JPH071940U - 医用器具の浄化・消毒・滅菌装置 - Google Patents
医用器具の浄化・消毒・滅菌装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 器具を比較的短い時間で衛生学的観点から申
し分なく、しかも器具および周囲環境に有害な作用を及
ぼすことなく浄化且つ滅菌し得る装置を提供する。 【構成】 ケースと、該ケース内に配置され、処置すべ
き器具と液体を収容するための容器と、電解槽と、該容
器内の器具を乾燥するための乾燥装置と、少なくとも1
つの超音波振動子を有する超音波装置と、前記容器の注
水および排水を制御するための流体圧式制御要素と、前
記容器と前記電解槽との間に延在する導管と、前記超音
波装置、電解槽および乾燥装置を制御するための電気式
制御要素とを有し、前記超音波振動子は容器に結合され
ており、容器内の液体に超音波エネルギーを与える。
し分なく、しかも器具および周囲環境に有害な作用を及
ぼすことなく浄化且つ滅菌し得る装置を提供する。 【構成】 ケースと、該ケース内に配置され、処置すべ
き器具と液体を収容するための容器と、電解槽と、該容
器内の器具を乾燥するための乾燥装置と、少なくとも1
つの超音波振動子を有する超音波装置と、前記容器の注
水および排水を制御するための流体圧式制御要素と、前
記容器と前記電解槽との間に延在する導管と、前記超音
波装置、電解槽および乾燥装置を制御するための電気式
制御要素とを有し、前記超音波振動子は容器に結合され
ており、容器内の液体に超音波エネルギーを与える。
Description
【0001】
本考案は、医用、特に歯科用器具の浄化、消毒および滅菌のための装置に関す る。
【0002】
衛生学的観点から鉗子、ピンセット、ドリルのような医学または歯科処置に使 用される器具は無菌でなければならない。この必要条件を満足するため、器具を 使用後に超音波洗浄装置(米国特許第3007478号および第3640295 号明細書参照)により浄化し、且つ別の作業過程で消毒または滅菌するのが通常 である。消毒は一般に化学薬品(アルコール、フェノール)で行われ、他方にお いて滅菌のためには約180ないし200℃熱風または圧力をかけられた過熱蒸 気が使用される。
【0003】 特に非金属材料から成る器具またはその部分は滅菌の際のこの比較的高い熱の 作用に耐えることができない。このような熱に弱い器具をも熱的に傷めることな く滅菌するためには、エチレンオキシドを基剤とするいわゆるガス滅菌器が使用 されている。この方法の欠点は、数時間の比較的長い滅菌時間を必要とし、また エチレンオキシドは強い毒性および発火危険性を有するので安全措置に比較的高 い費用を必要とすることである。
【0004】
本考案の目的は、公知の装置の欠点を回避し、器具を比較的短い時間で衛生学 的観点から申し分なく、しかも器具および周囲環境に有害な作用を及ぼすことな く浄化且つ滅菌し得る装置を提供することである。
【0005】
この目的は、本考案によれば、ケースと、該ケース内に配置され、処置すべき 器具と液体を収容するための容器と、電解槽と、該容器内の器具を乾燥するため の乾燥装置と、少なくとも1つの超音波振動子を有する超音波装置と、前記容器 の注水および排水を制御するための流体圧式制御要素と、前記容器と前記電解槽 との間に延在する導管と、前記超音波装置、電解槽および乾燥装置を制御するた めの電気式制御要素とを有し、前記超音波振動子は容器に結合されており、容器 内の液体に超音波エネルギーを与えるものである、医用器具の浄化・消毒・滅菌 装置により達成される。
【0006】
以下、図面に示されている実施例により本考案を一層詳細に説明する。
