CN111526895A

CN111526895A - 使用硝酸蒸汽的消毒系统和方法

Info

Publication number: CN111526895A
Application number: CN201880084563.XA
Authority: CN
Inventors: 卡尔布·T·尼尔森; 德鲁·M·威廉森; 阿萨姆谱塔·A·G·本纳阿尔斯-艾登
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-08-11
Also published as: WO2019130220A3; WO2019130220A2; EP3731877A2; US20210093739A1

Abstract

本发明公开了一种消毒系统，该消毒系统包括封闭室以及连接到该封闭室的消毒蒸汽源，其中该消毒蒸汽包括硝酸。还描述了将受污染制品消毒的方法，该方法包括将受污染制品放置在消毒系统的封闭室内，以及将封闭室内的受污染制品经包括硝酸的消毒蒸汽源处理持续一定处理时间，该处理时间足以通过实现经消毒的受污染制品的菌落形成单位数相对于受污染制品的减少来将受污染制品消毒。将封闭室内的受污染制品经消毒蒸汽源处理可包括交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔。

Description

使用硝酸蒸汽的消毒系统和方法

技术领域

本公开整体涉及医疗设备和制品的消毒或灭菌，并且更具体地讲涉及应用硝酸蒸汽以实现医疗制品诸如医疗器械或内窥镜管腔的消毒或灭菌。

背景技术

无菌设备、仪器和用品的可靠供应对现代医学实践至关重要。已知多种类型的用于消毒或灭菌医院环境中可重复使用的物品的设备，包括例如蒸汽高压釜。美国专利4,301,113(Alguire等人)；美国专利4,294,804(Baran)；美国专利5,317,896(Sheth等人)；美国专利5,399,314(Samuel等人)；美国专利3,571,563(Shulz)；美国专利3,054,270(Huston)；以及美国专利3,564,861(Andersen等人)讨论了灭菌设备及其控制系统。

不能承受高压灭菌温度的物品可以用灭菌器使用生物杀灭气体诸如环氧乙烷进行灭菌。虽然环氧乙烷、二氧化氮和其它气态氮氧化物已被用作消毒剂或灭菌剂，但是这些气体还表现出不可取的毒性，并且在环氧乙烷的情况下，表现出易燃性。出于至少这些原因，本领域已寻求替代形式的消毒剂或灭菌剂。

发明内容

本公开提供了采用含有硝酸蒸汽的消毒蒸汽作为消毒剂或灭菌剂的消毒或灭菌系统以及消毒或灭菌方法。

因此，在一个方面，本公开描述了消毒系统，该消毒系统包括封闭室和连接到该封闭室的消毒蒸汽源，其中消毒蒸汽包括硝酸。任选地，封闭室连接到真空泵。

在另一方面，本公开描述了将受污染制品消毒的方法，包括将受污染制品放置在消毒系统的封闭室内，以及将封闭室内的受污染制品经包括硝酸的消毒蒸汽源处理持续一定处理时间，该处理时间足以通过实现经消毒的受污染制品的菌落形成单位数相对于受污染制品的减少来将受污染制品消毒。任选地，封闭室连接到真空泵。

在以下示例性实施方案的列表中提供了本公开范围内的额外的示例性实施方案。

示例性实施方案列表

A.一种消毒系统，所述消毒系统包括封闭室和连接到所述封闭室的消毒蒸汽源，其中所述消毒蒸汽包括硝酸，任选地其中所述封闭室连接到真空泵。

B.根据实施方案A所述的消毒系统，其中消毒蒸汽还包括选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物的气体。

C.根据实施方案B所述的消毒系统，其中消毒蒸汽包括空气。

D.根据前述实施方案中的任一项所述的消毒系统，所述消毒系统还包括连接到所述封闭室的气体中的水蒸汽源，其中所述气体选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物。任选地其中所述气体中的所述水蒸汽的相对湿度为至少20％。

E.根据前述实施方案中的任一项所述的消毒系统，所述消毒系统还包括用于从所述消毒蒸汽中去除至少一部分硝酸的装置，任选地其中所述装置包括选自以下的材料：碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物。

F.根据前述实施方案中的任一项所述的消毒系统，所述消毒系统还包括经历消毒的受污染制品，任选地其中所述受污染制品被以下中的至少一种污染：由多种微生物构成的生物膜、多种微生物、由多种微生物孢子构成的生物膜、多种微生物孢子、由多种真菌孢子构成的生物膜、或多种真菌孢子。

G.根据实施方案F所述的消毒系统，其中所述受污染制品是医疗制品，任选地其中所述医疗制品选自医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物。

