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Verfahren und Vorrichtung zur Dampfsterilisation für medizinische
Zwecke
Zur Sterilisation für medizinische Zwecke sind drei mit gespanntem Dampf arbeitende
Verfahren bekannt: Das Strömungsverfahren, das Luftabscheiderverfahren und das Clemessen-Verfahren.
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Alle drei Verfahren, bei denen das in einem Sterilisierbehälter untergebrachte
Sterilisiergut in einer druckfesten Sterilisierkammer sterilisiert wird, haben erheblich
Nachteile, die im folgenden erläutern sind.
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Beim Strömungs- und Luftabscheiderverfahren ist eine verhältnismäßig
lange Betribszeit notwendig. Die in der Sterilifs,ierlcammer befindliche Luft läßt
sich durch den durchströmenden Dampf zwar rasch entfernen; die Entfernung der Luft
aus dem Sterilisierbehälter ist jedoch insbesondere bei Idicht gepacktem Sterilisiergut,
z. B. Verbandstoff, Handtücher u. dgl., oder auch bei Hohlkörpern, wie Spritzen
und Kanülen, sehr schwierig und erfordert nicht nur eine sorgfältige Bedienung des
Apparates, sondern auch einen erheblichen Zeitaufwand.
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Der in die Sterilisierkammer eintretende Dampf nimmt den Weg des geringsten
Widerstandes, geht also um den Sterilisierbehälter biw. um das Sterilisiergut herum,
ohne in bzw. durch das Sterilisiergut zu dringen. Der die Sterilisierbehälter umschließende
Dampf verhindert außerdem den Luftaustritt.
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Beim Strömungs- und Luftabscheiderverfahren sind aus diesem Grunde
folgende Bedienungsmaßnahmen erforderlich: Der gespannte Dampf muß vorsichtig gedrosselt
eingelassen, werden. Dann ist ein Strömentlassen des Dampfes durch die Steri-
lisierkammer
und das voll geöffnete Luftaustrittsventil notwendig, um die Hauptmenge der Luft
aus Kammer und Sterilisiergut zu entfernen. Nach einer gewissen Zeit wird dann bei
Erreichen von 1000 C am Luftventil dieses beim Strömungsverfahren gedrosselt oder
aber beim Luftabscheiderverfahren vollständig geschlossen. Nun steigt langsam in
der Sterilisierkammer Druck und Temperatur, bis, am Luftventil die Sterilisiertemperatur
von iInoO C erreicht ist (Steigezeit). Dabei ist wohl zu beachten, daß diese am
Luftventil gemessene Temperatur durchaus nicht der Temperatur im Sterilisiergut
entspricht. Der Dampf, der z. B. mit I200 C in die Sterilisierkammer strömt, muß
bei seinem Weg zum Sterilisiergut die Sterilisierkammerwandung und SteriT sierbehälterwandung
miterwärmen. Dieses Temperaturgefälle und das Vorhandensein von Luftinseln im Sterilisiergut
hat zur Folge, daß die im Sterilisiergut vorhandene Temperatur beim vorgenannten
Beispiel noch nicht I20° C beträgt, wenn am Luftventil schon I200 C gemessen sind.
Um das Sterilisiergut auf die Sterilisiertemperatuir zu bringen, ist noch eine gewisse
Zeit, die sogenannte Ausgleichszeit, erforderlich, die vor allem erst der restlichen
Luftentfernung dient, um die Ausgleichung der Temperatur des Sterili!siergutes an
die des Sterilisierdampfes zu bewirken. Erst dann beginnt die eigentliche Sterilisierzeit,
die zum Abtöten der Keime nötig ist.
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Beim Strömungs- und Luftabscheiderverfahren ist also eine verhältnismäßig
lange Betriebszeit, die fast I Stunde beträgt, erforderlich, die bei eisernen Schrankapparaten
wegen der langen Vorwärmung noch mehr beträgt. Ein Nachteil dieser beiden Verfahren
ist noch darin zu sehen, daß das Sterilisiergut lange Zeit einer verhältnismäßig
hohen Temperatur ausgesetzt und durch öfteres Sterilisieren beschädigt wird.
