CN101432027A - 给空间消毒的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及给空间以及存在于其中的物体消毒的方法和装置，其中该方法包括至少下列步骤：(a)确定该空间中空气的相对湿度的第一个值；(b)在该空间中蒸发消毒液直至达到空间中空气的相对湿度的预定的第二个值；和(c)通过蒸发消毒液将空气的相对湿度维持在第二个值预定长的时间，其中通过超声波进行消毒液的蒸发。使用根据本发明的方法和装置，可以以非常有效的方式给所有种类的不同维度的空间消毒。

Description

给空间消毒的方法和装置
本发明涉及给空间以及可能存在于其中的物体消毒的方法和装置。
尤其在食品、药学、生物技术和医学工业中，以及在健康护理机构中和在农田区中，给空间例如外科病房以及其中的物体例如医疗器械消毒是公知的并且是非常重要的。通过给这样的空间例如手术室和护理室消毒，空间中以及其中的物体上的微生物(例如，细菌、病毒、真菌)的数量会极大地减少。用这种方法，可以例如抗击和预防医院中患者和/或工作人员的医院感染。
这些空间的传统消毒方法包括用化学消毒剂手工清洗表面。但是，当擦洗干净表面时，仅仅是用手可触及的相关表面得到了处理，而手不能触及的例如该空间中的空气和位置则没有得到处理。此外，工作人员为了清洁目的和清洁有效性必须依赖于进行清洁的人等其他因素，因此不能总是得到同样的结果。
还已知，可以利用特殊的喷雾装置，使用其将消毒液喷到空间中和喷到存在于其中的物体上。已知的喷雾装置产生大小大于20μm，一般甚至80到200μm的液滴(通常通过减压雾化从喷嘴中喷出)。由于这些微滴的大小和密度，因此在喷雾期间会发生所谓的“伞效应”，其中高浓度的消毒液保留在该喷雾装置附近，空气中消毒剂的量随着与喷雾装置的距离增加而迅速减少。以这种方式不能给空间和存在于其中的物体均匀地消毒，因为消毒液不能到达，或者很难到达某些位置(见附图1)。
尽管已经有消毒方法，但是在病人住院期间还是越来越频繁地发生病原性医院细菌感染，例如抗生素抗性MRSA细菌感染。
本发明的目的是提供一种给空间以及存在于其中的物体消毒的方法和装置。
通过本发明实现了该目的，其中该方法包括至少下列步骤：
(a)确定该空间中空气的相对湿度(RH)的第一个值；
(b)在该空间中蒸发消毒液直至达到该空间中空气相对湿度的预定的第二个值；和
(c)通过蒸发消毒液将空气的相对湿度维持在第二个值预定长的时间，其中通过超声波进行消毒液的蒸发。
使用根据本发明的方法，可以给空间和可能存在于其中的物体有效地消毒。实际上，甚至可以达到最理想的微生物减少(>l og5)。
在本发明优选的实施方案中，以频率为1.5MHZ到2.8MHz，优选频率为1.5MHZ到2.0MHz，例如频率为约1.7MHZ的超声波进行消毒液的蒸发。为此目的，使用的是超声元件，即所谓压电陶瓷盘。这些超声元件放置于消毒液中，用超声发生器来驱动，其中以1.7MHZ(每秒振动1,700,000次)的频率例如给该器发送电流脉冲。这些电流脉冲导致振动的这些元件以相同频率膨胀和收缩，该元件所在的消毒液也开始振动。由于消毒液流动很缓慢而不能跟着超声元件运动，就在液体中产生了小真空泡。然后这些泡在液体表面张力影响下内爆，出现所谓空化现象。由此产生了非常大的力，将液体以非常小的微滴的形式从液体表面推出。然后这些小微滴被吸收到空气中，将所述空气引导通过含有消毒液的浴池。由于液滴的大小和重量都较小，因此没有发生凝聚。
根据该方法的优选的实施方案，首先确定该空间中空气的相对湿度(RH)的第一个值，即初始值。然后在预定时间后开始消毒循环。在开始蒸发消毒液以前，所有可能在其中的人都必须离开。当开始消毒循环时，蒸发消毒液，直至达到该空间中相对湿度的预定的第二个值，然后通过蒸发消毒液将RH维持在该值预定长的时间。在所述预定时间结束后，关闭超声发生器，不再蒸发消毒液。接着可以在预定长的时间后再进入该空间。
