DE3806230A1 - Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren zu sterilisierender gegenstaende - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Bakterien, die an zu sterilisierenden Gegenständen anhaften, mit Hilfe von Ozon. Insbesondere be­ trifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sterili­ sieren von Bakterien, die an einer Oberfläche eines zahnme­ dizinischen Handstückes zur Behandlung eines Patienten und auf einer inneren Oberfläche einer darin angeordneten Luft­ verbindungsbohrung haften.

Stand der Technik

Bei Sterilisiervorrichtungen für solche Arten von Gegenstän­ den wird üblicherweise eine Sterilisierung durch ein Hoch­ temperaturerhitzen mit Dampf unter Hochdruck unter Verwen­ dung eines Autoklaven durchgeführt. Da jedoch das Handstück für einen Zahnarzt oder Dentisten aus präzisen mechanischen Teilen aufgebaut ist, beispielsweise einer Spannzange zum Anbringen und Entfernen eines kleinen Bohrers, einer Luft­ turbine zum Rotieren dieser Spannzange bei hoher Geschwin­ digkeit, einem Gerät zum Kühlen des Spitzen-Endes des Boh­ rers u.dgl., besteht die Gefahr, daß die Präzision durch Verformung verlorengehen kann, die bei einem Hochtemperatur­ aufheizen auftreten kann. Infolgedessen läßt sich die Desin­ fizierung und Sterilisierung nur unvollständig durchführen, und es wird angenommen, daß dadurch ein hygienisch ernstes Problem verursacht werden kann.

Darüber hinaus wurde eine Zeit von etwa 15 Minuten zum Auf­ heizen des Gegenstandes auf eine für die Sterilisierung er­ forderliche Temperatur (etwa 130°C), eine Zeit von etwa 20 Minuten zum endgültigen Sterilisieren bei dieser Tempera­ tur und eine Zeit von etwa 10 Minuten zum Abkühlen des Ge­ genstandes benötigt, d.h. insgesamt eine Zeit von mindestens etwa 45 Minuten. Daher ließ sich eine schnelle Sterilisie­ rung eines Handstückes nicht erreichen, und dies ist ein Nachteil.

Neben den erwähnten Sterilisierungsvorrichtungen ist unter den Sterilisierungsvorrichtungen für die oben beschriebene Art von Gegenständen eine Vorrichtung bekannt, die Äthylen­ oxidgas verwendet, jedoch wird auch in diesem Fall eine Ste­ rilisierungszeit von mindestens 50 Minuten und zusätzlich ein wiederholtes Unterdrucksetzen und Drucknachlassen für das Gas erforderlich. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß Äthylenoxidgas, das giftig und karzinogen ist, an einem Handstück zurückbleiben kann.

Obwohl es möglich erscheint, eine Sterilisierung unter Ver­ wendung eines hochkonzentrierten Ozongases mit einem starken Sterilisiervermögen und ohne Restgiftigkeit durchzuführen, um die obengenannten Probleme zu vermeiden, so weist doch in vielen Fällen ein Handstück unmittelbar nach der Behandlung eines Patienten eine Oberfläche auf, die feucht und mit einem Wasserfilm beschichtet ist, so daß, wenn das Handstück unter dieser Bedingung in ein Ozongas innerhalb einer Steri­ lisierkammer angeordnet wird, das Ozongas Bakterien in dem Wasserfilm nicht vollständig erreicht und eine vollständige Sterilisierung schwierig wurde.

Zusätzlich gibt es einige Bakterien, die sich kaum sterili­ sieren lassen, wenn die an der Oberfläche des Handstücks haftenden Bakterien in einen Zustand bei einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur gebracht oder in getrocknetem Zustand gehalten werden, insbesondere für den Fall des Heu­ bazillus (Bacillus subtilis), da in ihren Sporen eine eine Außenwand des Protoplasma bildende Zellmembran eine dichte Schalenstruktur bildet und Ozongas von der Schale aufgefan­ gen wird und nicht durch die Schale eindringen und das darin angeordnete Protoplasma erreichen kann, so daß es sehr schwierig wird, die Bakterien zu sterilisieren. Obwohl es relativ einfach ist, eine Oberfläche eines Handstückes zu sterilisieren, da sie leicht dem Ozongas ausgesetzt werden kann, ist es weiterhin praktisch sehr schwierig, die innere Oberfläche einer Luftverbindungsbohrung in einem Handstück zu sterilisieren, da diese nur schwer dem Ozongas ausgesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Probleme bei der Durchführung einer Sterilisierung mit Hilfe von Hochtemperaturheizen mit einem Autoklaven oder durch Verwendung von Äthylenoxidgas oder Ozongas zu vermei­ den, und insbesondere möglichst wirksam auch Sporen von an einem Handstück haftenden Bakterien zu sterilisieren.

Weiterhin sollen die oben erwähnten Nachteile, die bei dem Sterilisieren eines Handstücks durch Ozongas in einem feuch­ ten Zustand unmittelbar nach der Behandlung angetroffen wer­ den, und der nachteilige Effekt auf menschliche Körper für den Fall der Verwendung von hochkonzentriertem Ozongas ver­ mieden werden.

Weiterhin will die Erfindung eine Vorrichtung schaffen, die die Durchführung der Sterilisierung einer Oberfläche eines Handstücks ebenso erleichtert und ebenso die Sterilisierung der Innenoberfläche einer darin angeordneten Luftverbin­ dungsbohrung.

Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, die Gas­ erzeugungswirksamkeit eines Ozonisators zu verbessern und es in einer kompakten Form zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfah­ ren zum Sterilisieren von zu sterilisierenden Gegenständen, beispielsweise einem zahnärztlichen Handstück, vor, bei dem die zu sterilisierenden Gegenstände, beispielsweise das Handstück o.dgl., in einer Sterilisierkammer untergebracht und luftdicht abgeschlossen werden, die mit einer Oxygen­ quelle, beispielsweise einer Sauerstoffflasche in Verbindung steht, nachdem die Gegenstände vorher in einen feuchten Zu­ stand gebracht wurden, bei dem weiterhin ozonisierter Sauer­ stoff mit einer Ozonkonzentration von 10000 ppm oder höher, vorzugsweise von 15000 ppm oder höher erzeugt wird, indem von der Oxygenquelle zugeführter Sauerstoff in eine Ozoni­ siereinrichtung eingeführt wird, die Luft innerhalb der Ste­ rilisierkammer vollständig durch ozonisiertes Sauerstoffgas ersetzt wird und ebenfalls an den genannten zu sterilisie­ renden Gegenständen anhaftende Feuchtigkeit teilweise ver­ dampft wird, indem das erzeugte ozonisierte Sauerstoffgas durch die Sterilisierkammer hindurchgeht, nachdem es aufge­ heizt wurde, wonach anschließend die Verbindung zwischen der Sterilisierkammer und der Sauerstoffquelle unterbrochen und das erzeugte ozonisierte Sauerstoffgas durch die Sterili­ sierkammer und das Ozonerzeugungsgerät zirkuliert wird, wäh­ rend das erzeugte ozonisierte Sauerstoffgas an einem Einlaß der Sterilisierkammer aufgeheizt wird, um dadurch die Ozon­ konzentration mindestens auf 20000 ppm, vorzugsweise bis auf 30000 ppm oder höher ohne Verbrauch von Sauerstoff an­ zureichern, wobei an den zu sterilisierenden Gegenständen, wie einem Handstück o.dgl., haftende Bakterien in feuchtem Zustand durch das oben erwähnte Ozongas während der Zirkula­ tionsperiode sterilisiert werden.

Weiterhin schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zum Steri­ lisieren von zu sterilisierenden Gegenständen vor, bei­ spielsweise einem zahnmedizinischen Handstück, worin eine Sauerstoffquelle mit einer Seite einer Sterilisierkammer über eine Heizeinrichtung und eine Ozonerzeugungseinrichtung in Verbindung steht, ein zu der Atmosphäre führendes Auslaß­ ventil mit der anderen Seite der Sterilisierkammer über eine Ozonbeseitigungseinrichtung zum Abbauen von Restozon in Ver­ bindung steht, die Ozonerzeugungseinrichtung mit der Steri­ lisierkammer derart gekoppelt ist, daß die Zirkulation von ozonisiertem Sauerstoffgas durch die Heizeinrichtung, die Ozonerzeugungseinrichtung und eine Zirkulationspumpe herge­ stellt werden kann, und wobei die Sterilisierkammer, die Ozonvernichtungseinrichtung, eine Ozonüberwachungseinrich­ tung und eine Zirkulationspumpe miteinander in Verbindung stehen, so daß eine Zirkulation des ozonisierten Sauerstoff­ gases hierdurch hergestellt werden kann.

Mit Weiterbildung der Erfindung kann in der genannten Steri­ lisiervorrichtung ein Aufnahmesitz in der Sterilisierkammer vorgesehen sein, in den ein Basisabschnitt eines Handstückes luftdicht eingesetzt werden kann, wobei in dem Aufnahmesitz eine zur Verbindung mit der Verbindungsbohrung in dem Hand­ stück ausgebildete Verbindungsbohrung gebildet ist, die mit einem Auslaßschaltventil verbunden ist, wobei ein Auslaß des Auslaßschaltventils mit der Außenatmosphäre durch die Ozon­ beseitigungseinrichtung in Verbindung steht und der andere Auslaß dieses Auslaßschaltventils mit einer Einlaßseite der Ozoneinrichtung durch eine Zirkulationspumpe in Verbindung steht, wodurch es möglich gemacht wird, das in die Sterili­ sierkammer eingebrachte ozonisierte Sauerstoffgas durch das Innere der Verbindungsbohrung in dem Handstück an die Außen­ atmosphäre auszuführen oder es zu dem Einlaß der Ozonerzeu­ gungseinrichtung zu führen, um es hierdurch zirkulieren zu lassen.

