DE19681432C2

DE19681432C2 - Mikrowellensterilisationssystem zur gleichzeitigen Sterilisation einer Vielzahlmedizinischer Instrumente

Info

Publication number: DE19681432C2
Application number: DE19681432T
Authority: DE
Inventors: Robert Frank Schiffmann; Jeffery Scott Held
Original assignee: Quiclave LLC
Current assignee: Quiclave LLC
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: DE19681432T1; JPH11507848A; US5837977A; CA2223931A1; AU6044896A; WO1996041500A1; US5858303A; TW306881B; CA2223931C; US5645748A; AR002362A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellensterilisationssystem mit einem Mikrowellenofen (12) mit einer Mikrowellenquelle (14) zur Erzeugung von Mikrowellenstrahlung. Der Ofen (12) umschließt eine erste Kammer (74) und eine zweite Kammer (74). In jeder Kammer (74) ist ein Beutel (8) mit einem Objekt so angeordnet, daß er der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt ist, wobei jede Tasche (8) einen Innenraum umfaßt, in dem sich das der jeweiligen Tasche (8) zugeordnete Objekt befindet. Das System umfaßt des weiteren ein Sensorsystem (36) zur Erfassung der Temperaturen beider Innenräume und erzeugt für diese Temperaturen repräsentative Signale. Die Signale werden zur Mikrowellenquelle (14) übertragen, um die Emission von Mikrowellenstrahlung von der Mikrowellenquelle (14) zu regeln.

Description

Gattung

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellensterilisationssystem mit einem Mikrowellenofen zum gleichzeitigen Sterilisieren einer Vielzahl chirurgischer Instrumente aus Metall durch Mikrowellenstrahlung, wobei eine Lichtbogenbildung zwischen den metallischen chirurgischen Instrumenten verhindert werden soll.

Stand der Technik

Der ständige Kontakt von in Zahnarztpraxen und in der Medizin allgemein täti gen Mitarbeitern und benutzten Instrumenten mit Schleim und Blut bei praktisch jeder Behandlung in der Dental- und Allgemeinmedizin ist eine stetige Gefahr und ein potentieller Beitrag zur Übertragung von Infektionen. Es gibt eine Vielzahl bewährter Verfahren zur Sterilisation von Instrumenten. Alle diese Verfahren sind jedoch im Hinblick auf chirurgische Instrumente oder in der Zahnheilkunde eingesetzte Handstücke und Bohrer mit Nachteilen behaftet.

Das gebräuchlichste Sterilisationsverfahren, d. h. die Behandlung im Autokla ven, ist fast allen in Zahnarztpraxen verwendeten Hochleistungshandstücken abträglich. Im Rahmen einer Untersuchung von dentalen Handstücken, die angeblich autoklavsicher sein sollten, wurde innerhalb eines simulierten Zeit raums von drei Monaten ein Absinken der Leistung festgestellt. Darüberhinaus werden bei einer Behandlung im Autoklaven ohne Vorbehandlung in einer Ölemulsion die scharfen Kanten der Bohrer zerstört.

Ein zweites Sterilisationsverfahren besteht darin, den Instrumenten Hitze zu beaufschlagen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß Temperaturen von etwa 160°C erforderlich sind, während Wärmeerzeuger zum schnellen Errei chen derartiger Temperaturen nur bedingt zur Verfügung stehen. Das Verfah ren ist mit weiteren Nachteilen dadurch behaftet, daß die Gummi- und Kunst stoffunterlegscheiben und -buchsen innerhalb der dentalen Handstücke mögli cherweise beschädigt werden könnten und lange Aussetzungszeiten (von etwa 1 Stunde) benötigt werden.

Die Gassterilisation mit einem Ethylenoxidgemisch ist für sowohl Handstücke als auch Bohrer annehmbar. Dieses Verfahren ist jedoch wegen der Kosten für die Einrichtung, der langen Sterilisations- und Entlüftungszeiten und der Kosten für einen ausreichenden Schutz des Personals wenig praxisnah.

Alkalisches Glutaraldehyd (2%) ist zur Sterilisation von Geräten geeignet, muß jedoch zur Abtötung von sporenbildenden Organismen oder Tuberkulosemikro organismen 10 Stunden benutzt werden und reizt das Gewebe. Das Mittel er fordert außerdem eine ständige Überwachung, da es seine Wirksamkeit ver liert, wenn es älter als zwei Wochen ist.

Eine weitere Methode der Sterilisation von medizinischen Instrumenten besteht darin, diese in einer Reinigungslösung abzubürsten und mit Alkohol abzuwi schen. Wegen ihrer gezahnten oder rauhen Handgriffoberflächen können die meisten Instrumente jedoch nicht auf diese Weise desinfiziert werden. Abgese hen von den Fällen, in denen trockene Hitze zur Verfügung steht, gibt es keine praktische Methode für die Sterilisation von Dentalbohrern, durch welche die Schneidkante nicht schnell stumpf würde.

Die vorbeschriebenen Sterilisationsverfahren sind nicht so vorteilhaft wie die Verwendung trockener Hitze zur Sterilisation von medizinischen, zahnmedizini schen und ähnlichen Geräten und Instrumenten, da trockene Hitze die gering sten Beschädigungen wie zum Beispiel ein Stumpfwerden oder Rosten der Werkzeuge verursacht. Die Sterilisation durch trockene Hitze erfordert die Be aufschlagung von Temperaturen in der Größenordnung von 130°C bis 170°C auf die Dauer von einigen Minuten, um alle Pathogene einschließlich Sporen bildner abzutöten. Leider sind derartige Techniken zeitaufwendig, wenn die Werkzeuge in hermetisch verschlossene Beutel gegeben werden, da die Wär meübertragungsrate durch einen Beutel niedrig ist. Es gibt schnellere Trocken hitzetechniken, bei denen die Werkzeuge zur Sterilisation jedoch in einen per forierten Halter oder in eine offene Schale gegeben und Heißluft mit hoher Ge schwindigkeit zugeführt werden müssen. Nach einer solchen Sterilisation wären die Werkzeuge steril, jedoch der Luft und somit einer erneuten Kontaminierung ausgesetzt.

Mikrowellenenergie ist in der Vergangenheit zahlreiche Male als Mittel zur Ste rilisation von Materialien einschließlich Nahrungsmittelprodukten in Betracht gezogen worden. Werden Mikrowellen jedoch direkt oder indirekt zur Sterilisa tion von in allgemeinmedizinischen Praxen und bei Zahnärzten verwendeten metallischen Werkzeugen und Instrumenten eingesetzt, so werden mehrere Probleme sofort offenkundig. Die Tatsache, daß die Werkzeuge aus Metall sind, bedeutet, daß sie nur geringfügig oder überhaupt nicht von den Mikrowel len erhitzt werden, es sei denn, daß sie magnetisch sind, was in der Regel je doch nicht der Fall ist. Dies bedeutet, daß eine zusätzliche Wärmequelle erfor derlich ist, die zu einer Wechselwirkung mit den Mikrowellen in der Lage sein muß, um Hitze zu erzeugen, durch die wiederum die Werkzeuge erhitzt und somit sterilisiert werden.

Ein zweites wesentliches Problem, das bei jedem Versuch der Sterilisation metallischer Werkzeuge oder Instrumente allgemein zu verzeichnen ist, ist die Lichtbogenbildung oder Koronaentladung. Diese kann zwischen zwei eng ne beneinanderliegenden Werkzeugen oder an den scharfen Kanten oder Spitzen eines einzelnen Instruments auftreten. Durch einen solchen Lichtbogen wird das Metall tatsächlich geschmolzen und das Werkzeug unbrauchbar.

Verschiedene Vorschläge zur Ausschaltung dieser beiden Hauptprobleme sind unterbreitet worden. Zuerst wurde eine Sterilisation durch die indirekte Anwen dung von Mikrowellen in den USA-Patentschriften Nr. 5 019 344; 5 019 359 und 5 039 495 offengelegt. Diese Patentschriften betreffen den Einsatz von Mikrowellen zur Verdampfung einer flüssigen Sterilisationsmittellösung und die Behandlung der Instrumente mit entweder nur dem verdampften Sterilisati onsmittel oder mit sowohl den Mikrowellen als auch dem verdampften Sterilisa tionsmittel. Bei Verwendung von Mikrowellen zur Sterilisation der Instrumente werden die Instrumente in eine abgeschirmte und unter Druck stehende Atmo sphäre eingebracht, die durch das verdampfte Sterilisationsmittel gebildet wird. Die unter Druck stehende Atmosphäre verhindert Lichtbogenbildung und trägt zur Sterilisation der Instrumente in Verbindung mit den Mikrowellen bei.

Nach einer weiteren Technik der Mikrowellensterilisation werden zahnärztliche Instrumente in einem Mikrowellenofen den Mikrowellen direkt ausgesetzt. Hier bei können die Instrumente in Autoklavenbeutel aus Kunststoff gegeben wer den. Bei dieser Technik sind mehrere Mängel zu verzeichnen wie zum Beispiel (1) die Notwendigkeit einer dreidimensionalen Drehung der Objekte innerhalb des Ofens, um das Instrument gleichmäßig zu erhitzen; (2) die Notwendigkeit einer Abschirmung des Ofens gegen von den Instrumenten nicht absorbierte Energie, die zurück zum Ofen reflektiert wird; und (3) die Notwendigkeit entwe der eines Mikrowellenabsorbers wie beispielsweise Wasser oder eines Radarwellenabsorbers innerhalb des Ofens zur Verhinderung einer Lichtbogenbildung.

Eine Möglichkeit, dieses Problem zu meistern, besteht darin, daß die Werk zeuge mit einem mikrowellenundurchlässigen, jedoch absorbierenden Material umgeben werden, das verhindert, daß die Mikrowellen die Werkzeuge "zu Ge sicht bekommen", das jedoch selbst heiß wird und seine Hitze auf die Werk zeuge überträgt. Derartige Materialien, die häufig verwendet werden, um für den Verbraucher bestimmtes Mikrowellengeschirr wie zum Beispiel Bräuner- und Pizzaschalen herzustellen, sind in der Regel sperrig und teuer und zur Herstellung von Einwegbeuteln ungeeignet.

