KR101254190B1

KR101254190B1 - 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치

Info

Publication number: KR101254190B1
Application number: KR1020120106859A
Authority: KR
Inventors: 이주천; 이기신
Original assignee: (주) 바이메스
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-04-18

Abstract

본 발명은 멸균제를 기화시켜 진공 챔버 내에 분사함으로써, 활성화된 멸균제가 저온 플라즈마와 함께 반응하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리함으로써 멸균 효율을 상승시키는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치에 관한 것으로, 일측에 도어가 형성되어 피 멸균물을 저장하고, 일정 압력하의 공간 내부에서 활성화된 멸균제 이온과 플라즈마 전자들이 반응하여 멸균작용을 수행하는 챔버; 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생키시는 플라즈마 발생부; 내부공간에서 멸균제를 고온의 히터에 충돌시켜 기화시키는 기화기; 상기 기화기의 공기를 외부로 배출하여 진공시키는 솔레노이드2; 상기 기화기 내부로 멸균제를 공급하는 캡슐 인젝터; 상기 캡슐 인젝터에서 공급된 멸균제를 상기 기화기 내부로 주입하는 솔레노이드1; 상기 기화기 내부의 온도를 조절하는 온도 조절기; 상기 기화기 내부에서 기화된 멸균제를 상기 챔버 내부로 분사시키는 분사기; 및 상기 솔레노이드2를 제어하여 기화기의 진공 상태를 조절하고, 상기 분사기를 제어하여 멸균제의 분사량을 조절하고, 상기 온도조절기를 제어하여 기화기 내부의 온도를 조절하는 중앙처리부를 포함한다.

Description

저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치{Apparatus for evaporationing sterilant in low temperature plasma sterilizer}

본 발명은 플라즈마 멸균 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멸균제를 기화시켜 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리하는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 한정된 공간 내에 많은 환자가 밀도높게 수용되어 있는 병원 환경에서 환자들은 병원성 세균, 바이러스, 박테리아 등에 의해 감염될 확률이 매우 높은 상황이다.

뿐만 아니라, 장기간에 걸친 입원이나 각종 의료보조기구를 사용하고 있는 환자들은 건강한 사람에 비해 신체저항력이 약하므로 더욱더 쉽게 감염될 수 있다.

특히, 의료기구중 외과수술용 핀셋류, 외과용 메스, 몰드홀더, 바, 니들을 비롯한 신체와 접촉되면서 재사용되는 의료기구들은 사용후 필히 살균 및 멸균되지 않게 되면 환자 사이의 교차감염을 일으키는 원인이 된다.

이와 같은 의료기구들은 끓는 물 혹은 약액, 가스, 화염 등을 이용하여 통상적으로 살균 및 멸균처리가 된다.

그러나, 이들 방법은 멸균작업이 번거로울 뿐만 아니라 물을 끓일 경우에는 살균된 후에도 수분이 의료기구에 잔류되어 있어 보관시 재감염의 우려가 있고 가스나 화염의 경우에는 매우 위험하며 약액을 사용할 경우에는 극히 한정된 의료기구만을 그 대상으로 하는 바, 그 이유는 인체와 직접 접촉되지 않는 의료기구만을 그 대상으로 하기 때문에 상술한 방식들은 매우 제한된 사용범위를 갖는다.

최근에는 이와 같은 문제를 인식하여 물리, 화학적인 방법을 이용해 의료기구를 살균 혹은 멸균처리 하는 방법들이 공개되었다.

예컨대, 낮은 온도에서도 높은 투과력을 갖는 에틸렌옥사이드와 같은 가스를 이용하여 미생물의 신진대사를 방해함으로써 살균 및 멸균하는 화학적인 방법과, 고온 고압의 스팀(오토그래프)이 갖는 습열을 살균 및 멸균 대상물에 가함으로써 그 응축과정에서 미생물의 단백질에 급속한 가열효과를 발생시켜 열응고처리하는 물리적인 방법 및 자외선램프로부터 180nm~254nm의 자외선 파장을 발진시켜 공기중의 산소를 오존으로 변화시키고 이 오존의 산화력을 이용하여 살균 및 멸균처리 하는 방식들이 그것이다.