Beim Betrieb wird ein zahnärztliches Handstück in eine Ste­ rilisierkammer eingebracht, nachdem seine Oberfläche vorher in einen feuchten Zustand gebracht wurde, indem es mit Sani­ tärbaumwolle oder einem feuchten Papiertaschentuch abge­ wischt wurde; eine Tür der Kammer wird geschlossen, von einer Sauerstoffquelle zugeführter Sauerstoff wird durch eine Ozoneinrichtung geführt, um ozonangereichertes Sauer­ stoffgas mit einer Ozonkonzentration von mindestens 10000 ppm, vorzugsweise 15000 ppm, zu erzeugen. Nachdem dieses erzeugte ozonangereicherte Sauerstoffgas auf eine Temperatur im Bereich von etwa 30 bis etwa 70°C aufgeheizt wurde, vorzugsweise auf eine Temperatur in der Nähe von etwa 50°C, wird es in die Sterilisierkammer eingebracht, und dann wird dieses Gas über eine Ozonbeseitigungseinrichtung zur Außenseite entlassen, wodurch Luft innerhalb der Steri­ lisierkammer vollständig durch das ozonangereicherte Sauer­ stoffgas ersetzt wird. Während dieser Zeit verdampft ein Teil von auf der Oberfläche des Handstücks und auf der inne­ ren Oberfläche von dessen Luftverbindungsbohrung haftender Wasserfilm; Ozon wird auf der Oberfläche adsorbiert, was zur Bildung einer Ozon-Wasser-Oberflächenschicht und zum Anstieg der Temperatur des Wasserfilms führt, und das Aufblasen und Befeuchten der Schale einer Zellmembran von Bakterien, die in dem Wasserfilm existieren, kann beginnen. Anschließend, während das erwähnte ozonangereicherte Oxygengas am Einlaß der Sterilisierkammer aufgeheizt wird, wird es durch die Ozoneinrichtung und die Sterilisierkammer zirkuliert, um die Ozonkonzentration des ozonangereicherten Sauerstoffgases innerhalb der Sterilisierkammer auf etwa mindestens 20000 ppm, vorzugsweise 30000 ppm oder höher, zu vergrö­ ßern. Dann wird eine Ozon-Wasser-Oberflächenschicht mit einer weiter hohen Konzentration mit Hilfe des hochkon­ zentrierten Ozongases gebildet, so daß bei Fortschreiten des Trocknungsprozesses des Wasserfilms diese Ozon-Wasser-Ober­ flächenschicht in Kontakt mit allen Bakterien gelangt, die an der Oberfläche des Handstücks und an der inneren Oberflä­ che der darin angeordneten Luftverbindungsbohrung ausgesetzt werden. Das Gas dringt in das Innere der Zelle des Bakte­ riums ein, nachdem es durch die äußere Schale in einem auf­ geblasenen und befeuchteten Zustand durchgedrungen ist, und es sterilisiert alle Bakterien sicher. Nachdem dieser Steri­ lierungsvorgang beendet wurde, wird die Ozonerzeugungsein­ richtung stillgelegt, die Sterilisierkammer mit der Ozonbe­ seitigungseinrichtung in Verbindung gebracht, und anschlie­ ßend wird das ozonangereicherte Sauerstoffgas nach Beendi­ gung der Sterilisierung in der Sterilisierkammer durch die Ozonbeseitigungseinrichtung, einen Ozonsensor und die Steri­ lisierkammer durch irgendeine geeignete Methode zirkuliert, beispielsweise durch Antrieb einer Zirkulationspumpe o.dgl.. Während dieser Zeit wird in der Ozonbeseitigungseinrichtung das Ozongas durch Zersetzen des Ozongases durch Heizen oder durch einen Katalysator beseitigt, oder durch Adsorption des Ozongases durch ein Adsorptionsmittel; die Menge an Restozon wird von dem Ozonsensor festgestellt, das Ozongas in der Sterilisierkammer mit einer hohen Konzentration wird durch Ozongas mit einer niedrigen Konzentration an dem stromab­ wärts liegenden Ende der Ozonbeseitigungseinrichtung durch eine Spülwirkung ersetzt, und die Konzentration wird konti­ nuierlich abgesenkt. Nachdem von dem Ozonmonitor bestätigt ist, daß die Konzentration so niedrig ist, daß das Ozon für menschliche Körper harmlos ist, wird die Tür der Sterili­ sierkammer geöffnet und das sterilisierte Handstück zur wei­ teren Behandlung eines Patienten entnommen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Gasströmungsschaltungsdiagramm in einer Sterilisierungsvorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Sterilisierungsverfah­ rens;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils eines Handstückes in der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung;

Fig. 5, 6 bzw. 7 vergrößerte Querschnitte eines Bakteriums;

Fig. 8 ein Gasströmungsschaltungsdiagramm einer wei­ teren bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Sterilisiervorrichtung.

Fig. 1 bis 3 stellen eine Sterilisiervorrichtung zum Durch­ führen des erfindungsgemäßen Sterilisierverfahrens dar. In einer Sterilisierkammer 1 sind Basisabschnitte 21 c von Hand­ stücken 21 luftdicht in Aufnahmesitzen 25 zur Unterbringung in der Kammer 1 eingepaßt, und ein Deckel 2 ist abdichtend geschlossen. Die Handstücke 21 werden in einem Zustand ge­ halten, in dem sie durch einen an ihnen haftenden Wasserfilm befeuchtet sind, nachdem Speichel, Blut o.dgl. eines Patien­ ten mit angefeuchtetem Zellstoff, Sanitärbaumwolle, ange­ feuchteten Papiertüchern o.dgl. abgewischt wurden. Der Auf­ nahmesitz 25 weist eine Verbindungsbohrung 25 a auf und steht mit einer Ansaugleitung 27 in Verbindung, die mit einem Ein­ laß 7 b eines Ozonerzeugungsgerätes 7 über ein Ventil 17 und eine Zirkulationspumpe 16 in Verbindung steht und mit einem Einlaß 11 a einer Ozonbeseitigungseinrichtung 11 über ein Ventil 34 in Verbindung steht. Zusätzlich ist die Ansauglei­ tung 27 weiterhin mit einem Auslaß 11 b der Ozonbeseitigungs­ einrichtung 11 über ein Ventil 41, eine Zirkulationspumpe 38, eine Ozonüberwachungseinrichtung 37 und ein Ventil 33 verbunden.

Die Sterilisierkammer ist weiterhin mit einem weiteren Gas­ einlaß 13 versehen, der mit einem Auslaß 38 a der Zirkula­ tionspumpe 38 über ein Ventil 39 verbunden ist, und die Ste­ rilisierkammer ist weiterhin mit einem weiteren Gasauslaß 14 versehen, der mit einem Einlaß 16 a der Zirkulationspumpe 16 über ein Ventil 15 verbunden ist. Das Bezugszeichen 40 be­ zeichnet einen Lüfter zum Kühlen der Ozonerzeugungseinrich­ tung 7.

