ES2295113T3

ES2295113T3 - Procedimiento para la determinacion rapida de la aceptabilidad de cargas a esterilizar.

Info

Publication number: ES2295113T3
Application number: ES01305514T
Authority: ES
Inventors: James P. Kohler
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: US20030156977A1; AU5398901A; EP1166802B1; JP2011072809A; US6528016B1; EP1166802A3; JP2002090296A; CA2350387A1; DE60131118T2; CA2350387C; EP1166802A2; US6746647B2; DE60131118D1; JP5214717B2; JP4689090B2; AU777205B2

Abstract

Un procedimiento para determinar la aceptabilidad de una carga para su esterilización química con un vapor o gas germicida que comprende: la colocación de la carga en una cámara de esterilización; la evacuación de la cámara de esterilización; el contacto de la carga en la cámara de esterilización con el vapor o gas germicida; la monitorización de la concentración de dicho vapor o gas germicida en la cámara de esterilización en función del tiempo; la determinación bien de (a) una tasa de cambio de la concentración de dicho vapor o gas germicida en dicha cámara de esterilización, determinándose la tasa de cambio como la pendiente inicial de un gráfica del log x (c/c 0) frente al tiempo, en la que x es cualquier número, c es la concentración de dicho vapor o gas germicida, y c0 es la concentración máxima de dicho vapor o gas germicida en dicha cámara de esterilización, o bien (b) un área bajo una curva de una gráfica de c frente al tiempo, en la que c es la concentración de dicho vapor o gas germicida; y la determinación de la aceptabilidad de la carga a partir de dicha tasa de cambio o de dicha área, siendo la carga adecuada para la esterilización si la tasa de cambio o el área es menor que una tasa o área, derivadas empíricamente, a la que se alcanza un nivel de esterilización predeterminado.

Description

Procedimiento para la determinación rápida de la aceptabilidad de cargas a esterilizar.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un procedimiento para la determinación rápida de la aceptabilidad de una carga de dispositivos que se va a esterilizar mediante esterilización química con un vapor o gas germicida, por ejemplo, peróxido de hidrógeno.

Descripción de técnicas relacionadas

La necesidad de esterilizar artículos tales como dispositivos médicos se conoce bien. Existen muchos procedimientos de esterilización, que incluyen procedimientos por calor y químicos. La esterilización por calor se realiza normalmente con vapor. El calor y/o la humedad del vapor pueden dañar dispositivos médicos sensibles. Como resultado, se utiliza comúnmente la esterilización química para minimizar el daño a los dispositivos médicos durante la esterilización.

La esterilización química utiliza un fluido esterilizador tal como peróxido de hidrógeno, óxido de etileno, dióxido de cloro, formaldehído, o ácido peracético, en una cámara sellada para esterilizar dispositivos médicos. Una forma comercial de esterilización química es el sistema de esterilización STERRAD®, disponible a través de Advanced Sterilization Products de Irvine, California, una división de Ethicon, Inc. El procedimiento STERRAD utiliza peróxido de hidrógeno y gas de plasma a baja temperatura para esterilizar los dispositivos médicos.

El procedimiento de esterilización STERRAD se realiza de la siguiente forma. Los artículos que se van a esterilizar se colocan en una cámara de esterilización, la cámara se cierra y se hace vacío. Se inyecta y se vaporiza en la cámara una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Se crea un gas de plasma a baja temperatura mediante la aplicación de energía de radiofrecuencia para crear un campo eléctrico. El vapor de peróxido de hidrógeno se disocia en el plasma en especies reactivas que reaccionan con, y matan, a los microorganismos. Después de que los componentes activados hayan reaccionado con los microorganismos, o uno con otro, éstos pierden su alta energía y se recombinan para formar oxígeno, agua y otros subproductos no tóxicos. Cuando se completa el procedimiento, la energía RF se desconecta, se libera el vacío, y la cámara vuelve a la presión atmosférica por ventilado.

Con el fin de que el procedimiento de esterilización sea efectivo, se debe introducir en la cámara suficiente peróxido de hidrógeno. Si el equipo en la cámara reacciona con, absorbe, adsorbe o condensa el peróxido de hidrógeno, puede que no quede suficiente peróxido de hidrógeno en la cámara para que el procedimiento de esterilización sea efectivo. La concentración de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara se monitoriza, por tanto, para asegurar la presencia de suficiente peróxido de hidrógeno. Si se elimina demasiado peróxido de hidrógeno de la cámara mediante absorción, adsorción, condensación o reacción con el equipo en la cámara, el ciclo se cancela, se elimina el peróxido de hidrógeno que queda en la cámara por evacuación de la cámara y/o introduciendo plasma para descomponer el peróxido de hidrógeno, y se comienza un nuevo ciclo.

Cummings et al. (Patente de EE.UU. No. 4.956.145) describe un procedimiento en el que se monitoriza la concentración de peróxido de hidrógeno, y se añade una cantidad de peróxido de hidrógeno adicional para mantener la concentración de peróxido de hidrógeno al nivel que es efectivo para la esterilización, pero que es menor que el límite de saturación. Sin embargo, Cummings et al. no describen ningún procedimiento para determinar si el equipo en la cámara de esterilización absorbe, adsorbe, condensa o descompone significativamente grandes cantidades de peróxido de hidrógeno. Si el peróxido de hidrógeno se absorbe, se adsorbe o se condensa sobre el equipo, se podría emplear una gran cantidad de tiempo para eliminar el peróxido de hidrógeno de forma que el equipo se pudiera retirar de forma segura de la cámara.

Existe una necesidad de un procedimiento para la determinación rápida de si la carga de equipo en la cámara es adecuada o no, de forma que el ciclo de esterilización se pueda cancelar antes de que cantidades significativas de peróxido de hidrógeno se hayan absorbido, adsorbido o condensado sobre el equipo. Si la falta de aceptabilidad de la carga se pudiera determinar rápidamente, el ciclo se podría interrumpir y el peróxido de hidrógeno se podría eliminar de la cámara antes de que cantidades significativas de peróxido de hidrógeno se hubieran absorbido, adsorbido o condesado por el equipo en la cámara. De esta forma, se puede minimizar la extensión de tiempo requerida para interrumpir el ciclo y comenzar un nuevo ciclo.

Resumen de la invención

La invención implica un procedimiento para determinar si una carga es adecuada para su esterilización química con un vapor o gas germicida que incluye la colocación de la carga en una cámara de esterilización, la evacuación de la cámara de esterilización, y el contacto de la carga en la cámara de esterilización con el vapor o gas germicida. El procedimiento incluye también la monitorización de la concentración de vapor o gas germicida en la cámara de esterilización en función del tiempo. En un aspecto, el procedimiento incluye adicionalmente la determinación de la tasa de cambio de la concentración de vapor o gas germicida en la cámara de esterilización, y la determinación de si la carga es adecuada, a partir de la tasa de cambio. La carga es adecuada para esterilización si la tasa de cambio es menor que una tasa, derivada empíricamente, a la que se alcanza un nivel predeterminado de esteriliza-
ción.

En un aspecto alternativo, el procedimiento incluye la determinación del área bajo una curva de una gráfica de c frente al tiempo, en la que c es la concentración de vapor o gas germicida.

Ventajosamente, el nivel predeterminado de esterilización es una reducción en el número de microorganismos hasta un nivel de 10^{-6} del nivel inicial. Preferentemente, se determina si la carga es adecuada en menos de 100 segundos después de que la carga contacte con el vapor o gas germicida. La tasa de cambio en la concentración se determina como una pendiente inicial de una gráfica de log_{x} (c/c_{o}) frente al tiempo, en la que x es cualquier número, c es la concentración del vapor o gas germicida, y c_{o} es la concentración máxima de vapor o gas germicida en la cámara de esterilización.

Preferentemente, log_{x} es un log_{10} o un In. Ventajosamente, el vapor o gas germicida es vapor de peróxido de hidrógeno. En una forma de realización preferida, el plasma contacta con la carga antes de que el vapor de peróxido de hidrógeno contacte con ella. En una forma de realización, se determina que la carga no es adecuada si la pendiente inicial es de 0,016 seg^{-1} o mayor, en la que log_{x} es un In. Ventajosamente, la esterilización se interrumpe si se determina que la carga no es adecuada. La interrupción del procedimiento se puede realizar por evacuación de la cámara de esterilización o generando plasma en la cámara de esterilización.