H.根据实施方案G所述的消毒系统，其中医疗装置是具有中空管腔的内窥镜，另外其中消毒蒸汽穿过内窥镜的中空管腔。

I.根据实施方案F至H中的任一项所述的消毒系统，其中所述生物膜包括多种选自以下的微生物：嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridiumsporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、巴西曲霉(Aspergillusbrasiliensis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黄曲霉(Aspergillus flavus)、艰难梭菌(Clostridiumdifficile)、地分枝杆菌(Mycobacterium terrae)、结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)、牛结核分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、卢登葡萄球菌(Staphyolococcuslugdunensis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、痤疮丙酸杆菌(Propionobacteriumacnes)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)、肠沙门氏菌(Salmonella enterica)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌(Shigella flexiniri)以及它们的组合物。

J.一种将受污染制品消毒的方法，该方法包括将所述受污染制品放置在消毒系统的封闭室内，任选地其中所述封闭室连接到真空泵；以及将封闭室内的受污染制品经包括硝酸的消毒蒸汽源处理持续一定处理时间，该处理时间足以通过实现经消毒的受污染制品的菌落形成单位数相对于受污染制品的减少来将受污染制品消毒，任选地其中处理时间为最多十分钟。

K.根据实施方案J所述的方法，其中消毒蒸汽还包括选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物的气体。

L.根据实施方案K所述的方法，其中消毒蒸汽包括空气。

M.根据实施方案J、K或L中的任一项所述的方法，其中将封闭室内的受污染制品经消毒蒸汽源处理包括交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔，任选地其中交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔进行至少两次。

N.根据实施方案J、K、L或M中的任一项所述的方法，所述方法还包括使用选自以下的材料从消毒蒸汽中去除硝酸：碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物。

O.根据实施方案J、K、L、M或N中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品被以下中的至少一种污染：包括多种微生物的生物膜、多种微生物、包括多种微生物孢子的生物膜、多种微生物孢子、包括多种真菌孢子的生物膜、或多种真菌孢子。

P.根据实施方案J、K、L、M、N或O中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品是医疗制品，任选地其中所述医疗制品选自医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物。

Q.根据实施方案P所述的方法，其中所述医疗装置是具有中空管腔的内窥镜，另外其中消毒蒸汽穿过内窥镜的中空管腔。

R.根据实施方案O、P或Q中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品被生物膜污染，所述生物膜包括多种选自以下的微生物：嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)、产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridium sporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黄曲霉(Aspergillusflavus)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、地分枝杆菌(Mycobacterium terrae)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、牛结核分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、卢登葡萄球菌(Staphyolococcus lugdunensis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、痤疮丙酸杆菌(Propionobacterium acnes)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)、肠沙门氏菌(Salmonellaenterica)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌(Shigella flexiniri)以及它们的组合物，另外其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少2-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。

S.根据实施方案O、P、Q或R中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品被多种微生物污染，另外其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少4-log₁₀且至多9-log₁₀，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。

T.根据实施方案O、P、Q、R或S中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品被多种微生物孢子或多种真菌孢子污染，其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少6-log₁₀且至多10-log₁₀，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。

已总结本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的发明内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选实施方案。

附图说明

结合附图考虑到以下对本公开的各种实施方案的详细说明可以更全面地理解本公开，其中：

图1是本公开的一个实施方案的示例性消毒或灭菌系统的示意图。

图2是本公开的另一个实施方案的示例性消毒或灭菌系统的示意图。

在附图中，相似的附图标号指示相似的元件。虽然可不按比例绘制的上面标识的附图阐述了本公开的各种实施方案，但还可想到如在具体实施方式中所提到的其他实施方案。在所有情况下，本公开以示例性实施方案的表示的方式而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容。应当理解，本领域的技术人员可想出许多其他修改和实施方案，这些修改和实施方案落在本公开的范围和实质内。

具体实施方式

在整个说明书和权利要求书中使用某些术语，虽然大部分为人们所熟知，但仍可需要作出一些解释。应当理解，如本文所用，除非在权利要求书或本说明书的其他地方(包括附图)明确提供不同的定义，否则以下术语具有以下术语表中定义的含义。

术语表

术语“消毒”和“灭菌”及其衍生形式用于描述在诸如医疗制品(例如，医疗器械或内窥镜管腔)的制品的表面上用于实现致病原诸如细菌、病毒、孢子和其他微生物的量的减少的系统和方法。应当理解，一般来讲，灭菌是实现致病原的量的更高减少的消毒。在整篇说明书(包括权利要求书)中，术语“消毒”涵盖术语“灭菌”。

关于数值或形状的术语“约”或“大约”意指该数值或属性或特征的+/-5％，但明确地包括确切的数值。例如，“约”1Pa-sec的粘度是指0.95至1.05Pa-sec的粘度，但也明确地包括刚好1Pa-sec的粘度。