그런데, 이러한 살균 및 멸균 방법중 에틸렌옥사이드 가스는 대기중에서 인화성과 폭발성이 매우 높아 그 사용이 제한되고 있으며, 고온 고압의 스팀을 이용할 경우에는 수분을 건조시켜야 하고 또한 과열인 경우에는 미생물의 파괴력이 저하되는 단점이 있고, 자외선은 인체에 해롭기 때문에 세심한 주의를 기울여야 한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-1998-700876호에는 플라즈마를 이용한 플라즈마 멸균 장치 및 방법이 개시되었다.

개시된 종래기술에 따른 플라즈마를 이용한 플라즈마 멸균 장치 및 방법은, 물품을 챔버내에 넣고 챔버에 진공을 가하여 챔버 내부의 압력이 충분히 감소된 후에, 수증기를 챔버내로 주입하고, 전자기 복사 에너지를 가하여 플라즈마를 생성함으로써, 챔버내의 물품을 멸균시키는 장치이다.

상술한 플라즈마란 제4의 물질상태로 외부에서 가해진 전기장 등에 의해 생성된 이온, 전자, 래디칼 등과 중성입자로 구성되어 거시적으로 전기적 중성을 이루고 있는 물질상태이며, 이러한 플라즈마 내의 이온, 전자, 라디칼 등을 이용하여 재료의 표면 개질, 에칭, 코팅 또는 살균, 소독, 오존 생성, 염색, 폐수 및 수돗물 정화, 공기 정화, 고 휘도 램프 등의 분야에 널리 쓰이고 있다.

그러나, 개시된 종래기술에 따른 플라즈마를 이용한 플라즈마 멸균 장치는, 플라즈마만을 이용하여 멸균 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-700876호 (1998년 04월 30일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 멸균제를 기화시켜 진공 챔버 내에 분사함으로써, 활성화된 멸균제가 저온 플라즈마와 함께 반응하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리함으로써 멸균 효율을 상승시키는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치는, 일측에 도어가 형성되어 피 멸균물을 저장하고, 일정 압력하의 공간 내부에서 활성화된 멸균제 이온과 플라즈마 전자들이 반응하여 멸균작용을 수행하는 챔버; 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생키시는 플라즈마 발생부; 내부공간에서 멸균제를 고온의 히터에 충돌시켜 기화시키는 기화기; 상기 기화기의 공기를 외부로 배출하여 진공시키는 솔레노이드2; 상기 기화기 내부로 멸균제를 공급하는 캡슐 인젝터; 상기 캡슐 인젝터에서 공급된 멸균제를 상기 기화기 내부로 주입하는 솔레노이드1; 상기 기화기 내부의 온도를 조절하는 온도 조절기; 상기 기화기 내부에서 기화된 멸균제를 상기 챔버 내부로 분사시키는 분사기; 및 상기 솔레노이드2를 제어하여 기화기의 진공 상태를 조절하고, 상기 분사기를 제어하여 멸균제의 분사량을 조절하고, 상기 온도조절기를 제어하여 기화기 내부의 온도를 조절하는 중앙처리부를 포함한다.

상기 기화기는; 상기 기화기 내부에 수직방향으로 설치되는 원통형의 상기 히터; 일정한 너비를 갖으며 상기 히터의 원주면을 수평방향으로 형성된 다수의 날개;를 포함할 수 있다.

상기 날개는 상기 히터의 원주면을 따라 코일 형상으로 감겨진 것이 바람직하다.

상기 멸균제는 과산화수소인 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치에 의하면, 멸균제(과산화수소)를 기화시켜 진공 챔버 내에 분사함으로써, 활성화된 멸균제가 저온 플라즈마와 함께 반응하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리함으로써 멸균 효율을 상승시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치를 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히터를 나타낸 사시도.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멸균 공정 사이클을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히터를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치는, 도어(10), 플라즈마 발생부(20), 챔버(30), 분사기(40), 솔레노이드2(50), 기화기(60), I/O보드(70), 중앙처리부(CPU)(80), A/D보드(90), 온도 조절기(100), 솔레노이드1(110) 및 캡슐 인젝터(120)를 포함한다.

