DE60111764T2

DE60111764T2 - Indikatorsysteme zur bestimmung der wirksamkeit eines sterilisationsverfahrens

Info

Publication number: DE60111764T2
Application number: DE60111764T
Authority: DE
Inventors: Judy K. Hendricks; Shaundrea L. Rechsteiner; Joel R. Gorski; Adam Lee; Roger Fiske
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2004517675A; WO2002056923A3; EP1331953B1; CA2426261A1; JP4012071B2; ATE298588T1; EP1331953A2; US6528277B1; DE60111764D1; KR20030045139A; WO2002056923A2

Description

1. EINFÜHRUNG
Diese Erfindung betrifft Indikatorsysteme, die einen Behälter aufweisen, der ein Umgebungsfühlsystem und ein das Fühlsystem von seiner Umgebung abtrennendes Aufsatzsystem enthält. Indikatorsysteme können zur Sterilisationsbestimmung in einer Vielzahl von Sterilisationsverfahren oder bei der Bestimmung der Wirksamkeit eines Umgebungstests wie eines Tests zur Luftentfernung aus einer Sterilisationskammer verwendet werden.
2. Allgemeiner Stand der Technik
Im Gesundheitswesen sowie in vielen anderen Industrien ist es nahezu immer nötig, die Wirksamkeit von Verfahren, die zum Sterilisieren von Apparaturen wie medizinischen Geräten, Instrumenten und anderen Einweg- oder Mehrweggegenständen und häufig von Abfall verwendet werden, zu überwachen. In diesen Einrichtungen ist Sterilisation allgemein als ein Verfahren zum vollständigen Zerstören aller wachstumsfähiger Mikroorganismen einschließlich Strukturen wie Viren, Sporen, Hefen und Pilzen definiert. Standardpraxis in Kliniken ist es, in eine zu sterilisierende Menge an Gegenständen einen Sterilitätsindikator einzuschließen. Die Verwendung von Sterilitätsindikatoren gewährt eine direkte und empfindliche Vorgehensweise zum Testen der Lethalität des Sterilisationsverfahrens.
Ein Standardtyp eines biologischen Sterilitätsindikators schließt eine bekannte Menge von Testmikrobensporen ein. Dieser Indikator wird in eine Sterilisationskammer gegeben und zusammen mit den zu sterilisierenden Gegenständen dem Sterilisationsverfahren ausgesetzt. Die Testorganismen, z.B. Sporen von Bacillus stearothermophilus oder B. subtiles werden für eine spezifizierte Zeitdauer unter die Vermehrung begünstigenden Bedingungen inkubiert und auf mögliches Wachstum wie Trübung im Wachstumsmedium oder die Gegenwart von bestimmten Stoffwechselprodukten jeglicher überlebender Mikroorganismen überprüft. Ein positives Wachstum, das auf die Gegenwart einer wachstumsfähigen Spore hinweist, weist darauf hin, dass das Sterilisationsverfahren zum Zerstören aller Mikroorganismen nicht ausreichend war. Während die Apparatur zum Beinhalten der Sporen fortlaufend variierte, variierte das allgemeine Sterilitätsnachweisverfahren nicht. Viele derartige Indikatoren sind in den US-Patentschriften Nr. 3,239,429; 3,440,144; 4,596,773; 4,717,661; 4,732,850 und 5,167,923 offenbart.
Am häufigsten werden Sterilitätsindikatoren in der Forschungs- und Gesundheitsindustrie verwendet. Typischerweise weisen derartige Einrichtungen beschränkte Mittel auf und müssen ihre Materialien und Instrumente innerhalb von 24 bis 48 Stunden nach der Sterilisation und häufig sofort wieder verwenden. Bei herkömmlichen Sterilitätsindikatoren ist es gewöhnlich erforderlich, dass die Mikroorganismen für eine Dauer von mindestens 2 und häufig bis zu 7 Tagen gezüchtet werden, um einen angemessenen Nachweis jeglicher überlebender Mikroorganismen zu gewährleisten. Während dieser Zeit sollten keine das Sterilisationsverfahren durchlaufenden Gegenstände verwendet werden, bis die Ergebnisse des Sporenwachstumsfähigkeitstests bestimmt wurden. Demzufolge ist häufig eine Haltedauer für den Sterilitätsnachweis erforderlich. Diese Haltedauer ist sowohl unpraktisch als auch uneffizient und folglich der Hauptnachteil aller herkömmlichen Sterilitätsindikatoren.
Die Verwendung eines Enzyms und seine anschließende Aktivität als Indikator beim Sterilitätsnachweis wurde in der US-Patentschrift Nr. 5,073,488 beschrieben.
Diese Technologie wurde durch die US-Patentschrift Nr. 5,486,459, die die Verwendung von mehreren wechselwirkenden Enzymen beschreibt, stark verbessert. Diese Technik beinhaltet das Unterziehen eines Satzes an wechselwirkenden Enzymen einem Sterilisationszyklus. Nach Beendigung des Zyklus wird der Satz mit einem Substrat, auf welches die Enzyme einwirken, inkubiert und in ein nachweisbares Produkt überführt. Ein enzymmodifiziertes Produkt kann z.B. colorimetrisch oder fluorometrisch nachgewiesen werden. Dieses Verfahren erwies sich als fehlerfrei, und die Nachweisgeschwindigkeiten sind verglichen mit Sporensystemen stark beschleunigt. Tatsächlich können endgültige Ergebnisse unter Verwendung der Technologie mit wechselwirkenden Enzymen in weniger als wenigen Minuten bestimmt werden.
Sterilitätsindikatoren werden häufig in einer speziellen Verpackung oder Umhüllungen angeordnet, um den Zustand von eingepackten Waren, die in einen Sterilisator bearbeitet werden, zu simulieren. Liegen die zu sterilisierenden Gegenstände in speziellen Umhüllungen oder Verpackungen vor, muss das Sterilisationsmittel die Umhüllungen wirksam durchdringen, um die Mikroorganismen auf dem Gegenstand zu zerstören. Zum Testen der Wirksamkeit des durch die zusätzlichen Materialien durchgehenden Sterilisationsmittels werden Sterilitätsindikatoren in Probenpackungen angeordnet. Diese Packungen behindern das Sterilisationsmittel genauso wie die Umhüllungen und stellen dadurch den Zustand von eingepackten Waren in einem Sterilisator dar.
Es gibt Internationale Standards wie die International Organization for Standardization (ISO) und die Europäischen Standards (EN), die sich mit dem Sterilisationstesten, einschließlich Dampfsterilisation befassen. Internationale Standards, die sich mit biologischen Indikatoren und Testverfahren befassen, sind in den Reihen ISO 11138 und EN 860 zu finden. Internationale Standards für die Luftentfernungstests für Vorvakuumdampfsterilisatoren, die einen chemischen Indikator in einer Testpackung aufweisen, sind in den Reihen ISO 11140 und EN 867 zu finden. Diese Packungen beinhalten den Bowie-Dick-Test und weisen ähnliche wie in AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation) ersichtliche Leistungsstandards auf, verwenden jedoch verschiedene Testverfahren.
AAMI schlug Richtlinien für Indikatoren enthaltende Probenpackungen vor, die durch Klinikangestellte zusammengebaut werden müssen, um den Zustand von eingepackten Waren in einem Dampf- oder Ethylenoxidsterilisator zu simulieren. Materialien, die für eine AAMI-Probenpackung für einen Dampfsterilisator erforderlich sind, weisen sechzehn frisch gewaschene Gewebetücher, Autoklavenband und Sterilitätsindikatoren auf. In einem Verfahren wird jedes Tuch längs gedrittelt und dann in der Breite halbiert gefaltet. Die Tücher werden übereinander angeordnet, wobei die Faltungen einander gegenüberliegen. Sterilitätsindikatoren werden zwischen dem achten und dem neunten Tuch angeordnet und die Packung mit Autoklavenband befestigt. Die AAMI-Dampfprobenpackung wird für eine geeignete Zeitdauer in einem Dampfautoklaven angeordnet. Nach Beendigung eines Zyklus werden die Indikatoren bearbeitet, um zu bestimmen, ob das Sterilisationsverfahren zum Inaktivieren der in der Packung verborgenen Indikatoren ausreichend war.
Im Falle einer Ethylenoxidsterilisation empfiehlt AAMI das derartige Anordnen eines Sterilitätsindikators in einer Kunststoffspritze, dass der Kolben den Indikator nicht berührt. In diesem Fall ist das Nadelende der Spritze offen. Zwei derartige Spritzen werden in der Mitte eines Stapels aus gefalteten Tüchern angeordnet, und der Stapel wird in ein einzelnes Tuch eingepackt. Für eine Routineüberwachung können die Spritze und der Indikator in einem einzelnen Tuch eingepackt und in einem Schälbeutel angeordnet werden.
Tests werden auch durchgeführt, um die Wirksamkeit von Luftentfernung in einem Vorvakuumdampfsterilisator zu bewerten. Vorvakuumdampfsterilisatoren werden zum Minimieren der Menge an in der Sterilisationskammer vorliegender Luft verwendet, wodurch die Durchdringung des Dampfes in poröse Beschickungen verbessert wird. Ein Vorvakuumsterilisatorluftentfernungstest ist auch als Bowie-Dick-Test oder Vorvakuumsterilisatorrestlufttest bekannt.
AAMI-Richtlinien für die Bowie-Dick-Testpackung geben an, dass die Standardpackung unter Verwendung von gefalteten Baumwolloperationstüchern hergestellt wird. Mehrere Tücher werden gefaltet, um einen Stapel mit einer Höhe von 10 bis 11 Zoll mit einem rechtwinkligen Saum von 9 bis 12 Zoll zu bilden. Eine Bowie-Dick-Testlage, die ein Muster aus einer chemischen Indikatortinte oder einem Indikatortyp auf einer porösen Lage aufweist, wird in der Mitte der Packung angeordnet. Die Packung wird in eine einzelne Baumwollumhüllung eingepackt und in einem Vorvakuumdampfsterilisator bearbeitet. Das Akzeptanzkriterium ist, dass die Testlage oder das Band nach der Bearbeitung gleichmäßig nachdunkelt. Mit anderen Worten verändert die chemische Indikatortinte durch Einwirkung von Dampf die Farbe, und zeigt die gesamte Lage eine gleichmäßige Farbänderung, lag keine Restluft zum Behindern des Dampfes vor.
AAMI-Richtlinien geben an, dass anstelle der AAMI-Probenpackungen und des Bowie-Dick-Tests andere Vorrichtungen verwendet werden können, wenn sie gleichwertige Ergebnisse für die AAMI-Packungen bereitstellen. Der Einschluss von Sterilitätsindikatoren in verschiedene faserartige Materialien, die zu Textilien wie den in den AAMI- Probenpackungen verwendeten Tüchern analog sind, wurde in den US-Patentschriften Nr. 5,200,147; 5,252,484 und 5,223,401 vorgeschlagen. Packungen, in welchen ein Sterilitätsindikator zum Ersatz von einigen der Tüchern von porösem Material umgeben ist, sind in der US-Patentschrift Nr. 4,692,307 beschrieben.
3. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bewältigt die mit den gegenwärtigen Strategien und Aufbauten verbundenen Probleme und Nachteile und stellt neue Verfahren und Testindikatoren zum Bestimmen der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens oder Messen eines Parameters des Sterilisationsverfahrens bereit. Die vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche gekennzeichnet.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft Testindikatoren, die ein biologisches Material enthalten, das durch einen Aufsatz von der Sterilisatorumgebung getrennt ist. Zusätzlich kann der Aufsatz eine oder mehrere Lochblenden aufweisen, um den Zugang des Sterilisationsmediums zu dem biologischen Material zu regulieren, während verhindert wird, dass jegliches biologische Material von dem Testindikator verdrängt wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Aufsatz einen sterilisationsmitteldurchlässigen Einsatz wie ein Sieb, eine Membran oder ein Maschengebilde, aufweisen, der eine oder mehrere Lochblenden bedeckt. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Aufsatz mindestens ein herausragendes Element aufweisen, um die Mobilisierung von biologischem Material im Testindikator zu verhindern.
In noch einer anderen Ausführungsform kann der Sterilitätsindikator einen modifizierten Aufsatz und ein komprimiertes, gasdurchlässiges Material oder ein komprimiertes, gasdurchlässiges Material ohne einen Aufsatz aufweisen. Das komprimierte Material reguliert den Zugang des Sterilisationsmediums zu dem biologischen Material in einem Testindikator. Das komprimierte, gasdurchlässige Material kann wie in der Patentanmeldung Nr. 09/184,352 und in der US-Patentschrift Nr. 5,870,885 beschrieben geformt und in einen Testindikator eingesetzt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Testindikator zum Bestimmen der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens. Testindikatoren weisen einen Außenbehälter mit flüssigkeitsundurchlässigen und im Wesentlichen Gas nicht absorbierenden Wänden, wobei mindestens eine Öffnung in eine Kammer reicht, die eine oder mehrere Komponenten eines wechselwirkenden Enzymsystems enthält, und eine flüssigkeitsundurchlässige oder flüssigkeitshalbdurchlässige gasdurchlässige Schranke zwischen den Komponenten und der Öffnung auf. Diese Komponenten können an einem festen Träger fixiert oder in einer nicht wässrigen oder teilweise wässrigen Lösung freifließend sein. Nach der Sterilisation mischt der Anwender einfach die Komponenten im Behälter mit den übrigen Komponenten des Enzymsystems. Liegt Enzymaktivität vor, wechselwirken die Enzyme plus beliebige nötige Coenzyme, Cofaktoren und Katalysatoren mit dem Substrat unter Bildung eines nachweisbaren Produkts, das zum Bestimmen der Wirksamkeit des Sterilisationsverfahrens getestet werden kann.
In einer Ausführungsform können die übrigen Komponenten des Enzymsystems in einen getrennten Behälter vorliegen und durch einen Anwender aus dem getrennten Behälter in einen Testindikator überführt werden. Der Testindikator der Erfindung weist einen Aufsatz mit mindestens einem herausragenden Element auf, das eine Indikatorlösung enthält. Das mindestens eine herausragende Element kann die übrigen Komponenten des Enzymsystems, einschließlich, jedoch nicht beschränkt darauf, ein Wachstumsmedium enthalten.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren zum Bestimmen der Wirksamkeit von verschiedenen Typen von Sterilisationsverfahren. Der Testindikator besteht aus mehreren wechselwirkenden Enzymen in einem Behälter mit mindestens einer Öffnung. Die Öffnung ist entweder mit einem komprimierten zylinderförmigen Schaumeinsatz gefüllt, oder der Testindikator ist mit einem modifizierten Aufsatz bedeckt, oder eine Kombination davon. Der Testindikator ist in der Sterilisationskammer angeordnet. Der Schaumeinsatz, der modifizierte Aufsatz oder beide regulieren die in den Testindikator eintretende Menge an Sterilisationsmittel wie Dampf, Gas, Chemikalien oder Plasma, um eine Antwort zu erzielen, die mit Bakteriensporen enthaltenden Indikatoren gleichwertig ist. Nach Beendigung des Sterilisationszyklus wird der Schaumeinsatz, falls einer vorliegt, entfernt, und die übrigen Komponenten des Enzymsystems werden kombiniert. Waren die geeigneten Sterilisationsbedingungen nicht erfüllt, bleibt das wechselwirkende Enzymsystem aktiv und ein Farbprodukt bildet sich durch die Zugabe der übrigen Komponenten des Enzymsystems. Wurden die geeigneten Sterilisationsbedingungen erfüllt, zerstörte das Sterilisationsmittel Komponenten des wechselwirkenden Enzymsystems, und kein farbiges Produkt wird gebildet. Die Inaktivierung des Enzymsystems läuft parallel mit der Inaktivierung von dem Sterilisationsverfahren unterzogenen Bakteriensporen. Die Ergebnisse sind innerhalb weniger Sekunden bis wenigen Stunden verfügbar.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren zum Einstellen der Empfindlichkeit von Sterilitätsindikatoren der Erfindung auf einen oder mehrere vorbestimmte Umgebungsparameter. Testindikatoren, die im Wesentlichen mit den Sterilitätsindikatoren identisch sind, werden einem Sterilisationsverfahren ausgesetzt, und die Wirksamkeit des Verfahrens wird bestimmt. Die Position und/oder Zusammensetzung des gasdurchlässigen Stopfens eines anderen Testindikators kann eingestellt werden, und der andere Testindikator wird dem Sterilisationsverfahren ausgesetzt. Aus der Wirksamkeit jedes Testindikators zum Reagieren mit dem Umgebungsparameter, kann die Empfindlichkeit des Sterilitätsindikators fehlerfrei und quantitativ eingestellt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren zum Bilden einer Probenumgebung für die Durchdringung eines Sterilisationsmittels. Unter Verwendung eines Enzyms, einer Spore oder eines chemischen Indikators in einem Behälter mit einem regulierten Volumen eines gasdurchlässigen Materials zum Bilden einer reproduzierbaren Festigkeit gegen die Sterilisationsmitteldurchdringung wird eine Testpackung zum Bewerten der Sterilisationsmitteldurchdringung oder Luftentfernung gebildet.
Andere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind teilweise in der Beschreibung der folgenden Beschreibung dargelegt und teilweise aus dieser Beschreibung ersichtlich oder können aus der Durchführung der Erfindung erlernt werden.
4. BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A Diagramm der Komponenten eines Behälters für einen schnellen Sterilitätsindikator.
1B Diagramm des Aufbaus eines fertigen schnellen Sterilitätsindikators.
2 Bevorzugte Ausführungsform einer schnellen Sterilitätsindikatoreinheit.
2A Eine Ausführungsform einer schnellen Sterilitätsindikatoreinheit mit einem Aufsatz, der einen sterilisationsmitteldurchlässigen Einsatz aufweist.
2B Eine Ausführungsform einer schnellen Sterilitätsindikatoreinheit mit einem Aufsatz, der ein herausragendes Element aufweist.
2C Eine Ausführungsform einer schnellen Sterilitätsindikatoreinheit mit einem Aufsatz, der ein hohles herausragendes Element mit Lochblenden darin aufweist.
3A Diagramm eines Sterilitätsindikators.
3B Diagramm einer Flasche mit Indikatorlösung.
3C Diagramm eines bevorzugten Betriebs eines Mehrkomponentenbehälters aus einer schnellen Sterilitätsindikatoreinheit.
4 Diagramm eines bevorzugten Betriebs eines schnellen Sterilitätsindikators mit einem Aufsatz, der ein eine Indikatorlösung enthaltendes herausragendes Element aufweist.
5 Diagramm einer Ausführungsform einer Probenpackung.
6 Diagramm einer anderen Ausführungsform einer Probenpackung.
7 Eine Probenpackung mit einem Aufbau aus zwei Behältern.
8A Diagramm eines zusammengebauten Probenpackungsaufbaus aus einer Sterilitätsindikatortesteinheit.
8B Diagramm der Komponenten eines Probenpackungsaufbaus einer schnellen Sterilitätsindikatortesteinheit.
5. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie hier verkörpert und allgemein beschrieben, betrifft die vorliegende Erfindung Testindikatoren, die regulierte Volumina an komprimiertem, gasdurchlässigem Material, einen Aufsatz oder eine Kombination davon enthalten, zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens und Verfahren zur Verwendung der Testindikatoren.
Herkömmliche Sterilitätsindikatoren weisen typischerweise wachstumsfähige Sporen auf, die zusammen mit den zu sterilisierenden Gegenständen einer Sterilisationsbedingung ausgesetzt werden. Nach dem Aussetzen wird der Indikator entfernt und die Sporen unter definierten Bedingungen gezüchtet. Das Züchten dauert für eine beliebige Art an endgültigen Ergebnissen Tage bis zu einer Woche. Indikatoren erfordern zum Bereitstellen von nachweisbaren Ergebnissen nach der Sterilisation häufig eine Inkubation bei höheren als Umgebungstemperaturen.
Es wurde entdeckt, dass es sich bei Indikatoren, die Enzyme und vorzugsweise wechselwirkende Enzymsysteme aufweisen, um einen geeigneten Ersatz für Sporen handelt. Die Wechselwirkung eines Enzymsystems durch ein Sterilisationsverfahren ahmt den Tod von wachstumsfähigen Sporen nach. Es wurde auch entdeckt, dass entweder ein Einsatzaufbau, der aus einem komprimierbaren Material wie einem Schaum zusammengesetzt ist, ein Aufsatz, der ein oder mehrere Lochblenden aufweisen kann, und/oder ein sterilisationsmittelundurchlässiger Einsatz und/oder mindestens ein herausragendes Element oder eine Kombination davon fehlerfreie sowie reproduzierbare Ergebnisse mit diesen Sterilitätsindikatoren bereitstellt.