En otra forma de realización, se podría añadir más peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización, si se determina que la carga no es. adecuada. Ventajosamente; se puede realizar una monitorización mediante la medida de la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno con un espectrómetro o mediante la medida de la cantidad de calor producida por la reacción del vapor de peróxido de hidrógeno con un compuesto químico en el tiempo. El procedimiento incluye también la determinación del área bajo una curva de una gráfica de c frente al tiempo, en la que c es la concentración del vapor o gas germicida. El procedimiento incluye también la determinación de si la carga es adecuada, siendo la carga adecuada para la esterilización si el área es mayor que un área derivada empíricamente con la que se alcanza un nivel de esterilización predeterminado.

Preferentemente, el vapor o gas germicida incluye peróxido de hidrógeno. Ventajosamente, el área bajo la curva se determina a partir del tiempo de concentración máxima del vapor o gas germicida hasta un tiempo, al final del contacto de la carga con el vapor o gas germicida. En una forma de realización, la carga es adecuada si el área bajo la curva es superior a 400 mg-seg/L. En una forma preferida de realización, la esterilización se interrumpe, si se determina que la carga no es adecuada.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es un diagrama simplificado de un aparato de esterilización adecuado para su uso con las formas de realización del procedimiento de la presente invención;

La Figura 2 es un diagrama de bloque de un procedimiento de esterilización por plasma;

La Figura 3 es una curva que muestra la presión dentro de la cámara de esterilización durante un procedimiento de esterilización por plasma;

La Figura 4 es una curva que muestra la presión dentro de la cámara de esterilización durante un procedimiento de esterilización alternativo;

La Figura 5 es un gráfica de In(c/c_{o}) frente al tiempo para un experimento de esterilización con la carga de validación, en la que c es la concentración de peróxido de hidrógeno en cualquier punto de tiempo y C_{o} es la concentración máxima de peróxido de hidrógeno;

La Figura 6 es un gráfica de In(c/c_{o}) frente al tiempo de la concentración de peróxido de hidrógeno para un experimento de esterilización con una carga grande durante la etapa de inyección;

La Figura 7 es un gráfica de In(c/c_{o}) frente al tiempo de la concentración de peróxido de hidrógeno para un experimento de esterilización con una carga grande que contiene un material absorbente, tal como una toalla de algodón;

La Figura 8 es una gráfica de In(c/c_{o}) frente al tiempo de la concentración de peróxido de hidrógeno para un experimento de esterilización con una carga grande que contiene un toalla usada; y

La Figura 9 es un diagrama de un árbol de decisión que muestra las alternativas cuando se ha determinado la aceptabilidad de la carga para su esterilización con un agente reactivo.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Las formas de realización del procedimiento de la presente invención proporcionan los medios para determinar rápidamente si una carga de equipo médico es adecuada para la esterilización con un vapor o gas germicida. Si la carga no es adecuada, el ciclo de esterilización se puede interrumpir antes de que cantidades significativas de vapor o gas germicida se hayan absorbido, descompuesto, adsorbido o condensado sobre el equipo, reduciendo la cantidad de tiempo requerido para comenzar un nuevo ciclo de esterilización. El peróxido de hidrógeno es un vapor germicida ejemplar para su uso en distintas formas de realización del procedimiento de la invención.

En referencia a las figuras, la Figura 1 representa un esterilizador 10 en la forma de un diagrama de bloque. El esterilizador 10 y sus componentes y procedimientos de uso se describen más detalladamente en las Patentes de EE.UU. No. 4.643.876 y 4.756.882. Otros esterilizadores son adecuados para el procedimiento de la invención, y no se pretende que el esterilizador 10 de la Figura 1 sea limitante del procedimiento. Se pueden utilizar muchas frecuencias y configuraciones. diferentes para generar gas de plasma. El gas de plasma se puede generar inductivamente o capacitativamente con un electrodo dentro o fuera de la cámara. El gas de plasma se puede generar también en una cámara separada y dirigirse desde la cámara separada hasta el esterilizador.

El esterilizador 10 incluye una cámara de vacío 12, una bomba de vacío 14 conectada con la cámara de vacío 12 mediante un conducto y una válvula 16, y una fuente del agente reactivo adecuado 18 o un germicida vaporizable, tal como peróxido de hidrógeno, conectada con la cámara de vacío 12 mediante un conducto que contiene una válvula 20. El esterilizador 10 incluye también un generador de plasma 22, tal como un generador de RF, conectado eléctricamente con un electrodo 32, dentro de la cámara de vacío 12, mediante un acoplamiento adecuado 24, así como una entrada de aire HEPA (filtrado de aire con partículas de alta eficiencia) 26 conectada con la cámara de vacío mediante un conducto con una válvula 28. Un controlador lógico del proceso 30, preferentemente un ordenador programable, se conecta con cada uno de los componentes que están conectados con la cámara de vacío 12. El controlador lógico del proceso 30 dirige la operación de cada uno de los componentes conectados con la cámara de vacío en el tiempo apropiado para efectuar la operación de esterilización.

La cámara de vacío 12 contiene los objetos que se van a esterilizar y es suficientemente impermeable a los gases para soportar un vacío de 39,9 Pa (300 mTorr) o menos. Dentro de la cámara 12 está una antena RF, o un grupo de electrodos 32 a los que se suministra la energía RF del generador de RF 22, a través del acoplamiento 24. Un monitor de peróxido 34 se conecta flexiblemente a la cámara de vacío 12 y al controlador lógico del proceso 30.

El monitor de peróxido 34 puede ser cualquier dispositivo que sea capaz de medir la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en la cámara de vacío 12. Algunos procedimientos de medida de la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara de vacío 12 incluyen la medida de la presión, la medida de la absorción del peróxido de hidrógeno en la región del infrarrojo cercano (NIR) y la medida de la absorción del peróxido de hidrógeno en la región del ultravioleta (UV). Se podrían utilizar, también, otras formas de monitorización del peróxido de hidrógeno, tales como la medida del punto de condensación dentro de la cámara de vacío 12 con el aparato descrito por Cummings et al. (Patente de EE.UU. No. 4.843.867), en las formas de realización del procedimiento de la invención. El documento US-B-6 451 272 revela la determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno mediante la medida de la cantidad de calor generada a partir de la reacción del peróxido de hidrógeno con un compuesto, tal como yoduro potásico, cloruro magnésico, catalasa o acetato de hierro (II). La concentración de peróxido de hidrógeno se puede determinar a partir de la cantidad de calor generada y del calor de reacción conocido. La determinación de la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno mediante la medida de la cantidad de calor que se genera es, también, un procedimiento adecuado para su uso en las formas de realización de la invención. Las formas de realización del procedimiento de la invención no estarán limitadas por el procedimiento de medida de la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en la cámara de vacío 12.

En una forma de realización ejemplar, la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara de vacío 12 se monitoriza mediante la medida de la absorción de la fase de vapor de peróxido de hidrógeno en la región del ultravioleta.

El monitor de peróxido 34 se puede montar dentro o fuera de la cámara de vacío 12. Además, algunas regiones del monitor de peróxido 34 se podrían montar dentro de la cámara de vacío 12, mientras que otras regiones del monitor de peróxido 34 podrían estar montadas fuera de la cámara de vacío 12.

En algunas formas de realización, el monitor de peróxido 34 se podría mover dentro de la cámara de vacío. Si el monitor de peróxido 34 es movible, se puede colocar sobre el estante sobre en el que se colocan los dispositivos médicos que se van a esterilizar. En otra forma de realización, el monitor de peróxido 34 movible se podría colocar sobre un estante sobre el que se coloca la carga o una bandeja o bandejas de dispositivos médicos que se van a esterilizar. En otra forma de realización, el monitor de peróxido 34 movible se podría colocar dentro de un recipiente que contiene los dispositivos médicos que se van a esterilizar.

Si el procedimiento de las formas de realización de la invención se aplica a un vapor o gas germicida distinto del peróxido de hidrógeno, el monitor de peróxido 34 podría ser cualquier dispositivo que fuera capaz de medir la concentración del vapor o gas germicida que se utilice.

La operación del esterilizador 10 con un procedimiento de esterilización STERRAD se describe en la Figuras 2-3, siendo la Figura 2 un diagrama de bloque que muestra la secuencia de operaciones en el esterilizador 10, e ilustrando la Figura 3 la presión dentro de la cámara de vacío 12 en función del tiempo. Aunque el proceso de esterilización mostrado en las Figuras 2 y 3 es un proceso de esterilización ejemplar, el procedimiento de distintas formas de realización de la invención es también adecuado para la aplicación en otros procesos de esterilización.