Ein weiterer Vorschlag ist die Verwendung billiger und allgemein als Mikrowel lensuszeptoren bezeichneter Einwegmaterialien, die sich zu elastischen oder starren Beuteln oder Schachteln verarbeiten lassen. Sie werden in der Regel durch einen dünnen Überzug aus Metallen wie zum Beispiel Aluminium oder Stahl auf Kunststoffmaterial wie zum Beispiel Polyesterfolie hergestellt. Diese wiederum ist allgemein auf Papier oder Karton aufgeklebt, das/der bei der Er hitzung mit Mikrowellen Halt bietet. Bei Aussetzung an Mikrowellen können derartige Folien schnell Temperaturen von 200°C erreichen, die für eine Steri lisation nutzbar wären; sie haben jedoch bei der beschriebenen Anwendung einen wesentlichen Nachteil, nämlich den, daß sie eine Lichtbogenbildung bei metallischen Objekten nicht verhindern. Der Grund hierfür ist der, daß, sie ge genüber der Mikrowellenenergie weitgehend durchlässig sind, so daß einige Mikrowellen von einem Objekt aus Metall aufgenommen werden. Obwohl all gemein bekannt ist, daß Mikrowellen von Metallen reflektiert werden, dringen sie tatsächlich jedoch etwa 1 µm tief in die Metalloberfläche ein. Diese leichte Penetration verursacht eine unkontrollierte Aktivierung der Oberflächenelektro nen und erzeugt einen entlang der Oberfläche fließenden Strom. Baut sich eine Spannungsladung auf einem Material bis zu dem Wert auf, bei dem die Fähig keit der Luft zur Ableitung der Ladung übertroffen wird, so bildet sich ein Licht bogen. Es ist allgemein bekannt, daß sich Ladungen vor allem an scharfen Kanten oder Spitzender Metalloberfläche aufbauen. Werden metallische Werk zeuge wie zum Beispiel Dentalsonden in einen Beutel oder eine Schachtel aus marktgängigen Mikrowellensuszeptorprodukten gegeben und dann in einem Mikrowellenofen erhitzt, so tritt eine Lichtbogenbildung zwischen eng neben einanderliegenden Werkzeugen oder an den scharfen Spitzen derselben auf. In der Regel ist ein stärker heller Blitz fast unmittelbar nach Erregung des Magne trons zu verzeichnen. Hierdurch kann sich der Suszeptor entzünden und unter heftiger Reaktion verbrennen, während die scharfe Spitze der Dentalsonde zu einer Kugel verschmilzt und dadurch unbrauchbar wird. Darüber hinaus kann diese Lichbogenbildung den Ofen beschädigen.

Die Erfinder sind das Problem der Lichtbogenbildung in Mikrowellenaufneh merbehältern durch Erfindung einer Behälterkonstruktion angegangen, mit der eine Sterilisation von metallischen Objekten unter Verhinderung einer Lichtbo genbildung möglich ist. Diese Behälterkonstruktion ist in der US 5 607 612 A beschrieben.

Aus der US 5,246,674 A wird ein Temperatursensor dazu benutzt, die in den Behälter eingespritzte Flüssigkeit zu regeln, um dadurch das Verbrennen von zu sterilisierenden Objekten zu verhindern.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellensterilisationssystem mit Mikrowellenofen so auszugestalten, daß sich eine Vielzahl chirurgischer Instrumente aus Metall durch Mikrowellenstrahlung ohne die Gefahr einer Lichtbogenbildung zuverlässig sterilisieren lassen.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

In den Patentansprüchen 2 bis 21 sind weitere erfinderische Ausgestaltungen beschrieben.

Einige Vorteile

Das erfindungsgemäße Mikrowellensterilisationssystem umfaßt einen Mikrowellenofen mit einer Mikrowellenquelle, von der Mikrowellenstrahlung erzeugt wird. Der Ofen umschließt eine erste Kammer und eine zweite Kammer. In jeder Kammer befindet sich ein Beutel mit einem Objekt, der darin so positioniert ist, daß er der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, wobei jeder Beutel einen Innenraum zur Aufnahme des dem jeweiligen Beutel entspre chenden Objekts umfaßt. Das System ist desweiteren mit einem Sensorsystem zur Erfassung der Temperaturen der beiden Innenräume versehen und erzeugt für diese Temperaturen repräsentative Signale. Diese Signale werden zur Mikrowellenquelle übertragen, um die Emission der Mikrowellenstrahlung von der Mikrowellenquelle zu steuern.

Die Erfindung bietet eine Vielzahl von Vorteilen, gemäß denen es zum Beispiel möglich ist, billig und schnell ein oder mehrere metallische oder nichtmetalli sche Instrumente für die Zahnbehandlung bzw. die Chirurgie zu sterilisieren.

Erfindungsgemäß können eine Vielzahl von metallischen Objekten in eine Mikrowellenquelle oder einen Mikrowellenofen eingesetzt werden, ohne daß sich irgendwelche Probleme mit der Lichtbogenbildung ergeben. Im Rahmen der Erfindung können eine Vielzahl von handelsüblichen Mikrowel lensuszeptorbehältern zur Sterilisation von metallischen Instrumenten ohne die Gefahr einer Lichtbogenbildung benutzt werden.

Weitere Merkmaie und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, in der die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht ist. Es zeigen:

Fig. 1 = eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Sterilisation eines Objekts mittels Mikrowellenstrahlung;

Fig. 2 = eine Darstellung sowohl eines Sterilisationsbeutels als auch einer Kas sette mit einem chirurgischen Instrument, der/die erfindungsgemäß zum Zwecke der Sterilisation in eine Mikrowellenvorrichtung eingesetzt wird;

Fig. 3 = eine perspektivisch gezeichnete Schnittansicht einer ersten Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Sterilisationsbehälters;

Fig. 4 = eine Draufsicht auf den Sterilisationsbehälter nach Fig. 3;

Fig. 5 = eine perspektiv gezeichnete Draufsicht auf eine zusammen mit den Sterilisationsbehältern nach den Fig. 3, 4 sowie 6 bis 11 zu verwendende Schale;

Fig. 6 = eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Sterilisationsbehälters;

Fig. 7 = eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Sterilisationsbehälters mit Sichtfenster;

Fig. 8 = eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Sterilisationsbehälters mit Sichtfenster;

Fig. 9a-d = eine Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Sterilisationsbehälters mit Sichtfenster;

Fig. 10a-b = eine Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Sterilisationsbehälters mit Sichtfenster;

Fig. 11 = eine Draufsicht auf die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sterilisationsbehälters nach Fig. 3 mit einer Sichtanzeige;

Fig. 12 = eine Darstellung einer Ausführungsform der geschichteten Struktur der Außenfläche des Sterilisationsbehälters nach Fig. 3;

Fig. 13 = eine Darstellung eines erfindunsgemäßen Sterilisationsbehälters in Kassettenform;

Fig. 14 = eine Darstellung eines außenliegenden Sensorsystems zur Verwen dung in Verbindung mit den Sterilisationsbehältern nach den Fig. 3 bis 13;

Fig. 15 = eine Darstellung eines innenliegenden Sensorsystems zur Verwen dung in Verbindung mit den Sterilisationsbehältern nach den Fig. 3 bis 13;

Fig. 16 = eine Darstellung einer Ausführungsform eines hermetisch schließen den Ventils zur Verwendung in Verbindung mit dem innenliegenden Sensorsy sem nach Fig. 15;

Fig. 17a = eine Kurve des Temperaturverlaufs im Innern der Sterilisationsbehäl ter nach den Fig. 3 bis 13 in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Ener giezufuhr erfindungsgemäß auf andere Weise als pulsierend erfolgt;

Fig. 17b = eine Kurve der in Abhängigkeit von der Zeit beaufschlagten Energie zum Auftragen der Temperaturkurve nach Fig. 17a, wenn die Temperatur innerhalb des Ofens anfänglich der Umgebungstemperatur entspricht;

Fig. 18a = eine Kurve des Temperaturverlaufs im Innern der Sterilisationsbehäl ter nach den Fig. 3 bis 13 in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Ener giezufuhr erfindungsgemäß mit voller Leistung pulsierend erfolgt;

Fig. 18b = eine Kurve der in Abhängigkeit von der Zeit beaufschlagten Energie zum Auftragen der Temperaturkurve nach Fig. 18a;

Fig. 19a = eine Kurve des Temperaturverlaufs im Innern der Sterilisationsbehäl ter nach den Fig. 3 bis 13 in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Ener giezufuhr erfindungsgemäß mit verringerter Leistung pulsierend erfolgt;

Fig. 19b = eine Kurve der in Abhängigkeit von der Zeit beaufschlagten Energie zum Auftragen der Temperaturkurve nach Fig. 19a;

Fig. 20 = eine Kurve des Temperaturverlaufs im Innern eines Sterilisationsbe hälters in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Temperatur innerhalb des Ofens erfindungsgemäß der Umgebungstemperatur entspricht;

Fig. 21 = eine Kurve des Temperaturverlaufs im Innern eines Sterilisationsbe hälters in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Temperatur innerhalb des Ofens erfindungsgemäß unterhalb der vorbestimmten Sterilisationstemperatur liegt;

Fig. 22a = eine Kurve des Temperaturverlaufs innerhalb eines Sterilisationsbe hälters in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Temperatur innerhalb des Ofens erfindungsgemäß der vorgegebenen Sterilisationstemperatur entspricht;

Fig. 22b = eine Kurve der in Abhängigkeit von der Zeit beaufschlagten Energie zum Auftragen der Temperaturkurve nach Fig. 22a, wenn die Energiezufuhr erfindungsgemäß auf andere Weise als pulsierend erfolgt;

Fig. 22c = eine Kurve der in Abhängigkeit von der Zeit beaufschlagten Energie zum Auftragen der Temperaturkurve nach Fig. 22a, wenn die Energiezufuhr erfindungsgemäß mit verringerter Leistung pulsierend erfolgt;

Fig. 23 = eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehrkammer-Mikrowel lenofens;

Fig. 24 = eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikrowellenofens mit ei nem horizontal angeordneten Drehteller;

Fig. 25 = eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikrowellenofens mit ei nem vertikal angeordneten Drehteller;

Fig. 26a = Darstellung einer Vorderseite eines Musters des erfindungsgemäßen Beutels;

Fig. 26b = Darstellung einer Rückseite des Musterbeutels nach Fig. 26a;

Fig. 27 = eine Schnittansicht einer Folienanzeige zur Verwendung zusammen mit dem Musterbeutel nach den Fig. 26a-b; und

Fig. 28 = eine Schnittansicht eines temperaturempfindlichen Fleckens zur Ver wendung zusammen mit dem Musterbeutel nach den Fig. 26a-b.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme nunmehr auf die Zeichnungen, in denen identische oder entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen haben, ist insbesondere die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Sy stems zur Sterilisation von Objekten. Das Sterilisationssystem 2 umfaßt eine Mikrowellenquelle 4, von der Mikrowellenstrahlung 6 in Richtung eines ein Ob jekt 10 enthaltenden Sterilisationsbehälters 8 emittiert wird. Für die Zwecke dieser Anwendung werden Mikrowellen als eine elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz in der Größenordnung von etwa 10⁶ Hz bis etwa 3 × 10¹¹ Hz angesehen. Bevorzugt haben die Mikrowellen eine Frequenz von ungefähr 2,450 MHz, d. h. die Frequenz, mit welcher die meisten handelsüblichen Mikro wellenöfen arbeiten.

