KR20120055942A

KR20120055942A - 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치

Info

Publication number: KR20120055942A
Application number: KR1020100117403A
Authority: KR
Inventors: 윤지인
Original assignee: 주식회사 메디플
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-06-01
Also published as: KR101250748B1

Abstract

본 발명은 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 멸균챔버 내에 물 또는 저농도 과산화수소를 미세입자로 분무하고, 멸균챔버 내에 형성된 플라즈마 발생부를 통해 공기, 물, 과산화수소 등이 플라즈마화되면서 오존과 OH라디칼 등의 강한 산화력을 가지는 멸균가스가 생성되고, 이에 의해 멸균챔버 내에 놓여진 의료기구의 표면을 멸균하고, 내부에 관을 형성하고 있는 핸드피스, 내시경, 카테터 등과 같은 의료기구는 멸균챔버 일측면에 형성된 연결부에 부착하고, 멸균챔버 외부의 펌프를 통해 멸균가스를 순환시켜서 의료기구 내의 관으로 멸균가스를 주입함으로써 의료기구의 내부관을 멸균하는 것을 특징으로 한다.

Description

저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치{The compact device for sterilization of medical instruments by means of low-temperature and atmospheric-pressure plasmas}

본 발명은 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치에 관한 것으로, 상세하게는 멸균챔버 내에 물 또는 저농도 과산화수소를 미세입자로 분무하고, 멸균챔버 내부에 구비된 플라즈마 발생부를 통해 공기, 물, 과산화수소 등이 플라즈마화되면서 오존과 OH라디칼 등의 강한 산화력을 가지는 멸균가스가 생성되고, 이에 의해 멸균챔버 내부에 적재된 의료기구의 표면을 멸균하며, 내부에 관을 형성하고 있는 핸드피스, 내시경, 카테터 등과 같은 의료기구는 멸균챔버 일측에 형성된 연결부에 장착하고, 멸균챔버 외부의 펌프를 통해 멸균가스를 순환시켜서 의료기구 내의 관으로 멸균가스를 주입함으로써 의료기구의 내부관을 멸균할 수 있도록 구성한 것이다.

일반적으로 사스와 신종플루와 같은 바이러스성 질병의 발병과 유행으로 소독에 대한 인식이 높아지고 있고, 유럽과 미국에서는 병원에서 진료와 치료중 질병에 전염되는 교차감염의 사례보고가 증가하고 있고, 그 위험성에 대한 우려가 커지고 있기 때문에, 병원에서의 소독과 멸균관리에 대한 중요성은 점차 증대되고 있다.

병원에서 의료기구의 멸균방법으로 많이 사용하는 것은 오토클레이브와 EO가스멸균법이다. 오토클레이브는 고온고압의 증기로 의료기구를 멸균하는 방법이다. 고온으로 멸균하기 때문에 열에 약한 기구들에 사용할 수 없으며, 고속회전을 해야하는 핸드피스와 같은 경우 베어링 등의 부품들이 열에 의해 수명이 짧아지고, 절삭을 위한 버(bur)같은 기구는 열에 의해 날카로움이 쉽게 무뎌지기 때문에, 고온 증기멸균법에 의한 의료기구 수명과 교체주기의 단축으로 병원측의 유지비용이 증가되는 문제점이 있다.

그리고 EO가스멸균법은 에틸렌옥사이드의 독성가스를 이용한 멸균법으로 저온에서 멸균과정이 이루어지기 때문에, 열에 약한 의료기구 멸균에 많이 활용되고 있다. 하지만, 독성가스의 사용으로 멸균과정이 완료되고 잔류가스가 제거되기까지 14시간 이상의 시간이 소요된다. 그래서 의료기구를 멸균하는데 장시간이 소요되고, 잔류가스의 유해성으로 사용에 제약이 있는 문제점이 있다.

최근에는 기존 멸균법의 단점을 보완한 저온 플라즈마 멸균법이 개발되었다. 일정 진공도를 가지는 진공멸균챔버에 강한 산화력을 가지는 과산화수소나 오존을 주입하고, 저온 플라즈마를 발생시켜 다양한 라디칼을 발생시키거나, 멸균처리 후 잔류하는 과산화수소나 오존을 제거하는 방법이다.