Después de que los objetos que se van a esterilizar se han colocado en la cámara de vacío 12 y de que la cámara 12-se ha sellado, el controlador lógico del proceso 30 pone en funcionamiento la bomba de vacío 14 y la válvula 16 para evacuar la cámara de vacío 12, etapa 36 en la Figura 2. La presión en la cámara de vacío 12 durante el procedimiento de esterilización se muestra cualitativamente como la curva 38 en la Figura 3. La curva de presión durante la etapa de evacuación 36 se muestra como la curva 40 en la Figura 3. Preferentemente, la cámara se evacua hasta una presión menor o igual a 665 Pa (5000 mTorr), más preferentemente de 26,6-266 Pa (200-2000 mTorr), y todavía más preferentemente de aproximadamente 39,9-199,5 Pa (300-1500 mTorr).

Cuando se ha alcanzado la presión deseada, en una forma de realización ejemplar, el controlador lógico del proceso 30 transmite una señal al generador de RF 22 para activar al electrodo 32 en la cámara 12. Esta acción provoca que se cree un gas de plasma dentro de la cámara en una etapa de plasma previa a la inyección, etapa 41 de la Figura 2. Debido a que los artículos que se van a esterilizar se cargan en la cámara en presencia de aire y humedad, los gases residuales que forman el plasma en la etapa de plasma previa a la inyección son principalmente aire y humedad: Aunque la etapa de plasma previa a la inyección 41 es opcional, se prefiere generalmente realizar la etapa de plasma previa a la inyección 41.

Como se describe en las Patentes de EE.UU No 5.656.238 y 6.060.019, incorporadas en este documento por referencia, la energía se transfiere al condensador de agua en la cámara durante la etapa de plasma previa a la inyección 41, ayudando por ello al secado de la cámara de vacío 12 y del equipo en la cámara. Mientras que se está generando el plasma, la bomba de vacío 14 permanece en funcionamiento para evacuar adicionalmente la cámara y eliminar los gases y la humedad residuales de la cámara. La presión en la cámara de vacío en la etapa de plasma previa a la inyección 41 se muestra como la curva 42 en la Figura 3. Durante la etapa de plasma previa a la inyección 41, la presión en la cámara de vacío 12 aumenta debido a la generación de vapor. Después de un periodo de tiempo, aproximadamente de 0-60 minutos, el generador de RF 22 se desconecta. Si el periodo de tiempo es 0, se omite la etapa de plasma previa a la inyección.

En este punto del proceso, se continúa la evacuación sin plasma. La curva de presión en la cámara de vacío después de que el generador de RF 22 se desconecte se muestra como la curva 44 en la Figura 3. En una forma de realización ejemplar, la evacuación continúa hasta que se obtiene una presión de 39,9 Pa (300 Torr) aproximada-
mente.

Cuando se ha alcanzado el umbral de vacío deseado, el agente de esterilización reactivo 18 se inyecta durante la etapa 46 de la Figura 2. La inyección del agente de esterilización reactivo 18 durante la etapa 46 provoca que la presión dentro de la cámara de vacío 12 aumente rápidamente. En una forma de realización ejemplar, la presión podría aumentar hasta un nivel de 665 Pa (5000 mTorr) o más. El comienzo de la fase de inyección se muestra como 48 en la Figura 3. La fase de inyección lleva aproximadamente 6 minutos. Después de que el agente de esterilización 18 se inyecte en la cámara de vacío 12, se le permite difundir completa y uniformemente por toda la cámara de vacío 12 durante la etapa 50 de la Figura 2. Típicamente, esta etapa tarda aproximadamente de 1-45 minutos, y en dicho tiempo el agente reactivo o el agente de esterilización 18 debería estar sustancialmente en equilibrio dentro de la cámara de vacío 12. La curva de presión en la cámara de vacío 12 durante la fase de inyección y las fases de difusión, etapas 46 y 50 de la Figura 2, se muestra como la curva 52 en la Figura 3.

Al final del periodo de difusión, el controlador lógico del proceso 30 pone en funcionamiento de nuevo la bomba de vacío 14 y abre la válvula 16 para bombear la cámara de vacío 12 hasta un vacío de aproximadamente 53,2-266 Pa (400-2000 mTorr) durante la etapa 54 de la Figura 2. La presión en la cámara de vacío 12 durante la etapa 54 se muestra como la curva 56 en la Figura 3. Cuando la presión dentro de la cámara de vacío 12 ha alcanzado aproximadamente de 53,2-266 Pa (400-2000 mTorr), el controlador lógico del proceso 30 da la orden al generador de RF 22 de generar una señal RF que se transmite al electrodo 32. Esta acción provoca que se cree un gas de plasma dentro de la cámara de vacío 12 durante la etapa 58 de la Figura 2. La etapa de generación de plasma 58 se llama también etapa de plasma posterior a la inyección. Los componentes que forman el plasma en etapa de plasma posterior a la inyección son especies de disociación del agente reactivo 18, por ejemplo, peróxido de hidrógeno, así como moléculas de gas residual que quedaban en la cámara de vacío 12.

El comienzo de la etapa 58 se muestra como 60 en la Figura 3. La generación de plasma provoca un breve aumento de la presión en la cámara de vacío 12, como se indica por la curva de presión después de 60 en la Figura 3. El electrodo 32 permanece activado durante aproximadamente de 1-15 minutos durante la etapa de esterilización 62 de la Figura 2. El plasma y el peróxido de hidrógeno pueden destruir efectivamente cualquier patógeno presente en la cámara de vacío 12. La presión en la cámara de vacío 12 durante la etapa de plasma posterior a la inyección, etapas 58 y 62 de la Figura 2, se muestra como la curva 64 en la Figura 3. La mayoría de la etapa de esterilización 62 se realiza a una presión relativamente constante de aproximadamente 53,2-266 Pa (400-2000 mTorr), como se muestra por la curva de presión residual 64. Al final de la etapa de esterilización 62, se para la corriente hacia el generador de RF, lo que extingue el plasma, etapa 66 de la Figura 2.

Después de que se ha completado el proceso de esterilización, se ventila la cámara de vacío 12 a través de una entrada de aire HEPA 26 durante la etapa de ventilado 68 de la Figura 2. La presión en la cámara de esterilización 12 durante la etapa de ventilado 68 se muestra como la curva 70 de la Figura 3. Posteriormente, se evacua la cámara de vacío 12 para eliminar cualquier agente reactivo 18 o agente de esterilización residual que pudiera estar presente en la cámara de vacío 12. La cámara de vacío 12 se evacua a una presión de aproximadamente 39,9-133 Pa (300-1000 mTorr), como se muestra por la curva 72 en la Figura 3. A continuación de esta etapa, la cámara de vacío se ventila de nuevo hasta presión atmosférica a través de la entrada de aire HEPA 26, como se muestra por la curva 74 en la Figura 3. Los artículos esterilizados se sacan de la cámara de esterilización 12.

La Figura 4 muestra un ciclo de esterilización alternativo, el ciclo STERRAD® 200. Es preciso tener en cuenta que los tiempos en la Figura 4 no están dibujados a escala, y se pretende que la curva sea sólo cualitativa. El ciclo STERRAD 200 es muy similar al ciclo STERRAD descrito previamente con dos excepciones, que se describen en detalle a continuación. En el ciclo STERRAD 200, después de la etapa de plasma previa a la inyección 41, mostrada como la curva 42 en la Figura 4, el plasma se detiene en 80 en la Figura 4. Después de que se haya detenido el plasma, se ventila la cámara de esterilización 12 hasta presión atmosférica aproximadamente. La curva de presión en la cámara durante la ventilación se muestra como la curva 82 en la Figura 4. Se piensa que la ventilación después de la etapa de plasma previa 41 transfiere calor desde el electrodo 32 y las paredes de la cámara 12 hasta la carga, calentando la carga, lo que mejora la eficacia de la esterilización. La primera diferencia importante entre el ciclo STERRAD normal y el ciclo STERRAD 200 es, por tanto, que la cámara de esterilización 12 se ventila después de la etapa de plasma previa a la inyección.

En una forma de realización ejemplar, la cámara de esterilización 12 se mantiene a presión atmosférica aproximadamente, sólo brevemente después de la ventilación. En formas de realización alternativas, la cámara de esterilización 12 se mantiene a presión atmosférica durante menos de 10 minutos después de la ventilación, más preferentemente durante menos de 5 minutos después de la ventilación, y más preferentemente durante menos de 1 minuto después de la ventilación.