Wie aus der Ausführungsform nach Fig. 2 ersichtlich, ist die Mikrowellen quelle 4 bevorzugt ein Mikrowellenofen 12 mit einem Mikrowellenquellenregler 14, mit dem die Menge der vom Ofen 12 emittierten Mikrowellen durch Rege lung der dem Ofen 12 zugeführten Energie gesteuert wird. Ein Sterilisationsbe hälter 8 ist innerhalb des Ofens 12 eingesetzt. Gemäß den Fig. 3 und 4 hat der Behälter 8 eine Außenfläche 16, die einen Innenraum 18 begrenzt, in den das Objekt 10 eingesetzt wird. Der Behälter 8 besteht bevorzugt aus einer durchgehenden Oberfläche mit einer Innenfläche, die einen Innenraum 18 be grenzt, in den das Objekt 10 eingesetzt wird. Die durchgehende Oberfläche umfaßt bevorzugt eine Unterseite 20. Die Unterseite 20 kann (1) aus einem einzigen Material wie zum Beispiel einer elastischen Aluminiumfolie oder Poly ester hergestellt sein oder (2) als eine zweischichtige Struktur mit einer Außen fläche 22 und einer Auflagefläche 24 ausgebildet sein. Der Behälter 8 besitzt darüber hinaus eine Abdeckung 26, die an der Unterseite 20 angebracht ist. Die Abdeckung 26 kann ebenfalls eine zweischichtige Struktur wie die Unter seite 20 mit oder ohne Sichtfenster oder Flecken aufweisen.

Bei dem Objekt 10 kann es sich um jede Art von zu sterilisierendem Material handeln. Insbesondere kann das Objekt 10 ganz oder teilweise metallisch sein wie zum Beispiel ein in den Fig. 3 und 5 dargestelltes Dentalinstrument oder in der Allgemeinmedizin eingesetztes Instrument. Um zur Verhinderung einer Lichtbogenbildung zwischen chirurgischen Instrumenten aus Metall beizu tragen, die sich im Innenraum 18 des Behälters 8 befinden, werden die Instru mente bevorzugt in einen der Kanäle der auf der Auflagefläche 24 positionier ten Schale 28 gelegt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Schale 28 von recht eckiger Form, aus Papier oder Kunststoff hergestellt und mit einem oder mehreren rechteckigen oder runden Kanälen oder Abteilen 30 versehen, in die jeweils ein einzelnes Instrument eingelegt wird. Durch Absetzung der Instru mente um einen ausreichenden Abstand voneinander wird die Gefahr einer Lichtbogenbildung zwischen den Instrumenten herabgesetzt.

Sobald das Objekt 10 in den Innenraum 18 eingesetzt ist, wird der Behälter 8 hermetisch verschlossen, so daß das Objekt 10 sich bei der Sterilisation durch den Ofen 12 in einer trockenen Umgebung befindet. Das hermetische Ver schließen erfolgt durch Heißsiegeln des Behälters 8 oder nach anderen geeig neten Methoden wie zum Beispiel unter Verwendung von Kleber oder Klebe band. Durch das hermetische Verschließen des Objekts 10 im Behälter 8 ist gewährleistet, daß die Umgebung nicht durch Viren oder dergleichen innerhalb des Raumes kontaminiert wird. Außerdem ist das Objekt 10 bevorzugt inner halb des verschlossenen Innenraums 18 des Behälters 8 einer trockenen Um gebung ausgesetzt.

Die Sterilisation des Objekts 10 durch vom Ofen 12 emittierte Mikrowellen 6 erfolgt in der Weise, daß der Behälter 8 die auf seine Außenfläche 16 auftref fenden Mikrowellen in Wärme umwandelt. Die Wärme wird innerhalb des Innenraums 18 in einer zur Sterilisation des Objekts 10 ausreichenden Menge erzeugt. Wie aus Fig. 4 zu ersehen, besitzt weitgehend die gesamte Außen fläche 16 des Behälters 8 eine mikrowelleninteraktive Schicht 32, die einige der Mikrowellen schnell in Wärme umwandelt. Darüber hinaus kann auch die Un terseite 26 eine mikrowelleninteraktive Schicht 32 aufweisen, um Mikrowellen in Wärme umzuwandeln. Ein Beispiel für ein solches mikrowelleninteraktives Material ist ein Mikrowellensuszeptormaterial, wie es allgemein bekannt ist und das in der Regel aus einer dünnen Kunststoffschicht mit einer Vielzahl von lei tenden Inseln aus Metall (wie beispielsweise Aluminium) besteht, die darauf durch Vakuumbedampfung aufgebracht sind. Beispiele geeigneter Suszeptoren sind die unter den Namen (1) Accu.Crisp und (2) Microcrisp hergestellten Materialien. Das Suszeptormaterial kann entweder elastisch oder starr wie zum Beispiel Pappe sein, so daß eine Ausbildung des Behälters 8 entweder als Beutel oder als Kassette möglich ist.

Wie vorstehend bereits beschrieben, besteht bei Verwendung eines Suszep tormaterials in einem herkömmlichen Mikrowellenofen bei metallischen Objek ten eine Tendenz zu Lichtbogenbildung und Aufschmelzung, da einige der Mikrowellen 6 aus dem Ofen 12 durch den Suszeptor auf das Objekt 10 über tragen werden. Solche herkömmlichen Mikrowellenöfen bestehen aus einer Stromversorgung, einem Magnetron, einem Ankopplungstrichter, einem Innen raum mit Zugangstür und einer Bedienungsfläche. Die Magnetronröhre arbeitet normalerweise mit 100 bis 120 V, nimmt 10 bis 15 A auf und erzeugt 400 bis 1000 W Mikrowellenenergie, die in den Innenraum geleitet wird, um die darin befindlichen Objekte zu erhitzen. Viele dieser herkömmlichen Öfen besitzen eine Art von Energiezufuhrregelung, über welche der durchschnittliche Ener gieverbrauch im Innenraum verringert werden kann. Die Verringerung des Energieverbrauchs erfolgt fast immer durch pulsierende Zufuhr der vollen Lei stung innerhalb bestimmter Betriebszyklen oder in Abhängigkeit von der Zeit, wobei unter Betriebszyklus oder Zeitabhängigkeit die Zeitspanne ab Beginn der pulsierenden Energiezufuhr bis zu deren Beendigung zu verstehen ist. So läßt sich zum Beispiel bei einem 800 W Ofen ein durchschnittlicher Energiever brauch von 400 W oder 50% der Leistung durch pulsierende Zufuhr der vollen 800 W erreichen (wobei die Annahme gilt, daß die Impulsbreite gleich der hal ben Impulsdauer ist). Da diese Zeitbasen mit in der Regel einer Dauer von 20 Sekunden oder mehr lang sind, bedeutet dies, daß die vollen 800 W auf die Dauer von 10 Sekunden oder länger beaufschlagt und somit zu den vorbe schriebenen Problemen der Lichtbogenbildung führen würden.

Um die vorerwähnten Probleme der Lichtbogenbildung zu vermeiden, geht die Erfindung davon aus, daß eine geringe Mikrowellenenergie während des ge samten Erhitzungs-/Sterilisationszyklus erzeugt werden muß. Der geringe Be darf an Mikrowellenenergie reicht von etwa 1 W bis etwa 400 W und sollte be vorzugt zwischen etwa 50 W und etwa 250 W ausmachen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine stabile kontinuierliche Energiezufuhr sicherzustellen, ohne die Mikrowellenquelle zu beschädigen. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von Energieausgangsgeräten mit geringer Wattleistung wie zum Beispiel Fest körpertransistoren, die in der Lage sind, Miokrowellenenergie mit den in der Industrie, in der Wissenschaft und im medizinischen Bereich erforderlichen Frequenzen von beispielsweise 915 MHz zu erzeugen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines normalen Mikrowellenofenmagnetrons und die Ände rung der Energieversorgung in der Weise, daß das Magnetron pulsierend, je doch auf einer Zeitbasis von sehr kurzer Dauer von einer Sekunde oder mög lichst deutlich weniger als einer Sekunde arbeitet, um den Aufbau des elektri schen Feldes zu verhindern. Zu diesem Zweck wäre ein getrennter Heiztransformator erforderlich. Nach einer noch anderen Technik wird ein ge trennter Heiztransformator in der Energieversorgung vorgesehen, der zur Rege lung des Anodenplattenstroms eingesetzt werden kann. Weitere Möglichkeiten zur Erzielung der gleichen kontrollierten Energieverringerung sind dem Fachmann allgemein bekannt.

Mit dem gemäß vorstehender Beschreibung geänderten Ofen ist es möglich, ein innerhalb eines herkömmlichen Suszeptormaterials befindliches metalli sches Objekt 10 zu sterilisieren, ohne daß die Gefahr einer Lichtbogenbildung besteht. Die Sterilisation erfolgt in der Weise, daß zuerst die mikrowelleninter aktive Schicht 32 einer ersten Menge von Mikrowellen ausgesetzt wird derge stalt, daß die Schicht 32 schnell Wärme erzeugt, durch welche die Ausgang stemperatur, T₀, im Innenraum auf eine vorbestimmte Sterilisationstemperatur, T_S, im Bereich von etwa 175°C bis etwa 200°C hochgefahren wird. Die vor bestimmte Sterilisationstemperatur wird möglichst innerhalb von etwa 30 bis 60 Sekunden nach dem ersten Einschalten des Ofens 12 erreicht. Sobald die vor bestimmte Sterilisationstemperatur erreicht ist, wird die Energiezufuhr des Ofens 12 in der Weise geregelt, daß die Temperatur im Innenraum 18 auf eine zur Sterilisation des Objekts 10 ausreichende Zeitdauer auf der vorbestimmten Temperatur gehalten wird. Bevorzugt wird das Objekt der vorbestimmten Tem peratur etwa 5 bis 7 Minuten lang ausgesetzt. Beispiele der im Innenraum 18 herrschenden Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit sind in den Fig. 17a, 18a, 19a, 20, 21 und 22a dargestellt.

Die Temperaturkurven gemäß den Fig. 17a, 18a, 19a, 20, 21 und 22a werden durch Regelung der Energieversorgung des Ofens 12 über die Zeit aufgetragen. Wie aus Fig. 17a ersichtlich, gibt es zwei deutlich abgegrenzte Bereiche der Temperaturkurve: der Bereich I veranschaulicht die Anfangs- oder Hochlaufphase des Sterilisationsprozesses und der Bereich II zeigt die Halte phase, in welcher die Energie geregelt wird, damit die Temperatur einen kon stanten Wert erreicht.