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Das Clemessen-Verfahren hat gegenüber den beiden vorgenannten Verfahren
den Vorteil einer kürzeren Betriebszeit. Trotzdem hat es sich nicht in der Praxis
durchsetzen können, und zwar aus folgenden. Gründen: Beim Clemessen-Verfahren werden
die mit Dichtungsringen versehenen Sterilisierbehälter so übereinandergestellt,
daß sie dampfdicht übereinanderstehen und der unterste Sterilisierbehälter ebenfalls
dampfdicht mit seinem Boden über dem Luftablaß steht. Durch diese Abdichtungen soll
eine zwangsweise Dampfführung des in die Sterilisierkammer eintretenden gespannten
Dampfes gewährleistet werden, indem der Dampf nicht seitlich und von unten zu den
Sterilisierbehältern gelangen kann, sondern gezwungen werden soll, von oben nach
unten durch das Sterilisiergut zu strömen. In der Praxis ist aber eine solche Abdichtung
nicht durchführbar. Da die Sterilisierbehälter auf dem Fußboden od. dgl. aufgestellt
werden, so ist es nicht zu vermeiden, daß Schmutzteile an die Dichtungsringe gelangen.
Die geringste Undichtigkeit aber, die durch ein Streichholz, einen Nagel und Brüchigwerden
der Gummidichtungen u. dgl. hervorgerufen ist, wird das Clemessen-Verfahren wirkungslos
machen, da dann die Betriebszeit genau so lange ist wie beim Strömungsverfahren.
Die Beobachtung der Vorgänge in der Sterilisierkammer, insbesondere die Beobachtung
der Luftentfernung, i,st weder hier noch beim Strömungs- oder Luftabscheiderverfahren
möglich, da der Autoklav vor dem Dampfeinlaß geschlossen wird und geschlossen bleibt.
Außerdem ist beim Clemessen-Verfahren wie auch beim Strömungsverfahren die Gefahr
von Bedienungsfebiern gegeben, indem beispielsweise das Drosseln des Luftventils
zu früh erfolgt und dann noch zu viel Luft im Sterilisiergut ist, wodurch ebenfalls
die Sicherheit der Sterilisaüon gefährdet wird.
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Es ist auch ein Sterilisierapparat bekannt, bei dem von oben in eine
Sterilisierkammer ein das Sterilisiergut enthaltender Sterilisierbehälter eingehängt
wird, dessen überstehender Randteil beim Festschrauben des Deckels abgedichtet werden
muß, damit der unten in der Sterilisierkammer entwickelte Dampf zwangsläufig durch
eine Reihe von Löchern in den Sterilisierbehälter eintritt und von unten nach oben
durch das Sterilisiergut hindurchtritt. Es handelt sich bei diesem Apparat im weseitlichen
auch um ein Clemessen-Verfahren, das außer der notwendigen Abdichtung zwischen Sterilisierbehälter
und Sterilisierkammer noch den grundsätzlichen Fehler hat, daß die Dampfführung
und Luftaustreibung von unten nach oben erfolgt.
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Alle Mängel der genannten Verfahren werden durch das neue Verfahren
beseitigt. Auch bei dem neuen Verfahren wird die übliche druckfeste Sterilisierkammer
sowie auch ein das Sterilisiergut enthaltender Sterilisierbehälter verwendet, wobei
der Dampf von oben nach unten durch Kammer und Sterilisiergut strömt. Nach der Erfindung
wird nun der Dampf in Form eines Dampfstrahles durch eine einzige Zuleitung unmittelbar
in den Sterilisierbehälter geleitet, so Idaß der Dampf zuerst das Sterilisiergut
durchströmt und dann erst nach dem Austritt aus dem Sterilisierbehälter in die Sterilisierkammer
gelangt.
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Der einzige Widerstand, der sich dem Sterilisierdampf entgegensetzt,
ist das Sterilisliergut, das nunmehr zwangsläufig durch den Dampf in Richtung von
oben nach unten bei gleichzeitiger Luftentfernung direkt durchdrungen (bei porösem
Sterilisiergut) bzw. direkt umdampft wird (bei unporösem Sterilisiergut). Dabei
wird also neben der sofortigen direkten Luftaustreibung eine schlagartig einsetzende
Wärme- bzw. Hitzanspannung des Sterilisiergutes an den durchströmenden 5 teriiisierdampf
erreicht, eben bedingt durch die direkte unmittelbare Einwirkung des Sterilisierdampfes
auf das Sterilisiergut. Bei diesem Verfahren wird die Luft mit größter Schnelligkeit
und Sicherheit durch den gespannten Dampf aus dem Sterilisiergut bzw.
