DE60114858T2

DE60114858T2 - Desinfektion oder sterilisierungsverfahren

Info

Publication number: DE60114858T2
Application number: DE60114858T
Authority: DE
Inventors: Bruno Aubert
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: EP1317291A2; AU2002213892A1; CN1455684A; CN1226048C; WO2002020065A3; EP1317291B1; WO2002020064A3; ES2252295T3; JP2004508163A; KR20030029924A; ATE309002T1; EP1317290B1; FR2813796A1; DE60114858D1; ATE312629T1; DE60115921T2; KR100868811B1; US7175699B2; CN1216645C; KR20030029914A

Description

DESINFEKTIONS- ODER STERILISIERUNGSVERFAHREN
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desinfizieren und Sterilisieren von Material. Das Verfahren ist insbesondere zum Desinfizieren und Sterilisieren von medizinischen Abfallstoffen geeignet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gerät zum Ausführen dieses Verfahrens.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik sind zur Zeit mehrere Verfahren zum Desinfizieren von Material bekannt. Beispiele derartiger Verfahren sind Verfahren auf der Basis der chemischen Desinfektion, der Strahlungsdesinfektion, der Wärmedesinfektion oder der Zerstörung durch Wärme. Diese Verfahren weisen jedoch mehrere Nachteile auf.
Die chemische Desinfektion oder Sterilisieren ist ein Verfahren, das sehr schnell seine Grenzen erreicht, weil die Keime immer widerstandsfähiger werden und weil es oft unmöglich ist, ein gutes Eindringen des Desinfektionsmittels in das zu desinfizierende Material (z.B. durch Blut verstopfte Nadeln ...) zu garantieren.
Die Desinfektion oder Sterilisieren durch Strahlung ist für das Behandeln von Material wie medizinischen Abfallstoffen bekannt.
Jedoch ist das eine kostspielige Technik, die hohe Investitionskosten erfordert.
Die Wärmedesinfektion oder -Sterilisierung ist als sehr effiziente Technik zum Behandeln beispielsweise von chirurgischen Messern und anderen chirurgischen Instrumenten bekannt, erlaubt es jedoch nicht, andere Materialien, wie beispielsweise medizinische Abfallstoffe, mit der gleichen Effizienz zu behandeln.
Die Zerstörung durch Wärme wird beispielsweise in einem Einäscher oder Ofen durchgeführt. Diese Technik erfordert sehr große und teure Anlagen, um den Emissionsstandards und insbesondere den Dioxinemissionsstandards zu entsprechen. Außerdem zerstört diese Technik, behandelt aber nicht.
Heutzutage ist die Desinfektion von Metalloberflächen, wie beispielsweise den Oberflächen von Instrumenten, weitgehend von der Behandlung in feuchter Hitze (Autoklaven) dominiert und viele Industrielle haben vergebens versucht, sie auf anderen Gebieten wie beispielsweise bei medizinischen Abfallstoffen, anzuwenden.
Beim Desinfizieren chirurgischer Instrumente sind gute Ergebnisse erzielt worden. Es hat sich gezeigt, dass das Reduzieren der Kontamination um gut mehr als 6 Log durch Desinfizieren chirurgischer Instrumente in einem Autoklaven reduziert werden kann.
Beim Desinfizieren anderer Materialien wie Baumwolle wird in der Praxis ein viel niedrigeres Desinfektionsniveau erzielt.
In der Tag erfordert das tiefgehende Desinfizieren von Gegenständen, die aus Cellulose-, Glas- oder Edelstahlfasern bestehen, wie beispielsweise medizinische Abfallstoffe, dass alle möglichen Anstrengungen gemacht werden müssen, um zu garantieren, dass die Hitze und der Dampf alle Teile erreichen.
In den meisten Fällen hat man dies durch Zerreißen und Vermischen der Abfallstoffe in einem Autoklaven erreicht.
Jedoch werden eine umfangreiche Reihe verschiedener Materialien der Kontamination ausgesetzt und so führen die Unterschiede in der spezifischen Wärme- und Hitzeleitfähigkeit zu unterschiedlichen Wärmeübertragungen. Metalle lasen sich beispielsweise durch Wasserdampfkondensation schneller erwärmen als Zellulose. Aus diesem Grund ist versucht worden, ein zusätzliches Erwärmen wie beispielsweise Erwärmen durch Mikrowellen oder Hochfrequenz anzuwenden, die Abfallstoffe weisen jedoch auch starke Unterschiede in den dielektrischen Eigenschaften auf, was zu heterogenen Wärmeübertragungen führt.
In der Tat sind verschiedene Autoklavenverfahren versuchsweise durchgeführt worden, um ihre Effizienz in Versuchsverfahren zum Desinfizieren von Materialien zu beweisen, die durch Keime infiziert worden sind, durch die Tatsache, dass eine hohe Heterogenität bei dem Material besteht, lässt sich jedoch eine homogene Behandlung der gesamten Abfallstoffe nicht garantieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Desinfizieren und Sterilisieren von Material bereitzustellen, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zum Desinfizieren von Material mit einer hohen Effizienz bei niedrigen Kosten bereitzustellen.
Einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein Desinfektions- oder Sterilisierungsverfahren bereitgestellt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

– Bereitstellen eines Behältnisses zur Aufnahme eines zu desinfizierenden Materials. Das Behältnis hat eine möglicherweise kontaminierte interne Oberfläche S_c. Die Oberfläche S_c kann als Teil der internen Oberfläche betrachtet werden, die möglicherweise in Kontakt mit dem zu desinfizierenden Material gewesen ist, beispielsweise wenn das Material in das Behältnis eingegeben wird.

Das Behältnis ist des Weiteren mit einem Mittel ausgestattet, um das Behältnis in luftdichter Weise abzudichten. Im abgedichteten Zustand hat das Behältnis eine interne Oberfläche S_i, die von gleicher Größe wie die interne Oberfläche S_c oder größer als diese ist:

– Abdichten des Behältnisses in einer luftdichten Weise;
– Erwärmen des abgedichteten Behältnisses, wobei die Oberfläche S_i und das Material unter Wasserdampf- und/oder Radikalendruck erwärmt werden.

Der Wasserdampfdruck und/oder der Radikalendruck wird während des Erwärmens durch Verdampfen des Wasser und der Radikale erhalten, die auf natürliche Weise an der Oberfläche des zu desinfizierenden Materials und/oder der Oberfläche S_i absorbiert und/oder gebildet werden.
Bevorzugt liegt der Wasserdampf- und/oder Radikalendruck bei mehr als 1 × 10⁵ Pa (1 bar), beispielsweise 2 × 10⁵ Pa (2 bar) oder 3,4 × 10⁵ Pa (3,4 bar).
Bevorzugt sind die Radikale Hydroxyl-(OH-)Radikale. OH-Radikale sind dafür bekannt, dass sie sehr reaktive freie Radikale und sehr starke Oxidationsmittel sind, die verschiedene Mikroorganismen abtöten und verschiedene flüchtige organische Verbindungen abbauen können.
Möglicherweise umfassen die Radikale auch CO-Radikale.
Das zu desinfizierende Material kann irgendeine Art von Material umfassen, das in das Behältnis eingegeben werden kann. Beispiele von Materialien umfassen medizinische Abfallstoffe, chirurgische Instrumente oder Nahrungsmittelverpackungen. Das zu desinfizierende Material kann auch Teil des Behältnisses selbst sein. Es kann beispielsweise die interne Oberfläche oder einen Teil der internen Oberfläche des Behältnisses umfassen.
Da sowohl das Material als auch die Oberfläche S₁ unter Wasserdampf und/oder einem Radikalendruck erwärmt werden, werden beide auf die gleiche Art und Weise behandelt und desinfiziert.
Das Desinfizieren der internen Oberfläche des Behältnisses ist wichtig, um eine mögliche erneute Kontamination des desinfizierten Materials nach der Behandlung oder die Kontamination von Material, das in das Behältnis eingegeben worden ist, zu vermeiden.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Wasser- und der Radikalendruck durch Eliminieren, vor dem Erwärmen, aller oder im Wesentlichen aller Luft und des freien Raums in und um das zu desinfizierende Material herum erhalten, um es dem Wasser und den Radikalen, die auf natürliche Weise an der Oberfläche des Materials absorbiert und/oder gebildet werden, zu erlauben, ausreichend zahlreich zu sein, um einen gesättigten Wasserdampfdruck oder einen im Wesentlichen gesättigten Wasserdampfdruck während des Erwärmens des Materials zu erhalten.
Im Wesentlichen gesättigter Wasserdampfdruck soll einen Druck bedeuten, der mindestens 90% des gesättigten Wasserdampfdrucks beträgt.
Ein gesättigter Wasserdampfdruck ist bevorzugt. Jedoch ist es in der Praxis schwierig, dies zu erreichen.
Durch die vorliegende Erfindung ist gezeigt worden, dass eine gute Desinfektion und Sterilisierung in einem im Wesentlichen gesättigten Wasserdampfdruck erhalten werden könnte.
Das folgende Beispiel erklärt die Begriffe gesättigter und im Wesentlichen gesättigter Wasserdampfdruck noch weiter.
Wenn ein Autoklav mit einem Volumen von Luft V_a sich bei einer Temperatur von 25°C befindet, so wird die Luft auf eine Temperatur von 134°C erwärmt und der Druck Pa des Volumens V_a beträgt:
Das Vakuum von 0,2 × 10⁵ Pa (0,2 bar) erlaubt es vor dem Erwärmen, dieses Volumen von Luft auf ein Fünftel des Volumens V_a zu reduzieren.
Das bedeutet, dass der Druck dieses reduzierten Volumens von Luft 1,37/5 = 0,27 × 10⁵ Pa (0,27 bar) betragen wird.
Bei 134°C beträgt der Druck von gesättigtem Wasserdampf normalerweise 3 × 10⁵ Pa (3 bar). Aus diesem Grund ist der Wasserdruck in dem Volumen V_a P_s = 3 – 0,27 = 2,73 × 10⁵ Pa (2,73 bar). Dies ist ca. 90% (2,73/3) des gesättigten Wasserdampfdrucks und wird als im Wesentlichen gesättigter Wasserdampfdruck betrachtet.
