DE19748098C2

DE19748098C2 - Verfahren zur Sterilisation von empfindlichen Gütern

Info

Publication number: DE19748098C2
Application number: DE1997148098
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Juelich; Frank Wilhelm; Frank Klemm; Eckhard Kindel
Original assignee: Institut fur Niedertemperatur-Plasmaphysik Ev An Der Ernst-Moritz-Arndt-Universitaet Greifswald; INST NIEDERTEMPERATUR PLASMAPH
Current assignee: Leibniz Institut fuer Plasmaforschung und Technologie eV
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: DE19748098A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisation von empfindlichen Gütern, insbesondere von Implantaten, vorzugsweise von Intraokularlinsen.

Ziel der Erfindung ist die Integration der Sterilisation von empfindlichen Gütern, vorzugsweise von Intraokularlinsen, in den Fluß des Produktionsprozesses. Die Aufgabe, die mit der Erfindung gelöst werden soll, ist die Entwicklung von geeigneten Strahlungsquellen, die eine allseitige und homogene Bestrahlung des Sterilisiergutes gewährleisten, die Einordnung dieser Strahlungsquellen in den Herstellungsprozeß zur kontinuierlichen Keimverarmung sowie die Entwicklung eines integrierten Sterilisationsverfahrens unter Einbeziehung dieser Strahlungsquelle und/oder chemischer mikrobizid wirkender Stoffe.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Möglichkeit, bei der Herstellung von empfindlichen Gütern einen Sterilisationsschritt zu integrieren. Die vorgeschlagene Lösung kann verschiedenen Produktionsbedingungen angepaßt werden, so daß eine Vielzahl temperaturempfindlicher und/oder gammastrahlungsempfindlicher Güter nach diesem Verfahren sterilisiert werden können. Insbesondere sind unter Reinstraumbedingungen hergestellte empfindliche Sterilisiergüter, vorzugsweise Implantate, nach dem vorgeschlagenen Verfahren zu sterilisieren. Ganz besonders eignet sich dieses Verfahren zur Sterilisation von Intraokularlinsen.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Die Sterilisation von Intraokularlinsen erfolgt üblicherweise in einem von der Herstellung getrennten Prozeß. Vielfach für die Sterilisation Äthylenoxid eingesetzt. Äthylenoxid ist toxisch, mutagen und cancerogen. Ein bestimmter Anteil des Äthylenoxids dringt in die Plaste ein. Dabei entsteht aus Äthylenoxid und Chloridionen Chlorhydrin, eine hochgradig gewebeschädigende Substanz. Das Verfahren ist wegen der erforderlichen Desorptionszeiten aufwendig. Wegen der erforderlichen Desorptionszeiten eignet es sich nicht zur Integration in den Herstellungsprozeß.

Aber auch nach langen Desorptionszeiten kann die völlige Entfernung dieses Cancerogens nicht garantiert werden. Die Einhaltung einer Schwellenkonzentration schützt bei cancerogenen Substanzen nicht sicher vor cancerogenen Effekten.

Es besteht bisher ein Vorurteil zur Verwendung von UV-VUV-Strahlen zur Sterilisation, obwohl die antimikrobielle Wirksamkeit dieser Strahlen seit langem bekannt ist und für viele technische Zwecke ausgenutzt wird (Wallhäußer KH: Praxis der Sterilisation - Desinfektion - Konservierung - Keimidentifizierung - Betriebshygiene. Stuttgart, New York: Georg Thieme, 1988: 284-305; Szycher M: Sterilization of Medical Devices. In. Sharma CP, Szycher M, eds. Blood Compatible Materials and Devices. Lancaster, Basel: Technomic Publishing Co., 1991: 87-122). Auch in der Patenliteratur werden verschiedene Lösungen beschrieben, die mikrobizide Wirkungen der UV-Strahlung nutzen, z. B. EP 0411 970 A1 und EP 0722741 A2. Im WO 96/40298 A1 wird eine Anordnung beschrieben, bei der Plasma generierte UV- Strahlung von verschiedenen Seiten auf das Sterilisiergut einwirkt. Diese Anordnungen eignen sich aber nur bedingt zur Integration in den Herstellungsprozeß von Intraokularlinsen. Für die keimwidrige Wirksamkeit von UV-Strahlung ist es charakteristisch, daß die Effizienz sich mit abnehmender Keimzahl stark verringert. Ein allgemein akzeptiertes Niveau der Sterilisationssicherheit, wie es in Pharmakopöen für Intraokularlinsen vorgeschrieben ist, kann deshalb nicht erreicht werden (Oberdoerster F: Keimtötung durch ultraviolette Strahlen. In: Horn, Privora, Weuffen, eds. Handbuch der Desinfektion und Sterilisation. Band II: Grundlagen der Sterilisation. Berlin: Volk und Gesundheit, 1973: 146-180).

Die kombinierte Anwendung von Wasserstoffperoxid und UV-VUV-Strahlung bei der Sterilisation ist ebenfalls im Prinzip bekannt. Die im EP 04 11 970 A1 vermittelte technische Lehre beinhaltet aber die Anwendung von Wasserstoffperoxid im Konzentrationsbereich von 15-25 Gew.-% der Lösung. Die Einwirkung von Wasserstoffperoxid in diesem Konzentrationsbereich führt jedoch zu Störungen der Biokompatibilität. Deshalb wurde die kombinierte Anwendung von UV-Strahlung und Wasserstoffperoxid zur Sterilisation von Intraokularlinsen bisher nicht in Erwägung gezogen.