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Sterilisierbehälter ausgetrieben. Ein Temperaturverlust tritt nicht
ein, da der gespannte Dampf von beispielsweise I20° C unmittelbar auf kürzestem
Wege zu dem Sterilisiergut gelangt. Durch das neue Verfahren kommt also die Vorwärmezeit
in Wegfall, desgleichen auch die obenerwähnte Steigezeit und Ausgleichszeit. Da
der Dampf zu-
erst in das Sterilisiergut und dann erst in die Sterilisierkammer
gelangt, ist nicht mehr eine Differenz zwischen der in der Sterilisierkammer vorhandenen
Temperatur und der Temperatur im Sterilisiergut vorhanden. Das Thermometer am Luftventil,
d. h. im Ausgangsstutzen der Sterilisierkammer zum Ablassen des das Sterilisiergtit
bereits passierten Abdampfes und der Luft, zeigt also richtig die tatsächlich sowohl
im Sterilisiergut als auch in der Sterilisierkammer vorhandene Temperatur an.
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Erfindungsgemäß kann ferner bei dem neuen Verfahren der Dampf bei
offener Sterilisierkammertür in den Sterilisierbehälter eingeleitet werden, so daß
die Luftentfernung gewissermaßen beobachtet werden kann und die Kammertür ,dann
erst bei sichtbarem Dampfaustritt aus dem Sterilisierbehälter in die Kammer geschlossen
wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des
neuen Verfahrens verwendeten Vorrichtungen dargesteslqt. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht
eines Sterilisationsapparates bei geöffneter Tür, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt
nach Linie II-II der Fig. I, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen neuen Sterilisierbehälter,
Fig. 4 einen Längsschnitt (durch einen Sterilisierbehältler in geänderter Ausführung,
Fig. 5 die Vorderansicht eines Autoklavs mit mehreren eingesetzten Sterilisierbehältern,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt durch
einen Sterili,sierbehälter.
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In der Zeichnung ist mit wI ein Dampfisterilisationsapparat bezeichnet,
in dem eine Sterilisierkammer 2 mit dampfdicht schließender Tür 3 vorgesehen ist.
Der Autoklav sowie die Sterilisierkammer können ganz beliebige Form und Größe haben.
In die Sterilisierkammer ist in bekannter Weise ein Sterilisierbehälter 4 eingesetzt,
der z: B. poröses Sterilisiergut 5 enthält, das aus Verbandstoff, Handtüchern, Wäsche
u. dgl. bestehen kann.
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Der gespannte Dampf, der im Autoklav I selbst entwickelt ist oder
aber von einer fremden Dampfquelle stammt, wird durch eine Leitung 6 über ein Ventil
7 von oben zugeführt. Während nun bei den vorbekannten Sterilisationsverfahren der
mit der Leitung 6 zugeführte Dampf zunächst in die Sterilisierkammer 2 strömt und
dann erst in den Sterilisierbehälter 4 eindringt, wird ,im Gegensatz hierzu nach
dem neuen Verfahren der Dampf durch eine an die Leitung 6 angeschlossene und in
die Sterilisierkammer 2 hineinragende Zuleitung 8 (Metallschlauch, Rohrstutzen od.
dgl.) unmittelbar in den Sterilisierbehälier 4 geführt. Die Zuleitung 8 ist durch
eine dampfidichte Verbindung beliebiger Konstruktion, z. B. Konus, Bajonettverschluß,
Schraubverschluß od. dgl., mit dem Sterilisierbehälter 4 verbunden.
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Nach der schematischen Darstellung der Fig. 2 strömt also Ider Dampf
durch die Rohrleitung 6 und die Zuleitung 8 in Eden Behälter 4 und treibt die im
Sterilisiergut befindliche Luft in der angegebenen Pfeilrichtung zwangsläufig nach
unten aus. Dabei wird zweckmäßig so verfahren, daß die Tür 3 offen bleibt, bis unten
beispielsweise durch die Offnungen g des Behälters 4 Dampf in die Kammer 2 austritt.
