DE202005011905U1

DE202005011905U1 - Keimverminderungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202005011905U1
Application number: DE202005011905U
Authority: DE
Original assignee: Mylius Harald W Dipl-Ing
Current assignee: Sardari David De
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2015-07-27

Abstract

Keimverminderungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Hohlraum, der nach Außen eine geschlossene Einheit bilden kann, mit einer Vorrichtung aufweist, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Keimverminderungsvorrichtung.
Bekannte Keimverminderungsvorrichtungen, wie Autoklaven arbeiten mit der Dampfsterilisation, die mit gespanntem Dampf bei 120 °C arbeitet. Dies bedeutet, dass nur Instrumente und Gegenstände dort sterilisiert werden können, die diese Temperatur aushalten. Des Weiteren braucht die Dampfsterilisation viel Energie und kann auch über eine Stunde dauern. Die bekannten Formen der Sterilisation mit Gas beinhaltet die Sterilisation mit Äthylenoxid, das für den Menschen (maximale Arbeitsplatzkonzentration beträgt 0,2 mg/l Luft) schädlich ist und darüber hinaus auch explosiv ist und daher ständig abgeführt werden muss, z. B. über einen Abzug. Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur Sterilisation mit Ozon, wobei dieses aber auch schädlich ist und daher in eine Kammer eingeführt wird, die zuerst evakuiert wird und darauf Ozon in die evakuierte Kammer eingeführt wird und die Vorrichtung daher eine Vorrichtung zur Entfernung des Ozons nach der Sterilisation und eine Vorrichtung zur Inaktivierung des Ozons aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Vorrichtung zur Keimverminderung zur Verfügung zu stellen, in der unter anderem auch wärmeempfindliche Gegenstände in sehr kurzer Zeit sterilisiert werden können.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist eine Keimverminderungsvorrichtung, die einen Hohlraum, der nach Außen eine geschlossene Einheit bilden kann, mit einer Vorrichtung aufweist, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird.
Die erfindungsgemäße Keimverminderungsvorrichtung weist einen Hohlraum, der nach Außen eine geschlossene Einheit bilden kann, auf. Dabei kann es sich vorzugsweise um eine flexible oder bevorzugt starre Einheit handeln, in die der Gegenstand eingeführt wird, der keimvermindert, bevorzugt sterilisiert werden soll. Bei einer flexiblen Einheit kann es sich um einen Kunststoffbeutel handeln, der aus einem Material ist, das gegen oxidierende Gase beständig ist und so verschließbar ist, dass das oxidierende Gas sich im Inneren konzentrieren kann. Bevorzugt ist jedoch eine starre Einheit, wie eine Kammer, die eine beliebige Größe aufweisen kann, die an ihren Einsatzzweck angepaßt ist. Sollen z.B. übliche chirurgische Instrumente, insbesondere in größerer Anzahl behandelt werden, so wird die Kammer in den Abmessungen größer ausgelegt sein, sollen jedoch hauptsächlich z.B. zahnärztliche Instrumente behandelt werden, so kann sie die Größe aufweisen, die diese Instrumente im üblichen aufweisen, also in den Abmessungen relativ klein sein, bevorzugt ist jedoch auch eine Kammer, die relativ klein ist, um Instrument, die ständig gebraucht werden, schnell und effizient zu sterilisieren, um sie z.B. in der zahnärztlichen Praxis gleich wieder verwenden zu können. Die Kammer ist derart aufgebaut, dass sie aus einem gegen oxidierende Gase inertem Material, wie Kunststoff, Glas oder Metallverbindungen aufgebaut ist. Vorzugsweise ist sie rund oder viereckig aufgebaut, wobei sie eine Beschickungsöffnung aufweist, durch die die zu sterilisierenden Gegenständen eingeführt werden können, diese Beschickungsöffnung ist so verschließbar, dass das oxidierende Gas sich im Inneren der Kammer konzentrieren kann. Ein derartiger Verschluß kann ein Deckel sein, der oben lediglich auf die Kammer gelegt werden kann oder der auch gasdicht verschließbar sein kann. Bei einem derartigen Verschluß kann es sich auch um eine im Durchmesser flexible Beschickungsöffnung, vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststoff handeln, die z.B. mit Hilfe eines um die Beschickungsöffnung umlaufenden Bandes verschlossen werden kann. Die Kammer kann auch noch vorzugsweise eine Vorrichtung aufweisen, um das Sterilisationsgut zu bewegen, wie einen drehbaren Teller. Des Weiteren kann auch an die Kammer mit dem Sterilisationsgut vorzugsweise ein Vakuum angelegt werden, um sie zu evakuieren und danach oder zugleich wird ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld in einer benachbarten geschlossenen Kammer zur Verfügung gestellt, um das oxidierende Gas vorzugsweise aus dem darin befindlichen Luftsauerstoff, möglich wäre auch aus reinem Sauerstoff, zur Verfügung zu stellen, um danach ein Ventil zur evakuierten Kammer zu öffnen, um das oxidierende Gas in die evakuierte Kammer, die das Sterilisationsgut enthält, zu leiten.