Es ist bekannt, dass alle Materialien unter Atmosphärenbedingungen eine geringe Menge Wasser auf ihrer Oberfläche absorbieren und dass dieses Wasser sich auf Grund der Wechselwirkung mit dem Material teilweise in radikalischer Form präsentiert. Um zu garantieren, dass das Wasser und die Radikale, wie beispielsweise OH, an der Oberfläche des Materials und/oder in den Poren des Materials, wenn das Material faserförmiges oder körniges Material umfasst, systematisch in Form von Dampf vorliegen, wird vorgezogen, dass die Luft und der freie Raum in und um das zu desinfizierende oder sterilisierende Material herum im Wesentlichen entfernt werden.
Eliminieren im Wesentlichen aller Luft und des gesamten freien Raums in und um das Material herum ist eine Entfernung der Luft und des freien Raums derart gemeint, dass ein gesättigter oder im Wesentlichen gesättigter Wasserdampf- und/oder Radikalendruck erhalten wird. In der Praxis bedeutet das, dass das Volumen von Luft und freiem Raum in und um das zu desinfizierende Material herum weniger als 20% und bevorzugt weniger als 10% des Gesamtvolumens des Materials beträgt. Noch bevorzugter beträgt das Volumen der Luft und des freien Raums in und um das Material herum weniger als 5%, beispielsweise weniger als 2% des Gesamtvolumens des Materials.
Durch Eliminieren oder wesentliches Eliminieren der Luft und des freien Raums in und um das zu desinfizierende Material herum werden das Wasser und die OH-Radikale, die an der Oberfläche oder in der porösen Struktur des Materials absorbiert oder auf natürliche Weise daran gebildet sind, wenn sie durch den Erwärmungsvorgang bei Temperaturen über 100°C vollständig oder teilweise verdampft sind, in dem sehr geringen verbleibenden Volumen schließlich stark konzentriert sein und der Dampf oder die Radikale und die Keime werden wahrscheinlich aufeinandertreffen.
Die Wirkung eines derartig mit Radikalen beladenen Wasserdampfs ist zum Zerstören von Keimen äußerst effizient.
Die Entfernung oder wesentliche Entfernung der Luft und des freien Raums in und um das zu desinfizierende Material herum kann auf eine Reihe verschiedener Arten und Weisen erreicht werden.
Eine erste Art und Weise zum Erreichen der Entfernung der Luft und des freien Raums in und um das Material herum besteht darin, das Volumen des Behältnisses, das das Material umfasst, zu reduzieren und/oder das zu desinfizierende Material zu verdichten.
Als Alternative kann die Entfernung der Luft und des freien Raums in und um das Material herum durch Injizieren eines Materials wie beispielsweise einer Flüssigkeit in das Behältnis erreicht werden. Beispiele von geeignetem, in das Behältnis zu injizierendem Material sind Öle wie beispielsweise Mineralöl und Silicone.
Bevorzugt wird die Luft in und um das Material herum durch ein Filtermedium evakuiert. Noch bevorzugter wird die Luft in und um das Material herum durch ein Filtermedium evakuiert, das Metallfasern umfasst. Ein Filtermedium, das Metallfasern umfasst, weist eine hohe Filtereffizienz auf. Des Weiteren ist ein Filtermedium, das Metallfasern umfasst, durch eine hohe spezifische Oberfläche gekennzeichnet, so dass eine große Menge Wasser und Radikale absorbiert werden kann. Das Wasser und die Radikale werden nicht nur an der Oberfläche des Filtermediums, sondern auch in der porösen Struktur des Filtermediums adsorbiert. Aus diesem Grund lassen sich durch Verwenden eines Filtermediums, das Metallfasern umfasst, der erwünschte Wasserdampfdruck und/oder Radikalendruck leichter erhalten.
Das Behältnis wird auf luftdichte Weise, beispielsweise durch Schließen eines Ventils, geschlossen. Es wird vorgezogen, dass der Druck innerhalb des Behältnisses beispielsweise durch leichtes Vergrößern des Volumens des Behältnisses vor dem Erwärmungsschritt etwas reduziert wird.
Durch diese geringe Reduzierung des Drucks lässt sich ein Dampfdruck wie beispielsweise ein gesättigter oder im Wesentlichen gesättigter Dampfdruck während des darauffolgenden Erwärmens leichter erzielen.
Das zu desinfizierende Material und die Oberfläche S₁ des Behältnisses werden auf eine Temperatur über 100°C erwärmt. Bevorzugt liegt die Temperatur zwischen 100 und 250°C und noch bevorzugter zwischen 134 und 150°C, beispielsweise bei 138°C.
Das Erwärmen kann durch irgendein Verfahren erreicht werden, das im Stand der Technik bekannt ist, und kann beispielsweise das Erwärmen durch einen oder mehrere elektrische Widerstandsgeräte, einen Flüssigkeitsaustauscher, einen Hochfrequenzerwärmer oder durch eine Kombination derselben umfassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reichen das Wasser und die Radikale, wie beispielsweise die OH-Radikale, die auf natürliche Weise an den Oberflächen des zu desinfizierenden Materials absorbiert und/oder gebildet werden, aus, um eine Desinfektion unter dem Druck von gesättigtem Wasserdampf zu garantieren, da die Luft und das restliche Volumen um die oben erwähnten Oberflächen herum auf ein Minimum reduziert worden sind.
