ES2297336T3

ES2297336T3 - Esterilizacion por vapor utilizando complejos de peroxido de hidrogeno organico.

Info

Publication number: ES2297336T3
Application number: ES04076536T
Authority: ES
Inventors: Paul T. Jacobs; Szu-Min Lin; Xiaolan Chen
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: DE69637377D1; ATE317705T1; KR100457486B1; US5785934A; NO981827D0; EP0862466B1; DE69635826T2; JP2002515770A; DE69637377T2; TW343922B; KR970020122A; MX209103B; CA2235941A1; AU7446296A; EP1473044A2; ES2257754T3; AU704089B2; BR9611152A; EP1473044B1; EP1473044A3

Abstract

Un aparato para la esterilización por peróxido de hidrógeno de un artículo que comprende: un contenedor para alojar el artículo que se va a esterilizar; y una fuente de vapor de peróxido de hidrógeno en comunicación fluida con dicho contenedor, estando configurada pueda entrar en contacto con dicho artículo para efectuar la esterilización; que se caracteriza porque dicha fuente comprende un complejo de peróxido de hidrógeno formado con un compuesto inorgánico seleccionado entre el grupo constituido por sales de fosfato; sales de fosfato condensado; sales de oxalato, sales de carbonato, sales de sulfato y sales de silicato.

Description

Esterilización por vapor utilizando complejos de peróxido de hidrógeno orgánico.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un aparato y a un procedimiento para la utilización de vapor de peróxido de hidrógeno para esterilizar artículos tales como instrumentos médicos, y más particularmente al uso de un complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico para tal procedimiento.

Descripción de la técnica relacionada

Los instrumentos médicos se han esterilizado tradicionalmente usando bien calor, como por ejemplo el proporcionado por vapor de agua, o por un producto químico, como por ejemplo formaldehído u óxido de etileno en estado de gas o vapor. Cada uno de estos procedimientos tiene inconvenientes. Muchos dispositivos médicos, como por ejemplo dispositivos de fibra óptica, endoscopios, máquinas herramientas, etc. son sensibles al calor, la humedad o a ambos. El formaldehído y el óxido de etileno son ambos gases tóxicos que representan un riesgo potencial para el personal médico. Los problemas con el óxido de etileno son particularmente graves, porque su uso requiere tiempos de aireación largos para eliminar el gas de los artículos que se han esterilizado. Esto alarga indeseablemente el tiempo del ciclo de esterilización. Además, tanto el formaldehído como el óxido de etileno requieren de la presencia de una cantidad sustancial de humedad en el sistema. Por tanto, los dispositivos que se van a esterilizar tienen que humidificarse antes de que se introduzca el producto químico o se introducen simultáneamente el producto químico y la humedad. La humedad representa un papel en la esterilización con una variedad de otros productos químicos en estado gaseoso o de vapor, además del óxido de etileno o formaldehído, como se muestra en la Tabla 1.

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TABLA 1

1

El documento GB-A-2105591 revela un procedimiento para la esterilización y almacenamiento de productos en un recipiente adecuado. El gas peróxido de hidrógeno se utiliza como esterilizante.

La esterilización que usa vapor de peróxido de hidrógeno ha demostrado que tiene algunas ventajas sobre otros procedimientos de esterilización química (ver por ejemplo, las Patentes de EE.UU. No. 4.169.123 y 4.169.124) y la combinación de peróxido de hidrógeno con plasma proporciona ventajas adicionales, como se revela en la Patente de EE.UU. No. 4.643.876. En estas revelaciones el vapor de peróxido de hidrógeno se genera a partir de una disolución de peróxido de hidrógeno acuosa, lo que asegura que hay humedad en el sistema. Estas revelaciones, junto con las resumidas en la Tabla 1, muestran que se requiere humedad para que la fase de vapor del peróxido de hidrógeno sea efectiva o presente su actividad esporicida máxima. Sin embargo, el uso de soluciones acuosas de peróxido de hidrógeno para generar vapor de peróxido de hidrógeno para la esterilización podría provocar problemas. A presiones superiores, como por ejemplo la presión atmosférica, el agua excedente en el sistema podría provocar condensación. Por tanto, la humedad relativa en el recinto de esterilización tiene que reducirse antes de introducir el vapor de peróxido de hidrógeno acuoso.

La esterilización de artículos que contienen áreas restringidas de difusión, como por ejemplo, lúmenes largos y estrechos, presenta un especial desafío para el vapor de peróxido de hidrógeno que se ha generado a partir de una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno, debido:

1.: El agua tiene una presión de vapor mayor que la del peróxido de hidrógeno y se evaporará más rápido que el peróxido de hidrógeno desde la disolución acuosa.

2.: El agua tiene un peso molecular inferior al del peróxido de hidrógeno y se difundirá más rápido que el peróxido de hidrógeno en estado de vapor.

Debido a esto, cuando se evapora una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno, el agua alcanza los elementos que se van a esterilizar primero y en una concentración mayor. El vapor de agua, por tanto, restringe la penetración del vapor de peróxido de hidrógeno en las áreas restringidas de difusión, como las pequeñas grietas y los lúmenes largos y estrechos. La eliminación de agua de la disolución acuosa y el uso de peróxido de hidrógeno más concentrado pueden ser peligrosos debido a la naturaleza oxidante de la disolución.

Las Patentes de EE.UU. No. 4.642.165 y 4.744.951 intentan resolver este problema. La primera revela la dosificación de incrementos pequeños de una disolución de peróxido de hidrógeno sobre una superficie térmica para asegurar que cada uno de los incrementos se evaporará antes de que se añada el siguiente incremento. Aunque esto ayuda a eliminar la diferencia en la presión de vapor y la volatilidad entre en peróxido de hidrógeno y el agua, no resuelve el hecho de que el agua difunde más rápido que el peróxido de hidrógeno en el estado de vapor.

La última patente describe un procedimiento para la concentración de peróxido de hidrógeno a partir de una disolución relativamente diluida de peróxido de hidrógeno y agua, y el suministro del peróxido de hidrógeno concentrado en forma de vapor a la cámara de esterilización. El procedimiento implica la evaporación de una porción importante de agua de la disolución y la eliminación del vapor de agua producido antes de inyectar el vapor de peróxido de hidrógeno concentrado en la cámara de esterilización. El intervalo preferido para la disolución de peróxido de hidrógeno concentrada es del 50% al 80% en peso. Este procedimiento tiene la desventaja de que trabaja con soluciones que están en el intervalo de peligro; esto es, que son superiores al 65% de peróxido de hidrógeno, y también, que no elimina toda el agua desde el estado de vapor. Debido a que todavía hay agua en la disolución, ésta se evaporará primero, difundirá más rápido, y alcanzará los artículos que se van a esterilizar primero. Este efecto será especialmente pronunciado en lúmenes largos y estrechos.

La Patente de EE.UU. No. 4.943.414. revela un procedimiento en el que un recipiente que contiene una pequeña cantidad de una disolución esterilizante de un líquido evaporable se conecta a un lumen, y el esterilizante se evapora y fluye directamente dentro del lumen del artículo, a medida que la presión se reduce durante el ciclo de esterilización. Este sistema tienen la ventaja de que el agua y el vapor de peróxido de hidrógeno se empujan hacia el lumen mediante la presión diferencial que existe, lo que incrementa la tasa de esterilización para lúmenes, pero tiene la desventaja de que se necesita unir el recipiente a cada uno de los lúmenes que se van a esterilizar. Además, el agua se evapora más rápido y precede al vapor de peróxido de hidrógeno dentro del lumen.

La Patente de EE.UU. No. 5.008.106 revela que un complejo de PVP y H_{2}O_{2}, sustancialmente anhidro, es útil para reducir el contenido microbiano de las superficies. El complejo, en la forma de un polvo fino blanco, se usa para formar soluciones, geles, pomadas, etc., microbicidas. Se puede aplicar también a gasas, compresas de algodón, esponjas y similares. El H_{2}O_{2} se libera tras el contacto con el agua presente sobre las superficies que contienen los microbios. Así, este procedimiento requiere también la presencia de humedad para efectuar la esterilización.

Se han descrito ciertos complejos de peróxido de hidrógeno inorgánico que incluyen ejemplos de las siguientes clases: carbonatos de amonio y de metales alcalinos, oxalatos de metales alcalinos, fosfatos de metales alcalinos, pirofosfatos de metales alcalinos, fluoruros e hidróxidos. El documento de patente de la URSS No SU 168 1860 (Nikolskaya et al.) revela que se pueden descontaminar superficies, aunque no necesariamente esterilizar, utilizando fluoruro de amonio peroxohidratado (NH_{4}F \cdot H_{2}O_{2}). Sin embargo, este complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico proporciona descontaminación sólo en un intervalo de temperatura muy estrecho, de 70-86ºC. Incluso en este intervalo, los tiempos de descontaminación fueron bastante largos, requiriendo al menos dos horas. Además, se sabe que el fluoruro de amonio se descompone a amonio y ácido fluorhídrico a temperaturas superiores a 40ºC. Debido a su toxicidad y a su reactividad, el ácido fluorhídrico es indeseable en la mayoría de los sistemas de esterilización. Además, Nikolskaya et al. revelan que, a pesar de una liberación del 90% de su peróxido de hidrógeno a 60ºC, el NH_{4}F \cdot H_{2}O_{2} es inefectivo para la descontaminación de superficies a esta temperatura. Así, parece que un factor distinto del peróxido de hidrógeno es el responsable de la descontaminación observada.

El peróxido de hidrógeno es capaz de formar complejos tanto con compuestos orgánicos como inorgánicos. La unión de estos complejos se atribuye a enlaces de hidrógeno entre los grupos funcionales ricos en electrones en el compuesto acomplejado y el peróxido de hidrógeno. Los complejos se han utilizado en aplicaciones comerciales e industriales, como por ejemplo como agentes de blanqueado, desinfectantes, agentes de esterilización, reactivos de oxidación en síntesis orgánica, y catalizadores de reacciones de polimerización inducidas por radicales libres.

Generalmente, estos tipos de compuestos se han preparado mediante la cristalización del complejo a partir de una disolución acuosa. Por ejemplo, Lu et al., J. Am. Chem. Soc. 63 (1): 1507-1513 (1941) prepararon el complejo de peróxido de hidrógeno y urea en fase líquida por la adición de una disolución de urea a una disolución de peróxido de hidrógeno y dejando que el complejo cristalizara bajo las condiciones apropiadas. La Patente de EE.UU. No. 2.986.488 describe la preparación del complejo de peróxido de hidrógeno y carbonato sódico mediante el tratamiento de una disolución acuosa saturada de Na_{2}CO_{3} con una disolución del 50 al 90% de H_{2}O_{2} en un sistema cíclico cerrado, a una temperatura de 0 a 5ºC, durante 4 a 12 horas. Más recientemente, la Patente de EE.UU. No. 3.870.783 revela la preparación de un complejo de peróxido de hidrógeno y carbonato sódico haciendo reaccionar soluciones acuosas de peróxido de hidrógeno y carbonato sódico en una mezcla o en un cristalizador continuo. Los cristales se separan mediante filtración o centrifugación y los licores se utilizan para producir más disolución de carbonato sódico. Titova et al., (Zhurnal Neorg. Khim., 30: 2222-2227, 1985) describen la síntesis de carbonato de potasio peroxihidratado (K_{2}CO_{3} \cdot 3H_{2}O_{2}) mediante la reacción de carbonato potásico sólido con una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno a baja temperatura seguido por la cristalización del complejo a partir de etanol. Estos procedimientos funcionan bien para complejos de peróxido que forman productos de libre fluencia cristalinos a partir de una disolución acuosa.

Las Patentes de EE.UU. No. 3.376.110 y 3.480.557 revelan la preparación de un complejo de peróxido de hidrógeno con un compuesto polimérico N-vinilheterocíclico (PVP) a partir de una disolución acuosa. Los complejos resultantes contienen cantidades variables de peróxido de hidrógeno y cantidades sustanciales de agua. La Patente de EE.UU. No. 5.008.093 describe que se pueden obtener complejos de PVP y H_{2}O_{2} de libre fluencia, estables y sustancialmente anhidros, haciendo reaccionar una suspensión de PVP y una disolución de H_{2}O_{2} en un solvente orgánico anhidro similar al acetato de etilo. Más recientemente, la Patente de EE.UU. No. 5.077.047 describe un procedimiento comercial para la producción del producto peróxido de hidrógeno-PVP mediante la adición de gotitas finamente divididas de una disolución acuosa del 30% al 80% en peso de peróxido de hidrógeno a un lecho fluidificado de PVP mantenido a una temperatura desde temperatura ambiente a 60ºC. Se observó que el producto resultante era un polvo suelto estable, sustancialmente anhidro, con una concentración de peróxido de hidrógeno del 15 al 24%.

La Patente de EE.UU. No. 5.030.380 describe la preparación de un complejo electrolítico polimérico sólido con peróxido de hidrógeno mediante la formación, en primer lugar, de un complejo en una disolución acuosa, y posteriormente, el secado del producto de reacción bajo vacío o por secado por pulverización a una temperatura suficientemente baja para evitar la degradación térmica del producto.

Titova et al., (Russ. J. Inorg. Chem., 40: 384-387, 1995) formaron un complejo Na_{4}P_{2}O_{7}.3 H_{2}O_{2} mediante la mezcla de Na_{4}P_{2}O_{7}.10 H_{2}O con una disolución del 30-90% de H_{2}O_{2} seguido por secado mediante vacío. Se observó que el complejo se descomponía parcialmente tras una exposición isotérmica de dos horas al 120ºC y 140ºC.

Todos estos procedimientos previos de preparación de complejos de peróxido de hidrógeno usan soluciones de peróxido de hidrógeno. Bien el complejo se forma en una disolución que contiene peróxido de hidrógeno o se pulverizan gotitas de una disolución de peróxido de hidrógeno sobre un lecho fluidificado del material reactivo.

Las reacciones en fase de vapor y en fase de gas son procedimientos de síntesis muy conocidos. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. No. 2.812.244 revela un procedimiento de sólido-gas para la deshidrogenación, el craqueo térmico y la desmetanización. Fujimoto et al. (J. Catalysis, 1/3: 370-382 (1992)) describen una carboxilación de metanol en fase de vapor. Zellers et al. (Anal. Chem., 62: 1222-1227 (1990)) discuten la reacción de vapor de estireno con un complejo de organoplatino plano cuadrado. Sin embargo, no se utilizaron estas reacciones en fase de vapor y gas de la técnica anterior para formar complejos de peróxido de hidrógeno.

Resumen de la invención

Un aspecto de la presente invención se refiere a un aparato para la esterilización de un artículo con peróxido de hidrógeno. Este aparato incluye un contenedor para alojar el artículo que se va a esterilizar y una fuente de vapor de peróxido de hidrógeno en comunicación fluida con el contenedor, estando configurada dicha fuente de manera que dicho vapor pueda entrar en contacto con dicho artículo para efectuar la esterilización. La fuente incluye un complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico como el definido en las reivindicaciones. El aparato incluye opcionalmente una barrera transpirable. La fuente de vapor de peróxido de hidrógeno se puede localizar en el contenedor. El complejo de peróxido de hidrógeno se puede localizar en un recinto, opcionalmente dentro del contenedor, que está en comunicación fluida con el contenedor. Si se proporciona un recito cerrado, se puede incluir una válvula entre el recinto y el contenedor. Se puede incluir un calentador que se adapta para calentar el complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico. Cuando el complejo está en el contenedor, se puede adaptar también un calentador para calentar el contenedor. Alternativamente, cuando se proporciona un recinto que contiene el complejo peróxido, se puede adaptar un calentador para calentar el recinto. Así, una forma de realización preferida comprende tres calentadores, calentado cada uno de ellos el contenedor, el complejo y el recinto. Otro elemento opcional del aparato es una bomba para evacuar el contenedor. Si se proporciona un recinto, la bomba se puede adaptar para evacuar el contenedor y el recinto, preferentemente de forma independiente. Así, el aparato puede incluir también dos bombas, una adaptada para evacuar el contenedor y una segunda bomba adaptada para evacuar el recinto. También se puede incluir opcionalmente una válvula de ventilación que se adapta para ventilar el contenedor. Si se incluye un recinto, se puede adaptar una primera válvula de ventilación para ventilar el contenedor y se puede adaptar una segunda válvula de ventilación par ventilar el recinto, independientemente de la primera válvula de ventilación. Todavía otro componente opcional del aparato es un mecanismo para la generación de plasma. El plasma se puede generar en el contenedor o fuera del mismo. Se pueden utilizar una variedad de complejos. El complejo estará preferentemente en una fase sólida. En una forma de realización, el complejo es un complejo de peróxido de hidrógeno de una sal fosfato o de fosfato condensado. En otras formas de realización, el complejo es un complejo peróxido de hidrógeno de una sal de oxalato, una sal de carbonato, una sal de sulfato o una sal de silicato.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para la esterilización de un artículo con vapor de peróxido de hidrógeno y se establece en la reivindicación 21. El complejo de peróxido utilizado no se descompone a un hidrácido de halógeno. Preferentemente, el complejo tienen menos del 10% de agua y el contenido se realiza a una temperatura de 25ºC o menos. Para muchos de estos complejos, el complejo se caliente preferentemente a una temperatura superior a 86ºC. Preferentemente, el calentamiento se realiza a una tasa de al menos 5ºC/minuto, más preferentemente al menos 10ºC/minuto, todavía más preferentemente al menos 50ºC/minuto, y lo más preferentemente a una tasa de al menos 1000ºC/minuto. En una forma de realización, el calentamiento se lleva a cabo por contacto del complejo con un calentador, calentado previamente. El procedimiento se puede realizar a presión atmosférica o subatmosférica. En ciertas formas de realización, el contenedor se evacua antes de introducir el vapor dentro del contenedor. Si el contenedor se evacua, éste se lleva preferentemente hasta una presión inferior a 6,65 KPa (50 Torr), más preferentemente inferior a 2,66 KPa (20 Torr), y lo más preferentemente inferior a 1,33 KPa (10 Torr). El complejo peróxido se puede proporcionar en un recipiente cerrado, en cuyo caso las presiones del contenedor y del recipiente pueden ser iguales o diferentes. La etapa de evacuación se lleva a cabo preferentemente antes de la etapa de contacto del artículo con el vapor. Una etapa opcional es la generación de plasma alrededor del artículo después de introducir el vapor en el contenedor. Esta plasma se puede generar dentro del contenedor o se puede generar fuera del contenedor y conducirse dentro del contenedor y alrededor del artículo. Otras etapas opcionales son la realización de pulsos de presión de vapor durante la etapa de contacto, o la ventilación hasta una presión inferior o igual a la presión atmosférica. Se pueden utilizar una variedad de complejos inorgánicos. En una forma preferida de realización, el complejo es un complejo de una sal de fosfato o de fosfato condensado con peróxido de hidrógeno, como por ejemplo, una sal de potasio o sodio, o de magnesio o calcio. En esta forma de realización, un complejo preferido es un complejo de peróxido de hidrógeno con Na_{4}P_{2}O_{7}, preferentemente uno con dos o más moléculas de peróxido de hidrógeno, más preferentemente todavía Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3H_{2}O_{2}. Otros complejos preferidos son un complejo de peróxido de hidrógeno con Na_{3}PO_{4}, Na_{2}HPO_{4}, Na_{5}P_{3}O_{10}, K_{3}PO_{4}, K_{4}P_{2}O_{7} (especialmente uno que tenga dos o más moléculas de H_{2}O_{2}), K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4} (especialmente KH_{2}PO_{4} \cdot H_{2}O_{2}), Ca_{2}P_{2}O_{7} y Mg_{2}P_{2}O_{7}. En otra forma de realización, el complejo inorgánico es un complejo de peróxido de hidrógeno con una sal de oxalato. El complejo de sal de oxalato preferido es un complejo de peróxido de hidrógeno con K_{2}C_{2}O_{4}, especialmente K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2}. El complejo inorgánico puede ser también un complejo de peróxido de hidrógeno con una sal de carbonato, como por ejemplo, una de sodio, de potasio o de rubidio. Los complejos de sal de carbonato preferidos incluyen Na_{2}CO_{3} (especialmente Na_{2}CO_{3} \cdot 1,5H_{2}O_{2}), K_{2}CO_{3}, NaHCO_{3}, KHCO_{3}, y Rb_{2}CO_{3}. En otra forma de realización, el complejo es un complejo de peróxido de hidrógeno con una sal de sulfato, como por ejemplo, una sal de sodio o de potasio del mismo. Los complejos de sal de sulfato preferidos incluyen los complejos de peróxido de hidrógeno con Na_{2}SO_{4} y K_{2}SO_{4}. Todavía otra forma de realización es cuando el complejo inorgánico es un complejo de peróxido de hidrógeno con una sal de silicato, como por ejemplo, una sal de sodio del mismo. Los complejos de sal de silicato preferidos incluyen los complejos de peróxido de hidrógeno con Na_{2}SiO_{3} o Na_{2}SiO_{3}O_{7}. Muchos de los complejos preferidos, y otros, liberan peróxido de hidrógeno a presión atmosférica y temperatura ambiente. Sin embargo, para algunos complejos, el peróxido se libera a una presión inferior a la presión atmosférica. En una forma de realización alternativa, la etapa de contacto incluye el peróxido de hidrógeno de una segunda fuente del mismo. La segunda fuente puede ser un segundo complejo de peróxido de hidrógeno, que incluye un complejo de peróxido de hidrógeno orgánico. En algunas formas de realización, una mezcla de complejos de peróxido de hidrógeno proporciona la fuente de vapor peróxido. Esta mezcla puede ser bien una mezcla física o bien una mezcla química, según se definen estos términos en este documento, a continuación.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a otro procedimiento para la esterilización de un artículo con vapor de peróxido de hidrógeno. Este procedimiento incluye el contacto del artículo con el vapor de peróxido de hidrógeno liberado a partir de un complejo de peróxido de hidrógeno con Na_{4}P_{2}O_{7}, por calentamiento del complejo de forma que produzca vapor de peróxido de hidrógeno, que puede entrar en contacto con el artículo y esterilizarlo. En una forma de realización preferida, el complejo Na_{4}P_{2}O_{7} es Na_{4}P_{2}O_{7}.3H_{2}O_{2}. La etapa de contacto se puede llevar a cabo a presión atmosférica, o se puede evacuar el contenedor, de forma que cuando el vapor esté dentro del contenedor, éste tenga a una presión inferior a 6,65 KPa (50 Torr). El complejo se puede calentar también hasta una temperatura de aproximadamente 175ºC para liberar el vapor eficientemente. El artículo se puede colocar dentro de un contendor antes de la etapa de contacto.

