Спосіб озонової стерилізації матеріалів і виробів

1. Спосіб озонової стерилізації матеріалів і виробів, що заснований на стерилізації матеріалів і виробів у стерилізаційній ванні у водноозоновому розчині з використанням ультразвукового впливу, який відрізняється тим, що водноозоновий розчин готують у змішувачі до подачі у 3 57036 озону високої концентрації (до 15%), вакуумування камери, великий час стерилізації. В іншому відомому способі озонової стерилізації [3] загружають матеріали і вироби у стерилізаційну ванну, вирівнюють температури матеріалів та виробів і стерилізаційної атмосфери, вакуумують стерилізаційну ванну, подають до неї для зволоження водяний пар при відносній вологості від 85% до 100% та при температурі від 25°С до 40°С, після чого подають озоново-газову суміш. Недоліком відомого способу є необхідність отримання озону високої концентрації (до 85 мг/л), що можна досягти тільки використовуючи кисень, який є вибухонебезпечним. До недоліків слід також віднести складність системи зволоження, складність конструкції в якій здійснюється спосіб, тривалий цикл стерилізації (до двох годин). Найбільш близьким по призначенню, технологічній суті і досягаємому результату до способу, що заявляється, обраним, як прототип, є спосіб озонової стерилізації матеріалів та виробів [4]. У цьому способі матеріали та вироби занурюють у стерилізаційну ванну, яка заповнена дезінфікуючим розчином, все піддають ультразвуковій дії та ультрафіолетовому опромінюванню. Після чого у ванну запускають озон до концентрації 0,5-2%. Процес стерилізації проходить при температурі від 20°С до 100°С. Недоліками цього способу озонової стерилізації є великі витрати дезінфікуючих і стерилізуючих матеріалів, електроенергії і часу для стерилізації матеріалів і виробів. Це обумовлено тим, що для ефективного знищення мікроорганізмів додатково використовують хімічні дезінфікуючи або стерилізуючи матеріали та ультрафіолетове випромінювання, бо у водно-озоновому розчині при температурі вищої за 20°С концентрація озону для цього недостатня. Водно-озоновий розчин готується безпосередньо у стерилізаційній ванні. Це потребує певного часу для розчинення озону у воді і, як наслідок, призводить до збільшення загального часу витрачаємого на обробку матеріалів і виробів. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого способу озонової стерилізації матеріалів і виробів для підвищення ефективності стерилізації, виключення додаткових стери 4 лізуючих та дезінфікуючих засобів, зменшення часу стерилізації і витрат електроенергії, забезпечення простоти і доступності використання способу. Удосконалення повинно здійснюватися шляхом забезпечення можливості підвищення концентрації озону у стерилізаційному водно-озоновому розчині. Завдяки цьому ефективну стерилізацію можна буде проводити без застосування ультрафіолетового опромінювання та хімічних дезінфікуючих і стерилізаційних матеріалів. Поставлена задача досягається у запропонованому способі озонової стерилізації матеріалів та виробів, який також як і спосіб, прийнятий за прототип, заснований на стерилізації матеріалів та виробів у стерилізаційній ванні у водно-озоновому розчині з використанням ультразвукового впливу. На відміну від прототипу водно-озоновий розчин готують у змішувачі до подачі у стерилізаційну ванну і підтримують знижену температуру водноозонового розчину під час стерилізації. При цьому ультразвуковий вплив здійснюють періодично ультразвуковими імпульсами. Для підвищення концентрації озону воду або водно-озоновий розчин охолоджують до температури нижче 20°С в охолоджувачі. Для підтримки потрібної температури проводять циркуляцію води або водно-озонового