Materialien, die aus Metall bestehen, absorbieren Wasser und Radikale leicht. Deshalb sind derartige Materialien leicht zu desinfizieren. Jedoch hat es sich erwiesen, dass die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch zum Desinfizieren anderer Materialien verwendet werden kann. Trockene Baumwolle enthält beispielsweise immer noch mehrere Gramm Wasser pro kg. Nach dem Verdichten und der Desinfektion der Baumwolle zu 90% verbleibt nur 0,1 Liter Luft pro kg Baumwolle.
Auf Grund der Kenntnis, dass bei 145°C der Druck von gesättigtem Wasserdampf 4,2 × 10⁵ Pa (4,2 bar) beträgt, ist es notwendig, 0,1/22,4·18/4,2·(273 + 145)/273 = 0,03 g Wasser zur Hand zu haben, um einen gesättigten Dampfdruck zu erhalten.
So enthält selbst trockene Baumwolle einige Gramm Wasser und könnte unter guten Bedingungen desinfiziert werden. Des Weiteren liegt das absorbierte teilweise in einer Radikalform des OH-Typs vor. OH-Radikale sind als äußerst aggressive Radikale bekannt und ermöglichen es, die Proteinstrukturen und dadurch die Keime leicht zu zerstören.
In Autoklaven können diese OH-Radikale nicht mit der gleichen Wirksamkeit reagieren, da das Volumen um das zu desinfizierende Material herum zu groß ist, um eine ausreichende Wahrscheinlichkeit zu besitzen, dass das Radikal dem Keim begegnet.
Zur Zeit können Autoklaven erfolgreich zum Sterilisieren von chirurgischen Instrumenten verwendet werden. Im Lichte der vorliegenden Erfindung lässt sich dies erklären, da chirurgische Instrumente Metalloberflächen umfassen, auf denen die zu zerstörenden Keime sich befinden und Metalloberflächen den Wasserdampf und die Radikale leichter absorbieren.
Wenn Materialien mit einer geringen Erwärmungskapazität oder einer geringen Isolierung, wie beispielsweise Baumwolle, in einem Autoklaven desinfiziert werden, so sind die Probleme viel größer. In diesem Fall ist die Möglichkeit, dass der Wasserdampf oder die Radikale auf das zu desinfizierende Material auftreffen, sehr gering, da das Material in einem großen Metallvolumen positioniert ist, das die Dämpfe bevorzugt kondensiert.
Das wird noch weiter durch die Tatsache unterstrichen, dass die Materialien oft massive Materialien, wie beispielsweise eine große Binde, sind, wodurch es für das Wasser oder die Radikale schwierig ist, in das Material einzudringen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das verbleibende Volumen nach der Entfernung oder wesentlichen Entfernung der Luft und des freien Raums dagegen sehr klein und die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung deshalb sehr groß. Das kann eine Erklärung dafür sein, weshalb die mit dem erfindungsgemäßen Gerät erhaltenen Ergebnisse außergewöhnlich sind und 13 Log erreichen können, was eine Million mal besser ist als die Ergebnisse, die mit den Autoklaven erhalten werden.
Die oben erwähnte Vorgehensweise ist zur Desinfizierung und Sterilisierung aller Materialtypen geeignet. Sie kann auch zur Desinfizierung eines dielektrischen oder elektrischen Materials, eines trockenen oder feuchten Materials verwendet werden. Beispiele von zu desinfizierenden Materialien sind Baumwolle, Metall und Kunststoffe. Die Vorgehensweise ist zum Desinfizieren von medizinischen Abfallstoffen besonders geeignet. Sie kann auch zum Desinfizieren chirurgischer Instrumente, Waschbecken oder Fußböden verwendet werden.
Des Weiteren kann das Verfahren zum Desinfizieren von Müll wie beispielsweise Lebensmittelverpackungen oder Kunststoffen, beispielsweise an Bord von Schiffen, adaptiert werden.
Das Gerät zum Durchführen des Verfahrens zum Desinfizieren von Material umfasst ein Behältnis, das ein zu desinfizierendes Material aufnimmt. Das Behältnis hat eine möglicherweise kontaminierte interne Oberfläche S_c. Das Behältnis ist mit einem Mittel zum Entfernen der Luft und des freien Raums in und um das Material herum und mit Mitteln zum Abdichten des Behältnisses in einer luftdichten Weise ausgestattet.
Im abgedichteten Zustand weist das Behältnis eine interne Oberfläche S₁ auf, die von gleicher Größe wie die interne Oberfläche S_c oder größer als diese ist.
Das Behältnis ist des Weiteren mit einem Mittel zum Erwärmen des Materials und der Oberfläche S₁ des Behältnisses unter einem gesättigten oder im Wesentlichen gesättigten Wasserdampf- und/oder Radikalendruck ausgestattet.
Das Gerät umfasst ein Behältnis umfassend das zu desinfizierende Material. Dieses Behältnis kann verformbar oder nicht verformbar sein.
Das zu desinfizierende Material kann irgendein Material umfassen, das in das Behältnis eingegeben werden kann, wie beispielsweise medizinische Abfallstoffe, chirurgische Instrumente oder Lebensmittelverpackungen.
Als Alternative kann das zu desinfizierende Material Teil des Behältnisses sein, in dem das Desinfektionsverfahren durchgeführt wird. Es kann beispielsweise die interne Oberfläche oder einen Teil der internen Oberfläche des Behältnisses umfassen.
