KR20210028392A - 공간 균 오염제거 확인용 자체-완비 생물학적 인디케이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡배기팬을 장착한 넓은 공간 멸균용 자체-완비 생물학적 인디케이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 살균이나 멸균 공정을 실시할 때 멸균이 적절히 수행되었는지를 확인하고 검증하는데 사용가능한 증기화 과산화수소에 의한 흡배기팬을 장착한 넓은 일반적인 막힌 공간의 멸균 확인용 자체-완비 생물학적 인디케이터에 관한 것이다 본 발명의 생물학적 인디케이더는 자체-완비(Self-contained)를 구비하여, 별도의 멸균과정과 별개의 배지에 접종하고 이 과정을 무균적으로 처리해야 하는 어려움을 극복할 수 있으며, 특히 일반적인 막힌 공간 멸균에 사용하는 가능하고, 아울러 저항성이 강하고 균일성 있는 포자를 사용함으로써 생산 배치마다 균일성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

Description

공간 균 오염제거 확인용 자체-완비 생물학적 인디케이터{Self-Contained Biological Indicator for verification of room decontamination}

본 발명은 공간 균 오염제거 확인용 자체-완비 생물학적 인디케이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증기화 과산화수소 등에 의한 일반적으로 막힌 공간의 멸균 여부를 확인할 수 있는 생물학적 지시제로서, 별도의 배양을 위한 균주의 접종이 필요 없는 공간 균 오염제거 확인용 자체-완비(Self-Contained) 생물학적 인디케이터에 관한 것이다.

본 발명은 내생포자를 이용하여 무균실이나 무균상태를 유지해야하는 멸균제품(예, 주사제, 점안제, 수액제 등)을 생산하는 공간을 멸균할 때, 상기 멸균이 정상적으로 수행되었는지를 확인 검증하는 용도로 사용하는 생물학적 인디케이터(지시제)에 관한 것이다.

멸균이나 살균과정이 효과적으로 수행되었는지를 검증 또는 확인하기 위하여, 즉 멸균 과정의 유효성(effectiveness)을 평가 및/또는 측정하기 위해 생물학적 인디케이터(indicator; 지시제)를 사용한다. 구체적으로, 일반적인 생물학적 지시제는 연구를 진행하는 과정 중의 멸균 과정에 대하여 높은 내성을 갖는 조정된(calibrated) 미생물 집단을 포함한다. 멸균 과정에 노출 후, 생물학적 지시제는 임의의 생존력 있는 잔존 미생물의 성장을 촉진하기 위해 배양 배지 내에서 배양된다.

세균 내생포자가 일반적으로 생물학적 지시제로서 선호되는데, 이는 상기 세균 내생포자가 대부분의 다른 유형의 미생물보다 멸균 과정에 더 내성이 있는 것으로 인정되기 때문이다. 즉, 세균 내생포자를 사멸시키는 정도의 멸균 과정이 달성된다면 오염을 일으키는 임의의 기타 미생물도 사멸시킬 것으로 추정된다는 사실에 기인한다.

내생포자는 세균이 생존하기 힘든 극한 환경에서 살아남고자 스스로 생성하는 특수한 물체의 하나로 주로 그람 양성균에서 발생한다. 대체로 영양분이 부족한 상황에서 생성되며, 이렇게 생성된 내생포자로 수 년에서 수 세기를 견딜 수 있고 주변 환경이 세균 생장에 유리해 지면 다시 영양세포(Vegetative cell)로 분화할 수 있는 특징을 지닌다. 즉, 내생포자는 열, 강한 화학 물질 그리고 방사선에 강한 저항성을 가지고 있으며 생존 구조의 기능을 가지고 있어 세포가 생존하기 힘든 영양분 고갈 또는 건조 상태를 극복할 수 있으므로 세균의 생명주기(Life cycle)에서 휴지기(Interphase)로 볼 수 있다.

세균 내생포자의 선택은 평가되어야 할 멸균 양상, 멸균 유형, 및 기술에 좌우된다. 예를 들면, 지오바실러스 스테아로서모필러스 (Geobacillus stearothermophilus) 포자는 이들 지시제 포자가 산화 화학에 매우 내성을 나타내기 때문에 습열, 과초산, 과산화수소, 및 액체와 증기 양 상태의 기타 과산화 화합물을 이용하는 멸균 시스템을 모니터링하는데 사용된다. 유사하게, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 포자는 에틸렌옥사이드 멸균, 건열 멸균 시스템을 모니터하는데 사용된다.

미생물은 일반적으로 스트립 또는 디스크와 같은 캐리어 또는 기재 상에서 지지된다. 상기 기재는 멸균 과정과 호환될 수 있는 물질로 만들어지며 멸균 평가에 영향을 끼칠 수 있는 첨가물(additives)를 포함하지 않는다. 여과지, 크로마토그래피지, 블로터지, 유리섬유, 폴리머 플라스틱, 세라믹, 스테인리스 강철, 및 금속산화물 (metaloxide articles)과 같은 물질이 종종 기재 또는 캐리어로 사용된다.