저온에서 의료기구를 멸균할 수 있고, 비교적 짧은 시간에 멸균처리를 할 수 있는 장점은 있으나, 멸균챔버를 진공화해야 하기 때문에, 진공펌프 등과 같은 진공부품들의 사용으로 장치의 제조비용이 높고, 사이즈가 커진다. 그리고 사용 및 취급상 유독 물질인 고농도의 과산화수소를 사용해야 하고, 멸균 유지비용이 높다는 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명은 대기압 상에서 멸균처리를 함으로써 진공화를 위한 부품을 사용하지 않고, 멸균챔버 내부에서 저온 대기압 플라즈마를 발생시키고 물 또는 저농도 과산화수소(5% 이하)를 노즐을 통해 미세입자로 분사함으로써 화학작용을 통해 강력한 산화력을 가지는 멸균가스를 형성해서 짧은 시간 내에 의료기구를 멸균하고, 내부관의 멸균도 요구되는 의료기구를 부착할 수 있는 연결부와 순환펌프를 통해 의료기구의 내부관으로 멸균가스를 주입해서 내부관을 멸균하고 오존필터를 통해서 발생된 오존을 제거하는 저온 대기압 플라즈마를 이용한 소형 의료용 멸균장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 도어에 의해 밀폐되는 멸균챔버와 상기 멸균챔버 내측에 전원전극과 접지전극 사이에 절연체를 구비하고, 그물망 형태의 메쉬전극을 접지전극으로 사용하는 플라즈마 발생부와 물 또는 저농도 과산화수소를 미세입자로 분무해주는 노즐을 구비하고, 멸균챔버 일측에는 내부 관의 멸균이 요구되는 의료기구를 탈부착할 수 있고, 멸균가스가 장착된 의료기구의 내부 관으로 흐를 수 있도록 중공의 관이 형성되어 있는 하나 이상의 연결부와 멸균 과정 중 발생된 오존을 제거하는 오존필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 의료기구를 밀폐된 멸균챔버에 적재하고, 내부관의 멸균이 요구되는 의료기구는 중공의 관이 형성된 멸균챔버내 연결부에 장착하고, 저온 대기압 플라즈마를 멸균챔버 내부에서 발생시켜 다량의 활성가스를 생성하고, 물 또는 저농도의 과산화수소를 미세입자로 분무함으로 해서 플라즈마 가스와 화학반응을 통해 산화력이 강한 멸균가스의 생성을 활성화하고, 연결부에 장착된 의료기구의 내부관으로 멸균가스를 주입함으로써 의료기구의 표면과 내부관의 멸균에 탁월한 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치의 플라즈마 발생부를 도시한 개념도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하기 한다.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명에 따른 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치의 플라즈마 발생부를 도시한 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치는 크게 멸균챔버(100), 플라즈마 발생부(301), 분무노즐(401), 오존필터(501) 및 연결부(202)를 포함하여 구성한다.

상기 멸균챔버(100)는 멸균가스가 외부로 누출되지 않도록 멸균챔버를 밀폐하기 위한 도어(101)가 개폐 가능하게 구비된다. 여기서, 도어(101)의 개폐여부를 감지하는 도어센서가 구성될 수 있으며, 도어(101)가 열려있을 때는 멸균과정이 진행되지 않게 할 수 있다. 그리고, 멸균과정 동안에는 사용자에 의해 도어(101)가 열리지 않도록 도어인터 락을 구성할 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(301)는 멸균챔버(100) 내부의 일측면에 구비되고, 10~100kHz 범위의 교류주파수로 5~10kV의 전압을 발생하는 트랜스(302)에 의해 구동되며, 산소와 같은 별도의 가스유입 없이 멸균챔버 내부에서 저온 대기압 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 발생부(301)에 의해서 대기중에 포함된 산소가 플라즈마화되면서 오존, O, O₂ ^-등과 같은 활성종들이 다량으로 생성된다.

상기 플라즈마 발생부(301)의 전극구조는 도 2에서와 같이 고전압이 인가되는 전원전극(303)과 접지전극(305) 사이에 구비된 절연체(304)를 포함한다. 그리고 접지전극(305)은 그물망 형태의 메쉬전극을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 플라즈마 발생부(301)의 전극구조가 평면형태로, 멸균챔버내 일측면에 형성할 수 있기 때문에, 공간적으로 소형 장치를 구현하는데 적합하다. 대기압 플라즈마는 접지전극(305)과 절연체(304) 사이에서 강한 전기장에 의해 발생되고, 산소분자가 이온화되면서 다량의 활성종들이 형성되고, 멸균챔버의 공간으로 확산된다.

상기 플라즈마 발생부(301)에서 발생된 활성종들에 의한 멸균력을 향상시켜 멸균시간을 단축시키기 위해 멸균챔버(100) 내부로 물 또는 저농도 과산화수소(5% 이하)를 미세입자로 분무하기 위한 분무노즐(401)이 멸균챔버(100) 내부에 구비된다. 이때, 분무노즐(401)의 설치 위치는 플라즈마 발생부(301)의 하부 영역에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 저장용기(403)에 저장된 물 또는 과산화수소는 액체펌프(402)에 의해 일정 압력이상으로 분무노즐(401)로 공급되고, 미세입자로 멸균챔버(100) 내부에서 분무 된다. 이때, 물은 증류수를 사용하고, 과산화수소는 5% 이하의 저농도를 사용한다.

그리고, 분무된 물 또는 과산화수소는 플라즈마 발생기(301)에 의해 형성된 활성종들과 화학반응을 통해 산화력이 강한 OH라디칼을 형성하면서 멸균력을 향상시켜 멸균시간을 단축시킨다.

상기 멸균챔버(100) 내부 일측면에는 핸드피스, 내시경, 카테터와 같이 겉표면뿐만 아니라, 내부관의 멸균도 요구되는 의료기구(미도시)를 탈, 장착할 수 있도록 적어도 하나 이상의 연결부(202)를 구비한다.

