KR101824245B1 - 의료용 멸균기의 일회용 카트리지 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료용 멸균기에 장착되어 사용되는 일회용 카트리지에 관한 것으로서, 상기 카트리지는 카트리지 본체; 상기 카트리지 본체에 충진되는 이산화염소 흡침겔을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일회용 카트리지는 이산화염소 흡침겔을 제조하는 단계; 상기 이산화염소 흡침겔을 카트리지 본체에 충진하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

의료용 멸균기의 일회용 카트리지 및 이의 제조방법{DISPOSABLE CARTRIDGE OF STERILIZATION APPARATUS FOR MEDICAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 의료용 멸균기의 일회용 카트리지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이산화염소가 흡침된 겔을 포함하는 의료용 멸균기의 일회용 카트리지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

각종 의료기기 및 치료/시술 도구들의 소독 및 멸균에 사용되는 다양한 멸균기가 개발되어 있는데, 현재 널리 사용되는 멸균기로 화학적 멸균 방식의 산화에틸렌(EO) 가스 멸균기 및 저온 플라즈마 가스 멸균기, 고온고압 멸균기를 들 수 있다.

그러나 산화에틸렌 가스 멸균기는 사용 가스인 산화에틸렌의 인체 유해성과 발암성에 대한 논란이 끊이지 않고 있으며, 독성이 매우 강하여 사용규준에 엄격한 제한이 따르는 등의 환경적인 문제와 더불어 과다한 멸균시간이 소요되는 문제점이 있다.

플라즈마 멸균기는 습기가 있으면 멸균력이 거의 사라지기 때문에 사전 습기 제거의 불편함, 플라즈마의 방전 위험, 높은 소비전력, 가격 등이 문제가 되고 있다. 또한, 고온고압 멸균기는 열에 민감한 의료용구들은 멸균할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 최근에 들어 소독 및 멸균용 가스로 이산화염소가 주목받고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1131607호에서는 이산화염소 발생장치부를 구비하여 저온에서 멸균 및 소독이 가능한 멸균 소독기를 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-1527883호에서는 이산화염소 가스를 빨리, 그리고 지속적으로 발생시켜, 이산화염소 가스의 농도관리가 용이한 이산화염소 가스 발생 장치를 통해 의료기구를 멸균하는 멸균 박스를 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-0656451호에서는 의료기구류를 이산화염소 수용액 중에 침지하고 및/또는 상기 관로 내지 중공부 내부에 이산화염소 수용액을 통류하게 하고, 이 후 이산화염소 가스 분위기 내에 두고, 및/또는 상기 관로 내지 중공부 내부에 이산화염소 가스를 통류하게 함으로서, 해당 의료기구류의 외부 및 관로·중공부의 내부를 살균·소독·탈취 처리하는 방법이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술에서는 이산화염소 가스의 멸균 및 소독의 특성을 이용하기는 하였으나, 멸균기의 설치/설비가 복잡하고 사용과 유지관리가 불편한 문제점이 있었다.

특히 이산화염소는 가스로서 수송이 어려우므로, 사용시점에서 아염소산나트륨, 산 등을 반응시켜 즉석에서 이산화염소를 확보해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명자들은 종래기술의 문제점을 감안하여 이산화염소 가스를 일회용 카트리지 형태로 제작함으로써 이를 멸균기에 적용하여 가격과 유지비용이 저렴하면서도 효율적으로 의료기구의 멸균 및 소독이 가능한 의료용 멸균기용 일회용 카트리지를 개발하기에 이르렀다.

대한민국 등록특허공보 10-1131607호 대한민국 등록특허공보 10-1527883호 대한민국 등록특허공보 10-0656451호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이산화염소 흡침겔을 사용함으로써 이산화염소 가스의 살균력 및 친환경성을 최대한 살리면서도 사용의 간편성, 효과 대비 저비용의 장점을 가진 의료용 멸균기 장착용 일회용 카트리지 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 의료용 멸균기의 일회용 카트리지는 카트리지 본체; 상기 카트리지 본체에 충진되는 이산화염소 흡침겔을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이산화염소 흡침겔은 이산화염소 가스가 흡침된 겔로서, 상기 겔은 실리카겔, 활성알루미나겔, 또는 합성 제올라이트겔일 수 있다.