Dann wird die Tür 3 verschlossen, so daß der aus der Öffnung g austretende Dampf
nunmehr die Kammer 2 füllt und mit der verdrängten Luft zusammen durch die Rohrleitung
IO und das offene Luftventil ,r I abfließt. Nach dem Schließen der Tür 3 ist in
ganz kurzer Zeit am Thermometer 12 die Temperatur von I00° C erreicht, wobei das
Luftventil I'I gedrosselt (Strömungsverfahren) oder aber bei Verwendung eines in
die Leitung IO eingeschalteten Luft abs cheiders vollständig geschlossen wird. In
kürzester Zeit steigen dann Druck und Temperatur in der Sterilisierkammer 2, bis
die gewünschte Sterilisiertemperatur erreicht ist.
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Dabei ist es wesentlich, daß diese Sterilisiertemperatur durch die
uamittelbare Dampfzuführung zu dem Sterilisierbehälter 4 zunächst in diesem erreicht
ist und dann erst in der Sterilisierkammer 2 und in der Rohrleitung IO erreicht
wird. Wenn also an dem Thermometero die Sterilisiertemperatur abgelesen wird, so
ist bestimmt auch im Sterilisiergut diese Temperatur vorhanden. Die Ausgleichszeit
beim Strömungs und Luftabscheiderverfahren kommt also vollständig in Wegfall.
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Bei dem neuen Verfahren tritt also nicht nur eine gewisse Verminderung
der Betrieb,slzeit ein, sonden die Betriebsizeit wird so wesentlich herabgesetzt,
daß sie nur noch einen Bruchteil der bisher erforderlichen Betriebszeit beträgt.
Mit Rücksicht auf diese Schnelligkeit der Sterilisation wird auch eine Schonung
des Sterilisiergutes bei wiederholter Dampfsterilisation erzielt. Da der gespannte
Dampf nur verhältnismäßig kurze Zeit auf das Sterilisiergut einwirkt, kann gegebenenfalls
auch mit Dampf höherer Temperatur über I20° C gearbeitet werden, wodurch die Betriebszeit
weiterhin abgekürzt werden kann.
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In Fig. 3 und 4 sind Sterilisierbehälter gezeigt, wie sie heute für
die Sterilisation von Verbandstoffen und dergleichen verwendet werden. Diese Sterilisierbehälter,
die mit durchbrochenen Boden-und Deckelteilen bzw. auch mit durcEhbrochenen Seitenwandungen
ausgerüstet sind, sind jedoch zur Durchführung des neuen Verfahrens so abgerundet
worden, wie dies die Fig. 3 und 4 zeigen. Diese Sterilisierbehälter müssen an allen
Seitenwandungen 13, I4 sowie auch auf der Oberseite 15 Dampf dicht geschlossen sein,
wobei auf der Oberseite eine Dampfeinlaßöffnung I6 vorgesehen ist. Die Unterseite
kann gemäß Fig. 3 nur einen Dampf- und Luftaustritt I7 aufweisen oder aber auch
eine Mehrzahl von Dampf- und Luftaustrittsöffnungen I8 haben (Fig. 4). Zweckmäßig
wird gemäß Fig. 3 und 4 die Dampfeinlaßöffnung im Boden 15 des Sterilisierbehälters
und die Dampf- und Luftauslaßöffnung 17 bzw. -öffnungen;I8 im abhebbaren Deckel
19 angeordnet, so daß also der Sterilisierbehälter in umgekehrter Lage in die Sterilisierkammer
eingesetzt wird. Zum Füllen und Ent-
leeren wird dann der Sterilisierbehälter
umgedreht, so daß er auf dem Boden 15 steht. Bei dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 und 4 ist im Boden ei 5 des Steriiisierbehälters ein von Sterilisiergut
freier Hohlraum 20 vorgesehen, in dem sich der bei I6 eintretende Dampf an der Oberseite
des Sterilisiergutes in Pfeilrichtung frei verteilen kann. Zur BiLdungxdieses Hohlraumes
20 ist zweckmäßig ein im Abstand vom Boden 15 angeordnetes, mit Durchbrechungen
versehenes Blech 2I angeordnet, das durch ein Filtertuch22 abgedeckt sein kann.