розчину від стерилізаційної ванни через охолоджувач і змішувач у стерилізаційну ванну. Передстерилізаційну обробку матеріалів та виробів здійснюють у водно-озоновому розчині під дією ультразвуку в окремій ванні. Новим у запропонованому способі є те, що водно-озоновий розчин готується і при потребі охолоджується до подачі його у стерилізаційну ванну. Завдяки цьому з'являється можливість підвищити концентрацію озону у розчині. Вона стає достатньою для ефективного знищення мікроорганізмів без застосування додаткових хімічних засобів і ультрафіолетового випромінювання. Циркуляція води або водно-озонового розчину через охолоджувач, підтримка зниженої температури стерилізації впродовж усього процесу при використанні ультразвукової дії забезпечує концентрацію озону, необхідну для найбільш ефективної стерилізації (див. табл.1). Таблиця 1 Температура води °С Концентрація озону у воді (мг/л) 50 2,28 45 2,83 Ці дії зробили можливим у декілька разів зменшити час розчинення озону у воді і збільшити його концентрацію і, таким чином, досягти максимально ефективної стерилізації за більш короткий час, виключити Із процесу стерилізації хімічні стерилізуючи та дезінфікуючи речовини, ультрафіолетове випромінювання, зменшити витрати електроенергії. Суть корисної моделі пояснюється схемою здійснення способу озонової стерилізації матеріалів І виробів, зображеною на Фіг. 40 3,56 35 4,37 30 5,38 25 6,56 20 8,25 15 10 Спосіб, що заявляється, реалізується наступним чином (див. Фіг.). Забруднені матеріали і вироби кладуть на дно передстерилізаційної ванни 1, заповнюють її водою. Одночасно включають генератор озону 2 та ультразвуковий генератор 3 з ультразвуковим випромінювачем 4. Озон виробляють генератором озону 2, до якого подають повітря через осушувач 5 і компресор 6. З генератора озону 2 до передстерилізаційної ванни 1 подають озон, де він змішується з водою і утворює водно-озоновий розчин. У цьому розчині під дією ультразвуку проводять чистку та дезінфекцію ма 5 57036 теріалів і виробів. Очищені від органічних та інших забруднень матеріали та вироби розміщують у стерилізаційній ванні 7, яку заповнюють дистильованою водою до певного рівня. Коли вироби мають важко доступні внутрішні порожнини, проводять нагнітання водно-озонового розчину до порожнин та щілин за допомогою насоса 8. Вироблений озон у генераторі озону 2 подають до змішувача 9. Воду зі стерилізаційної ванни 7 через циркуляційний насос 10 і охолоджувач 11 подають у змішувач 9, де отримують водно-озоновий розчин. Температуру води (на початковій стадії процесу) або водно-озонового розчину (в процесі стерилізації при циркуляції) контролюють датчиком температури 12. Водно-озоновий розчин подають до стерилізаційної ванни 7. Під час стерилізації циркуляцію здійснюють постійно. Надлишковий озон зі стерилізаційної ванни 7 виводять до деструктора 13. Концентрацію озону контролюють вимірювачем озону 14. На матеріали та вироби, які занурено у водно-озоновий розчин, періодично діють ультразвуковими імпульсами через випромінювач 16 від ультразвукового генератора 15 при контролі температури водно-озонового розчину і її стабілізації шляхом циркуляції водно-озонового розчину через охолоджувач 11. Час включення і виключення ультразвукового генератора 15 залежить від заданого інтервалу зміни температури циклу стерилізації. По закінченню стерилізації воду зі стерилізаційної ванни 7 видаляють через кран зливу (на Фіг. не показано). Повітряноозонову суміш, яка залишається у стерилізаційній ванні 7, пропускають через деструктор 13 і періодично вимірюють концентрацію озону вимірювачем озону 14. Коли концентрація озону досягне значення нижчого за ПДК, стерилізаційну ванну 7 6 відкривають і виймають матеріали та вироби. Усі включення і відключення здійснюють в автоматичному режимі з використанням мікропроцесора (на схемі не показано). Ефективність даного способу стерилізації доведено на прикладі лабораторних мікробіологічних досліджень. Досліджувалася стерилізація медичного інструменту, який був забруднений тестовими культурами Е.