在本发明优选的实施方案中，相对湿度的第二个值比在步骤(a)中测量的初始值高。相对湿度的第二个值优选比第一个值高至少10％，更优选高至少15％，更优选高至少20％。在本发明一个特定优选的实施方案中，相对湿度的第二个值优选比初始值高至少25％，甚至优选高40％或更多。通过蒸发消毒液提高在空间中的相对湿度实现了所产生的消毒剂溶解于其中的雾吸收到了所存在的空气中。由于整个空间中空气湿度都相同(均匀分布)，所蒸发的消毒剂也均匀地分散在该空间中。RH的提高与空气中消毒剂的量正好成正比。由于具有较低RH的空气容易吸收湿气，所产生的雾会流动到这些位置。这意味者，蒸发的液体和消毒剂到达了空间的每个角落和缝隙(天然扩散过程)。通过维持RH水平预定长的时间(一般是例如30到300分钟，例如约90分钟)，消毒剂和微生物超过了足够长的接触时间，以清除后者(去污染方法)。
在本发明的上下文中，将微生物理解成是指例如细菌、孢子、真菌、病毒和螨。本发明的方法对于清除一种或多种微生物是特别有效的，所述微生物选自金黄色葡萄球菌、MRSA、粪肠球菌、鲍氏不动杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、黑曲霉、土分枝杆菌、鸟分枝杆菌、海氏肠球菌、白色念珠菌和屋尘螨。
根据该方法蒸发的消毒液优选包含过氧化氢作为消毒剂。过氧化氢一般与水混合，具有非常好的消毒性质。已知微生物的细胞膜由于过氧化氢的氧化作用会突然爆裂。此外，过氧化氢具有分解成水和氧的优点，因此不会剩下毒性残留物。在本发明的方法中，可以使用低浓度的过氧化氢。因此，尽管在某些情况中会导致对粘膜的轻微刺激，但是蒸发形式的过氧化氢的5％溶液与人接触是完全无害的。根据本发明，令人惊奇地，蒸发形式的过氧化氢，甚至以低浓度使用时，对于空间和存在于其中的物体的消毒也是非常有效的。
在一个特定的实施方案中，消毒液包含过氧化氢和银离子的组合。所存在的阴离子的浓度是约50ppm，但是也可以以更高的浓度存在，例如高达500ppm或甚至更高。通过将这些成分组合实现了协同的消毒效应。清除了所有的病原菌，以及例如C.difficile的孢子，以及抗生素抗性MRSA菌，不动杆菌，以及病毒例如HIV、诺罗病毒和流感病毒，真菌。
使用根据本发明的方法，特别是当使用过氧化氢和银离子的组合时，所使用的过氧化氢可以低于现有消毒方法所使用的浓度。因此，消毒液中过氧化氢的浓度是1-30vol.％，更优选1-10vol.％，最优选约5vol.％。该浓度得到了良好的消毒效果，同时伤害和毒性可以忽略不计。在蒸发后给空间适当通风时，约1小时后所存在的残留物低于许可的MAC(最大可接受浓度)值1/10。气体、蒸汽、雾或物质的MAC是指根据现有的知识范围，在使用者反复暴露较长时间或在他们工作时间都暴露的情况下，其在空气中的浓度一般不会给使用者或其后代的健康具有不利效果。其在下列条件下使用：
1.用于健康的成年人；
2.用于非污染大气中有间隔中断的8小时工作时间；
3.用于周工作时间最多40小时；
4.在身体负担不太重的工作的情况；
5.在通过皮肤易于吸收的物质的情况中可以使用额外的保护；
6.在工作空间不存在其他毒性物质。
MAC值的表单构成了荷兰the Working Conditions Act政策指导方针的一览表3的部分。
用根据本发明的方法，优选消毒液被蒸发成大小小于10μm，更优选小于5μm，最优选微滴大小小于3μm，例如约1μm的微滴。由于这些非常小的微滴易于被吸收到空气中，消毒液可以非常均匀地分散到整个空间中，以这种方式到达可能存在于空间中的物体的所有表面。此外，它保证了消毒液和空气到达现有消毒技术不能到达的位置，例如设备内部。由于这种非常小的微滴，仅在饱和点才会发生凝聚。