Indikatoren, die mehrere wechselwirkende Enzyme und einstellbare Schaumeinsätze und/oder modifizierte Aufsätze aufweisen, bewältigen die Probleme und Nachteile, die mit gegenwärtigen Strategien und Aufbauten zum Bewerten von Sterilisationsverfahren vorliegen und können nahezu augenblickliche Ergebnisse mit diesen Sterilitätsindikatoren bereitstellen. Das Indikatorsystem ist einfach zu verwenden und erfordert eine minimale Ausbildung. Zuverlässige Ergebnisse werden ohne spezialisierte Anweisungen oder Apparaturen erzielt. Überraschenderweise sind Indikatoren auch zum Überwachen vieler Arten an Sterilisationsverfahren nützlich. In allen Fällen können die Ergebnisse schnell sowie zuverlässig und reproduzierbar erzielt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Testindikatorvorrichtung (den schnellen Sterilitätsindikator oder RSI) für die schnelle Bestimmung der Wirksamkeit von verschiedenen Typen an Sterilisationsverfahren (z.B. Dampfwärme, trockene Wärme, chemisches Sterilisationsmittel, Plasma). Indikatoren weisen entweder ein komprimierbares Material, das als Stopfen auf einer Öffnung oder als Hülse eines Behälters angeordnet ist, wobei der Behälter oder die Hülse einen kleineren Querschnittsbereich als der Querschnitt des nicht komprimierten Gegenstands aufweist, oder einen Aufsatz, der eine oder mehrere Lochblenden, einen oder mehrere Sterilisationsmittel-durchlässige Einsätze, ein oder mehrere herausragende Elemente oder eine Kombination davon aufweisen kann, auf. Der Behälter ist aus nicht absorbierendem Material hergestellt, so dass der einzige Weg für das Sterilisationsmittel durch den Schaumeinsatz und/oder durch den modifizierten Aufsatz verläuft. Der Schaumeinsatz und/oder der Aufsatz regulieren die Menge an Sterilisationsmittel (z.B. Dampf, Gas, Chemikalien oder Plasma), das in den Testindikator eintritt, und die Menge an verwendetem Schaum kann gemäß dem Sterilisationsverfahren reguliert werden. Indikatorreagenzien werden im Behälter mit mindestens einer Öffnung angeordnet, und die Öffnung wird mit dem komprimierten zylinderförmigen Einsatz gefüllt, und/oder die Öffnung wird mit einem modifizierten Aufsatz bedeckt. Viele Ausführungsformen und Vorteile eines Schaumeinsatzes sind in der US-Patentanmeldung Nr. 09/184,352 und in der US-Patentschrift Nr. 5,870,885 beschrieben.
Da die Indikatoren durch Variieren des Schaumeinsatzvolumens oder Materials, Variieren der Anzahl und der Größe an Lochblenden in einem Aufsatz oder Aufsatzmaterial und der Dicke oder Variieren sowohl eines Schaumeinsatzes als auch eines Aufsatzes leicht eingestellt werden können, ist es ein anderer Vorteil, dass Indikatoren derart modifiziert werden können, dass alle Haupt- sowie Nebenabweichungen eines Sterilisationsverfahrens erfüllt werden. Es ist nicht nötig, durch Veränderungen der Sterilisationsverfahren oder Sterilisationsmittel zu einem anderen Sterilitätsindikatortyp zu wechseln. Der Einsatz und der Aufsatz können variiert werden, oder entweder einer kann weggelassen werden, um den Sterilitätsindikator zu optimieren und dadurch mehrere Situationen und verschiedene Sterilisationsmittel sowie verschiedene Sterilisationsprotokolle zu erfüllen. Es ist auch nicht nötig, den Sterilitätsindikatortyp durch Verändern der Sterilisationsverfahren zu ändern. Da eine Einstellung so einfach wie durch Verändern der Länge des Stopfens erfolgen kann, begründet dies unmittelbar weiter das Ausführen einer Veränderung während der Herstellung mit geringen oder keinen zusätzlichen Kosten.
Sterilitätsindikatoren enthalten ferner Sporen, Enzyme, ein Enzymsystem oder Kombinationen davon als Fühlreagenzien, die einen Sterilitätshinweis bereitstellen. Bei diesen Reagenzien kann es sich um eine Flüssigkeit oder einen Feststoff handeln. Flüssigkeiten liegen vorzugsweise in einem nicht wässrigen oder teilweise wässrigen Medium vor. Bei Feststoffen kann es sich um Membranen wie Scheiben handeln, und sie sind vorzugsweise Pulver oder Tabletten, die granulierte Reagenzien enthalten. Derartige Reagenzien können durch eine Wirbelbettgranulierung zu einer Granulierung hergestellt werden. Wirbelbettgranulierung verwendet verschiedene Komponenten und immobilisiert diese Komponenten miteinander in Cluster. Die Cluster weisen verschiedene Komponenten auf, die auf einem Keimteilchen getrocknet werden. Das Granulierungsverfahren beginnt durch Suspendieren eines Keimmaterials an Luft und Sprühen eines flüssigen Materials auf den Keim. Andere Komponenten werden entweder der flüssigen Lösung oder den aufgewirbelten Teilchen zugesetzt. Die Teilchen haften auf der Flüssigkeit und bilden Cluster aus verschiedenen Komponenten, und schließlich wird Feuchtigkeit von den Clustern entfernt. Das Granulierungsverfahren kann zur Herstellung von Enzymen verwendet werden, die in einer Granulierung miteinander immobilisiert werden oder mit geringer Feuchtigkeit zu eine Tablette gepresst sind, da Enzyme typischerweise besonders stabil sind, wenn sie ohne Wasser verpackt werden.
Die Granulierung beginnt mit einem trockenen Pulver, bezeichnet als Keim, das als fester Träger wirkt. Das Keimmaterial kann eine inerte Substanz oder eine der Komponenten der Granulierung sein und wird in der Verfahrenskammer angeordnet. Ein regulierter Luftstrom in die Kammer bildet eine Luftsuspension der Teilchen, und die Teilchen werden folglich suspendiert oder aufgewirbelt. Nach dem Suspendieren der Teilchen in der Luft wird eine flüssige Lösung auf die festen Teilchen gesprüht.
Die Feuchtigkeit, Temperatur und Luftgeschwindigkeit werden in der Kammer reguliert. Die Feuchtigkeit wird sehr gering gehalten, und die Temperatur wird auf etwa 35°C erhöht. Die Flüssigkeit verdampft nach dem Sprühen auf die Keime, und eine Granulierung wird gebildet. Die Keime werden unter Bildung der Cluster mit verschiedenen Zusätzen beschichtet, und Wasser wird entfernt.
Es gibt verschiedene Wege, zwei Enzyme in einem Granulierungsprodukt zu bilden. Zum Beispiel kann jedes Enzym als flüssige Lösung starten. Unter Verwendung eines inerten festen Keimmaterials wie Cellulose wird ein Enzym auf die aufgewirbelten Cellulosekeime gesprüht. Eine zweite Granulierung wird aus dem zweiten Enzym hergestellt, und die beiden Granulierungen werden miteinander vermischt. Alternativ dazu könnten die zwei Enzyme als flüssige Lösung miteinander vermischt und auf das Keimmaterial gesprüht werden. Alternativ dazu könnten ein oder beide Enzyme als festes Material starten. Das feste Material würde als Keimmaterial verwendet werden, und eine flüssige Bindemittellösung wird auf die Keime gesprüht. Die flüssige Lösung ist zum Bilden einer Granulierung nötig, und die festen trockenen Komponenten haften an der flüssigen Lösung. Während das Material aufgewirbelt wird, wird durch die hohe Temperatur und die geringe Feuchtigkeit Wasser aus dem Granulierungsprodukt entfernt, und die Enzyme werden miteinander auf dem Keimmaterial immobilisiert.
Granulierungen können auch zu Tabletten gepresst werden. Zum Beispiel können mehrere Granulierungen unter Verwendung von mechanischen Mischvorrichtungen miteinander vermischt und zu einer einzelnen Tablette gepresst werden. Beim Arbeiten mit mehreren Granulierungen kann jede auf Aktivität getestet und die Endzusammensetzung der Tablettenaktivität durch Abändern der Mengen jeder Granulierungskomponente eingestellt werden. Die endgültige Enzymtablette enthält sehr wenig Wasser, typischerweise weniger als etwa 5% und vorzugsweise weniger als etwa 3%.
Indikatorreagenzien, die für einige Anwendungen geeignet sind, weisen zusammen mit den zum Herstellen eines nachweisbaren Produkts nötigen Substraten, Reagenzien, Katalysatoren, Cofaktoren usw. ein einzelnes Enzym, wie dasjenige, das in der US-Patentschrift Nr. 5,073,488 beschrieben ist, auf. Indikatorreagenzien können auch mehrere Komponenten eines wechselwirkenden Enzymsystems aufweisen. Das Enzymsystem weist vorzugsweise ein bekanntes Gemisch aus Enzymen, Coenzymen, Katalysatoren, Cofaktoren, Substraten, anderen Reaktionsreagenzien oder Kombinationen wie diejenigen, die in der US-Patentschrift Nr. 5,486,459 bereitgestellt sind, auf. Enzymsysteme weisen mehrere Enzyme auf, die eine Reihe von miteinander ein nachweisbares Produkt herstellenden gekoppelten Reaktionen schnell katalysieren.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens. Das Basisverfahren beinhaltet das Unterziehen einer und vorzugsweise mehrerer Komponenten eines Enzymsystems einem Sterilisationsverfahren. Das Enzymsystem weist ein bekanntes in einem Testindikator beinhaltetes Gemisch aus Enzymen, Coenzymen, Katalysatoren, Cofaktoren, Substraten, anderen Reaktionsreagenzien oder Kombinationen davon auf. Die Komponenten weisen eine voneinander abhängige Aktivität auf, die mit der Wachstumsfähigkeit der Mikroorganismen, die in biologischen Indikatoren des Stands der Technik verwendet werden, übereinstimmt.
Gemäß diesen Verfahren wird ein Testindikator in der Sterilisationskammer angeordnet und einem Sterilisationsverfahren unterzogen. Nach Beendigung des Sterilisationszyklus können der Schaumeinsatz und/oder der Aufsatz entfernt werden und die übrigen Komponenten des Enzymsystems unter Bildung eines Gemischs zugesetzt werden. Der Aufsatz kann, falls gewünscht, wieder aufgesetzt werden. Das Gemisch wird gegebenenfalls für eine Zeitdauer, die zum Gewähren der Produktbildung aus der Wechselwirkung des Enzyms mit dem Substrat ausreichend ist, inkubiert. Die Inkubationszeiten liegen im Bereich von wenigen Sekunden bis zu einer Minute und betragen vorzugsweise weniger als etwa 15 Minuten, stärker bevorzugt weniger als etwa 10 Minuten und noch stärker bevorzugt weniger als etwa 3 Minuten. Falls gewünscht, kann die Inkubation vermieden und das Produkt nahezu unmittelbar oder innerhalb weniger als etwa 20 Sekunden nachgewiesen werden. Ein nachweisbares Produkt bildet sich, wenn alle der Komponenten des Enzymsystems, einschließlich der mehreren Enzyme, vorliegen und aktiv sind. Ein positives Ergebnis wird beobachtet, wenn jede ausgesetzte Komponente eine Denaturierung übersteht und wechselwirkend funktionieren kann, um ein nachweisbares enzymmodifiziertes Produkt herzustellen. Das enzymmodifizierte Produkt als Indikator mit Restaktivität ist innerhalb von 1 bis 60 Minuten und vorzugsweise innerhalb von Sekunden nachweisbar. Jede nachgewiesene Veränderung, bei welcher es sich vorzugsweise um eine Farbänderung handelt, ist für einen Betrachter ein Hinweis darauf, dass der Sterilisationszyklus bestimmte Komponenten nicht aktivierte und folglich zum Gewährleisten einer Sterilisation von anderen dem Sterilisationsverfahren ausgesetzten Gegenständen nicht ausreichend war. Im Gegensatz dazu weist die Abwesenheit einer Farbänderung darauf, dass das Sterilisationsverfahren mindestens eine der Komponenten inaktivierte, wodurch das Stattfinden der wechselwirkenden Reaktion verhindert wurde, und folglich auf ein Gleichwertiges zu dem schnellen und direkten Nachweises der Überlebensfähigkeit von Bakteriensporen in einem ähnlichen herkömmlichen Test hin.