Después de la ventilación, la cámara de esterilización 12 se evacua de nuevo. La presión en la cámara de esterilización 12 durante la etapa de evacuación posterior a la ventilación, se muestra como la curva 84 en la Figura 4. La cámara 12 se evacua hasta una presión menor de 665 Pa (5000 mTorr), más preferentemente de 26,6-266 Pa (200-2000 mTorr), y todavía más preferentemente de 39,9-199,5 Pa (300-1500 mTorr). Después de que la presión en la cámara 12 ha alcanzado la presión deseada, se inyecta peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización 12 durante la etapa de inyección. La presión en la cámara 12 durante la etapa de inyección se muestra como la curva 86 en la Figura 4. La inyección lleva menos de 60 minutos, más preferentemente menos de 20 minutos, y todavía más preferentemente menos de 10 minutos.

En el ciclo STERRAD 200, la cámara 12 se ventila preferentemente después de la etapa de inyección. La presión en la cámara 12 durante la ventilación se muestra como 88 en la Figura 4. Se piensa que la ventilación de la cámara de esterilización 12 después de la ventilación ayuda a empujar el vapor de peróxido de hidrógeno hacia el interior de los lúmenes y otras dispositivos de difusión restringida, mejorando la esterilización de las áreas de difusión restringida. Preferentemente, la cámara 12 se ventila hasta presión atmosférica aproximadamente. Después de la ventilación, se permite que el peróxido de hidrógeno difunda durante un máximo de 60 minutos, más preferentemente de 0 a 10 minutos, y todavía más preferentemente de 0 a 5 minutos. La ventilación de la cámara 12 después de la etapa de inyección y durante la etapa de difusión es la segunda manera en la que el ciclo STERRAD 200 difiere del ciclo STERRAD normal.

Después de que se ventila la cámara a continuación de la inyección de peróxido de hidrógeno, el ciclo STERRAD 200 es igual al ciclo STERRAD normal. La cámara 12 se evacua como en la etapa 54 de la Figura 2, se genera gas de plasma dentro de la cámara 12 y se completa la esterilización en la etapa 62 de la Figura 2. La cámara 12 se ventila durante la etapa de ventilación 68, la cámara se evacua de nuevo, se ventila la cámara hasta presión atmosférica, y los artículos esterilizados se sacan de la cámara de esterilización 12.

El ciclo STERRAD 200 y el ciclo STERRAD normal difieren, por tanto, en que en el ciclo STERRAD 200 la cámara se ventila después de la etapa de plasma previa a la inyección y de nuevo después de la inyección de peróxido de hidrógeno.

Independientemente del ciclo de esterilización y del agente reactivo 18 que se utilice, para que el proceso de esterilización sea efectivo, la concentración de agente reactivo 18 en la cámara de vacío 12 debe ser suficientemente alta para provocar la esterilización. En una forma de realización ejemplar, el agente reactivo 18 es peróxido de hidrógeno. Incluso si la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara de vacío 12, inmediatamente después de la inyección, es suficientemente alta para ser efectiva para la esterilización, el vapor de peróxido de hidrógeno se puede eliminar de la cámara de esterilización 12 mediante varios procesos que incluyen la condensación, la absorción, la adsorción y la descomposición. Si se elimina bastante peróxido de hidrógeno de la fase de vapor, puede que no haya suficiente para provocar una esterilización efectiva de la carga en la cámara. Si se puede determinar rápidamente que la carga en la cámara de esterilización 12 está descomponiendo, absorbiendo, adsorbiendo o condensando cantidades significativas de peróxido de hidrógeno., el ciclo de esterilización se puede interrumpir de forma que se pueda iniciar un nuevo ciclo antes de que se desperdicien grandes cantidades de tiempo al continuar con un ciclo no
efectivo.

Además, si el equipo en la cámara de vacío 12 adsorbe, absorbe o condensa cantidades significativas de peróxido de hidrógeno o de otro germicida vaporizable, puede llevar un gran periodo de tiempo eliminar el germicida. Generalmente se prefiere que el peróxido de hidrógeno, u otro germicida vaporizable, adsorbido, absorbido o condensado, se elimine del equipo antes de que un operario saque el equipo de la cámara de vacío 12 por consideraciones de seguridad. La capacidad de determinar rápidamente si el equipo en la carga que se va a esterilizar está absorbiendo, adsorbiendo, condensando o descomponiendo el peróxido de hidrógeno, u otro germicida vaporizable, -ahorraría, por tanto, una gran cantidad de tiempo al permitir la interrupción del ciclo antes de que el equipo absorba, adsorba o condense cantidades significativas de germicida. La eliminación de pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno, u otro germicida vaporizable, se puede realizar rápidamente.

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Condiciones experimentales

Se realizaron series de experimentos en un esterilizador STERRAD® 200, un aparato de esterilización con una cámara de vacío de un tamaño de aproximadamente 270 litros, para determinar los parámetros para la estimación de si la carga era adecuada para la esterilización con peróxido de hidrógeno. Los experimentos se realizaron con el ciclo STERRAD 200, mostrado en la Figura 4. El proceso de esterilización se realizó bajo las condiciones siguientes:

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TABLA 1

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1

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La presión en la cámara durante la etapa de plasma previa a la inyección 41 fue de 39,9 Pa (300 mTorr) o de 79,8 Pa (600 mTorr). Se halló que la eficacia de la esterilización no dependía significativamente de la presión del plasma previo a la inyección, al menos, en este intervalo de presión. La cantidad de peróxido de hidrógeno inyectada fue de 8,6 ó 9,3 mg/E. Los resultados de esterilización no dependen significativamente de la cantidad de peróxido de hidrógeno, mientras que la inyección de peróxido de hidrógeno sea de al menos 8,6 mg/ml. Finalmente, la potencia del plasma posterior a la inyección estuvo en el intervalo de 380-450 vatios. Los resultados de la esterilización no varían significativamente al variar la potencia de plasma posterior a la inyección en este intervalo de
potencia.

La concentración de la fase de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara se midió en función del tiempo mediante la medida de la absorbancia del peróxido de hidrógeno en la fase de vapor de la cámara de esterilización con un espectrómetro ultravioleta y una fuente de lámpara de vapor de mercurio, estando el camino óptico del espectrómetro ultravioleta dentro de la cámara de vacío. Se midió la absorbancia del peróxido de hidrógeno a 254 nm, y se determinó la concentración del peróxido de hidrógeno por comparación con una representación de calibración de la absorbancia frente a la concentración de peróxido de hidrógeno.

Tipos de carga evaluados

Los experimentos de esterilización se llevaron a cabo sobre cuatro tipos de carga diferentes:

1.: Carga de validación - La carga de validación fue un conjunto de dispositivos médicos usados comúnmente que se eligieron como un patrón. La carga de validación es una carga que no absorbe, adsorbe o descompone cantidades significativas de peróxido de hidrógeno. La carga de validación es una carga "sin problemas" y no se espera una interrupción de los ciclos de esterilización bajo las condiciones de operación normales.

2.: Carga grande - La carga grande fue una carga de validación con la adición de paletas y cables de desfibrilador. En algunas cargas grandes, se añadieron nuevas dificultades para la esterilización, tales como una pieza de papel de filtro, una manta de silicona o tiras metálicas. El papel de filtro y la manta de silicona absorben cantidades moderadas de peróxido de hidrógeno. Las tiras metálicas descomponen el peróxido de hidrógeno. La carga grande se diseñó para que fuera una carga de dificultad mode- rada.

3.: Carga grande con una toalla nueva - La carga grande con una toalla nueva era la carga grande con la adición de una toalla de tela nueva. La toalla de tela nueva estaba confeccionada con algodón, un material que absorbe peróxido de hidrógeno. La toalla de tela nueva se cortó en piezas, y se colocó una pieza de la toalla de tela nueva en el interior de cada una de las bandejas del equipo.

4.: Carga grande con una toalla vieja - La carga grande con una toalla vieja era la carga grande junto con una toalla de tela que se había lavado varias veces. La toalla se cortó en piezas, y se colocó una pieza de la toalla vieja en el interior de cada una de las bandejas del equipo. Se ha observado que el lavado de la toalla de tela incrementa la cantidad de peróxido de hidrógeno que se absorbe en la toalla.

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Resultados experimentales

Las bandejas que contenían las muestras inoculadas y las distintas cargas se envolvieron con papel de esterilización y se sellaron con cinta de esterilización. Las bandejas se colocaron en el interior de la cámara y se trataron bajo las condiciones de esterilización mostradas en la Tabla 1. El peróxido de hidrógeno se inyectó en el interior de la cámara de esterilización en dos inyecciones consecutivas de igual tamaño. El peróxido de hidrógeno que se inyecto fue 59% en peso de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno. Los mg/l de peróxido de hidrógeno se calcularon en base al peróxido de hidrógeno puro.

