JP2012531979A - 酸素/オゾンの混合物を用いた医療施設を消毒するプロセスおよびシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
病院および他の医療施設の衛生化の現在の処置手順は、次第に有効性が低くなってきており、施設の至るところに致死性の細菌が蓄積されている。すべてではないにしても殆どの国における医療施設の設置のコストの上昇により、除菌および滅菌処置手順に最小限以上の時間を費やしたり、努力を注ぐことが困難である。
少なくとも60%の相対湿度の、2〜350重量ppmの濃度のオゾンおよび0.2〜10重量%の量の過酸化水素を含む消毒大気を部屋の中で作るステップと、
内部に細菌が生息する表面を有する生物膜を、超薄膜内の細菌の有効な死滅に十分である少なくとも30分間にわたって消毒大気に曝露するステップと、
続いて大気からオゾンを0.04ppm以下まで除去するステップと、を含む、プロセスが提供される。
オゾンを含むガス混合物を部屋の中に放出するためのオゾン生成器と、
放出されるオゾンの量を制御するように構成されたオゾン制御装置と、
制御された量の過酸化水素を部屋の中に放出するための過酸化水素の供給源と、
過酸化水素およびオゾンを部屋の中に放出するための手段と、
処置中に部屋の相対湿度を増減するように構成された湿度調節手段と、
部屋の大気中のオゾンを後に人間が利用できる安全なレベルまで破壊するように構成されたオゾン除去装置と、を含む、運搬可能なシステムも提供される。
有効量のオゾンおよび過酸化水素を含むガス混合物を部屋の中に導入するステップと、
部屋の中の圧力を大気圧よりも高くする、または加圧ガス流を導入するステップと、
部屋の中の繊維表面および多孔質表面を、過酸化水素およびオゾンを含む少なくとも60%の相対密度の大気の加圧ガス流に曝露しながら、これらの表面を物理的に撹拌するステップと、
部屋を大気圧に戻すステップと、
部屋の大気から残留オゾンを安全なレベルまで除去するステップと、を含む、プロセスが提供される。
本発明に使用するのに有効かつ最適な条件を、添付の図面の図4に全体が例示されている実験装置を用いて決定した。
上記の一連の試験を、MRSA ATCC33592に対して行った。微生物が入った皿を、チャンバー内で、80ppmのオゾンを含む酸素/オゾン混合大気に、20℃、85%の相対湿度で90分曝露した。2枚の同一試験プレートで行った。プレートを洗浄する10μlの量のアリコートを、種菌とともに、最終希釈係数10−2、10−3、10−4、10−5、10−6、および10−7まで段階希釈した。オゾンに曝露しないコントロールプレートを用意し、上記のように24時間インキュベートした。寒天プレートの表面を溶出させて細菌コロニーを除去し、溶出物を、顕微鏡下での検査のためにプレートから取り出した。
実施例1の実験を、同じ細菌株を用いて繰り返したが、試験プレートは、チャンバー内で、20℃、80%の相対湿度で、50ppmのオゾンを含む酸素に曝露した。
試験微生物として緑膿菌ATCC27853を使用した点を除き、実施例1の実験を繰り返した。オゾン曝露、希釈、インキュベーション、および試験は同じ条件を使用した。試験プレートでは、10−2の希釈で、活性なコロニーカウントが11および18であり、10−3の希釈で、活性なコロニーカウントが5および27であった。より高い希釈では、検出可能なコロニーが存在しなかった。対照的に、オゾン非曝露コントロールプレートは、最大で10−6を含むすべての希釈で、カウントするのには多すぎるコロニーを示した。2.8logの減少が達成された(7.9log〜5.1log)。
実施例3の実験を同じ試験微生物を用いて繰り返したが、試験サンプルを、チャンバー内で、80%の湿度で90分間、50ppmのオゾンを含むオゾン/酸素ガス混合物で処置した。同じ回収および試験処置手順により、コントロールプレートが、カウントするには多すぎるcfuを有することが判明した。試験プレートは、2枚の同一プレートで行い、10−2の希釈で、212および183のcfuカウントであり、10−3の希釈で、13および50のcfuカウントであり、より高い希釈では、cfuが0であった。
実施例3の実験を繰り返したが、試験微生物として大便連鎖球菌(高レベルのバンコマイシン耐性)臨床株80269を用い、21℃、80%の相対湿度で、35ppmのオゾンのオゾン/酸素混合物に90分の曝露とした。コントロールプレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2、10−3、および10−4の希釈ではカウントするのに多すぎるcfuカウントであり;10−5の希釈では、402および346のcfuカウントであり;10−6の希釈では、35および25のcfuカウントであり;10−7の希釈では、14のcfuカウントであった。対照的に、試験プレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2の希釈では、78および29のcfuカウントであり;10−3の希釈では、47および6のcfuカウントであり;10−4の希釈では、112および50のcfuカウントであり;10−5の希釈では、0および1のcfuカウントであり;10−6の希釈では、1および0のcfuカウントであり;10−7の希釈では、0および1のcfuカウントであった。2.95logの減少が達成された(7.7log〜4.7log)。