Das Behältnis ist mit einem Mittel ausgestattet, um das Behältnis in einer luftdichten Weise abzudichten und mit einem Mittel, um die Luft in und um das zu desinfizierende Material herum zu entfernen.
Das Mittel zum Entfernen der Luft umfasst beispielsweise ein Mittel zum Reduzieren des Volumens des Behältnisses und/oder ein Mittel zum Verdichten des zu desinfizierenden Materials.
Diese Mittel können beispielsweise einen Kolben umfassen, der mit Hilfe einer Kolbenstange aktiviert werden kann.
Die Luft in und um das zu desinfizierende Material herum kann auch durch Schließen des Behältnisses durch einen Gegenstand entfernt werden, der gut in die Aushöhlung des Behältnisses passt und/oder der das zu desinfizierende Material gut umschließt.
Eine andere Art und Weise des Entfernens der Luft und des freien Raums in und um das zu desinfizierende Material herum erfolgt durch Injizieren eines Materials wie beispielsweise eines Öls oder eines Silicons in das Behältnis.
Das Mittel zum Erwärmen des zu desinfizierenden Materials erlaubt es, das zu desinfizierende Material und die Oberfläche S₁ des Behältnisses auf eine Temperatur von über 100°C zu erwärmen.
Bevorzugt wird das Material auf eine Temperatur zwischen 100 und 250°C und noch bevorzugter auf eine Temperatur zwischen 134 und 150°C, beispielsweise 138°C erwärmt.
Das Erwärmen kann auf irgendeine Art und Weise erfolgen, die einem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann bekannt ist. Das Mittel zum Erwärmen umfasst beispielsweise mindestens ein elektrisches Widerstandsgerät, einen Flüssigkeitsaustauscher, einen Hochfrequenzerwärmer oder eine Kombination derselben.
Das Erwärmen kann indirektes Erwärmen sein, beispielsweise durch Erwärmen des Behältnisses, das daraufhin die medizinischen Abfallstoffe erwärmt. Auch ist ein direktes Erwärmen der medizinischen Abfallstoffe möglich.
Das indirekte Erwärmen kann beispielsweise durch elektrische Widerstandsgeräte, die an der externen Fläche des Behältnisses installiert sind, durch einen Wärmemaustauscherschaltkreis, der eine wärmeleitfähige Flüssigkeit umfasst und an der Außenseite des Behältnisses installiert ist, oder durch Umlaufenlassen von elektrischen Strömen innerhalb des Behältnisses, falls es ein Metallbehältnis ist, erfolgen.
Das direkte Erwärmen kann beispielsweise durch Umlaufenlassen von elektrischen Strömen erfolgen, wenn das Material aus Metall besteht. Die elektrischen Ströme können durch elektrische Stromleitung, Induktion oder Kapazität erzeugt werden. Als Alternative kann direktes Erwärmen durch Aufbringen eines elektromagnetischen Felds (Mikrowellen oder Hochfrequenzen) erfolgen, wenn das zu desinfizierende Material dielektrische Verluste aufweist.
Auch kann das Mittel zum Reduzieren des Volumens des Behältnisses und/oder das Mittel zum Verdichten des Materials, wie beispielsweise ein Kolben, mit Mitteln zum Erwärmen des zu desinfizierenden Materials versorgt werden.
Die Wärmebehandlungszeit beträgt bevorzugt 1 bis 60 Minuten. Es ist klar, dass die Wärmebehandlungszeit von der Temperatur abhängt. Eine bevorzugte Wärmebehandlung umfasst ein Erwärmen bei 138°C für 20 Minuten.
Außerdem hängt die Behandlungstemperatur vom erwünschten Typ der Desinfektion und der Natur des infektiösen Mittels ab.

– Im Falle von apathogenen Mitteln, wie beispielsweise in Lebensmittelverpackungen, kann die Temperatur nur 15 Minuten bei 121°C gehalten werden.
– Im Falle von pathogenetischen Mitteln, wie beispielsweise bei Abfallstoffen oder Luftfiltern von Operationssälen, kann die Temperatur 20 Minuten bei 138°C gehalten werden.
– Für eine äußerst weitreichende Desinfektion und/oder Desinfektion über kurze Zeit kann die Temperatur eine Minute lang zwischen 180°C und 200°C liegen.

Bevorzugt ist das Behältnis des Weiteren mit einem Filtermedium und noch bevorzugter auch mit einem Ventil ausgestattet.
Das Filtermedium kann die Gase, die während des Verdichtens des zu desinfizierenden Materials freigesetzt worden sind, filtrieren.
Bevorzugt umfasst das Filtermedium eine gesinterte Metallfaservliesbahn.
Metallfasern, die für das erfindungsgemäße Filtermedium verwendet werden, können aus herkömmlichem Metall oder herkömmlicher Metalllegierung bestehen.
Bevorzugte Legierungen sind Edelstahl wie beispielsweise Edelstahl 316L, Hastelloy^®, Inconel^®, Nichrome^®, Legierung HR.
Bevorzugt besitzen die Fasern des Filtermediums einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 und 22 μm. Noch bevorzugter besitzen die Metallfasern einen Durchmesser zwischen 1 und 10 μm, beispielsweise 2 μm oder 5 μm.
Eine gesinterte Metallfaservliesbahn als Filtermedium ist durch einen geringen Druckabfall und eine hohe Filtriereffizienz gekennzeichnet.