如本说明书和所附实施方案中所用，除非内容清楚指示其他含义，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括多个指代物。因此，例如，提及包含“一种化合物”的细纤维包括两种或更多种化合物的混合物。如本说明书和所附实施方案中所用的，除非所述内容明确地另有规定，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。

术语“基本上”特别指的是一种属性或特性，意味着该属性或特性的表现程度大于该属性或特性的表现程度。例如，“基本上”透明的基底是指与不透射(例如，吸收和反射)相比透射更多辐射(例如，可见光)的基底。因此，透射入射在其表面上的可见光多于50％的基材是基本上透明的，但是透射入射在其表面上的可见光的50％或更少的基材并不是基本上透明的。

如本说明书中所用的，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包括的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。

除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、性质测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，每个数值参数应至少根据所报告的有效位数并通过应用惯常的四舍五入法来解释。

在不脱离本公开实质和范围的情况下，可对本公开的示例性实施方案进行各种修改和更改。因此，应当理解，本公开的实施方案并不限于以下描述的示例性实施方案，而应受权利要求书及其任何等同物中示出的限制因素控制。

现在将具体参考附图对本公开的各种示例性实施方案进行描述。

示例性消毒或灭菌系统

本公开描述了消毒或灭菌系统，所述消毒或灭菌系统包括封闭室以及连接到所述封闭室的消毒蒸汽源，其中所述消毒蒸汽包括硝酸。消毒或消毒系统可相对于两个不同的实施方案进一步描述。

实施方案1：大气压汽化的硝酸消毒或灭菌方法

转到图1，示出了本公开的一个实施方案的示例性消毒系统2的示意图。消毒系统2包括与包括硝酸的消毒蒸汽源6流体连通的封闭消毒室10。任选的流量控制器13’(例如，电子质量流量控制器或流量控制阀)可用于调节进入消毒室10中的消毒蒸汽6的流量。待消毒或灭菌的制品(图1中未示出)可与消毒室10一起放置，例如通过可密封的门、窗口或端口(图1中未示出)放置，并且此后可将室10密封以实现消毒或灭菌。

任选地，消毒系统2还包括与封闭消毒室10流体连通的气体源4。任选的流量控制器13(例如，电子质量流量控制器或流量控制阀)可用于调节进入消毒室10中的气体4的流量。如图1所示，气体源4的流可与消毒蒸汽6的流在流量控制器13’之后组合进入消毒室10中，或者另选地，可与消毒蒸汽6在流量控制器13’之前组合(未示出)，或者甚至可直接流入消毒室10中(未示出)。

气体源4可包括分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物；可有利地选择空气。在某些示例性实施方案中，消毒蒸汽6可包括分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物。气体源4可以是空气或以特定比率包含分子氧和分子氮的特定共混物，并且可以如所提供的加压或未加压。如果来自未加压源，则压缩机可用于将气体加压至适宜的压力。

任选地，消毒系统2还包括连接到封闭室10的气体中的水蒸汽源8。任选的流量控制器13”(例如，电子质量流量控制器或流量控制阀)可用于调节进入消毒室10中的气体中的水蒸汽源8的流量。如图1所示，气体中的水蒸汽源8的流可与消毒蒸汽4的流在流量控制器13之后组合进入消毒室10中，或者另选地，可与消毒蒸汽4在流量控制器13之前组合(未示出)，或者甚至可直接流入消毒室10中(未示出)。

该气体可包括分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物；可有利地选择空气。在一些实施方案中，气体中的水蒸汽源8的相对湿度可为至少20％、25％、30％、40％、50％、60％或甚至至少70％，并且优选地小于100％、95％、90％、80％或甚至75％，这取决于消毒室10内的温度。

在一些实施方案中，消毒室10内的温度可有利地保持在避免消毒室10内的液态水冷凝的温度。通常，室内的温度保持在20℃至100℃、21℃至95℃或甚至22℃至90℃，但可有利地使用大于100℃的温度。一般来讲，消毒室10内的温度应保持低于受污染制品将被损坏或降解的温度。

用于汽化或雾化消毒蒸汽中的硝酸，或用于将水蒸汽添加到气体中的各种装置，诸如含水或含硝酸的气体鼓泡器、起泡装置、雾化器和芯型加湿器(图1中未示出)全部可有利地使用。这些装置可从消毒室10的任何位置插入，直到并包括消毒蒸汽源6、气体源4和/或水蒸汽源8。

任选的流量控制器13、13’和13”可独立地选择为用于调节消毒蒸汽6的流速的任何装置。合适的装置包括压力调节器、流量控制阀、球管流量计(转子流量计)、电子质量流量控制器、或其它类似的装置。

任选地，消毒室10连接到用于从消毒蒸汽6中去除至少一部分硝酸的装置12。用于从消毒蒸汽6中去除至少一部分硝酸的装置12可包括选自碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物的材料。