La eficacia del proceso de esterilización se determinó mediante la colocación de objetos de acero inoxidable inoculadas con >10^{6} esporas de Bacillus stearothermophilus, como indicadores biológicos (IB) en lúmenes de de acero inoxidable de 3 mm x 400 mm. Los objetos con lúmenes se colocaron en las bandejas del esterilizador, envueltas dos veces, con las cargas de instrumentos médicos que se iban a esterilizar. Al final del ciclo, se recuperaron los IB de los lúmenes y se colocaron en tubos con medio TSB (medio de cultivo de soja con tripticasa) y se incubaron a 55-60°C durante 14 días. Se determinó la actividad biológica.

La concentración de peróxido de hidrógeno de la fase de vapor en la cámara se monitorizó con el monitor ultravioleta de peróxido en función del tiempo. La presión en el interior de la cámara se monitorizó también en función del tiempo. Después de que se completara el ciclo de esterilización, se ventiló la cámara, se sacó el equipo y los objetos inoculados se analizaron para crecimiento en el medio. Los datos acerca de la concentración de peróxido de hidrógeno en función del tiempo se analizaron de diversas formas. Los resultados de esterilización y el resumen de los distintos procedimientos de análisis de la concentración de peróxido de hidrógeno se muestran en la Tabla 2, a
continuación.

2

3

4

5

6

La definición de los términos C_{f}, C_{o}, P_{o} y P_{f} se describirán en más detalle más adelante.

Los ciclos se agruparon en la Tabla 2 según el tipo de carga y según las condiciones del ciclo. La Tabla 3, a continuación, resume la información acerca de los tipos de carga y las condiciones de los ciclos para los distintos grupos de ciclos de esterilización.

TABLA 3

7

Los Grupos variaron en los tipos de carga, la concentración de peróxido de hidrógeno, la temperatura inicial de las cargas, el número de bandejas en la carga y la longitud del tratamiento de plasma previo a la inyección.

En el ciclo 91-12 del Grupo 3, se cortó una toalla que tenía un tamaño de 40,64 x 63,5 cm (16 x 25 pulgadas) en 8 piezas de igual tamaño. Una pieza de la toalla se colocó en la bandeja en el ciclo 91-12. La bandeja en este ciclo, por tanto, contenía 1/8 de una toalla. En los otros ciclos en los Grupos 3 y 4, las toallas se cortaron en 6 piezas de igual tamaño, y se colocó una pieza de la toalla en cada una de las 6 bandejas. De forma similar, en los ciclos en los Grupos 7 y 8, las toallas se cortaron en 4 piezas de igual tamaño, y se colocó una pieza de la. toalla en cada una de las 4 bandejas.

Resultados de esterilización

Los resultados de esterilización se resumen en la Tabla 2. En general, los resultados de esterilización se correlacionan bien con el tipo de carga que se colocaba en la cámara de esterilización. Así, todos los ciclos en los Grupos 1, 5 y 6 de la Tabla 2 utilizaron cargas de validación, cargas que suponen una dificultad menor que las cargas en los otros grupos. Todos los indicadores biológicos en los ciclos con las cargas de validación dieron un resultado de crecimiento negativo.

En los ciclos en los Grupos 5 y 6 con las cargas de validación, las cargas se enfriaron inicialmente a 5°C para simular una carga que se había almacenado en una sala de preparación refrigerada de un hospital y se colocó inmediatamente en la cámara de esterilización. La carga fría condensa parte del peróxido de hidrógeno, eliminando parte del peróxido de hidrógeno de la fase de vapor en la cámara, al menos, al comienzo del ciclo. Todos los indicadores biológicos en los ciclos en los Grupos 5 y 6 con cargas frías dieron un resultado de crecimiento negativo. Las esterilizaciones con las cargas de validación frías fueron, por tanto, efectivas, a pesar de la baja temperatura de las cargas.

En los ciclos en el Grupo 5, la carga fría se expuso durante 15 minutos a plasma previo. El plasma previo, además de eliminar el agua de la carga, calienta también la carga, contrarrestando, al menos en cierta medida, la baja temperatura de la carga cuando se coloca en la cámara de esterilización. Contrastando con esto, en los ciclos en el Grupo 6, la carga fría no se expuso a ningún plasma previo. Todos los indicadores biológicos fueron negativos, incluso aunque la carga no se calentara con plasma previo como en los ciclos del Grupo 5.

Volviendo a los ciclos del Grupo 2 con la carga pesada, los ciclos de esterilización estuvieron en la región cuantal inicial, con un IB que mostraba crecimiento (IB positivo). Los ciclos de Grupo 3 con la carga pesada y la toalla nueva estuvieron en el cuantal medio, con un número significativo de IB positivos. La toalla nueva estaba hecha de celulosa, un material que absorbe el peróxido de hidrógeno. Todos los IB en los ciclos del Grupo 4 con carga pesada y la toalla vieja fueron positivos. Se encontró que la toalla vieja, una toalla que sé había lavado varias veces, absorbía más peróxido de hidrógeno que una toalla nueva. Los resultados de esterilización para los ciclos del Grupo 3 y del Grupo 4 son consistentes con el hecho de que la toalla vieja de los ciclos del Grupo 4 absorba más peróxido de hidrógeno que la toalla nueva de los ciclos del Grupo 3.

De forma similar, la adición de 1 ó 2 toallas a las cargas de validación en los ciclos en los Grupos 7 y 8 condujo a menos IB positivos, en comparación con todos los IB negativos con los ciclos en los Grupos 1, 5 y 6 con cargas de validación y sin toallas. Las toallas absorben peróxido de hidrógeno, reduciendo la cantidad de peróxido de hidrógeno disponible en la fase de vapor en la cámara durante el proceso de esterilización.

El tipo de carga, por tanto, está altamente correlacionado con la eficacia del proceso de esterilización. Si se pudieran conocen anticipadamente las características de la carga, esto es, si la carga absorbe, adsorbe, condensa o descompone peróxido de hidrógeno, se podría determinar si el ciclo se debería interrumpir debido a las características desfavorables de la carga.

Normalmente, no se conoce previamente si una carga que se va a esterilizar absorberá, adsorberá, condensará o descompondrá el peróxido de hidrógeno. No se conoce previamente, por tanto, si una carga se comportará como una carga de validación, una carga fría, una carga grande, una carga grande con una toalla nueva, o una carga grande con una toalla vieja. Si se pudiera determinar rápidamente que la carga es inadecuada para la esterilización debido a que absorbe, adsorbe, condensa o descompone una cantidad significativa de peróxido de hidrógeno, se podría interrumpir rápidamente el ciclo de esterilización y se podría eliminar el material inadecuado en la carga antes de que comenzara un nuevo ciclo.

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Análisis de los datos

La concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en la cámara de esterilización se midió en función del tiempo durante los ciclos de esterilización. Los datos se analizaron de distintas formas para determinar si se podía encontrar un procedimiento para determinar rápidamente si la carga es adecuada para la esterilización.

La tasa de cambio del peróxido de hidrógeno en la fase de vapor se puede expresar con la siguiente ecuación de balance de masas:

dc/dt = masa/volumen de caudal dentro -- masa/volumen de caudal fuera -- tasa de masa/volumen de la reacción,

en la que de/dt es la tasa de tiempo de cambio en la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en la cámara, en la que la masa/volumen de caudal dentro y la masa/volumen de caudal fuera = caudales de convención de peróxido de hidrógeno dentro y fuera de la cámara, y en la que la tasa de masa/volumen de la reacción es la pérdida de peróxido de hidrógeno en cualquier forma, que incluye la condensación, reacción, absorción, adsorción y descomposición.

El sistema se trata como un sistema cerrado después de que se inyecta el peróxido de hidrógeno. Por tanto, los términos de flujo de convección son cero, esto es, la masa de caudal de entrada = masa de caudal de salida = O. Si se asume que el peróxido de hidrógeno se inyecta de una vez a t=0, y que la reacción es de primer orden,

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en la que k es la constante de la tasa de pérdida de peróxido de hidrógeno de la fase de vapor.

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La ecuación se puede distribuir e integrar como sigue:

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en la que c_{o} es la concentración inicial de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en el tiempo inicial t_{o}, y c es la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor en cualquier tiempo t. Al dividir la concentración de peróxido de hidrógeno en función del tiempo entre la concentración inicial de peróxido de hidrógeno se normaliza la concentración y deja al término sin dimensiones.