보조적인 수단으로 화학적 지시제도 함께 사용하는 것이 일반적이다. 화학적 지시제는 멸균공정을 완료한 직후 육안으로 판별이 가능하다는 장점이 있지만 엄밀하게 멸균이 되었는지는 확인이 불가능하다. 따라서 반드시 생물학적 지시제를 사용하여 멸균을 확인하여야 한다. 지오바실러스 스테아로서모필러스(G.stearothermophilus)의 포자는 산화성 물질이나 습열에 저항성을 나타내기 때문에 습열 멸균이나 증기화 과산화수소 멸균과정을 검증 및 확인하는 용도로 사용하고 있다.

자체-완비(Self-contained) 생물학적 지시제는 상기 지시제 내에 배양 배지를 포함하는데, 일반적으로 깨지기 쉬운 유리병(vial) 안에 포함한다. 그러나, 현재 이러한 자체-완비 생물학적 지시제는 챔버형의 멸균기(스팀, E.O. 가스, 증기화 과산화수소: vH₂O₂) 등과 같이 진공을 걸었다가 스팀이나 가스, 증기를 주입하여 압력이 작용할 수 있는 완전 밀폐공간에서만 멸균 검증용으로 사용하고 있다.

따라서, 일반적인 막힌 공간(예를 들면, 클린-벤치(clean bench), 클린룸(isolator), 패스박스(pass-box), 룸(room), 병원 복도, 실험실 전체 등)에서는 상기와 같은 강한 압력을 적용하기 어렵기 때문에 이러한 자체-완비 생물학적 지시제가 사용될 수 없고, 포자 스트립(strip) 형태의 생물학적 지시제가 사용된다. 상기 생물학적 지시제는 모니터링된 멸균 과정을 거친 후 별개 용기에 담겨져 있는 배양 배지와 합쳐진다. 성장 배지의 색깔 변화 또는 탁도에 의해 설명되는, 연이은 미생물 생장이 멸균 과정이 유효하지 않았음을 나타내 주는 지표가 된다. 이때 멸균방법으로는 증기화 과산화수소, 이산화염소 증기, 글리셀 알데히드 증기 등을 이용한 공간 균 오염제거용 훈증방법이 사용가능하다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같이 압력이 작용하지 않는 일반적인 막힌 공간 멸균에 사용되는 생물학적 지시제이면서도 별도의 멸균과정과 별개의 배지에 접종하고 이 과정을 무균적으로 처리해야 하는 어려움을 극복할 수 있는 방안을 고민하던 중, 자체-완비 생물학적 지시제와 같은 형태지만 압력이 작용하지 않은 일반적인 막힌 공간 멸균용으로 사용가능한 구조를 개발하고, 아울러 증기화 과산화수소 등에 의한 공간 멸균시 상기 생물학적 지시제 내에 저항성이 있으며 균일한 특성을 가진 내생포자인 지오바실러스 스테아로서모필러스의 내생 포자가 배양 가능한지 여부를 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 흡배기팬을 장착한 일반적인 막힌 공간 멸균용 자체-완비 생물학적 인디케이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 증기화 과산화수소에 의한 일반적인 막힌 공간의 멸균 확인시에 지오바실러스 스테아로서모필러스의 내생 포자를 함유한 자체-완비 생물학적 인디케이터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케이스(3)와; 케이스(3)의 내부에 배치되며 배양액이 저장되는 캡슐(13)과; 캡슐(13)의 외부를 감싸도록 배치되며 배양액이 유출되는 유출홀(h)이 형성되는 보호관(11)과; 케이스(3)의 상부에 결합되는 캡부(5)(Cap portion)와; 캡부(5)에 각각 배치되어 공기를 흡입하거나 배출하는 흡배기팬(7a,7b)과; 캡부(5)에 배치되어 눌려지는 경우 하강함으로써 캡슐(13)을 파손시켜서 배양약을 유출시키는 가압돌기(9)와; 캡부(5)의 내부에 구비되어 포자(S)(Spore)를 픽업하거나 낙하시키는 포자 지지부(19)와;

케이스(3) 내부에 배치되어 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기가 제 1유로(a1)을 따라 흐른 후, 배기팬(7a,7b)에 의하여 제 2유로(a2)를 따라 흘러서 외부로 배출되는 순환로(15,16)와;

