BR202022016646U2

BR202022016646U2 - EQUIPMENT FOR STERILIZATION OF MEDICAL INSTRUMENTS IN HEALTHCARE ESTABLISHMENTS

Info

Publication number: BR202022016646U2
Application number: BR202022016646-9U
Authority: BR
Inventors: Gustavo Figueiredo Reis; Jefferson Rodrigues De Oliveira; Paulo Jose Miguel
Original assignee: 4Lux Saúde E Engenharia Ltda
Priority date: 2022-08-21
Filing date: 2022-08-21
Publication date: 2024-02-27

Abstract

Trata-se o presente modelo de utilidade de um equipamento de esterilização de endoscópios rígidos com dimensões diversas, baseado na aplicação a que se destina, não eximindo instrumentais cirúrgicos/médicos, desenvolvido para utilização em estabelecimentos de saúde, tais como hospitais, clínicas, centros médicos, consultórios de especialidades médicas, odontológicas e centrais de materiais esterilizados. O dispositivo realiza a esterilização por meio da utilização de processos oxidativos avançados com a utilização de três tecnologias em um só equipamento, geração de peróxido de hidrogênio, radiação ultravioleta e material com alta refletividade difusa da radiação ultravioleta. A superfície catalítica reage com a energia da luz ultravioleta e se hidrata na superfície para formar produtos de oxidação avançados. A superfície catalítica inclui um agente hidrofílico, revestida com dióxido de titânio com estrutura anatase em um ambiente de ar atmosférico para formar produto de oxidação avançado. A esterilização é feita a baixa temperatura e baixo tempo de ciclo e apresenta baixo custo de produção, não gera resíduos após o processo de esterilização e dispensa o uso de água, apresenta características seguras de operação e baixo risco, também apresenta facilidade de mobilidade, por ser leve e possuir rodízios para o transporte.This is the present utility model of equipment for sterilizing rigid endoscopes with different dimensions, based on the intended application, without excluding surgical/medical instruments, developed for use in healthcare establishments, such as hospitals, clinics, centers doctors, medical and dental specialty offices and sterile material centers. The device performs sterilization through the use of advanced oxidative processes using three technologies in one piece of equipment, generation of hydrogen peroxide, ultraviolet radiation and material with high diffuse reflectivity of ultraviolet radiation. The catalytic surface reacts with ultraviolet light energy and hydrates on the surface to form advanced oxidation products. The catalytic surface includes a hydrophilic agent, coated with titanium dioxide with anatase structure in an atmospheric air environment to form advanced oxidation product. Sterilization is carried out at low temperature and low cycle time and has low production costs, does not generate waste after the sterilization process and does not require the use of water, has safe operating characteristics and low risk, it also presents ease of mobility, for be light and have casters for transportation.

Description

Field of invention

[001] Trata-se o presente modelo de utilidade de um equipamento de esterilização de endoscópios rígidos com dimensões diversas, baseado na aplicação a que se destina, não eximindo outros instrumentais cirúrgicos/médicos desenvolvidos para utilização em estabelecimentos de saúde, tais como hospitais, clínicas, centros médicos, consultórios de especialidades médicas, odontológicas e centrais de materiais esterilizados. O dispositivo realiza a esterilização por meio da utilização de processos oxidativos avançados com a utilização de três tecnologias em um só equipamento, geração de peróxido de hidrogênio, radiação ultravioleta e material com alta refletividade difusa da radiação ultravioleta.[001] This utility model is a device for sterilizing rigid endoscopes with different dimensions, based on the intended application, without excluding other surgical/medical instruments developed for use in healthcare establishments, such as hospitals, clinics, medical centers, medical and dental specialty offices and sterile material centers. The device performs sterilization through the use of advanced oxidative processes using three technologies in one piece of equipment, generation of hydrogen peroxide, ultraviolet radiation and material with high diffuse reflectivity of ultraviolet radiation.

Fundamentals of the invention

[002] Existem várias formas de se promover a esterilização de materiais e instrumentos e são divididos em métodos químicos e métodos físicos. A escolha do melhor método deve considerar a compatibilidade do material, a efetividade, toxicidade, facilidade de utilização e custo para aplicação.[002] There are several ways to promote the sterilization of materials and instruments and are divided into chemical methods and physical methods. Choosing the best method must consider material compatibility, effectiveness, toxicity, ease of use and cost of application.

[003] No mercado os processos físicos são os mais utilizados por apresentarem um menor custo em comparação com os métodos químicos. Os processos físicos são divididos no processo de calor seco (estufa), calor úmido (autoclave) e radiação (gama, UV).[003] On the market, physical processes are the most used because they present a lower cost compared to chemical methods. The physical processes are divided into the dry heat process (oven), moist heat (autoclave) and radiation (gamma, UV).

[004] O processo de calor seco utiliza estufa ou forno, é o método mais empregado, pois apresenta um custo baixo e grande eficiência na esterilização de instrumentos metálicos. Porém, requer longo tempo de esterilização, apresenta pequena penetração de calor e pode descolorir ou queimar materiais como papel ou tecido.[004] The dry heat process uses an oven or oven, it is the most used method, as it is low cost and highly efficient in sterilizing metal instruments. However, it requires a long sterilization time, has little heat penetration and can discolor or burn materials such as paper or fabric.

[005] O processo de calor úmido (autoclave) é o método mais antigo e eficiente, pois utiliza água aquecida em um recipiente fechado, onde o vapor fica retido sob pressão de forma a atingir a temperatura mais elevada do que seu ponto de ebulição, sem entrar em ebulição, sendo que a morte dos micro-organismos ocorre pela termo coagulação e desnaturação das proteínas microbianas. Porém, neste método os materiais e instrumentos podem apresentar perda significativa de corte, aumento na corrosão ou mesmo degradação interna da integridade estrutural de equipamentos formados por diferentes materiais, como os endoscópios rígidos, formados por materiais dissimilares (diferentes dilatações térmicas).[005] The moist heat process (autoclave) is the oldest and most efficient method, as it uses heated water in a closed container, where the steam is retained under pressure to reach a temperature higher than its boiling point, without boiling, and the death of microorganisms occurs through the term coagulation and denaturation of microbial proteins. However, in this method, materials and instruments may present significant cutting loss, increased corrosion or even internal degradation of the structural integrity of equipment made of different materials, such as rigid endoscopes, made of dissimilar materials (different thermal expansions).

[006] O processo por radiação utiliza raios ultravioleta e gama, usados em descontaminações superficiais e alguns produtos descartáveis, porém este processo apresenta alto custo (raios gama) e não pode ser aplicado em qualquer tipo de equipamento, material e/ou dispositivo hospitalar.[006] The radiation process uses ultraviolet and gamma rays, used in superficial decontamination and some disposable products, however this process is expensive (gamma rays) and cannot be applied to any type of equipment, material and/or hospital device.

[007] Um dos pilares da gestão hospitalar está pautada na redução dos custos de manutenção de equipamentos médicos. A grande maioria dos equipamentos possui desenvolvimento internacional e alto custo de manutenção. O valor dos contratos de manutenção corretiva, preditiva e preventiva está, na maioria das vezes, acima das linhas orçamentárias das unidades hospitalares.[007] One of the pillars of hospital management is based on reducing the maintenance costs of medical equipment. The vast majority of equipment is internationally developed and has high maintenance costs. The value of corrective, predictive and preventive maintenance contracts is, in most cases, above the budget lines of hospital units.

[008] Em pesquisa realizada no estado da técnica foram identificados alguns documentos que descrevem equipamentos de esterilização, onde podemos destacar:[008] In research carried out on the state of the art, some documents were identified that describe sterilization equipment, where we can highlight:

[009] O documento BR 102021002101-2 B1 compreende um equipamento dotado por um conjunto de lâmpadas ultravioleta C (UV-C) e gerador de ozônio que permitem realizar a higienização e sanitização em componentes poliméricos utilizados em equipamentos e dispositivos médicos hospitalares, embalagens e ferramentas manuais, de modo a resultar em maior eficiência na esterilização destes componentes. Este equipamento não se compara ao dispositivo pretendido, uma vez que utiliza ozônio e não o peróxido de hidrogênio.[009] Document BR 102021002101-2 B1 comprises equipment equipped with a set of ultraviolet C (UV-C) lamps and an ozone generator that allow cleaning and sanitizing of polymeric components used in hospital medical equipment and devices, packaging and manual tools, in order to result in greater efficiency in the sterilization of these components. This equipment is not comparable to the intended device, as it uses ozone and not hydrogen peroxide.

