KR100939788B1

KR100939788B1 - 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100939788B1
Application number: KR1020090060083A
Authority: KR
Inventors: 강기남; 김선완
Original assignee: 강기남
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2010-01-29

Abstract

본 발명은 멸균 챔버 내에 피멸균물을 수용하고 진공 펌프를 동작하여 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시키되, 상기 멸균 챔버는 별도의 밸브없이 기화기와 연결되어 있는 1차 감압 단계; 과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 유입시키되, 상기 멸균 챔버는 상기 기화기와 동일한 압력을 가지고, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 과산화수소수는 기화된 상태인 1차 유입 단계; 상기 기화된 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 과산화수소수를 농축시키는 1차 농축 단계; 상기 농축된 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 1차 멸균 단계; 추가 과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 추가적으로 유입시키되, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 추가 과산화수소수는 기화된 상태인 2차 유입 단계; 상기 기화된 추가 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 추가 과산화수소수를 농축시키는 2차 농축 단계; 상기 농축된 추가 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 2차 멸균 단계; 상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 상승시킴으로써, 상기 멸균 챔버 내의 기화된 과산화수소수를 상기 피멸균물 내부로 침투시키고 상기 기화된 과산화수소수를 응축시키는 1차 응축 단계; 상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 응축된 과산화수소수를 농축시키는 3차 농축 단계; 상기 농축된 과산화수소와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 3차 멸균 단계; 및 상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압 상태를 만드는 대기압 형성 단계를 포함하되, 상기 1차 감압 단계 내지 상기 1차 대기압 형성 단계는 상기 1차 대기압 형성 단계 이후 한번 더 반복하여 수행되고, 상기 2차 유입 단계에서 유입된 추가 과산화수소수는 상기 1차 유입 단계에서 유입된 과산화수소수와 동일한 양을 나타내는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법을 제공한다.

멸균, 과산화수소, 고압 증기

Description

과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법 및 장치{A sterilization method using division concentration of hydrogenperoxide and an apparatus thereof}

본 발명은 의료 기구 등과 같은 피멸균물을 멸균하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

의료 기구는 통상 높은 압력 하에서 포화된 증기를 이용하는 고압 증기 멸균법을 이용하거나, 고온, 고습, 고압을 필요로 하지 않고 기구나 물질에 손상을 주지 않는 에틸렌 옥사이드와 같은 화학 물질을 이용하는 에틸렌 옥사이드 가스 멸균법 등에 의해 멸균되고 있다.

그러나, 고압 증기 멸균기는 120도 이상의 고온으로 멸균을 하기 때문에 최근에 개발되고 있는 합성수지로 만든 의료 기구들은 변형이 발생하게 되고, 스틸로 만들어진 의료 기구들은 섬세한 날이 무뎌져 기존의 수명보다 많이 줄어들게 된다. 그리고, 에틸렌 옥사이드 가스 멸균기는 과산화수소를 이용한 멸균기와 같이 40도~50도 사이에서 멸균이 되지만 피멸균물에 에틸렌 옥사이드가 잔류하거나 반응 생성물로 인해 발암 및 독성 물질이 생성되며 이를 통기시키기 위하여 멸균 후 대 략 12시간 이상을 방치해야 할 필요가 있다. 또한, 에틸렌 옥사이드 가스는 그 자체로 폭발 위험성이 높고 돌연변이를 일으킬 수 있는 유전적 독성 물질로 작용할 수 있다는 보고가 있으며 발암물질로 규정하고 있어 그 사용에 많은 주의를 요하게 된다.

이처럼, 의료 기구의 멸균은 높은 압력 하에서 포화된 증기 또는 화학 물질을 기체 또는 증기 상태로 수행된다. 대부분의 의료 기구는 열이나 습기에 민감하기 때문에 예전부터 사용했던 고압 증기 멸균이나 에틸렌 옥사이드 가스 멸균은 요즘 이용되는 고가의 의료 기기, 기구 및 장치들에게는 적합하지 않은 멸균 방법일 수 있다. 또한, 포름 알데히드와 에틸렌 옥사이드는 멸균 챔버 내에 적당한 수분이 존재해야 멸균이 된다. 따라서 화학약품을 멸균 챔버 안에 배포하기 전에 피멸균물을 습윤화시키거나 화학 약품의 배포와 동시에 수분까지 배포되어야 하기 때문에 장치가 복잡해진다.