캡부(5)와 케이스(3)의 사이에 배치되어 균이나 포자의 유입을 방지하는 필터(14)와; 그리고

순환로(15,16)상의 제 1 및 제 2유로(a1,a2) 사이에 형성되어 유출된 배양액과 낙하한 포자(Spore;S)의 배양을 촉진시키는 배양부(17)를 포함하며, 캡부(5)를 가압하는 경우, 가압돌기(9)가 하강하여 캡슐(13)을 파손시킴으로써 캡슐(13) 내부의 배양액이 유출되어 보호관(11)의 유출홀(h)을 통하여 낙하하여 배양부(17)로 공급됨으로써 포자(S)와 배양이 진행되는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)를 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 보호관(11)의 일측 외주면에는 다수개의 미세홀(h2)이 형성되며, 미세홀(h2)은 흡기팬(7a)에서 배양부(17)로 흐르는 제 1유로(a1) 방향으로 형성됨으로써 케이스(3)의 내측으로 유입된 공기가 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 흐르며, 동시에 일부 공기가 다수개의 미세홀(h2)을 통하여 보호관(11)의 내부로 유입되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 공기 순환로(15,16)는 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기를 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 안내하여 순환시키는 흡기 안내면(15)과; 배양부(17)를 통과한 공기가 배기팬(7b) 방향으로 배출되도록 제 2유로(a2)를 따라 안내하는 배기 안내면(16)을 포함하며, 흡기 안내면(15)과 배기 안내면(16)의 사이에 배양부(17)가 배치되는 것이 바람직하고, 이때 흡배기팬(7a,7b)은 흡기 안내면(15)의 상부에 배치되어 외부 공기를 흡입하여 케이스(3) 내부로 공급하는 흡기팬(7a)과; 배기 안내면(16)의 상부에 배치되어 내부 공기를 케이스(3) 외부로 배출하는 배기팬(7b)을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 포자 지지부(19)는 캡부(5)에 연결되는 상부 결합편(21)과; 상측은 상부 결합편(21)에 암수 결합되며 하측은 포자(S)가 연결되는 하부 결합편(23)과; 상부 결합편(21)의 저면을 지지하는 지지돌기(25)를 포함하며, 캡부(5)를 가압할 때, 상부 결합편(21)이 하강함으로써 저면(21b)이 지지돌기(25)에 접촉함으로써 외측으로 진행하게 되고, 상부 결합편(21)의 제 1걸림턱(21a)과 하부 결합편(23)의 제 2걸림턱(23a)의 결합상태가 해제됨으로써 포자(S)가 낙하하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 상기 포자(S)는 외부와 가까운 곳이나 공기 유동이 쉽게 될 수 있는 곳에 위치시키고 차후 낙하시킬 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 필터는 케이스와 캡부 사이에 균이나 포자 등을 통과시키지 않지만 가스나 증기화 과산화수소 등을 통과시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 상기 공기는 증기화 과산화수소, 이산화염소 증기 및 글리셀 알데히드 증기로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 증기를 함유함으로써 공간 멸균에 사용되는 것이 바람직하고, 이때 상기 포자(Spore;S)는 내생포자인 것이 바람직하며, 상기 내생포자는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 바실러스 서브틸리스 글로비지(Bacillus subtilis globigii), 클로스트리디움 스포로게네스(Clostridium sporogenes), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 바실러스 서큐란스(Bacillus circulans), 바실러스 아트로파에우스 (Bacillus atrophaeus) 및 지오바실러스 스테아로서모필러스 (Geobacillus stearothermophilus)로 구성된 군중에서 선택된 1종 이상인 것이 보다 바람직하며, 이때 상기 내생포자는 바실러스 아트로파에우스, 지오바실러스 스테아로서모필러스 또는 이의 조합인 것 더더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 상기 내생포자는 높은 온도와 과산화수소를 첨가한 배지에서 내생포자를 생성하는 균주를 배양하고, 생성된 내생포자를 밀도 구배 원심분리(density gradient centrifugation)를 이용하여 영양세포(vegetative cell), 일반 포자 및 기타 불순물로부터 저항성 내생포자만 순수하게 분리된 것이 보다 바람직하고, 이때 상기 밀도구배 원심분리는 설탕, 글리세롤, 리노그리핀 및 퍼콜로 구성된 군중에서 선택된 1종 이상을 매체로 사용하고, 상기 매체는 50% 내지 100%의 연속 밀도 구배를 이용하는 것이 더더욱 바람직하다.

아울러, 본 발명의 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)에 있어서, 상기 인디케이터를 벽면이나 어떤 표면에 부착을 용이하게 하기 위하여 자석접착제로 철재 표면에 직접 부착하거나 철재가 아닌 면의 부착을 위하여 자석접착제 한쪽면에 접착제를 바르고 보호막으로 보호될 수 있다. 추후 상기 보호막을 제거한 후 벽면 이나 표면에 부착시킬 수 있다. 아울러, 인디케이터 외부에 CI(chemical indicator) 스티커나 CI 잉크를 표면 인쇄하여 균 오염제거(멸균) 후 즉시 확인하도록 할 수 있다.

본 발명에 사용된 생물학적 인디케이터(1)는 생물학적 지시제라고도 하며, 살아있는 생물체를 사용하여 멸균을 수행할 때 생물체가 사멸하면 멸균이 성공적으로 이루어졌고 생물체가 생존하면 불완전한 멸균이 되었다고 판별하는 용도로 사용한다. 통상적인 생물학적 지시제는 멸균시에 멸균하고자 하는 공간 내에 상기 생물학적 지시제(인디케이터)를 벽면에 붙여놓고 멸균을 실시한 후 상기 지시제를 수거하여 포자의 생존 여부를 포자가 성장할 수 있는 배양액에서 배양하여 확인한다.

이에 반하여, 본 발명은 공간 멸균용 생물학적 인디케이터이면서도, 상기에서와 같이, 자체-완비(Self-contained) 생물학적 인디케이터인 것을 특징으로 하고, 그 구성은 상기와 하기 도면에 대한 자세한 설명과 같다.