Während der Anfangsphase erhöht sich die Temperatur linear von T₀ nach T_S. Dies wird dadurch möglich, daß der Mikrowellenofen 12 mit voller Leistung von beispielsweise 150 oder 200 W arbeitet, bis T_S erreicht wird. Diese Anfangs phase ist graphisch in den Fig. 17b, 18b und 21b dargestellt. Es gilt als vorausgesetzt, daß es andere Möglichkeiten der Energieversorgung des Ofens 12 wie zum Beispiel die pulsierende Energiezufuhr gibt, damit im Innenraum schnell die Sterilisationstemperatur, T_S, erreicht wird.

Sobald die Sterilisationstemperatur, T_S, erstmals erreicht ist, wird die Tempera tur im Idealfall so lange auf diesem Wert gehalten, daß die Sterilisation des Objekts gewährleistet ist.

In der Praxis ist es jedoch schwierig, eine konstante Temperatur vorzuhalten, da der Ofen nicht in der Lage ist, die Energiezufuhr in Abhängigkeit von der im Innenraum 18 des Behälters 8 herrschenden Temperatur schnell genug zu regeln. Was also bei Erreichen der Sterilisationstemperatur geschieht, ist das, daß die Temperatur über diesen Wert hinaus ansteigt. Sobald erkannt wird, daß die Temperatur über dem Wert T_S liegt, wird die Energiezufuhr verringert, so daß der Innenraum 18 abkühlen kann. Die Temperatur im Innenraum 18 sinkt bis auf unter T_S. Die Energiezufuhr wird danach erhöht, so daß die Tem peratur in Richtung T_S ansteigt. Wie aus den Fig. 17a, 18a, 19a, 20, 21 und 22a ersichtlich, führt dieser Prozeß dazu, daß die Temperatur im Bereich der Sterilisationstemperatur, T_S, schwankt, bis das Objekt 10 sterilisiert ist.

Um zu überwachen, wann die Sterilisationstemperatur erreicht ist, kommt ein Temperaturfühler 34 zum Einsatz. Nach einer Ausführungsform besteht der Temperaturfühler 34 aus einem in eine Innenwandung des Ofens 12 eingebau ten Infrarot-Temperaturüberwachungselement 36, wie dies die Fig. 14 zeigt. Das Temperaturüberwachungselement 36 ist elektrisch mit dem Mikrowellen quellenregler 14 verbunden. Das Temperaturüberwachungselement 36 über wacht die von der Oberfläche des Behälters 8 oder eines Instruments 10 emit tierte Infrarot-Energie durch ein Sichtfenster oder einen Flecken des Behälters 8 und erzeugt ein für die im Innenraum 18 des Behälters 8 herrschende Tem peratur repräsentatives Signal. Das Signal wird dann zum Mikrowellenquellen regler 14 übertragen, wo die Energieversorgung des Ofens 12 so geregelt wird, daß die Temperatur im Innenraum 18 des Behälters 8 konstant bleibt.

Nach einer zweiten Ausführungsform kann der Temperaturfühler 34 innerhalb des Innenraums 18 des Behälters 8 angeordnet werden. Ein Beispiel für einen innenliegenden Fühler wäre entweder eine Lichtwellenleiter- oder eine Fluorop tiktemperatursonde 38, die mit dem Mikrowellenquellenregler 14 elektrisch ver bunden ist, wie dies die Fig. 15 zeigt. Da sich die Sonde 38 tatsächlich in nerhalb des Behälters befinden würde, setzt diese Ausführungsform voraus, daß der Behälter 8 unmittelbar nach Entfernen der Temperatursonde nach Ab schluß der Sterilisation des Objekts versiegelt wird. Alternativ kann gemäß Fig. 16 durch ein einfaches hermetisch schließendes Ventil 40, durch das sich die Sonde 38 einführen und entfernen läßt, die Sterilität gewahrt werden. Das Ventil 40 besitzt bevorzugt eine ringförmige Öffnung 42 und ein konisches Ende 44 und ist aus Silikongummi oder einem anderen elastischen Material hergestellt. Das konische Ende 44 wird in einen Schlitz an der Oberseite 26 des Behälters 8 eingepaßt, wobei anschließend eine Sonde 38 in das Ventil 40 ein geführt wird und sich dann im Innenraum 18 des Behälters 8 befindet. Sobald das Ventil 40 und die Sonde 38 aus dem Innenraum 18 entfernt sind, schließt sich der Schlitz, so daß der Behälter 10 hermetisch verschlossen bleibt.

Bei jeder der in den Fig. 14 und 15 dargestellten Ausführungsformen des Temperaturfühlers 34 sendet letzterer ein Signal an den Mikrowellenquellenregler 14, der die Energiezufuhr zum Ofen 12 und somit die Menge der zum Behälter 8 emittierten und von diesem absorbierten Mi krowellen steuert. Wird nach einer in den Fig. 17a-b gezeigten Ausführungsform vom Temperaturfühler 34 erstmals eine der vorbestimmten Sterilisationstemperatur, T_S, entsprechende Temperatur erfaßt, so geht ein für die Temperatur repräsentatives Signal an den Regler 14, der dann den Energieverbrauch des Mikrowellenofens 12 auf etwa 100 W verringert, um die vorbestimmte Temperatur innerhalb des Behälters 8 vorzuhalten. Beginnt die Temperatur, um etwa 5°C über den Wert T_S anzusteigen, so wird die Energiezufuhr erneut auf etwa 75 W verringert, so daß die Temperatur wieder nach und unter T_S absinkt. Schließlich steigt die Temperatur dann wieder über T_S an, was eine zweite Verringerung der Energiezufuhr zur Folge hat. Wie aus den Fig. 17a und b ersichtlich, werden diese schrittweisen Verringerungen der Energiezufuhr fortgesetzt, bis die Temperatur innerhalb des Behälters 18 einen fast konstanten Wert T_S erreicht. Gemäß der Fig. 17a erinnert dieses Ansteigen und Absinken der Temperatur an eine Sinuskurve mit einer exponential abnehmenden Amplitude.

Eine weitere Möglichkeit zur Regelung der Temperatur ist in den Fig. 18 und 19 gezeigt, wobei die Energiezufuhr im Bereich II pulsierend erfolgt, um die vorbestimmte Sterilisationstemperatur vorzuhalten. Bei dieser Betriebsweise werden die Parameter der pulsierenden Energiezufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt, die innerhalb des Behälters 8 von entweder innerhalb oder außerhalb des Behälters 8 angeordneten Fühlern 34 gemessen wird. Demgemäß können Impulsdauer, Impulsbreite, die Frequenz der Mikrowellen strahlung oder alle drei Parameter in Kombination variiert werden, um die Tem peratur innerhalb des Behälters 8 zu halten. Bei diesem Verfahren liegt die Dauer der pulsierenden Energiezufuhr zwischen etwa 1/30 Sekunde und etwa 20 Sekunden und bevorzugt bei 1 bis 5 Sekunden; die Impulsbreite der pulsie renden Energiezufuhr beträgt zwischen etwa 1/60 Sekunde und etwa 10 Se kunden und bevorzugt zwischen 0.5 Sekunden und 2.5 Sekunden; und die Frequenz der Impulse liegt zwischen etwa 1 MHz bis etwa 10 GHz und mög lichst zwischen 100 MHz bis 6 GHz.

Die Fig. 18a und b zeigen ein Pulsationsverfahren, bei dem die Energie zufuhr mit voller Leistung von beispielsweise 200 W pulsierend ein- und dann ausgeschaltet wird. Beginnt die Temperatur auf unter T_S abzufallen, so wird, wie ersichtlich, ein Impuls mit voller Leistung erzeugt, bis T_S erreicht wird, wobei dann der Impuls abgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß die Temperatur auf über T_S ansteigt. Der nächste Impuls wird wieder erzeugt, wenn die Temperatur erneut unter T_S abfällt. Genau wie vor, wird der Impuls unterbrochen, sobald T_S erreicht wird. Dieser Prozeß wird ungefähr 5 bis 7 Minuten fortgesetzt, bis das Objekt 10 sterilisiert ist. Wie bei dem Verfahren nach den Fig. 17, erreicht die Temperatur schließlich einen Gleichgewichtszustand nahe dem Wert T_S. Außerdem verringert sich bei Stabilisierung der Temperatur nahe T_S die Impulsbreite, während die Impulsdauer unverändert bleibt oder sich ebenfalls ändern kann. Die Impulsbreite kann von einer maximalen Breite von etwa 20 Sekunden auf eine Endbreite von etwa 1 Sekunde abnehmen.

Nach einem in den Fig. 19a und b dargestellten weiteren Verfahren wer den Impulse mit einer Leistung erzeugt, die wesentlich geringer sind, als sie vom Ofen 12 bei voller Leistung ausgelöst werden können. Außerdem werden die Impulse in ähnlicher Weise wie beim Verfahren gemäß den Fig. 18a und b beaufschlagt und unterbrochen. Nach dem in den Fig. 19a-b dargestellten Verfahren werden der Ofen 12 auf die volle Leistung von 200 W eingestellt und Impulse mit einer Leistung in der Größenordnung von etwa 50 W bis etwa 100 W erzeugt. Wie bei Gegenüberstellung der Verfahren gemäß den Fig. 18 und 19 ersichtlich, haben die Impulse bei dem Verfahren nach Fig. 19 eine um etwa das Zweifache größere Breite als die nach dem Verfahren gemäß Fig. 18 erzeugten Impulse. Dies führt dazu, daß sich die Temperatur innerhalb des Behälters 8 in der Nähe des Wertes T_S schneller stabilisiert, als dies bei dem Verfahren nach Fig. 18 der Fall ist. Das Gleich gewicht wird schneller erreicht, weil die Temperaturschwankungen im Bereich des Wertes T_S nicht so groß sind, so daß eine geringere Mikrowellenleistung für jeden Impuls benötigt wird. Diese Verringerung der Impulsleistung erlaubt eine bessere Regelung der vom Ofen 12 emittierten Mikrowellenstrahlung.

Das Endergebnis ist bei jedem der Verfahren zur Regelung der Leistung und der Temperatur dahingehend, daß das Objekt 10 sterilisiert wird. Befindet sich ein metallisches Objekt 10 innerhalb des Behälters 8, so verursacht dieses metallische Objekt 10 außerdem keine Lichtbogen- oder Funkenbildung oder irgendeine sonstige Koronaentladung innerhalb der Bereiche I und II, wie dies in den Fig. 17 bis 19 dargestellt ist.

Zur Veranschaulichung des vorbeschriebenen Verfahrens und Systems sollte auf die nachfolgenden beiden Versuchsbeispiele Bezug genommen werden.

