DE102012205172B3

DE102012205172B3 - Kryostat mit Plasma-Desinfektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012205172B3
Application number: DE201210205172
Authority: DE
Inventors: Ute Akunzius-Jehn
Original assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Current assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2032-03-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kryostat (1) mit einem einen Kryostatinnenraum definierenden Kryostatbehälter (2) und einer Desinfektionseinrichtung (5), die zum Desinfizieren einer Oberfläche in dem Kryostatinnenraum ausgebildet ist, wobei die Desinfektionseinrichtung (5) einen Kaltplasmagenerator zum Erzeugen von Kaltplasma und zum Beaufschlagen der zu desinfizierenden Oberfläche aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kryostaten mit Plasma-Desinfektionsvorrichtung.
Kryostate werden häufig im Laborbereich eingesetzt, um Gewebe tiefzufrieren. Es sind bspw. Kryostat-Mikrotome bekannt, die zum Anfertigen von sog. Gefrierschnitten (sehr dünne Scheiben von gefrorenen Objekten, meist Geweben) verwendet werden. Darin werden die zu schneidenden Objekte auf eine bestimmte vorgegebene Temperatur, in der Regel zwischen –10°C und –50°C, gekühlt. Um die Temperaturkonstanz zu gewährleisten, werden die Mikrotome in aufwendig gekapselten Gehäusen angeordnet. Im Innern des Gehäuses ist ein Behälter, üblicherweise aus Edelstahl, zur Aufnahme des Mikrotoms vorgesehen. Kryostaten weisen außerdem einen zu öffnenden Deckel, üblicherweise eine Sichtscheibe, auf, über den ein Benutzer Zugriff in das Behälterinnere erhält.
Aus Hygienegründen sollte das Behälterinnere von Zeit zu Zeit desinfiziert werden. Für die Desinfektion kann der Kryostat abgetaut und eine Reinigungs- und/oder Desinfektionsflüssigkeit mit einer Sprühflasche in den Innenraum des Kryostaten gesprüht werden. Dieses manuelle Verfahren hat sich bewährt, ist jedoch sehr aufwendig. Auch ist die Einsatzfähigkeit des Kryostaten für längere Zeit nicht gegeben, was insbesondere problematisch ist, wenn sog. Schnellschnitte während einer laufenden Operation analysiert werden sollen.
Die WO 02/079701 A1 zeigt einen Kryostaten mit einem Behälter zur Aufnahme eines Mikrotoms, mit einem den Behälter verschließenden Deckel, einer Desinfektionseinrichtung sowie einer Steuerschaltung. Die Desinfektionseinrichtung erzeugt Ozon mittels einer UV-Lichtquelle. Diese Art der Desinfektion ist problematisch, da zum einen die Dichtungen des Kryostaten von dem Ozon angegriffen werden und zum anderen der Kryostat während eines Desinfektionsvorgangs für längere Zeit nicht eingesetzt werden kann, da vor einem Öffnen erst das Ozon zerstört werden muss.
Zur Verbesserung beschreibt die DE 10 2004 056 189 A1 ein Kryostat-Mikrotom mit einer UV-C-Lichtquelle zur Desinfektion. Um die Sicherheit der Benutzer durch UV-C-Licht nicht zu gefährden, ist der Kryostatdeckel mit einem Sicherheitsschalter ausgerüstet.
Die EP 2 272 540 A1 zeigt einen Mikrotom-Kryostaten, welcher mittels eines Desinfektionsmittels keimfrei gereinigt werden kann. Das Desinfektionsmittel wird in nebelartiger Form in eine Kryostatkammer eingebracht. In der Kryostatkammer wirkt das Desinfektionsmittel als reifartige Ablagerung. Die reifartige Ablagerung verlagert sich durch Sublimation und kann im Zuge sporadischer Entfrostungsphasen verflüssigt und abgeführt werden.
Die DE 691 26 312 T2 beschreibt eine Plasmasterilisation, wobei ein Gasplasma aus einer Plasmaerzeugungskammer in eine Sterilisationskammer strömt, um die Temperatur der Sterilisationskammer zu erhöhen. Durch Beenden des Gasplasmastroms sinkt die Temperatur der Sterilisationskammer. Dieser Vorgang wird widerholt, bis eine Sterilisation der Sterilisationskammer bewirkt wird.