Zunächst werden die Ventile 4 und 5 geöffnet, um von einer Sauerstoffquelle 6, beispielsweise einer Sauerstoffflasche, zugeführtes Sauerstoffgas durch die Ozoneinrichtung 7 zur Erzeugung von ozonangereichertem Sauerstoffgas mit einer Ozonkonzentration von mindestens 10000 ppm hindurchgelangen zu lassen. Anschließend wird das erzeugte ozonangereicherte Sauerstoffgas in einer Heizeinrichtung 8 erhitzt und das erhitzte Gas in die Sterilisierkammer 1 durch einen Gasein­ laß 3 eingebracht, der an einer Seite der Sterilisierkam­ mer 1 vorgesehen ist. Das Gas gelangt durch die Sterilisier­ kammer 1 und anschließend durch eine Gasauslaßöffnung 9, die an der anderen Seite der Sterilisierkammer 1 vorgesehen ist. Nachdem das Gas durch ein mit der Gasauslaßöffnung 9 verbun­ denes Auslaßventil 10, die Ozonbeseitigungseinrichtung 11 und ein Ventil 12 hindurchgegangen ist, wird Sauerstoffgas, dessen Ozonanteil entfernt wurde, in die Atmosphäre in der Richtung des Pfeils A 12 entlassen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Ventile 15, 17, 33, 34, 39 und 41 geschlossen.

Auf diese Weise wird in der Sterilisierkammer enthaltene Luft durch ozonangereichertes Oxygengas ersetzt.

Während dieser Periode wird ein auf der Oberfläche des Hand­ stücks 21 haftender Wasserfilm 23 durch das aufgeheizte ozonangereicherte Sauerstoffgas verdampft, das durch die Sterilisierkammer 1 hindurchgeht. Die Dicke der Wasserfilm­ schicht wird um Δ d von der Dicke Δ d + d verringert und bis auf d verdünnt, siehe Fig. 4.

Durch diesen Vorgang absorbiert eine Oberflächenschicht 30 des Wasserfilms 23 Ozon und es bildet sich hier eine dünne Ozon-Wasser-Schicht 31 mit einem starken Sterilisiervermö­ gen, jedoch tritt in ihrer inneren Wasserschicht 32 ein Ein­ dringen von Ozon nicht auf, und, da dort eine Ozon-Wasser- Mischung nicht erzeugt wird, ist dort auch keine Sterili­ sierwirkung durch Ozon vorhanden. Dementsprechend werden zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens Bakterien 24 in dem größten Teil der inneren Wasserschicht 32, mit Ausnahme des Teils der Oberflächenschicht 30, keiner Sterilisierwirkung unter­ worfen.

Jedoch erhöht sich die Temperatur des Wasserfilms 23 als Ergebnis der Berührung mit dem aufgeheizten ozonangereicher­ ten Sauerstoffgas, und infolgedessen wird die Zellmembran des Bakteriums in befeuchtetem Zustand aufgeheizt, was zu einem Aufblasen und Befeuchten der Schale des Bakteriums führt, so daß Ozon in der Mischung aus Ozon und Wasser leicht durch Durchdringen der Schale in das Innere eindrin­ gen kann.

Anschließend wird das Ventil 34 geöffnet und das Ventil 10 geschlossen. Nun dringt das in die Sterilisierkammer 1 ein­ geführte aufgeheizte ozonangereicherte Sauerstoffgas durch einen Kopf 21 a des Handstückes 21 in eine darin angebrachte Luftverbindungsbohrung 21, von dort gelangt es durch die oben beschriebene Verbindungsbohrung 25 a, die Absaugleitung 27, das Ventil 34 und die Ozonbeseitigungseinrichtung 11 und wird in die äußere Atmosphäre nach Entfernung des Ozonan­ teils entlassen. Während dieser Periode tritt für den an der inneren Oberfläche der Verbindungsbohrung anhaftenden Was­ serfilm und Bakterien in dem Wasserfilm, ähnlich zu dem oben beschriebenen Vorgang, eine teilweise Verdampfung des Was­ serfilms, eine Bildung einer Wasseroberflächenschicht und ein Aufblasen und Befeuchten einer Schale der Bakterienzell­ membran auf.

Anschließend wird die Tätigkeit des Öffnens des Ventils 10 und Schließens des Ventils 34 und die Tätigkeit des Öffnens des Ventils 34 und Schließen des Ventils 10 wiederholt, und so wird die Ersetzung von Luft innerhalb der Sterilisie­ rungskammer durch ozonangereichertes Sauerstoffgas vervoll­ ständigt.

Anschließend wird durch Schließen der Ventile 5, 17, 10 und 34 und Öffnen des Ventils 15 das ozonangereicherte Sauer­ stoffgas innerhalb der Sterilisierkammer 11 durch das Ventil 15, die Zirkulationspumpe 16, die Ozonerzeugungseinrich­ tung 7, das Ventil 4 und die Heizeinrichtung 8 in die Kam­ mer 1 von dessen Gaseinlaßöffnung 3 zurückgeführt und da­ durch in Zirkulation gebracht.

