ES2206203T3 - Procedimiento y dispositivo de esterilizacion por plasma. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de esterilización por plasma a presión igual o sensiblemente igual a la presión atmosférica, de por lo menos un objeto en el cual: a) se coloca el o los objetos a tratar (50) en un recinto de tratamiento (10) sometido sensiblemente a la presión atmosférica, b) se introduce en este recinto de tratamiento una o varias mezclas gaseosas no biocidas de las que una por lo menos contiene humedad, c) se crea un plasma que produce unas especies químicas a partir de una de las mezclas gaseosas generando por medio de una alimentación de alta tensión (38) una descarga eléctrica entre un electrodo de alta tensión (36) y un electrodo de masa (40), estando dispuestos estos dos electrodos en este recinto de tratamiento, d) se conducen las especies químicas del plasma fuera de la zona interelectrodos (30), hacia la superficie del o de los objetos a tratar (50), y e) se evacuan los residuos gaseosos que resultan del tratamiento fuera del recinto de tratamiento.

Description

Procedimiento y dispositivo de esterilización por plasma.

La presente invención se refiere al campo general de la esterilización de objetos y de superficies de cualquier naturaleza y de cualquier forma y se refiere más particularmente a un procedimiento y a diferentes dispositivos de esterilización por plasma que funcionan a temperatura ambiente y a presión atmosférica.

Técnica anterior

La esterilización corresponde a un nivel de calidad bien preciso en los medios médicos y agroalimentarios. En el medio médico, la misma designa una destrucción de todos los microorganismos cualquiera que sea su naturaleza. Según la Farmacopea Europea, un objeto puede ser considerado como estéril si la probabilidad de que un microorganismo viable esté presente en la misma es inferior o igual a 10^{-6}. El tiempo de esterilización es el tiempo necesario para esterilizar un objeto "normalmente contaminado", es decir que contiene 10^{6} esporas bacterianas. Así, la esterilización de un objeto corresponde a una reducción de la población inicial de esporas bacterianas presentes sobre este objeto de 10^{6} esporas a 10^{-6} esporas o sea una reducción logarítmica de 12 décadas.

Actualmente, existen numerosos procedimientos que permiten hacer y conservar unos objetos estériles. El artículo de Philip M Schneider aparecido en el volumen 77 del Tappi Journal de enero 1994 en las páginas 115 a 119 da de ello un resumen relativamente exhaustivo. Sin embargo, Mr Schneider termina su propósito sobre la constatación de que no existe actualmente un procedimiento de esterilización ideal a baja temperatura (es decir a menos de 80ºC), es decir que sea de una gran eficacia, de una acción rápida y de una gran penetración, que sea además no tóxico, compatible con numerosos materiales en particular los materiales orgánicos y que pueda ser utilizado simplemente con bajos costes.

Además, el estado estéril de un objeto debe ser mantenido por un embalaje específico que debe ser compatible con el método de esterilización empleado (permeable al agente esterilizante) e impedir la penetración de microorganismos durante las fases de transporte y de almacenado, a fin de garantizar la esterilidad del instrumento cuando tiene lugar una próxima utilización.

Los procedimientos de esterilización actuales están basados esencialmente sobre el efecto del calor o sobre la acción de gases biocidas.

El autoclave, que descansa sobre la acción del calor húmedo a alta temperatura (por lo menos 121ºC), es el procedimiento más eficaz y el menos caro de realizar, pero no permite la esterilización de dispositivos termosensibles cada vez más presentes, en particular en el campo médico.

Los procedimientos de esterilización por los gases (óxido de etileno, formaldehído, peróxido de hidrógeno) utilizan el carácter biocida de un gas dispuesto en un recinto de esterilización y permiten una esterilización a baja temperatura de los dispositivos termosensibles. Pero, los mismos adolecen de numerosos inconvenientes: la toxicidad de los gases considerados que impone unos procedimientos de utilización y de control complejos; la obligación, en ciertos casos (con unos materiales plásticos por ejemplo) de realizar una fase de desabsorción del gas tóxico después de la fase de esterilización; por último la longitud del tratamiento que necesita a menudo varias horas. Además, debe observarse el efecto de destrucción limitado sobre ciertas esporas bacterianas (como las esporas de Bacillus stearothermophilus).

También, una mejora conocida de estos procedimientos de esterilización por unos gases biocidas consiste en efectuar el tratamiento a baja presión (algunos Torrs), lo que permite favorecer la difusión del gas o la vaporización de un líquido biocida adicional en todo el recinto de esterilización. Asimismo, se pueden optimizar estos procedimientos de esterilización a baja presión creando unos ciclos compuestos de alternancia entre unas fases de disminución o de aumento de la presión y unas fases de tratamiento plasma como muestra en particular la solicitud de patente FR 2 759 590 presentada por la sociedad SA Microondes Energie Systèmes.

Se conocen también unos procedimientos de esterilización por plasma a baja presión que permiten eventualmente acumular los efectos esterilizantes del gas biocida a baja presión con la formación, en un plasma, a partir de una mezcla gaseosa biocida tal como H_{2}O_{2} o una mezcla gaseosa no biocida (en general simplemente O_{2}, H_{2}, H_{2}O, N_{2} o un gas raro como el Argón) de especies reactivas (creación de radicales O^{\text{*}} y OH^{\text{*}} de especies ionizadas y/o excitadas), limitando la baja presión por otra parte la recombinación de las especies inestables. Los plasmas de baja presión agrupan, en la mayoría de los casos, unos plasmas microondas o radio frecuencias.

La esterilización por plasma puede ser muy eficaz en el espacio donde se crea el plasma (espacio interelectrodos), pero, además de que la zona de esterilización es entonces muy pequeña (aproximadamente algunos cm de altura), las características del plasma dependen en gran manera de la constante dieléctrica, de la naturaleza y del tamaño del objeto a esterilizar. En este caso, el plasma impide un tratamiento realmente homogéneo en toda la superficie y tiene una acción muy corrosiva sobre los objetos a esterilizar.

Para mejorar dicho procedimiento, es preciso disociar las zonas de producción del plasma y de tratamiento (la esterilización se denomina entonces efectuada en postdescarga) a fin de evitar una interacción demasiado grande entre el plasma y el objeto a esterilizar que, por su naturaleza, provoca una perturbación de las líneas de campo y una degradación de la superficie del objeto cuando está dispuesto en el espacio interelectrodos. Sin embargo, se observará que esta separación de la zona de producción del plasma y de la zona de esterilización es fácil en un procedimiento de baja presión puesto que las duraciones de vida de los radicales producidos por el plasma a estas presiones (de aproximadamente 1 Torr) son importantes, lo que les permite alcanzar los objetos a esterilizar.

Los inconvenientes de los procedimientos de esterilización por plasma a baja presión son, a pesar de esto, aún numerosos y en definitiva bastante próximos a los existentes con la única esterilización por los gases: el coste elevado del sistema completo que contiene un recinto resistente al vacío y un generador de plasma; la complejidad de los dispositivos que realizan estos procedimientos que limita las aplicaciones posibles; el aumento del tiempo de tratamiento debido a los procedimientos ligados al tratamiento a baja presión (los tiempos necesarios para la puesta bajo vacío del recinto, a menudo de gran volumen, y después el retorno a la presión atmosférica aumentan el tiempo de tratamiento); la imposibilidad de esterilizar objetos húmedos; y la incompatibilidad con respecto a ciertos materiales.

También, otro procedimiento conocido consiste en efectuar un tratamiento por ozono a la presión atmosférica a partir de un dispositivo apropiado denominado "ozonizador". Este tratamiento se emparenta con una esterilización por plasma en postdescarga cuyo gas vector, entonces de tipo seco, contendría oxígeno. Sin embargo, la acción biocida del ozono, que es sobre todo utilizada para la desinfección de agua, de, desechos, de gases es bastante limitada a nivel de la esterilización. Para obtener mejores prestaciones, es preciso en general añadir al ozono (O_{3}) otro agente desinfectante (por ejemplo ClO_{2} a fin de formar ClO_{3} que presenta una acción bactericida en fase gaseosa). Se puede también proceder a una humidificación del gas ozonizado a la salida del ozonizador o bien simplemente mojar los objetos a esterilizar para facilitar la acción biocida de este gas ozonizado como ilustra la patente US 5 120 512 (Masuda). De manera general para los procedimientos de plasma a partir de gases simples no biocidas, la separación entre la zona de producción de plasma y la zona de tratamiento limita la eficacia del procedimiento puesto que solamente las especies con mediana y larga duración de vida son aún activas al nivel del objeto. Ahora bien, siendo estas especies menos reactivas que las de pequeña duración de vida, es necesario aumentar su concentración y el tiempo de tratamiento. Por ejemplo, es conocido que cerca de 3 horas de tratamiento son necesarias para obtener la esterilización de esporas de Bacillus subtilis en presencia de humedad para una concentración de ozono de 1500 ppm. Dicho nivel de producción impone la utilización de dispositivos complejos mientras que la gran concentración en ozono aumenta la degradación irreversible de las superficies y materiales de los objetos a esterilizar. Además, la producción de ozono a gran concentración hace necesario, debido a la reglamentación, recurrir en la salida del sistema a un dispositivo destructor de ozono particularmente eficaz del tipo de los de catálisis o por vía térmica.