BEISPIEL 1

Aus einem Muster eines elastischen Suszeptormaterials wurde ein Beutel hergestellt. Der Beutel war etwa 15,2 cm lang und 7,6 cm breit, und die Nahtstellen waren mit Abdeckband verschlossen. Eine einzelne Dentalsonde wurde in den Beutel oder Behälter gegeben und der Beutel dann mit Abdeckband verschlossen. Der Beutel wurde dann in einen in England hergestellten Hirst MicroAire-Mikrowellenofen mit einer Energieversorgung gegeben, bei welcher der Benutzer die Leistung stufenlos von 25 bis 2.000 W regeln konnte. Bei diesem Test wurde der Ofen zunächst auf eine Frequenz von 2,450 MHz und eine Energieausgangsleistung von 800 W bei Messung in einer Wasserfüllung von 1.000 ml eingestellt. Der Ofen wurde eingeschaltet: ein greller Blitz war zu verzeichnen, und der Beutel begann zu brennen. Der Brand wurde gelöscht, und die Sonde aus dem Beutel entfernt - die Spitze war vollständig zu einer Kugel verschmolzen und das Instrument war versengt.

Ein zweiter Beutel oder Behälter mit einer neuen Dentalsonde wurde entspre chend der vorbeschriebenen Verfahrensweise vorbereitet. Diesmal jedoch wurde die Leistung des Hirst-Ofens niedriger auf 150 W eingestellt. Als nun der Ofen eingeschaltet wurde, war kein Blitz oder Feuer zu verzeichnen und der Suszeptor wurde heiß. Der Mikrowellenofen wurde nach 60 Sekunden ab geschaltet und der Beutel aus dem Ofen entfernt. Die Sonde wurde untersucht und befand sich in einem einwandfreien Zustand.

BEISPIEL 2

Entsprechend den unter Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweisen wurden eine Dentalsonde und ein Handwerkzeug für Zahnbohrbehandlungen zusam men mit in das Ende des Handwerkzeugs eingesetzten oder an den Werkzeu gen mit Band befestigten biologischen Sporenanzeigestreifen in einen Suszeptorbeutel gegeben. Die Werkzeuge wurden sehr nahe nebeneinanderliegend angeordnet. Der Beutel wurde mit einem kleinen Schlitz versehen, und eine Lichtwellenleiter-Temperatursonde wurde in den Beutel eingeführt. Der Hirst-Mikrowellenofen wurde auf 2,450 MHz eingestellt und mit einer Leistung von 150 W eingeschaltet. Die Temperatur im Innern des Beutels wurde mit einem Luxtron Fluoroptic-Thermometer Modell 750 überwacht. Die Temperatur stieg schnell auf 191°C, wobei dann die Energiezufuhr von Hand abgeschaltet und innerhalb weniger Sekunden wieder zugeschaltet wurde, um die Temperatur innerhalb des Beutels im Bereich von 177°C bis 191°C zu halten. Diese Vorgehensweise wurde auf die Dauer von 7 Minuten wiederholt, wobei die Temperatur innerhalb des gewünschten Bereichs schwankte. Danach wurde der Beutel mit Inhalt aus dem Ofen genommen, die Temperatursonde vom Beutel entfernt und der Schlitz mit Abdeckband verschlossen. Der Beutel wurde an ein anerkanntes mikrobiologisches Labor geschickt, wo die Sporenstreifen analysiert wurden mit dem Ergebnis, daß eine Keimfreiheit von 6 log erreicht worden war. Darüber hinaus waren weder eine Lichtbogenbildung noch eine Beschädigung der metallischen Werkzeuge zu verzeichnen.

In einem zweiten Schritt wurde der gleiche Test wiederholt, wobei jedoch eine Suszeptorschachtel mit ungefähr den gleichen Maßen aus einem starren Suszeptormaterial benutzt wurde. Bei gleicher Durchführung des Tests in der vorbeschriebenen Weise fielen die Ergebnisse ähnlich denen des Beutels aus.

Neben der Aussetzung des Behälters 8 ausschließlich an Mikrowellenstrahlung besteht die Möglichkeit, innerhalb des Mikrowellenofens 12 auf den Behälter 8 und das Objekt 10 sowohl Mikrowellenenergie als auch Heißluft gleichzeitig einwirken zu lassen. Diese kombinierte Erhitzung bietet gegenüber der alleini gen Anwendung von Mikrowellen mehrere Vorteile:

1. Werden der Behälter 8 und das Objekt 10 ausschließlich Mikrowellen ausge setzt, so wird Hitze nur durch die Mikrowellen erzeugt, die mit dem Suszeptor zusammenwirken, der seinerseits die Luft erhitzt, die dann zur Erhitzung des Objekts 10 führt. Da der Behälter 8 eine relativ geringe Masse darstellt und die im Mikrowellenofen 12 befindliche Luft kalt ist, hat der Behälter die Tendenz, einen Großteil seiner Hitze an die Luft zu verlieren.
2. Durch Anwendung von Heißluft in Kombination mit der Mikrowellenenergie werden die Luft im Behälter 8 und die darin befindlichen Objekte 10 schneller erhitzt. Der Behälter 8 verliert nur eine geringe Menge seiner Hitze an die Um gebung, so daß die Objekte 10 schneller und wirksamer erhitzt werden.
3. Da die Temperatur der Heißluft genau oder in etwa der des Behälters 8 und seines Inhalts entspricht, ist es einfacher, die Temperatur im Innern des Behäl ters im Bereich der vorbestimmten Sterilisationstemperatur, T_S, zu halten. Ent spricht zum Beispiel die Luft innerhalb des Ofens 12 der Sterilisationstempera tur, T_S, von beispielsweise 191°C, so kann nur wenig oder überhaupt keine Mikrowellenenergie erforderlich sein, sobald die erste Erhitzung auf Steri lisationstemperatur abgeschlossen ist. Hat die Luft innerhalb des Ofens 12 eine Temperatur von zum Beispiel 163°C, die geringfügig unter der Sterili sationstemperatur liegt, so kann die Sterilisationstemperatur, sobald sie erst einmal innerhalb des Behälters 8 erreicht ist, mit kontinuierlich oder pulsierend zugeführten geringen Mengen an Mikrowellenenergie gehalten werden. Die Schwankungen der Temperatur über oder unter der gewünschten Sterilisation stemperatur werden geringer, wie dies aus den Abbildungen und den nachfol genden Beispielen zu ersehen ist.
4. Ein möglicher Grund für eine Ofentemperatur, die etwas unter dem für die Sterilisation erforderlichen Wert liegt, besteht darin, daß bei Erfassung der Temperatur auf der Basis der Oberflächentemperatur des Behälters eine Tem peratur, die als von der Ofentemperatur abweichend gemessen wird, auf die im Innern des Beutels vorherrschende Temperatur zurückzuführen sein muß.
5. Ein weiterer Vorteil der Anwendung von Heißluft/Mikrowellen besteht darin, daß hierdurch die Sterilisation größerer medizinischer Instrumente erleichtert wird. Da die von dem mit einer sehr geringen Wärmemasse ausgestatteten Suszeptor erzeugte tatsächliche Hitze normalerweise zu gering wäre, um die große Masse der Instrumente allein zu erhitzen, würde die zusätzliche Beauf schlagung von Heißluft die von den Mikrowellen erzeugte Hitze unterstützen und zur Sterilisation großer Instrumente beitragen, die zwecks Sterilisation grö ßerer Hitzemengen bedürfen.

Zur Veranschaulichung des vorbeschriebenen Verfahrens sollte auf die nach stehenden drei Versuchsbeispiele Bezug genommen werden:

BEISPIEL 1

Ein elastischer rechteckiger Beutel oder Behälter wurde in der Größe von 15,2 cm × 7,6 cm aus einem Mikrowellensuszeptor aus Aluminium hergestellt. Eine mit spo renbildenden Bakterien inokulierte Dentalsonde wurde in den Beutel oder Be hälter gegeben und dieser mit Abdeckband verschlossen. Eine Luxtron-Tempe ratursonde wurde durch einen im Beutel ausgebildeten kleinen Schlitz in den Beutel eingeführt. Der Beutel wurde in einen Hirst MicroAire-Ofen gegeben, der auf eine Mikrowellenenergieausgangsleistung von 175 W bei 2,450 MHz ein gestellt worden war. Die Luft im Ofen entsprach der Umgebungstemperatur von 21°C. Der Ofen wurde eingeschaltet und die Temperatur überwacht. Die Temperatur innerhalb des Beutels stieg innerhalb von etwa 35 Sekunden auf einen Wert von 177°C. Die Energiezufuhr wurde dann mit voller Leistung pulsierend ein- und ausgeschaltet, um eine mittlere Temperatur von 191°C zu halten. Wie aus Fig. 20 zu ersehen, lagen die Tempera turschwankungen während der ersten 3 oder 4 Minuten der Erhitzung im Be reich von 179°C bis 199°C; danach verkleinerte sich die Schwankungsbreite auf 185°C bis 196°C. Die Mikrowelle nenergie wurde nach 7 Minuten abgeschaltet, und das Muster wurde mit Ab deckband versiegelt und an ein anerkanntes mikrobiologisches Labor ge schickt. Eine Verringerung der Mikroorganismen um 6 log wurde erreicht, und keine Lichtbogenbildung oder Beschädigung des metallischen Instruments wurde verzeichnet. Es gilt als vorausgesetzt, daß das vorgenannte Verfahren gemäß der Fig. 17b auch bei einer auf nicht pulsierende Weise erfolgenden Energiezufuhr oder gemäß der Fig. 19b bei einer auf pulsierende Weise er folgenden Energiezufuhr mit verringerter Leistung anwendbar ist.

BEISPIEL 2

Das vorstehende Experiment wurde wiederholt, jedoch unter Vorwärmung des Ofens auf 149°C. Der Mikrowellenofen 12 wurde in vorbeschriebener Weise eingeschaltet, und der Behälter 8 erreichte eine Innentemperatur von 177°C innerhalb von 25 Sekunden. Die volle Leistung wurde dann pulsierend ein- und ausgeschaltet über eine Siebenminutenperiode. Wie aus Fig. 21 ersichtlich, war die mittlere Temperatur von 191°C leichter zu halten, wobei sie allgemein zwischen 185°C und 196°C lag und sich die Schwankungsbreite während der letzten Minuten auf 188°C bis 193°C verringerte. Eine Reduzierung der Mikro organismen um 6 log wurde wiederum erreicht, und weder eine Lichtbogenbil dung noch eine Beschädigung der Werkzeuge war zu verzeichnen. Es gilt als vorausgesetzt, daß das vorgenannte Verfahren gemäß der Fig. 17b auch bei einer auf nicht pulsierende Weise erfolgenden Energiezufuhr oder gemäß der Fig. 19b bei einer auf pulsierende Weise erfolgenden Energiezufuhr mit verringerter Leistung anwendbar ist.