соlі 055 К 59 №3912/41, Staphylococcus aureus ATCC №25923, Pseudomonas Aeruginoza 27/99, Cl. Oedematiens 198, B.cereus №8035 та інші. Забруднений інструмент клали у стерилізаційну ванну 7. Стерилізаційну ванну 7 заповнювали дистильованою водою до рівня, що покриває інструмент. Задавали бажану температуру води у стерилізаційній ванні 7. У даному випадку - 15°С. Вмикали водяний циркуляційний насос 10, який здійснював подачу води зі стерилізаційної ванни до охолоджувача 11, у змішувач 9 і потім до стерилізаційної ванни 7. Одночасно включали генератор озону 2, і відбувалась подача озону в змішувач 9, де отримували водноозоновий розчин. По досягненню заданої температури включали ультразвуковий генератор 15 і випромінювач 16. Для зменшення нагрівання водноозонового розчину випромінювач 16 включали періодично. Період включення і паузу вибирали з урахуванням необхідної компенсації нагріву водноозонового розчину охолоджувальним елементом. Для мікробіологічного аналізу було здійснено забір води зі стерилізаційної ванни до початку процесу стерилізації і потім через 1, 2, 5, 10, 15, 30 хвилин після початку стерилізації. Результати мікробіологічного аналізу після стерилізації представлені у таблиці 2. Таблиця 2 Найменування тест-культур Е.соli 055 К 59 №3912/41 Staphylococcus aureus АТСС №25923 Pseudomonas Aeruginoza 27/99 СІ. Oedematiens 198 B. cereus №8035 Температура Контроль росту тест-культур після стериКонцентрація воднолізації (хв.) тест-культур, озонового розмг/л 1 2 5 10 15 30 60 чину, °С 1,8 19,0 + + 1,8 19,0 + + 6,0 8,5 10,0 17,5 16,0 15,0 + + + + + + + Як бачимо з табл.2, при концентрації 1,8 мг/л і температурі водно-озонового 19,0°С тести-культур Е.соlі 055 К 59 №3912/4, Staphylococcus aureus АТСС №25923 на забрудненому медичному інструменті зникли за 5 хвилин стерилізації запропонованим способом. Pseudomonas Aeruginoza 27/99 при концентрації 6,0 мг/л і температурі стерилізації 17,5°С - за 5 хвилин. СІ. Oedematiens 198 при концентрації 6,0 мг/л і температурі стерилізації 16,0°С - за 5 хвилин. B. cereus №8035 при концентрації 10,0 мг/л і температурі стерилізації 15,0°С за 10 хвилин. Таким чином, спосіб озонової стерилізації матеріалів та виробів, що пропонується, удосконалює використання озону і ультразвуку при стерилі зації у водному середовищі. Використання цього способу дозволяє виключити з процесу стерилізації додаткові стерилізуючи та дезінфікуючи засоби для дезінфекції і стерилізації, зменшити час стерилізації, дозволяє проводити стерилізацію матеріалів та виробів, які не витримують підвищеної температури при їх обробці. Цим способом можна проводити стерилізацію високого рівня, ефективно як зовні, так і на внутрішніх поверхнях, стиках, в щілинах. Джерела інформації: 1. Абрамова И.М. Современные возможности выбора химических стерилизующих средств для изделий медицинского назначения из термолабильных материалов в лечебно-профилактических 7 57036 учреждениях // Дезинфекционное дело, 2003. №2. - С.35-38. 2. Патент США №5868999 (А). Febr. 9, 1999. Priority: March 19,1996. Комп’ютерна верстка А. Рябко 8 3. Патент США №7128872 (В2). Oct. 31, 2006. Priority: Apr. 30, 1999. 4. Заявка на патент США №20050220665 (A1). Oct. 6, 2005. Priority: Apr. 5, 2004 (прототип). Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601