El documento US-A-5 633 424 describe la esterilización por plasma en un recinto lleno de vapor de agua a presión subatmosférica.

Objeto y definición de la invención

El objetivo de la presente invención es por tanto proponer un dispositivo de esterilización por plasma que utiliza un procedimiento que funciona a baja temperatura (preferentemente a temperatura ambiente), a una presión igual o sensiblemente igual a la presión atmosférica, y en un medio abierto o cerrado y que además evita los numerosos inconvenientes citados de la técnica anterior.

Según la invención, se propone un procedimiento de esterilización por plasma a presión igual o sensiblemente igual a la presión atmosférica de por lo menos un objeto en el cual:

a) se coloca el o los objetos a tratar en un recinto de tratamiento sometido sensiblemente a la presión atmosférica,

b) se introduce en este recinto de tratamiento una o varias mezclas gaseosas no biocidas de las que una por lo menos contiene húmeda;

c) se crea un plasma que produce unas especies químicas a partir de una de las mezclas gaseosas generando por medio de una alimentación a alta presión una descarga eléctrica entre un electrodo a alta tensión y un electrodo de masa, estando dispuestos estos dos electrodos en este recinto de tratamiento,

d) se conduce a las especies químicas del plasma fuera de la zona interelectrodos, hacia la superficie del o de los objetos a tratar y

e) se evacuan los residuos gaseosos que resultan del tratamiento fuera del recinto de tratamiento.

Así, con este funcionamiento a presión atmosférica, no es necesario recurrir a unos dispositivos complejos de fabricación de vacío y a unos gases biocidas.

Según el modo de realización previsto, la humedad es introducida o bien directamente a nivel del o de los objetos a tratar (figuras 1b y 1c) o bien a nivel de la zona interelectrodos (figura 1a).

Según la invención, la mezcla gaseosa contiene por lo menos 10% de oxígeno y 10% de nitrógeno. Puede también estar ventajosamente constituida por el aire ambiente.

Preferentemente, el porcentaje de humedad relativa a nivel del o de los objetos a tratar está comprendido entre 50% y 100%, ventajosamente superior o igual a 90%.

Según el modo de realización considerado, la etapa b) de introducción de la o de las mezclas gaseosas en el recinto de tratamiento se efectúa de forma continua o por intermitencia y se realiza un control del caudal de la o de las mezclas gaseosas que entran en el recinto de tratamiento. Asimismo, la etapa c) de creación del plasma puede estar precedida por una etapa de circulación forzada de la o de las mezclas gaseosas en el recinto de tratamiento.

La etapa d) de conducción de las especies químicas del plasma hacia la superficie a tratar se obtiene o bien por la utilización del viento eléctrico creado por la descarga entre los dos electrodos o bien por la creación de un flujo forzado en el recinto de tratamiento.

La invención se refiere también al dispositivo que realiza este procedimiento, el cual comprende:

-

una primera fuente de gas que contiene una mezcla gaseosa no biocida,

-

por lo menos un recinto de tratamiento sometido a la presión atmosférica que comprende por lo menos una zona de esterilización en la cual están dispuestos el o los objetos a tratar, comprendiendo este recinto además en por lo menos una zona de producción del plasma distinta de la zona de esterilización por lo menos dos electrodos conectados a una alimentación de alta tensión para crear un plasma que produce unas especies químicas generando una descarga eléctrica entre estos electrodos a partir de la mezcla gaseosa introducida en la zona de producción del plasma, siendo las especies químicas del plasma conducidas fuera de la zona de producción del plasma hacia la superficie del o de los objetos a tratar y siendo los residuos gaseosos que resultan del tratamiento evacuados hacia un sistema de recuperación por un orificio de salida de este recinto, y

-

una cámara de humidificación conectada a la salida de una segunda fuente de gas para mantener un porcentaje de humedad determinado al nivel del o de los objetos a tratar.

En un modo de realización preferido, la primera y segunda fuentes de gas forman una fuente única de gas. La zona de producción del plasma está entonces o bien conectada a esta fuente única de gas a través de la cámara de humidificación o bien conectada directamente a esta fuente única de gas, siendo la zona de esterilización conectada a esta fuente única de gas a través de la cámara de humidificación. Como alternativa, la zona de esterilización puede también ser conectada a la segunda fuente de gas a través de la cámara de humidificación, estando entonces la zona de producción del plasma conectada directamente a la primera fuente de gas.

El dispositivo puede comprender unos primer y segundo sensores de humedad relativa dispuestos respectivamente a la entrada de la zona de producción del plasma y de la zona de esterilización. El segundo sensor de humedad resulta particularmente útil cuando la primera fuente de gas alimenta directamente el recinto de tratamiento (por tanto sin pasar a través de la cámara de humidificación) y no proporciona un gas con humedad constante.

Los electrodos están constituidos por lo menos por un electrodo de gran radio de curvatura y de un electrodo de pequeño radio de curvatura, siendo uno un electrodo de alta tensión y siendo el otro un electrodo de masa. Preferentemente, uno u otro de los dos electrodos, o los dos, están recubiertos de un revestimiento dieléctrico.

Según la aplicación prevista, el electrodo de pequeño radio de curvatura es un electrodo metálico que puede presentar una de las formas siguientes: hilo, puntas o hilo que presenta unas puntas y el electrodo con gran radio de curvatura es un electrodo metálico que puede presentar una de las formas siguientes: hilo, plano, cilindro macizo o enrejado. En un ejemplo de realización particularmente adaptado a la esterilización de finos canales, el electrodo de alta tensión está constituido por un hilo y el electrodo de masa está constituido por un cilindro enrejado que rodea este hilo.

Asimismo, los electrodos pueden estar montados en una red de electrodos paralelos, efectuándose la alimentación de los electrodos de alta tensión sucesivamente o de forma simultánea.

Ventajosamente, los electrodos pueden ser de uso limitado.

La alimentación de alta tensión está asegurada por un generador de baja frecuencia que suministra tensión continua, a intervalos, alterna o pulsada en el tiempo.

En una configuración preferida prevista para el dispositivo, éste comprende varios recintos de tratamiento, comprendiendo cada recinto de tratamiento por lo menos una zona de producción de plasma conectada de forma fija o no a por lo menos una zona de esterilización, estando las zonas de producción de plasma conectadas a una unidad central común que contiene por lo menos la primera fuente de gas no biocida, la cámara de humidificación, el sistema de recuperación de residuos gaseosos y la alimentación de alta tensión.

Ventajosamente, la zona de esterilización presenta una forma especialmente adaptada al o a los objetos a esterilizar a fin de limitar la producción de especies químicas necesarias para la esterilización y optimizar la velocidad de flujo y la concentración de estas especies esterilizantes alrededor del objeto. Además, la zona de producción del plasma puede estar integrada con el objeto a tratar del cual forma una parte.

En un modo de realización preferido, el recinto de tratamiento comprende una caja de forma estándar y que contiene la zona de producción del plasma, estando la zona de esterilización constituida por un soporte amovible especialmente adaptado al o a los objetos a tratar y alojado en esta caja.

Para permitir un tratamiento homogéneo de todas las partes de un objeto disminuyendo el tiempo de propagación de la zona de producción del plasma en las superficies a esterilizar, la zona de esterilización puede comprender unas zonas de propagación de baja sección que permiten acelerar las especies químicas que provienen de la zona de producción del plasma hacia diferentes partes del o de los objetos a tratar.

En un modo de realización particular, la zona de esterilización está separada de la zona de producción del plasma y forma un recinto independiente.

Uno o varios de los recintos de tratamiento o de esterilización pueden constituir un embalaje autónomo reutilizable, en forma de maletín de transporte, que permite conservar el estado estéril después del tratamiento o un embalaje perdido, en forma de bolsa flexible, pudiendo la zona de esterilización estar separada en varias zonas individualizadas después del tratamiento, por corte y sellado concomitante de partes determinadas de esta bolsa. Preferentemente, todo o parte del dispositivo está dispuesto en una jaula de Faraday.