在便利的实施方案中，用于从消毒蒸汽6中去除至少一部分硝酸的装置12为过滤器，该过滤器包括碱性元素诸如碳酸氢钠以中和任何剩余的酸性物质。也可便利地存在任选的过滤元件诸如活性炭以去除氧化物质诸如臭氧。

通常优选的是，消毒蒸汽6中100％，或作为另外一种选择至少99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％、91％或甚至至少90％的硝酸由装置12去除，以用于从消毒蒸汽6中去除至少一部分硝酸。在从消毒蒸汽6中去除所需部分的硝酸之后，剩余的消毒蒸汽6可被释放至环境条件。

实施方案2：真空脉冲汽化硝酸消毒或灭菌方法

转到图2，示出了本公开的另选实施方案的示例性消毒系统22的示意图。消毒系统22包括与包括硝酸的消毒蒸汽源26流体连通的封闭消毒室30。任选的流量控制器23可用于调节进入消毒室30中的消毒蒸汽26的流量。待消毒或灭菌的制品(图2中未示出)可与消毒室30一起放置，例如通过可密封的门、窗口或端口(图2中未示出)放置，并且此后可将室30密封以实现消毒或灭菌。

封闭室30连接到真空泵32(例如，单级或多级旋转真空泵、分子喷射泵、扩散泵等)，该真空泵可通过任选的阀36与消毒室30隔离。真空计34(例如，压力计、测压计、热丝电离真空计、麦克劳真空计、潘宁真空计、皮拉尼真空计等)可连接到封闭室30以允许监测室30内的压力。

消毒系统22包括连接到消毒室30的气体中的水蒸汽源28。任选的流量控制器23'(例如，电子质量流量控制器或流量控制阀)可用于调节进入消毒室10中的气体中的水蒸汽源28的流量。如图2所示，气体中的水蒸汽源28的流可与消毒蒸汽26的流在流量控制器23之后组合进入消毒室30中，或者另选地，可与消毒蒸汽26在流量控制器23之前组合(未示出)，或者甚至可直接流入消毒室30中(未示出)。

该气体可包括分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物；可有利地选择空气。在一些实施方案中，气体中的水蒸汽源28的相对湿度可为至少20％、25％、30％、40％、50％、60％或甚至至少70％，并且优选地小于100％、95％、90％、80％或甚至75％，这取决于消毒室30内的温度。

在一些实施方案中，消毒室30内的温度可有利地保持在避免消毒室30内的液态水冷凝的温度。通常，室内的温度保持在20℃至100℃、21℃至95℃或甚至22℃至90℃，但可有利地使用大于100℃的温度。一般来讲，消毒室10内的温度应保持低于受污染制品将被损坏或降解的温度。

用于汽化或雾化消毒蒸汽中的硝酸，或用于将水蒸汽添加到气体中的各种装置，诸如含水或含硝酸的气体鼓泡器、起泡装置、雾化器和芯型加湿器(图2中未示出)全部可有利地使用。这些装置可从消毒室30的任何位置插入，直到并包括消毒蒸汽源26、和/或水蒸汽源28。

任选的流量控制器23和23'可独立地选择为用于调节消毒蒸汽26的流速的任何装置。合适的装置包括压力调节器、流量控制阀、球管流量计(转子流量计)、电子质量流量控制器、或其它类似的装置。

任选地，消毒室30连接到用于从消毒蒸汽26中去除至少一部分硝酸的装置(未示出)。用于从消毒蒸汽26中去除至少一部分硝酸的装置可被定位成与消毒室30流体连通，但优选地放置成在消毒室30和真空泵32之间流体连通，或者放置在来自真空泵的排气口上。

用于从消毒蒸汽26中去除至少一部分硝酸的装置可包括选自碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物的材料。在便利的实施方案中，用于从消毒蒸汽26中去除至少一部分硝酸的装置12为过滤器，该过滤器包括碱性元素诸如碳酸氢钠以中和任何剩余的酸性物质。也可便利地存在任选的过滤元件诸如活性炭以去除氧化物质诸如臭氧。

通常优选的是，消毒蒸汽26中100％，或作为另外一种选择至少99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％、91％或甚至至少90％的硝酸由装置去除，以用于从消毒蒸汽26中去除至少一部分硝酸。在从消毒蒸汽26中去除所需部分的硝酸之后，剩余的消毒蒸汽26可被释放到环境条件。