Die Vorrichtung, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird, kann jede beliebige sein, die oxidierendes Gas zur Verfügung stellt, bevorzugt handelt es sich bei der Vorrichtung, über die ein elektromagnetisches oder elektrisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird, um zumindest eine Sonde, bevorzugt um bis zu 4 Sonden, besonders bevorzugt um 4 Sonden oder es können auch bis zu 10 und mehr Sonden sein, je nachdem welcher Effekt erreicht werden soll.
Bei diesen Sonden, die eingesetzt werden, handelt es sich vorzugsweise jeweils um eine hohle Glassonde, die mit einem elektrisch leitenden Gas gefüllt ist, vorzugsweise mit zumindest einem Edelgas gefüllt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Sonde aus einem Hohlraum aus Glas. Die Glassonde weist an ihrem einen Ende ein Glasende auf und an ihrem anderen Ende, mit dem sie mit einer Vorrichtung verbunden ist, die ihr die notwendige Energie zur Verfügung stellt, vorzugsweise über eine formschlüssige Klemmverbindung verbunden ist, vorzugsweise einen Metallverschluss auf. Die Glassonde ist vorzugsweise mit zumindest einem leitenden Gas, vorzugsweise zumindest einem Edelgas oder beliebigem Edelgasgemisch, bei einem Unterdruck von vorzugsweise 0,1 bis 1000 mbar bevorzugt 0,1 bis 500 mbar, besonders bevorzugt 0,1 bis 10 mbar, ganz besonders bevorzugt 2 mbar bis 5 mbar gefüllt. Als Edelgase werden vorzugsweise beliebige Mischungen aus Edelgasen oder bevorzugt aus Argon und Neon verwendet, die auch noch zusätzlich ein oder mehrere andere Edelgase enthalten können, wobei Mischungen, die mehr Neon als Argon enthalten, bevorzugt sind, vorzugsweise 0 Vol. % Argon bis 100 Vol. % Neon, bevorzugt 10 Vol.% Argon bis 90 Vol. % Neon, besonders bevorzugt 30 Vol. % Argon bis 70 % Neon, ganz besonders bevorzugt ist eine Mischung aus 30 Vol.% Argon und 70 Vol.% Neon. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sonde eine stromabführende Vorrichtung zur Erdung auf, die mit der Masse verbunden ist. Bei dieser stromabführenden Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Draht aus Metall, der vom Glasende der Sonde an ihr entlang zur Masse geführt wird. Vorzugsweise wird der Draht Außen oder auch im Inneren der Sonde entlang zur Masse geführt. Falls der Draht im Inneren der Sonde geführt wird, muss die Sonde doppelwandig sein, wobei der Draht in der äußeren Sondenhülle vorzugsweise mit Sauerstoff in Kontakt kommen muss.