Todavía en otro aspecto de la invención, existe aún otro procedimiento para la esterilización de un artículo con peróxido de hidrógeno. Este procedimiento incluye la colocación del artículo en un contenedor, la colocación de un complejo de peróxido de hidrógeno con una sal inorgánica, que no se descomponga para formar un hidrácido de halógeno dentro de la comunicación del vapor con el contenedor, y dejar que el contenedor permanezca a una temperatura inferior a aproximadamente 70ºC durante un tiempo suficiente para que se libere el vapor de peróxido de hidrógeno del complejo, para efectuar la esterilización del artículo. El contenedor puede ser cualquiera de una variedad de tipos de contenedores, que incluyen una bolsa, una cámara o una habitación. En una forma de realización preferida, la sal inorgánica es una sal de un fosfato o fosfato condensado. En otras formas de realización, la sal inorgánica es una sal de un oxalato, un carbonato, un sulfato o un silicato. En ciertas formas de realización de este aspecto de la invención, se deja que el contenedor permanezca a una presión inferior a la presión atmosférica y/o a una temperatura inferior a aproximadamente 40ºC. En ciertas formas de realización, el complejo se calienta hasta una temperatura superior a 23ºC para facilitar la liberación del vapor. El complejo de peróxido de hidrógeno puede presentarse en una variedad de formas, que incluyen un polvo y un comprimido. En algunas formas de realización, el complejo de peróxido de hidrógeno está en un recinto. Si se proporciona un recinto, éste puede estar dentro o fuera del contenedor. El recinto se puede separar selectivamente del contenedor mediante una válvula y, en algunas formas de realización, se puede separar del contenedor. El contenedor puede estar sellado, preferentemente con un material permeable a gases. Los materiales permeables a gases preferidos incluyen TYVEK^{TM}, envoltura y papel CSR. Una etapa opcional es la exposición del artículo a plasma, y cuando se proporciona un recinto separable, el artículo se expone preferentemente al plasma después de separar el recinto del contenedor.

Todavía un aspecto adicional de la presente invención se refiere a un procedimiento de esterilización con peróxido de hidrógeno de un artículo que tiene una parte exterior y un estrecho lumen en su interior. Este procedimiento incluye la conexión de un recipiente, que contiene un complejo de peróxido de hidrógeno, con el lumen del artículo, la colocación del artículo en un contenedor, la evacuación del contenedor, y el contacto del lumen del artículo con el vapor de peróxido de hidrógeno liberado del complejo de peróxido de hidrógeno. El complejo de peróxido de hidrógeno es un complejo que no se descompone para formar un hidrácido de halógeno. Se puede utilizar cualquiera entre una variedad de estos complejos, como por ejemplo, un complejo de una sal de fosfato o de fosfato condensado, una sal de oxalato, una sal de carbonato, una sal de sulfato y una sal de silicato. Opcionalmente, el exterior del artículo puede entrar en contacto con una segunda fuente del esterilizante, que puede ser cualquiera de una variedad de esterilizantes adecuados, como por ejemplo el mismo complejo de peróxido de hidrógeno que hay en el recipiente, un complejo de peróxido de hidrógeno diferente al que hay en el recipiente, peróxido de hidrógeno líquido o un dióxido de cloro. Otra etapa opcional es la exposición del artículo a plasma.

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Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es un esquema de un aparato de esterilización con vapor de la presente invención.

La Figura 2 es un esquema de un aparato de esterilización con vapor de la presente invención, que incluye un electrodo que se usa opcionalmente para generar plasma.

La Figura 3A es un esquema de un dispositivo que se puede usar para calentar los complejos de peróxido.

La Figura 3B es un esquema de un contenedor preferido para mantener la fuente de peróxido, para la esterilización según la presente invención.

La Figura 4 es una gráfica que representa la liberación de vapor de peróxido de hidrógeno a partir de un complejo inestable al vacío, no acuoso, de peróxido y anhídrido de glicina.

La Figura 5 es un esquema de un sistema de control de la presión de un calorímetro de barrido diferencial (DSC), usado para determinar la liberación de peróxido de hidrógeno o las propiedades de descomposición de los complejos de peróxido inorgánico, según la presente invención.

La Figura 6 es una gráfica que muestra el efecto de la presión sobre la liberación de peróxido de hidrógeno a partir de un complejo de peróxido y oxalato potásico, con un agujero pequeño sobre la tapa que cubre al complejo.

La Figura 7A es una vista esquemática de un fuelle para la inyección de vapor de peróxido dentro de una cámara, según la presente invención, antes de de introducir el vapor de peróxido.

La Figura 7B es una vista esquemática del fuelle de la Figura 7A que muestra una placa térmica en contacto con un complejo peróxido, durante la introducción.

La Figura 8 es una vista esquemática de una cámara de esterilización y de un aparato de calentamiento para complejos de peróxido de hidrógeno inorgánico.

La Figura 9 es una vista esquemática de una capa difusa empaquetada de un complejo de peróxido de hidrógeno, para su uso en la esterilización con vapor.

La Figura 10 muestra el efecto de una cubeta de aluminio abierta y de una cubeta con dos agujeros en la tapa que cubre al complejo, sobre las curvas DSC de K_{2}C_{2}O_{7}H_{2}O_{2} a presión atmosférica.

La Figura 11A es un perfil DSC de Na_{4}P_{2}O_{7}.2H_{2}O_{2} y Na_{4}P_{2}O_{7}.3H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 11B es un perfil DSC de Na_{4}P_{2}O_{7}.4H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 12 es un perfil DSC de Na_{3}PO_{4}.5H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr), a 0,9 KPa (7 Torr) y a 0,05 KPa (0,35 Torr).

La Figura 13 muestra perfiles DSC de Na_{2}HPO_{4}.1H_{2}O_{2} y Na_{2}HPO_{4}.2H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 14 muestra un perfil DSC de Na_{5}P_{3}O_{10}.H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 15 muestra un perfil DSC de K_{3}PO_{4}.3,34 H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr), a 0,9 KPa (7 Torr) y a 0,1/3 KPa (1 Torr).

La Figura 16 es un perfil DSC de K_{4}P_{2}O_{7}.7H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr) y a 0,9 KPa (7 Torr).

La Figura 17 muestra un perfil DSC de K_{2}HPO_{4}.3,15H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr) y a 0,1/3 KPa (1 Torr) .

La Figura 18 muestra un perfil DSC de KH_{2}PO_{4}.H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 19 muestra un perfil DSC de Na_{2}CO_{3}.1,5H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr) y a 0,9 KPa (7 Torr).

La Figura 20 muestra un perfil DSC de Ca_{2}P_{2}O_{7}.3,42H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 21 es un perfil DSC de Mg_{2}P_{2}O_{7}.4,60H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr) y a 0,9 KPa (7 Torr).

La Figura 22 es un perfil DSC de Na_{2}SO_{4}.1,28H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 23 es un perfil DSC de K_{2}SO_{4}.O,62H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

La Figura 24 es un perfil DSC de Na_{2}SiO_{3}.2,15H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr) 0,1/3 KPa (1 Torr) y 0,067 KPa (0,5 Torr).

La Figura 25 es un perfil DSC de Na_{2}SiO_{7}.0,68H_{2}O_{2} a 101 KPa (760 Torr).

Descripción detallada de la invención

Los esterilizadores por peróxido de hidrógeno que se han utilizado en el pasado usaban, invariablemente, una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno como su fuente de esterilizante. Estos esterilizadores tienen desventajas provocadas por la presencia de agua en el sistema. A presiones superiores, como por ejemplo la presión atmosférica, el agua excedente en el sistema puede provocar condensación. Esto requiere que se realice una etapa adicional para reducir hasta un nivel aceptable la humedad relativa de la atmósfera en el recinto que se va a esterizar, antes de introducir el vapor de peróxido de hidrógeno acuoso. Estos esterilizadores tienen también inconvenientes provocados por los hechos de que el agua, que tiene una presión de vapor mayor, se evapora más rápidamente que el peróxido de hidrógeno desde una disolución acuosa; y de que el agua, que tiene un peso molecular inferior, difunde más rápido que el peróxido de hidrógeno. Cuando un dispositivo médico o similar se encierra en un esterilizador, el esterilizante inicial que alcanza el dispositivo desde una fuente de peróxido de hidrógeno, está diluido en comparación con la concentración de la fuente. El esterilizante diluido puede ser una barrera para el esterilizante que llega más tarde, particularmente si el dispositivo que se está esterilizando es un artículo, como por ejemplo, un endoscopio que tiene lúmenes estrechos. La utilización de una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno como fuente, para intentar superar estos inconvenientes, no es satisfactoria, debido a que las soluciones de este tipo son peligrosas.

En la presente invención, las deficiencias de los esterilizadores de peróxido de hidrógeno de la técnica anterior se superan mediante el uso de una fuente de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuosa (esto es, sustancialmente anhidra), que libera un vapor de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuoso. Específicamente, el vapor de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuoso, se produce directamente a partir de un complejo de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuoso. Sin embargo, el vapor de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuoso, se puede generar también a partir de un complejo acuoso que se procesa durante la evaporación para eliminar el agua, como por ejemplo bajo vacío. Así, cuando se usa un complejo de peróxido de hidrógeno acuoso, el complejo acuoso se puede convertir a un complejo de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuoso, a la vez que se lleva a cabo el procedimiento de la presente invención. Preferentemente, los complejos de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuosos, contienen menos de aproximadamente el 20% de agua, más preferentemente no más de aproximadamente el 10% de agua, todavía más preferentemente no más de aproximadamente el 5% de agua, y lo más preferentemente no más de aproximadamente el 2% de agua.

Como se deduce de los porcentajes preferidos de agua en los complejos de peróxido de hidrógeno, sustancialmente no acuosos, usados en la presente invención, como los proporcionados anteriormente, los complejos de peróxido de hidrógeno más preferidos y el vapor de peróxido generado a partir de los mismos, están sustancialmente libres de agua. No obstante, como ese deduce también de estos números, puede haber algo de agua presente en el sistema. Parte de esta agua podría derivar de la descomposición del peróxido de hidrógeno para formar agua y oxígeno como subproductos y puede ocurrir la unión de parte del hidrógeno a esta agua al complejo.

El efecto del agua se midió en una serie de análisis, con una cámara de esterilización mantenida a humedades relativas diferentes. Las condiciones de análisis fueron las descritas en el Ejemplo 1, a continuación, manteniéndose las esporas sobre hojas de acero inoxidable (AI) en lúmenes de acero inoxidable de 3 mm x 50 cm. Como se muestra en la Tabla 2, bajo las condiciones del análisis, el 5% de humedad relativa no tiene efecto sobre la eficacia, pero el 10% de humedad relativa disminuye la tasa de esterilización. Este ejemplo muestra que se pueden permitir pequeñas cantidades de humedad en el sistema con peróxido de hidrógeno generado a partir de un complejo de peróxido no acuoso, y la presencia de agua en el sistema se puede superar incrementando el tiempo de exposición.

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TABLA 2 Efectos de la humedad relativa en la eficacia Hojas de AI en lúmenes de AI de 3 mm x 50 cm

2

Un criterio primario para la composición de la fuente de peróxido de hidrógeno es la relación entre su estabilidad y la tasa de evaporación del peróxido de hidrógeno en función de la temperatura y de la presión. Dependiendo de los parámetros del proceso de esterilización, por ejemplo, presión, temperatura, etc., se podría preferir una tasa de evaporación de peróxido más alta o más baja, y se podría, o no, requerir el calentamiento de la fuente de peróxido. La necesidad de calentamiento del complejo peróxido depende de la presión de vapor del complejo. Algunos complejos de peróxido tienen una presión de vapor suficientemente alta, de forma que una cantidad significativa de vapor de peróxido de hidrógeno se puede liberar sin el calentamiento del complejo. En general, el calentamiento del complejo aumenta la presión de vapor del peróxido de hidrógeno y acelera la liberación del peróxido del complejo.

Para proporcionar una tasa de evaporación deseablemente alta, la fuente debería tener, preferentemente, un área de superficie grande. Así, la fuente podría ser un polvo fino o un recubrimiento sobre un material que tenga un área de superficie grande. Se da por supuesto que también son criterios importantes la seguridad, la disponibilidad y el coste del material. Se evaluó la liberación de peróxido de hidrógeno a partir de complejos de peróxido de hidrógeno comparativos, con urea, polivinilpirrolidona, nylon-6, anhídrido de glicina y 1,3 dimetil urea. Los complejos de peróxido de hidrógeno con urea, polivinilpirrolidona, nylon-6 y anhídrido de glicina son sólidos. El complejo peroxido con 1,3 dimetil urea es líquido. El complejo de peróxido de hidrógeno con anhídrido de glicina es un complejo menos estable bajo presión reducida que los otros complejos evaluados, y bajo condiciones de vacío, la mayor parte del peróxido de hidrógeno se puede liberar del complejo sin necesidad de un calentamiento adicional.

El complejo de peróxido de hidrógeno y urea está disponible en forma de comprimidos en Fluka Chemical Corp., Ronkonkoma, NY, y en polvo en Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI. Este complejo se conoce también como peróxido de urea, complejo urea-peróxido de hidrógeno, urea peróxido, aducto de urea peróxido, aducto de peróxido de urea, percarbamida, carbamida perhidrato y peróxido de carbamida. El término "peróxido de urea", según se utiliza en este documento, incluye a todos los términos anteriores.

El complejo peróxido de hidrógeno-polivinilpirrolidona (PVP-H_{2}O_{2}) se puede preparar mediante el procedimiento revelado en la Solicitud Internacional Pub. No. WO 92/17158. Alternativamente, los complejos con PVP, con nylon-6, con 1,3-dimetilurea y con anhídrido de glicina, así como con otros compuestos orgánicos e inorgánicos, se pueden preparar mediante el procedimiento revelado en detalle a continuación.

La obtención de tasas de evaporación adecuadas de vapor de peróxido anhídro, a partir de la fuente, se podría facilitar mediante temperaturas elevadas y/o presión reducida. Así, un calentador de la fuente de peróxido y/o una bomba de vacío para evacuar la cámara de esterilización formarían, preferentemente, parte del esterilizador. Preferentemente, la fuente se cubriría con una capa de material permeable a gases, como por ejemplo el material de polietileno no tejido como por ejemplo TYVEK^{TM}, con polipropileno no tejido como por ejemplo SPUNGUARD^{TM}, o con un material similar que permita pasar el vapor peróxido pero no el material peróxido acomplejado. También se puede utilizar como cubierta, aluminio perforado u otros materiales perforados adecuados.

La Figura 3A muestra un dispositivo 80 que se puede usar para medir la liberación de peróxido de hidrógeno, a partir de complejos de peróxido de hidrógeno, bajo varias condiciones de temperatura. En este dispositivo, una cubeta de aluminio 90 se cubre con una capa permeable a gases 92, como por ejemplo una capa de TYVEK^{TM} de categoría sanitaria. La cubeta 90 se coloca encima de la almohadilla térmica 94, que se coloca en una cubeta de pyrex 96. Se coloca un termómetro termoacoplado 98 sobre el exterior de la cubeta 90, aproximadamente a 1 cm de fondo de la misma. En una forma de realización preferida, la cubeta de aluminio 90 está abierta a la atmósfera para permitir una liberación mayor del complejo de peróxido de hidrógeno y oxalato de potasio a presión atmosférica.