Ventajosamente, la unidad central común comprende unos medios de indicación y de mando asociados a cada recinto de esterilización para asegurar un control individual de la esterilización de los objetos que contiene. La misma comprende también unos medios de impresión para imprimir una etiqueta sobre la cual serán impresos, para cada recinto de esterilización conectado a esta unidad central, un número de identificación específico de cada recinto así como la fecha del tratamiento y los parámetros del ciclo de esterilización efectuado. Asimismo, el recinto de tratamiento o de esterilización está provisto preferentemente de una etiqueta electrónica que permite por medio de un lector correspondiente de la unidad central determinar automáticamente los valores de caudal de consigna y la corriente de regulación adaptados al o a los objetos a tratar y calcular el tiempo necesario para la esterilización de estos objetos. Esta etiqueta electrónica puede comprender un sensor de velocidad para medir la velocidad de flujo de las especies químicas del plasma en el recinto así como un sensor de medición química.

La gran flexibilidad del dispositivo, que descansa en parte sobre la posibilidad de elegir el número, el tamaño y la posición de las zonas de producción del plasma en función del volumen y de la configuración de los objetos a tratar, permite su aplicación a la esterilización de objetos diversos de cualquier forma y cualquier naturaleza, en particular metálica, compuesta o termosensible como a la esterilización de superficies de los embalajes, de los productos o de los materiales de producción, a la descontaminación de las superficies internas de los sistemas de aire acondicionado o también en la desinfección de las zonas de confinamiento o de transferencia. Su aplicación es particularmente interesante en los campos médico, dental, agroalimentario o farmacéutico.

Breve descripción de los planos

Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente efectuada a título indicativo y no limitativo con respecto a los planos anexos en los cuales:

- la figura 1a es un esquema de principio de un dispositivo de esterilización por plasma según la invención,

- las figuras 1b y 1c son unos esquemas de principio que ilustran dos variantes de realización del dispositivo de esterilización por plasma según la invención,

- la figura 2 es un esquema de principio de un recinto de tratamiento utilizado en el dispositivo de la figura 1,

- la figura 3 ilustra un primer ejemplo de realización del dispositivo de esterilización por plasma de la figura 1,

- la figura 4 muestra un primer ejemplo de realización de un recinto de tratamiento de acuerdo con la figura 2,

- la figura 5 muestra un segundo ejemplo de realización de un recinto de tratamiento de acuerdo con la figura 2,

- la figura 6 muestra un tercer ejemplo de realización de un recinto de tratamiento de acuerdo con la figura 2,

- la figura 6a es una vista explosionada de la figura 6 que ilustra una configuración particular de electrodos,

- las figuras 7a y 7b ilustran un cuarto ejemplo de realización de un recinto de tratamiento de acuerdo con la figura 2, y

- la figura 8 ilustra un segundo ejemplo de realización del dispositivo de esterilización por plasma de la figura 1.

Descripción de un modo preferido de realización

La invención se refiere a un procedimiento de esterilización que tiene una eficacia esporicida sobre las esporas bacterianas consideradas por la Farmacopea Europea como las más resistentes: Bacillus subtilis y Bacillus stearothermophilus. Este procedimiento utiliza una mezcla gaseosa que contiene oxígeno y nitrógeno a partir de la cual se crea un plasma a baja temperatura cuyas especies químicas tienen una acción esterilizante sobre el objeto a tratar en presencia de humedad. El objeto a tratar está dispuesto fuera del espacio en el que tiene lugar la descarga y el tratamiento se realiza a la presión atmosférica.

El plasma es un gas parcialmente activado por una fuente electromagnética de energía suficiente. Las especies creadas en el plasma son unas especies ionizadas (moléculas o átomos), neutras (tales como los radicales) o excitadas. Estas especies gaseosas tienen una reactividad incrementada que les permite interactuar con las superficies del o de los objetos a esterilizar y así destruir los microorganismos presentes sobre estas superficies. A presión atmosférica para un plasma creado a partir de un gas simple no biocida, las especies más reactivas son las que tienen la duración de vida más corta, dependiendo esta eficacia en gran manera de la distancia entre la zona de creación del plasma y el objeto.

Un primer esquema de principio de un dispositivo de esterilización por plasma que utiliza el procedimiento según la invención se ilustra en la figura 1a. Este dispositivo está organizado alrededor de un recinto de tratamiento 10 separado en dos zonas: una zona de producción del plasma 10a en el interior de la cual, por una descarga entre dos electrodos, se crea un plasma y una zona de esterilización 10b donde está dispuesto el objeto a tratar. La descarga es producida a partir de una mezcla gaseosa no biocida proporcionada por una fuente de gas 12 y humidificada por paso a través de una cámara de humidificación 14. Este recinto de tratamiento puede ser completamente cerrado (y entonces estanco) o solamente parcialmente abierto según la aplicación prevista.

La mezcla gaseosa contiene oxígeno y nitrógeno y su composición puede variar en función de la naturaleza del objeto a esterilizar. Del porcentaje de oxígeno contenido en la mezcla depende la agresividad de la mezcla con respecto a los materiales constitutivos de los objetos a esterilizar. La mezcla gaseosa debe contener como mínimo 10% de oxígeno y 10% de nitrógeno para asegurar un efecto esporicida aceptable. Ventajosamente, esta mezcla puede ser aire ambiente obtenido a partir de un compresor. El porcentaje de humedad relativa en la zona de esterilización, por tanto a nivel de los objetos a tratar, está comprendido entre 50% y 100%, ventajosamente superior o igual al 90%. Para mejorar los tiempos de tratamiento, el dispositivo de esterilización puede ser ventajosamente controlado en temperatura con una temperatura máxima que no exceda de los 80ºC para no dañar ciertos tipos de objetos, como los objetos sensibles al calor.

El caudal de entrada de la mezcla gaseosa en el recinto de tratamiento 10 está ajustado en función del tamaño y de la cantidad de los objetos a esterilizar, por un dispositivo de control 16 dispuesto a la salida de la fuente de gas 12 y que permite un control de su velocidad de flujo y de su concentración.

La descarga eléctrica crea en efecto un plasma que produce unas especies de una duración de vida variable. Para poder aprovechar unas especies más activas (las de pequeña duración de vida) colocándose al mismo tiempo fuera de la descarga, es necesario asegurarse de que el tiempo de propagación entre la zona de creación del plasma y el objeto es mínimo, por tanto de que la velocidad de propagación entre estos dos elementos es máxima. Unos experimentos efectuados por los inventores han demostrado sin embargo que, iguales por otra parte, la eficacia del procedimiento propuesto disminuía cuando la velocidad local del gas a nivel del objeto a esterilizar aumentaba. Es por tanto también necesario elegir un flujo entre la zona de producción del plasma y la zona de esterilización que asegure un compromiso entre una velocidad de propagación lo más elevada posible y una velocidad local lo más pequeña posible.

La cámara de humidificación 14 permite humidificador hasta saturar la mezcla gaseosa de humedad en las condiciones normales de temperatura y de presión. La humidificación directa de esta mezcla permite simplificar el procedimiento limitando las alimentaciones de gas y simplificando los flujos. La humedad relativa de la mezcla gaseosa humidificada (el gas vector) es controlada antes de su entrada en el recinto de tratamiento 10 por un sensor apropiado 18a dispuesto a la entrada de la zona de producción del plasma 10a, condicionando el valor de esta humedad relativa el tiempo de tratamiento necesario para la esterilización. En efecto, unos ensayos efectuados por los inventores han podido demostrar que cuanto más importante es la humedad relativa a nivel del objeto más corto es el tiempo de esterilización (ver en particular el ejemplo más adelante).

El ciclo de la esterilización puede tener lugar con una circulación exterior continua o intermitente de gas o sin circulación exterior de gas. Es sin embargo necesario que exista una circulación de gas (natural o forzada) en el interior del recinto para llevar las especies de la zona de producción del plasma a la zona de esterilización. En el primer caso, el caudal de la mezcla gaseosa es mantenido constante por el dispositivo de control 16 durante todo el ciclo de la esterilización y los residuos (efluentes) gaseosos que resultan de la descarga son medidos a la salida del recinto de tratamiento 10 por un sensor de gas 20 para no sobrepasar las concentraciones límites fijadas por la reglamentación (así en el caso del ozono por ejemplo el valor medio de exposición admitido en un lugar de trabajo de 8 horas es de 0,1 ppm según la norma de la Occupational Safety Health Administration), antes de ser evacuados si es necesario hacia un sistema de recuperación 22. En el segundo caso, el recinto de tratamiento es llenado por la mezcla gaseosa a la presión atmosférica y después aislado antes del ciclo de esterilización (comprendiendo el dispositivo de control 16 a este fin en particular una válvula de aislamiento), teniendo lugar el tratamiento en un gas no renovado. Al final del ciclo de esterilización, la atmósfera del recinto del tratamiento 10 es renovada por paso de la mezcla gaseosa antes de ser abierto. En el tercer caso, el ciclo de esterilización puede eventualmente comprender una sucesión de fases intermitentes de circulación de la mezcla gaseosa y de creación del plasma.