생물학적 인디케이터에 사용하는 생물체로는 미생물, 미생물포자, 내열성효소 등이 있다. 그 중에서 내생포자가 가장 많이 이용되고 있다. 내성포자는 생존력이 매우 강하므로 포자가 사멸하면 다른 일반적인 미생물이나 병원성 세균은 모두 사멸한다고 유추할 수 있다. 본 발명은 특별히 저항성이 있는 내생포자의 생성 조건 및 포자형성과 관련하여 생산성 향상에 관한 내용을 포함한다.

생물학적 인디케이터에 사용하는 내생포자는 화학물질이나 열(heat) 등에 강한 저항성을 갖는데 이러한 포자를 생성하는 대표적인 균은 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 바실러스 아트로파에우스 (Bacillus atrophaeus), 지오바실러스 스테아로서모필러스(Geobacillus stearothermophilus) 등이 주로 사용된다. 이러한 균으로부터 내생포자를 효율적으로 생산하기 위하여 포자생성(spolulation) 용 배지의 영양조건, pH, 배양 온도 등을 검토하여 저항성이 크면서도 포자의 수도 많이 생산하도록 하는 것이다. 아울러, 본 발명의 생물학적 지시제에 사용되는 내생포자는 배지 속에 과산화수소를 소량 첨가하여 내성을 갖도록 유도하여 저항성이 큰 포자를 형성한다.

생성시킨 포자에는 세포 부스러기(debis)나 영양 세포도 함께 섞여 있어서 그대로 사용하는데 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 세포 부스러기나 영양세포를 포자로부터 분리하는 것이 필요하다. 또한 포자도 저항성을 갖고 있는 포자와 그렇지 못한 포자를 분리하여 깨끗하고 저항성이 큰 포자만을 분리하여 지시제에 사용해야 생산시 마다 균일한(consistant) 제품을 생산할 수 있다.

저항성포자로부터 일반포자 그리고 세포 부스러기(debis), 영양세포를 분리하기 위하여 밀도구배 원심분리(density gradient centrifugation)를 사용한다. 밀도 구배용 매체로는 설탕(sucrose), 글리세롤(glycerol), 리노그라핀(rinograffin), 퍼콜(Percoll)을 사용한다. 매체의 농도는 50%에서 100%사이에서 사용한다. 이렇게 분리한 포자는 광학현미경이나 전자현미경으로 그 순도를 확인한다.

이상과 같이, 본 발명의 생물학적 인디케이터는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 자체-완비(Self-contained)를 구비함으로써, 별도의 멸균과정과 별개의 배지에 접종하고 이 과정을 무균적으로 처리해야 하는 어려움을 극복할 수 있으며, 특히 일반적인 막힌 공간 멸균에 사용 가능하며, 아울러 저항성이 강하고 균일성 있는 포자를 사용함으로써 생산 배치마다 균일성을 유지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 인디케이터의 내부를 좌우 2개의 영역으로 구획하고, 일측 영역에는 흡기팬을 배치하여 외부 공기를 흡입하고, 타측 영역에는 배기팬을 배치하여 내부 공기를 외부로 배출시킴으로써 인디케이터의 내부에 공기 유로를 형성하여 배양액을 노출시킴으로써 배양이 원활하게 진행될 수 있는 장점이 있다.

셋째, 배양액이 저장되는 캡슐의 외부를 감싸는 보호관의 외주면에 다수개의 미세홀을 형성하되, 흡기팬 방향으로 미세홀을 형성함으로써 흡입된 공기가 이 미세홀을 통하여 보호관의 내측으로도 흐르도록 함으로써 배양액 캡슐의 표면도 멸균을 할 수 있어서 멸균 후 배양시에 위양성(false positive)을 방지할 수 있다.

넷째, 인디케이터의 외부에 스티커 방식의 화화적 인디케이터 혹은 잉크로 인쇄함으로써 색변화에 의하여 멸균여부를 쉽게 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 멸균용 생물학적 인디케이터의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 생물학적 인디케이터의 내부 구조를 보여주는 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 생물학적 인디케이터의 사용상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 인디케이터의 캡부의 다른 실시예로서, 모서리에 경사면이 형성되고, 이 경사면에 팬이 배치된 구조를 보여주는 부분 확대 사시도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 멸균용 생물학적 인디케이터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)는(이하, 생물학적 인디케이터) 멸균 대상 공간에 대한 멸균작업이 완료되면, 생물학적 인디케이터(1)를 가압하여 내부에 있는 유리 앰플을 파손하여 배양액을 누출시키고, 소정 시간 배양한 후 색상의 변화를 확인함으로써 멸균 여부를 판단한다.