実施例5の実験を、試験微生物として同じVRE臨床株を用いて繰り返したが、20℃、80%の相対湿度で、50ppmのオゾンのオゾン/酸素混合物に90分の曝露とした。コントロールプレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2、10−3、および10−4の希釈ではカウントするのに多すぎるcfuカウントであり;10−5の希釈では、369および359のcfuカウントであり;10−6の希釈では、46および46のcfuカウントであり;10−7の希釈では、9および2のcfuカウントであった。対照的に、試験プレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2の希釈では、50のcfuカウントであり;10−3の希釈では、30未満のcfuカウントであり;10−5のより高い希釈では、0のcfuカウントであった。
実施例3の実験を、試験微生物として大腸菌株ATCC25922を用いて繰り返したが、21℃、80%の相対湿度で、35ppmのオゾンのオゾン/酸素混合物に90分の曝露とした。コントロールプレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2、10−3、および10−4の希釈ではカウントするのに多すぎるcfuカウントであり;10−5の希釈では、300を超えるcfuカウントであり;10−6の希釈では、95および66のcfuカウントであり;10−7の希釈では、3および10のcfuカウントであった。対照的に、試験プレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2の希釈では、43および38のcfuカウントであり;10−3の希釈では、25および1のcfuカウントであり;10−4の希釈では、6および15のcfuカウントであり;10−5の希釈では、3および10のcfuカウントであり;より高い希釈では、0のcfuカウントであった。
実施例7の実験を、試験微生物として同じ大腸菌株ATCC25922を用いて繰り返したが、20℃、80%の相対湿度で、50ppmのオゾンのオゾン/酸素混合物に90分の曝露とした。コントロールプレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2、10−3、および10−4の希釈ではカウントするのに多すぎるcfuカウントであり;10−5の希釈では、563および350のcfuカウントであり;10−6の希釈では、74および87のcfuカウントであり;10−7の希釈では、7および7のcfuカウントであった。対照的に、試験プレート(2枚の同一プレート)の溶出物は、10−2の希釈では、13および28のcfuカウントであり;10−3の希釈では、8および7のcfuカウントであり;10−4の希釈では、7および5のcfuカウントであり;より高い他のすべての希釈では、0であった。
C.difficileの株(毒素非生産臨床株番号135、Queens University Medical School、Kingston、Ontario、Canada)も試験微生物として用いたが、C.difficile株の増殖が公知の通り困難であるため(例えば、嫌気性条件を必要とする)、やや異なる準備の方法を採用した。
カーペットおよびカーテンなどの織物の汚染除去に関連した、殆どの近代的な病院が一般に直面している問題をシミュレーションするために行った実験から、静止気体環境よりも直接的な加圧気流の方が有効であることが明確に実証された。添付の図5に図式的に例示されている装置を使用した。実験が行われている間は閉じられたチャンバー100は、その一端の近傍に、生物膜が形成されるようにMRSAを含浸させて乾燥させた繊維状カーテン材料(滅菌された綿のガーゼ)の層(ディスク)104を保持するフレーム102を備えていた。オゾンを多く含む大気をチャンバーに送る。回転羽根108を備えた電気送風機106をガーゼから3cmの位置に配置して、チャンバー内のガスが高速でガーゼを通過してガーゼの物理的撹拌を起こすようにした。同様に含浸させたガーゼ112が露出するように配置された皿110をチャンバー100の他端の近傍に配置して、チャンバーの本質的に静止した大気に曝露されるようにした。同様に含浸させたが処置していないコントロールガーゼも評価した。
試験細菌、すなわちクロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile);大腸菌;緑膿菌(PAU);メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA);バンコマイシン耐性腸球菌(VRE)を前の実験で記載したように用意した(好気性細菌の用意については実施例1を、C.difficileの用意については実施例9を参照されたい)。枯草菌(炭疽菌の代用菌)は、この細菌をコロンビアヒツジ血液寒天プレートで、35℃で、室内で18〜24時間インキュベートして増殖させた点を除き、C.difficileの用意と同様に用意した。これらは別々に、プレートで24時間培養した。プレートから、4〜5の孤立したコロニーを選択し、0.85NaClに懸濁して、分光光度計を用いた測定で0.5マックファーランド濁度基準(1.5×108cfu/ml)となるようにした。種菌は、10−1、10−2、10−3、10−4、10−5、10−6、およ10−7cfu/mlの溶液となるように、0.1mlの元の0.5マックファーランド種菌(6×10倍)を0.9mlの0.85NaClブロスで連続段階希釈を行って用意した。微生物は、0.1mlの各溶液を、プレート上のコロンビアヒツジ血液寒天(好気性細菌用)またはブルセラ嫌気性血液寒天プレート(C.difficileおよび枯草菌用)の表面、またはステンレス鋼プレートに広げ、前述のように3点にプレーティングした。寒天上では、細菌は、プランクトンモードを維持する。ステンレス鋼上では、細菌を含む生物膜が形成される。