En la Figura 3B se ilustra un contenedor 99 preferido para mantener la fuente de peróxido. El contenedor 99 comprende una placa de metal 100, por ejemplo una placa de aluminio, con un calentador opcional unido, que se usa para calentar el complejo peróxido sólido. Se puede colocar un monitor de temperatura 101, como por ejemplo un termómetro, sobre la placa 100 para monitorizar la temperatura. El complejo peróxido se coloca directamente sobre la placa 100. Alternativamente, con el fin de proporcionar un calentamiento uniforme de todo el complejo peróxido, éste se puede colocar entre una o más pantallas de aluminio 102 y 104, colocadas sobre la placa 100. Las pantallas de aluminio 102 y 104 proporcionan un área de superficie mayor y un calentamiento uniforme del complejo cuando se utilizan cantidades mayores del complejo peróxido. El complejo peróxido, o la pantalla o pantallas 102 y 104, se cubren posteriormente con una capa 106 permeable a gases, como por ejemplo un capa de calidad sanitaria TYVEK^{TM} o SPUNGUARD^{TM}, de forma que el peróxido de hidrógeno liberado del complejo pase a través de la cubierta 106 antes de difundir dentro del resto de la cámara. Una placa de aluminio perforada 108 se coloca opcionalmente sobre la capa 106 de TYVEK^{TM} o SPUNGUARD^{TM} para proporcionar presión para mantener el complejo en contacto con la placa térmica 100 y para asegurar un calentamiento uniforme del complejo peróxido.

El dispositivo descrito anteriormente proporciona un calentamiento uniforme del complejo, que resulta en la liberación de una mayor cantidad de peróxido de hidrógeno del complejo peróxido.

La Figura 1 representa un esquema del aparato de esterilización por vapor de peróxido de hidrógeno de la presente invención. La cámara 10 sostiene al artículo 12 que se va a esterilizar y que, por conveniencia, se coloca sobre el estante 14. La puerta 16 proporciona acceso al interior de la cámara 10. Se representa una fuente de peróxido de hidrógeno no acuoso 18 sobre el calentador opcional 20, que se controla por el controlador de temperatura 22. La concentración de peróxido se puede monitorizar mediante el monitor opcional 24. Si se desea, la cámara 10 se puede evacuar usando la bomba 26; sin embargo, la esterilización se puede realizar también a presión atmosférica.

El contenedor que mantiene los artículos que se van a esterilizar puede ser una cámara de esterilización convencional, que se evacua, o puede ser un contenedor para una habitación, a presión atmosférica.

El tiempo requerido para esterilizar los artículos depende de la naturaleza, número y empaquetamiento de los artículos y de su colocación en la cámara. Alternativamente, puede ser la misma cámara (o una habitación entera) la que se está esterilizando. En cualquier caso, los tiempos óptimos de esterilización se pueden determinar empíricamente.

El uso de pulsos de presión para aumentar la penetración y la actividad microbicida de los gases esterilizantes, que es muy conocido en la técnica de esterilización, se puede aplicar también al procedimiento de peróxido de hidrógeno no acuoso. Un procedimiento ejemplar de pulsos de presión, que se puede adaptar para su uso en conexión con los procedimientos y aparatos descritos en este documento, se describe en la Patente de EE.UU. No. 5.527.508. Como se describe con mayor detalle más adelante en este documento, se puede usar también plasma para aumentar la actividad y/o para eliminar compuestos residuales.

Cuando concluye el procedimiento de esterilización, se puede eliminar el exceso de peróxido de hidrógeno de los dispositivos que tienen una afinidad por el peróxido, mediante el cambio del aire en contacto con los dispositivos. Esto se puede realizar aplicando un flujo de aire caliente sobre los dispositivos durante un periodo de tiempo prolongado o mediante la evacuación de la cámara.

Los artículos que se han esterilizado previamente por exposición a vapor de peróxido de hidrógeno, se podrían exponer también a plasma para eliminar el peróxido de hidrógeno residual que pudiera quedar en los artículos. Debido a que el peróxido de hidrógeno se descompone en productos no tóxicos durante el tratamiento con plasma, los artículos esterilizados se podrían usar sin necesidad de ninguna etapa adicional.

Podría ser deseable aislar la fuente de peróxido del esterilizador después de la liberación del vapor de peróxido, para evitar la reabsorción del vapor o, cuando se usa plasma, para evitar la exposición de la fuente al plasma. El aislamiento es ventajoso también cuando el complejo usado no es estable bajo vacío. El aislamiento se puede realizar usando válvulas u otros dispositivos de aislamiento muy conocidos en la técnica.

La Figura 2 representa un esquema de un sistema de esterilización con peróxido de hidrógeno y plasma de la presente invención. La esterilización se puede realizar con o sin el uso de plasma. El plasma se puede usar para aumentar la actividad esporicida del vapor peróxido, y/o para eliminar cualquier traza de peróxido de hidrógeno residual que quede en los artículos esterilizados.

La esterilización se lleva a cabo en la cámara 30, que incluye una puerta o una abertura 32, a través de la cual se introducen los artículos que se van a esterilizar. La cámara 30 incluye una salida 34 a una bomba de vacío 36, a través de la cual se evacua la cámara. La salida 34 contiene una válvula 38 para aislar la cámara de la bomba de vacío 36. La cámara 30 incluye también una entrada 40 unida a un recinto 42 que contiene el complejo de peróxido de hidrógeno. La entrada 40 contiene una válvula 44 que permite que el recinto 42 esté aislado de la cámara. El sistema de esterilización puede contener también una entrada 41 que conecta el recinto 42 y la bomba de vacío 36, que contienen una válvula 43. Este sistema permite la evacuación simultánea del recinto 42 y de la cámara 30, o la evacuación independiente bien del recinto 42 o bien de la cámara 30. La evacuación se controla abriendo y cerrando las válvulas 38, 44 y 43. Como será evidente para cualquier experto en la técnica, también se pueden utilizar dos bombas, una para cada cámara, en este sistema.

El recinto 42 contiene un calentador opcional 49 unido a un controlador de temperatura 46 para controlar la temperatura del complejo de peróxido de hidrógeno. La concentración del complejo de peróxido de hidrógeno en el estado de vapor se puede monitorizar mediante un monitor de peróxido opcional 48. El interior de la cámara contiene un electrodo de radiofrecuencia (RF) 50, que está unido a una red de adaptación 52 y a una fuente de alimentación RF 54. Una forma conveniente para el electrodo es un cilindro perforado, que rodea a las muestras y está abierto en ambos extremos. La operación general del presente procedimiento es como sigue:

1.: Los artículos 56 que se van a esterilizar se colocan en la cámara 30.

2.: La cámara 30 podría estar a presión atmosférica o, alternativamente, se podría evacuar para facilitar la penetración del peróxido de hidrógeno. La evacuación se realiza abriendo la válvula 38 y conectando la bomba de vacío 36. Alternativamente, se podrían evacuar tanto la cámara 30 como el recinto 42 mediante la apertura de las válvulas 38 y 44, y/o 43.

3.: Las válvulas 38 y 43 están cerradas para aislar a la bomba de vacío 36 de la cámara 30 y del recinto 42, y la válvula 44 está abierta. El vapor de peróxido de hidrógeno se libera dentro de la cámara 30 a partir de la fuente de peróxido de hidrógeno, que podría calentarse para facilitar la liberación del vapor de peróxido de hidrógeno. Opcionalmente, se puede añadir también aire o un gas inerte.

4.: Los artículos 56 que se van a esterilizar, bien se tratan con vapor peróxido hasta que se esterilicen, o bien se tratan previamente con vapor peróxido en la cámara 30 antes de que se genere plasma con la suficiente fuerza como para esterilizar. Si es necesario, la cámara 30 se podría evacuar en este tiempo para facilitar la generación del plasma. La duración del periodo de mantenimiento previo al plasma depende del tipo de empaquetamiento utilizado, de la naturaleza y del número de artículos que se van a esterilizar y de la colocación de los artículos en la cámara. Los tiempos óptimos se pueden determinar empíricamente.

5.: El artículo 56 se somete a plasma mediante la aplicación de energía desde la fuente de alimentación RF 54 al electrodo RF 50. La energía RF usada para generar el plasma podría ser en pulsos o continua. El artículo 56 permanece en el plasma durante un periodo que permita efectuar una esterilización completa y/o eliminar el peróxido de hidrógeno residual. En ciertas formas de realización, se aplica el plasma de 5 a 30 minutos. Sin embargo, los tiempos óptimos se pueden determinar empíricamente.

Con el término "plasma" se pretende incluir, cuando se usa en la presente memoria y reivindicaciones, cualquier porción de un gas o vapor que contiene electrones, iones, radicales libres, átomos disociados y/o excitados o moléculas producidas como resultado de la aplicación de un campo eléctrico, que incluye cualquier radiación acompañante que se pudiera producir. El campo aplicado podría cubrir un amplio intervalo de frecuencias; sin embargo, comúnmente se usa una radiofrecuencia o microondas.

El sistema de liberación de peróxido de hidrógeno no acuoso revelado en la presente invención se puede usar también con plasmas generados mediante el procedimiento revelado en la Patente de EE.UU. No. 4.643.876, mencionada previamente. Alternativamente, se podría usar con los plasmas descritos en las Patentes de EE.UU. No. 5.115.166 ó 5.087.418, en las que el artículo que se va a esterilizar se coloca en una cámara que se separa de la fuente de plasma.

El dispositivo descrito anteriormente es particularmente ventajoso cuando se usan complejos de peróxido que no son estables bajo vacío. Existen, al menos, dos procedimientos posibles que se pueden usar para minimizar la pérdida de peróxido de hidrógeno durante la etapa de vacío. Primero, la cámara pequeña se puede evacuar independientemente. Segundo, si se usa una cámara suficientemente pequeña, no hay necesidad de evacuar la cámara pequeña en absoluto.

Un ejemplo de complejo peróxido no acuoso inestable (que, de forma aislada, no constituye un compuesto inorgánico como el descrito en las reivindicaciones) es el anhídrido de glicina-peróxido. Este compuesto libera vapor de peróxido de hidrógeno cuando se coloca bajo vacío. La Figura 4 es una gráfica que ilustra la liberación de vapor de peróxido de hidrógeno desde el complejo anhídrido de glicina-peróxido, bajo vacío. El procedimiento usado para liberar el peróxido de hidrógeno del complejo con anhídrido de glicina es el siguiente: (1) La cámara principal 30 se evacuó con las válvulas 43 y 44 cerradas. (2) La cámara que contiene el complejo de peróxido de hidrógeno 42 se evacuó con las válvulas 38 y 44 cerradas y con la válvula 43 abierta. (3) La válvula 43 se cerró y la válvula 44 se abrió y se dejó que el vapor de peróxido de hidrógeno difundiera dentro de la cámara 30.

Como se muestra en la gráfica, el vapor de peróxido de hidrógeno se libera del complejo a medida que se reduce la presión, incluso sin calentamiento adicional. Como se ilustra en la Figura 4, la liberación de vapor peróxido aumenta significativamente por el calentamiento del complejo a una temperatura superior. Así, incluso complejos de peróxido inestables son útiles en el procedimiento de esterilización de la presente invención.

La presente invención proporciona, al menos, cuatro ventajas sobre los sistemas de esterilización por peróxido de hidrógeno anteriores:

1.: Se evita el uso de soluciones de peróxido de hidrógeno concentradas, potencialmente peligrosas.

2.: Se elimina la necesidad de reducir previamente la humedad relativa de las áreas que se van a esterilizar con el fin de evitar condensación.

3.: Se elimina sustancialmente el agua del sistema, de forma que existe poca competición entre el agua y el peróxido de hidrógeno para la difusión en lúmenes largos y estrechos.

4.: Se puede eliminar frecuentemente la necesidad de unir un recipiente especial para liberar los gases esterilizantes en los lúmenes largos y estrechos.

Uno de los sorprendentes descubrimientos de la presente invención es que se puede efectuar la esterilización utilizando vapor de peróxido de hidrógeno en ausencia sustancial de humedad. La técnica anterior indica que se requiere agua para alcanzar la esterilización en los procedimientos de esterilización con compuestos químicos en estado de gas o de vapor. Ventajosamente, la presente invención elimina sustancialmente el agua del sistema, lo que resulta en una esterilización más rápida, más eficiente y más efectiva.

La eficacia de la esterilización de varios complejos de peróxido de hidrógeno, no acuosos, se determinó, como se describe a continuación, en 14 Ejemplos.

Los siguientes ejemplos tienen un propósito comparativo o ilustrativo, además de demostrar las etapas implicadas en la preparación de la invención en sí misma.

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Ejemplo 1

(Comparativo)

Se obtuvieron datos de eficacia con vapor de peróxido de hidrógeno liberado a partir de un complejo de peróxido de urea, sustancialmente anhidro, utilizando esporas de Bacillus subtilus var. (niger) en lúmenes de metal y de plástico TEFLON^{TM} como prueba biológica.

A. Procedimientos de análisis 1. Equipo

Se colocaron cuatro gramos de un comprimido triturado de un aducto de peróxido de hidrógeno y urea (Fluka Chemical Corp. Ronkonkoma, NY) en una cubeta de aluminio 90, como se describe en la Figura 3A. La parte superior de la cubeta 90 se cubrió con TYVEK^{TM} 92 (un material de polietileno no tejido "spunbond" transpirable) de calidad sanitaria, de forma que cualquier cantidad peróxido de hidrógeno liberado del complejo necesitaría pasar a través de la cubierta TYVEK^{TM} antes de difundir en el resto de la cámara. La cubeta de aluminio 90 se colocó sobre una almohadilla térmica 94 en un disco de pyrex 96 localizado en el fondo de la cámara de esterilización de aluminio (ver la Figura 1). La cámara de esterilización, que tenía un volumen aproximado de 173 litros contenía
también:

\bullet: Un monitor de peróxido de hidrógeno para medir la concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor.

\bullet: Un controlador de la temperatura para controlar la temperatura de la almohadilla térmica.

\bullet: Un puerto de inyección a través del cual se podía inyectar el peróxido de hidrógeno en la cámara.

\bullet: Un estante de metal sobre el que se colocaba la bandeja de plástico que contenía los dispositivos con lumen, para su análisis.

\bullet: Calentadores de resistencia eléctrica en la parte exterior de las paredes de la cámara, que mantenían la temperatura de la cámara a 45ºC durante los análisis de eficacia.

2. Prueba biológica y análisis

Para evaluar la eficacia del sistema de liberación de peróxido no acuoso, se colocaron pruebas biológicas que consistieron en 1, 04 x 10^{6} esporas de Bacillus subtilus var. (niger) sobre hojas de bisturí de acero inoxidable, equidistantes de cada uno de los extremos de lúmenes de acero inoxidable de dimensiones 3 mm de diámetro interno x 40 cm de longitud, 3 mm de diámetro interno x 50 cm de longitud y 1 mm de diámetro interno x 50 cm de longitud. Estos diámetros internos y longitudes son típicos de los lúmenes de metal usados en dispositivos médicos. El compartimento en el centro de cada lúmen que contenía la pieza bajo análisis biológico tenía las dimensiones 13 mm de diámetro interno x 7,6 cm de longitud. En los análisis biológicos con lúmenes de metal, se evaluaron un total de 9 lúmenes por análisis. Estos incluyeron 3 lúmenes para cada uno de los 3 grupos de diámetro interno y longitudes diferentes
disponibles.

Se realizaron análisis similares con una prueba biológica que consistió en 4,1 x 10^{6} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre una tira de papel (6 mm x 4 mm de papel de cromatografía Whatman #1) localizada a igual distancia de los extremos de lúmenes de TEFLON^{TM} de dimensiones 1 mm de diámetro interno x 1 longitud medida, 1 mm de diámetro interno x 2 longitud medida, 1 mm de diámetro interno x 3 longitud medida y 1 mm de diámetro interno x 4 longitud medida. El centro de compartimento de estos lúmenes, que contenían las piezas biológicas bajo análisis, tenían las dimensiones 15 mm de diámetro interno x 7,6 cm de longitud. En los análisis biológicos con lúmenes de TEFLON^{TM}, se evaluaron un total de 12 lúmenes por análisis, 3 lúmenes de cada una de las 4 longitudes diferentes disponibles.

Los lúmenes que contenían las muestras biológicas bajo análisis se colocaron en una bandeja de plástico que posteriormente se colocó sobre el estante en la cámara de esterilización. Posteriormente, se cerró la puerta de la cámara y ésta se evacuó a 0,027 KPa (0,2 Torr) de presión con una bomba de vacío. La cubeta de aluminio, que contenía el aducto de peróxido de hidrógeno y urea, se calentó posteriormente hasta una temperatura de 80 a 81ºC durante un periodo de 5 minutos, medido mediante un termómetro termoacoplado colocado en la pared lateral de la cubeta de aluminio, aproximadamente a 1 cm del fondo de la cubeta. Durante este tiempo, la concentración de peróxido de hidrógeno en la cámara incremento a 6 mg/l, medido mediante el monitor de peróxido.

Las muestras biológicas bajo análisis se expusieron a vapor de peróxido de hidrógeno durante periodos de 5, 10, 20 y 25 minutos. Después de la exposición al vapor de peróxido de hidrógeno, las muestras biológicas bajo análisis se transfirieron asépticamente a 15 ml de medio de soja tripticasa que contenía 277 unidades de catalasa para neutralizar cualquier traza de peróxido de hidrógeno residual que pudiera quedar en las muestras bajo análisis. Todas las muestras se incubaron durante 7 días a 32ºC y se observó si había crecimiento.

También se realizaron estudios comparativos en los que se inyectó una disolución acuosa del 50% de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización y se evaporó desde un inyector térmico (una superficie térmica de metal). El volumen de la disolución de peróxido de hidrógeno inyectada produjo una concentración de peróxido de hidrógeno en la fase de vapor de 6 mg/ml. Los lúmenes bajo análisis y las muestras biológicas bajo análisis utilizadas en estos análisis fueron idénticos a los utilizados en los análisis con peróxido de hidrógeno no acuoso. El manejo de las muestras biológicas bajo análisis después de la exposición a peróxido de hidrógeno también fue idéntico.

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B. Resultados del análisis

Los resultados de estos análisis con lúmenes acero inoxidable y de TEFLON^{TM}, que se presentan en las Tablas 3 y 4, respectivamente, ilustran las ventajas de un sistema de liberación de peróxido no acuoso, tanto con lúmenes metálicos como no metálicos. En 5 minutos se alcanzó una muerte total de las esporas bacterianas con el sistema de liberación de peróxido no acuoso para los lúmenes con menor ID y mayor longitud evaluados. Al mismo tiempo, no se alcanzó una muerte total, incluso después de un tiempo de difusión de 25 minutos, con la disolución del 50% de peróxido de hidrógeno.