Dieses Filter kann aber auch in dem Einlaßstutzen 16 vorgesehen .sein. Auch zwischen
Deckel' 19 und, Sterilisiergut kann bei der Ausführung nach Fig. 3 ein sterilisiergutfreier
Hohlraum 23 vorgesehen sein. Dieser kann aber auch gemäß Fig. 4 wegfallen, indem
der Deckel 24 eine größere Anzahl von Durchbrechungen Is aufweist, die durch ein
dampft und luftdurchlässiges Filtertuch 25 innen abgedeckt sein können.
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Das neue Verfahren ist nicht nur zum Sterilisieren von porösem Gut,
wie Verbandstoffen u. dgl., geeignet, sondern kann für jedes Sterilisiergut angewendet
werden, wie z. B. Handschuhe, Schläuche, Spritzen, Flaschen, Instrumente u. dgl.
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Die Erfindung ist stets dann mit Vorteil anwendbar, wenn es darauf
ankommt, Luft aus Hohlräumen im Sterilisiergut oder in dem sie einschließenden Sterilisierbehälter
zu entfernen.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines einzigen Sterilisierbehälters
beschränkt. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, können in ,der Sterilisierkammer
26 eines Autoklavs mehrere, bei dem gezeigten Beispiel vier Sterilisierbehälter
27 angeordnet sein, die eine Ausführung nach Fig. 7 haben können. Der gespannte
Dampf wird auch hier wieder durch eine Leitung 28 zugeführt, wobei in diesem Fall
natürlich für jeden einzelnen Sterilisierbehälter 27 eine Dampfzuileitung2g, die
mit dem Sterilisierbehälter 27 dampfdicht verbunden ist, vorgesehen sein muß. Die
Sterilisierbehälter sind auf ein im Abstand vom Boden 30 eingesetztes, zweckmäßig
mit Durchbrechungen versehenes Bleich 3? aufgestellt, so Edaß der durch die Öffnungen
32 aus den Sterilisierbehältern austretende Dampf ungehindert in die Sterilisier-Kammer
strömen kann. Mit 33 ist das Dampf- und Luftabieitungsrohr bezeichnet.
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Erfindungsgemäß kann ferner in der Wandung der Sterilisierkammer
26 oder in der Sterilisierkammertür 34 ein Schauglas 35 vorgesehen sein, das es
ermöglicht, denDampfeintritt aus tden Sterilisiei behältern in die Sterilisierkammer
26 bei ge schlossener Tür 34 zu beobachten. In diesem Fall wird die Sterilisierkammertür
34 schon vor dem Einlassen ,des Dampfes durch Ventil 36 geschlossen, womit Wärmeverluste
vermieden werden und die Temperatur von I00° C am Thermometer 37 noch früher erreicht
werden kann als bei offener Tür 34.
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Aus den Fig. 5 bis 7 geht hervor, Edaß die Sterilisiierbehälter eine
größere Höhe im Verhältnis zum Durchmesser bzw. zur Breite aufweisen. Dies hat den
guten Vorteil einer guten Dampfführung und Luftaustreibung, wobei tote Ecken, die
vom Dampf nicht erfaßt werden, -vermiedeni sind. Auch bei diesem Sterilisierbehälter
27 ist der Boden 38 mit dem Mantel 39 des Sterilisierbdhälters dampfdicht verbunden,
wobei auch hier zweckmäßig ein freier Raum 40 für edie freie Dampfverteilung vorgesehen
ist. Boden 38 und Deckel4tI sind mit Füßen 42, Knöpfen od. dgl. versehen, um den
Sterilisierbehälter auf dem Boden abstellen zu können, und zwar derart, daß der
Dampfeinlaß 43 mit dem Boden nicht in Berührung kommt und auch der Dampf-und Luftauslaß
32 so angeordnet ist, daß Dampf und Luft frei in die Sterilisierkammer austreten
können. Die Füße 42 können auch als Handgriffe aüsgebildet sein.
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Sofern der Sterilisierbehälter nicht in umgekehrter Lage in die Sterilisierkammer
gebracht werden soll, kann auch der Teil 41 mit dem Mantel 39 durchLöten od. dgl.
fest verbunden sein, während der Teil 38 als Deckel ausgebildet ist, der in diesem
Fall jedoch durch eine geeignete Dichtung dampfdicht mit dem Mantel 39 verbunden
sein muß.