以下の表3、表4、表5、表6、表7、および表8は、実験の概要を示し、オゾン、H2O2、湿度、および曝露時間の組み合わせを、ステンレス鋼ディスクなどの非多孔質表面に生物膜として人工的に適用されたときに次の細菌:前と同じ大腸菌;緑膿菌(PAU);枯草菌(炭疽菌の代用菌);クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile);バンコマイシン耐性腸球菌(VRE);およびメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)を除去する能力について評価した。
上の表に示されているデータは、本発明によるプロセスが、ステンレス鋼などの非多孔質の硬い表面における生物膜標本内に含まれる細菌を完全に除去できることを明確に実証している。病院内で見られる一般的な病原体に対しては、曝露時間の僅かな調整が必要であり(25分〜45分)、枯草菌、従ってその従兄弟である炭疽菌では、ほぼ2倍の曝露時間が必要であるが、これらの病原体は病院では殆ど問題となっていない。
Claims (38)
- 部屋の中の閉じられた空間内の細菌および前記部屋の中の表面の生物膜に含まれる細菌を駆除するプロセスであって、
少なくとも60%の相対湿度で、2〜350重量ppmの濃度のオゾンおよび0.2〜10重量%の量の過酸化水素を含む消毒大気を前記部屋で生成するステップと、
超薄膜内の細菌の効果的な死滅に十分な少なくとも30分間にわたって、内部に生細菌を有する生物膜を備えた表面を前記消毒大気に曝露するステップと、
続いて前記大気からオゾンを0.04ppm以下まで除去するステップと、を含む、プロセス。 - 前記曝露の時間が、約30分〜約120分である、請求項11に記載のプロセス。
- 前記消毒大気中の前記オゾン濃度が、20〜200ppmである、請求項1または2に記載のプロセス。
- 前記消毒大気中の前記オゾン濃度が、35〜100ppmである、請求項3に記載のプロセス。
- 前記過酸化水素の量が、0.5〜10%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記消毒大気中の前記過酸化水素の量が、1〜5%である、請求項5に記載のプロセス。
- 駆除される前記細菌が、クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile);大腸菌;緑膿菌;メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA);バンコマイシン耐性腸球菌(VRE);または前記細菌の2つ以上の組み合わせである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプロセス。
- 処置される前記細菌が、枯草菌若しくは炭疽菌、またはそれらの組み合わせである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記部屋の中の多孔質表面および繊維表面を、前記消毒大気に曝露している間、物理的に撹拌するステップをさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記物理的撹拌が、剛毛を当てて行われる、請求項9に記載のプロセス。
- 前記物理的撹拌が、空気圧ジェットを当てて行われる、請求項9に記載のプロセス。
- 前記物理的撹拌が、物理的な撹乱を起こすことができる超音波エネルギー、高周波エネルギー、または電磁波を当てて行われる、請求項9に記載のプロセス。
- 前記生物膜を備えた表面が、前記消毒大気の局所ストリームに曝露される、請求項1〜12のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記生物膜を備えた表面が前記消毒大気に曝露されるときの前記消毒大気の圧力が、大気圧よりも高い、請求項1〜13のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記消毒大気の圧力が、14.7〜100psiである、請求項14に記載のプロセス。
- 部屋およびその中の表面を消毒するプロセスであって、
前記部屋の中に酸素/オゾンガス混合物を導入するステップと、
前記部屋の中の圧力を大気圧よりも高くするステップと、
前記部屋の中の繊維表面および多孔質表面が、少なくとも70%の相対湿度のオゾン含有大気に曝露されている間、前記表面を物理的に撹拌するステップと、
前記部屋を大気圧に戻すステップと、
前記部屋の大気から残留オゾンを最大でも0.04ppmのレベルまで除去するステップと、を含む、プロセス。 - 前記オゾンを、混合された酸素/オゾンガスとして前記部屋の大気に送達して、前記オゾンが約10〜100ppmの量で存在するようにする、請求項16に記載のプロセス。