Des Weiteren weist das Filtermedium eine hohe spezifische Oberfläche (ca. 600 m² je 1 m² Filter) auf. Wegen dieser hohen spezifischen Oberfläche kann eine große Menge Wasser und Radikale absorbiert und der erwünschte Wasserdampfdruck und/oder Radikalendruck leichter erhalten werden.
Eine gesinterte Metallfaservliesbahn besitzt eine geringe Dicke und deshalb ein geringes Volumen.
Das Ergebnis ist, dass die Luft und der freie Raum in und um das zu desinfizierende Material bis zu einem hohen Grad entfernt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
1a, 1b und 1c ein Gerät zum Desinfizieren von erfindungsgemäßem Material zeigen und das Desinfektionsverfahren veranschaulichen;
2a und 2b die Desinfektion eines Waschbeckens zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ein Desinfektionsverfahren, das sich eines erfindungsgemäßen Geräts bedient, wird in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf 1a, 1b und 1c erklärt. Das Verfahren ist für das Desinfizieren von medicischen Abfallstoffen besonders geeignet.
1a zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Gerät in offener Position, das zur Aufnahme von zu desinfizierendem Material bereit ist.
1b zeigt das Gerät in geschlossener Position während des Verdichtens (Volumenreduktion). 1c zeigt das Gerät während des Erwärmungsschritts.
Das Gerät umfasst ein Behältnis 2 in das das zu desinfizierende Material eingegeben werden kann. Das Behältnis kann beispielsweise zylindrisch sein, obwohl Behältnisse anderer Gestalten ebenfalls in Betracht gezogen werden können.
Das Behältnis ist an beiden Enden am internen Umfang des Behältnisses mit Dichtungen 3, 12 ausgestattet. Diese Dichtungen stellen sicher, dass das Behältnis in einer luftdichten Weise geschlossen werden kann.
Das Behältnis ist des Weiteren mit einem Kolben 5 ausgestattet. Bevorzugt weist der Kolben einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser des Behältnisses angepasst ist, um ein Zwischenvolumen zwischen dem Behältnis und dem Kolben freizulassen, das fast gleich Null ist. Die Länge des Kolbens ist bevorzugt größer als die Länge des Behältnisses, um sicherzustellen, dass die Dichtungen 3 immer aktiv sind. Durch das Vorliegen der Dichtungen kann das Behältnis während des ganzen Vorgangs in einer luftdichten Weise geschlossen werden, gleichgültig, in welcher Position sich der Kolben befindet. Auf diese Weise befindet sich die interne Oberfläche des Behältnisses im gleichen Zustand wie das zu desinfizierende Material. Das bedeutet, dass nicht nur das zu desinfizierende Material, sondern auch die interne Oberfläche des Behältnisses desinfiziert wird.
Der Kolben 5 ist mit elektrischen Widerstandsgeräten oder einen wärmeleitenden Schaltkreis (nicht dargestellt) ausgestattet und kann durch Übersetzen mit Hilfe einer Kolbenstange 6 bewegt werden.
Das Behältnis kann mit Hilfe eines Deckels 7 geschlossen werden.
Der Deckel 7 ist mit elektrischen Widerstandsgeräten oder einem wärmeleitenden Schaltkreis (nicht dargestellt), einem Filtermedium 9, einem Ventil 8 und einem Flüssigkeitsdetektor (nicht dargestellt) ausgestattet.
Bevorzugt ist das Filtermedium eine gesinterte Metallfaservliesbahn, die Edelstahlfasern mit einem Durchmesser von beispielsweise 2 μm umfasst. Das Filtermedium hat eine Dicke von 2 mm.
Das Ventil 8 befindet sich stromabwärts vom Filter 9 mit Bezug auf den Behandlungsraum derart, dass, wenn das Ventil 8 geschlossen ist, das Filter 9 den gleichen feuchten Wärmebedingungen unterworfen wird, die für die Desinfektion erforderlich sind.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Desinfizieren von medizinischen Abfallstoffen wird unten im Einzelnen beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Zurückziehen des Kolbens 5, um ausreichend Raum für das Eingeben des Abfallmaterials (1a) zu bieten. Bevorzugt wird der Kolben zurückgezogen, ohne vollständig außerhalb des Behältnisses 2 zu sein.
– Eingeben der medizinischen Abfallstoffe 10 in das Behältnis 2. Bevorzugt werden die medizinischen Abfallstoffe in einem Beutel, beispielsweise einem Polymerbeutel, gesammelt, bevor sie in das Behältnis eingegeben werden. Ein bevorzugter Beutel umfasst ein Verbundpolymer und beispielsweise Polyethylen an der Innenseite des Beutels und Polyamid an dessen Außenseite. Das Polyethylen an der Innenseite des Beutels stellt eine gute Haftung an den medizinischen Abfallstoffen sicher und stellt sicher, dass die medizinischen Abfallstoffe ihre Form beibehalten, nachdem sie verdichtet worden sind. Durch das Polyamid an der Außenseite des Beutels wird eine starke Haftung zwischen dem Beutel und der Innenseite des Behältnisses vermieden. Durch Eingeben von kontaminiertem Material wird die interne Oberfläche des Behältnisses möglicherweise kontaminiert. Grundsätzlich kann die gesamte interne Oberfläche des Behältnisses, die mit dem eingegebenen Material in Kontakt gekommen ist, kontaminiert sein. Diese möglicherweise kontaminierte Oberfläche wird S_c genannt. Wie aus 1a ersichtlich ist, wird diese Oberfläche S_c durch die Position des Kolbens 5, wenn das Material eingegeben wird, bestimmt. Die Oberfläche S_c umfasst die seitlichen Seiten des Behältnisses von oben bis zur Position des Kolbens und die Oberfläche des Kolbens 5.