반면, 액체 과산화수소 증기를 사용한 멸균법은 40~50도의 열과 30~50분내의 짧은 멸균 시간과 인체나 환경에 무해하도록 멸균 후 물과 산소로 대기에 배출하게 되므로 고압 증기 멸균기의 단점과 에틸렌 옥사이드 가스 멸균기의 단점을 보완할 수 있다. 그러나, 물은 과산화수소보다 증기압이 높기 때문에 보다 신속하게 증발되고, 물의 분자량은 과산화수소보다 낮기 때문에 물이 과산화수소보다 신속하게 기상으로 확산된다. 이러한 특성 때문에 과산화수소 수용액이 멸균시키고자 하는 제품을 둘러싸고 있는 공간 속에서 증발되는 경우, 물이 과산화수소보다 먼저 높은 농도로 멸균시키고자 하는 제품에 도달하게 된다. 수증기는 보다 신속하게 작은 틈(crevice)과 길고 좁은 루멘과 같은 확산 제한 공간 속으로 신속하게 확산되어 과산화수소 증기의 투과를 억제한다. 즉, 물이 과산화수소보다 먼저 피멸균 제품에 도달하게 되어 멸균이 제대로 이루어지지 않게 된다.

또한, 보다 농축된 과산화수소 용액을 사용하는 것은, 과산화수소 용액을 취급하는 데 있어서 과산화수소 용액의 농도가 60% 미만으로 제한되어 있어서 높은 농도의 과산화수소를 멸균제로 쓰는 어려움이 있다. 이와 같이 과산화수소 증기 멸균 방법은 과산화수소의 농도보다 수분이 많을수록 멸균에 어려움을 주며, 다공성 피멸균물(스폰지, 천, 종이 등)은 과산화수소 증기를 흡수하기 때문에 다른 피멸균물의 멸균이 안 될 뿐만 아니라 진공도에도 문제가 생기게 된다.

본 발명의 목적은, 보다 효율적인 멸균 방법 및 장치를 제공하여 멸균력을 향상시키고자 한다.