Das Fehlen eines nachweisbaren enzymmodifizierten Produkts in der festgelegten Zeitdauer weist auf einen Sterilisationszyklus hin, der für die Funktion des inaktiven Enzymsystems sowie für eine wachstumsfähige Population von 10⁶ Sporen von Bacillus stearothermophilus lethal war. Im Allgemeinen werden diese Werte als D-Werte ausgedrückt, bei welchen es sich um die Zeit handelte, die bei einer vorgegebenen Temperatur genommen wurde, um die wachstumsfähige Population von Testmikroorganismen auf 10% ihres ursprünglichen Werts zu reduzieren. Die Inaktivierung des Enzymsystems läuft parallel zu der Inaktivierung der dem Sterilisationsverfahren unterzogenen Bakteriensporen, außer dass das Ergebnis verglichen mit einer Inkubation von mindestens über Nacht, die zum Nachweis von Bakterienwachstum aus Sporen erforderlich ist, innerhalb von Minuten oder Sekunden verfügbar sein kann.
Das Produkt kann unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren nachgewiesen werden. Zum Beispiel kann das Substrat markiert und die erhaltene Radioaktivität oder enzymatische, elektrische oder fluorometrische Aktivität des Produkts unter Verwendung von herkömmlichen Vorrichtungen wie z.B. denjenigen, die zur Bestimmung der Wirksamkeit von Sterilisationsverfahren verwendet werden, nachgewiesen werden. Vorzugsweise wird das Produkt visuell nachgewiesen, da ein visueller Nachweis einfach und billig ist, indem er wenig Ausbildung und keine spezialisierten Geräte außerhalb denjenigen, die in einer typischen Arbeitsumgebung zu finden wären, erfordert.
Die Beziehung zwischen den Komponenten ist für eine Sterilitätsbestimmung sehr wichtig, da es sich hierbei nicht einfach um eine chemische oder Enzymreaktion sondern um eine Enzymwechselwirkung, die den mutmaßlichen Zustand von Mikroorganismen innerhalb der Kammer wiedergeben, handelt. Die Fähigkeit der Verfahren der Erfindung, die Effizienz eines Sterilisationszyklus schnell zu bestimmen, basiert auf der Entdeckung, dass die Überlebensrate der Funktionsfähigkeit eines Enzymsystems für die Herstellung eines enzymmodifizierten Produkts nötig ist. Die Bildungsschnelligkeit des enzymmodifizierten Produkts aus den wechselwirkenden Enzymen liegt zumindest teilweise auf Grund der Coimmobilisierung vor, wobei die enge Nähe der beiden oder der mehreren Komponenten des Enzymsystems auf einem üblichen festen Träger derart ist, dass der diffusionsregulierte Austausch mit der Massenlösung beschränkt ist. Dieses Verfahren wird ferner durch ein Durchfurchen der Komponenten ergänzt, oder es findet ein Zusammenbringen von zwei oder mehreren Komponenten von aufeinander folgenden Reaktionen an einer Oberfläche oder Mikroumgebung zum weiteren Beschränken von diffusionsreguliertem Austausch mit Massenlösung ergänzt. Ein Durchfurchen der Komponenten hinsichtlich Enzymen ist in Gibbons et al. (Meth. Enzymol. 136: 93–103, 1987) beschrieben.
Die Fähigkeit der Komponenten eines Enzymsystems, Bedingungen zu überleben, die Testmikroorganismen nur teilweise töten, hängt zumindest teilweise von der Verwendung einer halbdurchlässigen Schranke zwischen dem Sterilisationsmittel und den Enzymen und davon, dass das Enzymsystem nach einem zum Töten der Testmikroorganismen nicht ausreichenden Sterilisationszyklus aktiv bleibt, ab. Es ist nicht nötig, dass die Schranke für Mikroorganismen wie Bakterien undurchlässig ist, sondern nur, dass sie fluiddurchlässig ist, um das Aussetzen der Indikatorkomponenten der Sterilisationumgebung wie durch offene Zellen eines komprimierbaren Materials oder um die Seiten eines geschlossenzelligen komprimierbaren Materials zu gewähren. Dadurch wird eine direkte Übereinstimmung von Sporenlebensfähigkeit mit der wechselwirkenden Aktivität der Enzyme des Systems bereitgestellt, die nach einem unangemessenen Sterilisationszyklus ausreichend ist, ein Substratsystem für diese Enzyme zu einer sichtbar nachweisbaren Produktkonzentration innerhalb einer relativ kurzen Zeit, vorzugsweise 1 bis 60 Minuten umzuwandeln. Die Basis für die Übereinstimmung zwischen der Aktivität der Enzyme und anderen Komponenten zu der Keimung und dem Wachstum von Mikroorganismen erfolgt auf Grund der Gemeinsamkeit der Beiden in Bezug auf ihre Verlässlichkeit auf die Funktionsfähigkeit der Systeme von biologisch abgeleiteten wechselwirkenden und Coenzymen. Der Sterilisätsindikator zeigt, dass eine direkte Übereinstimmung zwischen den Bedingungen zum Inaktivieren einer Komponente eines Netzwerks an wechselwirkenden Enzymen vorliegt. Tatsächlich kann dass wechselwirkendes System derart betrachtet werden, dass es eine Bakterienspore dahingehend nachahmt, dass dort eine halbdurchlässige Membran, die Sporenwand, vorliegt, die eine Ansammlung an wechselwirkenden Enzymen umhüllt. Im Falle eines wechselwirkenden Amplifikationsenzymsystems findet, wenn keines der Schlüsselenzyme, -coenzyme, -cofaktoren, -substrate, -katalysatoren oder anderen Reagenskomponenten des Systems bei Zugabe der Indikatorlösung vollkommen inaktiviert ist, keine Farbänderung statt, wodurch herkömmliche Sporensysteme nachgeahmt, jedoch Ergebnisse mit viel schnelleren Geschwindigkeiten bereitgestellt werden.
Unter Verwendung der Testindikatoren der Erfindung wird ein Sterilitätsnachweis aus der Fertigstellung der Testergebnisse bestimmt, die überraschenderweise sehr schnell erzielt wird, da die Zuverlässigkeit von herkömmlichen biologischen Indikatoren enger mit der Geschwindigkeit von Techniken als derjenigen, die durch enzymatische oder chemische Indikatoren verwendet wird, verbunden ist. Ferner und anders als Sporen stimmt die Beständigkeit mit der Aktivität überein, und in Enzyme, Coenzyme, Katalysatoren, Substrate oder andere Reagenzien eines wechselwirkenden Systems enthaltenden Enzymsystemen kann die Stabilität wie in mehrfachen Enzymsystemen sehr genau individuell quantifiziert werden. Deshalb ist unter Verwendung von wechselwirkenden Enzymsystemen nicht nur die Geschwindigkeit erhöht, sondern kann auch ein Standardisierungsgrad erzielt werden, der gegenüber denjenigen, der mit herkömmlichen biologischen oder anderen enzymatischen Techniken erhalten werden, weitaus besser ist.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von einstellbaren Indikatorsystemen zur Bestimmung der Wirksamkeit von Sterilisationsverfahren unter Verwendung von Dampf-, Gas-, Strahlungs-, chemischen und Plasma-Sterilisatoren, die in vielen Kliniken, Laboren und Krankenhäusern sowie in Forschungsinstituten, in Nahrungsmittel- und Umweltlaboratorien und in allen Technologien, die Sterilisationen bei der Herstellung, Produktion oder Abfallentsorgung verwenden, verwendet werden.
Die Empfindlichkeit von Sterilitätsindikatoren kann zur Herstellung von Sterilitätsindikatoren, die bei einem oder mehreren vorbestimmten Parameter reaktiv sind, schnell und leicht eingestellt werden. Zum Beispiel wird ein Testindikator, der mit dem Sterilitätsindikator im Wesentlichen identisch ist, einem Sterilisationsverfahren ausgesetzt und die Wirksamkeit dieses Testindikators zum Reagieren mit den vorbestimmten Umgebungsparametern bestimmt. Die Position und/oder Zusammensetzung z.B. des gasdurchlässigen Stopfens eines anderen Testindikators wird eingestellt und ein anderer Testindikator dem Sterilisationsverfahren ausgesetzt. Aus den für jeden Testindikator bestimmten Ergebnissen kann die Empfindlichkeit des Sterilitätsindikators eingestellt werden, um den Nachweis für die spezifischen Umgebungsbedingung oder -bedingungen zu optimieren.
Die Einstellungen können so einfach wie erneutes Einsetzen des gasdurchlässigen Stopfens wie z.B. durch Ausdehnen oder Zusammenziehen eines überhängenden Teils des Stopfens oder durch Abändern der Zusammensetzung des Stopfens z.B. durch Erhöhen oder Vermindern der Stopfendichte, Porengröße oder Zusammensetzung durchgeführt werden. Der überhängende Teil könnte ausgedehnt werden, um die Empfindlichkeit des Indikators auf eine Kombination von erhöhter Temperatur, Feuchtigkeit und Druck zu erhöhen. Ein Stopfen, der aus einem komprimierbaren Material zusammengesetzt ist, kann durch Erhöhen der Dichte des komprimierbaren Materials zum Vermindern der Empfindlichkeit des Indikators auf eine Kombination aus erhöhten Sterilisationsmittel, Chemikalien, Temperatur, Feuchtigkeit und Druck eingestellt werden. Gleichermaßen kann ein Aufsatz im Hinblick auf die Dicke, die Anzahl an Lochblenden, den Typ des sterilisationsmitteldurchlässigen Einsatzes, die Größe, die Form und die Anzahl an herausragenden Elementen oder eine Kombination davon modifiziert werden.