[0010] O documento BR 202020026562-3 U2 prevê um dispositivo portátil de esterilização de objetos por radiação ultravioleta, compreendendo um recipiente base (1) com uma tampa (2), em que o dispositivo compreende uma primeira lâmpada (5) emissora de radiação UV-C posicionada transversalmente na parte inferior do recipiente base (1), e uma segunda lâmpada (5) emissora de radiação UV-C posicionada transversalmente na tampa (2), em que a primeira (5) e a segunda (5) lâmpadas de mercúrio são posicionadas em sentidos transversais opostos, em que o recipiente base (1) compreende um elemento de suporte (6) para objetos posicionado entre a primeira (5) e a segunda (5) lâmpadas emissoras de radiação UV-C. Neste exemplo também não há a geração de peróxido de hidrogênio, não há alta refletividade difusa, não se assemelhando ao modelo pretendido.[0010] Document BR 202020026562-3 U2 provides for a portable device for sterilizing objects by ultraviolet radiation, comprising a base container (1) with a lid (2), wherein the device comprises a first lamp (5) emitting radiation UV-C positioned transversely in the lower part of the base container (1), and a second lamp (5) emitting UV-C radiation positioned transversely in the lid (2), in which the first (5) and second (5) lamps of mercury are positioned in opposite transverse directions, where the base container (1) comprises a support element (6) for objects positioned between the first (5) and second (5) lamps emitting UV-C radiation. In this example there is also no generation of hydrogen peroxide, there is no high diffuse reflectivity, not resembling the intended model.

[0011] O documento BR 202020014363-3 U2 refere-se a um aparelho luminária automatizada de desinfecção e esterilização de superfícies, do ambiente e do ar, por raios ultravioleta UV-C, que permite controlar o seu funcionamento por controle remoto manual, sem a presença do operador no ambiente que está sendo tratado, destinado a realizar a desinfecção e esterilização de superfícies e do ar de ambientes e de espaços confinados, a partir da utilização de lâmpadas germicidas de raios ultravioleta UV-C, que possuem a capacidade de inativar patógenos de superfícies e suspensos no ar, tais como, bactérias, vírus e fungos, permitindo assim a obtenção de superfícies e ar tratados, com segurança de operação, sem a presença do operador no ambiente de tratamento, destinado a tratar ambientes hospitalares, laboratórios, centros comerciais, indústrias, agronegócio, meios de transportes, residências e espaços confinados.[0011] Document BR 202020014363-3 U2 refers to an automated luminaire device for disinfecting and sterilizing surfaces, the environment and the air, using UV-C ultraviolet rays, which allows controlling its operation by manual remote control, without the presence of the operator in the environment being treated, intended to disinfect and sterilize surfaces and air in environments and confined spaces, using UV-C germicidal ultraviolet ray lamps, which have the ability to inactivate pathogens from surfaces and suspended in the air, such as bacteria, viruses and fungi, thus allowing the obtaining of treated surfaces and air, with safe operation, without the presence of the operator in the treatment environment, intended to treat hospital environments, laboratories, shopping centers, industries, agribusiness, means of transport, residences and confined spaces.

[0012] Todos esses modelos em nada se assemelham ao dispositivo pretendido. Assim, os presentes inventores buscando resolver os inconvenientes do mercado, relacionados ao alto custo de manutenção de endoscópios rígidos, danificados por subsequentes variações térmicas causadas por esterilização em autoclaves, desenvolveram um equipamento compacto dotado de geração de peróxido de hidrogênio, gerado através de uma reação fotocatalítica, combinado com a aplicação da radiação UV-C dentro de uma câmara revestida internamente com e-PTFE (polietrafluoretileno expandido). O peróxido de hidrogênio, por se tratar de um elemento extremamente oxidante, ao reagir com a luz UV-C por meio de uma reação fotocatalítica gera radicais hidroxilas, permitindo maior eficiência na esterilização de materiais cirúrgicos e médicos. A oxidação é uma reação química na qual um elemento ou íon é aumentado em valência positiva, perdendo elétrons para um agente oxidante. Oxidar é mudar uma substância por reação química, combinando-a com oxigênio, como fogo ou ferrugem. Os processos de oxidação podem ser usados para matar bactérias, fungos e vírus. Eles também são usados rotineiramente para reagir com produtos químicos causadores de odor, como compostos orgânicos voláteis e outros produtos químicos inorgânicos e orgânicos.[0012] All of these models in no way resemble the intended device. Thus, the present inventors, seeking to resolve the market's inconveniences, related to the high cost of maintaining rigid endoscopes, damaged by subsequent thermal variations caused by sterilization in autoclaves, developed compact equipment equipped with the generation of hydrogen peroxide, generated through a reaction photocatalytic, combined with the application of UV-C radiation inside a chamber internally coated with e-PTFE (expanded polyetrafluoroethylene). Hydrogen peroxide, as it is an extremely oxidizing element, reacts with UV-C light through a photocatalytic reaction and generates hydroxyl radicals, allowing greater efficiency in the sterilization of surgical and medical materials. Oxidation is a chemical reaction in which an element or ion increases in positive valence, losing electrons to an oxidizing agent. Oxidizing is changing a substance by chemical reaction, combining it with oxygen, such as fire or rust. Oxidation processes can be used to kill bacteria, fungi and viruses. They are also routinely used to react with odor-causing chemicals such as volatile organic compounds and other inorganic and organic chemicals.

[0013] Os oxidantes criados durante os processos de oxidação avançados são mais eficazes do que os oxidantes tradicionais na reação com compostos patógenos e são consideravelmente mais fortes dos os agentes de limpeza típicos, como o cloro. Os oxidantes dos processos avançados são geralmente o ozônio, os radicais hidroxila, peróxidos hídricos, íons ozônio, hidróxidos e íons superóxidos. Todos esses compostos são usados durante ou são produzidos como resultado de processos de oxidação avançados. Geralmente o produto de oxidação avançada reage com compostos que normalmente não reagiriam com outros oxidantes comuns.[0013] Oxidants created during advanced oxidation processes are more effective than traditional oxidants in reacting with pathogenic compounds and are considerably stronger than typical cleaning agents such as chlorine. The oxidants of advanced processes are generally ozone, hydroxyl radicals, water peroxides, ozone ions, hydroxides and superoxide ions. All of these compounds are used during or are produced as a result of advanced oxidation processes. Generally the advanced oxidation product reacts with compounds that would not normally react with other common oxidants.

[0014] Outras propostas utilizando Ozônio ou Peroxido de Hidrogênio são conhecidas na literatura atual, à luz dos documentos intitulados “Evaluation of five decontamination methods for filtering facepiece respirators” (de autoria de Viscusi, D. J.), “Evaluation of multiple (3-cycle) decontamination processing for filtering facepiece respirators” (de autoria de Bergman, M. S.), e “Inactivation of viruses on surfaces by ultravioleta germicidal irradiation” (de autoria de Tseng, C-C, e Li, C-S).[0014] Other proposals using Ozone or Hydrogen Peroxide are known in current literature, in light of the documents entitled “Evaluation of five decontamination methods for filtering facepiece respirators” (authored by Viscusi, D. J.), “Evaluation of multiple (3-cycle ) decontamination processing for filtering facepiece respirators” (authored by Bergman, M. S.), and “Inactivation of viruses on surfaces by ultraviolet germicidal irradiation” (authored by Tseng, C-C, and Li, C-S).