El sensor de gas 20 dispuesto a la salida del recinto de tratamiento permite por medio de medios de mando 24 dispuestos por ejemplo a nivel de este recinto validar en tiempo real el ciclo de esterilización y ajustar el tiempo de tratamiento en función del nivel de gas en el recinto y de las condiciones de flujo. Estos medios de mando están también ventajosamente conectados al dispositivo de control 16 y al sensor de humedad relativa 18a para asegurar un control completamente automático del ciclo de esterilización.

Se observará que la humidificación del gas que sirve esencialmente para asegurar una humedad suficiente a nivel del objeto a esterilizar, es también posible, como ilustran las figuras 1b y 1c, alimentar la zona de producción del plasma con un primer gas no biocida 12 (que contiene por lo menos 10% de oxígeno y 10% de nitrógeno, ventajosamente el aire ambiente) y la zona de esterilización con un segundo gas no biocida 26 (ventajosamente el aire ambiente) pero a continuación humidificado (a través del humidificador 14), de manera que mantenga la humedad al nivel requerido (medido entonces a lugar la entrada de la zona de esterilización 10b por un segundo sensor de humedad 18b dispuesto a la salida de este humidificador). Se observará, que el primer sensor 18a puede ser mantenido a la entrada de la zona de producción del plasma 10a, en particular cuando el primer gas no es suministrado con humedad constante (por ejemplo si se trata del aire ambiente). Los primer y segundo gases no biocidas pueden ser la igual naturaleza (figura 1b) o de naturaleza diferente (figura 1c). Desde luego, un dispositivo de control de caudal 28 puede también ser colocado a la salida de la segunda fuente de gas 26.

La figura 2 es un esquema de principio más detallado del recinto de tratamiento 10 que está formado por una zona de producción del plasma 30 y por una zona de esterilización 32. Las dos zonas están eventualmente separadas por una rejilla metálica 34, pudiendo la zona de esterilización presentar una configuración cerrada o bien abierta en el caso de tratamiento de superficies. El objeto a esterilizar 50 está dispuesto sobre un soporte, que debe permitir la circulación del agente esterilizante sobre toda su superficie, en la zona de esterilización 32, es decir fuera de la zona de producción del plasma (zona interelectrodos 30 de creación de la descarga).

En el ejemplo ilustrado, la alimentación se realiza por una mezcla gaseosa húmeda y la zona de producción del plasma comprende por una parte un orificio de entrada para la llegada del gas vector y por otra parte dos electrodos, un electrodo de alta tensión 36 alimentado por un generador de alta tensión a baja frecuencia 38 y un electrodo de masa 40, destinados a producir entre ellos una descarga eléctrica llamada descarga "corona". La descarga corona está caracterizada por la utilización de dos electrodos que tienen un radio de curvatura muy diferente. El aumento del campo eléctrico cerca del electrodo de pequeño radio de curvatura permite disminuir la tensión necesaria para la aparición de la descarga utilizando al mismo tiempo una alimentación de tensión que puede ser de baja frecuencia. Uno u otro de los electrodos - de pequeño y gran radio de curvatura - pueden estar conectados a la alta tensión, encontrándose el otro conectado a la masa. Desde luego, esta configuración de electrodos no es en modo alguno limitativa y estos electrodos pueden también presentarse en forma de una red de electrodos paralelos cuyo número y dispositivo dependen del tamaño y de la naturaleza del objeto a esterilizar.

El electrodo con pequeño radio de curvatura 36 (conectado a la alta tensión en el esquema) es metálico, eventualmente recubierto por un dieléctrico, y puede presentarse en forma de puntas, de un hilo o de un hilo que presenta unas puntas. Cuando el volumen de la zona de esterilización es importante (que depende del tamaño y del número de objetos a esterilizar), los electrodos están ventajosamente montados en una red de electrodos paralelos, pudiendo la alimentación de los electrodos de alta tensión entonces tener lugar de forma simultánea o sucesiva durante el tiempo de esterilización. El número de electrodos y su longitud están determinados de modo que la producción de especies químicas esterilizantes sea suficiente para obtener la concentración necesaria para la esterilización.

Estas especies químicas esterilizantes producidas por la descarga corona en el espacio interelectrodos pueden ser llevadas a la zona de esterilización o bien naturalmente por el viento eléctrico creado por la descarga entre los dos electrodos (y que está orientado del electrodo de pequeño radio de curvatura hacia el electrodo de gran radio de curvatura), o bien por la creación de un flujo forzado en el recinto de tratamiento.

La eficacia esporicida, por tanto el tiempo de esterilización en un punto dado del recinto de tratamiento (llamado también reactor) depende de la velocidad de propagación y de la velocidad local. Para un flujo simple a velocidad constante, los dos valores son iguales: existe por tanto óptimo de velocidad (y de caudal) que asegura un tiempo de esterilización mínimo.

Para esterilizar en unos tiempos razonables unos recintos de gran dimensión, es necesario prever el flujo en el interior del recinto de manera que acelere el gas durante su fase de propagación y lo ralentice localmente al nivel de la superficie a tratar. De esta manera, tanto la velocidad de propagación como la velocidad local pueden ser independientemente optimizadas para disminuir el tiempo de esterilización.

El electrodo de gran radio de curvatura 40 (conectado a la masa en el esquema) es también metálico, eventualmente recubierto por un revestimiento dieléctrico, lo que permite evitar el paso al arco eléctrico durante el ciclo de esterilización. Según las aplicaciones, el mismo puede presentarse, en forma de un plano, en forma de un hilo o en forma de un cilindro macizo o también en una forma enrejada para facilitar el flujo de las especies químicas producidas por la descarga. Esta geometría variable de los electrodos permite así diferentes aplicaciones al procedimiento: embalaje esterilizante, esterilización de cavidades, desinfección de las superficies por ejemplo. Debe observarse que los electrodos que se oxidan en el curso del tiempo debido a la descarga, la zona de producción del plasma y/o los electrodos pueden ser reemplazados después de uno (en caso de una utilización única) o varios ciclos de tratamiento.

El orificio de llegada del gas vector 42 está situado preferentemente cerca de los electrodos 36 y 40 para optimizar su paso en el espacio interelectrodos, estando la producción del plasma localizada en este espacio interelectrodos. Un orificio de salida del gas 44 está situado en cuanto a sí mismo en la zona de esterilización 32 corriente abajo del objeto a tratar con respecto al sentido de flujo natural del gas.

Además, para que el sistema sea compatible con las normas de compatibilidad electromagnética, la zona de producción del plasma en el interior de la cual se produce la descarga está ventajosamente constituida por una jaula de Faraday 46 para limitar las interferencias creadas por esta descarga.

En serie con el electrodo de masa o con el electrodo de alta tensión está montado un dispositivo de medición de corriente 48 al nivel del cual es posible medir una corriente de descarga. La medición de esta corriente permite ajustar y controlar el nivel de tensión necesario para el establecimiento de la descarga en el espacio interelectrodos. Midiendo la corriente corriente arriba y corriente abajo de la descarga, es posible verificar que la corriente inyectada por la fuente es la que parte de nuevo hacia el electrodo de masa (protección diferencial).

El generador de alta tensión 38 es un generador de baja frecuencia. La señal de tensión aplicada sobre el electrodo 36 puede ser continua o a intervalos, de signo positivo o negativo, alterna o incluso pulsada en el tiempo.

La producción de diferentes especies gaseosas químicas depende del régimen de descarga. Para obtener un régimen de descarga corona eficaz desde el punto de vista de la esterilización, la señal de tensión debe ser de un sigo apropiado a la geometría de los electrodos. La señal de tensión es preferentemente continua positiva con un electrodo de alta tensión que comprende una o varias puntas. Es preferentemente continua negativa con un electrodo de alta tensión de tipo filar. Con unos electrodos recubiertos por un dieléctrico, se elige preferentemente alterna.

El nivel de tensión necesario para el establecimiento de una descarga eléctrica en el espacio interelectrodos depende del diámetro del electrodo de alta tensión y de la distancia interelectrodos. Por ejemplo, se ha medido que si se aplica una tensión continua positiva de 12 kV sobre un hilo de diámetro 0,125 mm, con una distancia interelectrodos de 10 mm, se obtiene una descarga corona que suministra una corriente de descarga de 50 \muA/cm. Se observará que esta descarga eléctrica puede ser mantenida durante una fracción solamente del ciclo de esterilización.