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Una representación del In(c/c_{o}) frente al t será una línea recta con una pendiente de -k, si la tasa de pérdida de peróxido de hidrógeno sigue una cinética de primer orden. Una representación del log_{10}(c/c_{o}) frente al tiempo podría dar también una línea recta de pendiente -m, con k = 2,3 m. Más generalmente, la representación del log_{x}(c/c_{o}) frente al tiempo será una línea recta con una pendiente que dependerá de x, en la que x puede ser cualquier número.

Gráfica de la pérdida de peróxido de hidrógeno frente al tiempo

Las Figuras 5-8 muestran gráficas del In(c/c_{o}) frente al tiempo para una carga de validación (Figura 5), una carga grande (Figura 6), una carga grande con una toalla nueva (Figura 7), y una carga grande con una toalla vieja (Figura 8). Se elige que el tiempo en el que la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara de vacío alcanza la concentración máxima sea tiempo = 0, y la concentración máxima de peróxido de hidrógeno es c_{o}. Como se puede ver mejor en la Figura 5 para el ciclo de esterilización con la carga de validación (ciclo # 34-1-3), la representación del In(c/c_{o}) frente al tiempo es lineal a tiempos cortos y posteriormente se desvía de la linealidad a tiempos más largos. Se piensa que a tiempos cortos la pérdida de peróxido de hidrógeno se debe principalmente a las formas de pérdida por absorción, adsorción y condensación. Después de la rápida pérdida inicial, la tasa de pérdida de peróxido de hidrógeno decrece, debido a la saturación de los sitios de condensación, adsorción y absorción en la cámara y sobre el equipo. Se piensa que la disminución en la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno a tiempos más largos se debe a la descomposición del peróxido de hidrógeno, un proceso normalmente más lento que la condensación, adsorción y absorción. En la parte inicial de la representación, la descomposición del peróxido de hidrógeno está "escondida" bajo las tasas, más rápidas, de condensación, adsorción y absorción del peróxido de hidrógeno. A tiempos más largos, las tasas de condensación, adsorción y absorción son pequeñas, y se puede observar la tasa de descomposición de peróxido de hidrógeno.

La Figura 6 muestra una representación del In(c/c_{o}) frente al tiempo para un ciclo con una carga grande (ciclo # 46-6-2). La concentración de peróxido de hidrógeno continua decreciendo rápidamente durante un tiempo más largo que para la carga de validación de la Figura 5. Existe más absorción, adsorción, y/o descomposición del peróxido de hidrógeno con el ciclo con la carga grande mostrado en la Figura 6 que con el ciclo con la carga de validación mostrado en la Figura 5.

La Figura 7 muestra una representación del In(c/c_{o}) frente al tiempo para un ciclo con una carga que contiene una toalla nueva (ciclo 91-12). Tanto la parte izquierda como la parte derecha de la curva en la Figura 7 tienen una pendiente más pronunciada que las curvas en las Figuras 5 y 6 para la carga de validación y la carga grande, lo que indica que tiene lugar más absorción, adsorción, y/o descomposición en el ciclo mostrado en la Figura 7, con la carga que contiene la toalla nueva, en comparación con el ciclo con la carga grande mostrado en la Figura 6 o que el ciclo con la carga de validación mostrado en la Figura 5.

La Figura 8 muestra una representación del In(c/c_{o}) frente al tiempo para un ciclo con una carga que contiene una toalla vieja (ciclo c12038). Debe apreciarse que el eje y tiene una escala diferente que el eje y en las Figuras 5, 6 y 7. La pendiente de la curva para el ciclo con la toalla vieja es más pronunciada que la pendiente para el ciclo con la carga grande mostrado en la Figura 6, y que la carga con la toalla nueva mostrado en la Figura 7, tanto a tiempos cortos como a tiempos largos. La tasa de absorción, adsorción y/o descomposición del peróxido de hidrógeno en el ciclo con la toalla vieja de la Figura 8 es más rápida que en los ciclos con la carga de validación de la Figura 5, el ciclo con la carga grande de la Figura 6 o el ciclo con la toalla nueva de la Figura 7.

Las curvas que muestran una disminución en la concentración de peróxido de hidrógeno con el tiempo, mostradas en las Figuras 5-8, se correlacionan con los datos de esterilización, mostrados en la Tabla 2. La esterilización de las cargas de validación del Grupo 1, como se ejemplifica mediante la curva mostrada en la Figura 5, fue más efectiva que la esterilización de las cargas grandes del Grupo 2, como se ejemplifica mediante la curva mostrada en la Figura 6. De forma similar, la esterilización de las cargas grandes del Grupo 2 fue más efectiva que la esterilización de las cargas grandes con la toalla nueva del Grupo 3, como se ejemplifica mediante la curva mostrada en la Figura 7. Las esterilizaciones de carga grande con una toalla nueva del Grupo 3 fueron, a su vez, más efectivas que las esterilizaciones de cargas grandes con la tolla vieja del Grupo 4, como se ejemplifica mediante la curva mostrada en la Figura 8. Las gráficas, por tanto, indican cualitativamente como de efectiva será la esterilización.

Pendiente inicial

Se piensa que, a tiempos cortos, la disminución en la concentración de peróxido de hidrógeno se debe a las formas de pérdida de adsorción, absorción y condensación. A tiempos posteriores, se piensa que la disminución se debe a la descomposición de peróxido de hidrógeno. La parte inicial de la curva del In(c/c_{o}) frente al tiempo es, por tanto, característica del tipo de carga. Como se puede observar en las gráficas del In(c/c_{o}) frente al tiempo en las Figuras 5-8, las curvas para los primeros 50 segundos aproximadamente, después del pico en la concentración de peróxido de hidrógeno, son casi lineales en todas las gráficas. La región de la gráfica de los primeros 50 segundos, después de que la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara alcanza la concentración máxima, se eligió, por tanto, para que fuera la región de la curva que indica las formas de pérdida de absorción, adsorción y condensación.

Una carga que contiene cantidades significativas de materiales que reaccionan con peróxido podría también provocar una pendiente inicial negativa grande. La pendiente inicial de las curvas en los primeros 50 segundos, después de que la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno alcanza una concentración máxima en la cámara, se refiere como la pendiente inicial (-k) en la Tabla 2. Las pendientes iniciales en la Tabla 2 se registran como el negativo de las pendientes iniciales para simplificar el registro de los datos. Debe entenderse que la pendiente inicial es un número negativo en todos los casos.

Aunque el periodo de tiempo de 50 segundos, después de la concentración máxima de peróxido de hidrógeno, se eligió como el periodo de tiempo en el que se va a medir la pendiente inicial, se podrían seleccionar otros periodos de tiempo, después de la concentración máxima de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización, para ser característicos de la pendiente inicial de la gráfica del In(c/c_{o}) frente al tiempo. La pendiente inicial se podría medir en el periodo de tiempo de menos de 100 segundos después de la concentración máxima de vapor de peróxido de hidrógeno, más preferentemente en el periodo de tiempo de menos de 75 segundos después de la concentración máxima de vapor de peróxido de hidrógeno, y más preferentemente en el periodo de tiempo de menos de 25 segundos después de la concentración máxima de vapor de peróxido de hidrógeno. En una forma de realización ejemplar, la pendiente inicial se mide en el periodo de tiempo de 50 segundos aproximadamente, después de la concentración máxima de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización.

La pendiente inicial varía significativamente con el tipo de carga, como se muestra en la Tabla 2. Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 1, con las cargas de validación, oscilan en el intervalo de 0,008-0,011 seg^{-1}, con un promedio de 0,00983 seg^{-1}. Todas los IB en las cargas de validación del Grupo 1 fueron negativos, lo que muestra que la esterilización fue- efectiva en todos los casos.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 2, con las cargas pesadas, oscilan en el intervalo de 0,012-0,017 seg^{-1}, con un promedio de 0,0145 seg^{-1}. Sólo 1 de los 60 IB en las cargas grandes del Grupo 2 fue positivo, lo que muestra que la esterilización estuvo en la región cuantal.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 3, con las cargas grandes y una toalla nueva, oscilaron en el intervalo de 0,019-0,028 seg^{-1}, con un promedio de 0,0243 seg^{-1}. Un total de 14/30 IB en los ciclos de carga grande/toalla nueva del Grupo 3 fueron positivos.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 4, con las cargas grandes y una toalla vieja, oscilaron en el intervalo de 0,025-0,039 seg^{-1}, con un promedio de 0,032 seg^{-1}. Los 20 IB en los ciclos de carga grande/toalla vieja del Grupo 4 fueron positivos.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 5, con las cargas de validación y 15 minutos de plasma previo, oscilaron en el intervalo de 0,008-0,012 seg^{-1}, con un promedio de 0,0095 seg^{-1}. Los 72 IB en los ciclos del Grupo 5 fueron negativos, lo que muestra una esterilización efectiva.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 6, con cargas de validación frías, que condensan, sin plasma previo, oscilaron en el intervalo de 0,013-0,023 seg^{-1}, con un promedio de 0,0164 seg^{-1}. Todos los IB en los ciclos del Grupo 6 fueron negativos, lo que muestra una esterilización efectiva.