TABLA 3 Comparación de la eficacia de los sistemas acuoso/no acuoso en hojas de AI en lúmenes de AI

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3

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TABLA 4 Comparación de la eficacia de los sistemas acuoso/no acuoso en tiras de papel de 6 mm x 4 mm en lúmenes de TEFLON^{TM}

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4

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El hecho de que se pueda llevar a cabo una esterilización rápida en ausencia de cantidades sustanciales de agua es sorprendente, a la vista del hecho de que la humedad ha estado generalmente presente durante la esterilización química en fase de gas/vapor mediante varios esterilizantes, distintos de peróxido de hidrógeno. Ya que los sistemas de esterilización por peróxido de hidrógeno en fase de vapor usaban soluciones acuosas de peróxido de hidrógeno, también en estos sistemas había humedad.

Par analizar la eficacia de la esterilización de distintos complejos de peróxido, se realizaron los siguientes experimentos.

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Ejemplos 2, 3 Y 4

(Comparativos)

El aparato del Ejemplo 1 se utilizó para analizar la eficacia del complejo peróxido de hidrógeno-polivinilpirrolidona (Ejemplo 2), del complejo peróxido de hidrógeno-nylon 6 (Ejemplo 3) y del complejo peróxido de hidrógeno-1,3 dimetilurea (Ejemplo 4). Estos compuestos se sintetizaron según el procedimiento revelado más adelante en los Ejemplos 12 y 13. Los parámetros del análisis fueron los siguientes:

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5

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En cada caso, los soportes de las esporas fueron sustratos de papel de 6 mm x 4 mm en lúmenes de plástico y hojas de acero inoxidable en lúmenes de acero inoxidable. Los resultados de este análisis de eficacia se muestran a continuación en la Tabla 5.

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TABLA 5 Eficacia de los complejos con PVP, nylon 6 y 1,3-dimetilurea

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6

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Los resultados que aparecen en la Tabla 5 muestran que todos los complejos de peróxido de hidrógeno analizados generan vapor peróxido que proporciona una esterilización eficiente, después de sólo cinco minutos de exposición.

La temperatura requerida para liberar el vapor de peróxido de hidrógeno del complejo sólido, que se mostró anteriormente, es la temperatura medida mediante un termómetro termoacoplado localizado en la exterior de la cubeta de aluminio, aproximadamente a 1 cm del fondo de la cubeta. Análisis adicionales utilizando un termómetro, como por ejemplo un termómetro fluoróptico, colocado sobre el fondo interior de la cubeta, indicaron que la temperatura en el fondo de la cubeta era aproximadamente 30-35ºC superior, como se describe en el Ejemplo 5 a continuación. Así, en el ejemplo previo, la temperatura en el fondo de la cubeta fue aproximadamente de 110-115ºC, cuando el termómetro termoacoplado registró 80ºC, y la temperatura en el fondo de la cubeta fue aproximadamente de 140-145ºC, cuando el termómetro termoacoplado registró 110ºC.

Ejemplo 5

Para determinar la temperatura en el fondo de la cubeta de aluminio utilizada para contener el complejo peróxido sólido, se adhirió un termómetro fluoróptico en el fondo interior de la cubeta de aluminio. Se colocó un termómetro termoacoplado Omega^{TM} en el exterior de la cubeta de aluminio, aproximadamente a 1 cm del fondo de la cubeta. Se tomaron tres lecturas diferentes de los termómetros. Cada vez que la cubeta se calentaba hasta la temperatura deseada, indicada por el termómetro colocado en el lateral de la cubeta, se dejaba enfriar, y posteriormente se volvía a calentar hasta la temperatura deseada. Las temperaturas registradas se enumeran a continuación:

7

Los resultados muestras que la temperatura en el fondo de la cubeta de aluminio era aproximadamente de 30-35ºC superior a la temperatura indicada por el termómetro termoacoplado localizado en el lateral de la cubeta.

Se realizaron análisis adicionales para comparar los datos de eficacia obtenidos usando una fuente de peróxido acuosa y una no acuosa en un sistema abierto (sin lumen). Los experimentos se describen en detalle a continuación.

Ejemplo 6

(Comparativo)

El aparato del Ejemplo 1 se usó con una prueba biológica que consistió en 6,8 x 10^{5} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre una tira de papel de cromatografía Whatman #1 de 6 mm x 4 mm empaquetada en un sobre TYVEK^{TM}/MYLAR^{TM} (TYVEK^{TM} es un tejido permeable a gases hecho de polietileno. MYLAR^{TM} es un material de poliéster no permeable a gases). Las tiras con la prueba biológica empaquetadas se colocaron en el frente, en el medio o detrás de una bandeja de óxido de polifenileno que contenía un sigmoidoscopio fibroóptico flexible. Esta bandeja se colocó en un contenedor de óxido de polifenileno que tenía un puerto en la parte superior y dos puertos en el fondo para permitir la difusión. Los puertos, de 9,8 cm (cuatro pulgadas) de diámetro, se cubrieron con un material de empaquetamiento transpirable de polipropileno (Envoltura de esterilización de alta resistencia SPUNGUARD^{TM}, Kimberly-Clark, Dallas TX) para mantener la esterilidad del contenido del recipiente después de la esterilización. El contenedor se colocó en el aparato del Ejemplo 1 y se redujo la presión en la cámara hasta 0,027 KPa (0,2 Torr). La cubeta de aluminio, que contenía 2 gramos del aducto de peróxido de hidrógeno y urea (Fluka Chemical Corp.), se calentó posteriormente hasta una temperatura de 80 a 81ºC, medida mediante el termómetro termoacoplado colocado en el exterior de la cubeta de aluminio aproximadamente a 1 cm del fondo de la cubeta de aluminio, durante 5 minutos para proporcionar 3 mg/l de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara. Las muestras biológicas bajo análisis se expusieron a vapor de peróxido de hidrógeno durante periodos de 5 y 10 minutos. Después de la exposición las muestras bajo análisis se manejaron de la misma forma que las del Ejemplo 1.

Se realizaron también estudios comparativos en los que se inyectó una disolución acuosa del 50% de peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización y se evaporó desde un inyector térmico. El volumen de la disolución de peróxido de hidrógeno inyectado produjo una concentración en la fase de vapor de 3 mg/ml. La configuración del análisis, la composición de las muestras biológicas bajo análisis y el manejo de las muestras biológicas bajo análisis después de la exposición fueron idénticos a los utilizados en los análisis con peróxido de hidrógeno no acuoso. Los resultados de estos análisis se presentan en la Tabla 6.

TABLA 6 Comparación de la eficacia de los sistemas acuoso/ no acuoso en un sistema abierto (no análisis de lumen)

8

Los resultados de estos análisis demostraron la mayor eficacia del procedimiento con peróxido de hidrógeno no acuoso comparado con el acuoso en un sistema "abierto" en el que la muestra biológica no se colocó en un lumen. De nuevo, se descubrió sorprendentemente que el sistema no acuoso proporcionaba una esterilización superior incluso cuando no se requería la difusión del peróxido de hidrógeno en un lumen largo y estrecho. Esto sugiere que el modo de acción del peróxido de hidrógeno no es el mismo para los sistemas con y sin agua.

Se realizaron análisis adicionales para determinar la eficacia de vapor de peróxido de hidrógeno no acuoso a presión normal, no reducida. Este análisis se detalla a continuación.

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Ejemplo 7

(Comparativo)

Se realizaron análisis de eficacia con el vapor de peróxido de hidrógeno liberado a partir de un complejo de peróxido de urea en un sistema abierto, a presión atmosférica. En este análisis, las pruebas biológicas de 1,04 x 10^{6} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre hojas quirúrgicas de acero inoxidable, se empaquetaron en un sobre TYVEK^{TM}/ MYLAR^{TM}. Las hojas con la prueba biológica empaquetadas se colocaron en el frente, en el medio y detrás de una bandeja de óxido de polifenileno. La bandeja se colocó en el aparato del Ejemplo 1 y se cerró la puerta de la cámara. La cubeta de aluminio, que contenía 4,0 g de peróxido de urea (Fluka Chemical Corp.) se calentó hasta una temperatura de 80º a 81ºC, medida mediante el termómetro termoacoplado colocado en el exterior de la cubeta de aluminio aproximadamente a 1 cm del fondo de la cubeta de aluminio, durante la duración del análisis. Las muestras biológicas bajo análisis se expusieron a vapor de peróxido de hidrógeno durante periodos de 5, 10, 20 y 30 minutos. Después de la exposición, las muestras bajo análisis se manejaron de la misma forma que las del Ejemplo 1. Los resultados de estos análisis se presentan en la Tabla 7 y demuestran la eficacia del procedimiento con peróxido no acuoso en un sistema abierto a presión atmosférica.

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TABLA 7 Eficacia del procedimiento con peróxido no acuoso en un sistema abierto a presión atmosférica

9

Se realizaron análisis adicionales para determinar la cantidad aproximada de peróxido liberada desde el complejo de peróxido de hidrógeno y urea a varias temperaturas. Este análisis se describe en el Ejemplo 8.

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Ejemplo 8

(Comparativo)

El polvo de peróxido de urea, obtenido mediante el triturado de comprimidos disponibles comercialmente (Fluka Chemical Corp.), se colocó entre dos pantallas de aluminio en un aparato según la Figura 38, que tiene las dimensiones 12,7 cm x 12,7 cm. Posteriormente, se calentó la placa de aluminio y se monitorizó la temperatura utilizando un termómetro localizado cerca de una esquina de la placa de aluminio. La Tabla 8 enumera el porcentaje aproximado de peróxido liberada a distintas temperaturas, después de calentar durante cinco minutos. Los datos muestran que aproximadamente el 100% del peróxido se libera del complejo a una temperatura de 140ºC. A temperaturas inferiores se liberan porcentajes de peróxido menores.

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TABLA 8 Liberación de peróxido no acuoso a varias temperaturas

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10

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Los complejos de peróxido que tienen la capacidad de liberar vapor de peróxido de hidrógeno a temperatura ambiente y presión atmosférica, como por ejemplo el complejo de peróxido de urea, son efectivos para su uso en distintas aplicaciones de esterilización. Los compuestos de la presente invención no sólo se pueden usar en un aparato de esterilización de la presente invención, como el descrito anteriormente, también se pueden usar como parte de los materiales de empaquetamiento para autoesterilización, o aplicarse sobre soportes como por ejemplo una gasa, esponja, algodón o similar. Los compuestos permiten la esterilización de empaquetamientos sellados a temperatura ambiente o a elevadas temperaturas, y son particularmente útiles para la esterilización de productos médicos o quirúrgicos empaquetados.

Los usos particulares de los compuestos de la presente invención se describen en los ejemplos siguientes. El complejo peróxido usado en los siguientes ejemplos fue peróxido de urea en forma de un comprimido (Fluka Chemical Corp.) o en forma de un polvo obtenido al triturar los comprimidos.

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Ejemplo 9

(Comparativo)

Se preparó una bolsa para autoesterilización como sigue: Un bisturí quirúrgico, que tenía 3,8 x 10^{6} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre su superficie, se colocó en una placa Petri estéril. La placa se colocó en una placa Petri mayor, junto con 1 g del complejo peróxido de urea en forma de comprimido o de polvo. Posteriormente, la placa Petri mayor se insertó en una bolsa formada de TYVEK^{TM}/ MYLAR^{TM} (permeable a gases, Tabla 9), MYLAR^{TM}/MYLAR^{TM} (no permeable a gases, Tabla 10) o Papel/MYLAR^{TM} (permeable a gases, Tabla 10). Posteriormente, se selló la bolsa.

Cada bolsa se expuso a distintas temperaturas durante periodos de tiempo diferentes, como se muestra en las Tablas 9 y 10, a continuación. La esterilización de las muestras bajo análisis biológico se evaluó como se describió en el Ejemplo 1. Los resultados se incluyen en las Tablas 9 y 10, en las que un signo "+" indica crecimiento bacteriano.

TABLA 9

11

La Tabla 10 enumera los datos de eficacia de las bolsas para autoesterilización con (Papel/MYLAR^{TM}) y sin una barrera transpirable (MYLAR^{TM}/MYLAR^{TM}). Las bolsas se prepararon como se describió anteriormente, sin embargo la fuente de vapor de peróxido fue únicamente en forma de peróxido de urea.

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TABLA 10

12

Los resultados de este análisis muestran que el complejo peróxido de urea incluido en una bolsa, con y sin una barrera transpirable, proporciona una esterilización efectiva a un artículo que está dentro de la bolsa, en ausencia de humedad, a temperatura ambiente y a presión atmosférica, después de 2 a 3 horas únicamente. A temperaturas superiores, la esterilización se efectúa después de sólo una hora.

Para determinar la eficacia del sistema de esterilización de la presente invención en un contenedor cerrado, se realizó el siguiente experimento.

Ejemplo 10

(Comparativo)

Se preparó un contenedor para autoesterilización como sigue: Un soporte de acero inoxidable, que tenía bien 3,8 x 10^{6} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre su superficie (Tabla 11) o que tenía 9,2 x 10^{5} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre su superficie (Tabla 12), se colocó dentro de un vial de polietileno (PE) pequeño que tenía 20 agujeros (tamaño de 0,48 cm (3/16'')) en su superficie. El vial se colocó en un vial mayor de PE, que se cubrió, bien con una tapa hermética, o bien con una capa permeable a gases de SPUNGUARD^{TM} (envoltura CSR). También se incluyó en el vial de mayor tamaño, un segundo vial de PE, que tenía 20 agujeros (tamaño de 0,48 cm (3/16'')) en su superficie. Este vial contenía 1 g de peróxido de urea en forma de polvo o de comprimido, y se selló en una bolsa, bien de SPUNGUARD^{TM} (envoltura CSR), o bien de TYVEK^{TM}.

Cada contenedor se expuso a distintas temperaturas durante periodos de tiempo diferentes, como se muestra en las Tablas 11 y 12, a continuación. La esterilización de las muestras bajo análisis biológico se evaluó como se describió en el Ejemplo 1. Los resultados se incluyen en las Tablas 11 y 12, en las que un signo "+" indica crecimiento bacteriano.

TABLA 11

13

TABLA 12

15

TABLA 12 (continuación)

16

Los resultados de este análisis muestran que el complejo peróxido de urea no acuoso incluido en un contenedor, con y sin una barrera transpirable, proporcionan una esterilización efectiva a temperatura ambiente, después de sólo 3-4 horas. A temperaturas superiores, la esterilización se efectúa después de un tiempo tan pequeño como media hora.

Se ha observado que los complejos de peróxido no acuosos que liberan vapor peróxido son útiles en la esterilización de artículos a temperatura ambiente, y más efectivamente a temperaturas superiores. Estos complejos se pueden colocar en una bolsa, contenedor, cámara, habitación o en cualquier área que se pueda sellar, en los que liberan vapor peróxido que esteriliza de forma efectiva los artículos. Los complejos se pueden calentar para facilitar la liberación de vapor, y proporcionar esterilización en un tiempo menor que el requerido para la esterilización a temperatura ambiente. Los compuestos de la presente invención son, por tanto, útiles en distintas aplicaciones en las que se desea esterilización. Simplemente, colocando el complejo en un área sellada que contenga un artículo o artículos para su esterilización, ésta se puede llevar a cabo. Contrastando con los procedimientos anteriores de la técnica, no se necesita contacto con humedad para proporcionar activación del peróxido de hidrógeno.

Para confirmar que se puede efectuar esterilización utilizando complejos de peróxido no acuosos en un tiempo menor, a presiones inferiores, se realizó en siguiente experimento.

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Ejemplo 11

(Comparativo)

Se preparó un contenedor para autoesterilización como sigue: Un soporte de acero inoxidable, que tenía 9,2 x 10^{6} esporas de B. subtilus var. (niger) sobre su superficie, se colocó dentro de un vial de PE pequeño que tenía 20 agujeros (tamaño de 0,48 cm (3/16'')) en su superficie. El vial se colocó en un vial de PE mayor, que se cubrió con una capa permeable a gases de envoltura CSR (SPUNGUARD^{TM}). También se incluyó en el vial de mayor tamaño, un segundo vial de PE, que tenía también 20 agujeros (tamaño de 0,48 cm (3/16'')) en su superficie. Este vial contenía 1 g de peróxido de urea en forma de polvo o de comprimido. El vial se selló en una bolsa de envoltura CSR o de TYVEK^{TM}.

Los viales mayores se colocaron, bien en una cámara de esterilización de 4,5 l, o bien en una cámara de esterilización de 173 l. Cada contenedor se expuso a una presión de 13,3 KPa (100 Torr) y a una temperatura de 23ºC durante 2 horas, como se muestra en la Tabla 13. La esterilización de las muestras bajo análisis biológico se evaluó como se describió en el Ejemplo 1. Los resultados se incluyen en la Tabla 13.

TABLA 13

17

Estos resultados muestran que un complejo comparativo de peróxido de urea no acuoso incluido en un contenedor con una barrera transpirable proporciona una esterilización efectiva a 13,3 KPa (100 Torr) y temperatura ambiente después de 2 horas únicamente. Estos resultados, cuando se comparan con los resultados de la Tabla 12, demuestran que los complejos de peróxido de la presente invención proporcionan esterilización a presiones reducidas en un tiempo menor que el requerido para efectuar la esterilización a presión atmosférica.

Así, los complejos de peróxido de hidrógeno de la presente invención pueden proporcionar una esterilización efectiva en periodos de tiempo significativamente más cortos. Además, como se discutió anteriormente, también se puede usar plasma para aumentar la actividad de esterilización del vapor de peróxido de hidrógeno. Los artículos que se van a esterilizar, se someten a plasma después de la exposición al vapor peróxido, y permanecen en el plasma por un periodo de tiempo suficiente para efectuar la esterilización completa.

Los artículos que se han esterilizado mediante exposición a vapor de peróxido de hidrógeno se pueden exponer a plasma para eliminar cualquier traza de peróxido de hidrógeno residual que quede en los artículos. Debido a que el peróxido de hidrógeno residual se descompone en productos no tóxicos durante el tratamiento con plasma, los artículos esterilizados están preparados para su uso después del tratamiento, sin necesidad de ninguna etapa
adicional.