[0015] O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um agente microbicida amplamente utilizado para desinfecção, esterilização e antissepsia. As principais vantagens atribuídas a este agente químico incluem baixo custo e fácil acesso, além de ser uma alternativa ambientalmente sustentável já que sua degradação completa não produz agentes tóxicos. A aplicação médica desta molécula está relacionada com sua ação antisséptica e antimicrobiana, que age de maneira eficaz e abrangente contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, esporos bacterianos, vírus e leveduras. O H2O2 é uma agente muito instável e que reage quando em contato com matéria orgânica oxidável, metal e soluções alcalinas, produzindo radicais altamente reativos. Esses radicais comportam-se como agentes oxidantes potentes, reagindo com lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos. Logo, o mecanismo de ação do H2O2 está relacionado com a sua ação oxidante em componentes celulares essenciais.[0015] Hydrogen peroxide (H2O2) is a microbicidal agent widely used for disinfection, sterilization and antisepsis. The main advantages attributed to this chemical agent include low cost and easy access, in addition to being an environmentally sustainable alternative since its complete degradation does not produce toxic agents. The medical application of this molecule is related to its antiseptic and antimicrobial action, which acts effectively and comprehensively against Gram-positive and Gram-negative bacteria, bacterial spores, viruses and yeasts. H2O2 is a very unstable agent that reacts when in contact with oxidizable organic matter, metal and alkaline solutions, producing highly reactive radicals. These radicals behave as powerful oxidizing agents, reacting with lipids, proteins and nucleic acids. Therefore, the mechanism of action of H2O2 is related to its oxidizing action on essential cellular components.

[0016] O espectro de luz Ultravioleta (UV) é dividido em três faixas: UV-A (320 a 400 nm), UV-B (280 a 320 nm) e UV-C (200 a 280 nm). A radiação UV, denominada como germicida, se refere à faixa que compreende os menores comprimentos de onda (UVC), sendo altamente biotóxica, devido à sua capacidade de inativar bactérias e esporos, bem como vírus, protozoários, algas e fungos. A ação germicida da radiação UVC ocorre devido ao dano celular por indução de transformações na estrutura química das cadeias de ácido nucléico (DNA e RNA), frequentemente resultando na produção de dímeros de pirimidina de ciclobutano (DPC), causando distorção da molécula de ácido nucléico, levando ao mau funcionamento da replicação celular e, consequentemente, à morte da bactéria e à inativação do vírus.[0016] The Ultraviolet (UV) light spectrum is divided into three bands: UV-A (320 to 400 nm), UV-B (280 to 320 nm) and UV-C (200 to 280 nm). UV radiation, known as germicidal, refers to the range that comprises the shortest wavelengths (UVC), being highly biotoxic, due to its ability to inactivate bacteria and spores, as well as viruses, protozoa, algae and fungi. The germicidal action of UVC radiation occurs due to cellular damage by inducing transformations in the chemical structure of nucleic acid chains (DNA and RNA), often resulting in the production of cyclobutane pyrimidine dimers (DPC), causing distortion of the nucleic acid molecule , leading to cell replication malfunction and, consequently, the death of the bacteria and the inactivation of the virus.

[0017] A esterilização por UV mostrou ser adequada para a esterilização de filmes planos, mas verificou-se que tem aplicabilidade limitada a recipientes angulares pré formados (Maunder, 1977, “Possible use of ultravioleta sterilization of containers for aseptic packaging” Food Technology, 36) devido às restrições geométricas e físicas associadas à luz UV. Se uma lâmpada UV simples for colocada próxima acima de um pré-formado, com uma caixa gable top, a eficácia da esterilização é severamente limitada devido a vários motivos. O fluxo total de luz que entra na caixa é restrito à luz que pode ser direcionada através da abertura da caixa, que no caso de caixas típicas de gable topsão 55x55 mm, 70x70 mm, ou 95x95 mm. A luz não refletida emitida por uma fonte de linha. A lâmpada UV diminuiu em intensidade com a distância quadrada da fonte de luz. Assim, à medida que a profundidade da caixa aumenta, a intensidade da luz diminui.[0017] UV sterilization has been shown to be suitable for the sterilization of flat films, but has been found to have limited applicability to pre-formed angular containers (Maunder, 1977, “Possible use of ultraviolet sterilization of containers for aseptic packaging” Food Technology, 36) due to geometric and physical restrictions associated with UV light. If a simple UV lamp is placed close above a preform, with a gable top box, the sterilization effectiveness is severely limited due to several reasons. The total flow of light entering the box is restricted to the light that can be directed through the box opening, which in the case of typical gable top boxes are 55x55 mm, 70x70 mm, or 95x95 mm. The unreflected light emitted by a line source. The UV lamp decreased in intensity with the squared distance from the light source. Thus, as the depth of the box increases, the light intensity decreases.

[0018] Este equipamento proposto possui internamente um material difuso e refletivo com refletância extremamente alta (>97%), ainda mais refletivo do que alumínio de alto desempenho (Lash, 2000 Performance benefits of highly reflective diffuse materials in ligghting fixtures. J Illum Eng. Soc Winter. 11-16), normalmente encontrado em alguns equipamentos que visam utilização similar. A depender de alguns parâmetros construtivos, essa reflexão difusa pode alcançar valores de refletância ainda maiores (< 99%). O foco desse modelo de utilidade foi eliminar o impacto da localização do material a ser esterilizado, em relação ao posicionamento da irradiação ultravioleta, com alto desempenho na emissão e distribuição dentro do equipamento, disponibilizando irradiação ultravioleta com o mínimo de dispersão e sombra.[0018] This proposed equipment internally has a diffuse and reflective material with extremely high reflectance (>97%), even more reflective than high-performance aluminum (Lash, 2000 Performance benefits of highly reflective diffuse materials in lighting fixtures. J Illum Eng . Soc Winter. 11-16), normally found in some equipment intended for similar use. Depending on some construction parameters, this diffuse reflection can reach even higher reflectance values (< 99%). The focus of this utility model was to eliminate the impact of the location of the material to be sterilized, in relation to the positioning of ultraviolet irradiation, with high performance in emission and distribution within the equipment, providing ultraviolet irradiation with minimal dispersion and shadow.

[0019] Portanto, o modelo aqui pretendido apresenta como vantagens: a esterilização ser feita a baixa temperatura e baixo tempo de ciclo, apresentar menor custo de produção, não gerar resíduos após o processo de esterilização, dispensar o uso de água, apresentar características seguras de operação e baixo risco, também por apresentar característica de mobilidade, ser leve e de fácil condução, necessitar apenas de um ponto de energia elétrica e poder ser fabricado com rodas para o transporte.[0019] Therefore, the model intended here has the following advantages: sterilization is carried out at low temperature and short cycle time, has lower production costs, does not generate waste after the sterilization process, does not require the use of water, has safe characteristics of operation and low risk, also because it has mobility characteristics, is light and easy to drive, only requires one electrical power point and can be manufactured with wheels for transport.

[0020] Outra vantagem desse processo de esterilização é que não se trata apenas de um equipamento com energia de luz UV-C germicida, mas também tem o efeito adicional com o processo oxidativo avançado, que é muito eficaz na redução de patógenos. Além disso, é uma vantagem significativa sobre a luz ultravioleta convencional e outros sistemas de oxidação que apenas reduzem os patógenos e compostos no ponto de tratamento. O gás de oxidação avançada criado pelo processo fotocatalítico, conforme proposto para o modelo aqui pretendido, compreende oxidantes seguros e ecologicamente corretos que se revertem em oxigênio e hidrogênio à medida que reagem com contaminantes.[0020] Another advantage of this sterilization process is that it is not only equipment with germicidal UV-C light energy, but it also has the additional effect of the advanced oxidative process, which is very effective in reducing pathogens. Furthermore, it is a significant advantage over conventional ultraviolet light and other oxidation systems that only reduce pathogens and compounds at the point of treatment. The advanced oxidation gas created by the photocatalytic process, as proposed for the model intended here, comprises safe and environmentally friendly oxidants that revert to oxygen and hydrogen as they react with contaminants.

[0021] Este processo também não requer manutenção contínua ou intervenção técnica. O processo é passivo em operação e a superfície do alvo atua como um catalizador para criar as reações de oxidação avançadas sem realmente afetar a própria superfície alvo. É um processo seguro, que reduz os tempos de esterilização e não produz resíduos como gases de óxido nítrico ou ácido nítrico, que são poluentes e irritantes, prejudiciais a humanos e animais, como ocorre nos processos que utilizam o ozônio, por exemplo. O modelo aqui pretendido produz uma combinação de oxidantes poderosos como os hidroxiperóxidos, íons de óxido, radicais de hidroxila e íons de superóxidos. Além disso, as lâmpadas de mercúrio utilizadas no presente modelo são certificadas e não expõem o ser humano ao gás ozônio.[0021] This process also does not require ongoing maintenance or technical intervention. The process is passive in operation and the target surface acts as a catalyst to create the advanced oxidation reactions without actually affecting the target surface itself. It is a safe process, which reduces sterilization times and does not produce residues such as nitric oxide or nitric acid gases, which are pollutants and irritants, harmful to humans and animals, as occurs in processes that use ozone, for example. The model proposed here produces a combination of powerful oxidants such as hydroxyperoxides, oxide ions, hydroxyl radicals and superoxide ions. Furthermore, the mercury lamps used in this model are certified and do not expose humans to ozone gas.