이러한 생물학적 인디케이터(SCBI;Self-Contained Biological Indicator;1)는,

케이스(Case;3)와; 케이스(3)의 내부에 배치되며 배양액이 저장되는 캡슐(Capsule;13)과;

캡슐(13)의 외부를 감싸도록 배치되며 배양액이 유출되는 유출홀(h)이 형성되는 보호관(11)과;

케이스(3)의 상부에 결합되는 캡부(Cap portion;5)와;

캡부(5)에 각각 배치되어 공기를 흡입하거나 배출하는 흡배기팬(7a,7b)과;

캡부(5)에 배치되어 눌려지는 경우 하강함으로써 캡슐(13)을 파손시켜서 배양약을 유출시키는 가압돌기(9)와;

캡부(5)의 내부에 구비되어 포자(Spore;S)를 픽업하거나 낙하시키는 포자 지지부(19)와;

케이스(3) 내부에 배치되어 흡배기팬(7a,7b)에 의하여 공급되는 공기를 순환시키는 순환로(15,16)와;

캡부(5)와 케이스(3)의 사이에 배치되어 균이나 포자의 유입을 방지하는 필터(Filter;14)와; 그리고

순환로(15,16)상에 형성되어 유출된 배양액과 낙하한 포자(Spore;S)의 배양을 촉진시키는 배양부(17)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 생물학적 인디케이터(1)를 보다 상세하게 설명하면, 캡슐(13)은 케이스(3)의 내부에 상하방향으로 배치되는 바, 내저부에 배양액이 저장된다. 이때 캡슐(13)은 다양한 형상을 갖는 바, 예를 들면, 원통형상, 3각, 4각 등의 다각형상을 갖는다.

또한, 캡슐(13)은 파손될 수 있는 재질로 형성되며, 예를 들면 유리, 합성수지 등으로 형성된다. 따라서, 후술하는 바와 같이 캡부(5)의 가압돌기(9)를 누르는 경우, 가압돌기(9)가 캡슐(13)의 상부를 가압함으로써 파손된다. 그리고, 캡슐(13)이 파손되면 배양액이 보호관(11)으로 유출된다.

보호관(11)은 통체형상으로서, 그 내부에 캡슐(13)이 배치됨으로써 캡슐(13)의 외부를 감싸도록 배치된다.

그리고, 보호관(11)의 일측 외주면에는 다수개의 미세홀(h2)이 형성된다. 이러한 미세홀(h2)은 케이스(3)의 일측 방향, 즉 흡기팬(7a)에서 배양부(17)로 흐르는 제 1유로(a1) 방향으로 형성된다. 즉, 배양부(17)에서 배기팬(7b)으로 흐르는 제 2유로(a2) 방향으로는 형성되지 않는다.

따라서, 흡기팬(7a)을 통하여 케이스(3)의 내측으로 유입된 공기는 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 흐르며, 동시에 일부 공기가 다수개의 미세홀(h2)을 통하여 보호관(11)의 내부로 유입된다.

그리고, 보호관(11)의 하부에는 유출홀(h)이 형성된다. 따라서, 캡슐(13)의 파손으로 인하여 배양액이 유출되는 경우, 유출된 배양액은 보호관(11)의 유출홀(h)을 통하여 하부로 낙하하여 배양부(17)에 저장된다.

이때, 배양부(17)는 순환로(15,16)상에 오목하게 형성된 공간으로서, 배양액과 포자(S)가 접촉하게 된다.

이러한 순환로(15,16)는 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기를 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 안내하여 순환시키는 흡기 안내면(15)과; 배양부(17)를 통과한 공기가 제 2유로(a2)를 따라 배기팬(7b) 방향으로 배출되도록 안내하는 배기 안내면(16)을 포함한다.

따라서, 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 외부 공기는 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)의 흡기 안내면(15)을 통하여 배양부(17)로 공급되거나, 다수개의 미세홀(h2)을 통하여 보호관(11)의 내부로 유입된 후, 배양부(17)로 공급되어 배양을 촉진한 후, 배기팬(7b)의 흡입력에 의하여 배기 안내면(16)을 거쳐서 제 2유로(a2)를 따라 외부로 배출된다.

한편, 흡배기팬(7a,7b)은 캡부(5)에 탈착 가능하게 배치되는 바, 흡기 안내면(15)의 상부에 배치되어 외부 공기를 흡입하여 케이스(3) 내부로 공급하는 흡기팬(7a)과; 배기 안내면(16)의 상부에 배치되어 내부 공기를 케이스(3) 외부로 배출하는 배기팬(7b)을 포함한다.

이때, 캡부(5)는 내측 중간에 격벽(W)이 형성됨으로써 좌우 양측으로 구획될 수 있다. 따라서, 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기가 케이스(3) 내부로 유입되지 않고 직접 배기팬(7b) 구역으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 캡부(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 육면체 형상일 수도 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 모서리에 경사면이 형성되고, 이 경사면에 흡배기팬(7a,7b)이 배치된 구조도 가능하다.

이러한 흡배기팬(7a,7b)은 모터의 구동에 의하여 팬이 회전하는 방식으로서 다양한 형태의 팬을 포함할 수 있는 바, 예를 들면 마이크로 팬(Micro fan) 등을 포함한다.

이때, 흡기팬(7a)과 배기팬(7b)은 팬의 구조가 서로 반대형상이므로 회전시 공기를 서로 반대방향으로 흐르게 한다. 즉, 흡기팬(7a)은 캡부(5)의 외부공기를 흡입하여 내측방향으로 흐르게 하여 제 1유로(a1)를 형성하고, 배기팬(7b)은 케이스(3) 내부 공기를 외부방향으로 흐르게 하여 제 2유로(a2)를 형성한다.

