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Verfahren zur chemischen Sterilisation Eine Sterilisation von verpackten
Materialien wurde bisher meist durch Erhitzung vorgenommen. Mit der Anwendung von
neuartigen Stoffen, z.B. Kunststoffen, mussten auch Sterilisationeverfahren gefunden
werden, die zu keiner Schädigung des verpackten Gutes oder des Verpackungsmaterials
führen.
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Um die Verwendung von nicht hitzefestem Verpackungsmaterial zu ermöglichen,
wurde s.B. ein Verfahren entwickelt, das darin besteht, das Gut zunächst nur in
Papier zu verpacken und es darin mit Hitze zu sterilisieren. Erst anschließend erfolgt
die endgültige Verpackung in Kunststoffolien. Dieses Verfahren ist ein%maI unwirtschaftlich,
zum anderen ist vor alles durch den zweiten Verpackungsschrift keine absolute Keimfreiheit
mehr gewährleistet.
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Besondere Schwierigkeiten bereitet die Sterilisation von Gegenständen
aus Kunststoffen, die in zunehmendem Maße auch in bakteriologischen Laboratorien
Eingang finden, da die Kunststoffe meist nicht kochfest sind. Ihre Hitzestabilität
liegt oft nur bei 60 bis 80°C.
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Ähnlich sind die Verhältnisse im Bezug auf die Entkeimung yon Geräten
und Gegenständen aus Gummi, Holz, Leder, Zellstoff, Wolle, die entweder feuchte
oder trockene Hitze nicht vertragen und nicht selten nach mehrmaligem Sterilisieren
unbrauchbar werden. Aber auch die Sterilisation von Laborsachen und -geräten aus
Glas und Metall, welche bislang fast aus
schließlch nur mit Hitze
erfolgte, ist mit gewissen Nachteilen verbunden, die zu empfindlichen Verlusten
führen können. Bei Glas sachen sind häufig Verluste durch Bruch zu beklagen, die
auf größere, arbeitstechnisch nicht immer vermeidbare Temperaturschwankungen zurückzuführen
sind, während bei Metallsachen und Instrumenten Ausfälle durch Rostbildung, Ablösung
der Nickel- oder Chromschicht, Stumpfwerden usw, beobachtet werden.
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Für die Sterilisation derartiger Materialien wurde ein Verfahren entwickelt,
das in der Anwendung von ehemischen Stoffen in Form von Dämpfen besteht In Frage
kommen dabei Verbindungen wie Äthylenoxid, Porpylenoxid, Methylbromid, Propiolacton,
Epichlorhydrin, Epibromhydrin, Äthylensulfid, Äthylenimin, Glycylaldehyd und andere.
Bei diesen bisher verwendeten Stoffen muß der Dampfdruck sehr hoch sein, da die
bakterizide Wirkung relativ klein ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß entweder
Substanzen verwendet werden, die bei Raumtemperatur bereits gasförmig sind oder
deren Sie.
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depunkt nur knapp oberhalb der Raumtemperatur leigt. Andere Substanzen
müssen zum Teil auf 10000 erhitzt werden um den erforderlichen Dampfdruck zu erreichen.
Dann handelt es sich praktisch schon wieder um eine Art Warmsterilisation mit ihren
oben beschriebenen Nachteilen Um diese hohen Temperaturen zu vermeiden, müssen einige
Stoffe wie z.B. Triäthylenglycol zerstäubt werden.
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Von den genannten chemischen Stoffen hat Äthylenoxid für die Kaltsterilisation
eine besondere Bedeutung erlangt Zur Anwendung von Äthylenoxid, dessen Siedepunkt
bei normalem Druck bei 10,80C liegt, müssen spezielle Einrichtung, wie Sterilisationskammern
verwendet werden. Äthylenoxid wird entweder als reine Substanz angewendet oder in
Form eines
Gemisches mit Inertgasen, um die Gefahr einer Explosion
zu verringern.
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Diese Gefahr ist sehr gering bei dem für den Menschen zwar sehr viel
giftigeren, jedoch in mikrobieller Hinsicht weniger wirksamen lYtethylbromid.
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Die Anwendbarkeit von Propiolacton ist begrenzt durch sein korrosives
Verhalten.