Para un tipo de señal de alta tensión dado definido por su polaridad, su forma y su frecuencia, el régimen de descarga y la producción de especies químicas dependen también de la intensidad de la corriente.

La impedancia efectiva de la descarga que da la relación entre corriente y tensión puede evolucionar en el curso del tiempo. La regulación se realiza preferentemente a corriente constante para mantener el mismo régimen de descarga y la misma producción de especies químicas a fin de asegurar un efecto esterilizante constante. Para unos electrodos lineales, el régimen de descarga y la producción de especies químicas son una función de la corriente por unidad de longitud.

Un primer ejemplo de realización de un dispositivo de esterilización según la invención está ilustrado en la figura 3 que muestra un conjunto modular con una unidad central a la cual están conectados diferentes tipos de recintos de tratamiento. Este conjunto modular permite proponer un gran número de configuraciones que se diferencian por el tipo de recinto utilizado y la manera en que este recinto está conectado a la unidad central. Es así posible proponer una gama de recintos adaptados a las necesidades de cada usuario en función del tipo de objetos a esterilizar.

Según la invención, este conjunto modular comprende una unidad central común que contiene la superficie de mezcla gaseosa, la cámara de humidificación y la alimentación de alta tensión. La unidad central 60 presenta una o varias salidas de gas (por ejemplo 62) y un número correspondiente de salidas de alta tensión (por ejemplo 64) que alimentan uno o varios recintos de tratamiento que comprenden cada uno una zona de producción del plasma 68, 70, 72 correspondiente a la zona de producción del plasma 30 y que proporcionan gas esterilizante a una zona de esterilización 76, 78, 80 correspondiente a la zona de esterilización 32 que contiene los objetos que deben ser tratados. Las zonas de producción del plasma y de esterilización pueden formar dos zonas distintas de un mismo recinto (por ejemplo los recintos 74 y 130), o pueden integrar cada una un recinto separado denominado entonces recinto de producción de plasma (en el caso de los recintos 68, 70, 72) o recinto de esterilización (para los recintos 76, 78, 80). Ventajosamente, todo o parte del conjunto del dispositivo está dispuesto en una jaula de Faraday para limitar las interferencias creadas por la descarga.

Esta configuración modular permite tratar, simultáneamente o no, un conjunto de recintos adaptados en número, forma y volumen a estos objetos a partir de una sola unidad central que comprende una o varias alimentaciones de alta tensión y de un solo sistema de gestión del gas (que asegura la alimentación y la recuperación) contenido en la unidad central 60. El gas, después del tratamiento, es a continuación devuelto a esta unidad central por una o varias entradas de evacuación del gas (por ejemplo 82).

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Unos medios de indicación y de mando 84, 86, 88, 90 dispuestos sobre la unidad central 60 frente a los recintos correspondientes a los cuales están asociados permiten asegurar un control individual de cada recinto asegurando el arranque del ciclo de esterilización y la regulación del tiempo de tratamiento, regulando el caudal de consigna y la corriente de regulación apropiados, y eventualmente definiendo la composición de la mezcla gaseosa a utilizar. El seguimiento de los diferentes mandos está asegurado por la salida de una etiqueta impresa 94 en una impresora 96 integrada en la unidad central 60. Para cada recinto, que lleva un número de identificación específico, es así posible mencionar en esta etiqueta la fecha del tratamiento y los parámetros del ciclo de esterilización, en particular su duración. Los recintos pueden estar provistos de un sistema de identificación automático, por ejemplo a base de códigos de barras o de etiquetas electrónicas 98a del tipo RFID (RadioFrequency IDentification) o de tipo IRC (InfraRed Communication), que permite por medio de un lector correspondiente 98b de la unidad central determinar automáticamente los valores de caudal de consigna y la corriente de regulación apropiados y calcular el tiempo de esterilización. Estas etiquetas electrónicas pueden estar dispuestas en el interior del recinto y estar ventajosamente provistas de sensores que permiten controlar el ciclo de esterilización, en particular de los sensores de medición química para por ejemplo la medición de la humedad, del ozono, del PH, o del porcentaje en dióxido de nitrógeno.

La zona de esterilización puede ser de tamaño variable o estandarizado según las necesidades del usuario. Adaptando la forma y el volumen de la zona a los objetos a esterilizar, es posible optimizar la circulación del agente esterilizante (su velocidad de flujo y su concentración) alrededor de los objetos y así asegurar un tratamiento homogéneo.

Las figuras 4 a 7 ilustran diferentes ejemplos de configuración de recintos.

En la figura 4, el recinto de esterilización 76, 78 está realizado independientemente del recinto de producción del plasma 68, 70. El mismo comprende, en una caja 100 de la que un cierre hermético puede estar asegurado por ejemplo por unos clips de seguridad 102 que quedan acoplados sobre un tapa 104 de esta caja, una placa de soporte 106 para los objetos a esterilizar, por ejemplo un par de tijeras 108, un escalpelo 110 y un cuchillo 112. Esta placa de soporte, que podrá estar realizada en un material poroso para facilitar la circulación de las especies químicas esterilizantes, separa la caja en dos espacios superpuestos, un espacio superior 114 y un espacio inferior 116, en los cuales circularán sucesivamente estas especies esterilizantes. Está circulación se hace posible debido a los orificios presentes en esta placa o en la caja y cuya configuración es determinada para asegurar un flujo laminar en la zona de esterilización. Por ejemplo, unos orificios 118 de paso de las especies químicas pueden estar previstos a nivel de esta placa soporte unos orificios de entrada 120 y de salida 122 de las especies químicas esterilizantes a nivel de la caja, respectivamente en el espacio superior 114 y el espacio inferior 116. Estos orificios de entrada y de salida estarán provistos de válvulas antirretorno y/o provistos ventajosamente de filtros antibacterianos para asegurar la estanqueidad del espacio interior de la caja después del tratamiento. La estanqueidad puede también estar asegurada por un simple sistema de cierre manual que utiliza por ejemplo el pinzado de un tubo. Siendo la relación entre caudal y velocidad una función del porcentaje de llenado del recinto, es posible medir la velocidad de flujo en el recinto después del llenado con la ayuda de un sensor de velocidad dispuesto en el recinto a fin de ajustar el caudal al valor que permite obtener la velocidad de flujo deseada. Este sensor puede ventajosamente constituir uno de los elementos de la etiqueta electrónica 98a.

Para conservar el carácter estéril en un objeto hasta su utilización, se observará que es en principio necesario embalar el objeto antes del tratamiento. Las especies químicas deben entonces difundirse en el interior del embalaje y no interactuar con éste. En el caso de la esterilización por el calor, el vapor de agua se difunde a través del embalaje sin interactuar con éste pero, en el caso de esterilización por los gases, es preciso en principio desarrollar un embalaje de composición específica que no interactúe con las especies químicas del plasma.

La simplicidad del conjunto modular descrito anteriormente permite evitar este problema puesto que la caja forma naturalmente un embalaje esterilizante, además fácilmente transportable y reutilizable. Desde luego, debe ser mantenido cerrado después del ciclo de esterilización para esta función de protección bacteriológica (embalaje). Pero, si debe ser abierto para utilizar todos o una parte de los objetos que contiene, es entonces necesario iniciar un nuevo ciclo de esterilización colocando de nuevo la caja en la unidad central. Se observará además que esta caja asegura también una función de protección mecánica (maletín de transporte o de almacenado).

Se vuelve ahora a la figura 3 que muestra también otras dos configuraciones posibles del recinto de tratamiento para efectuar la esterilización de objetos. En cada una de estas configuraciones, la zona de producción del plasma (generación de la descarga) y la zona de esterilización están dispuestas en un mismo recinto 74, 130 alimentado directamente con gas vector y a alta tensión a partir de la unidad central 60. Desde luego, estos recintos pueden contener una o varias zonas de producción del plasma.

La figura 5 ilustra un primer ejemplo de realización de dicho recinto que puede ser utilizado para un uso general. El recinto 74 que constituye un embalaje después del tratamiento comprende una caja 186 de forma estandarizada, existente eventualmente en diferentes tamaños. La misma comprende una o varias zonas de producción del plasma 188 integradas directamente en esta caja, unos conectores para las alimentaciones de gas 190, 192 y de tensión 194, así como una etiqueta electrónica 98a. La estanqueidad de las conexiones de gas con el exterior puede estar asegurada como en el modo de realización anterior, pero un simple filtro bacteriológico que deja pasar el aire y la humedad puede ser suficiente. Este filtro no tiene necesidad de ser compatible con las especies químicas esterilizantes puesto que la descarga está integrada en el embalaje.