따라서, 이러한 흡기팬(7a)과 배기팬(7b)의 구동에 의하여 외부 공기가 케이스(3)의 내부로 흡입된 후 제 1유로(a1)를 따라 흘러서 배양부(17)를 거쳐서 다시 제 2유로(a2)를 따라 외부로 배출되는 순환구조를 형성한다.

그리고, 흡배기팬(7a,7b)의 사이에는 상기한 가압돌기(9)가 배치됨으로써 캡슐(13)을 가압하여 파손시킨다. 즉, 가압돌기(9)는 캡부(5)의 저면에 상하방향으로 배치되며, 사용자가 캡부(5)의 상면을 누를 때, 가압돌기(9)가 하부로 일정거리 하강함으로써 캡슐(13)의 상면을 가압하게 되며, 일정 힘 이상으로 가압하는 경우 캡슐(13)이 파손된다.

따라서, 캡슐(13)의 파손에 의하여 캡슐(13) 내부에 저장된 배양액이 외부로 유출될 수 있다.

한편, 포자(S)는 포자 지지부(19)에 의하여 지지되며, 캡부(5)를 가압할 때, 포자(S)가 낙하하여 배양부(17)로 공급될 수 있다.

이러한 포자 지지부(19)는 캡부(5)에 연결되는 상부 결합편(21)과; 상측은 상부 결합편(21)에 암수 결합되며 하측은 포자(S)가 연결되는 하부 결합편(23)과; 상부 결합편(21)의 저면을 지지하는 지지돌기(25)를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 상부 결합편(21)은 상측은 캡부(5)에 연결되고, 하측에는 제 1걸림턱(21a)이 형성되며, 저면(21b)은 경사짐으로써 지지돌기(25)에 접촉한다.

그리고, 하부 결합편(23)의 상측에는 제 2걸림턱(23a)이 형성되며, 하측에는 연결부재(27)에 의하여 포자(S)가 연결된다. 이때, 연결부재(27)는 다양한 종류를 포함하며, 예를 들면, 와이어(Wire), 실 등을 포함한다.

따라서, 이러한 구조를 갖는 포자 지지부(19)에서 포자(S)를 분리하여 낙하는 과정을 설명하면, 먼저 캡부(5)의 상측을 누르면, 상부 결합편(21)이 일정 거리 하강하게 되고, 이때, 상부 결합편(21)의 하측 저면(21b)이 지지돌기(25)에 접촉함으로써 화살표 방향(a1)을 따라 외측으로 진행하게 된다.

이와 같이 상부 결합측의 하측이 외측으로 진행하게 되면, 상부 결합편(21)의 제 1걸림턱(21a)도 외측으로 진행하게 되므로 하부 결합편(23)의 제 2걸림턱(23a)과의 결합상태가 해제된다.

따라서, 하부 결합편(23)은 낙하하게 되므로 이에 연결된 포자(S)도 같이 배양부(17)로 낙하하게 된다.

이와 같이, 배양부(17)로 낙하한 포자(S)는 배양액과 접촉함으로써 배양이 진행된다.

한편, 상기 생물학적 인디케이터(1)의 일측면에는 부착부재(M)가 구비됨으로써 인디케이터(1)를 벽 등에 안정적으로 고정할 수 있다.

이러한 부착부재(M)는 인디케이터(1)를 벽에 고정하기 위한 다양한 형태가 포함되며, 예를 들면 자석방식이나, 양면 접착 테이프 방식, 벨크로 방식 등을 포함한다.

그리고, 인디케이터(1)의 외부에 스티커 형태의 화학적 인디케이터(Chemical Indicator;CI)를 부착함으로써 균 오염을 제거한 멸균여부를 확인할 수 있다.

스티커 방식의 인디케이터 뿐만 아니라 화학적 인디케이터 잉크(CI Ink)를 표면 인쇄할 수도 있다.

이하, 본 발명이 제안하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1)의 사용방법을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 사용자가 캡부(5)의 상부를 가압함으로써 가압돌기(9)를 하강시킨다. 가압돌기(9)가 하강하여 캡슐(13)의 상부에 접촉하게 되고, 일정 기준을 초과한 힘이 작용하면 캡슐(13)이 파손된다. 캡슐(13)이 파손되면 내부에 저장된 배양액이 외부로 유출되며, 유출된 배양액은 보호관(11)의 유출홀(h)을 통하여 낙하하게 된다.

그리고, 낙하한 배양액은 하부의 배양부(17)에 공급되어 저장된다.

이와 같이 캡슐(13)이 눌려서 파손되어 배양액이 유출될 때, 상부 결합편(21)도 일정 거리 하강하게 된다.

이때, 상부 결합편(21)의 하측 저면(21b)이 지지돌기(25)에 접촉함으로써 화살표 방향(a1)을 따라 외측으로 진행하게 된다.

그리고, 상부 결합측의 하측이 외측으로 진행하게 되면, 상부 결합편(21)의 제 1걸림턱(21a)도 외측으로 진행하게 되므로 하부 결합편(23)의 제 2걸림턱(23a)과의 결합상태가 해제된다. 따라서, 하부 결합편(23)이 낙하하게 되고, 이에 연결된 포자(S)도 같이 배양부(17)로 낙하하게 된다.