또한, 본 발명은, 멸균제의 분리 농축을 이용하여 멸균하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 과산화수소의 분리 농축을 이용하여 멸균하는 방법과 고압 증기를 이용하여 멸균하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 멸균하는 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은, 하나의 챔버 내에서 과산화수소 증기 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법을 선택적으로 이용할 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 멸균 챔버 내에 피멸균물을 수용하고 진공 펌프를 동작하여 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시키되, 상기 멸균 챔버는 별도의 밸브없이 기화기와 연결되어 있는 1차 감압 단계; 과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 유입시키되, 상기 멸균 챔버는 상기 기화기와 동일한 압력을 가지고, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 과산화수소수는 기화된 상태인 1차 유입 단계; 상기 기화된 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 과산화수소수를 농축시키는 1차 농축 단계; 상기 농축된 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 1차 멸균 단계; 추가 과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 추가적으로 유입시키되, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 추가 과산화수소수는 기화된 상태인 2차 유입 단계; 상기 기화된 추가 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 추가 과산화수소수를 농축시키는 2차 농축 단계; 상기 농축된 추가 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 2차 멸균 단계; 상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 상승시킴으로써, 상기 멸균 챔버 내의 기화된 과산화수소수를 상기 피멸균물 내부로 침투시키고 상기 기화된 과산화수소수를 응축시키는 1차 응축 단계; 상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 응축된 과산화수소수를 농축시키는 3차 농축 단계; 상기 농축된 과산화수소와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 3차 멸균 단계; 및 상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압 상태를 만드는 대기압 형성 단계를 포함하되, 상기 1차 감압 단계 내지 상기 1차 대기압 형성 단계는 상기 1차 대기압 형성 단계 이후 한번 더 반복하여 수행되고, 상기 2차 유입 단계에서 유입된 추가 과산화수소수는 상기 1차 유입 단계에서 유입된 과산화수소수와 동일한 양을 나타내는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 1차 및 2차 과산화수소 농축 단계에서의 소정 압력은 3torr 인 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명에서, 상기 멸균 챔버 내에 잔류하는 과산화수소와 수증기를 배출하는 1차 배출 단계와 상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압 상태를 만드는 2차 대기압 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 1차 감압 단계 내지 상기 1차 대기압 형성 단계는 상기 1차 배출 단계 전에 한번 이상 반복되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 1차 감압 단계 내지 상기 1차 대기압 형성 단계는 소정의 멸균 조건을 만족할 때까지 한번 이상 반복되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 피멸균물을 수용할 수 있는 멸균 챔버부; 상기 멸균 챔버 내부를 진공으로 만들기 위한 진공 펌프부; 과산화수소 증기를 이용하여 멸균을 수행하는 과산화수소 증기 멸균부; 고압 증기를 이용하여 멸균을 수행하는 고압 증기 멸균부 및 외부 입력 또는 내부 제어에 의해 과산화수소 증기 멸균부의 작동 또는 고압 증기 멸균부의 작동을 선택하는 제어부를 포함하되, 상기 과산화수소 증기 멸균부는 상기 멸균 챔버 내부로 과산화수소를 공급하기 위한 과산화수소 공급기와 상기 공급되는 과산화수소를 기화된 상태로 공급하기 위한 기화기를 포함하고, 상기 고압 증기 멸균부는 상기 멸균 챔버 내부로 증류수를 공급하기 위한 증류수 공급기와 상기 공급되는 증류수를 고온 고압의 증기로 만들기 위한 증기 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 멸균 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어부에 의해 상기 과산화수소 증기 멸균부가 수행되는 경우, 상기 과산화수소 공급기로부터 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 과산화수소는 소정의 비율로 분리되어 적어도 2회에 걸쳐 농축되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 과산화수소는 5:5의 비율로 분리되어 2회에 걸쳐 농축되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 멸균제를 분리 농축시킬 경우, 멸균제의 농도를 높일 수 있고, 나아가 멸균력을 현저하게 향상시킬 수 있다. 이처럼, 멸균제의 분리 유입을 이용함으로써 과도한 압력 상승을 감소시킬 수 있고, 고농도의 과산화수소와 낮은 압력 등의 효과를 통하여 멸균 능력을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 과산화수소 증기의 멸균 챔버와 동일한 멸균 챔버 내에서 고압 증기 멸균을 수행하는 경우, 하 나의 멸균 챔버에서 농축된 과산화수소로 뛰어난 멸균력을 가질 수 있다. 그리고, 어떠한 피멸균물이라 하더라도 하나의 멸균 챔버 내에서 멸균을 할 수 있기 때문에 별도의 챔버를 제작할 필요가 없어 제작비를 절감시킬 수 있고, 과산화수소 증기 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법의 각 단점을 보완할 수 있다. 또한, 하나의 멸균 챔버 내에서 과산화수소 증기 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법을 선택적으로 이용할 수 있으므로 어떠한 피멸균물이라 할지라도 하나의 장치 내에서 멸균시킬 수 있다.

상술한 목적 및 구성의 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들를 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우는 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 멸균 챔버(chamber) 내에서 농축된 과산화수소를 이용하여 멸균하는 장치를 나타낸 것이다.

상기 도 1을 살펴보면, 멸균 챔버(1)는 멸균시키고자 하는 의료 기구나 수술용 도구와 같은 피멸균물을 넣을 수 있는 용기를 나타낸다. 상기 멸균 챔버(1)의 일측에는 상기 피멸균물의 출입을 위한 도어(2)가 설치되어 있다. 진공 펌프(3)는 상기 멸균 챔버(1)의 일측에 연결되고 상기 멸균 챔버(1) 내부의 기체를 뽑아내어 진공 상태를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 멸균 챔버(1)와 상기 진공 펌프(3)의 사이에는 상기 진공 펌프(3)의 동작을 제어할 수 있는 진공 밸브(4)가 연결되어 있다. 그리고, 상기 진공 펌프(3)와 상기 진공 밸브(4) 사이에는 플라즈마 생성기(5)가 연결될 수 있으며, 상기 플라즈마 생성기(4)는 직류 고전압 또는 교류 고전압을 이용하는 아크 방전법 또는 RF 방전법 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.