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En el interior de la caja 186 está alojado un plato de soporte 196 elegido por el operador en función del o de los objetos a esterilizar. Este soporte permite transformar un recinto de forma estándar en un recinto adaptado específicamente a uno o a unos objetos particulares. En efecto, estando los conectores y el sistema de estanqueidad completamente contenidos en la caja, el soporte interno 196 puede ser de realización muy simple, directamente adaptado al volumen y a la forma del objeto a tratar, con una geometría definida de manera que optimice el flujo asegurando una velocidad de propagación máxima para una velocidad local mínima cerca de los objetos a esterilizar. El mismo comprende una rejilla 198 sobre la cual están dispuestos el o los objetos y unas zonas de propagación de pequeña sección 200 situadas en una doble pared 202 de este plato de soporte que permite acelerar el gas hasta unas alimentaciones locales de gas 204 que desembocan en la zona de esterilización 206 a nivel de diferentes partes del o de los objetos a tratar de manera que se asegure la esterilización en todas sus caras. Los efluentes son recuperados en el extremo del recinto por un paso 208 y enviados de nuevo a través de las zonas de retorno 210 contenidas en la doble pared y a través del orificio de recuperación 192 hacia la zona de alimentación principal del recinto. La propagación de las especies químicas hacia las alimentaciones locales puede también estar asegurada por simples tubos de diámetro adecuado. El recinto está desde luego recubierto por una tapa 212 mantenida herméticamente cerrada por unos clips 214.

De observarse que este plato de soporte 196 puede también ser utilizado en el recinto 100 y que inversamente la placa de soporte 106 de este último recinto puede ser utilizada en el recinto 74.

Las figuras 6 y 6a ilustran un segundo ejemplo de realización de un recinto de tratamiento más especialmente adaptado para la esterilización de un endoscopio y provisto de tres zonas independientes de producción de plasma.

Este recinto de tratamiento 130 se caracteriza por una geometría particular de los electrodos que constituyen la zona de producción del plasma que permite también la producción in situ de las especies químicas esterilizantes. En efecto, con las técnicas de esterilización convencionales, las zonas internas de los objetos pueden plantear dificultades de esterilización si los principios activos tienen dificultad en alcanzarlas. El problema es particularmente verdadero para las cavidades o el interior de los tubos, como por ejemplo en el caso de los canales de los endoscopios. Ahora bien, el procedimiento de esterilización de la invención que puede perfectamente ser aplicado a la esterilización de estas cavidades permite también resolver simplemente este problema de acceso a estas zonas internas.

El recinto 130 se presenta en forma de una caja que puede ser herméticamente cerrada y cuyo espacio interior (la zona de esterilización propiamente dicha) está dispuesto en función de la forma del objeto a tratar. Así, en el ejemplo ilustrado, estando el endoscopio plegado de plano en el recinto, están definidas tres zonas distintas de producción del plasma, una 132 a nivel de su cabeza 134 y otras dos 136, 138 repartidas regularmente a lo largo de la superficie externa de su canal 140. El gas vector es llevado a la caja de la unidad central 60 por lo menos por una conexión externa 142 y es redistribuido a las zonas de producción del plasma respectivamente por unas conducciones internas 144, 146, 148. Los electrodos de estas zonas de producción del plasma están conectados en particular por unas conexiones 150, 152 a un primer conector de alta tensión externo 154 en conexión con un primer conector compatible correspondiente 158a de la unidad central común 60. Una conexión 160 permite la evacuación hacia esta unidad central 60 del gas después del tratamiento. Para la esterilización de la superficie interna del canal del endoscopio, está además previsto un sistema de electrodos filares específicos (ver la figura 6a). El electrodo de alta tensión 162, alimentado a partir de un segundo conector 156 conectado también a un conector 158b de la unidad central, puede presentarse en forma de un hilo que presenta eventualmente unas puntas y dispuesto a lo largo del eje longitudinal de este canal y el electrodo de masa 164 está ventajosamente constituido por un cilindro enrejado dispuesto alrededor de este electrodo de alta tensión. Una configuración con dos electrodos filares organizados en haz es también previsible. En todos los casos, por razones de estabilidad de la descarga, estos electrodos filares deben estar revestidos con un aislante, como es el caso para un hilo esmaltado, por ejemplo. Este sistema de electrodos es colocado en el canal del endoscopio antes del inicio del ciclo de esterilización. Sin embargo, en ciertos casos, puede ser preferible integrar los electrodos de descarga (que serán eventualmente reemplazables) directamente con el objeto tratar. En efecto, es totalmente previsible que la zona de producción del plasma esté integrada con el objeto a tratar desde su concepción y de la cual forma entonces un parte. La evacuación de los efluentes gaseosos de la zona de esterilización 166 puede ser efectuada desde el conector 159 también a través de la conexión 160. Como en el ejemplo anterior, unas válvulas antirretorno y/o unos filtros antibacterianos están previstos en las intercaras de la caja 130 para asegurar su estanqueidad después de su desconexión de la unidad central común 60. Un control individual de esta caja está asegurado por un medio de indicación y de mando 92 colocado sobre la unidad central.

Los modos de realización del recinto propuesto anteriormente utilizan el recinto de esterilización como embalaje del o de los objetos a tratar. Imponiendo la utilización de un objeto la apertura completa del recinto, todos los objetos presentes incluso los no utilizados deberán ser de nuevo esterilizados antes de una próxima utilización.

Las figuras 7a y 7b proponen también otra configuración del recinto de tratamiento que responde al problema planteado por los objetos que deben ser esterilizados simultáneamente pero utilizados separadamente. En este tercer ejemplo de realización, todo o parte del recinto de tratamiento está realizado en un material flexible que permite un sellado individual después del tratamiento. Este sellado permite separar los objetos contenidos en el recinto después de esterilización sin riesgo de contaminación y utilizar de hecho separadamente los diferentes objetos.

En un modo de realización preferido, el recinto es una bolsa 220 que comprende por lo menos una cara transparente y que presenta una abertura para poder introducir los diferentes objetos. El material de la bolsa se elige de manera que permita unas operaciones de corte y de sellado concomitante, por ejemplo por termosoldadura o cualquier otro procedimiento equivalente. El tamaño y la forma de la bolsa son determinados por el operador en función de sus necesidades. Esta bolsa contiene una fuente de plasma 222 en un extremo y un terminal de evacuación 224 en el otro. La fuente de plasma y el terminal de evacuación pueden ser sellados sobre la bolsa por el operador o estar integrados directamente en la bolsa cuando tiene lugar su concepción. Después del depósito de los objetos 226, 228, 230 a tratar, la bolsa es sellada por sus extremos de manera que asegure la estanqueidad hacia el exterior permitiendo al mismo tiempo la circulación del gas de un extremo al otro del recinto. Esta circulación puede ser facilitada o bien poniendo la bolsa en ligera sobrepresión a fin de hincharla o bien utilizando la forma de la fuente de plasma y del terminal de conexión para separarla. La fuente de plasma y el terminal de evacuación están conectados a la unidad central 60 respectivamente por las conexiones 142, 160. Una conexión eléctrica 158 asegura la alimentación de alta tensión de la fuente de plasma.

Después del ciclo de esterilización, una máquina de sellado 232 permite aislar los objetos unos de los otros en unas bolsas estériles individuales 234, 236, 238 y de la fuente y del terminal de evacuación (ver la figura 7b). Esta operación se realiza sin riesgo de contaminación del exterior. El aislamiento obtenido entre los objetos permite una utilización separada de estos diferentes objetos. La fuente de plasma y el terminal pueden ser desechados o reciclados después del tratamiento. Este principio puede también ser utilizado para los recintos rígidos colocando en el interior de una bolsa diferentes recintos, realizando la bolsa la función de tapa al final de la esterilización.

De observarse finalmente, que en una configuración de base no representada, todos los elementos necesarios para la esterilización (fuente de gas vector, humidificador, electrodos, alimentación de alta tensión) así como el recinto de tratamiento, que puede contener uno o varios objetos a tratar simultáneamente, pueden desde luego ser colocados en un módulo o recinto único cerrado.

Un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de esterilización por plasma está ilustrado en la figura 8. El mismo se refiere más particularmente a la desinfección de superficies. En efecto, el procedimiento de la invención permite la concepción de un dispositivo de desinfección de las superficies, al aire ambiente, que puede ser utilizado por ejemplo para la desinfección de suelos. Los tiempos necesarios para la desinfección son mucho más cortos que los exigidos para una esterilización y permiten por tanto la puesta a punto de un sistema de tratamiento de superficies por desplazamiento de la zona de producción del plasma. En este caso, el tratamiento asegura una desinfección elevada con respecto a todos los microorganismos (bacterias, levaduras, mohos y ácaros) y puede ser incluido en un dispositivo de limpieza puesto que los objetos a esterilizar no necesitan ser secados antes del tratamiento de esterilización.