【0007】 第1図には、後で一層詳細に説明される方法により作動する装置の概要が示さ れている。ケース1は箱状に構成され、2つの隣接するケース部分1a,1bに 分割されており、蝶番で取付けられた蓋2により密閉され得るようになっており 、ケース部分1a内に桶状の1つの容器3を有している。ケース部分1b内には 、浄化剤(界面活性剤)を収容するための1つの容器4と、塩化ナトリウム(N aCl)および界面活性剤の混合物を収容するためのもう1つの容器5とが収納 されている。両容器4,5は多数の孔6,7を通じて桶状容器3と接続されてい る。ケース部分1b内には、第2図および第4図に示されている種々の電気式お よび液体圧式構成要素も、第3図に一層詳細に示されている電解槽も収納されて いる。ケース部分1bは蓋側で網籠9を載せ得る台8を形成しており、この網籠 のなかに浄化または滅菌すべき器具10(鋏、ピンセット、ドリルなど)が入れ られる。同じく箱状に構成された蓋2のなかには乾燥装置としてヒータ60(た とえば赤外線放射器)および小形ファン11が収納されている。ファン11によ り、後で一層詳細に説明するように、ヒータ60により暖められた空気が蓋内に 設けられている多数の孔12を経て桶状容器3へ導かれ得る。電気的構成要素へ の電力供給は電源端子13を介して行われる。導管14により新鮮水が供給され 、導管15により廃水が排出される。
【0008】 第2図から明らかなように、下側ケース部分1cのなかには容器3のすぐ下に その底と機械的に結合されて、それ自体は公知の仕方で構成された超音波振動子 16が取付けられており、それを介して容器3内に注入された液体が超音波エネ ルギーで励振され得る。さらに、ケース部分1cのなかには、それ自体は公知の 揺動装置17が配置されており、この揺動装置は容器内に入れられた籠9を必要 に応じて揺動させる役割をする。さらに、容器3のなかには、たとえば導電率プ ローブの形態の2つのレベル計、すなわち上側レベル計18および下側レベル計 19が設けられている。符号20を付されているのは循環ポンプであり、この循 環ポンプは電磁弁V21ないしV28および符号29を付されている電解槽と同 様にケース部分1bのなかに収納されている。
【0009】 電解槽29の構造を第3図、第5図および第6図により一層詳細に説明する。 第3図による電解槽では、約150×100×30mmの寸法を有し絶縁材料か ら成り横断面が長方形の1つのケース30が1つのチャンバ31を形成しており 、このチャンバは縦に張られたイオン伝導膜32により1つの陽極液チャンバ3 3および1つの陰極液チャンバ34に分割されている。この膜は好ましくはスル ホン化されたポリテトラフルオロエチレンから成り、陽イオン交換膜と呼ばれて いる。陽極液チャンバ34のなかには1つの陰極35が、陰極液チャンバ34の なかには1つの陰極36が配置されている。陽極および陰極は同一の材料、好ま しくは活性化されたチタンから成っている。陽極および陰極は、白金からまたは 白金およびイリジウムから成る1つまたは複数個の網を有する白金板から成って いてもよい。網の代わりに、第5図および第6図による実施例に示されているよ うに、チタンまたはタンタルから成り白金黒で又は白金酸化物およびルテニウム 酸化物で被覆された海綿状金属も使用され得る。このような電極を使用する際に は陽極と陰極との間の隔膜は省略され得る。
【0010】 ラネー白金および多孔性チタンスポンジのような塩素に耐える多孔性金属、ま たは場合によっては貴金属触媒で被覆されている焼結金属を電極材料として使用 することも有利である。
【0011】 符号37を付されているのは乱流格子であり、この乱流格子は両チャンバ33 ,34のなかに入れられており、水流を乱流状態にする役割をする。その材料と しては、たとえばテフロンから成る化学的耐性を有する繊維を使用するのが目的 にかなっている。第5図および第6図に示されているような海綿状金属電極を使 用する場合には、乱流格子は省略され得る。すなわち貫流する水の必要な乱流化 は既に海綿状金属の幾何学的構造により達成される。
【0012】 陽極液チャンバ33は1つの溝38を経て陰極液チャンバ34と接続されてお り、それにより矢印方向に溝39を経て流入した液体は陽極液チャンバを通過後 に陽極液チャンバに移行し、そこを通過後に出口溝40から流出し得る。