Dann wird bei geöffnetem Ventil 17 und geschlossenem Ventil 15 das oben beschriebene ozonangereicherte Sauerstoffgas veranlaßt, durch die innere Verbindungsbohrung 21 b des Hand­ stückes 2 zu gelangen, und anschließend wird es durch das Ventil 17, die Zirkulationspumpe 16, die Ozonerzeugungsein­ richtung 7, das Ventil 4 und die Heizeinrichtung 8 in die Sterilisierkammer 1 durch deren Gaseinlaß 3 zurückgeführt und dadurch in Zirkulation gebracht, und anschließend wird die Tätigkeit des abwechselnden Öffnens und Schließens des Ventils 15 bzw. 17 wiederholt. Auf diese Weise wird das ozonangereicherte Sauerstoffgas zur Sterilisationsverwendung durch die Sterilisierkammer 1, die Verbindungsbohrung 21 b und die Ozonerzeugungseinrichtung 7 zirkuliert. Während die­ ser Periode wird die Ozonkonzentration des ozonangereicher­ ten Sauerstoffgases innerhalb der Sterilisierkammer 1 bis auf mindestens 20000 ppm, vorzugsweise 30000 ppm oder mehr verdichtet, und dieses hochkonzentrierte Ozongas in Kontakt mit der Oberfläche der Wasserfilme gebracht, die auf der äußeren Oberfläche des oben beschriebenen Handstückes 21 und der inneren Oberfläche von dessen Verbindungsbohrung haften. Durch starke Vergrößerung der Ozonkonzentration der die Oberflächenschicht bildenden Ozonwasserschicht läßt sich das Sterilisiervermögen der Ozon-Wasser-Schicht stark vergrö­ ßern. Dann werden, wenn der Wasserfilm verdampft, Bakterien 24 in dem Wasserfilm nach und nach ausgesetzt, und zu diesem Zeitpunkt gelangt die oben erwähnte Ozon-Wasser-Schicht in direkten Kontakt mit den so ausgesetzten Bakterien 24. Zu diesem Zeitpunkt sind in feuchtem Zustand die Bakterien wei­ ter aufgeblasen und durchfeuchtet, aufgrund der durch das Ozongas aufrechterhaltenen Temperatur, und unter solchen Bedingungen dringt das hochkonzentrierte Ozon außerordent­ lich wirksam durch die Zellmembran und in das Innere des Bakteriums ein und kann daher die Bakterien vollständig ste­ rilisieren.

Die Sterilisierungszustände innerhalb der Sterilisierkammer zu diesem Zeitpunkt sind in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Bakteriums 24 in getrocknetem Zustand und als Beispiel ist eine Spore eines Heubazillus (Bacillus subtilis) dargestellt. Eine einen Außenabschnitt eines Protoplasmas 28 der Zelle bilden­ den Zellmembran ist aus einer Schale 26 aufgebaut, die eine außerordentlich dichte biologische Struktur bildet, so daß, selbst wenn ein Ozonmolekül 20 in Kontakt mit seiner Ober­ fläche gelangt, es das Protoplasma 28 nicht erreichen kann, da es von der Schale 26 abgefangen wird, und daher auch nicht sterilisieren kann.

Fig. 6 zeigt einen Zustand der Schale 26, die durch Anwen­ dung von erhitztem Ozongas in einem feuchten Zustand durch­ feuchtet und aufgeblasen ist. Zu diesem Augenblick kann ein Ozonmolekül 20 an der Außenseite der Schale 26 leicht in die Schale 26 eindringen, und die Reaktionsgeschwindigkeit zum Oxidieren der Schale 26 ist ebenfalls sehr groß, so daß eine Durchdringungsbohrung 26 a in einer kurzen Zeitdauer gebildet wird und das Molekül 20 durch die Bohrung 26 a hindurch ge­ langt und das Protoplasma 28 erreicht und dieses unmittelbar und vollständig sterilisieren kann.

Fig. 7 zeigt einen Zustand eines sterilisierten Bakteriums 24, bei dem, wie mit Hilfe eines Elektronenmikroskops bewie­ sen werden kann, ein Teil 28 a des Protoplasmas 28 aus der Oberfläche der Schale 26 durch das obengenannte Durchdrin­ gungsloch 26 a herausgeschoben wurde.

Nachdem die Sterilisierung der äußeren Oberfläche des Hand­ stückes 21 und der inneren Oberfläche von dessen Verbin­ dungsbohrung in der oben beschriebenen Art und Weise beendet ist, wird der Betrieb der Ozonerzeugungseinrichtung 7, der Zirkulationspumpe 16 und der Heizeinrichtung 8 angehalten, werden die Ventile 4, 12, 15, 17 und 34 geschlossen, die Ventile 10, 33, 39 und 41 geöffnet, und wird die Zirkula­ tionspumpe 38 in Betrieb gesetzt. Dann wird das hochozonan­ gereicherte Oxygengas in der Sterilisierungskammer 1 und innerhalb der Verbindungsbohrung 21 b des Handstückes 21 durch die Auslaßöffnung 9, das Ventil 10, die Ozonbeseiti­ gungseinrichtung 11, das Ventil 33, die Ozonüberwachung 37, die Zirkulationspumpe 38, das Ventil 39 und den Gaseinlaß 13 zirkuliert, und ebenso durch das Ventil 41, die Ansauglei­ tung 27 und die Verbindungsbohrung 21 b, und kehrt in die Sterilisierkammer 1 zurück. Während dieser Periode wird die Ozonkonzentration des zirkulierten Gases durch die Wirkung der Ozonbeseitigungseinrichtung 11 schnell verringert.

Wenn diese Ozonkonzentration soweit reduziert wurde, daß sie für menschliche Körper harmlos wird, wird dies von der Ozon­ überwachungseinrichtung 37 bestätigt. Dann wird der Deckel 2 der Sterilisierkammer 1 geöffnet und die darin untergebrach­ ten Handstücke 21 zur Benutzung herausgenommen.

In der oben beschriebenen Ozonerzeugungseinrichtung 7, siehe Fig. 2 und 3, ist eine ebene dielektrische Elektrode 46 in einem zylindrischen dielektrischen Körper 45 eingesetzt, sind drahtförmige Koronaentladungselektroden 47 an der inne­ ren Oberfläche des zylindrischen dielektrischen Körpers 45 angeordnet und ist eine Hochfrequenz-Hochspannungsleistungs­ versorgung 48 zwischen den jeweiligen Elektroden 46 und 47 verbunden. Beim Betrieb wird eine Hochfrequenz-Hochspannung zwischen diesen Elektroden 46 und 47 angelegt und dadurch eine Kriechentladung 49 an der Oberfläche des zylindrischen dielektrischen Körpers 45 auf der Seite der drahtförmigen Koronaentladungselektrode 47 erzeugt, und das durch den Ein­ laß 7 b eingelassene Sauerstoffgas wird in Ozon umgewandelt.