Die erfindungsgemäße Keimverminderungsvorrichtung erzeugt das oxidierende Gas direkt an einer Glassonde, vorzugsweise aus dem umgebenden Luftsauerstoff oder auch aus reinem Sauerstoff, indem nach dem Prinzip der stillen elektrischen Gasentladung ein elektrisches Feld zwischen zumindest zwei Polen, hier die eine Sonde und dort die andere Sonde oder ein Metallstück in dem Fall, indem nur eine Sonde vorhanden ist, erzeugt wird, die durch einen Isolator, nämlich Luft getrennt sind. Ab einer Grenzfeldstärke werden in dem elektrischen Feld durch andauernde Entladevorgänge Elektronen erzeugt, die den in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff in Radikale spaltet, wie hochreaktive Substanzen (Sauerstoff im statu nascendi) wie atomarer Sauerstoff, der hauptsächlich gebildet wird, Hydroxylionen, Ozon, und andere gebildet. Nach dem Anlegen einer Wechselspannung mit bis zu 35 000 Hz entsteht zwischen den Elektroden der Glassonden ein Entladevorgang und – hiermit verknüpft – ein elektrisches Feld mit hoher Elektronendichte. Die Radikalen entstehen, indem Moleküle der Luft von Elektronen getroffen werden und hierbei ein erhöhtes Energieniveau erreichen. Der atomare Sauerstoff, der hochreaktiv ist, reagiert mit den Keimen der Applikationsstelle, dabei entsteht auch Ozon. Überraschend ist, dass gerade im erfindungsgemäßen Bereich der Stromstärke und der Frequenz besonders viel atomarer Sauerstoff erzeugt wird. Der atomare Sauerstoff wird sowohl vor der Ozonbildung als auch beim Zerfall des Ozons gebildet. Das bei der erfindungsgemäßen Keimverminderungsvorrichtung gebildete Ozon zerfällt, soweit es mit dem zu sterilisierenden Gut in Verbindung gerät, insbesondere im wässerigen Milieu innerhalb von ca. 10 Minuten auf den halben Wert seiner ursprünglichen Konzentration. Mit der erfindungsgemäßen Keimverminderungsvorrichtung können unter Laborbedingungen 1 bis ca. 300.000 ppm Ozon (dies ist meßbar) erzeugt werden, woraus sich mittelbar auf die Konzentration an atomaren Sauerstoff schließen läßt, da wenn dieser nicht verbraucht wird, auch etwas zu Ozon reagiert.
Die Keimverminderungsvorrichtung, weist eine Vorrichtung auf, die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld erzeugt, vorzugsweise mit einer Feldspannung von vorzugsweise 1.800 V bis 35.000 V mittels einer Spannung von vorzugsweise 12 V bis 600 V, vorzugsweise einer Stromstärke von 0,1 μA bis 1 A oder bei kleineren Sonden 0,1 μA bis 10 mA und vorzugsweise einer Frequenz von 10.000 Hz bis 35.000 Hz.
Das elektrische oder elektromagnetische Feld wird vorzugsweise mittels einer Spannung von 12 V bis 600 V, bevorzugt einer Spannung von 12 V bis 50 V, besonders bevorzugt von 18 V bis 28 V, vorzugsweise einer Stromstärke von 0,1 μA bis 1 A, bevorzugt einer Stromstärke von 0,1 μA bis 100 mA, besonders bevorzugt mit einer Stromstärke von 10 μA bis 10 mA, wobei die Stromstärke in Abhängigkeit von der Größe und der Anzahl der Sonden ausgewählt wird und vorzugsweise einer Frequenz von 10.000 bis 50.000 Hz, bevorzugt mit einer Frequenz von 25.000 Hz bis 40.000 Hz, besonders bevorzugt mit einer Frequenz von 25.000 Hz bis 38.000 Hz, erzeugt. Die Spannung im elektrischen oder elektromagnetischen Feld beträgt vorzugsweise 1.800 bis 35.000 V, bevorzugt 8.000 bis 18.000 V und besonders bevorzugt 12.000 bis 18.000 V.
Dies erfindungsgemäße Keimverminderungsvorrichtung weist vorzugsweise einen Hochspannungstrafo mit Kammerwicklung in Form von seriell geschalteten Spulen, vorzugsweise 12 bis 20, bevorzugt 14 bis 18, besonders bevorzugt 16 auf, die vorzugsweise einen speziellen Kern, vorzugsweise einen Stabkern mit einer Anfangspermeabilität μi von vorzugsweise 350 bis 850, bevorzugt 450 bis 750, besonders bevorzugt 550 bis 650, ganz besonders bevorzugt 600 aufweisen, um eine Feldspannung von 1.800 V bis 35 000 V zu erzeugen. Die oben erwähnte kontrollierte Frequenz von 10.000 Hz bis 50.000 Hz wird mit einer Wiederholungsfrequenz von vorzugsweise 350 Hz bis 500 Hz, bevorzugt 400 Hz bis 480 Hz, besonders bevorzugt 430 Hz bis 460 Hz, ganz besonders bevorzugt 450 Hz oder vorzugsweise 1080 Hz bis 1280 Hz H, bevorzugt 1120 bis 1240 Hz aufgebaut. Diese Pulsfrequenz wird über einen Halbleiterschalter, vorzugsweise einen MOS Schalttransistor erzielt. Diese Pulsart ist ein kurzer Rechtecksimpuls, der eine gedämpfte Schwingung anregt.
