УСТРОЙСТВО СВЕРХБЫСТРОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к стерилизации медицинских инструментов.
Известны способы и устройства 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.
Способ СВЧ - стерилизации по патенту США №5019359 от 28.05.91 г. состоит в том, что стерилизуемый инструмент, заключенный в содержащий дезинфицирующий раствор пакет и оболочку типа фольги, помещают в СВЧ - печь. Использование оболочки типа фольги позволяет исключить возможное искрение инструмента за счет большой напряженности СВЧ - полей на остриях инструмента, но фольга экранирует СВЧ - поля и тем самым исключается стерилизующее воздействие СВЧ - поля, стерилизация происходит только за счет нагрева и дезинфекции раствором.
Известен способ быстрой стерилизации медицинских инструментов в СВЧ - полях, изложенный в патенте РФ №2130319 от 27.07.1997 г. По этому способу в качестве рабочей среды используют обычную воду в таком количестве, чтобы вода лишь частично покрывала инструменты. Устройство для реализации данного способа содержит закрывающийся жаропрочный прозрачный для СВЧ полей контейнер (емкость)
для размещения инструментов. Контейнер установлен в СВЧ резонаторе. Этот способ позволяет уменьшить время стерилизации до 5-10 минут, исключает искрение инструментов, их перегрев и химические реакции с дезинфицирующим раствором.
Недостатком способа 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.
Наиболее близким по основным принципам к заявляемой полезной модели является патент РФ №2161505 от 06.07.1999 г. "Способ стерилизации материалов при помощи СВЧ - излучения с высокой напряженностью поля и устройство для реализации способа". В изобретении решается задача стерилизации только диэлектрических или частично диэлектрических материалов при помощи электромагнитного излучения диапазона СВЧ. При этом используют источник СВЧ - излучения и резонатор, внутри которого размещают стерилизуемые диэлектрические материалы. Уничтожение микроорганизмов, таких как бактерии, споры или вирусы, происходит за счет увеличения напряженности электромагнитного поля внутри резонатора и поглощения микроорганизмами энергии СВЧ. Наряду с несомненными достоинствами способа и устройства, предложенных в патенте, они имеют недостатки. 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.
В основу предлагаемой полезной модели положена задача разработать простое в эксплуатации и экономичное устройство стерилизации металлических медицинских хирургических, стоматологических инструментов, позволяющее снизить время стерилизации до значений не
более 5 минут. Устройство должно отличаться простотой, отсутствием необходимости применения дезинфицирующих растворов, возможностью использования в полевых условиях, в многочисленных клиниках и больницах, стоматологических кабинетах, парикмахерских, доступных по своей цене.
Поставленная задача решается тем, что 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, при этом 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, кроме. того 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.
Добавление поваренной соли в рабочую среду позволяет улучшить электрический контакт между рабочей средой и инструментом. Отсутствие рабочей среды приводит к искрению инструмента в СВЧ - поле, ведущему к его перегреву и затуплению. Регулируемая по высоте подставка выполнена в виде набора прокладок, что позволяет контейнер со стерилизуемыми инструментами установить в области максимальной напряженности СВЧ - поля. На чертеже представлен общий вид устройства сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов.
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 расположен контейнер для стерилизуемых инструментов 4 с рабочей средой 5, в качестве которой использован водно-солевой раствор, взятый из расчета 1-5 грамм поваренной соли на один литр воды. Контейнер 4 установлен на регулируемой по высоте подставке 6, выполненной в виде блока прокладок из прозрачного для СВЧ - полей материала. Контейнер 4 с стерилизуемыми инструментами установлен на подставке 6 с возможностью совмещения осей симметрии волноводного вывода СВЧ -
энергии с осью симметрии объема, занимаемого стерилизуемыми инструментами.
Устройство работает следующим образом. Контейнер с инструментами помещают в СВЧ - резонатор, аналогичный резонатору бытовой СВЧ - печи, мощность которой 600-800 Вт. Процесс стерилизации может продолжаться до 5 минут.