根据本发明的方法特别适合用于医学和药学领域的房间和空间，例如用于处理医院中的空间和物质以及给其消毒的目的。但是，该方法也可以用于希望减少微生物数量的多种其他的用途，例如用于给家禽和家畜饲养区的棚消毒的目的，但是也可以用于食品工业以及桑拿浴池和游泳池。
本发明还涉及实施上述方法的装置。
本发明特别涉及一种给空间和可能存在于其中的物体消毒的装置，该装置至少包括：
(a)确定该空间中空气的相对湿度值的工具；
(b)使用超声波在该空间中蒸发消毒液的工具；和
(c)监测和维持该空间中预定的空气相对湿度的工具。
使用根据本发明的装置，可以以非常适当的形式给不同大小的空间例如手术室以及救护车等等消毒。
在本发明优选的实施方案中，该装置还包括伴随消毒液给该空间供应和引导空气的工具。
在特定的实施方案中，该装置还包括指示装置状态即该装置是开或关的指示工具。这些指示工具的存在增强了安全性，因为当该装置开启和消毒液蒸发时能够指示，因此该空间中应当没有工作人员。指示工具可以例如包括视觉指示工具(例如(彩色)灯)、听觉指示工具(例如声音信号，或其组合)。
蒸发消毒液的超声工具优选包括一个或多个超声元件(特别是陶瓷盘)，其是通过超声发生器驱动的，优选超声发生器产生频率为至少1.5MHZ，更优选频率为约1.7MHZ的超声波。
该装置还可以包括蒸发消毒液的容器。超声元件优选放置在消毒液中，以使得超声波振动直接传输到消毒液。
在测定空气中RH的初始值后，打开驱动上述超声元件的超声发生器开始蒸发。在达到空气的预定RH值，例如比初始值高25％的值时，将该RH维持在该值预定长的时间，例如约90分钟。然后关闭超声发生器。在操作该装置时，可以用指示工具例如灯来指示，以使得它如此明显而不会有工作人员会进入该空间。
当已经完成消毒过程时，优选将消毒液泵回到贮藏容器中，以增强安全性并防止液体污染。
因此，本发明提供了一种方法和装置，其能够产生最理想的消毒水平，对于较小和较大体积，甚至高达1000m3的所有类型的房间和空间都甚至大于log 5。
参考下列非限制性的实施例和附图来进一步说明本发明。
附图1显示了在待消毒的空间中根据本发明的装置的优选的实施方案；
附图2显示的是附图1的实施方案的横切面；和
附图3显示的是以附图2中的III所指明的蒸发单元的示意图。
如附图1的实施方案所示，用根据本发明的蒸发装置2给空间1，例如手术室消毒。蒸发装置2包括测定空间中空气相对湿度的传感器3，其装配在装置2上。应当理解的是，装置2和传感器3的装配可以是无线的，例如使用蓝牙。如上所述，出于空间消毒的目的，用传感器3首先测定空间中空气的相对湿度(RH)的第一个值(初始值)。然后在该空间中蒸发消毒液直至在该空间中达到空气相对湿度的预定的第二个值。该预定RH优选比初始值高至少25％。通过蒸发消毒液将该RH维持预定长的时间(优选至少90分钟)。如下所述通过超声波进行消毒液的蒸发。
如附图1进一步所示，蒸发装置2包括将要蒸发的消毒液引入容器中的进口4。该装置包括用于蒸发消毒液6的两个出口5。在如附图1所示的实施方案中，装置2还包括储藏抽屉7，其中可以储藏测定RH的松散组件例如传感器3。装置2还包括由1个或多个灯8组成的指示工具，用它能够指示装置是开还是关。传感器3和灯8可以装在支架上。指示工具8与该装置相连(任选地也可以通过无线连接)，优选与装置2隔一定距离放置，更优选放置在要消毒的空间1以外，以使得可以在该空间以外看到装置是否开启，消毒液是否蒸发。由于轮9和把手10的存在，附图1所示的蒸发装置很容易即可转移到另一个空间用于消毒。