BEISPIEL 3

Wie aus den Fig. 22a-c ersichtlich, wurde der in Beispiel 2 beschriebene Versuch wiederholt, wobei der Ofen 12 jedoch zuerst auf die Sterilisationstem peratur von 191°C vorgewärmt wurde. Der Mikrowellenofen 12 wurde in vorbeschriebener Weise eingeschaltet, wobei die Innentemperatur des Be hälters in etwa 25 Sekunden den Wert von 177°C erreichte. Gemäß der Fig. 22c wurde der Mikrowellenofen 12 bei Erreichen der Temperatur von 191°C ausgeschaltet und dann mit verringerter Leistung von etwa 85 Watt auf die Dauer von etwa einer Minute pulsierend ein- und ausgeschal tet, bis eine stabile Innentemperatur von 191°C gehalten wurde. Nach 7 Minuten wurde der Ofen 12 ausgeschaltet und das Muster entnommen. Die Analyse ergab dann eine Verringerung der Mikroorganismen um 6log. Wie derum konnten keine Lichtbogenbildung und keine Beschädigungen an den Werkzeugen festgestellt werden. Es ist zu beachten, daß die Auslösung der Impulse in den Beispielen 1 bis 3 im wesentlichen der Auslösung bei den in den Fig. 18-19 dargestellten Verfahren entsprach.

Es gilt als vorausgesetzt, daß andere Möglichkeiten zur Regelung der Energie versorgung zur Verfügung stehen; so zum Beispiel die in Fig. 22b darge stellte nicht pulsierende Energiezufuhr, bei welcher die Leistung von ursprüng lich 200 W auf am Ende 50 W heruntergefahren wird. Obwohl nur eine Stufe beim Herunterfahren der Leistung zu sehen ist, können eine Vielzahl dieser Stufen erforderlich sein, wie dies die Fig. 17b zeigt, wobei nach kurzer Zeit sogar keine Mikrowellenenergie mehr notwendig sein kann.

Auch wenn die vorstehenden Beispiele und Ausführungen die Erfindung bei Verwendung eines vollständig aus einem Suszeptormaterial hergestellten Be hälters 8 zeigen, sind andere Strukturen des Behälters 8 möglich. So besteht zum Beispiel gemäß Fig. 6 nur der mittlere Abschnitt des Behälters 8 aus einer mikrowelleninteraktiven Schicht 32, während die Endabschnitte 41 aus einer Folie oder einer auf Papier oder Pappe aufkaschierten Folie gebildet sind, um ein Durchschlagen der Oberfläche des Behälters und die Entstehung von Heißpunkten durch die Nähe einer Spitze eines scharfen Metallobjekts 10 rela tiv zur Schicht 32 zu verhindern.

Gemäß den Fig. 7 bis 10 besteht ebenfalls die Möglichkeit, einen Behäl ter zu entwickeln, in dem das zu sterilisierende Objekt 10 im Sicht- oder Infra rotspektrum sichtbar ist, ohne den Behälter 8 zu öffnen. Es wäre von Vorteil, im Behälter ein optisch durchlässiges Fenster auszubilden, damit der Techniker aus der Dental- oder Allgemeinmedizin die im Behälter befindlichen Instru mente sehen kann. Ein weiterer Grund ist der, daß bei Wahl eines infrarotdurchlässigen Materials für das Fenster ein Infrarotsensor die Oberflächentemperatur der im Behälter befindlichen Instrumente oder sonstigen Objekte überwachen könnte, ohne die hermetische Versiegelung zu durchbrechen.

Gemäß Fig. 7 weist ein Suszeptorbehälter in der Mitte einen durchschei nenden Flecken 42 aus einer Folie mit einer Vielzahl von Löchern 44 auf, die so dimensioniert sind, daß sie außerhalb des Ausschnitts als Wellenleiter wirken und so die Übertragung von Licht aus dem Behälter 8 gestatten, ohne daß ebenfalls Mikrowellenenergie hindurchgeht.

Nach einer zweiten in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform kann der in der Mitte befindliche durchscheinende Flecken 42 aus einer transparenten Folie aus Kunststoff wie zum Beispiel Polyester hergestellt sein, welche der bei Kontakt mit dem Suszeptor entstehenden Hitze standzuhalten vermag oder anderenfalls relativ zum Suszeptor wärmeisoliert ist. Ein solches Fenster wäre zulässig, sofern die Leistung des Mikrowellenofens niedrig genug gehalten werden könnte, um Lichtbogenbildung zu verhindern. Allgemein betrifft die zweite Ausführungsform einen Behälter mit zwei Oberflächen, die jeweils eine Außen- und eine Innenfläche umfassen. Beide Innenflächen liegen einander gegenüber und bilden einen Hohlraum, in den das Metallobjekt eingesetzt wird. Eine oder mehrere der Oberflächen ist/sind aus einer mikrowelleninteraktiven Schicht wie beispielsweise einem Suszeptormaterial hergestellt, welche die auf eine Außenfläche des Behälters auftreffende Mikrowellenstrahlung absorbiert und die absorbierte Mikrowellenstrahlung in Strahlungswärmeenergie umwan delt. Darüber hinaus ist/sind eine oder mehrere der Oberflächen mit einem op tisch transparenten Material versehen, das Temperaturen von mindestens 204°C standzuhalten vermag. Zwei Beispiele der zweiten Ausführungs form des durchscheinenden Fleckens 42 sind nachstehend beschrieben.

BEISPIEL 1

Gemäß Fig. 9a wird ein rechteckiger Zuschnitt aus Suszeptormaterial 46 in der Größe von etwa 15,2 cm × 22,8 cm hergestellt, der eine rechteckige Wärmezonen begrenzung 48 aufweist. Das Suszeptormaterial 46 besteht bevorzugt aus einer aluminisierten Polyesterfolie oder einer mit Stahlauflage versehenen Polyesterfolie, die mit Papier oder Pappe verklebt ist. Ein Zuschnitt ähnlicher Größe aus einer aluminisierten Polyesterfolie 50 ist entsprechend der Fig. 9b mit einer rechteckigen Wärmezonenbegrenzung 52 versehen. Die aluminisierte oder mit Stahlauflage versehene Polyesterfolie 50 wird über das Suszeptormaterial 46 gelegt, wobei die Wärmezonenbegrenzungen 48 und 52 durch Heißsiegelung miteinander verbunden werden, um einen Beutel oder Behälter 8 herzustellen, wie dies die Fig. 9c zeigt. Jede Wärmezonenbegrenzung 48 ist bevorzugt frei von dem auf dem Suszeptor 46 befindlichen Aluminium oder Stahl und aus Polyester, Papier oder mit Kleber beschichtetem Papier hergestellt, damit während der Sterilisation die Schnittstellen abbrennen können. Der in Fig. 9d dargestellte Querschnitt des Beutels 8 zeigt, daß die Oberseite des Beutels mit der aluminisierten Polyesterfolie 50 optisch durchlässig ist, während die Unterseite des Beutels, auf der sich der Suszeptor befindet, optisch undurchlässig ist. Die Folie 50 besteht bevorzugt aus einer Polyesterschicht 54 mit einer Dicke von etwa 0,00254 cm, die mit einer innenliegenden Aluminiumschicht 56 mit einer Dicke von etwa 150 Nanometer verbunden ist. Die undurchlässige Unterseite umfaßt bevorzugt eine innenliegende Aluminiumschicht 58 mit einer Dicke von etwa 150 Nanometer auf einer Polyesterfolie 60 mit einer Dicke von etwa 0,00254 cm. Die Polyesterfolie 60 ist mittels Kleber 62 mit einer äußeren Schicht aus Papier 64 mit einer Dicke von etwa 0,0127 cm verbunden. Der Kleber 62 ist dem Fachmann allgemein bekannt und hat eine Dicke von etwa 0,00025 cm.

Der Beutel 8 wurde dann in einen Mikrowellenofen für Laborzwecke eingesetzt, nachdem er vorher mit einer Dentalsonde gefüllt und heißversiegelt worden war. Der Ofen war auf eine Frequenz von 2,450 MHz bei einer Leistung von 240 W eingestellt, so daß der Beutel 8 eine Temperatur von 188°C erreichte, die unter Einsatz einer Luxtron-Temperatursonde im Innern des Beutels 8 überwacht wurde. Die Erhitzung wurde dann auf die Dauer von 7 weiteren Minuten mit pulsierender Ein- und Ausschaltung der Energiezufuhr fortgesetzt, um die mittlere Temperatur 182°C zu halten. Nach Entfernen aus dem Ofen war das Fenster ebenso wie der Rest des Beutels 8 unbeschädigt.

BEISPIEL 2

Ein rechteckiger Beutel 8 in der Größe von 15,2 cm × 22,8 cm wird aus einem einzelnen Zuschnitt aus Suszeptormaterial 46 hergestellt, der gefaltet wird, um eine Oberseite 26 und eine Unterseite 20 zu bilden, wie dies aus den Fig. 10a-b ersichtlich ist. Ein rechteckiger Abschnitt 66 in der Größe von etwa 3,8 cm × 10,2 cm wird in der Mitte der Oberseite 26 zur Ausbildung einer Öffnung ausge schnitten. Ein Rechteck aus einfacher Polyesterfolie 68 in der Größe von etwa 5,1 cm × 12,7 cm wird in den Beutel 8 gegeben und zur Abdeckung der Öffnung in Position gebracht. Die Folie 68 wird dann mit der Oberseite 26 durch Heißsie geln verbunden.

Eine metallische Dentalsonde wurde in den heißzusiegelnden Beutel gegeben und der komplette Beutel dann auf die Dauer von 7 Minuten in dem auf 2,450 MHz bei einer Leistung von 240 W eingestellten Ofen der Marke Precision Scientific erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur von 177°C wurde die Energiezufuhr pulsierend ein- und ausgeschaltet, um eine mittlere Temperatur von 182°C zu halten. Nach Entfernen aus dem Ofen wurde der Beutel 8 überprüft, wobei keinerlei Anzeichen für eine Beschädigung des Fensters oder des Suszeptors oder der Dentalsonde aufgrund von Licht bogenbildung festzustellen waren.

Dies zeigt, daß Fenster unterschiedlicher Größe als Bestandteil einer oder bei der Seiten oder als komplette Seite eines Beutels oder eines starren Behälters 8 ausgebildet werden können.