그리고, 과산화수소 공급기(6)는 상기 멸균 챔버(1)의 다른 일측에 연결되고, 과산화수소 용액을 상기 멸균 챔버(1) 내부로 유입시킨다. 이 때, 상기 과산화수소 용액은 소정의 비율로 적어도 2번 이상 분리되어 유입될 수 있다. 상기 멸균 챔버(1)와 상기 과산화수소 공급기(6) 사이에는 기화기(7)가 연결되고, 과산화수소 용액은 상기 기화기(7)를 통하여 기화된 상태로 상기 멸균 챔버(1) 내부로 유입된다. 벤트 밸브(8)는 상기 멸균 챔버(1) 내부의 진공 상태를 해제할 수 있다. 그리고, 상기 벤트 밸브(8)로 인입되는 외부의 이물질을 제거하기 위한 헤파 필터(9)가 연결되어 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 멸균 챔버 내에서 과산화수소를 농축시켜 농축된 과산화수소를 이용하여 멸균하는 공정을 나타낸 것이다.

상기 도 1의 내부 구성도와 함께 설명하면, 먼저 멸균시키고자 하는 피 멸균물을 멸균 챔버(1) 내부에 위치시킬 수 있다. 그리고, 진공 펌프(3)를 동작하여 상 기 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 감소시키는 1차 감압 공정을 수행할 수 있다(단계 1).

그리고, 과산화수소 공급기(6)로부터 과산화수소 용액을 기화기(7)를 통하여 기화된 상태로 멸균 챔버(1) 내부에 유입시키는 1차 과산화수소 유입 공정을 수행할 수 있다(단계 2). 이때, 상기 과산화수소 용액은 30~50%의 농도일 수 있다.

그리고, 진공 펌프(3)를 동작하여 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 감소시킴으로써 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시키는 1차 과산화수소 농축 공정을 수행할 수 있다(단계 3). 이때, 멸균 챔버(1) 내부의 압력은 1torr보다 크고 과산화수소의 유입으로 인해 상승된 압력보다 작은 범위 내로 감압하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1 torr ~ 5 torr 범위 내이다. 구체적인 실시예로서 상기 도 2에 따르면, 3 torr까지 감압하였을 때 멸균력이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다. 수증기를 배출시키는 단계 후에 용액 중의 과산화수소 대 물의 중량비는 3:1을 초과하고, 보다 바람직하게는 4:1을 초과하는 것을 특징으로 한다. 수증기를 배출시키기 전 과산화수소 용액 중의 과산화수소 대 물의 비율은 3:2 미만인 것이 바람직하다.

그리고, 피멸균물을 멸균시키기에 충분한 시간 동안 과산화수소 증기와 접촉시키는 1차 멸균 공정을 수행할 수 있다(단계 4).

1차 멸균 공정(단계 4) 이후, 상기 단계 2 내지 단계 4까지의 공정을 다시 수행한다. 즉, 과산화수소 공급기(6)로부터 과산화수소 용액을 기화기(7)를 통하여 기화된 상태로 멸균 챔버(1) 내부에 유입시키는 2차 과산화수소 유입 공정을 수행할 수 있다(단계 5). 이때, 마찬가지로 상기 과산화수소 용액은 30~50%의 농도일 수 있다. 그리고, 진공 펌프(3)를 동작하여 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 감소시킴으로써 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시키는 2차 과산화수소 농축 공정을 수행할 수 있다(단계 6). 그리고, 피멸균물을 멸균시키기에 충분한 시간 동안 과산화수소 증기와 접촉시키는 2차 멸균 공정을 수행할 수 있다(단계 7).

여기서, 본 발명은 상기 1차 과산화수소 유입 공정(단계 2)과 상기 2차 과산화수소 유입 공정(단계 5)의 경우, 유입되는 기존의 과산화수소 양을 2회에 걸쳐 분리하여 유입하는 것을 특징으로 한다. 이때 유입되는 양은 소정의 비율로 결정될 수 있다. 예를 들어, 기존의 1번에 유입되는 양의 절반씩 나누어서 두 번에 걸쳐 유입할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 1:1로 분리하여 유입하는 경우가 가장 바람직하나, 1차 유입량이 2차 유입량보다 많을 수도 있고, 또는 1차 유입량이 2차 유입량보다 적을 수도 있다. 예를 들어, 1차 과산화수소 유입 공정에서는 60%의 양을, 2차 과산화수소 유입 공정에서는 40%의 양을 유입시킬 수 있다. 또는 1차 과산화수소 유입 공정에서는 30%의 양을, 2차 과산화수소 유입 공정에서는 70%의 양을 유입시킬 수 있다. 이는, 어떠한 경우가 보다 효율적인 멸균 처리 결과를 초래하는지 실험에 의해 결정될 수 있다.