따라서, 배양부(17)로 낙하한 포자(S)는 배양액과 접촉함으로써 배양이 진행된다.

이때, 스위치를 온(On) 상태로 함으로써 흡기팬(7a) 및 배기팬(7b)을 구동시킨다.

흡기팬(7a)이 구동됨에 따라 외부 공기가 흡입되어 필터(14)를 통과한 후 케이스(3) 내부로 흡입된다.

흡입된 외부 공기는 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)의 흡기 안내면(15)을 통하여 배양부(17)로 공급되거나, 다수개의 미세홀(h2)을 통하여 보호관(11)의 내부로 유입된 후, 배양부(17)로 공급된다.

그리고, 배양부(17)에서 포자(S)와 배양액 간의 배양을 촉진한 후, 배기팬(7b)의 흡입력에 의하여 배기 안내면(16)을 거쳐서 제 2유로(a2)를 따라 외부로 배출된다.

이러한 과정을 거쳐서 공간에 대한 멸균 여부를 확인할 수 있다.

멸균 여부를 확인하는 방식은 다양한 방식이 가능하나, 상기한 바와 같이 케이스(3)의 외부에 스티커 형태로 부착된 화학적 인디케이터를 통하여 확인하거나, 화학적 인디케이터 잉크의 색변화를 통하여 확인할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

<실시예 1> 지오바실러스 스테아로써모필러스 내생포자의 제조

높은 열저항성을 지닌 내생 포자를 형성할 수 있는 지오바실러스 스테아로써모필러스(Geobacillus sterarothermophilus) 표준균주(ATCC 12980)를 대상균으로 선정하여 Tryptic soy broth(TSB, Difco, Detroit, MI, USA)에 접종한 후 55℃에서 48시간 동안 1차 배양하였다.

상기 배양 후, 동일배지에 10uM에서 10 mM까지 과산화수소를 첨가하고, 7일 동안 2차 배양하였다. 상기 배양액을 증류수로 충분히 세척한 후, 15 ml 플라스틱 튜브(Becton Diskinson, Franklin Lakes, NJ, USA)에 옮긴 후 3,000×g에서 15분간 원심 분리하였다. 상등액을 따라내 제거한 후 15분 동안 100℃에서 배양하는 열충격(heat shock)으로 내생포자를 생성시켰다. 상대비 현미경으로 비굴절 내생포자를 관찰함으로써 내생포자가 생성된 것을 확인하였다.

<실시예 2> 내생포자의 분리

상기 실시예 1에서 얻은 내생포자를 반복된 원심분리(5,000×g, 10분)로 영양세포로부터 분리한 후, 이를 탈이온수로 4~5번 반복하여 세척하여 내생포자를 분리하였다. 상기 세척된 세포를 현미경으로 검사하여 95% 이상 포자를 함유하고 있음을 확인하였다.

<실시예 3> 밀도구배 원심분리에 의한 내생포자의 분리

상기 실시예 2에서 분리한 내생포자를 수크로스가 함유된 트리스 완충액(이하, ‘완충액’이라 칭함)에 재용해시키고 글리세롤 밀도구배 원심분리를 실시하였다. 글리세롤을 TS완충액으로 50(w/v)%에서 100%가 되도록 만들고 실시예 2의 내생포자 함유된 부유액을 글리세롤 gradient 위에 올려 놓고에 3,000×g에서 30분 동안 원심분리를 실시하였다. 원심분리후 아래쪽에 형성되어 있는 내생포자층(밀도 1.13 내지 1.15)을 분리한 다음, TS완충액으로 5회 세척하여 글리세롤을 제거하였다. 정제된 내생포자는 스펙트로포터미터의 흡광도를 이용하여 그 함량을 측정하고, 전자현미경으로 그 순도를 확인하였다.

그리고 나서, 상기 정제된 내생포자를 스테인레스스틸 디스크에 넣고 건조시킨 후, 무균적으로 포장하였다.

<실시예 4 및 실시예 5> 생물학적 인디케이터의 기능 확인

도 1에 따라 제조된 생물학적 인디케이터 내부에 상기 실시예 3에서 제조한 내생포자를 사용하여 그 기능을 확인하였다. 실내 공간을 300 ppm 이상(실시예 4) 및 50 ppm 이하(실시예 5) 농도의 증기화된 과산화수소로 15분 동안 멸균시켰다.