챔버(30)는 일측에 도어(10)가 형성되어 피 멸균물을 저장하고, 일정 압력하의 공간 내부에서 활성화된 멸균제 이온과 플라즈마 전자들이 반응하여 멸균작용을 수행한다.

플라즈마 발생부(20)는 상기 챔버(30) 내에 플라즈마를 발생시킨다.

기화기(60)는 내부공간에서 멸균제를 고온의 히터(61)에 충돌시켜 기화시킨다.

상기 기화기(60)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기화기(60) 내부에 수직방향으로 설치되는 원통형의 상기 히터(61)와, 일정한 너비를 갖으며 상기 히터의 원주면을 수평방향으로 형성된 다수의 날개(62)를 포함한다. 상기 날개(62)는 상기 히터(61)의 원주면을 따라 코일 형상으로 감겨진 것이 바람직하다.

솔레노이드2(50)는 상기 기화기(60)의 공기를 외부로 배출하여 진공시킨다.

캡슐 인젝터(120)는 상기 기화기(60) 내부로 멸균제를 공급한다.

모터1(127)는 상기 카세트(134)를 회전시킨다.

니들(130)은 상기 캡슐(135)을 관통하고 그 내부의 멸균제를 흡입하여 상기 기화기(60)로 분사시킨다.

모터2(128)는 상기 니들(130)을 전후방향으로 이송시킨다.

다수의 니들센서(131, 132, 133)는 상기 니들(130)의 위치를 감지한다.

중앙처리부(CPU)(124)는 상기 다수의 니들센서(131, 132, 133)로부터 니들의 위치를 감지하여 상기 모터2(128)의 동작을 조절하고, 상기 모터1(127)를 제어하여 상기 카세트(134)를 일정간격으로 회전 제어한다.

상기 중앙처리부(CPU)(124)의 제어 신호를 상기 각각의 모터1(127) 및 모터2(128)에 전달하기 위한, 컨트롤러(125) 및 드라이버(126)를 더 포함할 수 있다.

솔레노이드1(110)는 상기 캡슐 인젝터(120)에서 공급된 멸균제를 상기 기화기(60) 내부로 주입한다.

온도 조절기(100)는 상기 기화기(60) 내부의 온도를 조절한다.

분사기(40)는 상기 기화기(60) 내부에서 기화된 멸균제를 상기 챔버(30) 내부로 분사시킨다.

중앙처리부(CPU)(80)는 상기 솔레노이드2(50)를 제어하여 기화기의 진공 상태를 조절하고, 상기 분사기(40)를 제어하여 멸균제의 분사량을 조절하고, 상기 온도조절기(100)를 제어하여 기화기 내부의 온도를 조절한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 멸균제는 과산화수소인 것이 바람직하다.

또한, 상기 챔버(30) 내에서 진공 공정, 플라즈마 공정, 확산 공정 및 배기 공정이 순차적으로 다수회 반복 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 I/O보드(70)는 중앙처리부(CPU)(80)의 입출력 신호를 각부에 전달하고, A/D보드(90)는 상기 온도 조절기(100)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 처리한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저온 플라즈마 멸균기내 멸균제를 공급하는 장치의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버(30)는 일측에 도어(10)를 통하여 일정 공간 내부에 피 멸균물을 저장한다.

또한, 카셋트(134)를 캡술 인젝터(120)에 삽입하고, 캡슐 인젝터(120)의 도어 닫는다.

이후, 도어센서(S4)(122)에서 카셋트(134) 주입을 감지한다.

또한, 니들센서(S1)(131)은 니들(130)의 위치를 감지하여 홈위치 벗어남을 알리고(전진), 니들센서(S2)(132)는 홈위치 원점을 알리고, 니들센서(S3)(133) 은 홈위치 벗어남을 알린다(후진).

이후, 모터1(127)은 카셋트(134)를 회전시켜 1칸씩 이동시키고, 모터2(128)는 멸균제 주입을 위하여 니들(130)의 위치를 전진, 후진, 홈 위치로 이동시킨다.