– Schließen des Deckels 7, um das Behältnis 2 zu schließen.
– Aktivieren des Kolbens 5 durch die Kolbenstange 6, um die Abfallstoffe zu verdichten. Wenn die zu desinfizierenden Materialien nicht sehr dicht sind, wie das bei medizinischen Abfallstoffen der Fall ist, muss der Verdichtungsdruck höher als 1 × 10⁵ Pa (bar) sein und sollte für eine optimale Desinfektion und um die Entfernung von fast aller Luft und freiem Raum zu erlauben, bevorzugt zwischen 10 und 20 × 10⁵ Pa (1 bar) liegen. Das Ventil 8 des Deckels 7 bleibt offen, um die Entfernung von Luft durch das Filtermedium 9 (1b) zu erlauben. Man sollte beachten, dass die Leistung der Kolbenstange 6 sofort vom Deckel 7 durch die Kolbenstange 6 und durch das Verschlusssystem des Deckels übernommen wird. Das erlaubt es, eine effizientere Verdichtung vom biaxialen Typ (das Behältnis 2 schwimmt) zu erreichen.
– Nachdem der Verdichtungsdruck erreicht worden ist, Aufrechterhalten des Drucks für eine Zeitspanne, die beispielsweise 1 Sekunde bis 2 Minuten beträgt. Bevorzugt ist diese Zeitspanne länger als 10 Sekunden, um es der Luft zu erlauben, vollständig zu entweichen und um es den Materialien zu erlauben, ihren verdichteten Zustand besser beizubehalten (1c).
– Abdichten des Behältnisses in einer luftdichten Weise. Dies wird durch Schließen des Ventils und durch Vorliegen der Dichtungen 3 und 12 erreicht, die während des gesamten Vorgangs aktiv sind. Die interne Oberfläche des Behältnisses auf das Abdichten hin, S₁; ist dadurch von gleicher Größer wie die möglicherweise kontaminierte interne Oberfläche S_c oder größer als diese. Wie aus 1c ersichtlich ist, umfasst die Oberfläche S₁ die seitlichen Seiten des Behältnisses von oben bis zu den Dichtungen 3 und die Oberfläche des Kolbens 5. Auch können die seitlichen Oberflächen des Kolbens als in der Oberfläche S₁ eingeschlossen betrachtet werden.
– Bevorzugt umfasst das Verfahren des Weiteren den Schritt des Zurücksetzens des Kolbens 5 um einige Millimeter, um den Druck auf die Abfallstoffe 10 zu reduzieren und ein Vakuum zu bilden, das es ermöglicht, den gesättigten Dampfdruck während des Erwärmungsvorgangs noch leichter zu erreichen. Dieser Schritt ist bevorzugt, da der Druck in der Behandlungszone nicht gemessen werden kann. Wegen der mechanischen Spannung, der sie ausgesetzt ist, muss er auf der Verdichtungskolbenstange 6 gemessen werden. Sollte der Kolben auf den Abfallstoffen verbleiben, so wäre es einerseits nicht möglich, den Druck, der vom Wasserdampf bei 145°C ausgeübt wird, im hydraulischen Kreislauf der Kolbenstange zu messen. Andererseits würde die Ausdehnung der Feststoffe und selbst der Flüssigkeiten in den Abfallstoffen den Druck beträchtlich erhöhen, wodurch es noch schwieriger werden würde, den Druck zu messen, der ausschließlich durch den Wasserdampf ausgeübt wird. In dem Fall, in dem Flüssigkeiten in dem zu desinfizierenden Material vorliegen (diese Flüssigkeiten können durch einen Flüssigkeitsdetektor wie beispielsweise eine Elektrode bestimmt werden), könnte die Rückwärtsbewegung des Kolbens selbst noch etwas stärker sein, da die Dehnungskoeffizienten der Flüssigkeiten höher sind als die Dehnungskoeffizienten der Flüssigkeiten.
– Erwärmen des Kolbens 5 und des Deckels 7 zum Erwärmen des zu desinfizierenden Materials durch Mittel zum Erwärmen 12.
– Wenn die Behandlungstemperatur, d.h. zwischen 121°C und 200°C, jedoch bevorzugt von 145°C, erreicht ist, so wird die Temperatur für eine gewisse Zeitspanne aufrecht erhalten, um es allen Abfallstoffen zu erlauben, die gleiche Temperatur zu erreichen (bevorzugt beträgt diese Zeitspanne 15 bis 120 Minuten und bevorzugt mindestens 45 Minuten bei einer Verdichtung von 10 × 10⁵ Pa (10 bar) und einer Dicke der verdichteten Abfallstoffe von 10 cm). Während dieses Erwärmungsschritts werden nicht nur die in das Behältnis eingegebenen Abfallstoffe, sondern auch die interne Oberfläche des Behältnisses S₁ desinfiziert. In 1c ist ersichtlich, dass die Oberflächen 10 des Kolbens 4 und insbesondere die Oberflächen des Behältnisses 2, im Gegensatz zur Behandlungszone, dank der Dichtungen 3 sich im selben Zustand von eingedämmtem Raum und Desinfektion durch das Wasser und die Radikale befinden, die in einer natürlichen Weise an den Oberflächen der Abfallstoffe und selbst an den Oberflächen des Behältnisses 2 und des Kolbens 4 absorbiert oder gebildet werden.