Zum Stand der Technik gehört dagegen die Verwendung von Wasserstoffperoxid zur Sterilisation in Form der Niedrig-Temperatur-Plasmasterilisation. Bei dieser Sterilisation kommt es zu einer direkten Einwirkung von Plasma, reaktiven Sauerstoffmetaboliten und anderen Radikalen auf das Sterilisiergut. Damit können Veränderungen der Oberflächenstruktur nicht ausgeschlossen werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine in den Herstellungsprozeß integrierte Sterilisation empfindlicher Güter.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Strahlungsquelle zu entwickeln, die in den Herstellungsprozeß integriert werden kann, und die die Sterilisation empfindlicher Güter unter Nutzung der mit dieser Strahlungsquelle erzeugten Strahlung (z. B. ultraviolette Strahlung 254 nm (UV) und Vakuum-UV-Strahlung 185 nm VUV) bereits während des Herstellungsprozeß ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft wird eine an das zu sterilisierende Gut speziell angepaßte UV-VUV-Strahlungsquelle eingesetzt, bei der zur Vermeidung von UV-VUV-Schattenbildung die Strahlung durch ein das Sterilisiergut allseitig umschließendes umlaufendes Gasentladungs-Plasma erzeugt wird. Das Prinzip einer solchen Strahlungsquelle ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Bei diesem Niederdruckentladungsstrahler umläuft das Plasma bedingt durch einen inhärenten Anodenschwingungsmechanismus im KHz-Bereich das Sterilisiergut. Dabei wird in diesem Plasma sehr effizient eine Linienstrahlung mit Wellenlängen von 185 und 254 nm erzeugt, durch die das Sterilisiergut allseitig und homogen bestrahlt wird. Überraschenderweise wurde gefunden, daß der mikrobizide Effekt durch ein umlaufendes Plasma im Vergleich zu einem ruhenden Plasma wesentlich verstärkt wird. Es ist ebenso möglich, das Sterilisiergut während der UV-VUV-Bestrahlung zu drehen oder in einer anderen geeigneten Weise zu bewegen, um diese Verstärkung des mikrobiziden Effektes zu erreichen. Der mikrobizide Effekt kann erfindungsgemäß durch Fokussierung und durch Spiegelung mit UV-reflektierenden Materialien wie Aluminium verstärkt werden. Ein Aspekt der Erfindung ist, daß die Strahlenquelle ohne großen Aufwand an die Besonderheiten des Produktionsprozesses angepaßt werden kann. Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der der Niederdruckentladungsstrahler spiralförmig das Sterilisiergut umgibt. Durch die von der Spirale umschlossenen Öffnung kann ein kontinuierlicher Transport des Sterilisiergut erfolgen. Weitere geeignete Ausführungsformen zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Einbeziehung der UV-Strahlung in den Produktionsprozeß sind in der Fig. 5 und 6 dargestellt. Es ist erfindungsgemäß, die Sterilisation in einer UV-VUV-durchlässigen Verpackung vorzunehmen. Es ist ebenso erfindungsgemäß, das Sterilisiergut während der Sterilisation in einer Halte- und Transportvorrichtung aus UV-VUV-durchlässigem Material, beispielsweise Suprasil, zu lagern und in dieser Form mit UV-VUV-Licht zu bestrahlen und am Ende des Sterilisationsprozesses in steriles Verpackungsmaterial zu verpacken.

Der mikrobizide Effekt der UV-VUV-Strahlen wird durch eine wasserstoffperoxidhaltige Atmosphäre unterstützt. Die Herstellung der wasserstoffperoxidhaltigen Atmosphäre kann in bekannterweise durch Ultraschallverneblung erfolgen. Es ist ebenfalls möglich, den erfindungsgemäßen Prozeß der ständigen Keimverarmung während des Herstellungsprozesses mit einer Bestrahlung mit Gammastrahlung zu kombinieren, wobei die erforderliche Dosis gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Gammastrahlung drastisch reduziert werden kann.

Legende zu Fig. 1 bis 6

1

zylinderförmiger Glaskolben

2

Einstülpung zur Aufnahme des Sterilisierguts

3

,

4

,

5

Anoden

6

beheizbare Oxidkatode

7

positive Säule (Plasma)

8

spiralförmiges Entladungsrohr

9

,

11

Innenraum zur Aufnahme des Sterilisierguts

10

Niederdruckentladungsstrahler

Claims

1. Verfahren zur Sterilisation von empfindlichen Gütern mittels UV-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung, die mit Hilfe eines das zu sterilisierende Gut umschließenden und umlaufenden Gasentladungsplasma erzeugt wird, im Kombination mit Wasserstoffperoxid eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung durch ein das zu sterilisierende Gut umschließendes umlaufendes Gasentladungsplasma unter Vermeidung von UV-Schattenbildung erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisiergut relativ zur Strahlenquelle bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spiegelung und Fokussierung zur Verstärkung des mikrobiziden Effektes ausgenutzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sterilisiergut während des Herstellungsprozesses in einer Halte- und/oder Transportvorrichtung aus UV-VUV durchlässigem Material mit UV/VUV-Strahlung behandelt wird und abschließend eine Sterilisation in UV/VUV durchlässiger Verpackung erfolgt, die den Rekontaminationsschutz gewährleistet.