如附图2的横切面所示，在一个优选的实施方案中，装置2包括接受具有消毒液的容器12的支持架11。容器12放置在支持架11中，填充口向下，适当地向下压直至填充管13穿过容器的封闭物例如橡皮罩而突出。然后用消毒液15填充储藏槽17和蒸发单元14。当储藏槽17和蒸发单元14填充了最小需要量的消毒液15时，装置2则已准备好待用。将液体中的蒸发单元14与储藏槽17联通。该装置外的量计玻璃管18指示储藏槽17中消毒液的量。
当已经确定了该空间中空气相对湿度的初始值并任选确定了空间中的温度后，用如附图3所示的陶瓷元件使蒸发单元14中的消毒液15振动。
附图3显示的是蒸发单元14的示意图。用超声发生器22使陶瓷元件21振动。附图3显示的是一种陶瓷元件21。该装置优选包括多个陶瓷元件。超声元件21与消毒液15直接接触。在所示的实施方案中，在上述超声元件21中存在优选35到40mm的液体柱。用液位开关22监测液位。如果上面没有液体，会损坏超声元件。
超声元件的振动在液体15(见附图2)中产生的小真空泡16。随后这些泡16在液体表面张力的影响下爆裂，其中会产生非常大的力，藉此液体会议非常小的微滴24的形式(附图3)从液体表面喷出。然后这些小滴被吸收到空气中，通过出口5引导到空间中。
如附图3所示，装置2包括风扇20，用该风扇将空气23从空间中抽出，进入雾化装置2，引导其沿着消毒液15的表明通过蒸发单元14，然后通过出口管5排出。一部分吸收的空气也优选地通过环绕出口管的开口被直接吹到外部。这样产生了漏斗效应，藉此雾不会在装置2中驻留，而可以说是从出口管5抽出。
用插头25将该装置例如与输电干线连接。装置2还包括其他组件，例如变压器26和调节雾形成的控制工具27。
如附图2进一步所示，该装置任选还包括如果需要用于排空储藏槽17的排出口19，例如用于维修该装置。但是并没有必要在每次使用后都排空储藏槽。
在下面的实施例中证明了根据本发明的方法和装置的效力。
实施例
实施例1：
在荷兰的地方医院中使用该消毒方法和装置的试验结果
如上所述，本发明的方法为给医疗器械、房间和表面消毒提供了一种新的和高效的过度雾化消毒方法。
在荷兰的地方医院中试验了本发明的方法。该医院有456张床并具有大多数可利用的医学特制品。
材料和方法
该试验在5种微生物上进行，具体是：金黄色葡萄球菌、MRSA、粪肠球菌、鲍氏不动杆菌和铜绿假单胞菌。
所使用的消毒剂由5vol-％过氧化氢和50ppm银的水溶液构成。
使用这5种类型的细菌置于具有邻近浴室的正常大小的有1张床的患者房间中(总体积约75m3)3个不同的试验位置。这三个位置包括患者房间的窗户、患者房间的桌子和浴室。
使用密度为2 Mac Farland(在血琼脂上的24小时的培养基)(>105cfu/ml)的微生物的混悬液，用微生物污染这三个试验位置。将含有微生物的混悬液分散在每个面积约10cm2的试验表面。每个位置有两个对照区域，即在开始蒸发前(T1)从每个区域取两倍样品，在用本发明的方法蒸发消毒剂后(T2)取两倍样品，在停止本发明的方法后4小时(T3)取两倍样品。在所有5种微生物和受污染的位置上进行该试验。
之前，准备好房间，并根据标准的医院规定彻底清洁。为了清除房间中的任何气流，用塑料和胶带封闭医院中央空调的管道。
随后，将根据本发明的装置放置在房间的一角，并运行以给房间消毒。
表1所示的是试验参数，例如实施方法前和期间的时间、温度和相对湿度。蒸发消毒液，其平均微滴大小是2μm。所使用的超声波的频率是1.7MHz。
表1
 
描述 时间 温度(℃) RH(％)
开始进行(T1) 18:40 26.8 52.4
系统就绪(停止蒸发) 20:10 26.5 80
房间安全(绿光)(T2) 20:40 26.4 78
T3 0:00 26 60
结果
每个位置的试验结果已经在表2(位置1：患者房间的窗户)，表3(位置2：患者房间的桌子)和表4(位置3：浴室)中概述.