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Da die bisher bekannt gewordenen Chemikalien, die für eine Kaltsterilisation
geeignet sind, allgemein für den Menschen toxisch sind, niLissen bei der Anwendung
besondere Schutzaaßnahmen für das Personal getroffen werden Außerdem muß darauf
geachtet werden, daß alle Gasreste von den Packungen und aua den Sterilisationsapparaten
entfernt werden. Dies erfordert große Entlüftungsanlagen. Damit wird das Verfahren
teuer, zumal überdies Fabriken mit großes Durchsatz eine rJsige Kapazität an Sterilisationsraum
zur Verfügung haben müssen.
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Es ist ein weiteres Verfahren bekannt gewordene verpackte Materialien
durch Anwendung von durchringenden ionisierenden Strahlen wie Röntgenstrahlen, Gammastrahlen
und Elektronenstrahlen zu sterilisieren. Allerdings führen diese Bestrahlungen neben
der Sterilisation zu unerwünschten chemischen oder physikalischen Veränderungen
des Materials oder der Kunststoffe, so daß nur bestimmte strahlenresistente Materialien
und Verpackungsstoffe verwendet werden können. Außerdem erfordert dieses Verfahren
spezielle teure Bestrahlungseinrichtungen und umfangreiche Sicherungsmaßnahmen.
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Uberhaupt sind alle bisher bekannt gewordenen Verfahren der Sterilisation
sShr teuer, da sie arbeitsintensiv und technologisch anspruchstoll sind, d.h. spezielle
Einrichtungen
mit teilweise großem Energieverbrauch erfordern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das einfach
und billig ist Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, die auf Grund von Untersuchungen
gewonnen wurde, daß einige Verbindungen, die nach den Angaben in den chemischen
Tabellen als fest oder stabil anzusehen sind, im geschlossenen Raum einen Dampfdruck
erzeugen, dessen Menge und Aktivität gegenüber Mikroorganismen zur Erzielung einer
S+erilisation ausreichen, andererseits aber so niedrig ist, daß er kein Einatmungsgift
für den Menschen darstellt. In Jedem Fall liegt der Siedepunkt der Verbindungen
oberhalb der Anwendungstemperatur.
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Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zur Kaltsterilisatiov von Geräten
oder Materialien mittels biologisch aktiver chemischer Verbindugen und Kombinationen
aus ihnen in her, metisch geschlossenen Systemen darin, daß die Sterilisation bei
Raumtemperatur mit den Dämpfen antimikrobieller Verbindungen erfolgt, die bei den
normalen Bedingungen von Druck und Temperatur, deh. bei Raumtemperatur in festem
oder flüssigem Zustand sind und deren Dampfdruck im Bereich zwiachez 10 7 und 102
torr liegt.
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Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren reduziert sich der Vorgang
der Sterilisation auf einen Verpackungsvorgang. Besondere Binrichtungen mit hohem
Energieverbrauch sind nicht mehr erforderlich. Die Anwendung dieser neuen Methode
findet erst dort ihre Grenze, wo eine korrosion der Stoffe erfolgt oder gesundheitliche
Gesichtspunkte eine Rolle spielen. So ist ihre Anwendung für die Sterilisation von
Lebensmitteln zunächst noch von einer gesetzlichen Regelung abhängig.
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Als besonders geeignet für die erfindungsgemäße chemische Kaltsterilisation
sind organische Quecksilberverbindungen wie Phenylquecksilberborat oder Äthoxyäthylquecksilberchlorid.
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Letzteres allerdings nur insoweit als es nicht zu Korrosionen führt.
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Auch Phenole, wie
Pentachlorphenol und seine Derivate fallen mit ihrem niedrigen Dampfdruck und ihrer
bakteriziden Wirkung in den Anwendungsbereich der Erfindung. Das gleiche gilt für
Chinone, wie 8-Hydroxychinolin.
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Die Erfindung ist nicht aui die Anwendung der bisher genannt ten chemischen
Substanzen begrenzt.
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Die Möglichkeiten der Anwendung werden im folgenden tn Hand einiger
Beispiele beschrieben,' die auch deutlich die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
gegenüber den bisher bekannt gewordenen Verfahren erkennen lassen.
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1. Sterilisation von Verbandstoffen Das zu sterilisierende Material
wird in eine gasdruchlässige Verpackung beispielsweise aus Polyäthylen eingepackt
und dann in einem Raum gelagert, in dem sich das Sterilisationsmittel befindet.