【0013】 電解槽の他の1つの有利な実施例が第5図および第6図に示されている。電解 槽および電極構造の外部形状はほぼ第3図の場合と同様であり、絶縁材料から成 るケース50のなかに0.5ないし5mmの間隔をおいて、直流電圧を与え得る 2つの電極51,52が配置されている。しかし前記の実施例と異なり、チャン バ53を分割する膜は存在しない。この実施例では流入溝54および流出溝55 は互いに反対側の端面に配置されている。電解槽を通る液体の流れを均等にする ため、破線で記入されているように、複数個の流入溝54aおよび流出溝55a を設けることは目的にかなっている。さらに効率を改善するため、第6図の断面 図に示されているように通流方向に配置されている循環または換気溝56を設け ることは有利である。溝は蜂の巣状に構成されていてもよい。また、電極とケー スとの間に他の適当な措置により間隔をおくことも本考案の範囲内にある。さら に通流状態を最適にするため、電極の前後に電極の幅を越えて延びている分配チ ャンバ57,58を設けることも有利である。
【0014】 上記の1チャンバ電解槽の効率は確かに前記の2チャンバ電解槽の効率ほど良 好ではないけれども、後でまた説明するように、1チャンバ電解槽にくらべて構 造がはるかに簡単であり、必要とされる液体圧回路の費用も少なくてすむ。著し く石灰を含有する水(硬度>10°dH)で2チャンバ電解槽を使用する場合に は、隔壁への石灰堆積を避けるため、装置の前にイオン交換器を設けるのがよい 。
【0015】 汚染された器具10は網籠9のなかに入れられ、この網籠が最初は空の浄化容 器3のなかに入れられる。容器4および5のなかには、手でもしくは装置の付近 に取付けられていてよい調量スペンダーを介して予め調量された量の粉末状また は液状界面活性剤が一方の容器に、また界面活性剤および塩化ナトリウムから成 る混合物が他方の容器に注入される。蓋2を閉じた後に浄化、消毒および滅菌過 程が開始される。
【0016】 始動ボタン41(第1図)を押した後に、導管14および開かれた弁V21, V22,V25およびV27を介して新鮮水が電解槽29および界面活性剤容器 4を通じて容器3へ導かれる。その際、水流は界面活性剤容器4内に存在する浄 化剤を容器3内に注ぎ込む。レベル計18により検出される必要な充満レベルに 到達した後、水の供給は弁V21およびV27の閉鎖により中断される。始動命 令により同時に揺動装置17が投入される。この揺動装置は籠9およびそのなか に入れられている器具を垂直または水平に揺り動かす。
【0017】 スイッチS42(第4図)による超音波電子部材42の投入により超音波振動 子16(第2図)が振動させられ、それにより容器3内の液体が超音波エネルギ ーで励振される。それによって予備的浄化が開始する。超音波周波数が35kHz 以下(約30kHz)であり且つ高周波出力が浴内容物1lあたり少なくとも80 Wであるならば、浄化作用は最良であることが判明している。使用される界面活 性剤はわずかな発泡作用を有するべきである。揺動装置17から発生される運動 により浄化作用は顕著に高められる。予備的浄化のために必要な浄化時間は約3 ないし5分(T1)である。超音波電子部材42のしゃ断後に容器3の内容物は 排出口へ圧送される。そのために循環ポンプ20および電磁弁V26が投入され る。浄化により器具から除去された菌が排出口へ直接導かれないように、浴液体 を開かれた弁V22およびV25ならびにその間に電圧を与えられた電解槽29 を通じて圧送することは有利である。電極面積1cm2あたり50ないし100 mAの電流密度では、電離は、液体内に含まれている菌の大部分が死滅するよう に行われる。レベル計19により指示される下側レベルに到達すると、電解槽2 9、循環ポンプ20および電磁弁V26がしゃ断される。
【0018】 これにより新たに充満過程が開始し、その際電磁弁V27の代わりに電磁弁V 28が開かれ、また水流は塩化ナトリウムおよび界面活性剤の混合物を含んでい る容器5を通って流れ、その内容物を容器3のなかへ同伴する。容器3が満たさ れれば、電磁弁V21は閉じられる。