Las pendientes iniciales para los ciclos del Grupo 7, con las cargas de validación con una toalla, oscilaron en el intervalo de 0,018-0,021 seg^{-1}, con un promedio de 0,0195 seg^{-1}. Un total de 4/72 IB fueron positivos.

Las pendientes iniciales para las cargas de validación del Grupo 8 con dos toallas oscilaron entre 0,027-0,029 seg^{-1}, con un promedio de 0,028 seg^{-1}. Un total de 3/37 IB fueron positivos.

La pendiente inicial de la curva del In(c/c_{o}) frente al tiempo representa la constante de la tasa de reacción (-k) para la pérdida de peróxido de hidrógeno de la fase de vapor debida a condensación, absorción y adsorción. La pendiente inicial cambia significativamente con el tipo de carga, 0,010 seg^{-1} para la carga de validación, 0,015 seg^{-1} para la carga grande, 0,016 seg^{-1} para una carga fría que condensa, y >0,020 seg^{-1} para la carga grande con una toalla. La constante de la tasa inicial se puede utilizar, por tanto, para indicar el tipo de carga que está presente en la cámara de esterilización. Conociendo el tipo de carga que está presente en la cámara, se puede determinar si el proceso de esterilización será efectivo o no, debido a que se ha mostrado que el tipo de carga se correlaciona con la eficacia de la esterilización.

Debido a que la pendiente inicial de la curva del In(c/c_{o}) frente al tiempo se puede determinar rápidamente, después de que se alcanza el pico de concentración de peróxido de hidrógeno, por ejemplo 50 segundos en los resultados en la Tabla 2, la compatibilidad de la carga con el proceso de esterilización se puede determinar rápida y convenientemente después del comienzo del proceso de esterilización. Si la carga es incompatible con el proceso de esterilización debido a absorción, adsorción, condensación o descomposición del peróxido de hidrógeno, el ciclo se puede interrumpir rápidamente, lo que permite que se comience otro ciclo después de eliminar los materiales incompatibles de la carga.

La pendiente aceptable, a partir de los datos determinados empíricamente, se elige generalmente para conseguir una reducción en el número de microorganismos de, al menos 6 log, o una reducción menor o igual a 10^{-6} del nivel inicial. En base a las pendientes iniciales y a los datos de esterilización, mostrados en la Tabla 2, el ciclo se debería interrumpir si el negativo de la pendiente inicial de un gráfica del In(c/c_{o}) frente al tiempo es 0,016 seg^{-1} o menos, más preferentemente 0,014 seg^{-1} o menos, y todavía más preferentemente 0,013 seg^{-1} o menos, en el que la pendiente inicial es la pendiente en los primeros 50 segundos aproximadamente, después de que la concentración de peróxido de hidrógeno alcanza su pico de concentración.

Se pueden llevar a cabo series de experimentos similares con otros vapores germicidas o gases germicidas para determinar empíricamente los límites de las pendientes iniciales de las gráficas del In(c/c_{o}) frente al tiempo, para otros gases germicidas. Los germicidas vaporizables adecuados pare el procedimiento incluyen, pero no se limitan a, ácido peracético y formaldehído. Los gases germicidas adecuados incluyen, pero no se limitan a, dióxido de etileno y dióxido de cloro.

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Concentración final de peróxido de hidrógeno

La concentración final de peróxido de hidrógeno es otro buen indicador de si la carga es adecuada. La concentración final se mide al final de la etapa de difusión 50, antes -de la evacuación y de la generación plasma posterior a la inyección. La concentración final de peróxido de hidrógeno C_{f} en los ciclos con carga de validación del Grupo 1, en la Tabla 2, fue de 0,86-1,02 mg/l, y todos los IB de los ciclos de validación dieron un resultado de crecimiento negativo.

La concentración final de peróxido de hidrógeno en los ciclos con carga grande del Grupo 2 fue de 0,46-0,51 mg/l. Los IB para los ciclos con carga grande del Grupo 2 estuvieron en el límite de la región cuantal.

Las concentraciones finales de peróxido de hidrógeno para los ciclos del Grupo 3 y Grupo 4, con cargas grandes y toallas, oscilaron en el intervalo de 0-0,24 mg/l, y hubo muchos IB positivos.

Si la carga no es adecuada para la esterilización, la carga absorberá, adsorberá, condensará o descompondrá el peróxido de hidrógeno, lo que reducirá la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara. Debido a la reducción de la concentración de peróxido de hidrógeno, la concentración final se reducirá, y la esterilización no será tan efectiva.

Se puede utilizar, por tanto, la concentración final de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización como una indicación alternativa de si una carga es adecuada para la esterilización. Si la concentración final de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización es 0,47 mg/l o mayor, más preferentemente 0,86 o mayor, y todavía más preferentemente 0,90 o mayor, el operario puede estar seguro de que la esterilización será efectiva. Los límites en la concentración final de peróxido de hidrógeno dependen de las condiciones del ciclo. Pueden ser efectivas concentraciones inferiores dependiendo del tiempo o de la temperatura del ciclo.

La desventaja de utilizar la concentración final de peróxido de hidrógeno para determinar si la carga es adecuada, es que la concentración final de peróxido de hidrógeno no se puede determinar hasta que ha terminado la fase de difusión, aproximadamente de 1-45 minutos después de que se ha inyectado el peróxido de hidrógeno.

En contraste con esto, la pendiente de la línea del In(c/c_{o}) frente al tiempo se puede determinar aproximadamente un minuto después del pico de concentración de peróxido de hidrógeno. Si la pendiente de la línea del In(c/c_{o}) frente al tiempo es consistente con que la carga sea inadecuada para la esterilización, el ciclo se puede interrumpir y se puede comenzar un nuevo ciclo, lo que ahorra una gran cantidad de tiempo, e incremente la eficiencia tanto del equipo como del personal operario. Además, al interrumpir el ciclo rápidamente, el equipo tendrá menos tiempo para absorber, adsorber o condensar peróxido de hidrógeno o un germicida vaporizable, lo que minimiza el tiempo requerido para eliminar el peróxido de hidrógeno del equipo.

El índice de la concentración final es, quizás, más útil para distinguir claramente entre las cargas de validación del Grupo 1 y las cargas grandes del Grupo 2. El promedio de las concentraciones finales de peróxido de hidrógeno para las cargas de validación del Grupo 1 fue 0,92 mg/l, en comparación con un promedio de concentración de 0,48 mg/l para las cargas grandes del Grupo 2. El índice de concentración final, por tanto, distingue claramente entre las cargas de validación del Grupo 1 y las cargas grandes del Grupo 2.

Es evidente que la esterilización de la carga no se puede conseguir si no hay suficiente peróxido de hidrógeno en la cámara. No es necesario, por tanto, esperar hasta el final de la etapa 46 para la determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara. Tan pronto como la concentración de peróxido de hidrógeno disminuye por debajo del nivel aceptable, el ciclo se puede cancelar o interrumpir. El final de la etapa de inyección 46 se puede determinar, por tanto, teniendo una concentración aceptable de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara durante la extensión de tiempo que se planeó para la etapa de inyección 46. En este caso, el ciclo de esterilización se consideraría un ciclo aceptable, y se realizarían las etapas restantes del ciclo normal.

Alternativamente, el final de la etapa de inyección 46 se puede determinar al tener una caída de la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor por debajo de una concentración aceptable. En ese caso, el ciclo se consideraría inaceptable, y el ciclo se podría interrumpir y comenzar un nuevo ciclo de esterilización.

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Área bajo la curva

El área bajo la curva de una representación de la concentración frente al tiempo, en la Tabla 2, representa la variación en la concentración durante la etapa de inyección en un único índice que cambia con el tipo de carga. El área se podría calcular bien a partir del comienzo de la inyección, o bien a partir del tiempo de concentración máxima de peróxido de hidrógeno. Las áreas en la Tabla 2 se midieron a partir del tiempo de concentración máxima de peróxido de hidrógeno.