表2
表3
Figure A200780015446D00132
表4
Figure A200780015446D00141
在表2，3和4中：
S1＝试样1
S2＝试样2
+：存在微生物
-：不存在微生物
结论
使用根据本发明的方法和装置在医院环境中进行的验证试验表明，该方法和装置至少对于金黄色葡萄球菌、MRSA、粪肠球菌、鲍氏不动杆菌、和铜绿假单胞菌是非常有效的，这些细菌常存在于医院中，是严重的医院感染的原因。因此，已经表明，可以容易地使物体表面的感染降低log 5。此外，本发明的方法是可再现的，医院工作人员很容易即可使用。由于进行了有效的安全性测定，该消毒方法对于医院的所有工作人员都是100％安全的。
实施例2
基于欧洲混悬液试验(EST)的试验结果
欧洲混悬液试验是一种已知的标准化试验，一般用于测试消毒剂和防腐剂(European Committee for Standardization CEN/TC 216Workgroup 1-4)的效力。根据该试验，将消毒剂与包含已知量的5种具有不同性质的不同微生物即革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、产芽孢菌、酵母或真菌、和假单胞菌接触5分钟，以获得细菌的量至少降低log 5(log/cfu)。
确定消毒后在该位置上存在的微生物的量，并与对照物(等量的微生物，未使用消毒剂)比较。在其中例如对照位置(即，未用消毒剂处理的位置)中存在的微生物的量是例如107，并且其中试验位置(即用消毒剂处理后)上微生物的量是例如101，那么杀微生物效果(log/cfu)是log 107-log 101＝6。
使用根据本发明的消毒方法和装置进行了各种的欧洲混悬液试验。为此，用不同浓度的两种类型的微生物枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌污染数个位置。
使用根据本发明的装置，确定相对湿度(RH)的第一个值是35％。通过蒸发消毒剂，相对湿度提高到75％，通过蒸发消毒剂(包含5％过氧化氢和50ppm银的水溶液)将该值维持120分钟。蒸发的消毒液的平均微滴大小是2μm。所使用的超声波频率是1.7MHz。
结果概述于表5中。
表5
Figure A200780015446D00151
X：没有观察到微生物生长；
O：观察到一些生长
这些结果清楚地表明，使用本发明的装置和方法，在几乎所有的试验位置都获得了l og5的降低，因此证明了本发明的方法和装置的效力。
实施例3
欧洲混悬液试验的结果
使用欧洲混悬液试验(如上所述)，试验了本发明的方法和装置对于8种微生物(见下文)的效力。对于每种微生物，准备两种不同类型的微生物的混悬液：(1)：微生物在0.03％的白蛋白中和(2)：微生物在0.3％的白蛋白和0.3％绵羊红细胞中。用包含已知量的各种微生物的混悬液1和混悬液2污染10个不同的位置(L1-L10)。
使用根据本发明的装置，在28.8℃下确定相对湿度(RH)的第一个值是32.2％。通过蒸发消毒剂，在29.1℃下相对湿度提高到86.3％，通过蒸发消毒剂(4.3升)(包含5％过氧化氢和50ppm银的水溶液)将该值维持255分钟。蒸发的消毒液的平均微滴大小是2μm。所使用的超声波频率是1.7MHz。
结果概述于表6中：
表6：
 
微生物 混悬液 杀微生物效果
Sae DSM 799 1 6.59
Sae DSM 799 2 6.63
黑曲霉DSM1988 1 5.52
黑曲霉DSM 1988 2 5.51
土分枝杆菌DSM 43227 1 6.36
土分枝杆菌DSM 43227 2 6.45
鸟分枝杆菌DSM 44157 1 5.41
鸟分枝杆菌DSM 44157 2 5.36
枯草芽孢杆菌ATCC 9372 1 4.76
枯草芽孢杆菌ATCC 9372 2 4.79
海氏肠球菌DSM 3320 1 6.97
海氏肠球菌DSM 3320 2 6.81
铜绿假单胞菌DSM 939 1 5.58
铜绿假单胞菌DSM 939 2 5.63
白色念珠菌DSM 1386 1 5.48
白色念珠菌DSM 1386 2 5.48
