноводного вывода СВЧ-энергии, соединенного с объемным резонатором и объема, занимаемого в контейнере стерилизуемыми инструментами. Подставка выполнена в виде блока прокладок из прозрачного для СВЧ-полей материала, а в качестве рабочей среды используется водно-солевой раствор, взятый из расчета 1-5 граммов поваренной соли на один литр воды, что позволяет увеличить проводимость рабочей среды, коэффициент потерь, а значит величину поглощаемой активной средой СВЧ-мощности.
Достоинством устройства сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов является малое время стерилизации, надежное уничтожение всех известных бактерий, спор и вирусов.
Вместе с тем, опыт работы авторов с таким устройством выявил ряд недостатков. В частности, после стерилизации стерилизованные инструменты приходится извлекать из контейнера с высокой температурой рабочей среды опять с помощью стерильных инструментов (пинцетов). В последующем стерилизованные инструменты необходимо упаковывать в стерильные салфетки, стерильную бумагу с дальнейшей возможностью их Медицинского использования. Процесс извлечения из рабочей среды с высокой температурой стерилизованных инструментов не безопасный. Кроме того, при извлечении стерилизованных инструментов и их упаковке возникает опасность превращения их в нестерильные из-за влияния окружающей воздушной среды, сотрудников и других факторов.
В основу предлагаемой полезной модели положена задача разработать безопасное и удобное в эксплуатации устройство стерилизации металлических медицинских хирургических и стоматологических инструментов в короткое время, которое обеспечивает стерильное состояние инструментов после извлечения их из резонатора. Устройство должно отличаться простотой, возможностью использования в полевых условиях, в многочисленных клиниках и больницах, стоматологических кабинетах, парикмахерских, доступностью по своей цене.
Поставленная задача решается тем, что устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов содержит источник СВЧ-энергии, соединенный с объемным резонатором, волноводным выводом СВЧ-энергии, контейнер с рабочей средой, выполненный из жаропрочного прозрачного для СВЧ-полей материала, установленный внутри объемного резонатора на регулируемой по высоте подставке. Новым является то, что введен дополнительный контейнер из жаропрочного прозрачного для СВЧ-полей материала для стерилизуемых инструментов, имеющий крышку и отверстие в нижней части для заполнения и слива рабочей среды и установленный внутри контейнера с рабочей средой с образованием зазора между его дном и дном дополнительного контейнеров.
Кроме этого дополнительный контейнер имеет выступы на внешней поверхности верхней части, опирающиеся на боковые стенки контейнера с рабочей средой, а также выступы на дне, опирающиеся на дно контейнера с рабочей средой.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом - фиг.1, где представлен общий вид устройства сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов. Позициями чертежа обозначены:
1 - магнетрон;
2 - волноводный вывод СВЧ энергии;
3 - объемный резонатор;
4 - контейнер для стерилизуемых инструментов;
5 - отверстие в контейнере для стерилизуемых инструментов;
6 - крышка контейнера для стерилизуемых инструментов;
7 - ручки контейнера для стерилизуемых инструментов;
8 - рабочая среда;
9 - осевая линия волноводного вывода СВЧ энергии и ось симметрии объема, занимаемого стерилизуемыми инструментами;
10 - контейнер с рабочей средой;
11 - выступы на дне контейнера для стерилизуемых инструментов, опирающиеся на дно контейнера с рабочей средой;
12 - блок прокладок из прозрачного для СВЧ-полей материала. Устройство состоит из источника СВЧ энергии - магнетрона 1, с волноводным выводом СВЧ энергии 2, через который магнетрон соединен с объемным резонатором 3. В резонаторе 3 расположены два контейнера, один контейнер 4 для стерилизуемых инструментов имеет отверстие в нижней части 5 для слива (наполнения) рабочей среды, выступы на дне 11, крышку 6 и выступы на внешней поверхности верхней части (ручки) 7. В контейнер 4 помещают стерилизуемые инструменты. Контейнер 4 со стерилизуемыми инструментами помещают в другой контейнер 10 несколько большего размера с рабочей средой, при этом образуется зазор между дном одного и другого контейнеров за счет выступов 11 на дне контейнера 4 или ручек 7 на внешней поверхности верхней части контейнера 4, которые опираются на боковые стенки контейнера 10 с рабочей средой. При погружении контейнера 4 с отверстием и стерилизуемыми инструментами рабочая среда, находящаяся в большем контейнере 10, заполняет контейнер со стерилизуемыми инструментами через отверстие 5. Оба контейнера выполнены из жаропрочного материала, прозрачного для СВЧ полей, и установлены внутри объемного резонатора 3 на регулируемой по высоте подставке 12. Подставка 12, выполнена в виде блока прокладок из прозрачного для СВЧ-полей материала, позволяющих совмещать оси симметрии волноводного вывода СВЧ- энергии с осью симметрии объема, занимаемого стерилизуемыми инструментами. В качестве рабочей среды 8 использован водно-солевой раствор, взятый из расчета 1-5 грамм поваренной соли на один литр воды. Рабочая среда 8 заполняет контейнер 4 со стерилизуемыми инструментами, поскольку оба контейнера-сообщающиеся сосуды посредством отверстия 5.