Los complejos de peróxido no acuosos son útiles en distintas aplicaciones, que incluyen como un componente de un empaquetamiento para autoesterilización. Además, los complejos son adecuados para su uso en distintos procedimientos para la esterilización por vapor de artículos, como por ejemplo el procedimiento revelado en la Patente de EE.UU. No. 4.943.414. Esta patente revela un procedimiento en el que un recipiente que contienen una pequeña cantidad de una disolución de un líquido esterilizante evaporable, se une a un lumen, y se evapora y se hace fluir el esterilizante directamente dentro del lumen del artículo, a medida que se reduce la presión durante el ciclo de esterilización. El procedimiento revelado en la patente se puede modificar para permitir el uso de un compuesto peróxido no acuoso. El compuesto se coloca en un recipiente y se conecta al lumen del artículo que se va a esterilizar. Posteriormente, el artículo se coloca en un contenedor y éste se evacua. El lumen del artículo y el exterior del artículo entran en contacto con el vapor de peróxido de hidrógeno liberado a partir del compuesto no acuoso. Se puede generar opcionalmente plasma y utilizarlo para aumentar la esterilización y/o para eliminar cualquier traza de peróxido de hidrógeno residual de los artículos. El uso de complejos de peróxido no acuosos en el sistema que se acaba de describir supera la desventaja de que el agua de la disolución acuosa se evapora más rápido y precede al vapor de peróxido de hidrógeno dentro del lumen. Así, se alcanza una esterilización más efectiva y se requiere menos tiempo para efectuar la esterilización.

Síntesis de complejos de peróxido de hidrógeno no acuosos

Esta revelación proporciona adicionalmente un procedimiento para la preparación de complejos de peróxido de hidrógeno no acuosos que son útiles como la fuente en un esterilizador por vapor de peróxido de hidrógeno, o como un componente de empaquetamientos para autoesterilización, como se describió anteriormente. Se da por supuesto que los complejos de peróxido de hidrógeno se pueden usar para otras aplicaciones, como por ejemplo para agentes de blanqueado, soluciones para lentes de contacto, catalizadores y otras aplicaciones que serán muy conocidas para los expertos en la técnica.

El procedimiento general para la preparación de los complejos de peróxido de hidrógeno es el siguiente:

(1) Colocar el material reactivo en la cámara

El material que se va a hacer reaccionar con el peróxido de hidrógeno puede ser un sólido en varias formas (por ejemplo, polvo, cristal, película, etc., preferentemente que tenga un área de superficie alta para aumentar la tasa de reacción). El material reactivo puede, también, estar presente como una disolución en agua o en otro solvente, si se deja suficiente tiempo para evaporar el solvente después de reducir la presión en la cámara. El material podría ser también un líquido cuyo punto de ebullición sea más alto que el del peróxido de hidrógeno (150ºC). Debido a que las tasas de reacción son más rápidas a temperaturas elevadas, preferentemente la cámara se calentará antes o después de introducir la composición reactiva. Sin embargo, la temperatura no deberá ser tan alta como para hacer hervir o evaporarse al reactivo.

La composición reactiva podría estar incluida en cualquier contenedor que proporcione acceso al vapor peróxido. Si está en forma de un polvo o de otra forma que se pudiera mover alrededor cuando se evacua la cámara, entonces el reactivo se podría retener en un contenedor permeable, que permita la difusión del peróxido de hidrógeno en el contenedor.

(2) Evacuar la cámara

En ciertas formas de realización, la cámara se evacua a una presión inferior a la presión atmosférica, como por ejemplo a una presión inferior a la presión de vapor del peróxido de hidrógeno (que depende de su concentración y temperatura), con el fin de asegurar que todo el peróxido está en la fase de vapor. La presión de vapor aumenta al incrementar la temperatura y disminuye al incrementar la concentración de peróxido. En la mayoría de los experimentos, la cámara se evacuó a aproximadamente 0,027 KPa (0,2 Torr) y la temperatura fue la del ambiente o superior.

(3) Generar vapor de peróxido de hidrógeno

El vapor de peróxido de hidrógeno se puede generar a partir de una disolución de peróxido de hidrógeno o a partir de un complejo de peróxido de hidrógeno sustancialmente anhidro. Los últimos generan peróxido de hidrógeno seco en estado de vapor, que es una ventaja si, bien el material que se va a hacer reaccionar con el vapor, o bien el complejo que se va a formar, es higroscópico. Otra ventaja de la generación de vapor de peróxido de hidrógeno a partir de un complejo sustancialmente libre de agua es que el porcentaje de peróxido de hidrógeno en el complejo que se está formando es más alto que si el vapor se genera a partir de una disolución acuosa de H_{2}O_{2}. Esto se debe probablemente a la competición entre las moléculas de agua y las moléculas de H_{2}O_{2} por los sitios de unión en el complejo, cuando se utiliza una disolución acuosa para generar el vapor de H_{2}O_{2}.

El vapor peróxido se puede generar en la misma cámara que aloja al material reactivo o en otra cámara separada de ella mediante una válvula de vacío.

(4) Hacer reaccionar el material reactivo con el peróxido de hidrógeno

El tiempo requerido para la reacción depende, por supuesto, de la tasa de reacción del reactivo con el peróxido de hidrógeno. Se puede determinar empíricamente monitorizando la presión, que disminuye durante la unión del peróxido al material reactivo. Típicamente, el tiempo de reacción es de aproximadamente 5-30 minutos. La concentración del peróxido de hidrógeno evaporado y el peso del material de partida, determinan el porcentaje en peso de peróxido en el producto de reacción final. A medida que la relación en peso del reactivo respecto del peróxido de hidrógeno aumenta, el porcentaje en peso del peróxido de hidrógeno en el complejo disminuye. La reacción se puede repetir múltiples veces para aumentar la concentración de peróxido de hidrógeno en el complejo.

(5) Evacuar la cámara de nuevo

Al final del periodo de reacción, la cámara se evacua adicionalmente a aproximadamente 0.27 KPa (2 Torr) para eliminar cualquier traza de peróxido de hidrógeno que no haya reaccionado.

(6) Ventilación de la cámara y retirada del complejo de peróxido de hidrógeno

El mecanismo por el que el peróxido de hidrógeno forma un complejo con el material reactivo no se entiende completamente. Se piensa que la formación del complejo implica la formación de un enlace de hidrógeno entre el peróxido de hidrógeno y los grupos funcionales ricos en electrones, que contienen oxígeno y/o nitrógeno, sobre el material reactivo. No se conoce si este es el único modo de unión; sin embargo, se ha observado que materiales con un amplio intervalo de grupos funcionales forman complejos con peróxido de hidrógeno.

Las ventajas de la reacción en fase de vapor sobre los procedimientos anteriores de formación de complejos de peróxido de hidrógeno incluyen:

1.: La relación entre el peróxido de hidrógeno y el material reactivo se puede controlar de forma precisa modificando la cantidad de peróxido de hidrógeno presente en el estado de vapor o la cantidad de material reactivo expuesto al vapor.

2.: Se elimina la necesidad de eliminar el solvente del producto de reacción.

3.: Se pueden formar complejos de peróxido que son líquidos o sólidos, como por ejemplo polvos, cristales, películas, etc.

4.: Se pueden preparar complejos de peróxido de materiales higroscópicos.

La síntesis de complejos de peróxido no acuosos se describe adicionalmente en los siguientes ejemplos. Muchos de estos compuestos son útiles como catalizadores, además de tener las utilidades descritas en mayor detalle en este documento, como podrán apreciar fácilmente los expertos en la técnica. Los ejemplos de la invención y las etapas para su preparación no pretenden limitar de ninguna forma el alcance de la invención.

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Ejemplo 12

(Comparativo)

Se preparó un complejo de peróxido de hidrógeno de anhídrido de glicina como sigue: una muestra de 1,0 gramo de anhídrido de glicina (Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI) se colocó en una bandeja de aluminio en una cámara de 173 litros, mantenida a una temperatura de 45ºC. La parte superior de la bandeja de aluminio se cubrió con el material no tejido TYVEK^{TM}, que evita que el anhídrido de glicina salga de la bandeja cuando se reduce la presión en la cámara, pero que es transpirable y no absorbe peróxido de hidrógeno. La puerta de la cámara se cerró y la presión en la cámara se redujo a 0,027 KPa (0,2 Torr) mediante la evacuación de la cámara con una bomba de vacío. Se generó una concentración de peróxido de hidrógeno de 10 mg/litro mediante la evaporación de un volumen apropiado de una disolución acuosa del 70% de peróxido de hidrógeno (FMC Corp., Philadelphia, PA) dentro de la cámara. El vapor de peróxido de hidrógeno se mantuvo en contacto con el anhídrido de glicina durante 20 minutos. Al final del periodo de reacción, la presión de la cámara se redujo a 0.27 KPa (2 Torr) y posteriormente de volvió a llevar a presión atmosférica. El producto de reacción se eliminó de la cámara y se analizó el porcentaje en peso de peróxido de hidrógeno mediante las siguientes reacciones de titulación yodométrica.

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\quad: H_{2}O_{2} + 2KI + H_{2}SO_{4} \rightarrow I_{2} + K_{2}SO_{4} + 2H_{2}O

\quad: I_{2} + 2 Na_{2}S_{2}O_{3} \rightarrow Na_{2}S_{4}O_{6} + 2 NaI

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Se utilizó un indicador de almidón en la reacción de titulación de yodo-tiosulfato de sodio para aumentar el cambio de color en el punto final. El porcentaje en peso de peróxido de hidrógeno se calculó por la siguiente ecuación:

% H_{2}O_{2} en peso = [(ml de Na_{2}S_{2}O_{3}) (normalidad del Na_{2}S_{2}O_{3}) 1,7] / (peso de la muestra en gramos)

Se halló que el porcentaje en peso del peróxido de hidrógeno en el complejo de anhídrido de glicina era de 24,3%.

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Ejemplo 13

(Parte comparativa)

Se prepararon complejos de peróxido de hidrógeno de una amplia variedad de complejos orgánicos e inorgánicos, utilizando el procedimiento del Ejemplo 12. En todos los casos, las condiciones de reacción fueron las mismas que las del Ejemplo 12, excepto que se usó 1,0 gramo de cada uno de los compuestos presentados en la Tabla 14, en lugar de anhídrido de glicina.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 14 Compuestos evaluados y porcentaje en peso del peroxido de hidrógeno presente en los complejos formados mediante el procedimiento de síntesis en fase de vapor

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TABLA 14 (continuación)

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Los complejos orgánicos generados cubren el siguiente intervalo de grupos funcionales que son capaces de formar enlaces de hidrógeno con el peróxido de hidrógeno: alcoholes, éteres, cetonas, ácidos, aminoácidos, ésteres, sales orgánicas, aminas, amidas, poliamidas, poliuretanos, ureas y biuret. Los complejos inorgánicos incluyen carbonatos con cationes sodio, potasio y rubidio, así como bicarbonato sódico. Además, se prepararon también complejos de peróxido de hidrógeno de hidróxido de calcio y de pirofosfato de tetrasodio. Los materiales de partida fueron polvos divididos finamente o materiales cristalinos ligeramente mayores, excepto en el caso del nylon 6,6, que se proceso como una película con un espesor de 0,12 mm, y el poli vinil metil éter, que fue una disolución acuosa del 50% en peso.

Los complejos de peróxido de hidrógeno obtenidos con estos materiales bajo las condiciones de análisis fueron sólidos, excepto en el caso de polivinilpirrolidona, histamina, poli(vinil metil éter), poli(vinil metil cetona), propionamida y 1,3-dimetilurea. Los complejos de peróxido de hidrógeno de 1,3-dimetilurea y de propionamida fueron líquidos de libre fluencia, que se manejaron fácilmente en el procedimiento de síntesis en fase de vapor, debido a que no se necesitó eliminar ningún solvente para obtener el producto final. Los complejos de histamina, polivinilpirrolidona, poli(vinil metil éter) y poli(vinil metil cetona), fueron materiales gomosos que no fueron tan fáciles de manejar.

Los Ejemplos 14 y 15 describen estudios adicionales con polivinilpirrolidona bajo condiciones del proceso diferentes, para obtener un complejo peróxido como un producto sólido de libre fluencia.

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Ejemplo 14

(Comparativo)

Se prepararon complejos de peróxido de hidrógeno con polivinilpirrolidona en los que el porcentaje de peróxido de hidrógeno en el complejo con polivinilpirrolidona variaba mediante el cambio de la relación en peso de polivinilpirrolidona respecto de la concentración de peróxido de hidrógeno en estado de vapor. Las condiciones de estos análisis fueron idénticas a las del Ejemplo 12, excepto que el peso de polivinilpirrolidona se aumentó de 1,0 gramo a de 3,0 a 5,0 gramos. En todos los análisis, la concentración de peróxido de hidrógeno se mantuvo constante a 10,0 mg/litro de volumen de la cámara. Los resultados de estos análisis se presentan en la Tabla 15.

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Ejemplo 15

(Comparativo)

Se preparó un complejo de peróxido de hidrógeno de PVP en el que el peróxido de hidrógeno se liberó a partir de un complejo de peróxido de hidrógeno y urea. Cuando el peróxido de hidrógeno se libera de esta forma, está sustancialmente libre de agua. En este análisis, se colocaron 5 gramos de PVP en la cámara de reacción y se liberaron 10 mg de H_{2}O_{2}/litro del volumen de la cámara en la cámara de reacción mediante el calentamiento de aproximadamente 7 gramos de un complejo del 35% de peróxido de hidrógeno con urea a una temperatura de aproximadamente 110ºC, durante aproximadamente 5 minutos. El resto de las condiciones de este análisis fueron las mismas que las del Ejemplo 12. El porcentaje de peróxido de hidrógeno en el complejo PVP y el estado físico del complejo se presentan en la Tabla 15.

TABLA 15 Efecto de la relación de polivinilpirrolidona respecto del peróxido de hidrógeno en estado de vapor sobre el % de peróxido de hidrógeno en el complejo y en el estado físico del producto

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Los resultados de estos análisis demuestran que se puede obtener un sólido de libre fluencia con el complejo de peróxido de hidrógeno y PVP mediante el control de la relación de PVP respecto de peróxido de hidrógeno en el estado de vapor y, alternativamente, mediante la utilización de una fuente de vapor de peróxido de hidrógeno sustancialmente libre de agua.

Complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos

Como se establece en las reivindicaciones, los complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos son los esterilizantes de la presente invención y se podrían usar como se describió en detalle anteriormente en este documento para los complejos de peróxido de hidrógeno. El vapor peróxido se puede liberar a partir de estos complejos inorgánicos a presión atmosférica y temperatura ambiente. Sin embargo, como se describe en mayor detalle a continuación, se pueden liberar cantidades sustanciales de vapor de peróxido de hidrógeno a partir de los complejos de peróxido inorgánicos tras un calentamiento rápido hasta una temperatura de liberación particular, tanto bajo presión atmosférica, como bajo presión reducida. Con el fin de liberar efectivamente peróxido de hidrógeno a partir de peróxido inorgánico, la tasa de calentamiento de los complejos de peróxido inorgánicos es, preferentemente, al menos de 5ºC/ minuto; más preferentemente, es al menos de 10ºC por minuto; todavía más preferentemente, al menos de 50ºC/min.; y lo más preferentemente, es al menos de 1000ºC por minuto.

En la Tabla 16 se presenta un listado representativo de estos complejos de peróxido inorgánicos, y del porcentaje en peso de peróxido de hidrógeno. Los complejos inorgánicos preferidos son aquellos que no se descomponen para formar hidrácido de halógeno. Así, los complejos especialmente preferidos no contienen halógenos. También es posible proporcionar una mezcla de complejos de peróxido como fuente de vapor peróxido. Esta mezcla puede ser una "mezcla física" en la que se mezclan físicamente dos complejos de peróxido, previamente preparados, o una "mezcla química" en la que los compuestos en el complejo se mezclan antes de la preparación de los complejos de peróxido a partir de los mismos.

El procedimiento de titulación usado para determinar el porcentaje en peso de H_{2}O_{2} en los complejos, fue como se describió en el Ejemplo 12. El complejo de H_{2}O_{2} y carbonato de sodio se adquirió de Fluka Chemical Corp. El procedimiento de síntesis en fase de vapor usado para sintetizar los complejos de peróxido inorgánicos fue el mismo que se reveló en el Ejemplo 12, con las excepciones de que se emplearon 10 g de la muestra inorgánica sólida en lugar de 1-5 g, y que se realizaron dos ciclos de reacción en lugar de uno.

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Ejemplo 16

El procedimiento de reacción para la síntesis en fase líquida de los complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos fue esencialmente como el descrito por Jones et al. (J. Chem. Soc., Dalton, 12: 2526-2532, 1980). Brevemente, en primer lugar se disolvieron los sólidos inorgánicos en una disolución acuosa del 30% de peróxido de hidrógeno para generar una disolución saturada, seguido por la adición gota a gota de etanol. Para los complejos de oxalato potásico y de carbonato de rubidio, los precipitados blancos de peróxido se formaron a medida que la cantidad de etanol añadida se aumentaba gradualmente. Para carbonato potásico, pirofosfato potásico y pirofosfato sódico, las soluciones saturadas se incubaron a -10ºC durante varias horas para facilitar la formación de un complejo de peróxido cristalino. Los complejos se separaron del líquido mediante filtración por vacío, se lavaron con etanol al menos tres veces y se secaron mediante vacío.

TABLA 16 Compuestos evaluados y porcentaje en peso del peróxido de hidrógeno presente en los complejos

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Se usó un calorímetro de barrido diferencial (DSC) (Model PDSC 2920, TA y Metler-Toledo Model OSC 27HP) para determinar la liberación de H_{2}O_{2} o las propiedades de descomposición de los complejos de peróxido inorgánicos. El DSC se corrió con una pendiente de calentamiento de 10ºC/min y a una temperatura que oscilaba en el intervalo de 30ºC a 220ºC, bajo condiciones de presión atmosférica y de vacío variable. En referencia ahora a la Figura 5, el OSC comprende una cámara de muestras 110, una placa de calentamiento 112 y un sistema de control de presión. El sistema de control de presión comprende un transductor de presión 114 conectado a un manómetro 116. El manómetro 116 está conectado a un contador 118 que, a su vez, está conectado a una válvula de control de presión 120. El transductor de presión 114 está en comunicación fluida con la válvula de control de presión 120 y con la bomba 122.

Se colocó el complejo de peróxido de hidrógeno y oxalato potásico, sintetizado como se describió anteriormente en este documento, en un DSC y se sometió a una presión de vacío particular sobre un intervalo de temperaturas de 50ºC a 170ºC. Como se puede observar en la Figura 6, bajo estas condiciones de DSC con un agujero sobre la tapa de la cubeta de muestras, se produjo una liberación de H_{2}O_{2} mayor, un proceso endotérmico, a presiones inferiores, mientras que se favoreció la descomposición exotérmica de H_{2}O_{2} a presiones superiores. Sin embargo, como se muestra en la Figura 10, también se podría producir la liberación parcial de peróxido a presión atmosférica, al repetir el mismo experimento sin ninguna cubierta sobre la cubeta (esto es, una cubeta abierta). Así, para ciertos complejos de peróxido de hidrógeno, un sistema más abierto y/o una presión reducida pueden facilitar la liberación de H_{2}O_{2} del complejo.