이후, CPU(124)에서 캡슐 도어 S/W(123)의 동작을 확인하고, 장비 정상 동작으로 판단될 경우 솔레노이드(SOL2)(50)를 오픈(OPEN)시켜 기화기(60) 내부의 진공상태를 0.5 Torr(0.1~10 Torr)로 맞춘다.

이후, CPU(124)에서 도어센서(S4)(122)의 동작을 확인(캡슐 유무 및 정위치 확인)하고, 기화기(60) 내부의 진공도가 0.5Torr 도달했는지 확인하여 솔레노이드(SOL2)(50)을 닫고(CLOSE), 모터2(128)을 전진(PULSE 제어 만큼)시킨다.

이때, 니들센서(S1)(131)로부터 전진상태를 감지하고, 니들(130)로 캡슐(135)을 관통후 PULSE로 제어하여, 상하로 1칸 후진(PULSE 만큼)한 뒤, 솔레노이드(SOL1)(110)을 오픈(OPEN)시켜 멸균제를 기화기(60) 내부로 주입시킨다.

이후, 니들(130)을 후진(캡슐 내에 니들 위치)시키고, 솔레노이드(SOL1)(110)을 닫고(CLOSE), 모터2(128)를 구동시켜 니들(130)을 센서 홈 위치로 이동시킨다.

이후, 기화기(60)는 내부공간에서 멸균제를 고온의 히터(61)에 충돌시켜 기화시킨다.

즉, 기화기(60) 내부 진공이 형성된 상태에서 솔레노이드(Sol1)(110)를 오픈(Open)하여 멸균제를 주입 시킨 후 솔레노이드(Sol1)(110)를 닫는다(Close).

여기서, 기화기 내부에서 멸균제가 기체화되는데, 즉 히터(61)의 외주면에 형성된 다수의 날개(62)에 의해서 기체화된 과수나 액상으로 남아있는 멸균제가 솔레노이드(Sol2)(50) 쪽으로 배출되면서 히터 날개(62)에 순차적으로 부딛혀 분사기(40) 방향으로 배출되므로 액체 상태의 멸균제를 기체화시켜 배출하게 된다.

이때, 기화기(60) 내부로 주입된 멸균제는 가열된 히터(61)에 의하여 온도가상승되어 가열되고, 가열 후 솔레노이드(Sol2)(50)를 통하여 기화된 멸균제가 챔버(30)로 배출된다. 이때, 기화된 기체 분사기(40)로 주입시 분사기(40)의 회전에 의하여 챔버(30)에 전체적으로 멸균제가 분사된다.

따라서, 상기 챔버(30) 내에서는 일정 압력하의 공간 내부에서 활성화된 멸균제 이온과 플라즈마 전자들이 반응하여 멸균작용을 수행하게 된다.

여기서, 각 단계별로 공정시간은 챔버(30) 내부의 멸균물에 따라 정해진 진공점까지 도달하는 시간의 차이로 약간의 차이를 보일 수 있으며, 이러한 공정 사이클을 도 3a 내지 3e에 그래프로 나타내었다.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 멸균 공정 사이클을 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 멸균 싸이클은 도 3a(Half 공정), 3b, Surface 공정), 3c(Standard 공정), 3d(Advanced 공정) 및 3e(Super 공정)의 5가지 공정으로 구성되어 있고, 각 공정시간이 24분, 30분, 40분, 50분, 60분(No load, %)으로 동작되며 이에 따른 자세한 멸균 싸이클은 첨부된 도면과 같다.

이와 같은 멸균 사이클 공정의 예로서, 멸균반응을 위한 챔버(30) 내에 멸균하고자 하는 의료용품을 넣은 후, 챔버(30) 내의 압력을 상기와 같이 진공상태로 만든 후(진공공정 1), 멸균용액인 과산화수소수(농도 30-60%)를 챔버(30)에 주입시킨다. 반응 멸균용 챔버(30) 내에 OH 라디칼을 발생시켜 멸균을 도와주기 위하여 확산멸균과정 내의 플라즈마 하우징에 고전압을 인가하여 플라즈마를 발생한다(확산공정 1).