Brief description of the drawings

[0022] O equipamento poderá ser mais bem compreendido pela descrição de seus desenhos, como segue abaixo: A Figura 1 apresenta a vista superior do equipamento. A Figura 2 apresenta a vista frontal do equipamento A Figura 3 apresenta a vista traseira/lateral do equipamento A Figura 4 apresenta a vista inferior do equipamento A Figura 5 ilustra um detalhamento de todas as partes do equipamento. A Figura 6 apresenta um detalhamento de partes do equipamento como: (A) rodízios com liberdade de movimento em 360° e travas de segurança; (B) compartimento para guarda de acessórios variados; (C) impressora; (D) painel de controle; (E) câmara de esterilização fechada, revestida com material de alta reflexividade difusa e contemplando as lâmpadas UV-C e (F) tampa lateral em aço inoxidável. A Figura 7 apresenta um detalhamento de partes do equipamento como: (E) câmara de esterilização; (G) câmara de geração de peróxido de hidrogênio (circulante entre as câmaras (E) e (G), (H) e (I) gavetas de montagem técnica para acomodar aparato eletrônico de acionamento, potência e controle; (J) lâmpadas UV-C da câmara de esterilização e (K) suporte para fixação de endoscópio rígido, podendo ser utilizados inúmeros tipos de suportes de materiais e equipamentos cirúrgicos, médicos- hospitalares. A Figura 8 apresenta um detalhamento de partes do equipamento como: (L) lâmpadas para reação fotocatalítica, (M) compartimento para guarda de lâmpadas UV-C reservas e (N) pistões de fechamento/abertura da tampa da câmara de esterilização. A Figura 9 mostra um protótipo do equipamento. (A) sistema fechado e (B) sistema aberto, contendo todas as características já explicadas nas figuras anteriores, como um modelo fidedigno dos processos gerados e presentes nessa invenção. A Figura 10 mostra as hastes de aço inoxidável usadas como amostras-teste, simulando a superfície de um endoscópio rígido, suas dimensões, o mesmo material de fabricação e acabamento superficial, podendo ser qualquer outro equipamento que contenha esse acabamento superficial e material. A Figura 11 mostra indicadores de dosagem de radiação UV-C gerada pelo protótipo e estimada pelo dosímetro de papel. A Figura 12 mostra indicadores da geração de peróxido de hidrogênio, por meio de coletas do ar na câmara de esterilização e a indicação colorimétrica no tubo reagente. A Figura 13 mostra o resultado da análise visual da avaliação microbiológica. Controle negativo, controle positivo, suspensões microbianas expostas a 1, 3 e 5 min, respectivamente para (A) Candida albicans, (B) Escherichia coli, (C) Staphhylococcus aureus, (D) Streptococcus mutans e (E) Geobacillus stearothermophilus Donk[0022] The equipment can be better understood by describing its drawings, as follows: Figure 1 shows the top view of the equipment. Figure 2 shows the front view of the equipment Figure 3 shows the rear/side view of the equipment Figure 4 shows the bottom view of the equipment Figure 5 illustrates a detail of all parts of the equipment. Figure 6 presents a detail of parts of the equipment such as: (A) casters with 360° freedom of movement and safety locks; (B) compartment for storing various accessories; (C) printer; (D) control panel; (E) closed sterilization chamber, covered with high diffuse reflectivity material and including UV-C lamps and (F) stainless steel side cover. Figure 7 presents a detail of parts of the equipment such as: (E) sterilization chamber; (G) hydrogen peroxide generation chamber (circulating between chambers (E) and (G), (H) and (I) technical assembly drawers to accommodate electronic drive, power and control apparatus; (J) UV lamps -C of the sterilization chamber and (K) support for fixing a rigid endoscope, which can be used for numerous types of material supports and surgical, medical and hospital equipment. Figure 8 shows a detail of parts of the equipment such as: (L) lamps for photocatalytic reaction, (M) compartment for storing spare UV-C lamps and (N) closing/opening pistons for the sterilization chamber lid. Figure 9 shows a prototype of the equipment. (A) closed system and (B) open system, containing all the characteristics already explained in the previous figures, as a reliable model of the processes generated and present in this invention. Figure 10 shows the stainless steel rods used as test samples, simulating the surface of a rigid endoscope, their dimensions , the same manufacturing material and surface finish, which may be any other equipment that contains this surface finish and material. Figure 11 shows UV-C radiation dosage indicators generated by the prototype and estimated by the paper dosimeter. Figure 12 shows indicators of hydrogen peroxide generation, through air collection in the sterilization chamber and the colorimetric indication on the reagent tube. Figure 13 shows the result of the visual analysis of the microbiological assessment. Negative control, positive control, microbial suspensions exposed to 1, 3 and 5 min, respectively for (A) Candida albicans, (B) Escherichia coli, (C) Staphhylococcus aureus, (D) Streptococcus mutans and (E) Geobacillus stearothermophilus Donk

Description of the invention

[0023] Trata-se de um equipamento, sistema e método de esterilização que utiliza um processo de oxidação avançado para reagir com compostos em um ambiente, tais como patógenos em geral e produtos químicos inorgânicos e orgânicos. O equipamento possui rodízios com movimentação em 360° e travas de segurança (A) para o transporte. Um compartimento livre com porta (B) para a guarda de materiais, como por exemplo, um livro de registro de procedimentos, dentre outros. Os ciclos de esterilização são registrados através de uma impressora (C), além de serem armazenados internamente pelo sistema de controle. A programação para realização dos ciclos é feita através de um painel de controle (D) localizado na parte superior do equipamento.[0023] This is a sterilization equipment, system and method that uses an advanced oxidation process to react with compounds in an environment, such as pathogens in general and inorganic and organic chemicals. The equipment has casters with 360° movement and safety locks (A) for transportation. A free compartment with door (B) for storing materials, such as a procedure record book, among others. Sterilization cycles are recorded using a printer (C), in addition to being stored internally by the control system. The programming for carrying out the cycles is done through a control panel (D) located on the top of the equipment.

[0024] O equipamento possui uma câmara específica para a realização da esterilização (E), conectada internamente a outra câmara responsável pela geração do peróxido de hidrogênio (G). Ambas as câmaras são equipadas com lâmpadas de irradiação de luz do tipo UV-C, identificadas pelas letras (J) e (L).[0024] The equipment has a specific chamber for carrying out sterilization (E), internally connected to another chamber responsible for generating hydrogen peroxide (G). Both chambers are equipped with UV-C light irradiation lamps, identified by the letters (J) and (L).

[0025] No interior da câmara de esterilização (E) existe um suporte específico (K) desenvolvido para a fixação de um endoscópio rígido, este suporte possui características similares aos acopladores (couplers) utilizados nas cabeças de câmara dos equipamentos de videocirurgia do mercado, não impedindo que se possam ter diferentes fixadores para os diferentes materiais cirúrgico-hospitalares.[0025] Inside the sterilization chamber (E) there is a specific support (K) developed for fixing a rigid endoscope, this support has similar characteristics to the couplers used in the camera heads of video surgery equipment on the market, This does not prevent the possibility of having different fasteners for different surgical-hospital materials.

[0026] A câmara de esterilização (E) também possui um sistema de segurança para controle de abertura e fechamento da tampa, realizado mecanicamente por pistões (N) e controlado pelo painel (D), as lâmpadas (J) e (L) são desligadas automaticamente no momento da abertura da câmara.[0026] The sterilization chamber (E) also has a safety system for controlling the opening and closing of the lid, carried out mechanically by pistons (N) and controlled by the panel (D), the lamps (J) and (L) are automatically turned off when the camera is opened.

[0027] O equipamento também possui duas gavetas para montagem técnica, representadas pelas letras (I) e (H). Nas gavetas são montados os sistemas controladores do equipamento, tais como a fonte de alimentação, proteções elétricas e circuitos eletrônicos. O acesso às gavetas técnicas é realizado através da porta traseira (O).[0027] The equipment also has two drawers for technical assembly, represented by the letters (I) and (H). The equipment's controlling systems are mounted in the drawers, such as the power supply, electrical protections and electronic circuits. Access to the technical drawers is via the rear door (O).