Уменьшение времени стерилизации достигается совокупностью следующий эффектов:
увеличением поглощаемой мощности рабочей средой;
более быстрым достижением активной средой высокой температуры;
разрушением СВЧ - полями внутренней структуры бактерий;
дополнительно действующим фактором -кавитационным эффектом (бомбардировка поверхности инструмента лопающимися пузырьками кипящей жидкости).
Исследование возможности и эффективности стерилизации в предлагаемом устройстве проводилось следующим образом. Хирургические металлические инструменты инфицировали 48-72 часовой культурой спороносных бактерий В. Subtilis, так называемой "сенной палочкой",
Культуру спороносных бактерий В. Subtilis 468 засевали в 100-150 мл. мясопентонного бульона (МП5) и культивировали при температуре 37°С 48-72 часа. Из полученной культуры готовили мазок, окрашивали его по Граму для определения наличия спор. Спорообразование было достаточно выражено (несколько десятков в поле зрения). Этой культурой обрабатывали инструменты нанося их ватным тампоном, обильно смоченным в указанной культуре. Инфицированные инструменты подсушивали в термостате в течение 30-45 минут на листах стерильной бумаги, заворачивали в нее и отправляли для СВЧ стерилизации.
Зараженные инструменты подвергались стерилизации путем СВЧ-обработки, в предлагаемом устройстве - полезной модели.
После стерилизации в предлагаемом устройстве стерилизованные инструменты упаковывались в стерильные салфетки, стерильную бумагу и подвергались бактериологическому исследованию.
При проведении бактериологического контроля производился тщательный смыв инструментов ватным тампоном, смоченным физиологическим раствором. Обрабатывалась вся поверхность инструмента. Смывы помещались в 10 мл. мясопентонного бульона МП 5 и
культивировались при температуре 37°С 24 часа. Из этих посевов производился высев на чашки Петри с мясопентонным агаром. Посевы выдерживались 24 часа при температуре 37°С и оценивали результат - наличие или отсутствие роста колоний В. Subtilis.
Проведенные исследования показали, что эффективная и качественная СВЧ - стерилизация металлических хирургических инструментов (выкусыватель угловой, носорасширитель, шпатель, крючок для ран, конюля, пеан, боры, диски алмазные, лезвия скальпеля, пинцет анатомический, скальпель стоматологический, шпатель для цемента, штопфер- гладилка и др.) с помощью предлагаемой полезной модели достигается за время не более 5 минут.
Примеры использования устройства.
Пример 1.
Медицинские инструменты: выкусыватель угловой, носорасширитель, шпатель, крючок для ран, конюля, пеаны тонкие, предварительно зараженные культурой спороносных бактерий В.Subtilis 468, помещают в жаропрочный стеклянный контейнер объемом 1000 миллилитров. В воду (рабочую среду) добавляют небольшое количество поваренной соли, примерно 2 грамма на 100 миллилитров воды. Тару размещают с помощью прокладок прозрачных для СВЧ - полей так, чтобы инструменты 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.
Пример 2. Медицинские стоматологические инструменты (боры, диски алмазные, лезвия скальпеля, пинцет анатомический, скальпель стоматологический, шпатель для цемента, штопфер-гладилку) предварительно зараженые культурой спороносных бактерий В. Subtilis 468 помещают в жаропрочный стеклянный контейнер. В контейнер заливают 100-200 миллилитров воды, в которую добавляют поваренную соль из расчета 2 грамма на 100 миллилитров. Контейнер размещают в середине резонатора с помощью подбора прокладок, прозрачных для СВЧ - полей, совмещая его с продольной осью волновода и стерилизуют в течение 3 минут. В результате происходит полная стерилизация инструмента.
Таким образом, предлагаемое устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов существенно уменьшает время стерилизации до значении не более 5 минут, исключает негативные явления, приводящие к порче инструментов, такие как искрения, химические реакции с дезинфицирующим раствором. Предлагаемым устройством можно пользоваться также и в полевых условиях.