확산멸균 진행 된 후 배출되는 과산화수소 증기를 환경적으로 안전한 수분과 산소로 분해시키기 위해 플라즈마 발생부(20)에 고전압을 인가하여 플라즈마 크랙킹(Plasma Cracking)시킨다. 다음 멸균의 오버 킬(Over Kill)을 위하여 확산 멸균과정과 플라즈마 크랙킹을 반복 수행한다.(진공공정 2, 플라즈마 1)

이후 멸균의 안정성을 위하여 다시 한 번 같은 공정이 반복이 된다(확산공정 2, 플라즈마 2).

이 후 진공 챔버(30) 안의 잔류 과산화수소를 없애기 위하여 외부 공기를 주입하여 압력을 상승시킨 후 다시 최대 진공까지 펌핑을 한다.

이후 다시 진공 챔버(30)를 대기압으로 회복시킨다.(배기공정)

5가지의 공정은 멸균할 디바이스(Device)에 맞게 매우 간단한 수술도구를 멸균할 수 있는 반공정멸균(Half sterilization), 반공정 멸균에 비해 조금 긴 시간을 필요로한 수술 도구를 멸균할 수 있는 표면멸균(surface sterilization), Hinge나 mated 부분이 있는 메디칼 디바이스(Medical device)를 멸균할 경우는 표준공정(Standard sterilization)을 사용한다. 가장 긴 런닝타임(running time)을 갖는 어드밴스(Advanced sterilization)와 슈퍼공정은 긴 루멘(lumen)을 갖는 메디칼 디바이스를 위하여 사용된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 저온 플라즈마와 멸균제를 이용하는 멸균 장치에 의하면, 멸균제(과산화수소)를 첨가하여 진공 챔버 내에 분사함으로써, 활성화된 멸균제가 저온 플라즈마와 함께 반응하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리함으로써 멸균 효율을 상승시킬 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치에 의하면, 멸균제(과산화수소)를 기화시켜 진공 챔버 내에 분사함으로써, 활성화된 멸균제가 저온 플라즈마와 함께 반응하여 수술기구 및 의료기구의 표면에 잔류된 세균을 멸균 처리함으로써 멸균 효율을 상승시킬 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

10 : 도어 20 : 플라즈마 발생부
30 : 챔버 40 : 분사기
50 : 솔레노이드2 60 : 기화기
61 : 히터 62 : 날개
70 : I/O보드 80 : 중앙처리부(CPU)
90 : A/D보드 100 : 온도 조절기
110 : 솔레노이드1 120 : 캡슐 인젝터

Claims

일측에 도어가 형성되어 피 멸균물을 저장하고, 일정 압력하의 공간 내부에서 활성화된 멸균제 이온과 플라즈마 전자들이 반응하여 멸균작용을 수행하는 챔버;
상기 챔버 내에 플라즈마를 발생키시는 플라즈마 발생부;
내부공간에서 멸균제를 고온의 히터에 충돌시켜 기화시키는 기화기;
상기 기화기의 공기를 외부로 배출하여 진공시키는 솔레노이드2;
상기 기화기 내부로 멸균제를 공급하는 캡슐 인젝터;
상기 캡슐 인젝터에서 공급된 멸균제를 상기 기화기 내부로 주입하는 솔레노이드1;
상기 기화기 내부의 온도를 조절하는 온도 조절기;
상기 기화기 내부에서 기화된 멸균제를 상기 챔버 내부로 분사시키는 분사기; 및
상기 솔레노이드2를 제어하여 기화기의 진공 상태를 조절하고, 상기 분사기를 제어하여 멸균제의 분사량을 조절하고, 상기 온도조절기를 제어하여 기화기 내부의 온도를 조절하는 중앙처리부를 포함하는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치에 있어서,
상기 기화기는;
상기 기화기 내부에 수직방향으로 설치되는 원통형의 상기 히터와;
일정한 너비를 갖으며 상기 히터의 원주면을 따라 수평방향으로 형성된 다수의 날개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 날개는 상기 히터의 원주면을 따라 코일 형상으로 감겨진 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 멸균제는 과산화수소인 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마 멸균기내에 멸균제를 기화시키는 장치.