기존의 과산화수소의 양을 한 번에 유입하는 경우, 많은 수분이 유입되어 과도한 압력 상승이 일어나 멸균 성능을 약화시키게 된다. 과산화수소 증기 멸균의 특성상 고농도의 과산화수소 용액과 낮은 압력 그리고 높은 온도일수록 멸균 성능이 향상되기 때문에 과산화수소 용액이 유입이 되었을 때 압력의 상승이 작을수록 멸균 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

그 이후, 외부 공기를 유입시켜 멸균 챔버(1) 내부의 과산화수소 증기를 응축시키는 1차 과산화수소 응축 공정을 수행할 수 있다(단계 8).

그리고, 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 감소시켜 응축된 과산화수소를 재기화 시키는 1차 과산화수소 재기화 공정을 수행할 수 있다(단계 9).

그리고, 멸균 챔버(1) 내부로 외부 공기를 유입시켜 상기 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 대기압으로 만드는 1차 대기압 공정을 수행할 수 있다(단계 10).

이 후, 상기 1차 감압 공정(단계 1) 내지 상기 1차 대기압 공정(단계 10)까지의 단계를 다시 반복 수행할 수 있다(단계 11 ~ 단계 20). 이 경우, 그 횟수의 제한은 없으나, 바람직하게는 상기 1차 감압 공정(단계 1) 내지 상기 1차 대기압 공정(단계 10)까지의 단계를 한번더 반복 수행한다.

이 후, 멸균 챔버(1) 내부의 압력을 감소시켜 상기 멸균 챔버(1) 내부의 잔류 과산화수소와 수증기를 배출하는 1차 배출 공정을 수행할 수 있다(단계 21).

그리고, 멸균 챔버(1) 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압으로 만드는 3차 대기압 공정을 수행할 수 있다(단계 22). 이렇게 멸균 챔버(1) 내부의 압력이 대기 압력으로 된 후에 멸균 챔버(1)의 도어(2)를 열고 피멸균물을 꺼내면 멸균 과정이 완료된다.

표 1과 표 2는 본 발명을 적용한 시험의 일실시예로서 본 발명의 효과를 나타낸다. 본 시험의 일실시예에서는 일정량의 과산화수소를 한번에 모두 투입하여 농축 공정을 수행한 경우와 2회로 분리 투입하여 2회의 농축 공정을 수행한 경우의 멸균 효율의 비교 결과를 나타낸다. 본 시험의 일실시예에서는 40L 용량의 멸균 챔버와 2cc의 50% 과산화수소를 이용하였고, 한번에 2cc를 모두 투입한 경우와 2회로 분리하여 한번에 1cc씩 2번 투입한 경우에 멸균 실행 횟수 대비 멸균 성공 횟수를 비교 측정하였다. 또한, 본 시험의 피멸균물로서 루멘(lumen)을 사용하였고, 상기 루멘의 종류로는 양 방향이 개방된 타입의 루멘과 한 방향은 막혀있고 다른 한 방향만 개방된 타입의 루멘(싱글 채널 루멘)이 있다. 상기 싱글 채널 루멘은 과산화수소 증기의 투입이 난해하여 고난이도의 멸균력을 요구하기 때문에, 본 시험에서는 싱글 채널 루멘을 사용함으로서 본 발명의 현저한 효과를 보이고자 하였다.

표 1은, 루멘 내부에 4.6 X 10⁶개의 지오바실러스 스테아로서모필루스(Geobacillus stearothermophilus) 균을 보유한 한 개의 SUS316 재질의 플레이트를 스테인레스 재질의 루멘에 삽입하여 시험한 결과를 나타낸다. 여기서, 스테인레스 재질의 루멘 길이는 300mm에서 500mm이며 튜브의 직경은 1mm로 한다.