- 前記オゾンを、混合された酸素/オゾンガスとして前記部屋の大気に送達して、前記オゾンが約30〜90ppmの量で存在するようにする、請求項17に記載のプロセス。
- 前記オゾンを、混合された酸素/オゾンガスとして前記部屋の大気に送達して、前記オゾンが約35〜80ppmの量で存在するようにする、請求項18に記載のプロセス。
- 前記部屋の中の圧力を、14.7psi〜100psiに上げる、請求項16〜19のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記部屋およびその表面を、約45〜120分間にわたって酸素/オゾン混合物に曝露する、請求項16〜20のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記部屋およびその表面を、約60〜105分間にわたって酸素/オゾン混合物に曝露する、請求項21に記載のプロセス。
- 細菌クロストリジウム・ディフィシレ(C.difficile);大腸菌;緑膿菌;メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA);およびバンコマイシン耐性腸球菌(VRE)の少なくとも1つの消毒に利用される、請求項16〜22のいずれか1項に記載のプロセス。
- 有効量の過酸化水素を前記部屋に導入するステップをさらに含む、請求項16〜23のいずれか1項に記載のプロセス。
- 部屋およびその中の表面をオゾンで消毒するための運搬可能なシステムであって、
酸素とオゾンの混合物を放出するオゾン生成器と、
前記酸素とオゾンの混合物中のオゾンの割合を制御するように構成されたオゾン制御装置と、
前記オゾン生成器からの前記酸素とオゾンの混合物を受け取る、出口端部を有する放出管と、
前記放出管の前記出口端部から排出される酸素/オゾン混合物で表面を物理的に撹拌する、前記放出管の前記出口端部にある物理的撹拌システムと、
前記物理的撹拌システムによって放出される前記酸素/オゾン混合物の圧力および処置されている前記部屋の前記酸素/オゾンガスの圧力を調節するように構成された、前記オゾン生成器に接続された圧力調節手段と、
擦り落としシステムによって放出される前記酸素/オゾン混合物の温度を調節するように構成された、前記オゾン生成器に接続された温度調節手段と、
少なくとも65%の相対湿度に処置位置を加湿するように構成された湿度調節手段と、
前記放出管の使用環境から酸素/オゾン混合物を受け取り、前記混合物からオゾンを除去するように構成されたオゾン除去装置と、を含む、システム。 - 前記湿度調節手段が、前記オゾン生成器と酸素コンテナとの間に配設された加湿器であり、前記酸素コンテナが入力側であり、前記オゾン生成器が出力側である、請求項25に記載のシステム。
- 前記オゾン生成器に、医療グレードの酸素が供給され、前記オゾン制御装置が、前記オゾン生成器内に配設された放電プレートであり、前記オゾン生成器に供給される前記酸素ガスに可変制御電圧を供給するように構成されている、請求項25または26に記載のシステム。
- 前記物理的撹拌システムが、少なくとも1つのジェットノズル出口を備える、請求項25〜27のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記物理的撹拌システムが、前記ジェットノズル出口に近接して配設された、前記ジェットノズル出口の放出端部よりも僅かに下まで突き出ている剛毛をさらに備える、請求項28に記載のシステム。
- 前記オゾン生成器が、前記放出管に加えて、前記部屋への少なくとも1つの酸素/オゾン出口を備える、請求項25〜29のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記システムを積んで運搬するための台車をさらに備える、請求項25〜30のいずれか1項に記載のシステム。
- 部屋、その中の表面およびその中の機器を消毒するための運搬可能なシステムであって、
オゾンを含む気体混合物を前記部屋に放出するためのオゾン生成器と、
放出されるオゾンの量を制御するように構成されたオゾン制御装置と、
制御された量の過酸化水素を前記部屋に放出するための過酸化水素の供給源と、
前記過酸化水素およびオゾンを前記部屋に放出するための手段と、
処置中に前記部屋の相対湿度を増減するように構成された湿度調節手段と、
後の人間の利用のために前記部屋の大気中のオゾンを安全なレベルまで破壊するように構成されたオゾン除去装置と、を含む、システム。 - 前記過酸化水素およびオゾンを前記部屋に放出するための前記手段が、出口端部を有する放出ワンドを備える、請求項32に記載のシステム。
- 前記放出ワンドの前記出口端部が、前記出口端部が当てられる表面を撹拌して撹乱するための払い落としシステムを備える、請求項33に記載のシステム。
- 前記払い落としシステムが、ジェットノズル出口である、請求項34に記載のシステム。
- 前記払い落としシステムが、擦る動作をするための剛毛を備える、請求項34または35に記載のシステム。
- 過酸化水素ガスおよびオゾンを放出するための前記手段が、前記ワンドをバイパスする出口をさらに備える、請求項32〜36のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記システムを積んで運搬するための台車をさらに備える、請求項32〜37のいずれか1項に記載のシステム。
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