【0019】 これにより仕上げ浄化および滅菌の過程が開始する。その際、新たに超音波電 子部材42が投入され、電解槽29が電圧を印加され、電磁弁V22,V25お よびV28が開かれ且つ循環ポンプ20が投入された状態で浴内容物が同じく数 分に過ぎない特定の時間T2のあいだ連続的に電解槽を通して循環される。この 循環に本方法の特殊性がある。すなわち、通流する液体内に含まれている菌が電 解槽の陽極液チャンバ内で殺菌される。殺菌過程は、電離により生ずる下記の効 果に基づいている。
【0020】 −電極の陽極面と接触する際の電子除去による菌の直接酸化。
【0021】 −発生期の酸素による菌の間接酸化。
【0022】 −自由塩素による菌の酸化。
【0023】 −pH≒2の範囲内のpH値の溶液の酸成分による菌の変性。
【0024】 実験の結果、試料1mlあたり106個の微生物菌を入れられた生理学的食塩 水が3分以内に無菌にされた。胞子土(104菌/ml)を接種された生理学的 食塩水が5分後に無菌にされた。これらの実験は下記の作動条件で行われた。
【0025】 浴内容物 1.5l 循環 600ml/分 電極面積 100cm2 電流密度 100mA/cm2 陽極液チャンバを通過後に液体は陰極液チャンバに到達する。水素発生と結び ついてのアルカリ化により硬水では炭酸カルシウムが析出される。これは仕上げ 浄化を助成する副次的効果である。
【0026】 仕上げ浄化および滅菌の終了後に、すなわち超音波電子部材42および電磁弁 V28のしゃ断後に、前記と同一の仕方で容器が排出口からの排出により空にさ れ、導管を通じて新たな充満が行われる。
【0027】 続く洗浄過程では容器内容物は、超音波電子部材42が投入された状態で、同 じく投入された電解槽29を通って同様に連続的に流れる。しかし電解槽は約5 ないし20mA/cm2の減ぜられた電流密度で作動させられる。この電流密度 は、供給水により持ち込まれるかもしれない菌を殺菌するには十分である。こう して洗浄過程は実際上無菌の液体で行われる。約2ないし3分間(T3)の洗浄 過程の終了後に容器内容物は再び排出口を通じての圧送により空にされる。
【0028】 次いで乾燥過程が行われる。乾燥過程では、ヒータコイル60により加熱され 小形ファン11により孔12を経て容器3のなかへ吹き込まれた暖かい空気が滅 菌物品に与えられる。乾燥過程の間も揺動装置17が投入された状態に留まるこ とは目的にかなっている。この乾燥過程もわずか数分(T4)に限られる。
【0029】 過程進行の制御はすべて、第4図に示されている原理回路により行われ得る。 その際、制御電子部材43、好ましくはマイクロプロセッサがプログラム進行を 制御する。入力量としては、レベル計18および19から得られた信号が用いら れる。レベル計として導電率プローブを使用する場合、液体の導電率の値からレ ベル制御のための制御量を導き出し得るだけでなく、浄化のために必要な量の界 面活性剤および塩化ナトリウムが存在しているか否かもチェックし得る。界面活 性剤および塩化ナトリウムの量を制御するための信号は電解槽29の槽電圧およ び槽電流からも導き出され得る。
【0030】 電解槽29はその電圧を、スイッチS44を介して投入される制御電子部材4 4から受ける。
【0031】 故障時、すなわち入力量の所与の限界値の超過時には、リレー48が進行中の プロセスを中断し、またたとえば音響信号または光による故障表示により機能ま たは操作上の誤りを指示する。
【0032】 各プログラム終了の後にリレー49により接点S22,S45およびS46の 切換が行われる。たとえば奇数のプログラム終了の際にはリレー49が作動し、 偶数のプログラム終了の際には休止状態にある。この切換により一方では弁V2 3,V24により電解槽29を通る流れ方向の切換が、また他方では切換接点S 45,S46により電極35,36における極性反転が達成される。第3図によ る電解槽の原理構造で説明したように、流入する液体は先ず陽極と接触するとす れば、極性反転および流れ方向反転の際にも、流入する液体は先ず陽極と接触す る。この過程は特に硬水による作動の場合に有利である。なぜならば、炭酸カル シウムが液体内で沈殿するだけでなく層として陰極上に堆積するからである。す なわち、切換により電解槽の再生とも呼ばれ得る回収が行われる。それによって 電解槽の機能が一定に留まることが保証される。