Устройство работает следующим образом. В контейнер большего размера 10 с рабочей средой 8 помещают контейнер 4 с отверстием 5, выступами на дне 11, крышкой 6 и стерилизуемыми инструментами. Рабочая среда 8 из внешнего контейнера 10 через отверстие 5 контейнера 4 со стерилизуемыми инструментами проникает в последний, благодаря зазору между основаниями контейнеров, образовавшегося за счет выступов на дне 11 и держателей (ручек) 7. Оба контейнера помещают в СВЧ-резонатор, аналогичный резонатору бытовой СВЧ-печи, мощность которой 600-800 Вт. Процесс стерилизации может продолжаться до 5 минут.
При стерилизации СВЧ-полями происходит разрушение внутренней структуры бактерий.
После стерилизации контейнеры извлекаются из резонатора. Контейнер 4 с закрытой крышкой 6 со стерилизованными инструментами поднимается с помощью ручек 7 вверх из внешнего контейнера большего размера 10. При этом рабочая среда 8 выливается из контейнера 4 со стерильными инструментами через отверстие 5 и остается в большем внешнем контейнере 10. Таким образом, в контейнере с крышкой остаются стерильные инструменты, не требующие их извлечения из рабочей среды и пригодные для врачебного использования. Это обеспечивает решение задачи по стерильному состоянию инструментов после извлечения их из резонатора.
Исследование возможности и эффективности стерилизации в предлагаемом устройстве проводилось авторами таким же образом, как в патенте РФ на полезную модель №45271 от 14.12.2009 г. ”Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов”.
Проведенные исследования показали, что эффективная и качественная СВЧ-стерилизация металлических хирургических инструментов (выкусыватель угловой, носорасширитель, шпатель, пеан, боры, диски алмазные, лезвия скальпеля, скальпель стоматологический, штопфер-гладилка и др.) с помощью предлагаемой полезной модели достигается за время не более 5 минут. Стерилизованные инструменты сохраняют стерильное состояние после извлечения их из резонатора и проведения исследований.
Пример использования устройства.
Медицинские инструменты: выкусыватель угловой, носорасширитель, шпатель, крючок для ран, конюля, пеаны тонкие, предварительно зараженные культурой спороносных бактерий B.Subtilis 468, помещали в жаропрочный стеклянный контейнер объемом 1000 миллилитров с отверстием и крышкой. Другой контейнер большего размера заполняли рабочей средой и в него помещали контейнер с отверстием, стерилизуемыми инструментами, который опирался выступами на дно контейнера большего размера и его вертикальные стенки. Рабочая среда проникала из внешнего контейнера в контейнер со стерилизуемыми инструментами через отверстие последнего. Оба контейнера размещали с помощью прокладок прозрачных для СВЧ-полей так, чтобы инструменты, покрытые рабочим раствором, располагались в середине резонатора вдоль продольной оси волновода, соединяющего магнетрон и резонатор. Тип СВЧ-печи может быть различным, например СП-23, ее СВЧ-мощность - 700 Вт и СВЧ-частота 2450 МГц. Стерилизуют инструменты в течение менее 5 минут. В результате происходит полная стерилизация инструментов. Их извлечение заключается лишь в подъеме контейнера со стерильными инструментами с помощью держателей (ручек) из второго, несколько большего, контейнера. При этом рабочий раствор остается во втором большем контейнере, стерилизованные инструменты становятся сухими, исключается возможность их загрязнения персоналом или окружающей средой.
Таким образом, предлагаемое устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов сохраняет достоинства полезной модели №45271 от 14.12.2009 г. “Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов” и исключает негативные явления, имеющие место при извлечении из рабочей среды с высокой температурой стерилизованных инструментов. При извлечении стерильных инструментов из рабочего раствора отсутствует опасность их загрязнения и превращения в нестерильные из-за влияния сотрудников, окружающей воздушной среды и других факторов. Процесс извлечения контейнера становится более безопасным.