또한, 상기 카트리지 본체는 원통형 형상이며, 상기 카트리지 본체의 양단은 부직포로 접착되며 밀봉 마개가 결합되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 카트리지 본체에는 가스 잔량 체크창이 형성될 수 있다.

본 발명의 일회용 카트리지는 이산화염소 흡침겔을 제조하는 단계; 상기 이산화염소 흡침겔을 카트리지 본체에 충진하는 단계;를 포함하여 제조된다.

이때, 상기 이산화염소 흡침겔은 이산화염소 가스를 발생시키는 단계; 겔 흡침기에 겔을 충진하는 단계; 상기 겔을 교반하면서 상기 겔 흡침기에 상기 이산화염소 가스를 투입하는 단계; 상기 이산화염소 가스를 겔 흡침기에 투입하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 상기 이산화염소 흡침겔을 카트리지 본체에 충진한 후, 상기 카트리지 본체의 양단을 밀봉 마개로 밀봉하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 카트리지 및 이의 제조방법에 의하면, 이산화염소 가스의 살균력 및 친환경성을 최대한 살리면서도 사용의 간편성, 효과 대비 저비용의 장점을 가진 의료용 멸균기 장착용 일회용 카트리지 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 흡침겔을 사용하기 때문에 이산화염소가 용출되지 않아 신뢰성과 운전효율이 높은 일회용 카트리지 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 의료용 멸균기의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일회용 카트리지의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일회용 카트리지를 의료용 멸균기에 장착한 후를 나타낸 개념도(a) 및 주사기가 마개 부분에 삽입된 상태를 나타낸 개념도(b)이다.
도 4는 본 발명의 의료용 멸균기에 이산화염소 가스의 주입 및 멸균소독 작동 과정을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명과 종래기술의 의료용 멸균기의 멸균 과정을 나타낸 흐름도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일회용 카트리지 및 그 제조방법을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 의료용 멸균기의 일회용 카트리지에 관한 것인데, 본 발명에서 의료용은 인체를 대상으로 한 것뿐만 아니라 수의과 관련의 용도까지 포괄하는 것이다.

본 발명의 일회용 카트리지에 사용되는 이산화염소는 강력하고 광범위한 살균력을 가진 물질로서, 상온 및 상압에서 가스로 존재한다. 특히 0.03 내지 0.1ppm의 낮은 농도에서도 박테리아 또는 바이러스를 죽이는 성능을 나타내는데, 이러한 저농도는 인간이 감지할 수 없는 농도로서 사용 시 안전성이 확보된 물질이다. 이산화염소로 살균할 수 있는 대표적인 박테리아 또는 바이러스로는 세균포자(Bacterial Spore), 레지오넬라균(Legionella), 세균막(Biofilm), 결핵균(Tuberculosis), 살모넬라(Salmonella), 와포자충(Cryptosporidium), 지아디아 낭(Giardia cysts), 대장균군(Coliforms), 슈퍼박테리아(MRSA), 반코마이신 내성 장구균(VRE), 리스테리아균(Listeria), 세균성 이질(Shigella), 녹조류(Algae), 아메바(Amoebae), 부유/고착 유기체(Planktonic and sessile organisms), 조류독감(AI), 노로바이러스, 탄저균 등을 들 수 있다.

이산화염소의 살균 기제는 이산화염소가 산화제로 작용하면서, 미생물의 세포막을 포함한 세포성분들과 반응하는 과정을 통해 살균효과를 나타내게 된다. 즉, 세포로부터 전자를 빼앗는 산화작용을 통해 분자 간의 결합을 부수고, 세포를 파괴함으로서 유기체를 사멸시키는 것이다.