【0033】 浄化剤および塩化ナトリウムの補給は調量供給装置を介して一層大きな貯蔵タ ンクから行われ得る。電気的構成上も同じく他の簡単化が行われ得る。すなわち 、電解槽の流れ方向の切換のための電磁弁V22,V23,V24およびV25 は4つの二路弁の使用によりその数を減らすことができる。
【0034】 前記のように、第5図および第6図による電解槽を使用する場合には、流れ方 向の切換が省略されるので、媒体の流れを制御するための費用が著しく低減され 得る。第2図の原理回路の考察からわかるように、弁V22ないしV25と、弁 V23おおびV24への導管部分およびそれらからの導管部分が省略され得る。 さらに、第4図の原理回路の考察からわかるように、スイッチS22も省略され 得る。その他の切換措置、たとえば電極における極性反転はこの場合にも可能で ある。
【0035】
本考案により得られる主要な利点は、従来のように菌で汚染された器具を複数 の作業過程で先ずオペレータの感染を防止するために消毒し、続いて手作業でま たは洗浄機内で浄化し、最後に別の作業過程で滅菌する必要はもはや無いことで ある。本考案によれば、これらの過程は自動的に単一の装置内で下記の順序で行 われ得る。
【0036】 (1) 超音波浴内での予備的浄化。
【0037】 (2) 電解槽を経ての液体の循環のもとでの超音波浴内での仕上げ浄化および 滅菌。
【0038】 (3) 超音波浴内での滅菌液による洗浄。
【0039】 (4) 無菌の暖かい空気による乾燥。
【図1】本考案による装置の概要図。
【図2】第1図による装置を付属の液体圧回路と共に示
す原理図。
す原理図。
【図3】第2図中に概要を示されている電解槽の縦断面
図。
図。
【図4】装置全体の原理回路図。
【図5】電解槽の他の実施例の断面図。
【図6】電解槽の他の実施例の断面図。
【符号の説明】 1 ケース、 1a,1b,1c ケース部分、 2
蓋、 3 桶状容器、4,5 貯蔵容器、 6,7
孔、 8 台、 9 網籠、 10 器具、11 小形
ファン、 13 電源端子、 14,15 導管、 1
6 超音波振動子、 17 揺動装置、 18,19
レベル計、 20 循環ポンプ、 V21〜V28 電
磁弁、 29 電解槽、 31 チャンバ、 32 陽
イオン交換膜、 33 陽極液チャンバ、 34 陽極
液チャンバ、 35 陽極、36 陰極、 37 乱流
格子、 39 溝、 40 流出溝、 41 始動ポン
プ、 42 超音波電子部材、 43 制御電子部材、
48,49 リレー、 50 ケース、 51,52
電極、 53 チャンバ、 54 流入溝、55 流
出溝、 56 循環または換気溝、 57,58 分配
チャンバ、60 ヒータ
蓋、 3 桶状容器、4,5 貯蔵容器、 6,7
孔、 8 台、 9 網籠、 10 器具、11 小形
ファン、 13 電源端子、 14,15 導管、 1
6 超音波振動子、 17 揺動装置、 18,19
レベル計、 20 循環ポンプ、 V21〜V28 電
磁弁、 29 電解槽、 31 チャンバ、 32 陽
イオン交換膜、 33 陽極液チャンバ、 34 陽極
液チャンバ、 35 陽極、36 陰極、 37 乱流
格子、 39 溝、 40 流出溝、 41 始動ポン
プ、 42 超音波電子部材、 43 制御電子部材、
48,49 リレー、 50 ケース、 51,52
電極、 53 チャンバ、 54 流入溝、55 流
出溝、 56 循環または換気溝、 57,58 分配
チャンバ、60 ヒータ
フロントページの続き (72)考案者 エルハルト ワイトリッヒ ドイツ連邦共和国 シュパールドルフ ア ムテネンバッハ 41
Claims (18)
- 【請求項1】 ケース(1)と、 該ケース内に配置され、処置すべき器具と液体を収容す
るための容器(3)と、 電解槽(29)と、 該容器内の器具を乾燥するための乾燥装置と、 少なくとも1つの超音波振動子(16)を有する超音波
装置と、 前記容器の注水および排水を制御するための流体圧式制