产生消毒蒸汽的方法

在如上所述的实施方案1或实施方案2的消毒或灭菌系统中的每一者中，包括硝酸的消毒蒸汽用于实现受污染制品的消毒或灭菌。

如上所述，各种形成消毒蒸汽的装置可有利地用于汽化硝酸以形成消毒蒸汽6或26。在某些示例性实施方案中，硝酸可有利地通过使气体流流动通过包含含水硝酸的气体鼓泡器或起泡装置而从水性溶液中汽化，其中加热或不加热含水硝酸。硝酸可使用真空蒸发、大气压蒸发、闪蒸或雾化而被汽化成流动气体流。可使用各种真空蒸发器、大气压蒸发器、闪蒸器、雾化器和芯型加湿器。这些形成消毒蒸汽的装置可从消毒室30的任何位置插入，直到并包括消毒蒸汽源26、和/或水蒸汽源28。

可使用多种方法来制备含水硝酸，这在下文中进一步描述。

通过氧化氨形成硝酸(奥斯特瓦尔德法)

该方法涉及三个阶段：(1)氨氧化，(2)一氧化氮氧化，以及(3)吸收所得氮氧化物。

阶段1：

工艺条件：

催化剂：铂(常用90％Pt/10％Rd)

压力：1-4个大气压(atm)

温度：约1100°K

阶段2：

工艺条件：

催化剂：无

压力：约8atm

温度：约300K

阶段3：

工艺条件：

反应和蒸馏通常在分阶段蒸馏塔中同时发生。

催化剂：无

压力：11-14atm

温度：N/A

通过热分解硝酸铜形成硝酸

该方法涉及在单个阶段中进行的两个反应。

形成蒸汽的反应和蒸馏通常以分段方式同时发生。

蒸馏柱。

工艺条件：

催化剂：无

压力：11-14atm

温度：N/A

通过硝酸钠与硫酸的反应制备硝酸

该方法涉及单个阶段，并且可为优选的。

条件：

将硝酸煮掉，并且冷凝到收集容器中，以与硫酸钠分离。

受污染制品

在如上所述的实施方案1或实施方案2的消毒系统中的每一个中，将经历消毒的受污染制品插入封闭消毒室(10或30)中并密封。受污染制品可以是医疗制品，例如，选择医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物的医疗制品。在某些实施方案中，医疗装置是具有中空管腔的内窥镜，并且消毒蒸汽穿过内窥镜的中空管腔以实现消毒或灭菌。

受污染制品可被以下中的至少一种污染：由多种微生物构成的生物膜、多种微生物、由多种微生物孢子构成的生物膜、多种微生物孢子、由多种真菌孢子构成的生物膜、或多种真菌孢子。生物膜可包括多种选自以下的微生物：嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)、产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridium sporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黄曲霉(Aspergillusflavus)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、地分枝杆菌(Mycobacterium terrae)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、牛结核分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、卢登葡萄球菌(Staphyolococcus lugdunensis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、痤疮丙酸杆菌(Propionobacterium acnes)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)、肠沙门氏菌(Salmonellaenterica)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌(Shigella flexiniri)以及它们的组合物。

示例性消毒或灭菌过程

在另一方面，本公开描述了消毒和/或灭菌受污染制品的方法。该方法包括将受污染制品放置在消毒系统2、22的封闭消毒室10、30内，以及将封闭消毒室10、30内的受污染制品经包括硝酸的消毒蒸汽源6、26处理持续一定处理时间，该处理时间足以通过实现经消毒的受污染制品的菌落形成单位数相对于受污染制品的减少来消毒所述受污染制品。任选地，封闭消毒室10、30连接到真空泵32。

在示例性实施方案中，消毒蒸汽还包括选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物的气体。消毒蒸汽可包括空气。

在一些实施方案中，将封闭室内的受污染制品经消毒蒸汽源处理可包括交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔。在一些此类实施方案中，交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔，进行至少两次、至少三次、至少四次、至少五次、至少六次、至少七次、至少八次、至少九次、或甚至至少10次。在某些此类实施方案中，交替地将受污染制品经消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔进行最多20次、最多10次、最多8次、最多7次、最多6次或甚至最多5次。

在某些示例性实施方案中，该方法还包括在实现制品的期望程度的灭菌时从气体中去除至少一部分经汽化的硝酸。从消毒蒸汽中去除硝酸可有利地使用选自碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物的材料来进行。

在一些实施方案中，从气体中去除经汽化的硝酸可以用装置12执行，该装置包括一种或多种吸附剂或吸收剂材料，所述吸附剂或吸收剂材料选自活性炭、具有碱性官能团的化学物质(例如，有机胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等等)、提供碱性吸附剂的物质(例如碱性离子交换树脂)、还原物质(例如，一种或多种活性金属，诸如铂、钯等等)和分子筛。在一些示例性实施方案中，从气体中去除经汽化的硝酸可以通过引导气体通过催化还原剂来执行。