[0028] O equipamento possui uma chapa principal de montagem (F) onde estão estruturados os dispositivos listados anteriormente, ele também possui um compartimento específico (M) concebido para a guarda de lâmpadas reservas, facilitando assim a rotina de manutenção preventiva ou corretiva.[0028] The equipment has a main mounting plate (F) where the devices listed above are structured, it also has a specific compartment (M) designed for storing spare lamps, thus facilitating the preventive or corrective maintenance routine.

[0029] A câmara de esterilização pode variar de tamanho de 5 até 500 L conforme a demanda ou localização, além da câmera de geração e circulação de peróxido seguir a mesma proporcionalidade e vazão de circulação.[0029] The sterilization chamber can vary in size from 5 to 500 L depending on demand or location, in addition to the peroxide generation and circulation chamber following the same proportionality and circulation flow.

Examples of embodiments of the invention

[0030] Foi estabelecida uma parceria entre titular da invenção e a Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), via instrumento jurídico junto à Fundação de Apoio e Desenvolvimento ao Ensino, Pesquisa e Extensão (FADEPE), Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt) e Faculdade de Farmácia para a avaliação físico-química e avaliação de eficácia da atividade antimicrobiana do equipamento tecnológico aqui pretendido.[0030] A partnership was established between the holder of the invention and the Federal University of Juiz de Fora (UFJF), via a legal instrument with the Foundation for Support and Development of Teaching, Research and Extension (FADEPE), Regional Center for Innovation and Transfer of Technology (Critt) and Faculty of Pharmacy for the physical-chemical evaluation and efficacy assessment of the antimicrobial activity of the technological equipment intended here.

[0031] Para o estudo foi fornecido um protótipo funcional do equipamento com apenas a câmara de esterilização e a câmara de geração e circulação de peróxido de hidrogênio, Figura 9 (A) e (B). Na Figura 9 (B) é possível visualizar a presença da amostra-teste (haste), simulando o endoscópio rígido, contemplando o mesmo acabamento superficial, material e dimensão, no interior do equipamento, bem como as lâmpadas que emitem irradiação UV-C em comprimento de onda de 254 nm que são facilmente acopláveis.[0031] For the study, a functional prototype of the equipment was provided with only the sterilization chamber and the hydrogen peroxide generation and circulation chamber, Figure 9 (A) and (B). In Figure 9 (B) it is possible to visualize the presence of the test sample (rod), simulating the rigid endoscope, contemplating the same surface finish, material and dimension, inside the equipment, as well as the lamps that emit UV-C irradiation in wavelength of 254 nm that are easily attachable.

[0032] Para medir a irradiação da luz UV-C, foi utilizada uma sonda de medição conectada a um foto-radiômetro digital portátil com registrador em várias posições (cenários 1, 2, 3) dentro da câmara. Adicionalmente, foi empregado anemômetro digital para mensurar a velocidade do fluxo de insulflamento e sucção de ar com peróxido de hidrogênio. Em todos os testes, a temperatura e a umidade relativa do ar foram monitoradas com equipamento registrador.[0032] To measure the irradiation of UV-C light, a measuring probe was used connected to a portable digital photoradiometer with a recorder in various positions (scenarios 1, 2, 3) inside the chamber. Additionally, a digital anemometer was used to measure the speed of the air inflation and suction flow with hydrogen peroxide. In all tests, temperature and relative humidity were monitored using recording equipment.

[0033] Para monitorar a quantidade de exposição à irradiação UV-C, indicadores descartáveis (dosímetros de “papel”) foram colocados no interior da câmara antes de iniciar o ciclo UV-C e monitorado por até 60 segundos de uso do equipamento. Os indicadores mudam de cor dependendo da dose alcançada, correspondendo a doses que variam de 0 a 100 mJ/cm2.[0033] To monitor the amount of exposure to UV-C irradiation, disposable indicators (“paper” dosimeters) were placed inside the chamber before starting the UV-C cycle and monitored for up to 60 seconds of use of the equipment. The indicators change color depending on the dose achieved, corresponding to doses ranging from 0 to 100 mJ/cm2.

[0034] As amostras-teste de interesse foram hastes de aço inoxidável 316L, polido e com aproximadamente 30 cm de comprimento, simulando um endoscópio rígido, Figura 10. As mesmas foram limpas e esterilizadas em autoclave (121°C por 30 minutos) antes do uso. Tais amostras foram utilizadas na tentativa de mimetizar os dispositivos comerciais (reutilizáveis) empregados na prática clínica para indicações específicas para o uso.[0034] The test samples of interest were 316L stainless steel rods, polished and approximately 30 cm long, simulating a rigid endoscope, Figure 10. They were cleaned and sterilized in an autoclave (121°C for 30 minutes) before of use. Such samples were used in an attempt to mimic commercial (reusable) devices used in clinical practice for specific indications for use.

[0035] Para as análises microbiológicas, foram utilizadas cepas padrão provenientes da American Type Culture Collection (ATCC): Candida albicans ATCC 10231, Escherichia coli ATCC 8739, Staphhylococcus aureus ATCC 25923, Streptococcus mutans ATTCC 25175 e Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.[0035] For microbiological analyses, standard strains from the American Type Culture Collection (ATCC) were used: Candida albicans ATCC 10231, Escherichia coli ATCC 8739, Staphhylococcus aureus ATCC 25923, Streptococcus mutans ATTCC 25175 and Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.

[0036] As análises foram realizadas em triplicata e os tempos de exposição ao sistema foram de 1, 3 e 5 minutos para garantir sua desinfecção.[0036] The analyzes were carried out in triplicate and the exposure times to the system were 1, 3 and 5 minutes to guarantee its disinfection.

[0037] Para a preparação do inoculo, os micro-organismos foram cultivados em placas contendo meios de cultivo apropriados, as quais foram mantidas em temperaturas e por tempos adequados, de acordo com protocolos convencionais internacionais. Uma suspensão-teste de cada micro-organismo foi ajustada por espectrofotometria e geradas as unidades formadoras de colônia (UFC) por mL.[0037] To prepare the inoculum, the microorganisms were cultivated in plates containing appropriate cultivation media, which were maintained at appropriate temperatures and for appropriate times, in accordance with conventional international protocols. A test suspension of each microorganism was adjusted by spectrophotometry and colony forming units (CFU) per mL were generated.

[0038] A análise foi realizada de acordo com o M27-A3 e M27-S4 (levedura) do Clinical and Laboratory and Standards Institute (CLSI, 2002, 2008). Foi empregado o meio Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 tamponado com ácido 3(N-morfolino) propanosulfônico (MOPS) (pH = 7,0). A suspensão fúngica foi preparada por meio da adição de 2 mL de solução salina estéril 0,9 % (p/v) sobre culturas de 48 horas crescidas em ágar Sabouraud dextrose (DAS) contendo 0,05 % (p/v) de cloranfenicol. A mistura formada foi transferida para um tubo cônico de 50 mL estéril e homogeneizado em vórtex por 1 minuto. Uma alíquota foi diluída com salina estéril 0,9 % (p/ v) e analisada no espectrofotômetro tendo a transmitância ajustada na faixa de 89 % em comprimento de onda fixo de 530 nm, obtendo-se suspensão com 1 - 6 x 106 UFC/ mL.[0038] The analysis was performed in accordance with M27-A3 and M27-S4 (yeast) of the Clinical and Laboratory and Standards Institute (CLSI, 2002, 2008). Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 medium buffered with 3(N-morpholino) propanesulfonic acid (MOPS) (pH = 7.0) was used. The fungal suspension was prepared by adding 2 mL of 0.9% (w/v) sterile saline solution to 48-hour cultures grown on Sabouraud dextrose agar (DAS) containing 0.05% (w/v) chloramphenicol. . The mixture formed was transferred to a sterile 50 mL conical tube and homogenized by vortexing for 1 minute. An aliquot was diluted with sterile saline 0.9% (w/v) and analyzed in the spectrophotometer with the transmittance adjusted to the range of 89% at a fixed wavelength of 530 nm, obtaining a suspension with 1 - 6 x 106 CFU/ ml.