Die US 4 898 715 A zeigt eine zylindrische Kammer zur Plasmasterilisation medizinischer Gerätschaften. Besagte zylindrische Kammer weist einen perforierten, metallischen Zylinder auf, konzentrisch zu der zylindrischen Kammer. In den perforierten, metallischen Zylinder wird das zu sterilisierende Objekt eingebracht. In der zylindrischen Kammer kann zunächst ein Vakuum erzeugt werden und ein Gas kann durch die zylindrische Kammer geleitet werden. Eine Spannung kann zwischen den Wänden des metallischen Zylinders und der zylindrischen Kammer angelegt werden, wodurch ein gasförmiges Plasma erzeugt wird.
Es ist wünschenswert, eine Desinfektionsmöglichkeit für Kryostaten zur Verfügung zu haben, die eine schnelle und dennoch zuverlässige Desinfektion bei gleichzeitig geringem negativem Einfluss auf den Kryostaten selbst und den Benutzer ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird ein Kryostat mit einer Desinfektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die Desinfektion mit kaltem Plasma durchgeführt. Es kann sich um Niederdruckplasma oder um Atmosphärendruckplasma handeln. Kaltes Plasma besteht aus teilweise ionisiertem Gas (z. B. Luft, ein Edelgas, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff oder ein Gemisch davon), wobei sich die Ionen und Elektronen nicht in einem energetischen Gleichgewicht befinden. Die Elektronen haben eine Energie, die für Ionisierungsprozesse ausreicht. Die Energie bzw. äquivalent Temperatur der Elektronen ist jedoch signifikant höher als die der Ionen und Moleküle, welche jedoch aufgrund ihrer großen Massen im Wesentlichen die Temperatur des Plasmas bestimmen. Das Plasma wird daher als ”kalt” (oder auch als ”Niedertemperatur-Ungleichgewichtsplasma”) bezeichnet. Die Temperatur des Kaltplasmas ist jedenfalls kleiner als 500°C. Vorzugsweise ist die Temperatur des Kaltplasmas kleiner als 100°C oder 50°C oder liegt nahezu bei Zimmertemperatur.
Die Temperaturen eines solchen Kaltplasmas liegen dennoch deutlich über den üblichen Temperaturen in einem Kryostaten, so dass eine Kaltplasmadesinfektion hier auf den ersten Blick zu einem Auftauen des Kryostaten und einer entsprechend langen Stillstandszeit führt. Wird jedoch das Kaltplasma nur kurzzeitig eingesetzt und/oder ausreichend schnell an der zu desinfizierenden Oberfläche vorbeigeführt, kommt es nur zu geringen Erwärmungen, so dass die Anwendung auch in Kryostaten zu besonderen, überraschenden Vorteilen führt.
Die Erfindung ermöglicht eine Desinfektion von Kryostatinnenflächen, die schnell durchzuführen ist und wobei keine Gefahr für den Benutzer ausgeht, wie es beispielsweise bei UV-Licht-Desinfektionen der Fall ist. Die Desinfektion kann ohne Abtauen und ohne Öffnen erfolgen. Die Desinfektion kann jederzeit abgebrochen und der Betrieb wiederaufgenommen werden. Der Kryostat bleibt auch während der Desinfektion grundsätzlich einsatzbereit.
Unterschiedliche Methoden eignen sich vorteilhaft zur Plasmaerzeugung, vor allem sog. nichtstationäre Entladungen. Es ist möglich, Plasma durch Hochfrequenzentladung oder Mikrowellenentladung oder durch Barrierenentladung (stille oder dielektrisch behinderte Entladung) oder Oberflächenmikroentladung (surface micro discharge) zu erzeugen. Für die Erfindung geeignete Plasmageneratoren können auf Mechanismen basieren, wie sie z. B. in der WO 2008/138504 A1 oder der WO 2010/094304 A1 beschrieben sind.
Als Gase für die Plasmaerzeugung eignen sich insbesondere im Wesentlichen inerte Gase, wie Stickstoff und sämtliche Edelgase. Der Einsatz von Stickstoff und/oder Argon ist relativ preiswert.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schematisch darstellt.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines. erfindungsgemäßen Kryostaten in einer ersten Ansicht.