所试验的10个位置的结果都相似。这些结果表明，本发明的方法和装置可以有效地用于减少或完全消除受试的微生物。

Claims (31)

1.给空间以及存在于其中的物体消毒的方法，该方法包括至少下列步骤：
(a)确定该空间中空气的相对湿度的第一个值；
(b)在该空间中蒸发消毒液直至达到该空间中空气相对湿度的预定的第二个值；和
(c)通过蒸发消毒液将空气的相对湿度维持在第二个值预定长的时间，其中通过超声波进行消毒液的蒸发。
2.权利要求1所要求保护的方法，其中通过频率为至少1.5MHZ的超声波进行消毒液的蒸发。
3.权利要求2所要求保护的方法，其中通过频率为1.5MHZ到2.8MHz的超声波进行消毒液的蒸发。
4.权利要求3所要求保护的方法，其中通过频率为1.5MHZ到2.0MHz的超声波进行消毒液的蒸发。
5.权利要求2，3或4所要求保护的方法，其中通过频率为约1.7MHZ的超声波进行消毒液的蒸发。
6.前述权利要求1-5任一项所要求保护的方法，其中相对湿度的第二个值高于第一个值。
7.权利要求6所要求保护的方法，其中第二个值比第一个值高至少10％。
8.权利要求7所要求保护的方法，其中第二个值比第一个值高至少15％。
9.权利要求8所要求保护的方法，其中第二个值比第一个值高至少20％。
10.权利要求9所要求保护的方法，其中第二个值比第一个值高至少25％。
11.前述权利要求1-10任一项所要求保护的方法，其中消毒液包括过氧化氢。
12.权利要求11所要求保护的方法，其中消毒液包括过氧化氢和银离子的组合。
13.权利要求10或11所要求保护的方法，其中在消毒液中过氧化氢的浓度是1-30vol.％。
14.权利要求13所要求保护的方法，其中该浓度是1-10vol.％。
15.权利要求12所要求保护的方法，其中该浓度是1-5vol.％。
16.权利要求1-15任一项所要求保护的方法，其中将消毒液蒸发成小于10μm的微滴大小。
17.权利要求16所要求保护的方法，其中微滴大小小于5μm。
18.权利要求17所要求保护的方法，其中微滴大小小于3μm.
19.权利要求18所要求保护的方法，其中微滴大小是约1μm。
20.给空间以及存在于其中的物体消毒的装置，其中该装置至少包括：
(a)确定该空间中空气的相对湿度值的工具；
(b)使用超声波在该空间中蒸发消毒液的工具；和
(c)监测和维持该空间中空气的相对湿度的预定值的工具。
21.权利要求20所要求保护的装置，其中该装置还包括伴随消毒液给该空间供应和引导空气的工具。
22.权利要求20或21所要求保护的装置，其中该装置还包括指示装置状态的指示工具。
23.权利要求20-22任一项所要求保护的装置，其中蒸发消毒液的超声工具包括一个或多个超声元件，其是通过超声发生器驱动的。
24.权利要求22所要求保护的装置，其中所述超声元件放置在消毒液中。
25.权利要求20-23任一项所要求保护的装置，其中该超声发生器产生频率为至少1.5MHZ的声波。
26.权利要求24所要求保护的装置，其中该超声发生器产生频率为1.5MHZ到2.8MHz的声波。
27.权利要求25所要求保护的装置，其中该超声发生器产生频率为1.5MHZ到2.0MHz的声波。
28.权利要求25或26所要求保护的装置，其中该超声发生器产生频率为约1.7MHZ的声波。
29.前述权利要求20-27任一项所要求保护的装置在减少和/或清除空间中或存在于其中的物体上的微生物的量中的应用。
30.权利要求28所要求保护的应用，其中微生物包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、产芽孢微生物、酵母、真菌和病毒、以及螨。
31.权利要求25所要求保护的应用，其中微生物选自金黄色葡萄球菌、MRSA、粪肠球菌、鲍氏不动杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、黑曲霉、土分枝杆菌、鸟分枝杆菌、海氏肠球菌、白色念珠菌和屋尘螨。
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