ITNA950050A1

ITNA950050A1 - PLASMA EQUIPMENT FOR THE STERILIZATION OF PLASTIC AND / OR METALLIC MEDICAL INSTRUMENTS

Info

Publication number: ITNA950050A1
Application number: IT95NA000050A
Authority: IT
Inventors: Altiero Biello
Original assignee: Altiero Biello; Zino Maria Rosa Viola; Martinelli Pasquale
Priority date: 1995-11-03
Filing date: 1995-11-03
Publication date: 1997-05-03
Also published as: IT1287649B1; ITNA950050A0

Abstract

Si tratta di un sistema digitale, a più microprocessori, che eroga correnti elettriche a media e bassa frequenza per uso terapeutico. Il progetto prevede un'unità centrale di elaborazione in cui sono memorizzati tutti i dati dei pazienti e le relative terapie. Essa comunica via radio tali parametri ai generatori posizionati direttamente sul paziente i quali sono alimentati a batterie ricaricabili e che, quindi, non risultano collegati da alcun cavo all'unità, centrale. Il sistema, inoltre, può produrre tutte le forme d'onda utilizzate in campo medico e in più ne inviluppa in modo complesso la tensione e la frequenza.It is a digital system, with multiple microprocessors, which supplies medium and low frequency electric currents for therapeutic use. The project includes a central processing unit in which all patient data and related therapies are stored. It communicates these parameters via radio to the generators positioned directly on the patient which are powered by rechargeable batteries and which, therefore, are not connected by any cable to the central unit. Furthermore, the system can produce all the waveforms used in the medical field and moreover it envelops their voltage and frequency in a complex way.

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:

APPARECCHIATURA AL PLASMA PER LA STERILIZZAZIONE DI PLASMA EQUIPMENT FOR THE STERILIZATION OF

STRUMENTI MEDICALI PLASTICI E/O METALLICI PLASTIC AND / OR METALLIC MEDICAL INSTRUMENTS

Riassunto Summary

La presente invenzione si riferisce ad una apparecchiatura per la sterilizzazione di strumenti medicali in plastica e/o metallici da agenti batterici, eso-endotossine, virus per mezzo di plasma elettrico di ossigeno, aria e altre miscele gassose. Il plasma di tipo "freddo" è prodotto da una scarica elettrica ad accoppiamento resistivo. The present invention relates to an apparatus for the sterilization of plastic and / or metal medical instruments from bacterial agents, exo-endotoxins, viruses by means of electric plasma of oxygen, air and other gaseous mixtures. The "cold" type plasma is produced by a resistive coupled electrical discharge.

La sterilizzazione effettuata con tale apparecchiatura è caratterizzata da tempi brevi (max 30 min), rispetto a quelli termici o chimici attualmente utilizzati. Inoltre, dopo la procedura di sterilizzazione, gli strumenti sono subito utilizzabili senza ulteriori trattamenti e/o tempi di raffreddamento The sterilization carried out with this equipment is characterized by short times (max 30 min), compared to the thermal or chemical ones currently used. Furthermore, after the sterilization procedure, the instruments are immediately usable without further treatments and / or cooling times

L'apparecchiatura comprende un reattore per la produzione del plasma e una camera di trattamento, in cui si alloggiano i particolari da sterilizzare. The equipment comprises a reactor for the production of plasma and a treatment chamber, in which the parts to be sterilized are housed.

L’ unità reattore è composta di vetro, o di altro/i materiale/i ìsolante/i nella quale sono alloggiati due elettrodi di acciaio inossidabile. The reactor unit is made of glass, or other insulating material / s in which two stainless steel electrodes are housed.

La camera di trattamento, di forma geometrica più utile in relazione ai tipi di oggetti da sterilizzare, contiene un apposito cestello/ruota rotante, nel quale si depositano i manufatti da sterilizzare. The treatment chamber, of more useful geometric shape in relation to the types of objects to be sterilized, contains a special basket / rotating wheel, in which the articles to be sterilized are deposited.