[0039] Uma suspensão de E. coli foi crescida em meio Luria Bertani (LB) por 24 horas em estufa a 37 °C e preparada em solução salina até que a concentração de 108 UFC/mL fosse obtida (0,5 McFarland). Para as suspensões de Staphylococcus aureus e Streptococcus mutans foi empregado o ágar triptona de soja (TSA), a 37 °C por 24 horas. Foram preparadas em solução salina até que a concentração de 107 UFC/mL fosse obtida. Para os testes com esporos bacterianos, foi utilizado o Geobacillus stearothermophilus. As amostras de esporos bacterianos foram obtidas através da utilização de indicadores biológicos (IB), cujo conteúdo foi diluído em solução PBS resultando em uma concentração final de 105 UFC/mL.[0039] A suspension of E. coli was grown in Luria Bertani (LB) medium for 24 hours in an oven at 37 °C and prepared in saline solution until a concentration of 108 CFU/mL was obtained (0.5 McFarland). For suspensions of Staphylococcus aureus and Streptococcus mutans, tryptone soy agar (TSA) was used at 37 °C for 24 hours. They were prepared in saline solution until a concentration of 107 CFU/mL was obtained. For tests with bacterial spores, Geobacillus stearothermophilus was used. Bacterial spore samples were obtained using biological indicators (BI), whose content was diluted in PBS solution resulting in a final concentration of 105 CFU/mL.

[0040] Para a contaminação inicial das amostras-teste com as respectivas suspenções microbianas, as hastes foram previamente limpas e esterilizadas em autoclave, conforme protocolo de biossegurança local. Posteriormente, para a execução dos experimentos, os envelopes estéreis contendo as hastes foram abertos em fluxo laminar, contaminadas com as suspensões microbianas por 1 minuto e deixadas secar em temperatura ambiente (em fluxo laminar). As amostras-teste foram então inseridas no dispositivo, conforme indicação do fabricante, em local apropriado e com distância fixa entre as lâmpadas. Para todos os testes, a mesma condição foi mantida. Quando fechado o dispositivo, a luz UV-C e o peróxido de hidrogênio atingem todos os lados do objeto, devido ao material de reflexão empregado e condições construtivas.[0040] For the initial contamination of the test samples with the respective microbial suspensions, the rods were previously cleaned and sterilized in an autoclave, according to local biosafety protocol. Subsequently, to carry out the experiments, the sterile envelopes containing the rods were opened in laminar flow, contaminated with microbial suspensions for 1 minute and allowed to dry at room temperature (in laminar flow). The test samples were then inserted into the device, as indicated by the manufacturer, in an appropriate location and with a fixed distance between the lamps. For all tests, the same condition was maintained. When the device is closed, UV-C light and hydrogen peroxide reach all sides of the object, due to the reflective material used and construction conditions.

[0041] Após os períodos de exposição (1, 3 e 5 minutos), amostras iniciais foram coletadas utilizando swabs estéreis que foram esfregados pela superfície das hastes por 30 segundos. Os swabs foram então depositados em frascos estéreis contendo meio apropriado, os quais foram agitados em vórtex por 30 segundos e 10 μL de cada amostra foi incubada em estufa a 37 °C por até 48 horas. Após o período de incubação, as unidades formadoras de colônias foram contadas e os dados analisados.[0041] After the exposure periods (1, 3 and 5 minutes), initial samples were collected using sterile swabs that were rubbed over the surface of the rods for 30 seconds. The swabs were then deposited in sterile vials containing appropriate medium, which were vortexed for 30 seconds and 10 μL of each sample was incubated in an oven at 37 °C for up to 48 hours. After the incubation period, colony-forming units were counted and data analyzed.

[0042] Como controle positivo, as amostras-teste não submetidas ao dispositivo (mas contendo o inoculo microbiano) e como controle negativo, amostras foram coletadas de amostras-testes esterilizadas (sem inoculo, só contendo meio).[0042] As a positive control, test samples not submitted to the device (but containing the microbial inoculum) and as a negative control, samples were collected from sterilized test samples (without inoculum, only containing medium).

[0043] Dada à natureza da emissão de lâmpadas germicidas, que acontece em vários comprimentos de onda, é necessário quantificar quanto da potência é irradiada na faixa do UV-C. Para o desenvolvimento de um protótipo e/ou dispositivo eficaz, é importante também encontrar o tempo de radiação necessário para a inativação do(s) agente(s) de interesse. Isso posto, para conhecer o sistema construído, foi avaliada preliminarmente a intensidade da radiação UV-C gerada, a qual foi expressa em Watts por metro quadrado (W/ m2) e convertida em dose (intensidade por tempo de exposição). O teste 1 teve duração de até 10 minutos (600 segundos); no interior do dispositivo constavam duas lâmpadas de 60 W e as condições de umidade relativa do ar e temperatura foram registrados. A velocidade de circulação do peróxido de hidrogênio foi de 35 m/s na entrada e de 2,0 m/s na saída do sistema.[0043] Given the nature of the emission of germicidal lamps, which occurs at various wavelengths, it is necessary to quantify how much of the power is radiated in the UV-C range. For the development of an effective prototype and/or device, it is also important to find the radiation time necessary to inactivate the agent(s) of interest. That said, to understand the constructed system, the intensity of the UV-C radiation generated was preliminarily evaluated, which was expressed in Watts per square meter (W/m2) and converted into dose (intensity per exposure time). Test 1 lasted up to 10 minutes (600 seconds); Inside the device there were two 60 W lamps and the relative humidity and temperature conditions were recorded. The hydrogen peroxide circulation speed was 35 m/s at the inlet and 2.0 m/s at the system exit.

[0044] Os resultados podem ser verificados na tabela 1. Tabela 1 - Teste 1: Avaliação fisico-química preliminar do sistema quanto a intensidade da radiação UV e as doses geradas [0044] The results can be seen in table 1. Table 1 - Test 1: Preliminary physical-chemical evaluation of the system regarding the intensity of UV radiation and the doses generated

[0045] Para inativar um patógeno é necessária uma determinada dose de radiação UV- C, que é determinada pelo tempo de exposição e a intensidade da fonte de luz. Sendo assim, dispositivos que irradiam com maior intensidade, requerem tempos de exposição mais curtos, enquanto dispositivos de menor intensidade requerem tempos de exposição mais longos. Outros aspectos, como rugosidade e porosidade dos materiais a serem sanitizados devem ser considerados, para que se possa determinar a dose necessária para desativar o patógeno. Neste estudo, a superfície da amostra- teste era de aço inoxidável 316L e com aspecto polido e dimensões equivalentes a um endoscópio rígido.[0045] To inactivate a pathogen, a certain dose of UV-C radiation is required, which is determined by the exposure time and the intensity of the light source. Therefore, devices that radiate with greater intensity require shorter exposure times, while devices with lower intensity require longer exposure times. Other aspects, such as roughness and porosity of the materials to be sanitized, must be considered, so that the dose necessary to deactivate the pathogen can be determined. In this study, the surface of the test sample was made of 316L stainless steel and had a polished appearance and dimensions equivalent to a rigid endoscope.

[0046] Na literatura científica, encontram-se diferentes doses para desinfecção utilizando radiação UV-C. Algumas dessas doses, assim como o tempo de desinfecção, encontram-se na Tabela 2, para superfícies diversas, para fins de efeito ilustrativo. A resistência de um microrganismo à luz UV-C varia consideravelmente. Além disso, o ambiente do microrganismo particular influencia grandemente a dose de radiação necessária para a sua destruição. Fonte: Adaptado de Pessôa e colaboradores (2021)[0046] In the scientific literature, there are different doses for disinfection using UV-C radiation. Some of these doses, as well as the disinfection time, are found in Table 2, for different surfaces, for illustrative purposes. The resistance of a microorganism to UV-C light varies considerably. Furthermore, the environment of the particular microorganism greatly influences the dose of radiation required for its destruction. Source: Adapted from Pessôa and collaborators (2021)