그리고 나서, 멸균 완료 후 상기 인디케이더를 무균상태의 정상적인 대기하에서 48시간 동안 배양하였다. 그 결과, 실시예 5에서는 균주의 콜로니가 형성되어 지오바실러스 스테아로써모필러스가 영양세포로 증식됨을 확인될 수 있는 반면, 실시예 4의 균주에서는 전혀 콜로니가 형성되지 않았다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (11)

1. 케이스(3)와;
   케이스(3)의 내부에 배치되며 배양액이 저장되는 캡슐(13)과;
   캡슐(13)의 외부를 감싸도록 배치되며 배양액이 유출되는 유출홀(h)이 형성되는 보호관(11)과;
   케이스(3)의 상부에 결합되는 캡부(Cap portion;5)와;
   캡부(5)에 각각 배치되어 공기를 흡입하거나 배출하는 흡배기팬(7a,7b)과;
   캡부(5)에 배치되어 눌려지는 경우 하강함으로써 캡슐(13)을 파손시켜서 배양약을 유출시키는 가압돌기(9)와;
   캡부(5)의 내부에 구비되어 포자(S)(Spore)를 픽업하거나 낙하시키는 포자 지지부(19)와;
   케이스(3) 내부에 배치되어 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기가 제 1유로(a1)을 따라 흐른 후, 배기팬(7a,7b)에 의하여 제 2유로(a2)를 따라 흘러서 외부로 배출되는 순환로(15,16)와;
   캡부(5)와 케이스(3)의 사이에 배치되어 균이나 포자의 유입을 방지하는 필터(14)와; 그리고
   순환로(15,16)상의 제 1 및 제 2유로(a1,a2) 사이에 형성되어 유출된 배양액과 낙하한 포자(Spore;S)의 배양을 촉진시키는 배양부(17)를 포함하며,
   캡부(5)를 가압하는 경우, 가압돌기(9)가 하강하여 캡슐(13)을 파손시킴으로써 캡슐(13) 내부의 배양액이 유출되어 보호관(11)의 유출홀(h)을 통하여 낙하하여 배양부(17)로 공급됨으로써 포자(S)와 배양이 진행되는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
2. 제 1항에 있어서,
   보호관(11)의 일측 외주면에는 다수개의 미세홀(h2)이 형성되며, 미세홀(h2)은 흡기팬(7a)에서 배양부(17)로 흐르는 제 1유로(a1) 방향으로 형성됨으로써 케이스(3)의 내측으로 유입된 공기가 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 흐르며, 동시에 일부 공기가 다수개의 미세홀(h2)을 통하여 보호관(11)의 내부로 유입되는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
3. 제 1항에 있어서,
   공기 순환로(15,16)는 흡기팬(7a)에 의하여 흡입된 공기를 제 1유로(a1)를 따라 배양부(17)로 안내하여 순환시키는 흡기 안내면(15)과; 배양부(17)를 통과한 공기가 배기팬(7b) 방향으로 배출되도록 제 2유로(a2)를 따라 안내하는 배기 안내면(16)을 포함하며, 흡기 안내면(15)과 배기 안내면(16)의 사이에 배양부(17)가 배치되는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
4. 제 3항에 있어서,
   흡배기팬(7a,7b)은 흡기 안내면(15)의 상부에 배치되어 외부 공기를 흡입하여 케이스(3) 내부로 공급하는 흡기팬(7a)과; 배기 안내면(16)의 상부에 배치되어 내부 공기를 케이스(3) 외부로 배출하는 배기팬(7b)을 포함하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
5. 제 1항에 있어서,
   포자 지지부(19)는 캡부(5)에 연결되는 상부 결합편(21)과; 상측은 상부 결합편(21)에 암수 결합되며 하측은 포자(S)가 연결되는 하부 결합편(23)과; 상부 결합편(21)의 저면을 지지하는 지지돌기(25)를 포함하며,
   캡부(5)를 가압할 때, 상부 결합편(21)이 하강함으로써 저면(21b)이 지지돌기(25)에 접촉함으로써 외측으로 진행하게 되고, 상부 결합편(21)의 제 1걸림턱(21a)과 하부 결합편(23)의 제 2걸림턱(23a)의 결합상태가 해제됨으로써 포자(S)가 낙하하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
6. 제 1항에 있어서, 상기 공기는 증기화 과산화수소, 이산화염소 증기 및 글리셀 알데히드 증기로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 증기를 함유함으로써 공간 멸균에 사용되는 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
7. 제 1항에 있어서, 상기 포자(Spore;S)는 내생포자인 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
8. 제 7항에 있어서, 상기 내생포자는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 바실러스 서브틸리스 글로비지(Bacillus subtilis globigii), 클로스트리디움 스포로게네스(Clostridium sporogenes), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 바실러스 서큐란스(Bacillus circulans), 바실러스 아트로파에우스 (Bacillus atrophaeus) 및 지오바실러스 스테아로서모필러스 (Geobacillus stearothermophilus)로 구성된 군중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
9. 제 8항에 있어서, 상기 내생포자는 바실러스 아트로파에우스, 지오바실러스 스테아로서모필러스 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
10. 제 7항에 있어서, 상기 내생포자는 높은 온도와 과산화수소를 첨가한 배지에서 내생포자를 생성하는 균주를 배양하고, 생성된 내생포자를 밀도 구배 원심분리(density gradient centrifugation)를 이용하여 영양세포(vegetative cell), 일반 포자 및 기타 불순물로부터 저항성 내생포자만 순수하게 분리된 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).
11. 제 10항에 있어서, 상기 밀도구배 원심분리는 설탕, 글리세롤, 리노그리핀 및 퍼콜로 구성된 군중에서 선택된 1종 이상을 매체로 사용하고, 상기 매체는 50% 내지 100%의 연속 밀도 구배를 이용하는 것을 특징으로 하는 공간 멸균용 생물학적 인디케이터(1).

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