L'apparecchiatura è provvista di un microprocessore che gestisce sia la sterilizzazione che una preliminare operazione di asciugatura degli strumenti ottenuta con aria ad alta temperatura (max 80 °C): The equipment is equipped with a microprocessor that manages both sterilization and a preliminary drying operation of the instruments obtained with high temperature air (max 80 ° C):

Testo della Descrizione Description text

La presente invenzione si riferisce The present invention relates

strumenti utilizzati in campo medicale sia di materale plastico che metallico mediante un di gas (O2, aria e altre miscele gassose) con tempi di sterilizzazione che, in relazione al tipo di inquinante e alla minima carica residua ammissibile, difficilmente superano i 30 min. instruments used in the medical field both in plastic and metal materials by means of a gas (O2, air and other gaseous mixtures) with sterilization times which, in relation to the type of pollutant and the minimum permissible residual charge, hardly exceed 30 min.

Nel settore medico la sterilizzazione degli strumenti e/o accessori medicali, quali, per esempio, quelli chirurgici, da agenti batterici, eso-endotossine, nonché virus è un obiettivo che viene normalmente perseguito con metodi sia a caldo che a freddo. I metodi a caldo, utilizzano autoclavi ad alta temperatura, e in alcuni casi anche alta pressione; quelli a freddo sono essenzialmente di tipo chimico. In entrambi i casi i tempi di sterilizzazione sono elevati. Inoltre nel caso della sterilizzazione chimica si aggiunge, l'evidente impatto ambientale per l'utilizzo di agenti chimici fortemente nocivi. In the medical sector, the sterilization of medical instruments and / or accessories, such as, for example, surgical ones, from bacterial agents, exo-endotoxins, as well as viruses is a goal that is normally pursued with both hot and cold methods. The hot methods use high temperature autoclaves, and in some cases even high pressure; the cold ones are essentially of the chemical type. In both cases the sterilization times are high. Furthermore, in the case of chemical sterilization, there is an evident environmental impact due to the use of highly harmful chemical agents.

Obiettivo della presente invenzione è l'ottenimento della sterilizzazione dagli agenti batterici, eso-endotossine e dai virus con l'utilizzo di un flusso plasma di gas ottenuto a pressioni operative variabili da qualche kPa alla pressione atmosferica. Il plasma è prodotto con l'utilizzo di una scarica elettrica operante in regime "glow". Tale plasma risulta macroscopicamente freddo per cui può essere utilizzato anche con manufatti di materiale plastico senza danneggiamento termico degli stessi. The object of the present invention is to obtain sterilization from bacterial agents, exo-endotoxins and viruses with the use of a plasma flow of gas obtained at operating pressures ranging from a few kPa to atmospheric pressure. The plasma is produced with the use of an electric discharge operating in a "glow" regime. This plasma is macroscopically cold and therefore it can also be used with plastic products without thermal damage to them.

La scarica elettrica è del tipo ad accoppiamento resistivo e può essere alimentata sia in corrente continua che alternata. The electric discharge is of the resistive coupling type and can be powered both in direct and alternating current.

Le principali caratteristiche costruttive e di funzionamento della apparecchiatura sono rese più chiare dalla descrizione seguente e dai disegni allegati: The main construction and operating characteristics of the equipment are made clearer by the following description and the attached drawings:

la fig. 1 illustra in modo schematico l' apparecchiatura oggetto dell'invenzione nella versione principale; fig. 1 schematically illustrates the apparatus object of the invention in the main version;

la fìg. 2 illustra una delle possibili versioni dell'apparecchiatura. fig. 2 illustrates one of the possible versions of the apparatus.

La apparecchiatura risulta essere divisa essenzialmente in due sezioni: la prima è il reattore di scarica; la seconda è la camera di trattamento. Nel reattore di scarica viene prodotto il plasma facendo passare attraverso la scarica il gas desiderato. Questo attraverso le aperture (es. piccoli forellini) presenti nel capillare investe i particolari da sterilizzare fissati su un dispositivo girevole presente nella camera di trattamento. The equipment is essentially divided into two sections: the first is the discharge reactor; the second is the treatment chamber. The plasma is produced in the discharge reactor by passing the desired gas through the discharge. This through the openings (eg small holes) present in the capillary invests the parts to be sterilized fixed on a rotating device present in the treatment chamber.

Con riferimento alle figure 1 e 2, nelle quali sono illustrate due rappresentazioni di insieme dell'apparecchiatura, in modo generico con il 10 è stato indicato il reattore di scarica e con il 15 la camera di sterilizzazione. With reference to Figures 1 and 2, in which two overall representations of the apparatus are shown, in a generic way with 10 the discharge reactor has been indicated and with 15 the sterilization chamber.