[0047] A dosimetria no interior do dispositivo também foi realizada empregando um dosímetro de papel (indicador). Este tipo de dosímetro serve para mostrar quando uma superfície ou área foi exposta a certa quantidade de radiação UV-C por meio da mudança de cor. Eles propiciam um controle muito simples e econômico das câmaras UV-C, bem como das superfícies tratadas quer seja em laboratórios, consultórios e/ou hospitais. A tecnologia deste dosímetro consiste em uma tinta fotocromática, a qual é estimulada por determinados comprimentos de onda de radiação. Por meio da escala de cores incluída, podem ser determinadas doses entre 0 e 100 mJ/cm2. Com o sistema em pleno funcionamento, foi realizada a dosimetria no intervalo de tempo de 60 segundos. Naquele momento, a temperatura foi de 24,3 °C e a umidade relativa do ar igual a 69,1%. Nestas condições experimentais, a partir de 30 segundos, a mudança de cor verificada correspondeu à dose máxima do cartão de referência (100 mJ/cm2), conforme demonstrado na Figura 11.[0047] Dosimetry inside the device was also carried out using a paper dosimeter (indicator). This type of dosimeter is used to show when a surface or area has been exposed to a certain amount of UV-C radiation by changing color. They provide very simple and economical control of UV-C chambers, as well as treated surfaces, whether in laboratories, offices and/or hospitals. The technology of this dosimeter consists of a photochromatic ink, which is stimulated by certain wavelengths of radiation. Using the included color scale, doses between 0 and 100 mJ/cm2 can be determined. With the system in full operation, dosimetry was performed within a time interval of 60 seconds. At that time, the temperature was 24.3 °C and the relative humidity was 69.1%. In these experimental conditions, from 30 seconds onwards, the color change observed corresponded to the maximum dose of the reference card (100 mJ/cm2), as shown in Figure 11.

[0048] A umidade relativa do ar (UR%) bem como a temperatura (°C) foram monitoradas continuamente e registradas automaticamente. Os resultados estão demonstrados no Gráfico 1. Gráfico 1 - Umidade relativa do ar e temperatura registrados no equipamento durante o uso [0048] Relative air humidity (RH%) as well as temperature (°C) were continuously monitored and recorded automatically. The results are shown in Graph 1. Graph 1 - Relative air humidity and temperature recorded on the equipment during use

[0049] No interior do da câmara de esterilização podem existir diferenças entre as intensidades luminosas que chegam em diferentes pontos da superfície, pois a lâmpada tem um formato cilíndrico. Por isso, é interessante determinar a uniformidade da luz no interior da câmara, pois podemos encontrar regiões com maior intensidade e outras com menor intensidade de UV-C. Para um processo confiável e seguro, é preciso garantir que a região de menor irradiação também receba a dose mínima para o efeito desejado: a inativação do microrganismo. Dessarte, o sensor foi posicionado de forma diferente dentro da câmara e foram avaliados três cenários, a saber: 1) pior (sensor localizado na parte central do interior da câmara e de cabeça para baixo); 2) de uso recomendado (sensor localizado na parte central do interior da câmara e voltado para cima) e 3) melhor (sensor localizado na parte central do interior da câmara e voltado para a lâmpada).[0049] Inside the sterilization chamber there may be differences between the light intensities that arrive at different points on the surface, as the lamp has a cylindrical shape. Therefore, it is interesting to determine the uniformity of light inside the chamber, as we can find regions with greater intensity and others with lower UV-C intensity. For a reliable and safe process, it is necessary to ensure that the region with the lowest irradiation also receives the minimum dose for the desired effect: inactivation of the microorganism. Therefore, the sensor was positioned differently inside the chamber and three scenarios were evaluated, namely: 1) worst (sensor located in the central part of the chamber and upside down); 2) recommended use (sensor located in the central part inside the chamber and facing upwards) and 3) best (sensor located in the central part inside the chamber and facing the lamp).

[0050] Os dados brutos sobre a avaliação da uniformidade da luz UV-C no interior do dispositivo obtida a partir dos testes nos três cenários de posicionamento do sensor, bem como os registros da temperatura e da umidade relativa do ar, as quais foram monitoradas são mostrados na Figura 6 e a compilação das dosagens/cenário pode ser vista no Gráfico 2. Gráfico 2 - Radiação UV-C em função do tempo de exposição e da posição do sensor [0050] The raw data on the evaluation of the uniformity of UV-C light inside the device obtained from tests in the three sensor positioning scenarios, as well as records of the temperature and relative humidity of the air, which were monitored are shown in Figure 6 and the compilation of dosages/scenario can be seen in Graph 2. Graph 2 - UV-C radiation as a function of exposure time and sensor position

[0051] O peróxido de hidrogênio é um dos oxidantes mais versáteis que existe, superior ao cloro, dióxido de cloro e permanganato de potássio; através de catálise, H2O2 pode ser convertido em radical hidroxila com reatividade inferior apenas ao flúor. Neste estudo, sua geração foi estimada empregando bomba de fole para uso em conjunto com os tubos reagentes da marca Drager, operada manualmente, para medição instantânea, conforme recomendação do fabricante. A bomba Accuro Drager succiona volume de ar por cada bombada. Durante a medição, o corpo da bomba (foles) é completamente comprimido. A válvula de exaustão é fechada durante a fase de abertura dos foles, de modo que a amostra do gás flua através do Drager-Tube conectado até o interior da bomba. Depois da abertura completa do corpo da bomba até sua posição original, conclui-se o processo de sucção. O fim da bombada é indicado por um controle de pressão, localizado no cabeçote da bomba. A coleta de ar para esta análise ocorreu com o sistema funcionando durante até 10 minutos e as análises foram realizadas antes do funcionamento (tempo zero), 2,5 minutos, 5,0; 7,5 e 10 minutos de funcionamento. O ensaio foi realizado em triplicata. Ainda, durante este teste, a temperatura e a umidade relativa do ar foram monitoradas. Os resultados obtidos podem ser visualizados na Figura 12 e na Tabela 3. Tabela 3 - Condições experimentais de umidade relativa do ar e a temperatura durante a geração e circulação de peróxido de hidrogênio pelo equipamento de esterilização. [0051] Hydrogen peroxide is one of the most versatile oxidants that exists, superior to chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate; Through catalysis, H2O2 can be converted into a hydroxyl radical with reactivity second only to fluorine. In this study, its generation was estimated using a bellows pump for use in conjunction with Drager brand reagent tubes, operated manually, for instantaneous measurement, as recommended by the manufacturer. The Accuro Drager pump sucks in a volume of air with each pump. During measurement, the pump body (bellows) is completely compressed. The exhaust valve is closed during the bellows opening phase, so that the gas sample flows through the connected Drager-Tube into the pump. After completely opening the pump body to its original position, the suction process is completed. The end of pumping is indicated by a pressure control, located on the pump head. Air collection for this analysis occurred with the system running for up to 10 minutes and the analyzes were carried out before operation (time zero), 2.5 minutes, 5.0; 7.5 and 10 minutes of operation. The assay was performed in triplicate. Furthermore, during this test, the temperature and relative humidity of the air were monitored. The results obtained can be seen in Figure 12 and Table 3. Table 3 - Experimental conditions of relative air humidity and temperature during the generation and circulation of hydrogen peroxide through the sterilization equipment.

[0052] Em conjunto, os resultados de caracterização e avaliação físico-química do equipamento aferiram o funcionamento do sistema para ambas as tecnologias empregadas: produção de radiação UV-C e geração de peróxido de hidrogênio em condições suficientes para a eficácia pretendida. A partir desta etapa, foi possível avaliar sua eficácia quanto à ação antimicrobiana.[0052] Together, the results of the characterization and physical-chemical evaluation of the equipment assessed the functioning of the system for both technologies used: production of UV-C radiation and generation of hydrogen peroxide in conditions sufficient for the intended effectiveness. From this stage, it was possible to evaluate its effectiveness in terms of antimicrobial action.

[0053] A eficácia da irradiação UV-C para inativar microrganismos depende de vários fatores, incluindo níveis variados de resistência de diferentes microrganismos à luz UV- C, o inoculo inicial e a dose UV-C recebida, que é resultado da distância, duração da exposição e a presença de sombras. Para remover sujeiras, as superfícies das hastes foram limpas manualmente e esterilizadas em autoclave antes de aplicar a irradiação UVC + circulação de peróxido de hidrogênio.[0053] The effectiveness of UV-C irradiation to inactivate microorganisms depends on several factors, including varying levels of resistance of different microorganisms to UV-C light, the initial inoculum and the UV-C dose received, which is a result of the distance, duration exposure and the presence of shadows. To remove dirt, the surfaces of the rods were manually cleaned and sterilized in an autoclave before applying UVC irradiation + hydrogen peroxide circulation.