또한, 이산화염소는 미생물조직 구조에 함유된 단백질을 변성시킴으로써 효소기능을 파괴시켜 세균들이 매우 급속히 사멸하게 된다. 이러한 이산화염소의 효능은 단백질에 대한 동시다발적이고, 산화력있는 공격성 때문에, 세포가 저항체로 돌연변이하는 것을 차단할 수 있다. 또한, 이산화염소의 극히 낮은 반응성 때문에, 유기물질이 있을 경우 이러한 항균적 활동은 더 오래 유지될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 이산화염소의 살균소독 농도를 다른 살균소독제와 비교하여 시험하였다. 시험 조건은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)를 실험균으로 하여 60초 후의 5-Log Reduction을 실험하였다. 5-Log Reduction은 100,000 마리의 병원균이 1 마리가 되는 수준을 나타내는 지표이다. 그 결과는 표 1과 같다(표 1에서 단위는 ppm임).

차아염소산나트륨	1,000
안정화 이산화염소	1,200
요오드	400
과산화수소	68,000
글루타르알데히드-페놀	1,200
글루타르알데이드산	2,200
쿼트산(Acid Quat)	1,200
페놀릭	380
과초산	400
산화에틸렌	500~1,000
이산화염소	5

표 1의 결과를 살펴보면, 이산화염소는 다른 살균소독제에 비하여 대단히 높은 살균, 소독 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 의료용 멸균기는 도 1에 도시된 바와 같이, 일회용 카트리지를 설치하는 카트리지 주입부(100), 의료용구를 수납하는 챔버를 개폐하는 챔버도어(200), 멸균기를 조작하기 위한 터치스크린 모니터(300), 결과를 출력하는 프린터(400)으로 구성되어 있다.

상기 일회용 카트리지는 터치스크린 모니터(300)의 조작에 의해 자동으로 개폐되며 일회용 카트리지를 삽입하는 것만으로 쉽게 장착 및 회수가 가능하다. 상기 챔버는 멸균할 의료용구를 넣는 공간으로서 내화학성이 요구되므로 내화학성이 강한 316L 스테인리스 등의 재질을 사용하게 된다.

본 발명에서 일회용 카트리지는 도 2에서 도시한 과정을 통해 제조된다.

먼저 단계 a)에서 이산화염소 가스를 겔에 흡침시켜 이산화염소 흡침겔(110)을 제조한다. 다음으로 단계 b)에서 상기 이산화염소 흡침겔(110)을 카트리지 본체(120)에 충진하고, 카트리지 본체(120)의 양단을 부직포(140)로 접착한 후(단계 c)) 밀봉 마개(130)로 밀봉함으로써 카트리지를 제조하게 된다(단계 d)).

상기 밀봉 마개(130)는 내부에 나사산이 형성되어 카트리지 본체(120)의 양단에 형성된 나사산과 결합함으로써 내부의 이산화탄소 흡침겔(110)을 밀봉할 수 있다. 상기 밀봉 마개(130)는 카트리지 본체(120)의 양단을 밀봉하는 역할을 하는 것으로 사용 시 주사기가 관통하여야 하므로, 플라스틱, 고무, 금속박 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 일회용 카트리지 본체(120)의 일측에는 가스 잔량 체크창을 구비할 수 있다. 가스 잔량 체크창은 색상의 변화, 숫자, 라벨의 표시를 통해 가스 잔량을 체크할 수 있도록 할 수 있다.

겔의 색상 변화를 통해 가스 잔량을 체크하는 경우를 예로 들면, 멸균기의 챔버의 가스 주입 연결구가 개방되면 카트리지 내의 겔은 움직이지 않고 겔 내에 함침된 이산화염소 가스가 챔버로 빨려 나가게 되는데, 이산화염소 가스가 녹황색이고 실리카겔이 투명한 백색이므로 가스가 빨려 나가면서 원래의 투명한 백색으로 돌아온다. 따라서 상기 가스 잔량 체크창을 통해 색상을 확인할 수 있도록 체크창 아래에 색도계를 부착하여 카트리지 내의 색상 변화와 색도계를 비교하며 확인할 수 있으므로 가스 잔량이 어느 정도인지 확인할 수 있게 된다.

상기 일회용 카트리지는 상기 의료용 멸균기에 장착된 후 도 3과 같은 방식으로 작동된다.