El promedio del área bajo la curva de los ciclos de validación del Grupo 1 fue 512 mg-seg/l, en comparación con 399 mg-seg/l para las cargas grandes del Grupo 2. El promedio del área bajo la curva disminuyó a 177 mg-seg/l para las cargas grandes con una toalla nueva del Grupo 3 y a 97 mg-seg/l para las cargas grandes con toallas viejas del Grupo 4. El área bajo la curva es preferentemente mayor de 400 mg-seg/l, más preferentemente mayor de 450 mg-seg/l, y todavía más preferentemente mayor de 500 mg-seg/l.

El área bajo la curva se puede utilizar, por tanto, como una indicación alternativa de si la carga es adecuada. Sin embargo, el área bajo la curva no se puede determinar hasta el final del periodo de inyección, bastante más tarde en el ciclo de esterilización que en el procedimiento de la pendiente inicial. El procedimiento del área bajo la curva es muy útil por ser capaz de distinguir mejor entre las cargas de validación del Grupo 1 y las cargas grandes del Grupo 2, que la mayoría del los procedimientos restantes. El único procedimiento más útil para distinguir las cargas del Grupo 1 de las cargas del Grupo 2 es el de la concentración final de peróxido de hidrógeno.

La determinación de la pendiente inicial de la representación del In(c/c_{o}) frente al tiempo, por tanto, proporciona un procedimiento conveniente y rápido para determinar si una carga de equipo de es adecuada para la esterilización. Si el equipo en la carga absorbe, adsorbe, condensa o descompone cantidades significativas de peróxido de hidrógeno, la pendiente inicial de la curva será más pronunciada que si el equipo en la carga es adecuado para la esterilización. Si el equipo es inadecuado, el ciclo de esterilización se puede interrumpir, ahorrando el tiempo del operario y minimizando la cantidad de peróxido de hidrógeno que se absorbe, adsorbe o condensa en el equipo.

Si se utiliza el procedimiento de la pendiente inicial para determinar si una carga es adecuada para la esterilización con otros germicidas vaporizables, los intervalos de la pendiente inicial que conducen a una esterilización aceptable se determinan experimentalmente.

También, se puede determinar si la carga es adecuada con la concentración final de peróxido de hidrógeno o con el área bajó la curva. Para una carga aceptable, el tiempo de inyección para la etapa 46 es el tiempo de inyección predeterminado para asegurar la esterilidad de la carga. Para una carga inaceptable, el tiempo de inyección para la etapa 46 es el tiempo en el que el controlador del proceso 30 detecta bien una concentración no aceptable, o bien un área no aceptable. Para una carga inaceptable, el ciclo se puede interrumpir inmediatamente para minimizar la absorción, adsorción o condensación de peróxido de hidrógeno en la carga.

La Figura 9 muestra un árbol de decisión para la determinación de si una carga es aceptable para la esterilización con un germicida vaporizable o con un gas germicida. En las formas de realización del procedimiento de la invención, la cámara se evacua hasta una primera presión. Se puede introducir, opcionalmente, plasma en la cámara para secar el equipo que se va a esterilizar. Posteriormente, se inyecta e! agente reactivo en la cámara. Aunque se prefiere generalmente introducir plasma en la cámara antes de la inyección del agente reactivo, la introducción de plasma es opcional.

Después de la inyección del agente reactivo, se determina si la carga es adecuada. Se puede determinar si la carga es adecuada de cualquier forma adecuada, que incluye, pero no se limita a, la pendiente inicial de una gráfica del In(c/c_{o}) frente al tiempo, la pendiente inicial de una gráfica del log_{10}(c/c_{o}) frente al tiempo, el área bajo la curva de una gráfica del In(c/c_{o}) frente al tiempo, el área bajo la curva de una gráfica del log_{10}(c/c_{o}) frente al tiempo, o mediante la concentración final del agente reactivo.

Si la carga es adecuada o aceptable, el ciclo se continúa. Si la carga no es adecuada o no es aceptable, se puede cancelar el ciclo. Alternativamente, se puede inyectar más agente reactivo para intentar superar la no aceptabilidad de la carga. En una forma de realización ejemplar, se inyecta más agente reactivo una vez más. Si la carga todavía no es aceptable después de inyectar el agente reactivo una segunda vez, el ciclo preferentemente se cancela.

Aunque el procedimiento se ha descrito con peróxido de hidrógeno como un ejemplo, el procedimiento se podría aplicar, también, a cualquier germicida vaporizable o gas germicida. Se puede determinar la pendiente aceptable de la gráfica del In(c/c_{o}) frente al tiempo para cada germicida vaporizable o gas germicida, mediante la realización de una serie de experimentos con distintos tipos de cargas, como los descritos en este documento pare el ejemplo del peróxido de hidrógeno.

Si las formas de realización del procedimiento se aplican a un germicida vaporizable, el germicida vaporizable se puede absorber, adsorber, descomponer o condensar por el equipo en la carga. Si las formas de realización del procedimiento se aplican a un gas germicida, el gas germicida se puede absorber, adsorber o descomponer por el equipo.

Algunos ejemplos de germicidas vaporizables que son adecuados para formas de realización del procedimiento de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, ácido peracético y formaldehído. Algunos ejemplos de gases germicidas que son adecuados para formas de realización del procedimiento de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, óxido de etileno y dióxido de cloro.

Varias modificaciones y alteraciones de esta invención serán evidentes para los expertos en la técnica sin alejarse del alcance de esta invención.

Claims

1. Un procedimiento para determinar la aceptabilidad de una carga para su esterilización química con un vapor o gas germicida que comprende:

: la colocación de la carga en una cámara de esterilización;

: la evacuación de la cámara de esterilización;

: el contacto de la carga en la cámara de esterilización con el vapor o gas germicida;

: la monitorización de la concentración de dicho vapor o gas germicida en la cámara de esterilización en función del tiempo;

: la determinación bien de (a) una tasa de cambio de la concentración de dicho vapor o gas germicida en dicha cámara de esterilización, determinándose la tasa de cambio como la pendiente inicial de un gráfica del log_{x} (c/c_{0}) frente al tiempo, en la que x es cualquier número, c es la concentración de dicho vapor o gas germicida, y c_{0} es la concentración máxima de dicho vapor o gas germicida en dicha cámara de esterilización, o bien (b) un área bajo una curva de una gráfica de c frente al tiempo, en la que c es la concentración de dicho vapor o gas germicida; y

: la determinación de la aceptabilidad de la carga a partir de dicha tasa de cambio o de dicha área, siendo la carga adecuada para la esterilización si la tasa de cambio o el área es menor que una tasa o área, derivadas empíricamente, a la que se alcanza un nivel de esterilización predeterminado.

2. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que dicho nivel de esterilización predeterminado es una reducción en el número de microorganismos hasta un nivel de 10^{-6} o menos del nivel inicial.

3. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que la aceptabilidad de la 1 carga se determina en menos de 100 segundos después de que la carga contacte con el vapor o gas germicida.

4. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que log_{x} se selecciona entre el grupo constituido por log_{10} y In.

5. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que dicho vapor o gas germicida comprende vapor de peróxido de hidrógeno.

6. El procedimiento de la Reivindicación 5, que comprende adicionalmente el contacto de dicha carga con plasma antes del contacto de dicha carga con el vapor de peróxido de hidrógeno.

7. El procedimiento de la Reivindicación 5, que comprende adicionalmente la determinación de que dicha carga es inadecuada si el negativo de dicha pendiente inicial es 0,016 segundos o mayor, siendo log_{x} el In.

8. El procedimiento de la Reivindicación 1, que comprende adicionalmente la interrupción de la esterilización si se determina que la carga no es adecuada.

9. El procedimiento de la Reivindicación 8, en el que dicha interrupción comprende la evacuación de dicha cámara de esterilización, después de dicha determinación, o la generación de plasma en dicha cámara de esterilización, después de dicha determinación.

10. El procedimiento de la Reivindicación 7, que comprende adicionalmente la adición de más peróxido de hidrógeno en el interior de dicha cámara de esterilización.

11. El procedimiento de la Reivindicación 5, en el que dicha monitorización comprende una medida de la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno con un espectrómetro, o una medida de la cantidad de calor generado por la reacción de dicho vapor de peróxido de hidrógeno con un compuesto químico.

12. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el área bajo la curva se determina a partir del tiempo de concentración máxima de dicho vapor o gas germicida hasta un tiempo al final de dicho contacto con el vapor o gas germicida y en el que la carga es adecuada si el área bajo la curva es superior a 400 mg-seg/l.

13. El procedimiento de la Reivindicación 12, que comprende adicionalmente la interrupción de la esterilización si se determina que la carga no es adecuada.