Il reattore di scarica è composto da un corpo di vetro con due alloggiamenti per altrettanti porta-elettrodi, indicati con 11, e un capillare, 12, fornito di piccole aperture (per esempio una serie di forellini) attraverso i quali il plasma prodotto dalla scarica elettrica viene alimentato alla camera di sterilizzazione. The discharge reactor is composed of a glass body with two housings for as many electrode holders, indicated with 11, and a capillary, 12, provided with small openings (for example a series of holes) through which the plasma produced by the discharge electric power is fed to the sterilization chamber.

I porta-elettrodi, indicati con 11, hanno il compito di serrare gli elettrodi 12, posizionandoli lungo l'asse del tubo di vetro e in modo tale da ottenere una distanza interelettrodica ottimale, che risulta fondamentale ai fini dell'efficienza produttiva del plasma e quindi dell' efficienza della sterilizzazione, nonché della temperatura macroscopica del flusso gassoso. The electrode holders, indicated with 11, have the task of tightening the electrodes 12, positioning them along the axis of the glass tube and in such a way as to obtain an optimal interelectrode distance, which is fundamental for the production efficiency of the plasma and therefore of the efficiency of the sterilization, as well as of the macroscopic temperature of the gaseous flow.

Tali porta-elettrodi sono progettati in modo tale da convogliare il flusso del gas in ingresso al reattore assialmente agli elettrodi. H gas viene alimentato attraverso gli ingressi indicati con 13. These electrode holders are designed in such a way as to convey the flow of the gas entering the reactor axially to the electrodes. The gas is fed through the inlets indicated with 13.

Il capillare, 14, ha un diametro interno tale da ottimizzare i regimi di scarica e quindi una efficace produzione di plasma altamente reattivo. Le piccole aperture (p. es. forellini) praticate sulla parete del capillare sono di dimensioni di circa 1/10 del diametro interno del capillare e sono allineati e equamente distanziati. Essi hanno il compito di aumentare la velocità del gasplasma in uscita dal capillare e minimizzando gli effetti di ricombinazione delle specie gassose ionizzate e dissociate, nonché la diseccitazione delle specie energeticamente eccitate. The capillary, 14, has an internal diameter such as to optimize the discharge rates and therefore an effective production of highly reactive plasma. The small openings (e.g. pinholes) in the capillary wall are approximately 1/10 of the internal diameter of the capillary and are aligned and evenly spaced. They have the task of increasing the speed of the gasplasma leaving the capillary and minimizing the effects of recombination of the ionized and dissociated gaseous species, as well as the de-excitation of the energetically excited species.

Il gas in uscita viene direzionato in tal modo su un apposito apparato girevole 16, movimentato dal motore 17. Tale apparato è nella prima configurazione una ruota ad asse orizzontale, mentre nella seconda è un piatto orizzontale che ruota su un asse verticale. Nel primo caso gli strumenti da sterilizzare sono fissati sia sulla superfice intera che quella interna della ruota che è formata di materiale forato. Nel secondo gli strumenti sono poggiati sul piatto. La rotazione dell'apparato permette l'esposizione di ogni elemento al flusso di plasma. La velocità di rotazione dell'apparato è funzione sia del tipo di strumenti da sterilizzare che dell'agente inquinante da abbattere, nonché del valore della concentrazione finale ammissibile dell'agente batterico, virus e/o eso-endo tossine da raggiungere. The outgoing gas is thus directed onto a suitable rotating apparatus 16, moved by the motor 17. In the first configuration, this apparatus is a wheel with a horizontal axis, while in the second it is a horizontal plate which rotates on a vertical axis. In the first case, the instruments to be sterilized are fixed both on the entire surface and on the internal surface of the wheel which is made of perforated material. In the second, the instruments are placed on the plate. The rotation of the apparatus allows the exposure of each element to the plasma flow. The rotation speed of the apparatus is a function of both the type of instruments to be sterilized and the polluting agent to be removed, as well as the value of the final admissible concentration of the bacterial agent, virus and / or exo-endo toxins to be reached.

Nella camera di trattamento sono previsti un ingresso 18 e un uscita 19. L' ingresso 18 serve ad introdurre nella camera, precedentemente al ciclo di sterilizzazione, un flusso di aria calda in grado di far evaporare i residui di acqua provenienti da precedenti cicli di lavatura degli strumenti. Tale ciclo viene gestito dall'elemento 20 che compende un termoconvettore temporizzato con temperatura massima dell'aria in uscita di 80 °C. In the treatment chamber there are an inlet 18 and an outlet 19. The inlet 18 is used to introduce into the chamber, prior to the sterilization cycle, a flow of hot air capable of evaporating the water residues from previous washing cycles. of the tools. This cycle is managed by the element 20 which comprises a timed convector with a maximum outlet air temperature of 80 ° C.