Indem die Ozonerzeugungseinrichtung 7 mit Hilfe eines Kühl­ gebläses 40, siehe Fig. 1, gekühlt wird, läßt sich die Ozon­ erzeugungswirksamkeit der ozonerzeugenden Einrichtung 7 ver­ bessern.

Eine Sterilisiervorrichtung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, bildet eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung, in der eine Sterilisierkammer 1 und eine Druck­ kammer 44 eines druckvibrierenden Gerätes 43 miteinander durch eine Verbindungsleitung 29 in Verbindung stehen. In dem druckvibrierenden Gerät 43 ist ein Kolben 31 gleitend in einem Zylinder 30 eingepaßt. Der Kolben 31 und eine Kurbel­ welle 42 sind über eine Verbindungsstange 32 und einen Kur­ belarm 35 miteinander verbunden, wobei die Kurbelwelle 42 mit Hilfe eines Elektromotors o.dgl. in Drehung versetzt wird. Dadurch wird eine durch Hin- und Hergehen des Kolbens 31 in dem Zylinder 30 verursachte Druckvariation in der Druckkammer 44 in die Sterilisierkammer 1 durch die Verbin­ dungsleitung 29 als Vibrationskraft übertragen.

Wenn alle Ventile 4, 10, 39 und 15, die mit der Sterilisier­ kammer 1 verbunden sind, geschlossen sind und ozonangerei­ chertes Sauerstoffgas in der Sterilisierkammer 1 enthalten ist, läßt sich der Druck des ozonangereicherten Oxygengases innerhalb der Sterilisierkammer 1 durch die oben erwähnte Vibrationskraft vibrieren. Infolgedessen wird ein zu steri­ lisierender Gegenstand 18 auf einem Drahtnetz 19, der vorher abgedichtet in die Sterilisierkammer 1 eingebracht ist, wie­ derholt einem zunehmenden und abnehmenden Druck unterworfen, wodurch das ozonangereicherte Sauerstoffgas in das Innere und selbst die Zwischenräume des zu sterilisierenden Gegen­ standes tief eindringt und wieder herausgezogen wird, und es kann daher die dort existierenden Bakterien vollständig ste­ rilisieren.

Insbesondere soll das oben beschriebene Druckvibrationsgerät 43 nicht auf die oben beschriebene Konstruktion beschränkt sein, die aus einem Zylinder 30 und einem Kolben 31 besteht, sondern anstelle dieser Konstruktion könnte auch eine Kom­ bination eines herkömmlichen Diaphragmas mit Kontraktions- und Ausdehnungsmitteln dafür verwendet werden, beispielswei­ se die Anordnung der Kurbelwelle 42, des Kurbelarms 35, der Verbindungsstange 32 und des Elektromotors, wobei der Zylin­ der 30 durch Führungsstangen für den Kolben 31 ersetzt wer­ den könnte. In diesem Beispiel ist ein Öffnungsabschnitt des Diaphragmas an dem Verbindungsrohr 29 befestigt und sein anderes Ende an einem dem Kolben 31 entsprechenden Schlit­ tenabschnitt befestigt.

Es ist zu beachten, daß bei den bei der Ausführungsform in Fig. 8 verwendeten Bezugszeichen die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 1 Komponenten-Teile bezeichnen, die die gleichen Namen und die gleichen Funktionen aufweisen, so daß eine weitere Erklärung ausgelassen wird. Diese Erklärung ergibt sich jedoch aus der obigen Beschreibung der Ausfüh­ rungsform der Fig. 1.

Die Erfindung ist, wie sie oben beschrieben wurde, und da eine Sauerstoffquelle und eine ozonerzeugende Einrichtung mit Leitungen mit einer Sterilisierkammer über eine Heizein­ richtung verbunden sind, läßt sich trockenes, erhitztes, ozonangereichertes Sauerstoffgas in die Sterilisierkammer einbringen. Wenn ein in feuchtem Zustand gehaltenes Hand­ stück in die Sterilisierkammer eingebracht wurde, bildet sich während des Ersetzungsvorganges der ursprünglichen Luft in der Sterilisierkammer durch das ozonangereicherte Sauer­ stoffgas eine Ozon-Wasser-Schicht mit einem starken Sterili­ siervermögen anfangs in dem Oberflächenabschnitt einer Was­ serschicht, die auf der Oberfläche des Handstücks haftet, sowie auf der inneren Oberfläche von dessen Verbindungsboh­ rung, worauf ein Sterilisiervorgang gestartet wird. Auch eine Zellmembran oder eine äußere Schale an der Oberfläche eines Bakteriums kann in einen feuchten und aufgeblasenen Zustand gebracht werden, in dem sich das Bakterium leicht sterilisieren läßt.