Ein Sterilitätsindikator schließt ein biologisch relevantes Material wie Bakteriensporen oder vorzugsweise eine Quelle von mehreren wechselwirkenden Enzymen in einem Behälter mit einer flüssigkeitsundurchlässigen und im Wesentlichen Gas nicht absorbierenden Wand und mindestens einer Öffnung, die mit einer gasdurchlässigen Schranke gefüllt oder bedeckt ist, ein, wobei die Öffnung in eine Kammer reicht, die eine oder mehrere Komponenten des wechselwirkenden Enzymsystems enthält, wobei die gasdurchlässige Schranke zwischen den Komponenten und der Öffnung liegt. Der Behälter kann eine beliebige Form, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf kugelförmig, kubisch, pyramidal oder vorzugsweise zylinderförmig sein. Die wechselwirkenden Komponenten liegen vorzugsweise in enger Nähe zueinander wie in der Matrix einer Cellulosefilterscheibe oder eines Granulierungsprodukts und/oder in einem definierten Medium lokalisiert und sind folglich miteinander immobilisiert. Ein oder mehrere Enzyme, Substrate, Coenzyme oder Katalysatoren können in der festen Matrix beinhaltet sein. In dem Behälter oder in der Abdeckung des Behälters liegt eine wirksame Menge eines gasdurchlässigen Materials zum Bilden der Schranke vor, die halbdurchlässig, jedoch für die Übertragung von Flüssigkeiten oder Gasen nicht frei oder vollständig durchlässig und ein wirksames Mittel zum Beibehalten des endlichen Abstands zwischen der halbdurchlässigen Öffnung und den Enzymen ist.
In einer anderen Ausführungsform weist ein Sterilitätsindikator ein biologisch relevantes Material wie Bakteriensporen oder vorzugsweise eine Quelle von mehreren wechselwirkenden Enzymen in einem Behälter mit einer flüssigkeitsundurchlässigen und im Wesentlichen Gas nicht absorbierenden Wand und mindestens einer Öffnung, die mit einem Aufsatz bedeckt ist, auf, wobei die Öffnung in eine Kammer reicht, die eine oder mehrere Komponenten des wechselwirkenden Enzymsystems enthält. Die wechselwirkenden Komponenten liegen vorzugsweise in enger Nähe zueinander wie in der Matrix einer Cellulosefilterscheibe oder eines Granulierungsprodukts und/oder in einem definierten Medium lokalisiert und sind folglich miteinander immobilisiert. Ein oder mehrere Enzyme, Substrate, Coenzyme oder Katalysatoren können in der festen Matrix beinhaltet sein. Der Aufsatz ist aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt oder weist mehrere Lochblenden auf oder ist sowohl aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt und weist mehrere Lochblenden auf, um die Übertragung von Flüssigkeiten und Gasen durch die mindestens eine Öffnung zu gewähren.
Ein schneller mehrfacher Enzymsterilitätsindikator ist in 1A und 1B veranschaulicht. Der Indikator weist ein zylinderförmiges Rohr 10 mit flüssigkeitsundurchlässigen Wänden mit einer einzelnen Öffnung 11 an einem Ende auf. Das zylinderförmige Rohr 10 enthält eine feste Trägerscheibe 12, durch welche die mehreren wechselwirkenden Enzyme miteinander immobilisiert sind. Das zylinderförmige Rohr 10 enthält auch ein nicht wässriges Medium 13, das die feste Trägerscheibe 12 bedeckt. Ein einzelne Öffnung 11 ist mit einem Aufsatz 14 mit mehreren Lochblenden 15, die den ungehinderten Zugang von Sterilisationsmittel durch die einzelne Öffnung 11 gewähren, bedeckt. Die Apparatur von 1A und 1B ist durch Anordnen der festen Trägerscheibe 12, durch welche mehrere wechselwirkende Enzyme miteinander immobilisiert werden, in den Boden des zylinderförmigen Rohrs 10 zusammengebaut. Ein nicht wässriges Medium 13 wird zugesetzt, um die feste Trägerscheibe 12 zu bedecken. Ein Zylinder aus einem wärmefesten Schaummaterial 17 ist in das Zylinderrohr 10 gepresst, um ein Strukturnetzwerk für den Enthalt von nicht wässrigem Medium 13 bereitzustellen. Das Schaummaterial 17 dient auch zum Bewahren eines festgesetzten Abstands zwischen den mehreren wechselwirkenden Enzymen, die auf der festen Trägerscheibe 12 miteinander immobilisiert sind, und der einzelnen Öffnung 11. Aufsatz 14 ist auf dem zylinderförmigen Rohr 10 derart angeordnet, dass es die einzelne Öffnung 11 bedeckt.
Bei einer bevorzugten Indikatoreinheit der Erfindung handelt es sich um den in 2 dargestellten schnelle Multienzymsterilitätsindikator. Dieser Multienzymsterilitätsindikator weist eine Testeinheit und eine Indikatorlösung auf. Die Testeinheit ist aus Kammer 22 mit flüssigkeitsundurchlässigen Wänden mit einer Öffnung an einem Ende zusammengesetzt. Kammer 22 enthält eine granulierte Tablette 21, die miteinander immobilisierte wechselwirkende Enzyme aufweist. Die Öffnung von Kammer 22 ist mit einem Aufsatz 23 mit mindestens einer den Zugang von Sterilisationsmittel durch die Öffnung gewährenden Lochblende 24 bedeckt.
In einer anderen wie in 2A dargelegten Ausführungsform einer bevorzugten Indikatoreinheit der vorliegenden Erfindung ist die Öffnung von Kammer 22 mit einem Aufsatz 23 mit mindestens einer Lochblende 24 bedeckt. Die mindestens eine Lochblende 24 weist mindestens einen sterilisationsmitteldurchlässigen Einsatz 25 auf, der auf der unteren oder oberen Oberfläche des Aufsatzes 23 angebracht, in den Aufsatz 23 eingesetzt oder direkt auf oder in die Öffnung zu Kammer 22 angeordnet werden kann. Der sterilisationsmitteldurchlässige Einsatz gewährt den Zugang des Sterilisationsmittels durch die Öffnung einer Kammer 22, während verhindert wird, dass die granulierte Tablette 21 oder jegliches andere wichtige Material aus der Kammer heraus fällt. Der sterilisationsmitteldurchlässige Einsatz kann ein Sieb, eine Membran, ein Maschengebilde, eine Kombination davon oder ein beliebiger Einsatz sein, den der Fachmann als sterilisationsmitteldurchlässig befindet, während er für andere Materialien undurchlässig ist, die in der Kammer 22 verbleiben sollen.
In noch einer anderen, wie in 2B und 2C dargelegten Ausführungsform einer bevorzugten Indikatoreinheit der vorliegenden Erfindung weist ein Aufsatz 23 mit mindestens einer Lochblende 24 mindestens ein herausragendes Element 26 auf. Das mindestens eine herausragende Element 26 verhindert, dass eine granulierte Tablette 21 oder jegliches andere wichtige Material aus Kammer 22 verdrängt wird. Das herausragende Element kann eine Wand, ein Stempel, ein hohles Element, eine Kombination davon oder ein beliebiges geeignetes Element, das dem Fachmann bekannt ist, sein. Das mindestens eine herausragende Element 26 kann aus einem ähnlichen oder anderen Material wie der Aufsatz hergestellt und auf dem Aufsatz oder der Öffnung der Kammer angeordnet sein. Wie in 2C kann ein hohles herausragendes Element 26 ferner mit Maschen versehen sein, Lochblenden aufweisen oder aus einem durchlässigen Material zum Gewähren von Zugang des Sterilisationsmittels durch das herausragende Element 26 in Kammer 22 sein.
Die Abgabe der Indikatorlösung ist in 3A, 3B und 3C dargestellt. Eine Flasche enthält eine Indikatorlösung 31, die eine visuelle Farbänderung erzeugt, wenn sie mehreren aktiven wechselwirkenden Enzymen, die auf einer festen Trägerscheibe 32 miteinander immobilisiert sind, zugesetzt wird. Die Flasche enthält eine Pipette 33 mit einer vorbemessenen Volumenlinie 34. Das Füllen von Pipette 33 auf die vorbemessene Volumenlinie 34 mit Indikatorlösung 31 gewährleistet, dass das korrekte Volumen oder die korrekte Anzahl an Lösungströpfchen in das Rohr abgegeben wird.
Ein Verfahren zum Durchführen des Sterilitätstests ist ebenso in 3C veranschaulicht. Der Sterilitätsindikator ist in dem Sterilisator zusammen mit anderen zu sterilisierenden Materialien angeordnet. Der Sterilitätsindikator ist während des Verlaufs eines Sterilisationszyklus dem Sterilisationsmittel ausgesetzt. Nach Beendigung des Sterilisationszyklus wird der Sterilitätsindikator aus dem Sterilisator entfernt, und man lässt ihn auf Raumtemperatur abkühlen. Aufsatz 35 und Schaummaterial 36 werden entfernt und können sicher verworfen werden. Die Indikatorlösung 31 wird unter Verwendung der vorbemessenen Volumenlinie 34 in die Pipette 33 gezogen, wodurch gewährleistet wird, dass das korrekte Volumen an Indikatorlösung verwendet und in das Rohr abgegeben wird. Das erhaltene Gemisch wird gegebenenfalls bei Raumtemperatur für eine Dauer von Sekunden bis Minuten, vorzugsweise für eine Dauer von weniger als etwa 10 Minuten und stärker bevorzugt weniger als etwa 3 Minuten inkubiert. Die feste Trägerscheibe wird am Ende der Inkubationsdauer visuell betrachtet. Eine Abwesenheit von roter Färbung auf der festen Trägerscheibe (z.B. weiß) weist auf ein negatives Ergebnis 37 hin und kennzeichnet einen erfolgreichen Sterilisationszyklus. Die Gegenwart von roter Färbung auf der festen Trägerscheibe weist auf ein positives Ergebnis 38 hin und kennzeichnet einen nicht erfolgreichen Sterilisationszyklus.
Eine andere Ausführungsform einer Sterilitätsindikatoreinheit der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. Der Sterilitätsindikator in dieser Ausführungsform weist ein Wandelement 27 oder mehrere Wandelemente, das/die aus Kammer 22 herausragen, auf. Wandelement 27 ist hohl und kann aus einem beliebigen geeigneten Material, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Kunststoffe, Keramiken oder Glas hergestellt sein. Das Wandelement 27 enthält eine Menge einer Indikatorlösung 31 oder einer beliebigen anderen Substanz, bei welcher es sich um eine nützliche Komponente eines Sterilitätsindikatorsystems, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf ein Wachstumsmedium handeln kann. In einer anderen Ausführungsform, die mehrere Wandelemente aufweist, kann jedes Wandelement Mengen von verschiedenen Komponenten zur Verwendung in einem Sterilitätsindikatorsystem aufweisen. Jedes Wandelement 27 weist ferner ein Abgabeelement 28 auf. Das Abgabeelement 28 kann aus einem beliebigen geeigneten Material, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Kunststoffe, Kautschuk oder Silicate hergestellt sein. In einer Ausführungsform kann das Abgabeelement 28 wie ein Pipettenende geformt sein; in einer anderen Ausführungsform kann ein Abgabeelement eine zerbrechliche Membran sein. Weist das Abgabeelement 28 eine zerbrechliche Membran auf, kann die Membran ferner kreuzweise schraffiert sein, um das Zerbrechen zu erleichtern. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Sterilitätsindikator einen die Öffnung von Kammer 22 bedeckenden Aufsatz 23 aufweisen. Der Aufsatz 23 kann ferner mindestens eine Lochblende 24 aufweisen. Wandelement 27 kann durch den Aufsatz 23 eingesetzt oder auf eine Oberfläche des Aufsatzes 23 aufgebracht sein.