En el uso de complejos de peróxido inorgánicos para la esterilización, es crítico para la estabilidad del complejo que el calentamiento se produzca rápidamente, lo que se podría efectuar precalentando la placa de aluminio antes de ponerla en contacto con la composición de peróxido inorgánica. En el uso de compuestos de peróxido inorgánicos, también se prefiere que la temperatura sea superior a 86ºC.

Como se ha descrito anteriormente, se prefiere que el complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico se caliente rápidamente, esto es, tan rápido como 1000ºC/minuto o más. Esto se puede llevar a cabo poniendo en contacto el peróxido con una placa térmica precalentada. Una forma de realización preferida para llevar a cabo este calentamiento rápido se muestra en las Figuras 7A y 7B. En referencia a la Figura 7A, se muestra un aparato 125 para inyectar vapor de peróxido en una cámara de esterilización 131 en una posición cerrada. El complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico se incorpora a un disco de peróxido 132. El disco 132 comprende cinco capas: tres capas de envoltura CSR, el complejo de peróxido en polvo y papel de aluminio recubierto con polipropileno. El disco 132 se sella por calor alrededor de su borde para retener al complejo de peróxido en polvo. El disco de peróxido 132 se coloca debajo de una placa de aluminio perforada 130 que está acoplada a una carcasa 150 mediante piezas de unión de aluminio 142. El disco* 132 se sujeta débilmente en su lugar entre los anillos en O 151. Antes de la introducción del vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara, un rodillo de aluminio 134 calentado se separa del disco de peróxido 132 y se acopla a una placa de aluminio 136. Un muelle (no mostrado) dentro del fuelle 138 mantiene la placa 136 hacia abajo en posición cerrada. Cuando la cámara 131 se evacua, el fuelle 138 se evacua también. La placa 136 está asentada contra los anillos en O 148, separando así la cámara de liberación de peróxido 152 de los corredores 158. El aparato se mantiene en su lugar y está conectado a una cámara de esterilización 131 por los pernos 144, 146, 154 y 156.

En referencia a la Figura 7B, con el fin de llevar el rodillo 134 hacia arriba para contactar con el disco de peróxido 132, se ventila el fuelle 138. Una vez que se incrementa la presión, el fuelle 138 se mueve hacia arriba, propulsando así al rodillo de aluminio 134 calentado contra el disco de peróxido 132. En una forma de realización preferida, el rodillo de aluminio 134 se calienta previamente a 175ºC; sin embargo, se pueden usar otras temperaturas. Posteriormente, el vapor de peróxido se libera del polvo a través de las capas de CSP, pasa a través de las perforaciones 160 en la placa de aluminio perforada 130, y entra en la cámara de liberación de peróxido 152. El movimiento hacia arriba del rodillo de aluminio 134 calentado, abre también la cámara de liberación de peróxido 152, permitiendo que el vapor de peróxido entre en los corredores 158, que están en comunicación fluida con la cámara de esterilización.

En referencia ahora a la Figura 8, se ilustra una cámara de esterilización 170 que contiene múltiples barras de vidrio 172 dispuestas en ella de forma ortogonal. Las hojas de bisturí de acero inoxidable 174 y 176, colocadas en la parte superior y en la parte inferior, respectivamente, de la cámara 170, contienen Bacillus stearothermophilus inoculados en ellas. Contenido dentro de la cámara de esterilización 170, y mostrado a la derecha de la misma, está un aparato 178 usado para calentar los complejos de peróxido de hidrógeno, que como ejemplo fueron complejos de peróxido de hidrógeno y de pirofosfato sódico (Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2}) y oxalato potásico (K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2}). Un aparato 178 comprende un cuenco de pyrex 180 en la parte inferior de la cámara 170. Se dispuso una placa de pyrex 182 en la parte superior del cuenco de pyrex 180. Se colocó una placa de aluminio 184 con una almohadilla térmica 186 en la parte superior de la placa de pyrex 182. El complejo de peróxido se colocó sobre la placa de aluminio 184. Un cable de alimentación 188 está conectado a la almohadilla térmica 186 y un termopar 190 está conectado a la placa de aluminio 184. Las hojas de bisturí 174 están situadas 5,08 cm (dos pulgadas) por encima de la placa de aluminio 184.

En ciertas formas de realización, se proporcionan complejos de peróxido de hidrógeno dentro de un recinto separado, en comunicación fluida con el contenedor en el que se localiza el artículo que se va a esterilizar. Las presiones dentro del recinto y del contenedor pueden ser iguales o distintas. Una diferencia de presión positiva en el recinto facilitará el movimiento del vapor de peróxido, liberado del complejo de peróxido dentro del recinto, hacia el contenedor. Esta presión positiva será particularmente útil cuando el contenedor sea grande, tal como cuando sea una habitación entera.

En otra forma de realización preferida, el complejo de peróxido en forma de polvo se aplica a una superficie adhesiva. Las superficies adhesivas preferidas incluyen las cintas adhesivas para temperaturas elevadas, tales como las cintas adhesivas A10 y A25 (3M Corp., Minneapolis, MN). Estas cintas adhesivas recubiertas con complejo de peróxido en polvo se calientan, posteriormente, para efectuar la liberación del peróxido de ellas usando el aparato mostrado en, por ejemplo, las Figuras 3A, 7A y 8.

En referencia a la Figura 9, la cinta adhesiva para altas temperaturas 200, que tiente el complejo de peróxido en polvo 202, se dispone sobre una capa de papel de aluminio 204. Se coloca una o más capas de CSR 206 sobre la parte superior de la capa de cinta adhesiva 200. Esta disposición puede tener forma de láminas individuales de material, o se puede formar un rollo del material.

Los complejos de peróxido inorgánicos usados en los Ejemplos 17 y 18 para determinar la cantidad de peróxido liberado y la eficacia de la esterilización fueron pirofosfato potásico (K_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2}: PP), oxalato potásico (K_{2}C_{2}O_{4} \cdot 1
H_{2}O_{2}: OP) y carbonato sódico (Na_{2}CO_{3} \cdot 1,5 H_{2}O_{2}: CS).

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Ejemplo 17 Liberación de peróxido del CS, OP y PP

La temperatura ideal a la cual se libera el H_{2}O_{2} del CS, OP y PP se determinó por OSC. La cantidad real de H_{2}O_{2} liberado a partir de 2 g de cada uno de estos complejos se determinó a distintas temperaturas usando una cámara de 75 litros y el aparato mostrado en las Figuras 7A y 7B. La cantidad de H_{2}O_{2} liberado del PP a 175ºC fue superior que para el CS y el OP. Aunque el CS liberó menor cantidad de H_{2}O_{2} a 175ºC, se observó una liberación significativamente mayor cuando se aumentó la cantidad de muestra.

TABLA 17 Liberación de peróxido en la cámara de 75 litros

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Ejemplo 18 Análisis de eficacia usando CS, OP y PP

Se inocularon 2 x 10^{6} esporas de B. subtilis var. (niger) en una hoja de acero inoxidable. En primer lugar, se colocaron tres cuchillas inoculadas en el frente, en el medio o detrás de una bandeja de óxido de polifenileno de 25,4 cm x 53,3 cm x 8,9 mm (10'' x 21'' x 3,5'') envuelta con Spunguard. Posteriormente, la bandeja envuelta se colocó en una cámara de vacío de 75 litros con una presión de vacío inicial de 0,027 KPa (0,2 Torr). Se preparó un disco de peróxido de 14 cm (5,5'') sellando térmicamente los polvos de peróxido inorgánico de CS, OP o PP entre tres capas de Spunguard y una capa de papel de aluminio cubierta con una película de polipropileno. El peróxido se liberó poniendo en contacto el disco con la placa de aluminio, que se había precalentado a 175ºC, durante 2 minutos, seguido de un tiempo de difusión adicional de 8 minutos para un tiempo de exposición total de 10 minutos. Después del tratamiento, las tres cuchillas se colocaron separadamente en medio de soja tripticasa (TSB) a 32ºC durante 7 días y se registró el crecimiento bacteriano. Los resultados se resumen en la Tabla 18.

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TABLA 18 Resultados del análisis de eficacia

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Como se puede observar en la Tabla 18, no se observó crecimiento de esporas, con la excepción de 2 g de CS (1/3). Sin embargo, cuando la cantidad de CS sometido a vaporización se incrementó a 3 gramos, no se observó crecimiento bacteriano. Estos resultados resaltan la eficacia de la esterilización usando complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos.

Los complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos se pueden incorporar fácilmente en los procedimientos de esterilización descritos anteriormente en relación con los complejos de peróxido orgánicos. Por ejemplo, los complejos inorgánicos se pueden usar junto con un procedimiento de esterilización por plasma, o junto con un recinto autoesterilizante en el que el peróxido se libera lentamente del complejo. De manera similar, los complejos inorgánicos también se pueden usar en la esterilización de artículos con lúmenes estrechos, en los que un recipiente, que contiene el complejo de peróxido inorgánico, se conecta al lumen. Además, se pueden emplear pulsos de presión del vapor liberado de los complejos de peróxido inorgánicos. Otros ejemplos del uso de complejos inorgánicos para la esterilización serán evidentes para los expertos en la técnica en referencia a la presente memoria descriptiva.

Síntesis de los complejos de peróxido de fosfato y de fosfato condensado

Algunos complejos de peróxido de fosfato y de fosfato condensado, junto con los procedimientos para su síntesis descritos en la bibliografía, se resumen en la Tabla 19. En general, estos complejos se pueden sintetizar mezclando las sales de fosfato con una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno (bien añadiendo el sólido a la disolución de peróxido o bien añadiendo la disolución de peróxido al sólido). Puesto que el calor generado por la reacción podría dar como resultado la descomposición del peróxido de hidrógeno, se han realizado intentos para controlar la temperatura de reacción mezclando lentamente el sólido con la disolución de peróxido o usando una disolución de peróxido fría (por ejemplo, 0ºC). También se han formado complejos de peróxido disolviendo el hidrato de las sales de fosfato o de fosfato condensado en la disolución de peróxido.

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TABLA 19

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TABLA 19 (continuación)

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Procedimiento por pulverización

Se realizaron procedimientos similares a los descritos previamente en la bibliografía para determinar la facilidad y las limitaciones de los procedimientos para la preparación de complejos de fosfato y de fosfato condensado. En general, los complejos se prepararon por pulverización de una disolución de peróxido sobre sales sólidas distribuidas uniformemente, seguido por secado mediante vacío o en un horno. La Tabla 20 resume los complejos sintetizados mediante el procedimiento por pulverización. El Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3H_{2}O_{2} no se pudo sintetizar usando una disolución del 30% de H_{2}O_{2}, lo que es compatible con la técnica anterior. El complejo de peróxido y K_{3}PO_{4} no se pudo preparar añadiendo directamente la disolución de H_{2}O_{2} a K_{3}PO_{4} anhidro a temperatura ambiente. Las condiciones detalladas de la síntesis se proporcionan en los Ejemplos 21 a 36, a continuación.

TABLA 20

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Síntesis por pulverización en fase líquida de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot nH_{2}O_{2}

En general, se sintetizó un complejo anhidro de pirofosfato sódico y peróxido de hidrógeno (Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot nH_{2}O_{2}) usando una reacción en fase líquido-sólido, seguido por secado mediante vacío y/o en un horno. Se variaron distintos parámetros en relación a la síntesis por pulverización en fase líquida de un complejo de pirofosfato sódico y peróxido de hidrógeno, como se describe a continuación en los Ejemplos 21-27. Se pulverizó gota a gota una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno (30-90% de H_{2}O_{2}) sobre pirofosfato sódico (98%, Aldrich). La mezcla se incubó a 10ºC, 25ºC o 45ºC durante 1-16 horas, seguido por secado mediante vacío a 25ºC-60ºC y/o secado en un horno a 60ºC. La concentración de H_{2}O_{2}, la relación molar de H_{2}O_{2} respecto de Na_{4}P_{2}O_{7} de partida, la relación de sólido a líquido, el tiempo y la temperatura de incubación, el modo de secado, la temperatura de secado y la cantidad de materiales de partida, se variaron como se describe en los siguientes ejemplos, para determinar sus efectos sobre la composición del producto.

Los Ejemplos 21 a 23 muestran el efecto de los procedimientos de secado (secado mediante vacío a 30ºC, secado mediante vacío a 60ºC, y secado en un horno a 60ºC, respectivamente) sobre el % en peso final de H_{2}O_{2} en el complejo resultante, con un tiempo de reacción de 2 horas a 25ºC.

El Ejemplo 24 muestra el efecto del tiempo de reacción con secado mediante vacío a 25ºC. Los resultados indican que un periodo de reacción de una hora es suficiente para formar una relación de 1:3 de pirofosfato sódico respecto a H_{2}O_{2} en el complejo.

El Ejemplo 25 muestra el efecto de la temperatura de reacción sobre la formación del complejo de peróxido. Los resultados indican que aún se podría formar un complejo con una relación de aproximadamente 1:3, a una temperatura inferior a 45ºC, cuando se emplea una pequeña cantidad de materiales de partida.

El Ejemplo 26 muestra el efecto de la concentración de peróxido de hidrógeno sobre la composición del complejo de peróxido resultante usando la síntesis por pulverización en fase líquida. Como se indica en la Tabla 26, cuando se pulveriza 30% de H_{2}O_{2} sobre pirofosfato sódico sólido, incluso a una relación molar de H_{2}O_{2} a PS de 4:1, el complejo resultante, Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 1,67 H_{2}O_{2}, tiene una relación molar de H_{2}O_{2} a PS inferior a 2:1 (bis-peroxihidrato). El tris-peroxihidrato (Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2}) se pudo formar cuando la concentración de H_{2}O_{2} fue superior al 45%, preferentemente superior al 50%. La composición de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 4 H_{2}O_{2} con una relación molar de H_{2}O_{2} a PS de 4:1, sólo fue estable a una temperatura inferior a 60ºC.

El Ejemplo 27 muestra que no se pudo preparar con éxito el complejo de pirofosfato sódico tris-peroxihidratado mediante el procedimiento por pulverización en fase líquida cuando se usó una cantidad mayor de Na_{4}P_{2}O_{7}.

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Ejemplo 21 Secado mediante vacío a 30ºC

Se mezcló H_{2}O_{2} (59%) con pirofosfato sódico (PS) a una relación del sólido respecto del líquido de 1:0,8, 1:0,9 y 1:1,1 en peso, se incubó a 25ºC durante 2 horas y se secó mediante vacío a 30ºC durante 4 horas o a 30ºC durante 4 horas seguido por 60ºC durante 15 horas. El rendimiento del producto osciló del 84 al 99%. Los resultados se resumen en la Tabla 21.

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TABLA 21

29

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Ejemplo 22 Secado mediante vacío a 60ºC

Se mezcló H_{2}O_{2} (59%) con pirofosfato sódico a una relación del sólido respecto del líquido de 1:0,8, 1:0,9 y 1:1,1 en peso, se incubó a 25ºC durante 2 horas y se secó mediante vacío a 60ºC durante 4 horas. Los resultados se resumen en la Tabla 22.

TABLA 22

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30

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Ejemplo 23 Secado en horno a 60ºC

Se mezcló H_{2}O_{2} (59%) con pirofosfato sódico A una relación del sólido respecto del líquido de 1:0,8, 1:0,9 y 1:1,1 en peso, se incubó a 25ºC durante 2 horas y se secó en un horno a 60ºC durante 6 horas o 21 horas. Los resultados se resumen en la Tabla 23.

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TABLA 23

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Ejemplo 24 Efecto del tiempo de reacción

Se mezcló H_{2}O_{2} (59%) con pirofosfato sódico a una relación del sólido respecto del líquido de 1:0,8 en peso, se incubó a 25ºC durante 1, 2 y 16 horas y se secó mediante vacío a 25ºC durante 4 horas. Los resultados se resumen en la Tabla 24.

TABLA 24

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Ejemplo 25 Efecto de la temperatura de reacción

Se mezcló H_{2}O_{2} (59%) con pirofosfato sódico a una relación del sólido respecto del líquido de 1:0,8, 1:1,1 ó 1:1,3 en peso, se incubó a 10ºC, 25ºC o 45ºC, y se secó mediante vacío. Los resultados se resumen en la Tabla 25.

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TABLA 25

33

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Ejemplo 26 Efecto de la concentración de H_{2}O_{2}

Disolución de H_{2}O_{2}, que tenían diferentes concentraciones, se añadieron gota a gota a pirofosfato sódico (Aldrich, 98%). Las mezclas se incubaron a 25ºC durante 2 horas, posteriormente se secaron mediante vacío a 25ºC durante 4 horas, seguido de secado en un horno a 60ºC durante 15 horas, con la excepción de la muestra de la última fila de la Tabla 26, que se secó mediante vacío a 25ºC durante 4 horas y posteriormente se secó en un horno a 40ºC durante 9 horas. Los resultados se resumen en la Tabla 26 e indican que se requieren concentraciones de peróxido superiores para preparar un complejo de peróxido que tenga una relación molar de H_{2}O_{2} respecto de PS de aproximadamente1:3.

TABLA 26

34

Ejemplo 27 Efecto de la cantidad de material de partida

Se pulverizó lentamente una disolución del H_{2}O_{2} a temperatura ambiente sobre pirofosfato sódico sólido; sin embargo, la temperatura de la mezcla aumentó. Cuando se hubo añadido la disolución del 59% H_{2}O_{2} a 300 gramos de PS, la temperatura de la mezcla aumentó por encima de 60ºC. Así, cantidades superiores de PS no parecen funcionar tan bien como cantidades más pequeñas. Los resultados se resumen en la Tabla 27.

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TABLA 27

35

En los Ejemplos 28-34, a continuación, se describen distintas síntesis adicionales, por pulverización en fase líquida, de complejos de peróxido adicionales.

Ejemplo 28 Síntesis por pulverización en fase líquida de Na_{3}PO_{4} \cdot 5H_{2}O_{2}

Se pulverizaron disoluciones con concentraciones de peróxido de hidrógeno del 30%, 59% y 70% sobre ortofosfato sódico tribásico sólido (SPT; 96%, Aldrich) hasta formar una pasta. La mezcla se incubó durante 2 horas a 25ºC y posteriormente se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 28.

TABLA 28

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Ejemplo 29 Síntesis en fase líquida de Na_{2}HPO_{4} H_{2}O_{2} y Na_{2}HPO_{4} \cdot 2H_{2}O_{2}

Se disolvió fosfato sódico dibásico sólido (99,95%, Aldrich) en una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno y se incubó a 25ºC durante 1 hora, y posteriormente se secó bajo vacío a 25ºC. El producto resultante fue un gel que tenía una relación de Na_{2}HPO_{4}/H_{2}O_{2} de aproximadamente 1:2. El secado adicional del gel dio como resultado un polvo que tenía una relación de Na_{2}HPO_{4}/H_{2}O_{2} de aproximadamente 1:1. Los resultados se resumen en la Tabla 29.