Die Dämpfe diffundieren durch die Verpackung in.
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Innere, wo sie ihre bakterizide Wirkung ausüben. Anstelle einer stationären
Lagerung in einem begrenzten Raum kann auch die Durchführung durch einen Tunnel
auf einer Transporttorrichtung bei gleichzeitiger Einwirkung der Dämpfe erfolgen.
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Mine andere günstige Lösung besteht darin, das Sterilisationsmittel
in Form eines imprägnierten Etiketts (Papier) zuzugebon und das
imprägnierte Etikett in eine relativ gasundurchlässige Verpackung
einzuschweißen. Jon diesem Zeitpunkt an beginnt der Sterilisationsvorgang. Er erfordert
eine bestimmte Lagerdauer bis zur vollständigen Sterilisation. Das Datum, von dem
ab das Produkt als steril angesehen werden kann, ist auf dem Etikett eingetragen.
Die Lagerung erfordert keine speziellen Behälter; sie kann sogar nach dem Versand
in den Erankenhäusern erfolgen, dann wenn es sich um medizinische Artikel wie Spritzen
oder Nahtmaterial handelt.
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Die Sterilisation kann auch so erfolgen, daß das Material in relativ
gasdurchlässige Foiie eingepackt und eine oder mehrere Einheiten zusammen mit imprägnierten
Etiketts durch Einschweißen iL relativ gasundurchlässige Folien zu einer Großpackung
zusammengefasst werden, iL welcher der Sterilisationsvorgang abläuft. Dies hat den
Vorteil, daß das sterilis#ierte Material nach Auflösen der Großpackung schnell entdampfen
kann Ähnlich kann man z.30 auch Bücher, Bilder oder Teppiche sterilisieren.
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2. Raumsterilisation Hierbei ist in erster Linie an Operationsräume
gedacht mit Wänden aus Kacheln oder einem Anstrich aus gasundurchlässigem Katerial.
Die Chemikalien können in flachen Behältern angeordnet sein mit einer möglichst
großen Oberfläche. In anderen Fällen, besonders bei Verwendung von Tapete, kann
diese mit dem Steri.
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lisationemittel imprägniert sein. Die Raumsterilisation bietet den
Vorteil, daß durch Erhöhung der Raumtemperatur eine Sensibilisierung der Mikroorganismen
erfolgen kann, was die Wirksamkeit der bakteriziden Dämpfe erhöht.
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3. Sterilisation von Textilien Die Sterilisation von Textilien, beispielsweise
von Strümpfen gegen Pußpilz oder von Schuhen vor dem Gebrauch, hat insbesondere
auch für das Militär eine große Bedeutung, da sie ganz ohne Jeden Energieanschluß
im Felde erfolgen kann. Ein Einschweißen der zu sterilisierenden Gegenstände ist
nicht
unbedingt erforderlich. Es genügt bereits ein Verschluß der
Folien durch Umknicken, wie er von den Gefrierverpackungen her bekannt ist.
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4. Sterilisation von Folien Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben sich bei allen komplizierten, schwer zugänglichen oder hitzeempfindlichen
Materialien. Ein Beispiel hierfür sind aufgerollte oder in Form von Beuteln gestapelte
Kunststoffolien. Um bei ihnen eine Sterilisation zu erreichen, werden sie mit Zwischenlagen
aue Papier gestapelt oder aufgerollt. Das Papier kann entweder dazu dienen, die
Diffusion der biologisch aktiven Dämpfe zur Erzielung einer bakteriziden Wirkung
zu ermöglichen, oder das Papier kann selbst mit einer chemischen Substanz imprägniert
sein, welche diese Dämpfe erzeugt.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele
beschränkt. Es sind viele andere Fälle denkbar, in denen die Chemikalien als Imprägnierung
zugesetzt werden.
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Ein solcher Fall liegt z.B. bei Puder vor, der nicht erhitzt werden
kann. Damit keine Kontamination durch die antimikrobiellen Verbindungen erfolgen
kann, ist es zweckmäßig, diese durch ein Bindemittel, beispielsweise Karboxylmethylzellulose
zu binden und sie als Schicht zwischen zwei Abdeckpapieren zu verwenden.
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Auf Grund der Unabhängigkeit des Verfahrens von einer Energie~ versorgung
ergeben eich auch Anwendungen für die Weltraum~ iahrt,