在某些实施方案中，受污染制品为医疗制品。医疗制品可选自医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物。在某些目前优选的实施方案中，医疗装置为具有中空管腔的内窥镜，并且消毒蒸汽穿过内窥镜的中空管腔。

在一些示例性实施方案中，所述受污染制品被以下中的至少一种污染：包括多种微生物的生物膜、多种微生物、包括多种微生物孢子的生物膜、多种微生物孢子、包括多种真菌孢子的生物膜、或多种真菌孢子。在某些示例性实施方案中，所述受污染制品被生物膜污染，所述生物膜包括多种选自以下的微生物：嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)、产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridium sporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黄曲霉(Aspergillusflavus)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、地分枝杆菌(Mycobacterium terrae)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、牛结核分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、卢登葡萄球菌(Staphyolococcus lugdunensis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、痤疮丙酸杆菌(Propionobacterium acnes)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)、肠沙门氏菌(Salmonellaenterica)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌(Shigella flexiniri)以及它们的组合物。

在前述实施方案中的任一项中，所述处理时间为至少1分钟，且最多10分钟。优选地，将实现期望水平的消毒的处理时间选择为最多9分钟、8分钟、7分钟、6分钟、5分钟、或甚至最多4分钟、3分钟、2分钟、或甚至1分钟。

在前述实施方案中的任一项中，经消毒制品的菌落形成单位数相对于受污染制品的减少为至少2-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少3-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少4-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少5-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少6-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少7-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少8-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，至少9-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，或甚至至少10-log₁₀且至多11-log₁₀的减少。

本公开的示例性实施方案的操作将参照以下详述的非限制性具体实施例进一步描述。提供这些实施例以另外说明各种具体和优选的实施方案和技术。然而，应当理解，可做出许多变型和修改而仍落在本公开的范围内。

实施例

这些实施例仅是为了例示性目的，且并非意在过度地限制所附权利要求书的范围。尽管示出本公开的广义范围的数值范围和参数为近似值，但尽可能精确地记录具体示例中示出的数值。然而，任何数值都固有地含有某些误差，其各自的测试测量中所存在的标准偏差必然会引起这种误差。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据所报告的有效位数并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。

材料

除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。除非另有说明，否则所用的溶剂和其它试剂可得自威斯康星州密尔沃基的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI))。另外，表1提供了下面的实施例中使用的所有材料的缩写和来源：

表1：材料

孢子样品的制备

切割PET膜样品((1×2cm)并置于培养皿中。然后，将10μL的嗜热脂肪地芽孢杆菌孢子(约1×10⁸CFU/mL，涡旋1分钟)滴铸到每个膜上。膜包含约1×10⁶孢子/膜。使膜在培养皿的封盖打开的情况下在环境条件下干燥至少1小时以确保样品完全干燥。

对于一些实验，使用干净的镊子将膜插入PTFE样品管件中，其中每个样品管插入3个膜。检查膜以确保孢子点中没有明显重叠，并且膜在PTFE管中，其中孢子面向管内部。对于其他实验，在处理之前将膜插入Steri-Lok 8502袋中。

收集孢子样品和菌落计数

由100mL磷酸盐缓冲盐水10X浓缩物、900mL去离子水和1g的Tween 80表面活性剂制备1X磷酸盐缓冲盐水(1XPBST)的溶液。将1XPBST溶液在搅拌板上混合5分钟，并然后真空过滤通过0.2μm真空过滤器以确保无菌，并且储存在4℃下。在灭菌处理之后，使用无菌镊子去除孢子膜。然后立即将膜转移到含有25mL的1XPBST的50ml管以中和pH和所有氧化物质。将50mL管立即进行涡旋混合，然后超声处理20分钟，并再次进行涡旋混合，以确保所有孢子都从表面去除。

将一毫升包含孢子的缓冲溶液的样品在Butterfield缓冲液中释稀。进行了浓度降低了10倍、100倍和1000倍的一系列稀释，因为原始样品含有10⁶个菌落，有必要将浓度降低到用来计数。然后将一毫升的由1XPBST中的处理膜样品和未处理(对照)样品制成的适当稀释系列铺展到