Da das ozonangereicherte Sauerstoffgas, das in der Ozonein­ richtung erzeugt wird, durch das Innere der Sterilisierkam­ mer, das Innere der Verbindungsbohrung in dem Handstück und die ozonerzeugende Einrichtung zirkuliert wird, während es insbesondere in dem nächsten Schritt des Verfahrens geheizt wird, wird der anhaftende Wasserfilm verdampft, während die Ozonkonzentration der obengenannten Ozon-Wasser-Oberflächen­ schicht weiter vergrößert wird. Dadurch wird das Aufblasen und Befeuchten der äußeren Schale des Bakteriums weiter ge­ fördert und während die Bakterien in Übereinstimmung mit der Verdampfung des Wasserfilms weiter dem Ozon ausgesetzt wer­ den, wird die das starke Sterilisiervermögen aufweisende Ozon-Wasser-Schicht veranlaßt, auf alle Bakterien einzuwir­ ken, und kann sie vollständig sterilisieren. Mit anderen Worten, die hochkonzentrierten Ozonmoleküle in der Ozon-Was­ ser-Oberflächenschicht können in die äußere Schale des Bakteriums, das in befeuchtetem Zustand aufgeblasen und be­ feuchtet wurde, leicht eindringen und eine Durchdringungs­ bohrung in der äußeren Schale durch eine Oxydationsreaktion bilden, wonach das Ozon leicht bis zu dem Protoplasma des Bakteriums vordringen kann, so daß dadurch die Bakterien in kurzer Zeit sterilisiert werden können.

Weiterhin hat die vorliegende Erfindung weitere Vorteile. Da die Sterilisierkammer, die Verbindungsbohrung des Hand­ stückes und die Ozonbeseitigungseinrichtung durch Leitungen so miteinander verbunden sind, daß nach Vervollständigung eines Sterilisiervorgangs das ozonangereicherte Sauerstoff­ gas mit noch Restozon hoher Konzentration zirkuliert werden kann, kann durch Wiederholung dieser Zirkulation jedesmal Ozon, das noch für menschliche Körper gefährlich ist, in Sauerstoff in der Ozonbeseitigungseinrichtung zerlegt wer­ den. Wenn man anschließend den Deckel der Sterilisierkammer öffnet und das Handstück aus der Kammer herausnimmt, besteht daher keine Gefahr mehr für menschliche Körper und die Vor­ richtung ist sicher, da Ozongas aus dem Inneren der Sterili­ sierkammer nicht in die Umgebungsatmosphäre gelangt. Da es möglich ist, den Deckel zu öffnen und die sterilisierten Instrumente herauszunehmen, nachdem von einer Ozonüberwa­ chungsanlage bestätigt wurde, daß die Ozongaskonzentration ausreichend abgesenkt wurde, indem der Ozonmonitor mit der Ozonbeseitigungsanlage verbunden ist, besteht keine Gefahr, daß Ozongas aus der Sterilisierkammer in die Umgebungsatmos­ phäre fließt und menschliche Körper schädigt, wenn der Deckel geöffnet wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Sterilisieren von Gegenständen, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
die zu sterilisierenden Gegenstände werden in feuchtem Zustand in einer Sterilisierkammer untergebracht und luftdicht abgeschlossen;
in einer mit der Sterilisierkammer verbundenen ozoner­ zeugenden Einrichtung wird hochkonzentriert ozonange­ reichertes Sauerstoffgas erzeugt, aufgeheizt und in die Sterilisierkammer hinein- und durch sie hindurchgelei­ tet, um an der Oberfläche der zu sterilisierenden Ge­ genstände anhaftende Feuchtigkeit teilweise zu ver­ dampfen, während der Inhalt der Sterilisierkammer von dem hochkonzentrierten ozonangereicherten Oxygengas ersetzt wird;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird durch die Sterilisierkammer und die ozonerzeugende Einrichtung zirkuliert;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird an dem Einlaß der Sterilisierkammer aufgeheizt, wenn es zirkuliert, um dadurch seine Ozonkonzentration weiter zu vergrößern;
an der Oberfläche der zu sterilisierenden Gegenstände anhaftende Feuchtigkeit wird verdampft, während es auf­ geheizt wird, wodurch eine hochkonzentrierte Ozon-Was­ ser-Schicht an der Oberfläche einer Wasserschicht ge­ bildet wird, die an der Oberfläche der zu sterilisie­ renden Gegenstände haftet, als Ergebnis des Kontakts mit dem hochkonzentriert ozonangereicherten Sauerstoff­ gas;
gleichzeitig wird eine Zellmembran eines auf der Ober­ fläche der zu sterilisierenden Gegenstände anhaftenden Bakteriums in einen aufgeblasenen und feuchten Zustand gebracht, während aufgeheizt und die anhaftende Feuch­ tigkeit verdampft wird; und während des Verdampfens der Feuchtigkeit wird die hochkonzentrierte Ozon-Wasser- Schicht in Kontakt mit den aufgeblasenen und be­ feuchteten Bakterien gebracht und wirkt auf diese ein, die während dieses Verfahrensschrittes freigelegt wer­ den, um die Bakterien in aufgeblasenem und befeuchtetem Zustand vollständig zu sterilisieren.

2. Verfahren zum Sterilisieren von Handstücken, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
die Handstücke werden in feuchtem Zustand in einer Sterilisierkammer untergebracht und luftdicht abge­ schlossen;
in einer mit der Sterilisierkammer verbundenen ozoner­ zeugenden Einrichtung wird hochkonzentriert ozonange­ reichertes Sauerstoffgas erzeugt, aufgeheizt und in die Sterilisierkammer hinein- und durch sie hindurchgelei­ tet, um an der Oberfläche der zu sterilisierenden Ge­ genstände anhaftende Feuchtigkeit teilweise zu ver­ dampfen, während der Inhalt der Sterilisierkammer von dem hochkonzentrierten ozonangereicherten Oxygengas ersetzt wird;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird durch die Sterilisierkammer und die ozonerzeugende Einrichtung zirkuliert;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird an dem Einlaß der Sterilisierkammer aufgeheizt, wenn es zirkuliert, um dadurch seine Ozonkonzentration weiter zu vergrößern;
an der Oberfläche der Handstücke anhaftende Feuchtig­ keit wird verdampft, während es aufgeheizt wird, wo­ durch eine hochkonzentrierte Ozon-Wasser-Schicht an der Oberfläche einer Wasserschicht gebildet wird, die an der Oberfläche der Handstücke haftet, als Ergebnis des Kontakts mit dem hochkonzentriert ozonangereicherten Sauerstoffgas;
gleichzeitig wird eine Zellmembran eines auf der Ober­ fläche der Handstücke anhaftenden Bakteriums in einen aufgeblasenen und feuchten Zustand gebracht, während aufgeheizt und die anhaftende Feuchtigkeit verdampft wird; und während des Verdampfens der Feuchtigkeit wird die hochkonzentrierte Ozon-Wasser-Schicht in Kon­ takt mit den aufgeblasenen und befeuchteten Bakterien gebracht und wirkt auf diese ein, die während dieses Verfahrensschrittes freigelegt werden, um die Bakterien in aufgeblasenem und befeuchtetem Zustand vollständig zu sterilisieren.