L'aria calda, dopo aver investito l'apparato rotante 16 e il suo carico, esce attraverso l'uscita 19. A tale uscita è connessa una valvola a tre vie 21 che comandata elettronicamente dal microprocessore di controllo del ciclo asciugatura/sterilizzazione devia tale flusso di aria verso l'esterno. Alla fine del ciclo di asciugatura, la valvola a tre vie connette la camera di trattamento con la pompa a vuoto 22, che con un pressostato, controlla la pressione all'interno del reattore Il e della camera 16 al livello desiderato. Quindi il controllo elettronico permette l'inizio del ciclo di sterilizzazione accendendo la scarica elettrica e quindi la produzione del plasma. L' energia elettrica, in corrente continua o alternata, è erogata attraverso l'alimentatore 23. The hot air, after having hit the rotating apparatus 16 and its load, exits through the outlet 19. A three-way valve 21 is connected to this outlet which, electronically controlled by the microprocessor controlling the drying / sterilization cycle, diverts this air flow to the outside. At the end of the drying cycle, the three-way valve connects the treatment chamber with the vacuum pump 22, which, with a pressure switch, controls the pressure inside the reactor 11 and chamber 16 at the desired level. Then the electronic control allows the start of the sterilization cycle by turning on the electric discharge and therefore the production of the plasma. Electricity, in direct or alternating current, is supplied through the power supply 23.

Dopo il tempo necessario all' ottenimento della carica di inquinanti desiderata, previo lo spegnimento della scarica e la pressurizzazione alla pressione ambiente dell'apparecchiatura, gli strumenti sono direttamente utilizzabili senza altre ulteriori manipolazioni. After the time necessary to obtain the desired pollutant charge, after the discharge has been turned off and the equipment is pressurized at ambient pressure, the instruments can be used directly without further manipulation.

I tempi di sterilizzazione sono generalmente inferiori ai 30 min. Tale durata dipende dal tipo di agente inquinante e dalla carica minima ammissibile finale. Sterilization times are generally less than 30 min. This duration depends on the type of pollutant and on the final minimum allowable charge.

Claims

Claims 1. Equipment for the sterilization of plastic and / or metal medical instruments from bacteria, exo-endotoxins and viruses through the use of resistive coupled cold plasma operating at pressures ranging from a few kPa to atmospheric.

2. Apparatus according to claim 1 which can have both direct and alternating current power supplies.

3. Apparatus according to claim 1 composed of two sections. The first is called a reactor in which the plasma flow is produced and then sent to the second section, called the treatment chamber.

4. Apparatus according to claims 1, 2 and 3 in which the treatment chamber is provided with a plate or a rotating wheel on which the instruments to be sterilized are positioned.

5. Apparatus as claimed in claim 4 in which the treatment chamber is provided with a convector which activates a drying cycle of the instruments prior to sterilization.

6. Apparatus as per the preceding claims in which the drying and sterilization cycles are controlled by an electronic microprocessor which has the task of establishing the times of the individual drying-sterilization processes.

7. Apparatus as claimed in claim 3 wherein the plasma production reactor is provided with two electrodes with an angle between them varying between 0 ° and 180 °.

8. Apparatus according to claim 3 in which the reactor is provided with an electrode holder in which the plasmogen gas inlets are also inserted.

9. Apparatus according to claim 1 which can carry out sterilization at room temperature, and is therefore also suitable for instruments made of plastic material or in any case characterized by a low structural temperature.

10. Equipment according to claim 1 characterized by low sterilization times (max 30 min) and in any case much shorter than the typical times of traditional sterilization equipment.

11. Equipment referred to in claim 1 which can use oxygen, air and other gas mixtures as gases for the production of plasma.

12. Apparatus according to claim 1 characterized by high efficiencies in the abatement of bacterial species, exo-endotoxins and viruses due to the high activity of the plasma which contains highly active gaseous species both from an energetic and a chemical point of view.

13. Equipment according to claim 1 characterized by a negligible environmental impact as it uses non-toxic gases for sterilization. It also does not produce waste products.