2 zeigt die Ausführungsform des Kryostaten in einer zweiten Ansicht.
In den 1 und 2 sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Kryostat 1 mit einem Gehäuse 10 und einem in dem Gehäuse 10 angeordneten Kryostatbehälter 2 dargestellt. Am Gehäuse 10 ist eine den Kryostatbehälter 2 verschließende Sichtscheibe 3 als Deckel angeordnet.
Im Innern des Kryostatbehälters 2 ist ein Kühlaggregat 11 installiert. Der Kryostatbehälter 2 dient der Aufnahme eines nicht dargestellten Mikrotoms mit einem Schneidmesser. Im Innern des Kryostatbehälters 2 ist weiterhin ein Kaltplasmagenerator 5 als Desinfektionseinrichtung installiert und über eine elektrische Leitung 8 mit einer Steuerschaltung 4 verbunden. Die Steuerschaltung weist Bedienelemente auf, um den Kaltplasmagenerator 5 anzusteuern. Vorzugsweise weist die Steuerschaltung eine Zeitschaltuhr auf, um Desinfektionszeitpunkte und/oder Desinfektionszeitdauern vorgeben zu können.
Um die Benutzersicherheit zu erhöhen kann zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deckel 3 ein Sicherheitsschalter 6 angeordnet sein, der über eine Leitung 9 elektrisch mit der Steuerschaltung 4 verbunden ist und einen Betrieb des Kaltplasmagenerators 5 nur bei geschlossenem Deckel gestattet. Alternativ oder zusätzlich kann eine ansteuerbare Verriegelungseinrichtung 12 vorgesehen sein, so dass der Deckel 3 während des Betriebs des Kaltplasmagenerators 5 verriegelt wird.
Der Kryostatbehälter 2 kann zur Verbesserung der Desinfektion an seiner Innenseite eine antibakterielle Beschichtung 7 aufweisen. Die Beschichtung 7 kann Titandioxid-Nanopartikel und/oder Silberionen-Nanopartikel enthalten.
Der Kaltplasmagenerator 5 kann auf dem Prinzip der Hochfrequenzentladung, Mikrowellenentladung, Barrierenentladung oder Oberflächenmikroentladung basieren.
Der Kaltplasmagenerator 5 kann eine oder mehrere (z. B. über einen Schlauch verbundene) Plasmadüsen 13 aufweisen, aus denen das erzeugte Kaltplasma austritt. Vorzugsweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, bspw. ein motorisierter Schlitten 14, der die Düsen an den zu desinfizierenden Oberflächen vorbeibewegt. Der Schlitten 14 kann dazu in Art eines Tintenstrahldruckers arbeiten. Durch eine entsprechend schnelle Bewegung können auch Kaltplasmen mit bis zu einigen wenigen 100°C verwendet werden, ohne dass eine signifikante Erwärmung der zu desinfizierenden Oberflächen auftritt.

Claims

Kryostat (1) mit einem einen Kryostatinnenraum definierenden Kryostatbehälter (2) und einer Desinfektionseinrichtung (5), die zum Desinfizieren einer Oberfläche in dem Kryostatinnenraum ausgebildet ist, wobei die Desinfektionseinrichtung (5) einen Kaltplasmagenerator zum Erzeugen von Kaltplasma und zum Beaufschlagen der zu desinfizierenden Oberfläche aufweist, wobei der Kaltplasmagenerator wenigstens eine Plasmadüse (13), aus der das Kaltplasma austritt, und eine Vorrichtung (14), die die wenigstens eine Plasmadüse (13) an der zu desinfizierenden Oberfläche vorbeibewegt, aufweist.
Kryostat (1) nach Anspruch 1, wobei der Kaltplasmagenerator ein Atmosphärendruckplasmagenerator ist.
Kryostat (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der zu desinfizierenden Oberfläche ein Mikrotom angeordnet ist.
Kryostat (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kaltplasmagenerator auf dem Prinzip der Hochfrequenzentladung, Mikrowellenentladung, Barrierenentladung oder Oberflächenmikroentladung basiert.
Kryostat (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Temperatur des Kaltplasmas kleiner als 500°C, vorzugsweise kleiner als 100°C oder als 50°C ist.