In einem beispielhaften Verfahren zum Durchführen eines Sterilitätstests unter Verwendung einer Ausführungsform der Erfindung, die mindestens ein Wandelement 27 aufweist, wird ein Sterilitätsindikator in einem Sterilisator angeordnet. Der Sterilitätsindikator wird für eine geeignete Zeitdauer einem Sterilisationsmittel ausgesetzt. Der Sterilitätsindikator kann von dem Sterilisator entfernt werden, und man lässt ihn auf Raumtemperatur abkühlen. Ein Abgabeelement 28 kann zum Abgeben von Indikatorlösung 31 in Kammer 22 gequetscht, zermahlen oder zerbrochen werden. Das erhaltene Gemisch kann gegebenenfalls bei Raumtemperatur für eine Dauer von Sekunden bis Minuten, vorzugsweise weniger als etwa 10 Minuten und stärker bevorzugt weniger als etwa 3 Minuten inkubiert werden. Eine granulierte Tablette 21 kann zu einem beliebigen vorbestimmten geeigneten Zeitpunkt nach der Zugabe der Indikatorlösung 31 betrachtet werden. Ein Abwesenheit einer Farbveränderung auf der granulierten Tablette 21 weist auf ein negatives Ergebnis hin und kennzeichnet einen erfolgreichen Sterilisationszyklus. Die Gegenwart einer Farbveränderung (d.h. nach rot) weist auf ein positives Ergebnis und eine nicht erfolgreiche Sterilisation hin.
Das bei der Durchführung der Erfindung nützliche Sterilisationsverfahren kann z.B. ein Dampfdruckverfahren oder Autoklavieren (121°C oder höher wie 132°C oder 134°C), ein chemisches Verfahren unter Verwendung von Ethylenoxid oder einer anderen geeigneten lethalen Chemikalie oder trockener Wärme von Temperaturen von etwa 50°C bis etwa 200°C oder ein Plasmaphasensterilisationsverfahren sein. Diese Verfahren werden in der Gesundheitsindustrie, jedoch auch in Industrien, die mit Umwelttechnologie, Nahrungsmittelherstellung, Abfallbeseitigung zu tun haben, und in denjenigen Technologien, in welchen Sterilität erforderlich ist, durchgeführt.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Indikator zur Bestimmung der Wirksamkeit des Durchleitens eines Sterilisationsmittels durch einen gewundenen Weg wie eine Probenpackung. Das Testen mit einer Probenpackung kann denselben Aufbau und dieselben einstellbaren Merkmale verwenden. Eine AAMI-Dampfprobenpackung besteht aus einem biologischen Indikator wie Bakteriensporen auf einem inerten Träger, eingepackt in 16 Operationstücher. Die Tücher bilden einen gewundenen Weg für den Dampf, den Indikator zu erreichen. Dies stimuliert die eingepackten Waren, die in einem Dampfsterilisator in einer Klinikeinrichtung bearbeitet werden.
Probenpackungen werden zum Testen der Wirksamkeit des Durchleitens des Sterilisationsmittels durch die Packung und Erreichen des Indikators verwendet. Dies stimuliert eingepackte Waren, die im Sterilisator bearbeitet werden. Ein Schaumeinsatzaufbau oder ein modifizierter Aufsatz kann für das Testen von Probenpackungen verwendet werden. Ein Sterilitätsindikator, entweder der vorstehend beschriebene Indikator auf Enzymbasis oder ein herkömmlicher Indikator auf Sporenbasis, kann in diesen Typ einer Probenpackung verwendet werden. Ein Beispiel für eine Probenpackung ist in 5 dargestellt.
Ein Sterilitätsindikator 40 wird in einen Behälter 41, der mindestens eine mit einer vorbestimmten Menge an Schaum 42 gefüllte Öffnung aufweist, angeordnet. Der Behälter 41 weist im Wesentlichen Gas nicht absorbierende Wände auf, so dass das Sterilisationsmittel durch Schaum 42 eintreten muss, um den Sterilitätsindikator 40 zu erreichen und dadurch die Menge an in den Behälter eintretendem Sterilisationsmittel reguliert. Der Sterilitätsindikator 40 enthält entweder Sporen oder Enzyme 43. Schaum 42 reguliert die Menge an in den Behälter eintretendem Dampf oder Sterilisationsmittel. Nach dem Aussetzen der Probenpackung dem Sterilisationsverfahren wird der Indikator aus der Probenpackung entfernt und bearbeitet. Ist der Indikator positiv, wurden keine angemessenen Sterilisationsbedingungen in der Packung erzielt. Ein negatives Ergebnis bedeutet die Erfüllung von angemessenen Bedingungen. Der vorstehend beschriebene schnelle Sterilitätsindikator oder ein biologischer Standardindikator können zusammen mit der Probenpackung verwendet werden. Die Probenpackung ist einfach zu verwenden und stellt reproduzierbare Ergebnisse bereit. Die gewünschte Probenmenge kann leicht reproduziert werden, um die durch Standards wie AAMI, ISO oder EN für eine Dampf- oder Ethylenoxid-Probenpackung beschriebene Probe nachzuahmen.
Wie in 6 dargelegt, kann der Behälter 41 der vorstehend beschriebenen Probenpackung einen über mindestens einer Öffnung angeordneten Aufsatz wie einen Schraubaufsatz 47 statt Schaum oder sowohl einen Aufsatz als auch Schaum aufweisen. Der Aufsatz kann aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein, eine oder mehrere Lochblenden 24 aufweisen, sowohl aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein als auch eine oder mehrere Lochblenden aufweisen oder aus einem undurchlässigen Material ohne Lochblenden hergestellt sein. Zusätzlich kann der Behälter 41 eine oder mehrere Lochblenden 45 in seiner Wand aufweisen. Weist die Probenpackung einen Aufsatz auf, der aus einem undurchlässigen Material ohne Öffnungen hergestellt ist, weist der Behälter dann eine oder mehrere Lochblenden 45 in seiner Wand auf. Der im Behälter angeordnete Sterilitätsindikator 40 kann einen über mindestens einer Öffnung angeordneten Aufsatz oder einen in mindestens einer Öffnung angebrachten Schaumeinsatz 20 oder sowohl einen Aufsatz als auch Schaum aufweisen. Der Aufsatz kann aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein oder eine mehrere Lochblenden aufweisen oder sowohl aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt sein als auch mehrere Lochblenden aufweisen. Das poröse Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein nicht absorbierender Kunststoff, der einem mehrfachen Aussetzen an Sterilisation standhalten kann.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft den Schaumeinsatzaufbau für einen Luftentfernungstest. Der Luftentfernungstest besteht aus einem Behälter mit einer Bowie-Dick-Testlage oder einem chemischen Indikator auf einem Träger. Der transparente Behälter besteht aus mindestens einer mit Schaum gefüllten Öffnung. Nach Beendigung des Testzyklus wird der Luftentfernungstest aus der Sterilisationskammer entfernt. Der Anwender betrachtet die Gleichmäßigkeit der Farbänderung des chemischen Indikators. Da das Material des Behälters transparent ist, kann der Anwender die Gleichmäßigkeit der chemischen Indikatortinte betrachten. Folglich besteht kein Bedarf des Entpackens der Vorrichtung.
Der Luftentfernungstest basiert ebenso auf einem ähnlichen Aufbau. Durch Anordnen eines chemischen Indikators in einem transparenten Behälter mit einem Schaumeinsatz wird ein Vorvakuumluftentfernungstest gleichwertig hergestellt. Der Luftentfernungstest wird in einem Vorvakuumdampfsterilisator angeordnet. Nach Beendigung des Zyklus kann der Anwender einfach die Gleichmäßigkeit der Farbänderung des chemischen Indikators im transparenten Behälter betrachten oder einfach den Behälter öffnen und den chemischen Indikator entfernen.
Der Schaumeinsatzaufbau und die Aufbauten des modifizierten Aufsatzes bewältigen viel Nachteile der gegenwärtigen Aufbauten zum Testen der Wirksamkeit von Sterilisationsverfahren. Sowohl der Schaumeinsatz- als auch der Aufsatzaufbau können als Komponente eines aus wechselwirkenden Enzymsystemen zusammengesetzten schnellen Sterilitätsindikators verwendet werden, der nahezu augenblickliche Ergebnisse bereitstellen kann. Ein Sterilitätsindikator mit einem Schaumeinsatz- oder modifizierten Aufsatzaufbau kann auch den Vorteil bieten, dass er für eine Eignung für verschiedene Typen an Sterilisationsverfahren einstellbar ist. Die Gegenwart von Schaum, eines Aufsatzes, der aus porösem Material hergestellt ist und/oder Lochblenden von verschiedener Größe und Mengen aufweist, oder einer Kombination davon gewährt auch, dass der Sterilitätsindikator die in die Vorrichtung in standardisierter Weise eintretende Menge an Sterilisationsmittel wirksam reguliert. Der Enzymgehalt des schnellen Sterilitätsindikators und die Schaum- und Aufsatzspezifizierungen können leicht reguliert werden, um während der Herstellung reproduzierbare Ergebnisse bereitzustellen. Herkömmliche biologische Indikatoren, die auf der Basis der eigenen Beständigkeit von Bakteriensporen vorliegen, können nicht leicht reguliert werden.