상기 일회용 카트리지는 상기 의료용 멸균기의 카트리지 주입부(100)에 삽입되어 상기 일회용 카트리지의 양단에 배치된 두 개의 주사기 사이에 설치된다. 상기 일회용 카트리지가 상기 카트리지 주입주(100)에 삽입되면 자동으로 도어가 폐쇄되어 도 3(a)와 같은 구조로 장착된다.

다음으로 상기 의료용 멸균기의 챔버(250)에 살균소독할 의료기구를 투입하고 챔버도어(200)를 폐쇄한 후 터치스크린 모니터(300)의 조작에 의해 의료용 멸균기를 동작하면 챔버(250) 내부가 진공상태가 되면서 상기 일회용 카트리지의 양단에 배치된 주사기가 이동하여 도 3(b)와 같이 밀봉마개(130)를 관통하여 부직포(140) 앞에 멈추게 된다. 이 상태에서 외부로부터 흡입된 공기가 일단의 주사기를 통하여 카트리지 본체 내부로 주입되면 이산화염소 가스가 공기압에 의해 배출되어 타단의 주사기를 통해 진공상태의 챔버(250)에 주입되게 된다.

챔버(250)에 이산화염소 가스가 주입되고 멸균소독하는 과정은 도 4에 도시한 바와 같다. 즉, 챔버 내의 진공상태를 조절하여 이산화염소 가스가 원활히 주입되도록 한 후, 멸균소독 과정을 마치면 공기를 유입하면서 진공상태를 풀어 가스가 외부로 배출되도록 한다.

배출된 가스는 이산화염소의 농도가 매우 낮아 그 자체로 인체에 무해하나 완전히 처리하기 위하여 배출가스를 덕트를 통해 외부로 강제배출하거나, 물에 용해시켜 저농도의 소독수로 한 후 이를 하수관을 통해 방출하거나, 자외선 램프를 조사하여 분해시킨 후 이를 배출하거나, 과산화소수 및 가성소다의 혼합용액에 통과시켜 이산화염소를 제거한 공기를 배출하는 방법으로 정화공정을 거칠 수 있다.

일반적인 이산화염소 가스 멸균기의 멸균소독의 전체 공정은 도 5에 도시된 바와 같이 가습, 예열 등의 사전준비단계; 이산화염소 가스 생성 및 가스 주입을 하는 준비단계; 이산화염소 가스로 멸균하는 멸균단계; 챔버를 정화하는 종결단계를 거쳐 수행된다.

이에 대하여, 본 발명의 이산화염소 가스 멸균기는 일회용 카트리지를 사용하기 때문에 사전준비단계가 불필요하며, 준비단계에서도 이산화염소 가스를 생성하기 위한 가스 생성 장치가 불필요하므로, 멸균기의 크기를 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 의료기구의 멸균소독 상태를 확인할 수 있도록 의료기구에 생물학적 인디케이터(Biological Indicator) 또는 화학적 인디케이터(Chemical Indicator)를 부착하면, 이산화염소 가스 멸균기를 사용한 멸균 효율을 확인할 수도 있다.

일 실시예에서 150ℓ 용량의 챔버에 대하여 직경 20㎜, 길이 100㎜의 일회용 카트리지를 적용하였다. 챔버를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프는 Oilless 피스톤 펌프(60~80ℓ/m)을 사용하였으며, 멸균 압력은 0.8~1㎏/㎠(15psi), 멸균 온도는 20~40℃의 조건에서 작동하였다.

카트리지 본체의 재질은 HDPE 또는 테플론으로 제작하였다.

본 발명의 일회용 카트리지를 적용한 의료용 멸균기와 산화에틸렌 가스 멸균기, 플라즈마 가스 멸균기의 멸균 성능을 비교하면 표 2와 같다.

일회용 카트리지는 다음과 같이 제조하였다.

이산화염소 가스 발생기로부터 발생된 이산화염소 가스를 발생기의 노즐을 겔 흡침기에 연결하여 가스를 겔 흡침기에 주입하였다. 겔 흡침기는 직경 20㎝, 길이 100㎝의 투명 파이프이며 내부에는 교반용 임펠러가 장착되어 있고, 하부는 겔이 아래로 쏟아지지 않도록 막혀 있다.