3. Verfahren zum Sterilisieren eines Handstückes für zahn­ medizinischen Gebrauch, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
das Handstück wird in feuchtem Zustand in einer Steri­ lisierkammer untergebracht und luftdicht abgeschlossen;
in einer mit der Sterilisierkammer verbundenen ozoner­ zeugenden Einrichtung wird hochkonzentriert ozonange­ reichertes Sauerstoffgas erzeugt, aufgeheizt und in die Sterilisierkammer hinein- und durch sie und längs einer inneren Oberfläche einer Verbindungsbohrung in dem Handstück hindurchgeleitet, um an der Oberfläche des Handstücks und an der inneren Oberfläche anhaftende Feuchtigkeit teilweise zu verdampfen, während der In­ halt der Sterilisierkammer von dem hochkonzentrierten ozonangereicherten Oxygengas ersetzt wird;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird durch die Sterilisierkammer und die ozonerzeugende Einrichtung und auch durch das Innere der Verbindungs­ bohrung in dem Handstück und dem Ozonisator zirkuliert;
das hochkonzentriert ozonangereicherte Sauerstoffgas wird an dem Einlaß der Sterilisierkammer aufgeheizt, wenn es zirkuliert, um dadurch seine Ozonkonzentration weiter zu vergrößern;
an der Oberfläche des Handstücks und der inneren Ober­ fläche seiner Verbindungsbohrung anhaftende Feuchtig­ keit wird verdampft, während es aufgeheizt wird, wo­ durch eine hochkonzentrierte Ozon-Wasser-Schicht an der Oberfläche einer Wasserschicht gebildet wird, die an der Oberfläche des Handstücks und der inneren Oberflä­ che seiner Verbindungsbohrung haftet, als Ergebnis des Kontakts mit dem hochkonzentriert ozonangereicherten Sauerstoffgas;
gleichzeitig wird eine Zellmembran eines auf der Ober­ fläche des Handstücks und auf der inneren Oberfläche seiner Verbindungsbohrung anhaftenden Bakteriums in einen aufgeblasenen und feuchten Zustand gebracht, wäh­ rend aufgeheizt und die anhaftende Feuchtigkeit ver­ dampft wird; und während des Verdampfens der Feuchtig­ keit wird die hochkonzentrierte Ozon-Wasser-Schicht in Kontakt mit den aufgeblasenen und befeuchteten Bakterien gebracht und wirkt auf diese ein, die während dieses Verfahrensschrittes freigelegt werden, um die Bakterien in aufgeblasenem und befeuchtetem Zustand vollständig zu sterilisieren.

4. Vorrichtung zum Sterilisieren von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sauerstoffquelle mit einer Seite einer Sterilisierkammer (1) über eine Heizein­ richtung und eine ozonerzeugende Einrichtung in Verbin­ dung bringbar ist, ein zu der Atmosphäre führendes Aus­ laßventil mit der anderen Seite der Sterilisierkammer über eine Ozonbeseitigungseinrichtung in Verbindung bringbar ist, die ozonerzeugende Einrichtung mit der Sterilisierkammer (1) derart gekoppelt ist, daß eine Zirkulation von ozonangereichertem Oxygengas durch die Heizeinrichtung, die ozonerzeugende Einrichtung und eine Zirkulationspumpe hergestellt werden kann, und die Sterilisierkammer (1), die Ozonbeseitigungseinrichtung, eine Ozonüberwachungsanlage und eine Zirkulationspumpe miteinander derart in Verbindung bringbar sind, daß die Zirkulation von ozonangereichertem Sauerstoffgas durch sie durchgeführt werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierkammer (1) mit einer Druckkammer eines Druckvibrationsgerätes in Verbindung bringbar ist.

6. Vorrichtung zum Sterilisieren eines Handstückes für zahnmedizinischen Gebrauch, insbesondere nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnahmesitz, in den ein Basisabschnitt eines Handstückes luftdicht eingesetzt werden kann, in der Sterilisierkammer vorge­ sehen ist, daß in dem Aufnahmesitz eine zur Verbindung mit der Verbindungsbohrung in dem Handstück ausgebilde­ te Verbindungsbohrung ausgebildet ist, daß die Verbin­ dungsbohrung mit einem Auslaßschaltventil verbunden ist, daß ein Auslaß des Auslaßschaltventils mit der Außenatmosphäre durch die Ozonbeseitigungseinrichtung in Verbindung bringbar und der andere Auslaß des Aus­ laßschaltventils mit einer Einlaßseite der ozonerzeu­ genden Einrichtung durch eine Zirkulationspumpe in Ver­ bindung bringbar ist, und daß es dadurch möglich ist, das in die Sterilisierkammer eingebrachte ozonangerei­ cherte Gas durch das Innere der Verbindungsbohrung in dem Handstück in die Außenatmosphäre auszulassen oder es in den Einlaß der ozonerzeugenden Einrichtung zu führen, um es dadurch zirkulieren zu lassen.