[0054] A eficácia UV-C também diminui com o aumento da distância da fonte UV-C às superfícies. Para tanto, as hastes foram mantidas num único local dentro do gabinete, como forma de uniformização da luz UV-C durante esta avaliação e para todos os microrganismos avaliados. Além do uso de material com alta eficiência de reflexividade difusa da luz UV-C.[0054] UV-C effectiveness also decreases with increasing distance from the UV-C source to surfaces. To this end, the rods were kept in a single location within the cabinet, as a way of standardizing the UV-C light during this evaluation and for all microorganisms evaluated. In addition to the use of material with high efficiency of diffuse reflectivity of UV-C light.

[0055] Em uma análise exploratória de dados, as suspensões microbianas cultivadas (obtidas a partir dos swabs) e expostas ao dispositivo foram comparadas visualmente com os controles. Tais resultados podem ser vistos na Figura 13 (A), (B), (C), (D) e (E). É possível perceber que a exposição ao dispositivo (UV-C com alta reflexividade difusa + peróxido de hidrogênio) reduziu significativamente o crescimento microbiano, mas em tempos distintos para alguns microrganismos.[0055] In an exploratory data analysis, microbial suspensions cultured (obtained from swabs) and exposed to the device were visually compared with controls. Such results can be seen in Figure 13 (A), (B), (C), (D) and (E). It is possible to see that exposure to the device (UV-C with high diffuse reflectivity + hydrogen peroxide) significantly reduced microbial growth, but at different times for some microorganisms.

[0056] Nas imagens da Figura 13 (A), (B), (C), (D) e (E), a turvação significa crescimento microbiano. A análise das mesmas sugere que a carga residual para cada micro-organismo após o tratamento variou em função do tempo de exposição.[0056] In the images in Figure 13 (A), (B), (C), (D) and (E), turbidity means microbial growth. Their analysis suggests that the residual load for each microorganism after treatment varied depending on the exposure time.

[0057] Todos os microrganismos avaliados exibiram redução na viabilidade sob efeito da radiação UV-C associada ao peróxido de hidrogênio produzido pelo equipamento. No entanto, o percentual e o tempo de exposição foram diferentes: 1 minuto para Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Streptococcus mutans ATCC 25175 e 3 minutos para Candida albicans ATCC 10231 e Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953. As diferenças no grau de inativação entre os microrganismos podem estar relacionadas às diferentes estruturas celulares dos mesmos.[0057] All microorganisms evaluated exhibited a reduction in viability under the effect of UV-C radiation associated with hydrogen peroxide produced by the equipment. However, the percentage and time of exposure were different: 1 minute for Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Streptococcus mutans ATCC 25175 and 3 minutes for Candida albicans ATCC 10231 and Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953. The differences in the degree of Inactivation between microorganisms may be related to their different cellular structures.

[0058] Para o tempo de 1 minuto de exposição, as reduções microbianas obtidas foram 99,2% para Escherichia coli ATCC 8739, 99,1% para Staphylococcus aureus ATCC 25923, 99,0% para Streptococcus mutans ATCC 25175, 93,3% Candida albicans ATCC 10231 e 90,0% para Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.[0058] For a 1-minute exposure time, the microbial reductions obtained were 99.2% for Escherichia coli ATCC 8739, 99.1% for Staphylococcus aureus ATCC 25923, 99.0% for Streptococcus mutans ATCC 25175, 93.3 % Candida albicans ATCC 10231 and 90.0% for Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.

[0059] Para o tempo de 3 minutos de exposição, as reduções microbianas obtidas foram de 100% para Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 25923 e Streptococcus mutans ATCC 25175, 99,6% Candida albicans ATCC 10231 e 99,1% para Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.[0059] For a 3-minute exposure time, the microbial reductions obtained were 100% for Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Streptococcus mutans ATCC 25175, 99.6% Candida albicans ATCC 10231 and 99.1% for Geobacillus stearothermophilus Donk ATCC 7953.

[0060] Para o tempo de 5 minutos, em superfície de metal, após a exposição ao dispositivo, não foi possível detectar crescimento microbiano, mesmo em bactérias esporuladas.[0060] For a period of 5 minutes, on a metal surface, after exposure to the device, it was not possible to detect microbial growth, even in sporulating bacteria.

[0061] Os microrganismos aderem, sobrevivem e até mesmo crescem em (bio)materiais, como dispositivos metálicos de uso médico e cirúrgicos, plásticos, dentre outros, de modo que seu comportamento na desinfecção pode variar em função do material, da rugosidade e de como a característica de cada material afeta a adesão das células microbianas. Neste estudo, a haste empregada era metálica (aço inox 316L) e polida, no interesse de simular um endoscópio rígido. O equipamento mostrou uma capacidade de desinfecção adequada em 5 minutos para todos os microrganismos avaliados.[0061] Microorganisms adhere, survive and even grow in (bio)materials, such as metal devices for medical and surgical use, plastics, among others, so that their disinfection behavior can vary depending on the material, roughness and how the characteristics of each material affect the adhesion of microbial cells. In this study, the rod used was metallic (316L stainless steel) and polished, in the interest of simulating a rigid endoscope. The equipment showed adequate disinfection capacity in 5 minutes for all microorganisms evaluated.

[0062] Diante do exposto, destaca-se a importância de se avaliar uma ampla variedade de materiais (vidro, polímeros, etc), de outros patógenos de interesse e de condições experimentais (presença de material orgânico, variação de superfícies, etc) na busca pela ampliação de desempenho do sistema desenvolvido.[0062] In view of the above, the importance of evaluating a wide variety of materials (glass, polymers, etc.), other pathogens of interest and experimental conditions (presence of organic material, surface variation, etc.) in the seeking to increase the performance of the developed system.

[0063] Diante de todos os dados obtidos nos diversos experimentos, a análise conjunta dos mesmos demonstrou a eficácia do equipamento contra os microrganismos avaliados em virtude dos mecanismos de ação do sistema testado: luz UVC de alta potência, alta reflexividade difusa e geração de peróxido de hidrogênio, nas condições experimentais executadas. O protótipo funcional é de fácil uso e possui características que propiciam o uso de diversos materiais, não apenas as hastes testadas (amostra- teste). Ainda, os efeitos produzidos na amostra-teste foram rápidos e de amplo espectro. Esse equipamento tem potencial inovador, sendo uma alternativa promissora para desinfecção de materiais/objetos inanimados (neste estudo: hastes metálicas em aço inoxidável e polidas); especialmente aqueles que não podem ser imersos em biocidas líquidos, reduzindo o risco de transmissão de patógenos por estas vias e prevenindo a ocorrência de infecções.[0063] Given all the data obtained in the various experiments, their joint analysis demonstrated the effectiveness of the equipment against the microorganisms evaluated due to the mechanisms of action of the tested system: high-power UVC light, high diffuse reflectivity and peroxide generation of hydrogen, under the experimental conditions carried out. The functional prototype is easy to use and has characteristics that allow the use of different materials, not just the tested rods (test sample). Furthermore, the effects produced in the test sample were quick and broad-spectrum. This equipment has innovative potential, being a promising alternative for disinfecting inanimate materials/objects (in this study: stainless steel and polished metal rods); especially those that cannot be immersed in liquid biocides, reducing the risk of pathogen transmission through these routes and preventing the occurrence of infections.

Claims

1. EQUIPMENT FOR STERILIZATION OF MEDICAL INSTRUMENTS IN HEALTHCARE ESTABLISHMENTS characterized by having casters (A), for transportation; a free compartment with door (B) for storing various materials; a printer (C); control panel (D) for programming cycles; a specific chamber for carrying out sterilization (E) equipped with two UV-C lamps (L) and (J), with a fixing support for the endoscope (K) and a safety system to control the opening and closing of the lid using pistons (N); internally connected to the other chamber, responsible for generating hydrogen peroxide (G); two drawers for technical assembly, (I) and (H) of the equipment controllers, such as the power supply, electrical protections and electronic circuits; accessed through the rear door (O); a main mounting plate (F) where all the devices listed above are structured; a specific compartment (M) designed for storing spare lamps.

2. EQUIPMENT FOR STERILIZATION OF MEDICAL INSTRUMENTS IN HEALTHCARE ESTABLISHMENTS according to claim 1, characterized by having varying sizes of sterilization chamber, comprising from 5 to 500 L.