상기 흡침기의 밑바닥과 밑바닥으로부터 20, 40, 60㎝의 4지점에 가스 투입구를 설치하여 가스를 주입하였다. 이때, 가스만 주입되고 내용물이 나오지 않도록 투입구 안쪽은 메쉬망으로 막았다.

상기 흡침기에 70 부피%의 실리카겔을 투입한 후, 내부의 교반용 임펠러를 가동시켜 주입된 실리카겔이 서로 교반되게 하면서 동시에 가스투입구를 통하여 이산화염소 가스를 주입하였다. 가스가 주입되고 20분~30분 경과 후 이산화염소 흡침겔이 완성되었다.

흡침겔을 평가한 결과, 25ℓ의 실리카겔에 대하여 250g의 이산화염소가 흡침되는 것으로 나타났다. 즉, 이산화염소 가스 발생기에 아염산나트륨 기준으로 443 ㎖의 아염소산나트륨이 공급되면 이산화염소가스 100g이 생성된다.

본 실시예에서 이산화염소 가스 발생기는 분당 90㎖/min으로 아염소산나트륨이 공급되면 약 20분 후에 가스흡침기에 았는 20ℓ의 실리카겔에 이산화염소 가스가 400g 정도 흡침되어 포화상태가 되는 것으로 나타났다.

이로부터 실리카겔 1cc 당 20ppm의 이산화염소 가스가 흡침된 것으로 확인되었다.

밀봉된 일회용 카트리지는 냉장고에 6개월 간 보관 후에도 이산화염소 가스의 농도 변화가 없는 것으로 나타나 일단 일회용 카트리지로 제조하면 안정적으로 존재하는 것으로 나타났다.

	이산화염소 가스 멸균기	산화에틸렌 가스 멸균기	플라즈마 가스 멸균기
멸균소요시간(시간)	0.25~0.5	2~3	0.5~1
정화시간(시간)	0.5	12~14	0
멸균온도(℃)	20~40	58~65	40~50

본 발명의 이산화염소 가스를 이용한 멸균기는 기존의 산화에틸렌 가스 멸균기나 플라즈마 가스 멸균기에 비해 멸균 소요 시간이 짧고 저온에서 멸균이 가능하여 다양한 의료기구를 효율적으로 멸균소독할 수 있는 것으로 나타났다.

또한, 종래의 이산화염소 가스를 이용한 멸균기의 경우, 이산화염소 가스를 생성하기 위한 가스발생장치가 필요하나, 본 발명의 경우, 일회용 카트리지 내에 이산화염소 흡침겔이 충진된 형태이므로 별도의 가스발생장치가 불필요하며 이는 멸균기의 크기, 효율, 사용편의성을 크게 증진시킬 수 있는 효과를 달성한다.

본 실시예에서 멸균기의 이산화염소 멸균력을 평가한 결과, 6-Log Reduction(1,000,000 마리의 병원균이 1 마리가 되는 수준을 나타내는 지표)이 0.6 시간으로 멸균소독의 효율이 매우 높은 것으로 확인되었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

100 카트리지 주입부 200 챔버 도어
250 챔버 300 터치스크린 모니터
400 프린터
110 이산화염소 흡침겔 120 카트리지 본체
130 밀봉 마개 140 부직포

Claims (8)

1. 의료용 멸균기에 장착되어 사용되는 일회용 카트리지로서, 상기 카트리지는 카트리지 본체; 상기 카트리지 본체에 충진되는 이산화염소 흡침겔을 포함하며, 상기 카트리지 본체에는 가스 잔량 체크창이 형성되는 것을 특징으로 하는 의료용 멸균기의 일회용 카트리지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이산화염소 흡침겔은 이산화염소 가스가 흡침된 겔로서, 상기 겔은 실리카겔, 활성알루미나겔, 또는 합성 제올라이트겔인 것을 특징으로 하는 의료용 멸균기의 일회용 카트리지.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 카트리지 본체는 원통형 형상이며, 상기 카트리지 본체의 양단은 부직포로 접착되며 밀봉 마개가 결합되는 것을 특징으로 하는 의료용 멸균기의 일회용 카트리지.
   
   
   
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