TABLA 29

37

Ejemplo 30 Síntesis por pulverización en fase líquida de Na_{3}P_{3}O_{10} \cdot 1-2 H_{2}O_{2}

Se pulverizó, gota a gota, una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno sobre tripolifosfato sódico (85%, Aldrich) (STP). La mezcla se incubó a 25ºC durante 1 hora, se secó mediante vacío a 25ºC y posteriormente se secó en un horno a 60ºC. Los resultados se muestran en la Tabla 30.

TABLA 30

38

Ejemplo 31 Síntesis por pulverización en fase líquida de K_{3}PO_{4} \cdot n H_{2}O_{2}

Se añadió, gota a gota, una disolución del 59% de H_{2}O_{2} sobre fosfato potásico tribásico (97%, Aldrich). La temperatura de la mezcla de reacción aumentó hasta aproximadamente 80ºC durante la pulverización. La mezcla en forma de pasta se secó bajo vacío durante 4 horas. Los resultados se resumen en la Tabla 31 e indican que la mayoría del peróxido en el complejo se descompuso debido a la elevada temperatura de reacción.

TABLA 31

39

Ejemplo 32 Síntesis por pulverización fase líquida de K_{4}P_{2}O_{7} \cdot n H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno, que tenía una concentración del 59% o del 70%, sobre pirofosfato potásico (PP) (97%, Aldrich) hasta formar una pasta, cuya temperatura fue de aproximadamente 30ºC a 35ºC durante la pulverización. La mezcla se incubó a 25ºC durante 2 horas, y se secó bajo vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 32.

TABLA 32

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Ejemplo 33 Síntesis por pulverización en fase líquida de K_{2}HPO_{4} \cdot 3 H_{2}O_{2}

Se pulverizó, gota a gota, una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno sobre hidrogenofosfato potásico (98%, Aldrich) (PHP). La mezcla se incubó a 25ºC durante 1 hora, y se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se muestran en la Tabla 33.

TABLA 33

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Ejemplo 34 Síntesis por pulverización en fase líquida de KH_{2}PO_{4} \cdot H_{2}O_{2}

Se pulverizó, gota a gota, una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno sobre dihidrogenofosfato potásico (98%, Aldrich) (PDHP). La mezcla se incubó a 25ºC durante 1 hora, y se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se muestran en la Tabla 34.

TABLA 34

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Ejemplo 35 Síntesis por pulverización en fase líquida de Ca_{2}P_{2}O_{7} \cdot 3,42 H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución del 59% de peróxido de hidrógeno sobre pirofosfato cálcico sólido (Aldrich). La mezcla se incubó a 25ºC durante 1 hora, y se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 35.

TABLA 35

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Ejemplo 36 Síntesis por pulverización en fase líquida de Mg_{2}P_{2}O_{7} 4,60 H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución del 59% de peróxido de hidrógeno sobre pirofosfato de magnesio sólido (Aldrich). La mezcla se incubó a 25ºC durante 1 hora, y se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 36.

TABLA 36

44

Aunque se han descrito varios complejos de peróxido y fosfato, no se conoce un procedimiento general de síntesis para la producción de complejos estables. La reacción entre la disolución de peróxido de hidrógeno y un fosfato o un fosfato condensado es una reacción exotérmica. El calor producido por esta reacción exotérmica puede dar como resultado la descomposición del peróxido de hidrógeno. Como resultado, el complejo podría ser inestable, o podría tener una relación de peróxido respecto del fosfato o del fosfato condensado menor a la deseada. Este problema es particularmente pronunciado cuando se prepara una gran cantidad de complejo.

Procedimiento en pasta

En un esfuerzo por controlar el calor producido por la reacción de la disolución de peróxido de hidrógeno con el fosfato o con el fosfato condensado, los autores de esta descripción han desarrollado una variedad de procedimientos de síntesis. Uno de estos procedimientos se ha denominado procedimiento "en pasta" debido a que inicialmente se forma una pasta a partir del fosfato, o del fosfato condensado, con agua. Este procedimiento de síntesis en fase líquida-pasta para complejos de peróxido de hidrógeno inorgánicos comprende la mezcla del compuesto inorgánico deseado con agua para formar una pasta blanda. La pasta se deja enfriar y se añade la disolución acuosa de peróxido de hidrógeno a la pasta inorgánica. La mezcla resultante se seca para eliminar el agua, dando lugar al complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico.

La principal ventaja de este esquema sintético es que aunque la reacción del compuesto orgánico con agua es exotérmica, se genera muy poco calor durante la formación del complejo de peróxido inorgánico, evitando así la degradación del peróxido de hidrógeno durante la síntesis. Esta es una mejora significativa sobre los procedimientos previos en los que se generan cantidades de calor significativas que degradan el peróxido de hidrógeno. Los cristales resultantes del complejo de peróxido inorgánico son más finos y más estables que los producidos según otros procedimientos y además se pueden usar concentraciones menores de H_{2}O_{2}.

Los autores de esta descripción, sin pretender estar limitados por ninguna teoría o mecanismo de acción particular, piensan que inicialmente se forma un hidrato tras la formación de la pasta, y que el agua de estos hidratos se reemplaza posteriormente por el peróxido para formar los complejos de peróxido inorgánicos. Los Ejemplos 37 y 38 proporcionan procedimientos ejemplares para la producción de dos complejos de peróxido y fosfato-diferentes.

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Ejemplo 37 Síntesis en fase líquida-pasta de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 2-3 H_{2}O_{2} usando diferentes concentraciones de H_{2}O_{2}

Se mezcló pirofosfato sódico sólido (98%, Aldrich) con agua desionizada y se agitó lentamente, dando como resultado la formación de una pasta blanda. Debido a que esta reacción es exotérmica, la pasta se dejó enfriar a temperatura ambiente. Se mezclaron disoluciones acuosas de H_{2}O_{2}, que tenían diferentes concentraciones de H_{2}O_{2}, con la pasta. No se produjo incremento de la temperatura. Las mezclas se incubaron a 25ºC durante 1 hora y posteriormente se secaron mediante vacío a 25ºC. Las muestras secadas mediante vacío se secaron adicionalmente en un horno a 60ºC para eliminar cualquier resto de agua. Los resultados se resumen en la Tabla 37.

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TABLA 37

45

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La Tabla 37 muestra varias ventajas del procedimiento en pasta para la preparación de complejos de peróxido de hidrógeno:

1.: La concentración de partida de H_{2}O_{2} no está restringida a ser superior al 50% para preparar pirofosfato sódico tris-peroxihidratado (Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3H_{2}O_{2}). El complejo se pudo preparar cuando se empleó una disolución con sólo el 12% de H_{2}O_{2}.

2.: El Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3H_{2}O_{2} se pudo preparar con éxito usando cantidades mayores de materiales de partida (por ejemplo 200 gramos de PS), debido a que no se produjo un incremento de temperatura durante la mezcla de la disolución de H_{2}O_{2} con la pasta de PS-agua.

3.: Se pueden preparar fácilmente complejos de peróxido con diferentes composiciones controlando la relación molar del H_{2}O_{2} respecto del PS en la mezcla de partida.

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Ejemplo 38 Síntesis en fase líquida-pasta de K_{3}PO_{4} \cdot n H_{2}O_{2}

Se mezcló fosfato potásico tribásico (97%, Aldrich) (PPT) con agua desionizada y se agitó lentamente, dando como resultado la formación de una pasta blanda que se dejó enfriar a temperatura ambiente. Una disolución acuosa de H_{2}O_{2} (59%) se mezcló con la pasta. No se observó un incremento de la temperatura. La mezcla se incubó a 25ºC durante 2 horas y se secó bajo vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 38. No se pudo formar peroxido-fosfato potásico mediante el procedimiento por pulverización en fase líquida (como se muestra en el Ejemplo 31) que es el usado para la mayoría de las síntesis del complejo peróxido-fosfato. Cuando se pulverizó una disolución de peróxido de hidrógeno sobre fosfato sódico sólido, la temperatura de la mezcla de reacción aumentó hasta 80ºC aproximadamente. Lo más probable es que esta elevada temperatura dé como resultado la descomposición del peróxido de hidrógeno de forma que se produzca una incorporación mínima del peróxido de hidrógeno al fosfato potásico. El procedimiento en pasta es claramente superior al procedimiento por pulverización en fase líquida para la preparación del complejo de K_{3}PO_{4} \cdot 3 H_{2}O_{2}.

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TABLA 38

47

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Ejemplo 39 Estabilidad térmica del Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2}, preparado usando el procedimiento por pulverización y el procedimiento en pasta

Se almacenaron aproximadamente 0,3 g de la muestra del complejo en una botella de plástico de 5 ml que se dejó sin enroscar (abierta, condición 1) o tapada herméticamente (sellada, condición 2). Las botellas abiertas y selladas se colocaron en un incubador con una humedad relativa del 50% (HR) a 23ºC o en un horno a 60ºC. Posteriormente se determinó el contenido H_{2}O_{2} del complejo. Los resultados se resumen en la Tabla 39.

TABLA 39

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48

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Comparando los resultados presentados en la Tabla 39, la estabilidad del complejo producido mediante el procedimiento por pulverización fue menos estable a 60ºC que el complejo preparado mediante el procedimiento en pasta. Sin embargo, la estabilidad a 23ºC y a una humedad relativa del 50% fue aproximadamente comparable. Así, el procedimiento en pasta ofrece una estabilidad inesperada en condiciones de almacenamiento adversas, tales como las que se producen habitualmente durante el transporte.

Procedimiento con un hidrato

Como se ha discutido anteriormente, los autores de esta descripción creen que el procedimiento en pasta produce inicialmente un hidrato del fosfato o del fosfato condensado. Para muchos de los compuestos fosfato o fosfato condensado, los hidratos, bien se pueden producir fácilmente usando técnicas muy conocidas por los expertos en la técnica, o bien están disponibles comercialmente. Así, los autores intentaron un procedimiento de síntesis con un hidrato para los complejos de peróxido que omite la formación inicial de la pasta del procedimiento en pasta, sustituyendo en su lugar un hidrato preparado. Como se cree que ocurre en el procedimiento en pasta, el peróxido sustituye a las moléculas de agua del hidrato. El Ejemplo 40, a continuación, proporciona un procedimiento de síntesis con un hidrato
ejemplar.

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Ejemplo 40 Síntesis con un hidrato de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3H_{2}O_{2}

Se mezcló pirofosfato sódico decahidratado sólido (99%, Aldrich) con una disolución acuosa del 12%, 30% o 59% de peróxido de hidrógeno, se incubó durante una hora a 25ºC, y posteriormente se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 40. Así, este complejo se puede preparar con una disolución con menos del 30% de peróxido de hidrógeno.

TABLA 40

49

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Síntesis de complejos de peróxido-sulfato

Los autores de esta descripción sintetizaron también complejos de peróxido de hidrógeno de sales de sulfato para su uso en asociación con los procedimientos de esterilización descritos en el presente documento. Los Ejemplos 41 y 42 proporcionan detalles de la síntesis de dos complejos de sales de sulfato ejemplares.

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Ejemplo 41 Síntesis por pulverización en fase líquida de Na_{2}SO_{4} \cdot 1,28 \cdot H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución acuosa del 59% de peróxido de hidrógeno sobre sulfato sódico sólido (99%+, Aldrich). La mezcla se incubó durante 1 hora a 25ºC, y posteriormente se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 41.

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TABLA 41

50

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Ejemplo 42 Síntesis por pulverización en fase líquida de K_{2}SO_{4} \cdot 0,62 H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución acuosa del 59% de peróxido de hidrógeno sobre sulfato potásico sólido (99%+, Aldrich). La mezcla se incubó durante 1 hora a 25ºC, y posteriormente se secó al vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 42.

TABLA 42

51

Síntesis de complejos de peróxido-silicato

Los autores de esta descripción sintetizaron también complejos de peróxido de hidrógeno de sales de silicato para su uso en asociación con los procedimientos de esterilización descritos en el presente documento. Los Ejemplos 43 y 44 proporcionan detalles de la síntesis de dos complejos de sales de silicato ejemplares.

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Ejemplo 43 Síntesis en fase líquida-pasta de Na_{2}SiO_{2} \cdot n H_{2}O_{2}

Se mezcló metasilicato sódico sólido (Na_{2}SiO_{3}, Aldrich) con agua, dando como resultado la formación de una pasta blanda, que se dejó enfriar a temperatura ambiente. La disolución acuosa de peróxido de hidrógeno (12%) se mezcló con la pasta. La temperatura durante la mezcla fue de 30-35ºC. La mezcla se incubó durante 1 hora a 25ºC, y posteriormente se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 43.

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TABLA 43

52

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Ejemplo 44 Síntesis con un hidrato de Na_{2}SiO_{2}0,68H_{2}O_{2}

Se pulverizó una disolución acuosa del 59% de peróxido de hidrógeno sobre trisilicato sódico hidratado sólido (Na_{2}Si_{3}O_{7} \cdot xH_{2}O_{2}, Aldrich). La mezcla se incubó durante 1 hora a 25ºC, y posteriormente se secó mediante vacío a 25ºC. Los resultados se resumen en la Tabla 44.

TABLA 44

53

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Así, los autores de esta descripción han demostrado que se pueden producir complejos de peróxido de hidrógeno de una amplia variedad de sales inorgánicas. Los autores piensan que se puede conseguir con éxito la liberación de H_{2}O_{2}, en asociación con los procedimientos de esterilización descritos en el presente documento, usando un gran número de sales de aniones capaces de formar enlaces de hidrógeno, tales como los que incluyen al menos un átomo de oxígeno y/o de nitrógeno. Véase, Tabla 14, anteriormente, para ejemplos de complejos orgánicos y de complejos inorgánicos adicionales que se pueden usar en asociación con los procedimientos de la presente invención.

Liberación de peróxido de los complejos

Las curvas del DSC mostradas en los ejemplos previos, por ejemplo Figura 6, se realizaron con un agujero sobre una cubeta tapada, tanto a presión atmosférica como a presión reducida. Con sólo un pequeño agujero en la tapa, se observó un pico exotérmico en el DSC a 101,3 kPa (una atmósfera) para el complejo de peróxido y oxalato potásico. Se repitió el mismo análisis bajo presión atmosférica para determinar si se puede liberar más peróxido usando un sistema más abierto, como se muestra a continuación en el Ejemplo 45.

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Ejemplo 45 Liberación de H_{2}O_{2} del complejo de peróxido-K_{2}C_{2}O_{4} a presión atmosférica

El complejo de peróxido de hidrógeno y oxalato potásico (K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2}) se calentó a presión atmosférica usando el aparato mostrado en la Figura 5 que tenía, bien dos agujeros en la tapa sellada de una cubeta de muestras sobre la placa térmica 112, o bien una cubeta de aluminio abierta a la atmósfera. El perfil del DSC se muestra en la Figura 10. Un pico endotérmico grande seguido por un pico exotérmico pequeño indicaron la liberación parcial de H_{2}O_{2} si la cubeta estaba abierta. Un pico endotérmico pequeño seguido por un pico exotérmico grande indicaron que se había producido algo de liberación, pero mayoritariamente degradación, cuando la cubeta tenía una tapa con dos
agujeros.

A la vista de los resultados del Ejemplo 45 de que se puede producir liberación de una cantidad significativa de H_{2}O_{2} con una cubeta abierta, pero sin usar una tapa con dos agujeros, los autores realizaron el resto sus análisis de liberación de peróxido de los complejos a presión atmosférica usando una cubeta abierta y bajo presión reducida usando una cubeta cubierta con una tapa con un agujero, en el DSC. Los perfiles del DSC de una serie de complejos inorgánicos se muestran en las Figuras 11-25 y en la Tabla 45 se muestra un resumen del comportamiento térmico de los complejos de peróxido en los estudios del DSC.

La Figura 11A es un perfil del DSC de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 2 H_{2}O_{2} y Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Como se puede ver, se observó un pico endotérmico, que indicaba que se había producido una liberación casi completa.

La Figura 11B es un perfil del DSC de Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 4 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Como se puede ver, se observaron dos picos endotérmicos, que indicaban que se había producido una liberación casi completa.

La Figura 12 es un perfil del DSC de Na_{2}PO_{4} \cdot 5 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr), 0,931 kPa (7 torr) y 0,047kPa (0,35 Torr). El complejo se sintetizó usando el procedimiento de pulverización en fase líquida. Como se puede ver, los picos endotérmicos seguidos de un pico exotérmico pequeño indicaron que se había producido liberación parcial a 101,3 kPa (una atmósfera). Sin embargo, bajo vacío, un amplio efecto endotérmico indicó que se había producido una liberación casi completa

La Figura 13 muestra perfiles de DSC de Na_{2}HPO_{4} \cdot 1 H_{2}O_{2} y Na_{2}HPO_{4} \cdot 2 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Ambos complejos mostraron un efecto endotérmico en el DSC, que indicaba que se había producido una liberación casi total a presión atmosférica.

La Figura 14 muestra un perfil del DSC de Na_{5}P_{3}O_{10} \cdot H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Varios picos endotérmicos indicaron que se había producido una liberación casi total a presión atmosférica.

La Figura 15 muestra un perfil del DSC de K_{3}PO_{4} \cdot 3,34 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr), 0,931 kPa (7 torr) y 0,133kPa (1 Torr). Un pico exotérmico en el DSC a presión atmosférica indicó que la mayoría del H_{2}O_{2} se había descompuesto a presión atmosférica, pero se produjo una liberación parcial bajo vacío puesto que se observó un pico endotérmico antes del pico exotérmico bajo vacío.

La Figura 16 es un perfil del DSC de K_{2}P_{2}O_{7} \cdot 7 H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr) y a 0,931 kPa (7 torr). En base a datos de pérdida de peso obtenidos independientemente, es probable que se haya contrarrestado un pico endotérmico por un pico exotérmico en el intervalo de temperaturas de 140ºC-180ºC a presión atmosférica. Así, el DSC muestra que se produjo liberación parcial a presión atmosférica. Varios picos endotérmicos bajo vacío indicaron una liberación casi total en estas condiciones.

La Figura 17 muestra un perfil del DSC de K_{2}HPO_{4} \cdot 3,15H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). y a 0,133 kPa (1 Torr). Varios picos endotérmicos seguidos por picos exotérmicos indicaron que se había producido la liberación parcial a presión atmosférica, pero no se observaron picos exotérmicos bajo vacío, que indicaban una liberación casi total en estas condiciones.

La Figura 18 muestra un perfil del DSC de KH_{2}PO_{4} \cdot H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Se observaron dos picos endotérmicos, que indicaban que se había producido una liberación casi total a presión atmosférica.