Die für Fenster verwendbaren Materialien können von Polyester- und Nylonfo lien bis zu sonstigen optisch durchlässigen Dünnfolienmaterialien reichen, die Temperaturen von mindestens 203,6°C standzuhalten vermögen. Alternativ kann die Folie mit Aluminiumüberzug, Stahlauflage oder einer sonstigen Beschich tung versehen sein, wie diese normalerweise zur Herstellung eines Suszeptors verwendet werden, wobei jedoch die Papierunterlage entfällt. In diesem Fall wird die Folie nach Kantenverklebung mit dem unteren Suszeptor nicht nur von der Struktur her stabil, sondern auch erwärmt, was zur Erhitzung des Beutels beiträgt.

Ein weiteres wünschenswertes Merkmal des Behälters 8 ist eine Sichtanzeige 70, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist und die angibt, wenn die Sterilität gege ben ist. Dies läßt sich unter Einsatz von in der Industrie allgemein bekannten temperaturempfindlichen Farben oder Chemikalien erreichen, die Temperatur und Zeit integrieren, um eine dauerhafte Markierung oder eine Sichtanzeige der Sterilität zu schaffen. Ist das Objekt 10 also sterilisiert, so erscheint eine Sicht anzeige wie zum Beispiel eine Farbe oder der alphanumerische Hinweis "STERILIZED" oder "STERILIZATION", die besagen, daß das Objekt mit der für die Sterilisation ausreichende Hitze beaufschlagt worden ist.

Ein weiteres wünschenswertes Merkmal des Behälters 8 ist die Isolierung der Außenseiten, um die innerhalb des Behälters erzeugte Wärme zu halten. Dies ist zum Beispiel dadurch möglich, daß eine teilweise oder vollständige Isolier schicht 72 auf die Außenseite 16 des Behälters 8 aufgebracht wird, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Die Isolierschicht 72 kann aus Schaumstoff oder aus einer Faserschicht bestehen.

Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 13 kann der Behälter 8 eine dauerhafte oder länger haltbare Struktur haben, anstatt als Einwegkon struktion vorgesehen zu werden. In diesem Fall umfaßt eine Struktur, die zum Beispiel aus einem gegenüber hohen Temperatur beständigen Kunststoff her gestellt sein kann, an ihrer Innenseite eine mikrowelleninteraktive Schicht 32. Der komplette Behälter bestünde aus einem Unterteil und einem Oberteil, das auf einer Seite mittels Scharnier befestigt und mit einer Verriegelung oder ei nem sonstigen Verschlußmechanismus versehen sein kann, um während und nach der Erhitzung eine hermetische Abdichtung aufrechtzuerhalten. Sobald das Ober- und das Unterteil geschlossen und hermetisch versiegelt sind, bilden sie einen Innenraum, in dem ein oder mehrere chirurgische Instrumente 10 aus Metall untergebracht werden können. Es kann notwendig werden, ein selbstschließendes Ventil vorzusehen, um während der Erhitzung eine Druckentlastung vorzunehmen. In diesem Fall wird der Behälter mit den darin befindlichen Werkzeugen im Spezialmikrowellenofen mit geringer Leistung erhitzt und nach Erreichen eines sterilen Zustands aus dem Ofen genommen und im verschlossenen Zustand aufbewahrt, bis die Werkzeuge vom Zahnarzt, einem sonstigen Arzt oder einem sonstigen Fachmann benötigt werden. Ein solcher Behälter kann außerdem mit einer Sterilitätsanzeige und einem Temperaturfühler oder -sensor versehen sein.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in den Fig. 23 bis 28 veranschau licht. Es wäre von Vorteil, wenn gemäß den Fig. 7 bis 10 in einer Vielzahl von Beuteln oder Behältern 8 befindliche medizinische Instrumente 10 gleich zeitig sterilisiert werden könnten. Wie aus Fig. 23 ersichtlich, ist ein Ofen 12 der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen. Im Innern des Ofens 12 befin den sich eine Vielzahl von Kammern oder Abteilen 74 aus einem mikrowellen durchlässigen Material wie zum Beispiel Polypropylen, Kunstharzpolymeren und Produkten ähnlich dem unter dem Warenzeichen TEFLON verkauften Ma terial. Es ist ebenfalls möglich, daß die Abteile aus einem Mikrowellen reflektie renden Material hergestellt sind, um als Resonanzkörper bzw. -Hohlräume fungieren zu können. Innerhalb eines jeden Abteils 74 ist ein Temperaturfühler 34 wie zum Beispiel ein Infrarotsensor 36 angebracht. Wie bereits beschrieben, dienen die Infrarotsensoren 36 der Überwachung eines in den Ofen eingesetzten Beutels 8 durch Messung entweder der Temperatur innerhalb des Beutels 8 oder der Oberflächentemperatur des Beutels 8. Die von jedem Sensor 36 stammenden Temperatursignale werden zum Mikrowellenquellenregler 14 übertragen.

Eine Möglichkeit der gleichzeitigen Sterilisation der Beutel 8 ist die Überwa chung der Temperatur eines jeden Beutels 8. Da sich die Beutel 8 nicht einheit lich erhitzen, erreichen einige Beutel 8 die vorbestimmte Sterilisationstempera tur T_S schneller als wieder andere. Befinden sich zum Beispiel zwei Beutel A und B im Ofen, so wird, sobald der erste Beutel A den Wert T_S erreicht, die Energiezufuhr im Ofen 12 entweder durch Pulsieren oder Herunterfahren der Leistung verringert, wie dies mit Bezug auf die Fig. 1 bis 22 beschrieben ist. Wie bereits erwähnt, wird durch Verringerung der Leistung die Temperatur des Beutels A auf dem Wert T_S konstantgehalten. Obwohl die Energiezufuhr verringert wird, steigt die Temperatur des Beutels B weiter an, bis sie schließ lich ebenfalls den Wert T_S erreicht. Hat der Beutel B den Wert T_S erreicht, so wird die Energiezufuhr mit verringerter Leistung auf eine vorbestimmte Dauer fortgesetzt, die gewährleistet, daß der Inhalt beider Beutel A und B sterilisiert wird. Selbstverständlich ist dieses Verfahren auf mehr als nur zwei Beutel 8 erweiterbar.

Die gleichmäßige Erhitzung der Beutel A und B kann dadurch verbessert wer den, daß die Beutel in getrennte Halterungen auf einem horizontalen Drehteller 76 (Fig. 24) oder einem vertikalen Drehteller 78 (Fig. 25) eingesetzt wer den. Ein horizontaler Drehteller 76 besitzt bevorzugt einen runden Sockel 80 mit einer Vielzahl von dem Umfang des Sockels 80 gegenüberliegenden Kam mern 74. Die Drehung des Sockels 80 erfolgt durch einen allgemein bekannten Indexierantriebsmechanismus 84. Die Beutel 8 sind möglichst mit transparen ten Fenstern 42 versehen, die bevorzugt die vorstehend mit Bezug auf die FI- GUREN 7 bis 10 beschriebene Struktur aufweisen. Die Fenster 42 liegen dem Umfang des Sockels 80 gegenüber, so daß die innerhalb des Beutels 8 herr schende Temperatur von einem einzelnen Infrarotsensor 36 erfaßt werden kann. Die Indexierbewegung des Drehtellers 76 wird durch den Mikrowellen quellenregler 14 überwacht. Darüber hinaus können die Kammern 74 mit Sen soren versehen sein, die das Vorhandensein eines Beutels erfassen und ein entsprechendes Signal zum Regler 14 übertragen. Da der Drehteller 76 sich dreht, wird demgemäß die Temperatur eines jeden Beutels 8 vom Regler 14 überwacht. Wie im Vorstehenden beschrieben, wird die Leistung herunterge fahren, sobald einer der Beutel 8 als erster den Wert T_S erreicht. Sobald die restlichen Beutel den Wert T_S erreicht haben, wird die Leistung auf eine vorbe stimmte Sterilisationsdauer aufrechterhalten.

Gemäß Fig. 25 kann ein vertikaler Drehteller 78 verwendet werden. Die Abteile 74 des Drehtellers 78 halten die Beutel 8 während der Drehung. Genau wie beim horizontalen Drehteller 76 liegen die Fenster 42 der Beutel 8 dem Umfang des Drehtellers gegenüber, so daß die innerhalb der Beutel 8 herr schende Temperatur von einem einzelnen Infrarotsensor 36 erfaßt werden kann. Die Indexierung des Drehtellers 78 erfolgt in der gleichen Weise wie beim horizontalen Drehteller 76. Auch der Ofen 12 wird auf die gleiche Weise wie beim horizontalen Drehteller 76 geregelt.

Die Mehrfachbeutelsysteme gemäß den Fig. 23 bis 25 arbeiten mit Überwachung der in jedem Beutel 8 herrschenden Temperatur. Eine andere Möglichkeit zur Regelung des Ofens 12 besteht darin, einen für alle im Ofen befindlichen Beutel repräsentativen einzelnen Beutel zu messen. Diese Art von Beutel ist im Nachstehenden als "Prüflastbeutel" bezeichnet. Ein solcher Prüflastbeutel wird in eines der Abteile 74 des Ofens gemäß Fig. 23 oder in eines der Abteile 74 gemäß den Fig. 24 bis 25 eingesetzt.

Im Fall des Ofens nach Fig. 23 ist nur ein einzelner Infrarotsensor 36 erfor derlich. Dieser einzelne Sensor 36 befindet sich in der gleichen Kammer 74 wie der Prüflastbeutel. Der Sensor 36 verfolgt die Temperatur des Prüflastbeutels bis zum Erreichen einer Temperatur T_S. Zu diesem Zeitpunkt wird die Energie zufuhr entweder durch Herunterfahren oder Pulsieren der Leistung verringert, wie dies vorstehend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 22 beschrieben ist. Der Ofen 12 arbeitet mit dieser verringerten Leistung, bis eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, innerhalb derer alle Beutel 8 sterilisiert sind.

Wird in Verbindung mit den Drehtellern gemäß den Fig. 24 und 25 ein Prüflastbeutel verwendet, so erfaßt der Infrarotsensor 36 nur die Temperatur des Prüflastbeutels. Im Regler 14 kann die Position des betreffenden Abteils gespeichert sein, so daß anhand der Indexierbewegung des Drehtellers die Position des Prüflastbeutels zu jeder Zeit bestimmt werden kann. Ist der Prüflastbeutel mit dem Sensor ausgerichtet, so erfaßt der Regler 14 das vom Prüflastbeutel stammende Temperatursignal und wird der Ofen 12 so geregelt, wie dies vorstehend beim Mehrfachabteilofen nach Fig. 23 beschrieben ist. Es gilt als vorausgesetzt, daß es auch andere Möglichkeiten zur Bestimmung der Position des Prüflastbeutels gibt. So kann zum Beispiel auf den Drehteller an der jeweils gewünschten Stelle ein optischer Merker aufgesetzt und am In frarotsensor ein optischer Detektor angeordnet werden. Erfaßt der optische Detektor den Merker, so wird der Infrarotsensor eingeschaltet oder das Signal vom Regler 14 gelesen.