상기 연결부(202) 내부에는 중공의 관이 형성되어 의료기구의 관과 가스순환통로를 형성하고, 연결부(202)의 일측은 순환배관을 통해 순환펌프(201)와 연결되고, 순환펌프(201)의 다른 한 단은 멸균챔버(100)와 배관으로 연결된다.

따라서 멸균챔버(100) 내에 형성되어 있는 멸균가스를 순환펌프(201)를 통해 순환시켜서 연결부(202)에 장착된 의료기구의 내부관으로 멸균가스를 주입함으로써 내관의 멸균을 수행한다. 이때, 연결부(202)는 의료기구의 형태에 따라 적합하게 그 형상을 달리할 수 있다.

상기 멸균챔버(100) 외부에는 멸균챔버 내에서 발생된 오존을 제거하기 위한 오존필터(501)가 연결된다. 이러한 오존필터(501)의 일측에는 순환펌프(502)가 연결되어 멸균챔버(100) 내부의 공기가 오존필터(501)를 거쳐 다시 멸균챔버(100) 내부로 순환하도록 구성하게 된다. 그리고, 오존필터(501)의 오존제거 촉매제로 활성탄을 사용한다.

이와 같이 구성된 본 발명 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 멸균챔버(100) 내부에 외부표면의 멸균이 요하는 의료기구를 적재하고, 내부관의 멸균이 요구되는 의료기구(핸드피스, 내시경, 카테터 등)는 연결부(202)에 장착한 다음, 멸균챔버(100)가 밀폐되도록 도어(101)를 닫는다.

멸균 동작이 시작되면, 저장용기(403)에 담겨져 있는 물 또는 과산화수소가 액체펌프(402)에 의해 일정 압력이상으로 분무노즐(401)로 공급되고, 멸균챔버(100) 내부로 미세입자형태로 분무 된다. 이때, 물 또는 과산화수소의 분무는 멸균 과정 동안 수회 반복될 수 있다.

한편, 트랜스(302)에서 발생된 5~10kV의 고전압이 플라즈마 발생부(301)의 전원전극(303)에 인가되면서 대기압 플라즈마가 발생된다. 이때 발생된 오존, O, O₂ ^- 등의 라디칼들이 미세입자로 분무되어 기화된 물 또는 과산화수소와 화학반응을 통해 강력한 산화력을 가진 OH라디칼 등을 형성하면서 의료기구를 멸균하게 된다.

순환펌프(201)가 동작하면서 연결부(202)를 통해 장착되어 있는 의료기구 내부의 관으로 멸균챔버 내에 형성된 멸균가스가 주입되도록 하고, 내부관의 멸균이 이루어지도록 한다.

20분 이내의 멸균과정 후에, 트랜스(302)와 순환펌프(201)의 동작이 멈추고, 오존필터(501)에 연결된 순환펌프(502)가 동작하면서 멸균챔버(100) 내부에 있는 공기가 오존필터(501)를 지나면서 공기에 포함된 오존이 제거되고, 멸균챔버 내부로 순환하도록 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 멸균챔버 101 : 도어
201 : 순환펌프 202 : 연결부
301 : 플라즈마 발생부 302 : 트랜스
303 : 전원전극 304 : 절연체
305 : 접지전극 401 : 분무노즐
402 : 액체펌프 403 : 물 또는 과산화수소 저장용기
501 : 오존필터 502 : 순환펌프

Claims

도어(101)에 의해 내부가 밀폐되는 멸균챔버(100);
상기 멸균챔버(100) 일측면에 구비되어 저온 대기압 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생부(301);
상기 멸균챔버(100) 내부에 구비되어 멸균챔버(100) 내부로 물 또는 저농도 과산화수소를 미세입자로 분무하기 위한 분무노즐(401);
상기 멸균챔버(100) 내부 일측면에 구비되어 내부관의 멸균이 요구되는 의료기구가 탈,장착 가능한 하나 이상의 연결부(202); 및
상기 멸균챔버(100) 외부에 구비되고, 멸균 과정 중 발생된 멸균챔버(100) 내부의 오존을 제거하여 내부로 순환 가능하도록 이루어진 오존필터(501);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치.
제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부(301)는
고전압이 인가되는 전원전극(303)과 접지전극(305) 사이에 구비된 절연체(304)를 포함하고,
상기 접지전극(305)은 그물망 형태의 메쉬전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치.
제1항에 있어서,
상기 분무노즐(401)은
저장용기(403) 내부에 저장된 물 또는 5% 이하의 과산화수소를 액체펌프(402)로써 멸균챔버(100) 내부에서 미세입자로 분무하는 것을 특징으로 하는 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치.
제1항에 있어서,
상기 연결부(202)는 의료기구의 내부관으로 멸균가스가 흐를 수 있도록 중공으로 이루어지고, 일측은 순환배관을 통해 순환펌프(201)와 연결되며,
상기 순환펌프(201)는 멸균챔버(100)와 배관으로 연결되어 멸균가스가 순환되도록 구성한 것을 특징으로 하는 저온 대기압 플라즈마를 이용한 의료용 소형 멸균장치.