La Figura 19 muestra un perfil del DSC de Na_{2}CO_{3} \cdot 1,5H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr) y a 0,931 kPa (7 torr). Se cree que el pico endotérmico a 90-100ºC es de la liberación de H_{2}O, tanto en condiciones atmosféricas como de vacío. El pico exotérmico a aproximadamente 150ºC a presión atmosférica indicó la descomposición mayoritaria del H_{2}O_{2}. Sin embargo, el pico exotérmico se convirtió en endotérmico, seguido por un pico exotérmico pequeño en condiciones de vacío, que indicaba que la mayoría del H_{2}O_{2} fue liberado.

La Figura 20 muestra un perfil del DSC de Ca_{2}P2O_{7} \cdot 3,42H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Un pico endotérmico indicó que se había producido una liberación casi completa de H_{2}O_{2}.

La Figura 21 es un perfil del DSC de Mg_{4}P_{2}O_{7} \cdot 4,60H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). y a 0,931 kPa (7 torr). Un pico endotérmico seguido por un pico exotérmico indicó que se había producido una liberación parcial de H_{2}O_{2}, a presión atmosférica, pero un pico endotérmico grande observado bajo vacío indicó la liberación casi total bajo
vacío.

La Figura 22 es un perfil del DSC de Na_{2}SO_{4} \cdot 1,28H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Un pico endotérmico indicó que se había producido una liberación casi completa en condiciones atmosféricas.

La Figura 23 es un perfil del DSC de K_{2}SO_{4} \cdot 0,62H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Un pico endotérmico indicó que se había producido una liberación casi completa en condiciones atmosféricas.

La Figura 24 es un perfil del DSC de Na_{2}SiO_{3} \cdot 2,15H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr), 0,931 kPa (7 torr). y 0,067,kPa (0,5 Torr). Los picos exotérmicos a presión atmosférica y bajo presión reducida indicaron que la mayoría del H_{2}O_{2} se había descompuesto bajo estas condiciones.

La Figura 25 es un perfil del DSC de Na_{2}Si_{3}O_{7} \cdot 0,68H_{2}O_{2} a 101,3 kPa (760 Torr). Un pico exotérmico indicó que la mayoría del H_{2}O_{2} se había descompuesto a presión atmosférica.

La Tabla 45, a continuación, resume el comportamiento térmico de los complejos de peróxido en los estudios del DSC.

TABLA 45

54

Resultados de los análisis de eficacia

Los ejemplos previos, por ejemplo los Ejemplos 17 y 18, demuestran que los complejos de peróxido inorgánicos fueron capaces de proporcionar esterilización en asociación con las técnicas descritas en el presente y en otros documentos, en condiciones de vacío. Para demostrar que esos complejos inorgánicos eran capaces de proporcionar esterilización en condiciones atmosféricas, los autores de esta descripción analizaron la eficacia de esterilización de una serie de compuestos. El Ejemplo 46A proporciona los resultados en los que se produjo esterilización a 101,3 kPa (una atmósfera) y a baja temperatura (\leq60ºC) para un complejo con un único pico endotérmico en el DSC a 101,3 kPa (una atmósfera). El Ejemplo 46B proporciona los resultados en los que se produjo esterilización a 101,3 kPa (una atmósfera) y a baja temperatura (\leq60ºC) para un complejo con los picos endotérmico y exotérmico en el DSC a 101,3 kPa (una atmósfera). El Ejemplo 46C proporciona los resultados en los que se produjo esterilización a 101,3 kPa (una atmósfera) y a baja temperatura (\leq60ºC) para un complejo con un único pico exotérmico en el DSC a 101,3 kPa (una atmósfera). El Ejemplo 47 proporciona los resultados en los que se produjo esterilización a 101,3 kPa (una atmósfera) y el complejo se calentó, usando un complejo con un único pico endotérmico en el DSC a 101,3 kPa (una atmósfera). El Ejemplo 48 proporciona los resultados en los que se produjo esterilización a 101,3 kPa (una atmósfera) y el complejo se calentó, usando un complejo con los picos endotérmico y exotérmico a 101,3 kPa (una atmósfera). Como se observa a continuación, bajo estas condiciones se podría conseguir una esterilización eficaz a una presión de 101,3 kPa (una atmósfera).usando estos complejos, incluso para un complejo que tenga un único pico exotérmico en el DSC. Como se discutió anteriormente, se piensa que en ciertos casos un pico endotérmico se enmascara por un pico exotérmico que se produce en el mismo intervalo de temperaturas, lo que justifica la eficaz esterilización observada al usar complejos que sólo presentan un pico exotérmico en el DSC.

Ejemplo 46A Esterilización usando el complejo de peróxido KH_{2}PO_{4} \cdot H_{2}O_{2} (101,3 kPa y baja temperatura)

Se preparó una bolsa para autoesterilización como sigue: una hoja de acero inoxidable, que tenía 7,7 x 10^{6} esporas de B. stearothermophilus en su superficie, se colocó en una placa Petri estéril (60 x 15 mm). Se colocaron 2 gramos del complejo KH_{2}PO_{4} \cdot H_{2}O_{2} en polvo (que contenía el 20,31% en peso de H_{2}O_{2}) en otra placa Petri. Ambas placas se introdujeron juntas en una bolsa de 100 x 250 mm formada de TYVEK^{TM}/MYLAR^{TM}. La bolsa se selló y se expuso a temperatura ambiente (aproximadamente 23ºC), 40ºC (en un incubador) y 60ºC (en un horno) durante diferentes períodos de tiempo. Los resultados del análisis de esterilidad se resumen en la Tabla 46A.

TABLA 46A

55

Ejemplo 46B Esterilización usando el complejo de peróxido K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2} (1114,3 kPa y baja temperatura)

Se preparó una bolsa para autoesterilización como sigue: una hoja de acero inoxidable, que tenía 1,34 x 10^{6} esporas de B. subtilis var. (niger) en su superficie, se colocó en una placa Petri estéril (60 x 15 mm). Se colocaron 2 gramos del complejo K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2} en polvo (que contenía el 14,21% en peso de H_{2}O_{2}) en otra placa Petri. Ambas placas se introdujeron juntas en una bolsa de 100 x 250 mm formada de MYLAR^{TM}/MYLAR^{TM}. La bolsa se selló y se expuso a 40ºC (en un incubador) y a 60ºC (en un horno) durante diferentes períodos de tiempo. Los resultados del análisis de esterilidad se resumen en la Tabla 46B.

TABLA 46B

56

Ejemplo 46C Esterilización usando el complejo peróxido Na_{2}CO_{3} \cdot 1,5 H_{2}O_{2} (101,3 kPa y baja temperatura

Se preparó una bolsa para autoesterilización como sigue: una hoja de acero inoxidable, que tenía 1,34 x 10^{6} esporas de B. subtilis var. (niger) en su superficie, se colocó en una placa Petri estéril (60 x 15 mm. Se colocaron 2 gramos del complejo Na_{2}CO_{3} \cdot 1,5 H_{2}O_{2} en polvo (que contenía el 27,78% en peso de H_{2}O_{2}, Fluka) en otra placa Petri. Ambas placas se introdujeron juntas en una bolsa de 100 x 250 mm formada de MYLAR^{TM}/MYLAR^{TM}. La bolsa se selló y se expuso a 60ºC (en un horno) durante diferentes períodos de tiempo. Los resultados del análisis de esterilidad se resumen en la Tabla 46C.

TABLA 46C

57

Ejemplo 47 Esterilización usando el complejo de peróxido Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2} (101,3 kPa y temperatura del complejo elevada)

Se usó Na_{4}P_{2}O_{7} \cdot 3 H_{2}O_{2} (% en peso = 27%) en el aparato de esterilización mostrado en la Figura 8. Los parámetros de esterilización fueron los siguientes: tamaño de la cámara = 15, 9 cm x 15,9 cm x 17, 8 cm (6,25'' x 6,25'' x 7'')(4,5 litros); temperatura de la cámara = 40ºC; presión de la cámara = 101,3 kPa (760 Torr); temperatura de calentamiento =
175-180ºC. Se usó B. stearothermophilus (1,5 x 10^{5}/hoja de bisturí) como inoculante. Los resultados se resumen en las Tablas 47A y 47B. Como es evidente por la Tabla 47A, la esterilización completa de las hojas de bisturí situadas 5,08 cm (dos pulgadas) por encima del aparato térmico se consiguió con sólo 0,01 g del complejo. En contraste, en los inóculos situados en la parte inferior de la cámara, fueron necesarios 0,3 g del complejo para la esterilización completa.

TABLA 47A

58

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TABLA 47B

59

Ejemplo 48 Esterilización usando el complejo de peróxido K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2} (101,3 kPa y temperatura del complejo elevada)

Se usó K_{2}C_{2}O_{4} \cdot H_{2}O_{2} (% en peso = 16,3%) en el aparato de esterilización mostrado en la Figura 8. Los parámetros de esterilización fueron los resumidos en el Ejemplo 47, con la excepción de que la temperatura de calentamiento fue de 155-160ºC. En este experimento, las hojas de bisturí inoculadas se colocaron únicamente por encima de la placa térmica. Los resultados se resumen en la

TABLA 48

60

Con el complejo de oxalato potásico, se produjo esterilización completa usando 0,01 g con 30 minutos de exposición. Se observó esterilización completa con 0,03 g del complejo en los tres ciclos.

En resumen, el H_{2}O_{2} se puede liberar del complejo a una presión de 101,3 kPa (una atmósfera) y a temperatura ambiente. Esta liberación se puede facilitar con temperaturas elevadas y presiones reducidas.

Sistema para la liberación de vapor de complejos de peróxido de hidrógeno

El aparato discutido anteriormente en relación con las Figuras 7A y 7B se puede usar en un sistema para la liberación de vapor de peróxido de hidrógeno de complejos de peróxido de hidrógeno. Este aparato se puede usar en asociación con complejos de peróxido formados en discos. No obstante, los autores de esta descripción han encontrado que el vapor se puede liberar más completa y eficazmente cuando se usa en forma pulverizada. El polvo se puede colocar en un aparato que use el mismo mecanismo descrito anteriormente en relación con las Figuras 7A y 7B. Sin embargo, otro procedimiento para la introducción de polvo se lleva a cabo mediante la aplicación inicial del polvo en una cinta adhesiva para temperaturas elevadas. Por ejemplo, la compañía 3M Corporation fábrica la cinta para temperaturas elevadas 9469, que hace uso de su adhesivo A10. El polvo se puede espolvorear sobre el adhesivo y la cinta se puede introducir en la cámara para la liberación del vapor de peróxido de hidrógeno. Otra cinta adhesiva ejemplar para este propósito puede estar formada por la cinta 3M 9485 con el adhesivo 3M A25.

Se debe apreciar que la presente invención no está limitada únicamente a las formas de realización descritas en la Descripción detallada.

Claims

1. Un aparato para la esterilización por peróxido de hidrógeno de un artículo que comprende:

\quad: un contenedor para alojar el artículo que se va a esterilizar; y

\quad: una fuente de vapor de peróxido de hidrógeno en comunicación fluida con dicho contenedor, estando configurada pueda entrar en contacto con dicho artículo para efectuar la esterilización;

que se caracteriza porque dicha fuente comprende un complejo de peróxido de hidrógeno formado con un compuesto inorgánico seleccionado entre el grupo constituido por sales de fosfato; sales de fosfato condensado; sales de oxalato, sales de carbonato, sales de sulfato y sales de silicato.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicho compuesto inorgánico se selecciona entre el grupo constituido por Na_{3}PO_{4}, Na_{2}HPO_{4}, Na_{5}P_{3}O_{10}, K_{3}PO_{4}, K_{4}P_{2}O_{7}, K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4}, Ca_{2}P_{2}O_{7}, Mg_{2}P_{2}O_{7}, K_{2}C_{2}O_{4}, KHCO_{3}, Na_{2}SO_{4}, K_{2}SO_{4}, Na_{2}SiO_{3} y Na_{2}SiO_{3}O_{7}.

3. El aparato de la reivindicación 1 ó 2, adaptado para evacuar el contenedor hasta una presión inferior a 6,65 KPa (50 Torr), preferentemente inferior a 2,66 KPa (20 Torr), y más preferentemente inferior a 1,33 KPa (10 Torr).

4. El aparato de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende adicionalmente una bomba de vacío en comunicación fluida con dicho contenedor para la evacuación del contenedor.

5. El aparato de la reivindicación 4, que comprende adicionalmente una primera válvula de ventilación adaptada para ventilar el contenedor.

6. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha fuente está localizada en dicho contenedor.

7. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende adicionalmente un recinto en el que se localiza dicho complejo, y dicho recinto está en comunicación fluida con el contenedor.

8. El aparato de la reivindicación 7, en el que dicho recinto está dentro de dicho contenedor.

9. El aparato de la reivindicación 7 o de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente una bomba adaptada para evacuar el contenedor y el recinto.

10. El aparato de la reivindicación 9, en el que la bomba está adapta para evacuar el contenedor independientemente del recinto.

11. El aparato de la reivindicación 9 o de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente una primera bomba adaptada para evacuar el contenedor y una segunda bomba adaptada para evacuar el recinto.

12. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que comprende adicionalmente una primera válvula de ventilación adaptada para ventilar el contenedor y una segunda válvula de ventilación adaptada para ventilar el recinto, independientemente de la primera válvula de ventilación.

13. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que dicho complejo está en una fase sólida.

14. El aparato de la reivindicación 13, en el que dicho complejo comprende menos del 10% de agua.

15. El aparato de la reivindicación 13 o de la reivindicación 14, en el que dicho complejo está en forma de un polvo o de un comprimido.

16. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende adicionalmente un mecanismo para la generación de plasma.

17. El aparato de la reivindicación 16, en el que el mecanismo es un electrodo.

18. El aparato de la reivindicación 17, en el que el electrodo está en el contenedor.

19. El aparato de la reivindicación 18, en el que el electrodo está separado de dicho contenedor y está adaptado para hacer fluir el plasma generado de esta forma hacia, y alrededor, de dicho artículo.

20. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, que incluye una barrera transpirable entre la fuente y el artículo.

\newpage

21. El aparato de la reivindicación 20, en el que el contenedor está sellado con un material permeable a gases, tal como el papel.

22. Un procedimiento para la esterilización por vapor de peróxido de hidrógeno de un artículo, que comprende:

\quad: colocar dicho artículo dentro de un contenedor;

\quad: producir vapor de peróxido de hidrógeno; y

\quad: poner en contacto el artículo con dicho vapor de peróxido de hidrógeno para esterilizar el artículo;

que se caracteriza porque el vapor de peróxido de hidrógeno se produce por calentamiento de un complejo de peróxido de hidrógeno inorgánico formado con un compuesto inorgánico seleccionado entre el grupo constituido por sales de fosfato; sales de fosfato condensado; sales de oxalato, sales de carbonato, sales de sulfato y sales de silicato.

23. El procedimiento de la reivindicación 22, en el que dicho compuesto inorgánico se selecciona entre el grupo constituido por Na_{3}PO_{4}, Na_{2}HPO_{4}, Na_{5}P_{3}O_{10}, K_{3}PO_{4}, K_{4}P_{2}O_{7}, K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4}, Ca_{2}P_{2}O_{7}, Mg_{2}P_{2}O_{7}, K_{2}C_{2}O_{4}, KHCO_{3}, Na_{2}SO_{4}, K_{2}SO_{4}, Na_{2}SiO_{3} y Na_{2}SiO_{3}O_{7}.

24. El procedimiento de la reivindicación 22 ó 23, en el que dicho calentamiento se realiza a una tasa de al menos 5, preferentemente al menos 10, más preferentemente al menos 50, y lo más preferentemente al menos 1000ºC/minuto.

25. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, en el que dicho complejo se calienta hasta una temperatura superior a 86ºC, preferentemente hasta una temperatura de aproximadamente 175ºC.

26. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que se realiza a presión atmosférica.

27. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que comprende adicionalmente la evacuación del contenedor, preferentemente antes de la etapa de puesta en contacto del artículo con el vapor, a una presión reducida.

28. El procedimiento de la reivindicación 27, en el que dicha presión es inferior a 6,65 KPa (50 Torr).

29. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que dicha presión es inferior a 2,66 KPa (20 Torr).

30. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que dicha presión es inferior a 1,33 KPa (10 Torr).

31. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 30, en el que la etapa de puesta en contacto comprende ventilación hasta una presión menor o igual a la presión atmosférica.

32. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 31, en el que dicho vapor de peróxido de hidrógeno se libera a partir de dicho complejo, localizado dentro del recinto.

33. El procedimiento de la reivindicación 32, en el que dicho recinto está dentro de dicho contenedor.

34. El procedimiento de la reivindicación 32, en el que dicho recinto está fuera de dicho contenedor.

35. El procedimiento de la reivindicación 34, en el que dicho recinto y el contenedor están a presiones diferentes.

36. El procedimiento de la reivindicación 34 o de la reivindicación 35, en el que dicho recinto está selectivamente separado de dicho contenedor mediante una válvula.

37. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 34 a 36, en el que dicho recinto está separado de dicho contenedor.

38. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37, en el que el contenedor está sellado.

39. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 38, que comprende adicionalmente la generación de plasma alrededor de dicho artículo después de que el artículo halla entrado en contacto con dicho vapor.

40. El procedimiento de la reivindicación 39, en el que dicho plasma se genera dentro del contenedor.

41. El procedimiento de la reivindicación 39, en el que dicho plasma se genera en el exterior del contenedor y fluye hacia el interior del contenedor y alrededor de dicho artículo.

42. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 41, en el que la etapa de puesta en contacto comprende pulsos de presión de dicho vapor.

43. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 42, en el que dicho contenedor se selecciona entre el grupo constituido por una bolsa, un contenedor, una cámara o una habitación.

44. El procedimiento de las reivindicaciones 22 a 42, en el que dicho contenedor está fabricado de un material permeable a gases.

45. El procedimiento de la reivindicación 44, en el que dicho material permeable a gases es papel.

46. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 45, en el que el complejo tienen menos del 10% de agua.

47. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 46, en el que el complejo está en una fase sólida.

48. El procedimiento de la reivindicación 47, en el que dicho complejo de peróxido de hidrógeno está en forma de polvo o de un comprimido.

49. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 48, en el que el peróxido de hidrógeno se libera a presión atmosférica y temperatura ambiente.

50. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 48, en el que el peróxido de hidrógeno se libera a una presión inferior a la presión atmosférica.

51. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 50, en el que dicha etapa de puesta en contacto comprende adicionalmente la liberación del esterilizante a partir de una segunda fuente del mismo.

52. El procedimiento de la reivindicación 51, en el que la segunda fuente es un complejo de peróxido de hidrógeno orgánico, peróxido de hidrógeno líquido o dióxido de cloro.

53. El procedimiento de la reivindicación 51, en el que la segunda fuente es un complejo inorgánico distinto de la primera fuente.

54. El procedimiento de la reivindicación 53, en el que los distintos complejos están mezclados física o químicamente.