御要素と、 前記容器と前記電解槽との間に延在する導管と、 前記超音波装置、電解槽および乾燥装置を制御するため
の電気式制御要素とを有し、 前記超音波振動子は容器に結合されており、容器内の液
体に超音波エネルギーを与えるものであることを特徴と
する、医用器具の浄化・消毒・滅菌装置。 - 【請求項2】 ケース(1)は第1のケース部分(1
a)と、該第1のケース部分に隣接する第2のケース部
分(1b)と、容器下側の第3のケース部分(1c)と
に分割されており、 前記第1のケース部分には前記容器が配置されており、 前記第2のケース部分には前記流体圧式制御要素と、電
気式制御要素と、電解槽と、貯蔵容器(4、5)とが配
置されており、 該貯蔵容器は浄化剤および塩化ナトリウムを収容するた
めのものであり、 前記第3のケース部分には超音波振動子が配置されてい
る請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 容器を閉じるための蓋(2)がケースに
設けられており、 該蓋は乾燥装置を有する請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 前記乾燥装置はヒータ(60)とファン
(11)を有し、 該ファンは、加熱装置により暖められた空気を蓋から容
器に循環させる請求項3記載の装置。 - 【請求項5】 前記電気式制御要素は、容器内の液体の
上側レベルおよび下側レベルを検出するためのセンサを
有する請求項1記載の装置。 - 【請求項6】 前記超音波装置は35kHzの周波数、
および容器内容物1lあたり少なくとも80Wの出力で
駆動される請求項1記載の装置。 - 【請求項7】 流体圧式制御要素と電気式制御要素は切
換機構(S22,S46,S45)を有し、 該切換機構は、電解槽の電極の電圧極性を切り換え、電
解槽を通る液体の流れ方向を変化させ、所定の動作ステ
ップの後、電極の堆積物を除去することにより電解槽を
再生する請求項1記載の装置。 - 【請求項8】 電解槽は、細長いチャンバ(31)を有
するケース(30)からなり、 該チャンバは陽極と陰極を有し、 当該陽極と陰極はイオン透過性の隔壁(32)により分
離され、陽極近傍に陽極液チャンバ(33)と、陰極近
傍に陰極液チャンバ(34)とを形成し、 当該陽極液チャンバと陰極液チャンバとは、ケース(3
0)の一方の端側で導管により互いに接続されており、 前記ケースは、前記導管の反対側に入口と出口を有し、 前記入口は陽極液チャンバと連通し、 前記出口は陰極液チャンバと連通している請求項1記載
の装置。 - 【請求項9】 イオン透過性の隔壁は陽イオン交換膜で
あり、 該陽イオン交換膜は、陽極液チャンバおよび陰極液チャ
ンバの流れ抵抗よりも大きな流れ抵抗を有する請求項8
記載の装置。 - 【請求項10】 前記電極(35、36、51、52)
は、メッシュ状の活性化チタンからなる請求項8記載の
装置。 - 【請求項11】 前記電極は、貴金属により活性化され
ている請求項10記載の装置。 - 【請求項12】 前記電極は電気触媒を含んでいる請求
項8記載の装置。 - 【請求項13】 前記電極の有効面積は50から250
cm2である請求項8記載の装置。 - 【請求項14】 前記電解槽(29)は、通流チャンバ
(53)を形成する細長い空洞を有するケース(50)
からなり、 前記チャンバはその表面に沿って間隔を置いて配置され
た2つの電極(51、52)を有し、 前記通流チャンバは各電極の近傍に通流溝(54、5
5)を有し、 該通流溝はケースを通る流れ方向に平行に延在している
請求項1記載の装置。 - 【請求項15】 前記電極は、メッシュ状の活性化チタ
ンからなる請求項14記載の装置。 - 【請求項16】 前記電極は、貴金属により活性化され
ている請求項14記載の装置。 - 【請求項17】 前記電極は電気触媒を含んでいる請求
項14記載の装置。 - 【請求項18】 前記電極の有効面積は50から250
cm2である請求項4記載の装置。
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