	한번에 2cc를 모두 투입	한번에 1cc씩 2번 투입
스테인레스 재질 루멘 1 x 300mm	2/2	2/2
스테인레스 재질 루멘 1 x 350mm	2/2	2/2
스테인레스 재질 루멘 1 x 400mm	1/2	2/2
스테인레스 재질 루멘 1 x 450mm	0/2	2/2
스테인레스 재질 루멘 1 x 500mm	0/2	2/2

(멸균 성공 횟수 / 멸균 실행 횟수)

표 2는 루멘 내부에 4.6 X 10⁶개의 지오바실러스 스테아로서모필루스(Geobacillus stearothermophilus) 균을 보유한 한 개의 SUS316 재질의 플레이트를 PE 재질의 루멘에 삽입하여 시험한 결과를 나타낸다. PE 재질의 루멘 길이는 500mm에서 2000mm이며 튜브의 직경은 1mm로 한다.

	한번에 2cc를 모두 투입	한번에 1cc씩 2번 투입
PE 재질 루멘 1 x 500mm	2/2	2/2
PE 재질 루멘 1 x 1000mm	1/2	2/2
PE 재질 루멘 1 x 1500mm	0/2	2/2
PE 재질 루멘 1 x 2000mm	0/2	2/2

(멸균 성공 횟수 / 멸균 실행 횟수)

상기 표 1과 표 2의 시험 결과에서 알 수 있듯이, 한번에 2cc를 모두 투입한 경우 루멘의 길이가 길어질수록 멸균 실행 횟수 대비 멸균 성공률은 감소하는 반면, 한번에 1cc씩 2번에 분리하여 투입한 경우 루멘의 길이가 길어짐에도 불구하고멸균 실행 횟수 대비 멸균 성공률은 100%를 보임으로서 멸균력이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있다.

본 시험의 일실시예에서는 일정량의 과산화수소를 2회로 분리 투입하여 농축하는 경우를 예로 들었지만, 이는 일실시예에 불과할 뿐 적어도 2회 이상 분리 투입하여 농축하는 경우에도 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 과산화수소 농축 공정의 횟수에 따른 과산화수소의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

상기 도 3을 살펴보면, 일정량의 과산화수소를 한번에 모두 투입하여 한 번의 과산화수소 농축 공정을 거친 경우, 2회로 분리 투입하여 두 번의 과산화수소 농축 공정을 거친 경우 및 3회로 분리 투입하여 세 번의 과산화수소 농축 공정을 거친 경우의 과산화수소 농도 변화를 알 수 있다. 예를 들어, 본 시험에서는, 1회 농축의 경우 대략 80%, 2회 농축의 경우 대략 90%, 3회 농축의 경우 대략 83%의 과산화수소 농도를 확인할 수 있다. 상기 결과에서 알 수 있듯이, 일정량의 과산화수소를 한번에 모두 투입하여 한 번의 과산화수소 농축 공정을 수행한 경우보다, 2회 또는 3회로 분리 투입하여 두번 또는 세번의 농축 공정을 수행한 경우에 과산화수소의 농도가 높음을 확인할 수 있고, 3회 분리 투입하여 농축한 경우보다 2회 분리 투입하여 농축한 경우에 과산화수소 농도가 더 높음을 확인할 수 있다. 과산화수소의 농도가 더 높다는 사실은 결국 멸균력을 더욱 향상시킬 수 있음을 의미한다.

본 실시예에서는 3회의 분리 투입까지만 시험하였지만, 4회 이상으로 분리 투입하여 농축한 경우에도 한번에 모두 투입한 경우보다 과산화수소의 농도가 더 높을 것임을 예측할 수 있다. 이처럼, 적어도 2회 이상으로 과산화수소를 분리 투입하여 농축함으로써 과산화수소의 농도를 높일 수 있고, 과산화수소의 농도를 높임으로써 멸균력을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 멸균 챔버 내부의 온도, 압력 및 과산화수소 농도를 모니터링함으로써 과산화수소 농축 공정을 보다 정확하게 조절할 수 있다.

다른 실시예로서, 멸균 챔버 내부에 자동 제어 센서를 부착하여 온도, 압력 및 과산화수소의 농도를 검출하고, 상기 자동 제어 센서로부터 검출된 데이터로부터 최적의 과산화수소 농축 환경을 만들 수 있다. 이러한 과산화수소 농축 환경 하에서 농축 공정을 수행하게 되는 경우, 과산화수소의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 멸균력을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 멸균 챔버(chamber) 내에서 과산화수소 증기 농축 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 멸균하는 장치를 나타낸 것이다.