– Nach der Behandlung erlaubt ein Abkühlen auf 60°C es, die Abfallstoffe auf eine vollständig sichere Art und Weise zu evakuieren.
– Öffnen des Deckels 7 und Aktivieren des Kolbens 6, um den gebildeten flachen Gegenstand von desinfiziertem Material nach außen zu drücken.
– Entfernen des desinfizierten Materials von dem Behältnis.

2 veranschaulicht ein Verfahren zum Desinfizieren eines Waschbeckens. 2a zeigt das Waschbecken in offener Position; 2b zeigt das Waschbacken während des Desinfektionsvorgangs.
Das Waschbecken 21 mit einer internen Oberfläche 22 ist mit einem Deckel 23 versehen. Der Deckel 23 ist mit Mitteln zum Erwärmen 25 versehen. Des Weiteren ist das Waschbecken mit Dichtungen 27 versehen.
Die interne Oberfläche 22 des Waschbeckens ist möglicherweise kontaminiert und sollte desinfiziert werden.
In einem ersten Schritt wird das Waschbecken durch Positionieren des Deckels in die Aushöhlung des Waschbeckens geschlossen.
Bevorzugt passt der Deckel so genau wie möglich in die Aushöhlung des Waschbeckens. Auf diese Weise ist der freie Raum, der zwischen der Oberfläche des Deckels 24 und der internen Oberfläche des Waschbeckens 22 gebildet wird, so klein wie möglich.
Um die interne Oberfläche 22 des Waschbeckens 21 zu desinfizieren, wird der Deckel geschlossen und die Luft aus dem Raum zwischen dem Deckel und der internen Oberfläche des Waschbeckens entfernt. Die Dichtungen stellen sicher, dass das Waschbecken in einer luftdichten Weise geschlossen wird und die Bildung eines Wasserdampfdrucks und Radikalendrucks erleichtert.
Daraufhin wird die interne Oberfläche 22 des Waschbeckens 21 durch Mittel zum Erwärmen 25 erwärmt.
Das oben beschriebene Verfahren zum Desinfizieren von Waschbecken bietet einen wichtigen Vorteil, um Probleme des Erhöhens der Widerstandsfähigkeit von Keimen, wie es der Fall ist, wenn Waschbecken chemisch desinfiziert werden, zu vermeiden.

Claims

Desinfektions- oder Sterilisierungsverfahren für ein Material, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: – Bereitstellen eines Behältnisses zur Aufnahme eines zu desinfizierenden Materials, wobei das Behältnis eine möglicherweise kontaminierte interne Oberfläche S_c hat, wobei das Behältnis mit einem Mittel ausgestattet ist, um das Behältnis in einer luftdichten Weise abzudichten, wobei das Behältnis im abgedichteten Zustand eine interne Oberfläche S_i hat, wobei die interne Oberfläche S_i von gleicher Größe wie die interne Oberfläche S_c oder größer als diese ist; – Abdichten des Behältnisses in einer luftdichten Weise; – Erwärmen des abgedichteten Behältnisses, wobei die Oberfläche S_i und das Material unter einem gesättigten Wasserdampf und/oder einem Radikalendruck oder unter einem zu mindestens 90% gesättigten Wasserdampf und/oder unter einem Radikalendruck erwärmt werden, wobei der Wasserdampf und/oder der Radikalendruck dadurch erhalten werden, daß vor dem Erwärmen im wesentlichen die gesamte Luft und der gesamte freie Raum im Material und um das Material herum dadurch entfernt werden, daß der Druck im Innern des Behältnisses vor dem Erwärmen vermindert und das Wasser und die absorbierten und/oder in einer natürlichen Weise an der Oberfläche des Materials und/oder an der Oberfläche S_i gebildeten Radikale verdampft werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Radikale OH-Radikale und möglicherweise auch CO-Radikale umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Volumen der Luft und des freien Raums im Material und um das Material herum nach dem Entfernen weniger als 20% des Gesamtvolumens des Materials beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das zu desinfizierende Material in das Behältnis eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Material, bevor es in das Behältnis eingegeben wird, in einem Beutel gesammelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem der Beutel einen Verbundpolymerbeutel umfaßt, wobei die Innenseite des Beutels Polyethylen und die Außenseite des Beutels Polyamid umfaßt.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das Entfernen der Luft und des freien Raums im Material und um das Material herum dadurch erreicht wird, daß das Volumen des Behältnisses reduziert und/oder das zu desinfizierende Material verdichtet wird.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das Entfernen der Luft und des freien Raums im Material und um das Material herum dadurch erreicht wird, daß ein Material in das Behältnis eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das zu desinfizierende Material medizinische Abfallstoffe umfaßt.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das zu desinfizierende Material chirurgische Instrumente umfaßt.
Verfahren nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, bei dem das zu desinfizierende Material die Oberfläche eines Waschbeckens umfaßt.