Der in US-Patentschrift Nr. 5,870,885 beschriebene Schaumeinsatzaufbau bewältigt auch die Nachteile der Probenpackungs- und Luftentfernungstestaufbauten. Der Zusammenbau von AAMI-Testpackungen ist sehr zeitaufwändig. AAMI-Packungen sind in dem Sinne nicht standardisiert, dass Unterschiede darin vorliegen, wie bewirkt wird, dass die Verpackungen und verschiedenen Typen an Tüchern zu Packungen mit unterschiedlichen Eigenschaften führen. Die Vorteile des Schaumeinsatzaufbaus lauten, dass er für einen sterilisierten Indikator für viele Typen an Sterilisatoren sowie Probenpackungen und Luftentfernungstests verwendet werden kann, er einfach zu verwenden ist und er standardisiert und reproduzierbar ist. Die Tatsache, dass derselbe Aufbau für mehrere Tests (z.B. Sterilität, Probenpackungen, Luftentfernung) verwendet werden kann, bietet den Anwendern Einfachheit. Die Probenpackungs- und Luftentfernungstestaufbauten gewähren auch, dass der Anwender den Indikator schnell und leicht zurückerhält. Es ist nicht nötig, viele Tücher abzuwickeln, um den Indikator zurück zu erhalten. Der transparente Behälter gewährt auch die Bestätigung für den Anwender, dass ein Indikator in der Packung vorliegt.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wirksamkeit des Durchgangs eines Sterilisationsmittels durch einen gewundenen Weg, das eine Probenpackung aufweist, die den Schaum- und Behälteraufbau einsetzt, der gewährt, dass der Anwender die Probenpackung für wiederholte Verwendung leicht öffnen und schließen kann. Die Probenpackung besteht, wie in 7 dargestellt, aus zwei Behältern, zwei Schaumeinsätzen und einem Sterilitätsindikator. Jeder Behälter weist zwei Öffnungen auf, wobei eine Öffnung dieselbe Größe wie der Durchmesser des Behälters aufweist und die zweite Öffnung viel kleiner ist. Ein Behälter 50 weist einen etwas größeren Durchmesser als der Außenbehälter 51 auf. Jeder Behälter weist eine kleine Lochblende 52 gegenüber der größeren Öffnung und ein in der Nähe der kleinen Öffnung angeordnetes Schaumstück 53 auf. Ein Sterilitätsindikator 54 ist im Behälter mit dem kleineren Durchmesser angeordnet, und der zweite Behälter mit einem etwas größeren Durchmesser ist über der großen Öffnung des ersten Behälters angeordnet. Die Behälter passen auf Grund ihrer ähnlichen Durchmesser eng aufeinander. Statt sich darauf zu verlassen, dass die ähnlichen Durchmesser die zwei Rohre beinander halten, könnte ein Schraubverschluss, eine Schnappverschlussvorrichtung oder eine Drehsperrvorrichtung verwendet werden. Die Behälter weisen im Wesentlichen Gas nicht absorbierende Wände auf, so dass das Sterilisationsmittel durch die kleinen Lochblenden 52 eintreten und durch die Schaumeinsätze 53 durchgehen muss, um den Sterilitätsindikator 54 zu erreichen.
Nach dem Aussetzen der Probenpackung dem Sterilisationsverfahren werden die zwei Behälter von einander gelöst und der Indikator zurück erhalten und wie üblich bearbeitet. Diese Testpackung kann, wie in 7 dargestellt, wiederum durch Anordnen eines nicht ausgesetzten Indikators in einem der Behälter und erneutes Aufsetzen des zweiten Behälters auf dem ersten Behälter verwendet werden. Bei dem Sterilitätsindikator kann es sich um den Indikator auf Enzymbasis oder einen herkömmlichen Indikator auf Sporenbasis handeln.
Eine andere Ausführungsform eines wieder verwendbaren Probenpackungsaufbaus besteht aus einem einzelnen Behälter mit einer Öffnung und einem Aufsatz. Ein Sterilitätsindikator ist im Behälter angeordnet. Der Aufsatz ist aus einem porösen Kunststoffmaterial hergestellt, das den Durchgang von Dampf gewährt. Die Aufsatzvorrichtung kann von dem Anwender leicht geöffnet und geschlossen werden, um den ausgesetzten Indikator zurück zu erhalten und einen nicht ausgesetzten Indikator für den nächsten Test zuzufügen. Bei den Materialien handelt es sich um einen nicht absorbierenden Kunststoff, der mehreren Aussetzungen an Sterilisation standhalten kann.
Eine andere wie in 8A und 8B dargestellte Ausführungsform eines wieder verwendbaren Probenpackungsaufbaus weist einen einzelnen Behälter mit einer Verschlussvorrichtung, Schaum und einen Testindikator auf. Der untere Teil des zylinderförmigen Behälters 60 weist zwei Lochblenden 61 in den Seiten des Behälters auf. Ein rohrförmiger Schaumeinsatz 62 passt eng in den Behälter. Der Schaumeinsatz 62 weist eine Öffnung in der Mitte auf, die der Form des eng in den Schaumeinsatz 62 passenden Sterilitätsindikators 63 entspricht. Der Schraubaufsatz 64 ist auf der großen Öffnung des Behälters angeordnet. Wäre der Schraubaufsatz 64 auf dem den Sterilitätsindikator 63 enthaltenden Behälter befestigt, würde das Sterilisationsmittel durch die kleine Öffnung in den Seiten des Behälters und durch den Schaumeinsatz 62 geleitet werden, bevor es den Sterilitätsindikator 63 erreicht. Dies stellt einen gewundenen Weg für das Sterilisationsmittel dar. Dieser Aufbau würde gleichwertig mit anderen Probenpackungen arbeiten. Bei den Materialien handelt es sich um einen nicht absorbierenden Kunststoff, der mehreren Sterilisationsaussetzungen standhalten kann. Bei dem Sterilitätsindikator kann es sich um den Indikator auf Enzymbasis oder einen herkömmlicher Indikator auf Sporenbasis handeln. Durch Verwendung eines größeren Behälters und eines entsprechend größeren Schaumeinsatzes und Ersetzen eines Chemikalienindikators (mit unausgesetzter Chemikalienindikatortinte bedeckte Testlage) für den Sterilitätsindikator, könnte dieser Aufbau für Vorvakuumsterilisatoren in Vorvakuumsterilisatoren verwendet werden. Nach Bearbeiten in einem Vorvakuumsterilisator würde die Gleichmäßigkeit der chemischen Indikatorfarbänderung verwendet werden, um zu Bestimmen, ob jegliche Luft in der Kammer vorlag. Lag Luft vor, wäre die Farbänderung des chemischen Indikators nicht gleichmäßig.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung, sollten jedoch nicht als Beschränkung des Umfangs der Erfindung betrachtet werden.
BEISPIELE
Beispiel 1 Schneller Sterilitätsindikator zum Überwachen eines Dampfsterilisationsverfahrens.
Ein schneller Sterilitätsindikator für Dampfsterilisation ist aus einer Testeinheit und einer Indikatorlösung zusammengesetzt. Die Testeinheit ist aus einem zylinderförmigen Glasfläschchen, einer Komponenten aus mehreren wechselwirkenden Enzymsystemen enthaltenden Tablette, einem Schaumeinsatz und einem Etikett zusammengesetzt. Das Glasfläschchen weist einen Durchmesser von etwa ¼ Zoll und eine Höhe von 1 Zoll auf und ist an einem Ende offen.
Die zwei wechselwirkende Enzyme des Enzymsystems enthaltende Tablette wird in dem Fläschchen angeordnet. Bei der Tablette handelt es sich um eine Granulierung aus Glukosedehydrogenase und Diaphorase. Die bevorzugte Enzymkonzentration für jedes Enzym beträgt 8 bis 15 Einheiten pro 20 mg Tablette. Die Öffnung des Fläschchens wird mit einem komprimierten Schaumeinsatz gefüllt. Bei dem Schaumeinsatz handelt es sich vorzugsweise um einen Zylinder mit einem Durchmesser im Bereich von ¼ bis 1 Zoll, vorzugsweise etwa ½ Zoll und einer Länge im Bereich bis 3 Zoll, vorzugsweise einer Länge von etwa 1½ Zoll. Der Schaum ist teilweise offenzellig mit einer Dichte von etwa 6 Pfund pro Kubikfuß, und das Schaummaterial ist Polyurethan. Die detaillierten Spezifizierungen beinhalten: Polyesterschaum, offenzellig, 6 lbs, rußfarben, Dichte 5,00–6,60 p.c.f., Stärke 20,0–40.0 p.s.i., Streckung 300–500%, Reißfestigkeit 3,0–5,0 p.l.i., Komprimierungseinstellung 3,0–10,0%, Belastungsabfall 0,50–0,90 p.s.i., Flammbarkeit HF-1 und Zellgröße 50–70 c.d.i. An der Außenseite des Fläschchens befindet sich ein Etikett mit dampfempfindlicher Indikatortinte.
Diese Testeinheit wurde zusammen mit den zu sterilisierenden Gegenständen in die Sterilisationskammer eines mit 121°C betriebenen Dampfsterilisators gegeben. Nach Beendigung des Zyklus wurde die Testeinheit aus der Sterilisationskammer entfernt. Die Farbänderung der dampfempfindlichen Indikatortinte diente zum Identifizieren der bearbeiteten Einheiten von unbearbeiteten Einheiten. Der Schaumeinsatz wurde entfernt, und fünf Tröpfchen der klaren, farblosen Indikatorlösung wurden dem die weiße Enzymtablette enthaltenden Fläschchen zugesetzt. Die Indikatorlösung wurde in eine amberfarbene Glasflasche mit einem Tropfgeber gepackt. Die Indikatorlösung enthält p-Iodnitrotetrazoliumviolett in einem Bereich von 32 μM bis 16 mM, vorzugsweise 3,2 mM; NAD (Nikotinamidadenindinucleotid) in einem Bereich von 1 μM bis 5,5 mM, vorzugsweise 0,11 mM; Glukose in einem Bereich von 1% bis 90%, vorzugsweise 10%; Ethanol in einem Bereich von 1% bis 95% (Volumen), vorzugsweise 5,5%; Zitronensäure in einem Bereich von 0,0032 mM bis 3,2 M, vorzugsweise 17 mM. Der bevorzugte Puffer war 0,05 M Tris, pH 6,0–8,5.
Der vorbestimmte Überlebenszyklus in einem mit 121°C betriebenen BIER-Gefäß betrug 5 Minuten, der Tötungszyklus 15 Minuten für Sterilitätsindikatoren. Überlebenszyklen waren Zyklen mit kurzen Aussetzungszeiten, in welchen Indikatoren positiv testen sollten, was darauf hinwies, dass angemessene Sterilisationsbedingungen nicht erfüllt wurden. Tötungszyklen waren gewöhnlich die Standardzykluszeiten, in welchen der Indikator negativ testen sollte, was darauf hinwies, dass die angemessenen Sterilisationsbedingungen erfüllt wurden. Nach Zugabe der Indikatorlösung zu der weißen Tablette wurde die Farbe der Tablette für eine Dauer von 1 bis 20 Sekunden visuell betrachtet. Nach einem 5-minütigen Überlebenszyklus im Autoklaven bei 121°C, was unangemessene Sterilisationsbedingungen darstellt, wurde ein positives Ergebnis erwartet und beobachtet, wobei die Enzyme aktiv sind und ein rot gefärbtes Produkt auf der Oberfläche der Tablette bei oder vor 20 Sekunden gebildet wurde. Nach einem 15-minütigen Tötungszyklus im Autoklaven bei 121°C, was einen angemessenen Sterilisationszyklus darstellt, wurde ein negatives Ergebnis erwartet und beobachtet, wobei ein oder mehrere Enzyme inaktiviert wurden und kein rot gefärbtes Produkt gebildet wurde. Diese positiven und negativen Ergebnisse liegen parallel zu den Ergebnissen der Bakteriensporen, die ähnlichen Bedingungen in einem Dampfautoklaven ausgesetzt waren.