Die Fig. 26 bis 28 zeigen eine Ausführungsform eines Prüflastbeutels 86 zum Einsatz bei den vorbeschriebenen Öfen 12 nach den Fig. 23 bis 25. Der Prüflastbeutel 86 funktioniert allgemein mit einer eingebauten Prüflast, die gegenüber der Mikrowellenenergie abgeschirmt ist und somit zu einer Tempe raturanprechung führt, welche an die der in Beuteln befindlichen Werkzeuge erinnert. Wie aus Fig. 26a ersichtlich, befindet sich an der Vorderseite 88 des Prüflastbeutels 86 ein optisches Fenster 42 der für den Behälter 8 nach den Fig. 7 bis 10 beschriebenen Art. Die Vorderseite 88 umfaßt außer dem eine Temperaturanzeige 90, die durch ein lichtwellen- oder infrarotdurch lässiges Fenster 92 sichtbar ist. Das Fenster 92 ist in ähnlicher Weise wie die Fenster für die Behälter nach den Fig. 7 bis 10 ausgeführt. Gemäß Fig. 27 ist die Temperaturanzeige bevorzugt eine kreisförmige Aluminiumfolie 94, die auf der Innenwandung an der Rückseite 96 des Prüflastbeutels 86 an gebracht ist. Die kreisförmige Folie 94 ist von einem anderen Material 98 als einem Suszeptor umgeben, welches die kreisförmige Folie vom Suszeptorma terial trennt. Die Folie ist ebenfalls von den Instrumenten 10 abgesetzt, jedoch so angeordnet, daß auf sie eine Temperatur auftrifft, die für die im Innern des Beutels 8 herrschende Temperatur repräsentativ ist. Da sie aus Folie besteht, reflektiert die Temperaturanzeige 90 die Mikrowellen, so daß sie nur durch die innerhalb des Beutels 8 vorhandene Heißluft erhitzt werden kann. Die Tempe ratur der Folie 94 ist für die Temperatur im Innern des Beutels 86 repräsentativ, so daß im Fall der Überwachung der durch das Fenster 92 emittierten Infrarot strahlung durch den Infrarotsensor 36 dies einer Messung der Innentemperatur des Prüflastbeutels 86 entspricht. Außen an der Rückseite 96 des Beutels kann in dem Bereich, in dem sich die Folie 94 befindet, ein System 70 zur Integration von Zeit und Temperatur in der vorbeschriebenen Art eingesetzt werden, das entweder durch Änderung der Farbe oder durch einen entsprechenden Hinweis wie zum Beispiel das Wort "STERILE" (STERIL) anzeigt, wenn die Sterilität ge geben ist.

Es gilt als vorausgesetzt, daß anstelle der Folie andere Materialien wie zum Beispiel ein guter elektrischer Leiter (Metall) oder mikrowellendurchlässige Materialien (Papier, Kunststoffe, Glasfasern usw.) verwendet werden können. Unabhängig davon, welches Material zum Einsatz kommt, sollte es wärmelei tende Eigenschaften ähnlich denen der in den Beuteln befindlichen Instrumente aus Metall haben. Außerdem muß das Material einen ausreichend hohen Emissionsgrad haben, damit dieser vom Infrarotsensor 36 leicht erkannt wer den kann. Zu diesem Zweck können gute Leiter wie zum Beispiel Metalle mit schwarzer Farbe angestrichen oder ähnlichen Überzügen versehen werden, um den Emissionsgrad zu optimieren und gleichzeitig die Erhitzung der Be schichtung durch die Mikrowellen zu verhindern, weil durch das Metall das elektrische Feld abgebaut wird. Es ist wichtig, daß die Anzeige durch das im Ofen vorhandene magnetische Feld nicht erhitzt wird.

Eine andere Möglichkeit der Temperaturüberwachung ist in der Fig. 28 dar gestellt. Ein temperaturempfindliches Material 70 kommt zur Verwendung, das bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur seine Farbe ändert. Das Mate rial wird entweder direkt innen auf die rückseitige Wandung des Beutels aufge tragen oder in die Folie nach Fig. 27 eingebracht. Dabei wird dann anstelle des Infrarotsensors 36 ein optischer Sensor verwendet, um die Farbänderun gen zu erkennen und auf diese Weise festzustellen, wenn die vorbestimmte Temperatur erreicht ist.

Die vorstehende Beschreibung dient der Veranschaulichung der Erfindung und ist nicht im einschränkenden Sinne auszufegen. Zahlreiche Ergänzungen, Än derungen oder sonstigen Abwandlungen der Erfindung sind möglich, ohne daß der Rahmen der Erfindung gemäß den beiliegenden Patentansprüchen verlas sen wird. So kann zum Beispiel der Behälter 8 für andere Zwecke benutzt wer den wie zum Beispiel (1) zur Aufnahme und Behandlung metallischer Materia lien mit Mikrowellenstrahlung und (2) zur Aufnahme, zum Kochen und/oder zur Sterilisierung von Nahrungsmitteln in einem metallischen Gefäß wie beispiels weise einem Topf oder einer Pfanne.

Unter "Mikrowellensuszeptor bzw. Suszeptor" werden auch Folien oder filmar tige Schichten verstanden, die Mikrowellen absorbieren und in Hitze umwan deln.

Claims

1. Mikrowellensterilisationssystem mit einem Mikrowellenofen (12), mit einer Mikrowellenquelle (4), von der Mikrowellenstrahlung erzeugt wird, wobei der Ofen (12) eine erste Kammer (74) und eine zweite Kammer (74) um schließt, und in der ersten Kammer (74) ein Beutel (8) zur Aussetzung an die Mikrowellenstrahlung (6) eingesetzt ist, wobei dieser erste Beutel (8) einen ersten Innenraum umfaßt, in dem sich ein metallisches Objekt (10) befindet, und in der zweiten Kammer (74) ein zweiter Beutel (8, 86) zur Aussetzung an die Mikrowellenstrahlung (6) eingesetzt ist, wobei der zweite Beutel (8, 86) einen zweiten Innenraum umfaßt, in dem sich ein zweites metallisches Objekt (10) befindet, mit einem Sensorsystem (14, 36) zum Erfassen der Temperaturen von wenigstens dem zweiten Objekt (10) und zum Erzeugen von einem oder mehreren von für diese Tempe raturen repräsentativen Signalen, wobei eines oder mehrere dieser Si gnale zur Mikrowellenquelle (4) übertragbar sind, um die von der Mikro wellenquelle (4) emittierte Mikrowellenstrahlung (6) derart zu regeln, daß das betreffende metallische Objekt (10) sterilisiert wird, während eine Lichtbogenbildung an dem betreffenden metallischen Objekt (10) vermie den wird.

2. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das metallische Objekt (10) ein Dentalinstrument ist.

3. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das metallische Objekt (10) ein in der Medizin allgemein übliches Instrument ist.

4. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mikrowellenquelle (4) die Mikrowellenstrahlung (6) pul sierend emittiert.

5. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Signale des Sensorsystems zur Mikrowellenquelle (4) übertragbar sind, um die von der Mikrowellenquelle (4) pulsierend emit tierte Strahlung (6) der Mikrowellenquelle (4) zu regeln.

6. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Beutel (86) eine erste Seite (88) aufweist, die mit einer Außenfläche und einer Innenfläche versehen ist, und die erste Seite (88) aus einem optisch transparenten Material (92) besteht, und die zweite Seite (96) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche versehen ist, die der Innenfläche der ersten Seite gegenüberliegen, wobei die zweite Seite mit der ersten Seite verbunden ist und wobei beide Innenflächen einen Hohlraum bilden, in den eine Prüflast eingesetzt wird, und daß die Prüflast auf der zweiten Seite aufliegt und so angeordnet wird, daß sie der Mikrowellenstrahlung (6) ausgesetzt wird, die durch das optisch transparente Material (92) hin durchdringt, unter Vermeidung der Erhitzung der Prüflast durch die Mikro wellenstrahlung (6), die durch das optische Material (92) hindurchdringt.

7. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Prüflast Mikrowellen reflektiert und Wärmeleiteigen schaften ähnlich denen des zweiten Objektes aufweist.

8. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Beutel (86) ein Mikrowellen reflektierendes Ma terial umfaßt, das die Prüflast gegenüber Mikrowellen (6) abschirmt.

9. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das optisch transparente Material (92) den Durchtritt der von der Prüflast stammenden Infrarotstrahlung durch das Fenster (92) ermöglicht.

10. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Beutel (86) ein temperaturempfindliches Material (70) aufweist, welches seine Farbe ändert, sobald die vorbestimmte Tem peratur innerhalb des Hohlraumes erreicht ist.

11. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das optisch transparente Material (92) den Durchtritt des von der Farbänderung stammenden sichtbaren Lichts durch das optisch transparente Material ermöglicht.

12. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mikrowellen reflektierende Material schwarz eingefärbt ist.

13. Mikrowellensterilisationssystem nach den Ansprüchen 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum einen ersten Bereich bildet, der das zweite Objekt (10) enthält, während die Prüflast in einem Bereich ange ordnet ist, der sich außerhalb des ersten Bereichs befindet und auf eine Temperatur reagiert, deren Messung der Innentemperatur des Prüflast beutels (86) entspricht.

14. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich das erste Objekt (10) im ersten Innen raum in einer trockenen Umgebung befindet.

15. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sensorsystem einen ersten Sensor (36) zur Erfassung der Temperatur des ersten Innenraumes und einen zweiten Sensor (36) zur Erfassung der Temperatur des zweiten Innenraumes aufweist.

16. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sensorsystem einen Sensor (36) zur Erfassung der einzelnen Temperaturen des ersten Innenraumes und des zweiten Innen raumes der jeweiligen Kammer (74) aufweist.

17. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Transportvorrichtung (76, 78), welche die erste und die zweite Kammer (74) vor dem Sensor (36) in Position bringt, damit der Sensor (36) die Temperatur im Inneren der vor ihm befindlichen Kammer (74) er faßt.

18. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Transportvorrichtung einen Drehteller (76, 78) umfaßt.

19. Mikrowellensterilisationssystem nach den Ansprüchen 1, 15, 16 oder 17, gekennzeichnet durch einen Komparator zum Vergleich der Werte der Signale mit einem für eine vorbestimmte Temperatur repräsentativen vor bestimmten Signalwert.

20. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leistung der Mikrowellenquelle (4) verringert wird, so bald der Wert eines der Signale dem Wert des vorbestimmten Signalwerts entspricht.

21. Mikrowellensterilisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Beutel eine mikrowelleninteraktive Schicht auf weist, welche die Hauptwärmequelle in dem ersten Innenraum bildet, wenn der erste Beutel der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt ist.