En un dispositivo de desinfección de superficies de este tipo, la zona de esterilización no está constituida por un recinto cerrado sino por la zona libre situada inmediatamente corriente abajo de la zona de producción del plasma. En efecto, este dispositivo se presenta en forma de una escoba 168 con un mango 170 fijada sobre un cuerpo de escoba 172 que forma un recinto protector para los diferentes elementos necesarios para la generación de un plasma. En particular, el sistema de electrodos con su electrodo de alta tensión 174 y su electrodo de masa puede estar constituido por una simple rejilla metálica 176. Los electrodos tienen las mismas características que las descritas en el primer ejemplo de realización, pudiendo el electrodo de alta tensión por ejemplo estar realizado en forma de puntas, de hilo o de hilo que presenta unas puntas. Sin embargo, por razones de eficacia, el electrodo de alta tensión 174 está aquí doblado y forma así una bilámina que presenta eventualmente unas puntas en el centro de la cual se realiza la llegada de la mezcla gaseosa. Por esa estructura específica, el sistema de electrodos crea así dos cortinas de plasma en le espacio interelectrodos. Desde luego, este sistema de electrodos puede ser reproducido varias veces en paralelo en los dispositivos mayores. La alimentación de los electrodos se efectúa ventajosamente a partir de una o varias baterías 178 integradas en el cuerpo de la escoba 172.

En este modo de realización, la mezcla gaseosa está constituida simplemente por aire ambiente introducido en el cuerpo de escoba por una entrada de aire externo 180 y después humidificado en una recarga de agua 182. Un compresor de aire provisto eventualmente de un dispositivo de filtración puede eventualmente ser colocado justo detrás de la entrada de aire antes de la recarga de agua.

El principio de funcionamiento de esta escoba 168 es análogo al que regía los recintos precedentes. La mezcla gaseosa constituida por el aire humedecido es transformada en plasma entre los electrodos y las especies químicas producidas por la descarga corona en el espacio interelectrodos son conducidas por una parte por el viento eléctrico que está orientado del electrodo de pequeño radio de curvatura (bilámina del electrodo de alta tensión) hacia el electrodo de gran radio de curvatura (rejilla del electrodo de masa) hacia la superficie a desinfectar situada corriente abajo del electrodo de masa y por otra parte por una circulación forzada. Se produce entonces una desinfección de la superficie, realizándose la evacuación del gas naturalmente a través de la rejilla 176. Este dispositivo de desinfección puede comprender un sistema de rodadura (no representado) para recorrer toda la superficie considerada.

Se observará que la circulación del gas vector debe estar repartida uniformemente en el sistema de electrodos y en particular entre los dos electrodos de alta tensión para favorecer la renovación de aire y forzar el paso del gas vector a través de las dos cortinas de plasma.

El ejemplo siguiente permitirá apreciar mejor la eficacia del procedimiento de esterilización por plasma según la invención cuyo efecto esterilizante es comparado según la composición del gas vector y según el tipo de esporas bacterianas.

Se han efectuado unos ensayos con unos indicadores biológicos que contienen unos microorganismos particularmente resistentes a la esterilización por los gases. Se trata de esporas de Bacillus subtilis (que provienen de la Colección del Insitut Pasteur, CIP 77.18) y de esporas de Bacillus stearothermophilus (que provienen de la Colección del Institut Pasteur, CIP 52.81) inoculadas sobre unas láminas de vidrio. Cada muestra contiene 10^{6} esporas del bacilo.

Cada indicador biológico es colocado en la zona de esterilización y expuesto a un ciclo de tratamiento. Durante el tratamiento, el caudal de la mezcla gaseosa es de 0,2 litros/mn en una zona de tratamiento de 0,5 litros a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente. El electrodo de alta tensión es una lámina de acero de 5 cm de longitud que lleva unas puntas en toda su longitud. El electrodo de masa es un disco de acero de 5 cm de diámetro. La distancia interelectrodos es de 10 mm. La descarga corona se obtiene aplicando una tensión continua positiva de 11 kV al electrodo de alta tensión.

Después de haber expuesto los indicadores biológicos a un ciclo de tratamiento de 20 minutos, son transferidos estérilmente a un medio nutritivo. Los indicadores biológicos que contienen unas esporas de Bacillus subtilis son incubados a 37ºC durante 15 horas. Los indicadores biológicos que contienen unas esporas de Bacillus stearothermophilus son incubados a 56ºC durante 30 horas.

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Se observa claramente que el procedimiento según la invención es particularmente eficaz cuando el gas vector contiene una gran humedad relativa. Por el contrario, con un procedimiento clásico que utiliza un gas raro, tal como el argón, el efecto sobre las esporas de Bacillus subtilis es relativamente débil e incluso muy débil sobre las esporas de Bacillus stearothermophilus, lo que no permite obtener un nivel de calidad suficiente para una esterilización.

Así, la invención se refiere a un procedimiento de esterilización por plasma en postdescarga a temperatura ambiente y a presión atmosférica (o una presión próxima a la presión atmosférica), por medio de una descarga corona establecida en una mezcla gaseosa no biocida que contiene oxígeno y nitrógeno, y en presencia de humedad. Este procedimiento tiene un efecto esporicida sobre unas esporas tanto de Bacillus subtilis como de Bacillus stearothermophilus y ello en menos de una hora. Este procedimiento permite además esterilizar unos objetos y unas superficies cualquiera que sean su forma y su naturaleza, metálica, compuesta y termosensible.

La esterilización por plasma de descarga corona aparece como una técnica innovadora utilizable a temperatura ambiente, en un gas a la presión atmosférica y sin residuos tóxicos. El procedimiento así descrito es a la vez de concepción simple, puesto que el recinto no tiene necesidad de resistir a diferencias de presión importantes, el sistema de alimentación de alta tensión es a baja frecuencia y el sistema de alimentación de gas está simplificado, y de utilización sencilla, puesto que no hay productos químicos que manipular antes y después del ciclo de esterilización y los riesgos de polución son limitados. Presenta además un bajo coste de fabricación debido al recurso a unas atmósferas gaseosas y a unas estructuras de electrodos simples.

Las aplicaciones propuestas se refieren esencialmente al campo médico pero el procedimiento puede ser extendido a otras muchas aplicaciones industriales, por ejemplo en los campos agroalimentario o farmacéutico. La gran flexibilidad del dispositivo permite además la esterilización de superficies de los embalajes, de los productos o de los materiales de producción, en la desinfección de las zonas de confinamiento o de transferencia. El dispositivo puede también ser utilizado para la descontaminación de las superficies internas de los sistemas de aire acondicionado.

Claims (49)

1. Procedimiento de esterilización por plasma a presión igual o sensiblemente igual a la presión atmosférica, de por lo menos un objeto en el cual:

a)

se coloca el o los objetos a tratar (50) en un recinto de tratamiento (10) sometido sensiblemente a la presión atmosférica,

b)

se introduce en este recinto de tratamiento una o varias mezclas gaseosas no biocidas de las que una por lo menos contiene humedad,

c)

se crea un plasma que produce unas especies químicas a partir de una de las mezclas gaseosas generando por medio de una alimentación de alta tensión (38) una descarga eléctrica entre un electrodo de alta tensión (36) y un electrodo de masa (40), estando dispuestos estos dos electrodos en este recinto de tratamiento,

d)

se conducen las especies químicas del plasma fuera de la zona interelectrodos (30), hacia la superficie del o de los objetos a tratar (50), y

e)

se evacuan los residuos gaseosos que resultan del tratamiento fuera del recinto de tratamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la humedad es introducida directamente a nivel del o de los objetos a tratar (50).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la humedad es introducida a nivel de la zona interelectrodos (30).

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla gaseosa contiene por lo menos 10% de oxígeno y 10% de nitrógeno.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la mezcla gaseosa está constituida por el aire ambiente.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el porcentaje de humedad relativa a nivel del o de los objetos a tratar (50) está comprendido entre 50% y 100%.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el porcentaje de humedad relativa a nivel del o de los objetos a tratar (50) es superior o igual a 90%.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa b) de introducción de la o de las mezclas gaseosas en el recinto de tratamiento (10) se efectúa de forma continua o por intermitencia.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se realiza un control del caudal de la o de las mezclas gaseosas que entran en el recinto de tratamiento (10).

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa c) de creación del plasma está precedida por una etapa de circulación forzada de la o de las mezclas gaseosas en el recinto de tratamiento (10).