Tabelle 1 Dampfsterilisationstest in einem BIER-Gefäß
Tabelle 1 zeigt Ergebnisse aus einem typischen Versuch. Die Ergebnisse sind als die Anzahl an positiven gegenüber der getesteten (121°C) Anzahl in einem BIER-Gefäß aufgezeichnet. Die schnellen Sterilitätsindikatoren stellten sowohl positive Ergebnisse nach den Überlebenszyklen als auch negative Ergebnisse nach den Tötungszyklen bereit. Diese Ergebnisse zeigen die zumindest Gleichwertigkeit der schnellen Sterilitätsindikatoren mit herkömmlichen biologischen Indikatoren.
Beispiel 2 Vorvakuumsterilisation
Ein alternatives Sterilisationsprotokoll beinhaltet die Vorevakuierung der Sterilisationskammer, gefolgt von einer kürzeren Aussetzungsdauer an Dampf bei einer höheren Temperatur (132°C oder 134°C). Die vorbestimmten Überlebens/Tötungszykluszeiten für einen Vorvak-Sterilisator bei 132°C und 134°C beträgt 20 Sekunden bzw. 3,0 Minuten. Testeinheiten gemäß Beispiel 1 wurden im Vorvakuumsmodus bearbeitet und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2 Dampfsterilisationstest in einem Vorvakuumsterilisator unter Verwendung von Dampf mit 132°C und 134°C.
Die Ergebnisse in Tabelle 2 sind als die Anzahl an positiven gegenüber der getesteten Anzahl aufgezeichnet. Die Indikatorreaktion wurde bei 20 Sekunden abgelesen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die schnellen Sterilitätsindikatoren die vorbestimmten Überlebens/Tötungs-Parameter für einen Vorvakuumsterilisator bei 132°C und 134°C zumindest gleichwertig mit biologischen Indikatoren erfüllten. Die wie in Beispiel 1 beschriebenen schnellen Sterilitätsindikatoren können wirksam sowohl Schwerkraft-Vorvakuumsterilisationszyklen bei 121°C als auch Vorvac-Sterilisationszyklen bei 132°C/134°C überwachen.
Beispiel 3 Schwerkraftsverschiebungsstudie bei 132°C unter Verwendung eines Indikatorsystems, aufweisend einen Behälter mit einem Aufsatz wie in 2A dargestellt.
Zwei Chargen Testeinheiten wurden jeweils 1,0, 1,25, 1,5, 1,75, 2,0, 2,25, 2,5, 2,75, 3,0, 3,25 und 3,5 Minuten lang einem gesättigten Dampf bei 132°C in einem Schwerkraftsverschiebungs-BIER-Gefäß ausgesetzt. Nach dem Aussetzen wurden die Testeinheiten entfernt, die Aufsätze von den Fläschchen abgeschraubt, und Indikatorlösung wurde den Fläschchen zugesetzt (eine ausreichende Menge zum Bedecken der Tablette). Die Ergebnisse nach 20 Sekunden wurden als Anzahl positiver Testeinheiten gegenüber der Anzahl an getesteten Testeinheiten aufgezeichnet.
Die Akzeptanzkriterien erforderten, dass alle RSI-Testeinheiten 100% positive Ergebnisse nach 1-minütiger Aussetzung ergaben. Tabelle 3 Schwerkraft-Verschiebung-Inaktivierungskurve bei 132°C Schneller RSI-Indikator mit Schraubaufsatz

1 Charge GOT00 besteht aus Tablettencharge 0-200-T-01, POREX-Charge 00621, Indikatorlösung Charge GOT00
2 Charge GOT01 besteht aus Tablettencharge 0-35-T-01, POREX-Charge 00621, Indikatorlösung Charge GOT501
3 Charge GOT02 besteht aus Tablettencharge 0-200-T-01, POREX, Indikatorlösung Charge GOT02
* Zyklen bei diesen Aussetzungszeiten nicht durchgeführt.

Beispiel 4 Schwerkraft-Verschiebungsstudie bei 134°C unter Verwendung eines Indikatorsystems, aufweisend einen Behälter mit einem wie in 2A dargestellten Aufsatz
Drei Chargen Testeinheiten wurden jeweils 1,0, 1,25, 1,5, 1,75, 2,0, 2,25, 2,5, 2,75, 3,0, 3,25 und 3,5 Minuten lang einem gesättigten Dampf bei 132°C in einem Schwerkraftsverschiebungs-BIER-Gefäß ausgesetzt. Ein biologischer Indikatorbewertungsresistometer (BIER) ist ein gesättigtes Dampfgefäß, das zur Verwendung beim Bewerten der Festigkeitsleistung von biologischen Indikatoren vorgesehen ist. Das BIER-Gefäß arbeitet in Übereinstimmung mit BIER/Dampf-Gefäßen des Typs ANSI/AAMI ST45-1992. Nach dem Aussetzen wurden die Testeinheiten entfernt, die Aufsätze von den Fläschchen abgeschraubt und Indikatorlösung wurde dem Fläschchen zugesetzt (eine ausreichende Menge zum Bedecken der Tablette). Die Ergebnisse nach 20 Sekunden wurden als Anzahl positiver Testeinheiten gegenüber Anzahl getesteter Testeinheiten aufgezeichnet.
Die Akzeptanzkriterien erforderten, dass alle RSI-Testeinheiten 100% positive Ergebnisse nach 1-minütiger Aussetzung und 100% negative Ergebnisse nach 3-minütiger Aussetzung ergaben. Tabelle 4 Schwerkraft-Verschiebung-Inaktivierungskurve bei 134°C Schneller RSI-Indikator mit Aufsatz

1 Charge GOT00 besteht aus Tablettencharge 0-200-T-01, POREX-Charge 00621, Indikatorlösung Charge GOT00
2 Charge GOT01 besteht aus Tablettencharge 0-35-T-01, POREX-Charge 00621, Indikatorlösung Charge GOT01
3 Charge GOT02 besteht aus Tablettencharge 0-200-T-01, POREX-Charge 00718, Indikatorlösung Charge GOT02
* Zyklen bei diesen Aussetzungszeiten nicht durchgeführt.

Andere Ausführungsformen und Verwendungen der Erfindung sind dem Fachmann aus der Betrachtung der Beschreibung und Durchführung der hier offenbarten Erfindung klar. Alle US-Patentschriften und andere hier genannte Dokumente sind, aus welchem Grund auch immer, speziell unter Bezugnahme eingebracht. Es ist vorgesehen, dass die Beschreibung und die Beispiele nur beispielhaft betrachtet werden sollen, wobei der tatsächliche Umfang und Geist der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angegeben ist.

Claims

Testindikator (40) zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens, aufweisend: einen Behälter mit mindestens einer Öffnung (11), die mit einer Innenkammer (22) in Verbindung steht, die biologisches Material (21, 43) aufweist, das als Indikator für die Zerstörung von lebenden Organismen durch das Sterilisationsverfahren zu verwenden ist; einen Aufsatz (23) der einen direkten Zugang zu dem biologischen Material (21, 43) bereitstellt, wobei der Aufsatz (23) auf der mindestens einen Öffnung (11) derart positioniert ist, dass durch den Aufsatz Gasbewegung zwischen der Umgebung um den Testindikator und der Innenkammer stattfindet, wobei der Aufsatz (23) ein herausragendes Element (26, 27) aufweist, das verhindert, dass das in der Innenkammer (22) enthaltene biologische Material (21, 43) durch die mindestens eine Öffnung aus der Kammer (22) herausfällt, wobei das herausragende Element (26, 27) ein hohler Stab ist und der Aufsatz ferner mindestens ein Abgabeelement (28) aufweist und wobei der hohle Stab eine Indikatorlösung (31) aufweist.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei der Aufsatz (23) eine oder mehrere Öffnungen (24) aufweist, die einen Zugang zu dem biologischen Material bereitstellen.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei der Behälter flüssigkeitsundurchlässige Wände aufweist und im Wesentlichen kein Gas absorbiert.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei der Behälter aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Glas, Silicaten und einer Kombination davon, zusammengesetzt ist.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei der Behälter zylinderförmig ist.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei der Aufsatz (23) aus Kunststoff, porösem Kunststoff, Glas, gesintertem Glas, Kautschuk oder einer Kombination davon zusammengesetzt ist.
Testindikator nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen sterilisationsmitteldurchlässigen Einsatz (25), der die mindestens eine Öffnung bedeckt.
Testindikator nach Anspruch 7, wobei der sterilisationsmitteldurchlässige Einsatz (25) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Sieb, einer Membran, einem Maschengebilde, einem bakteriendurchlässigen Einsatz und einer Kombination davon.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei das herausragende Element (26, 27) aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Kautschuk, Glas, Silicaten, nichtreaktivem Metall und einer Kombination davon, zusammengesetzt ist.
Testindikator nach Anspruch 1, der an das Sterilisationsverfahren angepasst ist, das Dampfwärme, chemisches Sterilisationsmittel, Plasma, Bestrahlung, trockene Wärme oder eine Kombination davon aufweist.
Testindikator nach Anspruch 1, wobei das biologische Material (21) mindestens eine Komponente eines wechselwirkenden Enzymsystems ist.
Testindikator nach Anspruch 11, wobei das biologische Material (21) ein Granulierungsprodukt aufweist.
Testindikator nach Anspruch 12, wobei das wechselwirkende Enzymsystem ein Granulierungsprodukt aus Glucosedehydrogenase und Diaphorase aufweist.
Testindikatorsystem nach Anspruch 1, wobei der Behälter eine wärmeempfindliche oder chemikalienempfindliche Tinte enthält.
Testpackung zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens, aufweisend einen Testbehälter (41, 50, 51, 60) mit einer oder mehreren Öffnungen (45, 52, 61), die mit einer Innenkammer in Verbindung stehen, die den Testindikator (40, 54, 63) nach Anspruch 1 enthält.
Testpackung nach Anspruch 15, die an das Sterilisationsverfahren angepasst ist, das Dampfwärme, chemisches Sterilisationsmittel, Plasma, Bestrahlung, trockene Wärme oder eine Kombination davon aufweist.
Testpackung nach Anspruch 15, ferner aufweisend eine sterilisationsmitteldurchlässige Abdeckung (42, 47, 53, 64) über der einen oder den mehreren Öffnungen des Testbehälters (41, 50, 51, 60).
Testpackung nach Anspruch 17, wobei die Abdeckung (42, 47, 53, 64) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Schaum, einem Sieb, einer Membran, einem Maschengebilde, einem bakteriendurchlässigen Einsatz und einer Kombination davon.
Testpackung nach Anspruch 15, die durch Ersatz des Testindikators wiederverwendet werden kann.
Verfahren zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens, aufweisend: Aussetzen eines Testindikators nach Anspruch 1 oder einer Testpackung nach Anspruch 17 einem Sterilisationsverfahren; Abgeben der Indikatorlösung an das biologische Material; und Bestimmen der Wirksamkeit des Sterilisationsverfahrens.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Aufsatz des Testindikators eine oder mehrere Lochblenden aufweist.