상기 도 4의 장치는 상기 도 1의 과산화수소를 이용하여 멸균하는 장치와 고압 증기 멸균 장치를 결합한 장치를 나타낸다. 따라서, 상기 도 1에서 설명한 각 부분의 명칭 및 기능은 동일하게 적용될 것이고, 이하에서는 다른 부분인 고압 증기 멸균 장치 부분과 그 외의 특징에 대해서만 언급하도록 한다.

먼저, 도 4의 선택적 멸균 장치는 크게 멸균 챔버부, 진공 펌프부, 과산화수소 증기 멸균부, 고압 증기 멸균부 및 제어부를 포함한다. 멸균 챔버부는 멸균 챔버(1)와 도어(2)를 포함하고, 진공 펌프부는 진공 펌프(3), 진공 밸브(4) 및 플라즈마 생성기(5)를 포함한다. 과산화수소 증기 멸균부는 과산화수소 공급기(6)와 기화기(7)를 포함하고, 고압 증기 멸균부는 증류수 공급기(11), 증류수 공급 밸브(12), 증기 발생기(13) 및 증기 발생기 밸브(14)를 포함한다. 즉, 선택적 멸균 장치는 멸균 챔버 내로 들어오는 피멸균물의 성질에 따라 과산화수소 증기 멸균 방법 또는 고압 증기 멸균 방법 중 하나를 선택하여 멸균을 수행할 수 있다. 이러한 선택은 제어부에 의해 행해질 수 있고, 제어는 외부 입력에 의해 선택되어지거나 또는 물건의 성질을 감지할 수 있는 내부 센서에 의해 선택되어질 수 있다. 이와 같이, 선택적 멸균 장치를 이용하게 될 경우 하나의 장치 내에서 모든 의료 기구들의 멸균을 수행할 수 있게 되므로 보다 효율적인 멸균을 수행할 수 있으며 시간 절약, 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다. 이하에서는 선택적 멸균 장치의 수행에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.

상기 도 1에서의 설명과 마찬가지로, 먼저 피멸균물의 출입을 위한 도어(2)를 통하여 멸균 챔버(1) 내로 멸균시키고자 하는 의료 기구나 수술용 도구와 같은 피멸균물을 넣는다. 이때, 피멸균물을 넣기 전에 외부 입력으로 어떠한 멸군 방법을 이용할지 여부를 선택할 수 있다. 이러한 선택은 제어부를 통해 전달될 수 있다. 또는 피멸균물이 멸균 챔버(1) 내로 들어온 뒤, 멸균 챔버(1) 내의 센서에 의해 피멸균물의 모양 또는 성질을 파악하여 어떠한 멸균 방법을 이용해야 할지가 결정될 수 있다. 그리고, 진공 펌프(3)는 상기 멸균 챔버(1) 내부의 기체를 뽑아내어 진공 상태를 형성시킬 수 있다. 상기 외부 입력 또는 제어부에 의한 선택에 의해 고압 증기 멸균 방법이 이용되는 경우, 상기 멸균 챔버(1) 내부가 진공 상태로 유지되면 진공 펌프(3)의 작동이 중지되고, 유로를 개폐하는 증류수 공급 밸브(12)가 열리면서 증류수 공급 장치(11)로부터 증류수가 흘러나오게 된다. 이때, 증기 발생기(13)를 통하여 고온 고압의 증기를 발생하게 되며, 증기 발생기 밸브(14)가 열리게 되면 고온 고압의 증기는 멸균 챔버(1) 내부로 유입된다. 그리고, 드레인 밸브(10)는 멸균 챔버(1) 내부의 물을 외부로 배출시키는 역할을 한다.

한편, 상기 외부 입력 또는 제어부에 의한 선택에 의해 과산화수소 증기 멸균 방법이 이용되는 경우, 상기 도 1 내지 도 2에서 설명한 멸균 방법이 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 고압 증기를 이용하여 멸균하는 공정을 나타낸 것이다.

상기 도 2에서와 마찬가지로, 먼저 멸균시키고자 하는 피멸균물을 멸균 챔버 내부에 위치시킬 수 있다. 그리고, 진공 펌프를 동작하여 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시키는 1차 감압 공정을 수행할 수 있다(단계 1).

그리고, 멸균 챔버 내부의 압력을 증가시키는 1차 고압 증기 멸균 공정을 수행할 수 있다(단계 2).

그리고, 다시 진공 펌프를 동작하여 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시키는 2차 감압 공정을 수행할 수 있다(단계 3).