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa d) de conducción de las especies químicas del plasma hacia la superficie a tratar (50) se obtiene por la utilización del viento eléctrico creado por la descarga entre los dos electrodos (36, 40).

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa d) de conducción de las especies químicas del plasma hacia la superficie a tratar (50) se obtiene por la creación de un flujo forzado en el recinto de tratamiento (10).

13. Dispositivo de esterilización por plasma de por lo menos un objeto, caracterizado porque comprende:

-

una primera fuente de gas (12) que contiene una mezcla gaseosa no biocida,

-

por lo menos un recinto de tratamiento (10) sometido a la presión atmosférica que comprende por lo menos una zona de esterilización (10b, 32) en la cual están dispuestos el o los objetos a tratar (50), comprendiendo este recinto además, en por lo menos una zona de producción del plasma (10a, 30) distinta de la zona de esterilización, por lo menos dos electrodos (36, 40) conectados a una alimentación de alta tensión (38) para crear un plasma que produce unas especies químicas generando una descarga eléctrica entre estos electrodos a partir de la mezcla gaseosa introducida en la zona de producción del plasma, siendo las especies químicas del plasma conducidas fuera de la zona de producción del plasma hacia la superficie del o de los objetos a tratar y siendo los residuos gaseosos que resultan del tratamiento evacuados hacia un sistema de recuperación (22) por un orificio de salida (44) de este recinto, y

-

una cámara de humidificación (14) conectada a la salida de una segunda fuente de gas (12, 26) para mantener un porcentaje de humedad determinado a nivel del o de los objetos a tratar (50).

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque las primera y segunda fuentes de gas forman una fuente única de gas (12).

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque la zona de producción del plasma (10a, 30) está conectada a esta fuente única de gas a través de la cámara de humidificación (14).

16. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque la zona de producción del plasma (10a, 30) está conectada directamente a esta fuente única de gas (12), estando la zona de esterilización (10b, 32) conectada a esta fuente única de gas a través de la cámara de humidificación (14).

17. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque la zona de esterilización (10b, 32) está conectada a la segunda fuente de gas (26) a través de la cámara de humidificación (14), estando la zona de producción del plasma (10a, 30) conectada directamente a la primera fuente de gas (12).

18. Dispositivo según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, caracterizado porque comprende un segundo sensor de humedad relativa (18b) dispuesto a la entrada de la zona de esterilización (10b, 32).

19. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque comprende un primer sensor de humedad relativa (18a) dispuesto a la entrada de la zona de producción del plasma (10a, 30).

20. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque la mezcla gaseosa contiene por lo menos 10% de oxígeno y 10% de nitrógeno.

21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque la mezcla gaseosa está constituida por el aire ambiente.

22. Dispositivo según la reivindicación 21, caracterizado porque el aire ambiente es comprimido previamente a su humidificación.

23. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 22, caracterizado porque la zona de esterilización (10b, 32) comprende un porcentaje de humedad relativa comprendido entre 50% y 100%, ventajosamente superior o igual a 90%.

24. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 23, caracterizado porque comprende por lo menos un electrodo con gran radio de curvatura y un electrodo con pequeño radio de curvatura, siendo uno un electrodo de alta tensión (36) y siendo el otro un electrodo de masa (40).

25. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado porque el electrodo de pequeño radio de curvatura es un electrodo metálico que puede presentar una de las formas siguientes: hilo, puntas o hilo que presenta unas puntas.

26. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado porque el electrodo con gran radio de curvatura es un electrodo metálico que puede presentar una de las formas siguientes: hilo, plano, cilindro macizo o rejilla.

27. Dispositivo según la reivindicación 25 o la reivindicación 26, caracterizado porque uno u otro de los dos electrodos, o los dos, están recubiertos por un revestimiento dieléctrico.

28. Dispositivo según la reivindicación 25 y la reivindicación 26, caracterizado porque el electrodo de alta tensión está constituido por un hilo (162) y porque el electrodo de masa está constituido por un cilindro enrejado (164) que rodea este hilo.

29. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado porque los electrodos están montados en una red de electrodos paralelos, siendo la alimentación de los electrodos de alta tensión efectuada sucesivamente o de forma simultánea.

30. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 29, caracterizado porque los electrodos son de uso limitado.

31. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 30, caracterizado porque la alimentación de alta tensión (38) está asegurada por un generador de baja frecuencia que suministra una tensión continua, a intervalos, alterna o pulsada en tiempo.

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32. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende varios recintos de tratamiento, comprendiendo cada recinto de tratamiento por lo menos una zona de producción de plasma (68; 70; 72; 132; 136, 138; 188) conectada de forma fija o no a por lo menos una zona de esterilización (76; 78; 80; 166; 206), estando las zonas de producción de plasma conectadas a una unidad central común (60) que contiene por lo menos la primera fuente de gas no biocida (12), la cámara de humidificación (14), el sistema recuperador de residuos gaseosos (22) y la alimentación de alta tensión (38).

33. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado porque la zona de esterilización (166; 206) del recinto de tratamiento (74; 130) presenta una forma especialmente adaptada al o a los objetos a esterilizar (134, 140; 226, 228, 230) a fin de limitar la producción de especies químicas necesarias para la esterilización y optimizar la velocidad de flujo y la concentración de estas especies esterilizantes alrededor del objeto.

34. Dispositivo según la reivindicación 33, caracterizado porque el recinto de tratamiento (74) comprende una caja (186) de forma estándar y que contiene la zona de producción del plasma (188), estando la zona de esterilización constituida por un soporte amovible (196) especialmente adaptado al o a los objetos a tratar y alojado en esta
caja.

35. Dispositivo según la reivindicación 32 o la reivindicación 34, caracterizado porque la zona de esterilización comprende unas zonas de propagación (200) de pequeña sección que permiten acelerar las especies químicas que provienen de la zona de producción del plasma (188) hacia diferentes partes del o de los objetos a tratar.

36. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado porque la zona de producción del plasma está integrada con el objeto a tratar del cual forma una parte.

37. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado porque la zona de esterilización está separada de la zona de producción del plasma y forma un recinto independiente (76, 78, 80).

38. Dispositivo según la reivindicación 32 o la reivindicación 37, caracterizado porque uno o varios de los recintos de tratamiento o de esterilización constituyen un embalaje autónomo reutilizable, en forma de maletín de transporte, que permite conservar el estado estéril después del tratamiento.

39. Dispositivo según la reivindicación 32 o reivindicación 37, caracterizado porque uno o varios de los recintos de tratamiento o de esterilización constituyen un embalaje perdido, en forma de bolsa flexible (220), pudiendo la zona de esterilización estar separada en varias zonas individualizadas después del tratamiento (234, 236, 238), por corte y sellado concomitante de partes determinadas de esta bolsa.

40. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 39, caracterizado porque todo o parte del dispositivo está dispuesto en una jaula de Faraday.

41. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado porque la unidad central común (60) comprende unos medios de indicación y de mando (84, 86, 88, 90) asociados a cada recinto de esterilización para asegurar un control individual de la esterilización de los objetos que contiene.

42. Dispositivo según la reivindicación 41, caracterizado porque la unidad central común (60) comprende unos medios de impresión (96) para imprimir una etiqueta (94) sobre la cual serán impresos, para cada recinto de esterilización conectado a esta unidad central, un número de identificación específico de cada recinto así como la fecha de tratamiento y los parámetros del ciclo de esterilización efectuado.

43. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado porque el recinto de tratamiento o de esterilización está provisto de una etiqueta electrónica (98a) que permite por medio de un lector correspondiente (98b) de la unidad central (60) determinar automáticamente los valores de caudal de consigna y la corriente de regulación adaptados al o a los objetos a tratar y calcular el tiempo necesario para la esterilización de estos objetos.

44. Dispositivo según la reivindicación 43, caracterizado porque la etiqueta electrónica comprende un sensor de velocidad para medir la velocidad de flujo de las especies químicas del plasma en el recinto.

45. Dispositivo según la reivindicación 43, caracterizado porque la etiqueta electrónica comprende un sensor de medición química.

46. Aplicación del dispositivo según las reivindicaciones 13 a 45 a la esterilización de objetos de cualquier forma y de cualquier naturaleza, en particular metálica, compuesta o termosensible.

47. Aplicación del dispositivo según las reivindicaciones 13 a 45 a la esterilización de las superficies de los embalajes, de los productos o de los materiales de producción.

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48. Aplicación del dispositivo según las reivindicaciones 13 a 45 a la descontaminación de las superficies internas de los sistemas de aire acondicionado.

49. Aplicación del dispositivo según las reivindicaciones 13 a 45 a la desinfección de las zonas de confinamiento o de transferencia.