上。将

板放置于铝盘上，并且将孢子置于处于56℃的最佳生长温度的烘箱中，使得在存在菌落形成单位数(CFU)的情况下菌落可以生长。

在温育孢子之后，对菌落形成单位数进行计数。在每种情况下未经处理的孢子膜的对照样品被用作标准物。对于杀灭的理想定量，每个

的CFU数量在20-200的范围内定量。基于CFU的数量和已知的稀释浓度，就可以从对照或处理过的孢子膜中计算出原始CFU的数量，并量化孢子杀死量。

设备和方法

在这些示例中使用的灭菌设备在图2中示意性地示出，并且包括封闭消毒室30、真空泵32、真空计34以及连接硝酸和水源的电磁阀23和23'。消毒室30的体积为10L。

实施例1

在单独的容器中，加入10mL 68.8％的硝酸和10mL水。通过首先根据以上测试方法制备嗜热脂肪地芽孢杆菌样品来测试杀灭功效。将三个接种的PET条带置于3M Steri-Lok8502袋中。然后将袋热密封并置于灭菌设备的室中。对该室抽气，使压力下降到0.5托的基准压力。然后关闭粗抽泵的阀，从而隔离真空室。然后打开硝酸溶液的阀并持续表2中指定的时间。随后，关闭通向硝酸递送系统的阀，并且打开通向水源的阀持续表2中指定的时间。然后关闭通向水源的阀，并且打开通向泵的阀，使室回到基准压力。

表2：作为处理时间和循环次数的函数的杀灭功效。

对于所指示的循环次数重复该过程。在完成循环之后，关闭泵的阀，并且使用潮湿的空气来使系统排气至多700托。然后将室抽空至基准压力。将该过程重复三次，然后使室在大气压下平衡。在处理之后，将室排气，收集样品膜，并如上所述对孢子进行计数。表2中的第一行结果表示对照条件。对照样品具有6.1Log₁₀CFU/样品的平均值。在不稀释的情况下对后续样品进行计数。无生长的样品显示为阴性结果，并且具有菌落形成单位数的样品显示为阳性结果。

实施例2

管腔内部的灭菌功效

通过首先根据上述测试方法制备嗜热脂肪地芽孢杆菌样品来测试窄管腔内部的杀灭功效。将三个接种的PET条带置于6英尺长度的具有1/8"直径管腔的PTFE管材的中间。随后将管置于实施例1中所述的真空室中。使用实施例1中所述的方法，用2个循环经HNO₃和H₂O处理60秒。在处理之后，将室排气，收集样品膜，并如上所述对孢子进行计数。所有经处理的样品在48小时后均未显示出生长。

实施例3：

硝酸的大气蒸发

使用25mm OD×200mm Sigma-Aldrich真空阱作为鼓泡单元构造灭菌设备。以45％重量％HNO3制备HNO₃在H₂O中的水性溶液。将5.4mL溶液注入鼓泡单元的底部中。将500标准立方厘米/分钟(SCCM)的氧气和1750SCCM的氮气的混合物鼓泡通过鼓泡单元。将来自鼓泡单元的输出物通过PTFE管材输送到三通，在三通中其与另外的750SCCM的氮气混合。将总混合物从三通输送通过1/8"ID的PTFE管材。在蒸汽混合设备下游6英尺(约1.83m)处，将孢子涂覆的膜插入PTFE管材中。将这些膜经气态混合物处理总共5分钟。测得初始孢子浓度为6.2Log₁₀ CFU/样品。在经汽化的HNO₃混合物处理之后，未观察到菌落形成单位数。

比较例1

液体HNO₃

以5重量％HNO3制备HNO₃和H₂O的液体溶液。制备嗜热脂肪地芽孢杆菌涂覆的膜。将三十微升的HNO₃溶液滴铸到孢子上，覆盖接种的区域。使溶液在膜上停留5分钟，然后将膜在25mL的1XPBST中缓冲。如先前所述完成后续回收。在经HNO₃处理之前，回收5.9Log₁₀CFU/样品。在经HNO₃溶液处理5分钟后，回收5.4Log₁₀ CFU/样品。

本说明书中通篇提及的“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”，无论在术语“实施方案”前是否包括术语“示例性的”都意指结合该实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的某些示例性实施方案中的至少一个实施方案中。因此，在本说明书中全篇中的各处出现的短语，例如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在某个实施方案中”，并非一定是指本发明的某些示例性实施方案中的相同实施方案。此外，具体特征、结构、材料或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。

此外，本文引用的所有出版物和专利均以引用的方式全文并入本文中，如同各个单独的出版物或专利都特别地和单独地指出以引用方式并入一般。已对各个示例性实施方案进行了描述。

虽然本说明书已经详细地描述了某些示例性实施方案，但是应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可很容易地想到这些实施方案的更改、变型和等同物。因此，应当理解，本公开不应不当地受限于以上示出的例示性实施方案。这些实施方案以及其他实施方案均在以下权利要求书的范围内。

Claims

1.一种消毒系统，所述消毒系统包括：

封闭室；以及

连接到所述封闭室的消毒蒸汽源，其中所述消毒蒸汽包括硝酸，任选地其中所述封闭室连接到真空泵。

2.根据权利要求1所述的消毒系统，其中所述消毒蒸汽还包括选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物的气体。