Der kleine in Kammern gewickelte Hochspannungstrafo ist geschirmt und erzeugt nur minimale elektromagnetische Störungen. Der Gehäuseableitstrom ist dabei mit kleiner 10 μA bei voller Leistung sehr gering.
Die erfindungsgemäße Keimverminderungsvorrichtung mit den Sonden ist auf Grund ihrer niedrigen Stromstärke und hohen Bildung an atomaren Sauerstoff besonders geeignet für die Keimverminderung, beziehungsweise Sterilisation bei Gegenständen aus Glas, Metall, Keramik, Kunststoff und Gegenständen aus textilen Materialien, bevorzugt werden chirurgische Instrumente und zahnärztliche Instrumente, wie Bohrer etc. sterilisiert. Die Sterilisationszeit beträgt vorzugsweise 30 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt 1 Minute bis 3 Minuten, besonders bevorzugt 3 bis 6 Minuten.
Figuren
1 zeigt eine bevorzugte erfindungsgemäße Keimverminderungsvorrichtung, die aus einer Kammmer (1) besteht, in der zwei Sonden (2) angeordnet sind, über der eine Abdeckplatte (4) angeordnet ist, auf der das Sterilisationsgut (nicht gezeigt) angeordnet werden kann, wobei diese Kammer mit einem Deckel (3) geschlossen werden kann.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform in Draufsicht mit einer Sonde (2) und einem Metallstück (5) als Gegenpol.
3 zeigt eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform in Draufsicht mit vier Sonden (2), die jeweils einen Metalldraht (6) aufweisen, der geerdet ist.

Claims

Keimverminderungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Hohlraum, der nach Außen eine geschlossene Einheit bilden kann, mit einer Vorrichtung aufweist, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird.
Keimverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird, zumindest zwei Glassonden oder eine Glassonde und ein Metallstück sind, wobei die Glassonden jeweils an einem Ende einen Metallverschluß aufweisen und in ihrem Inneren ein elektrisch leitendes Gas enthalten und an dem anderen Ende geschlossen sind, wobei die Sonden oder die Sonde und das Metallstück so angeordnet sind, dass sich ein elektrisches Feld zwischen ihnen bilden kann, wobei ab einer Grenzfeldstärke in dem elektrischen Feld durch Entladungsvorgänge Elektronen erzeugt werden.
Keimverminderungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde oder die Sonden in der Keimverminderungsvorrichtung mit zumindest einem Edelgas oder einem beliebigen Edelgasgemisch gefüllt sind.
Keimverminderungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde oder die Sonden in der Keimverminderungsvorrichtung mit einem Edelgasgemisch aus Argon und Neon oder zusätzlich einem Edelgas oder mehreren anderen Edelgasen gefüllt sind.
Keimverminderungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde oder Sonden in der Keimverminderungsvorrichtung mit einem Edelgasgemisch aus zumindest 30 Vol.% Argon und 70 Vol.% Neon, gefüllt sind.
Keimverminderungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonden eine stromabführende Vorrichtung zur Erdung aufweisen.
Keimverminderungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum, der nach außen eine geschlossene Einheit bilden kann, eine Kammer mit einer abschließbaren Beschickungsöffnung aufweist.
Keimverminderungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die abschließbare Beschickungsöffnung mit einem Deckel verschlossen wird.
Keimverminderungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum, der nach außen eine geschlossene Einheit bilden kann, eine Kammer aufweist, die evakuiert werden kann und eine Kammer aufweist, die die Vorrichtung aufweist, über die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld zur Bildung von oxidierendem Gas zur Verfügung gestellt wird und die beiden Kammern durch ein Ventil miteinander verbunden sind.
Keimverminderungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonden über eine Vorrichtung betrieben werden, die ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld mit einer Feldspannung von 1.800 bis 35.000 V mittels einer Spannung von 12 bis 600 V, einer Stromstärke von 0,1 μA bis 1 A und einer Frequenz von 10.000 bis 35.000 Hz erzeugt.