여기서, 본 발명은, 상기 2차 감압 공정 중 적어도 하나의 감압 공정에서의 압력을 상기 1차 감압 공정에서의 최저 압력보다도 낮은 압력으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 과산화수소 증기 농축 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법은 의료 기기를 수납한 멸균 장치의 챔버 외부가 아닌 내부에서 안전하게 과산화수소를 농축함과 동시에, 1회에 유입되는 과산화수소의 양을 2회에 분리하여 유입하고 농축하기 때문에 압력에 대한 손실이 적으며 생산에 있어서 원가 절감이 된다.

또한, 과산화수소 증기 멸균 방법으로 미생물을 사멸할 수 없는 다공성(스펀지, 종이, 천 등) 물질은 과산화수소 증기 멸균 방법이 이용되는 멸균 챔버와 동일한 멸균 챔버에서 고압 증기 멸균 방법을 수행 할 수 있고, 고압 증기 멸균 방법으로 멸균하기 힘든 고가인 합성수지로 제작된 의료 기구를 과산화수소 증기 멸균 방법으로 저온 멸균이 가능하므로 하나의 장비에서 모든 의료 기구를 멸균할 공간 절약형 차세대 저가형 멸균 장비를 제작할 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 멸균 챔버 내에서 농축된 과산화수소를 이용하여 멸균하는 장치를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 과산화수소 농축 공정의 횟수에 따른 과산화수소의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 멸균 챔버(chamber) 내에서 과산화수소 증기 농축 멸균 방법과 고압 증기 멸균 방법 중 적어도 하나의 방법을 선택하여 멸균하는 장치를 나타낸 것이다.

Claims

멸균 챔버 내에 피멸균물을 수용하고 진공 펌프를 동작하여 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시키되, 상기 멸균 챔버는 별도의 밸브없이 기화기와 연결되어 있는 1차 감압 단계;

과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 유입시키되, 상기 멸균 챔버는 상기 기화기와 동일한 압력을 가지고, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 과산화수소수는 기화된 상태인 1차 유입 단계;

상기 기화된 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 과산화수소수를 농축시키는 1차 농축 단계;

상기 농축된 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 1차 멸균 단계;

추가 과산화수소수를 상기 기화기를 통하여 상기 멸균 챔버 내로 추가적으로 유입시키되, 상기 멸균 챔버 내로 유입되는 추가 과산화수소수는 기화된 상태인 2차 유입 단계;

상기 기화된 추가 과산화수소수가 상기 피멸균물에 접촉된 상태에서, 상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 추가 과산화수소수를 농축시키는 2차 농축 단계;

상기 농축된 추가 과산화수소수와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 2차 멸균 단계;

상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 상승시킴으로써, 상기 멸균 챔버 내의 기화된 과산화수소수를 상기 피멸균물 내부로 침투시키고 상기 기화된 과산화수소수를 응축시키는 1차 응축 단계;

상기 진공 펌프에 의해 상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시켜 상대적으로 높은 농도의 수증기를 배출시킴으로써 상기 응축된 과산화수소수를 농축시키는 3차 농축 단계;

상기 농축된 과산화수소와 상기 피멸균물이 접촉된 상태를 유지시키는 3차 멸균 단계; 및

상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압 상태를 만드는 대기압 형성 단계를 포함하되,

상기 1차 감압 단계 내지 상기 1차 대기압 형성 단계는 상기 1차 대기압 형성 단계 이후 한번 더 반복하여 수행되고,

상기 2차 유입 단계에서 유입된 추가 과산화수소수는 상기 1차 유입 단계에서 유입된 과산화수소수와 동일한 양을 나타내는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법.
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제1항에 있어서,

상기 1차 농축 단계 및 상기 2차 농축 단계에서, 상기 멸균 챔버 내부의 압력은 1 torr 내지 5torr 범위 내인 것을 특징으로 하는 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법.
제1항에 있어서,

상기 멸균 챔버 내부의 압력을 감소시킴으로써 상기 멸균 챔버 내부에 잔류하는 과산화수소수와 수증기를 배출하는 1차 배출 단계와;

상기 멸균 챔버 내부로 외부 공기를 유입시켜 대기압 상태를 만드는 대기압 재형성 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 분리 농축을 이용한 멸균 방법.
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