3.根据权利要求2所述的消毒系统，其中所述消毒蒸汽包括空气。

4.根据权利要求1所述的消毒系统，所述消毒系统还包括连接到所述封闭室的气体中的水蒸汽源，其中所述气体选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物，任选地其中所述气体中的所述水蒸汽的相对湿度为至少20％。

5.根据权利要求1所述的消毒系统，所述消毒系统还包括用于从所述消毒蒸汽中去除至少一部分所述硝酸的装置，任选地其中所述装置包括选自以下的材料：碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物。

6.根据权利要求1所述的消毒系统，所述消毒系统还包括经历消毒的受污染制品，任选地其中所述受污染制品被以下中的至少一种污染：由多种微生物构成的生物膜、多种微生物、由多种微生物孢子构成的生物膜、多种微生物孢子、由多种真菌孢子构成的生物膜、或多种真菌孢子。

7.根据权利要求6所述的消毒系统，其中所述受污染制品是医疗制品，任选地其中所述医疗制品选自医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物。

8.根据权利要求7所述的消毒系统，其中所述医疗装置是由中空管腔构成的内窥镜，另外其中所述消毒蒸汽穿过所述内窥镜的中空管腔。

9.根据权利要求6所述的消毒系统，其中所述生物膜由多种选自以下的微生物构成：嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、产芽胞梭状芽胞杆菌(Clostridiumsporogenes)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、巴西曲霉(Aspergillusbrasiliensis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黄曲霉(Aspergillus flavus)、艰难梭菌(Clostridiumdifficile)、地分枝杆菌(Mycobacterium terrae)、结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)、牛结核分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、卢登葡萄球菌(Staphyolococcuslugdunensis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、痤疮丙酸杆菌(Propionobacteriumacnes)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobactercloacae)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilus)、肠沙门氏菌(Salmonella enterica)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、志贺氏菌(Shigella flexiniri)以及它们的组合物。

10.一种将受污染制品消毒的方法，所述方法包括：

将所述受污染制品放置在消毒系统的封闭室内，任选地其中所述封闭室连接到真空泵；以及

将所述封闭室内的所述受污染制品经包括硝酸的消毒蒸汽源处理持续一定处理时间，所述处理时间足以通过实现所述经消毒的受污染制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少来将所述受污染制品消毒，任选地其中所述处理时间为最多十分钟。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述消毒蒸汽还包括选自分子氧、分子氮、氦、氖、氩、氪或它们的组合物的气体。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述消毒蒸汽包括空气。

13.根据权利要求11所述的方法，其中将所述封闭室内的所述受污染制品经所述消毒蒸汽源处理包括交替地将所述受污染制品经所述消毒蒸汽处理持续第一时间间隔，并将所述受污染制品经水蒸汽处理持续第二时间间隔，任选地其中交替地将所述受污染制品经所述消毒蒸汽处理持续所述第一时间间隔并将所述受污染制品经所述水蒸汽处理持续所述第二时间间隔进行至少两次。

14.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括使用选自以下的材料从所述消毒蒸汽中去除所述硝酸：碱性官能化合物、还原剂、碱性吸收剂、碱性吸附剂、催化剂、活性炭、分子筛或它们的组合物。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述受污染制品被以下中的至少一种污染：由多种微生物构成的生物膜、多种微生物、由多种微生物孢子构成的生物膜、多种微生物孢子、由多种真菌孢子构成的生物膜、或多种真菌孢子。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述受污染制品是医疗制品，任选地其中所述医疗制品选自医用敷料、医疗器械、医疗装置或它们的组合物。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述医疗装置是由中空管腔构成的内窥镜，另外其中所述消毒蒸汽穿过所述内窥镜的中空管腔。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述受污染制品被生物膜污染，所述生物膜包括多种选自以下的微生物：嗜热脂肪地芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、产芽胞梭状芽胞杆菌、短小芽孢杆菌、巴西曲霉、米曲霉、黑曲霉、构巢曲霉、黄曲霉、艰难梭菌、地分枝杆菌、结核分枝杆菌、牛结核分枝杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、表皮葡萄球菌、卢登葡萄球菌、腐生葡萄球菌、屎肠球菌、粪肠球菌、痤疮丙酸杆菌、肺炎克雷伯氏菌、阴沟肠杆菌、奇异变形杆菌、肠沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、志贺氏菌以及它们的组合物，另外其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少2-log₁₀且至多11-log₁₀的减少，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述受污染制品被多种微生物污染，另外其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少4-log₁₀且至多9-log₁₀，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。

20.根据权利要求21至24中的任一项所述的方法，其中所述受污染制品被多种微生物孢子或多种真菌孢子污染，其中所述处理时间为至少1分钟，并且所述经消毒制品的菌落形成单位数相对于所述受污染制品的减少为至少6-log₁₀且至多10-log₁₀，任选地其中所述处理时间为最多六分钟。