KR970001495B1 - 증기 멸균법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

증기 멸균법

제1도는 본 발명에서 사용하는 멸균장치의 모식도이다.

제2도는 과산화수소의 포자박멸 활성에 대한 초기 멸균압력의 효과를 나타내는 실험 데이타의 그래프이다.

제3도는 과산화수소의 포자박멸 활성에 대한 실질적인 멸균압력의 효과를 나타내는 실험 데이타의 그래프이다.

본 발명은 물품의 증기 멸균방법에 관한 것이며, 특히 상당한 저압에서 의약기구와 같은 목적물상의 미생물을 살균하기 위한 과산화수소의 용도에 관한 것이다.

종전에는 각종 멸균방법을 사용하여 일회용과 재사용 의료물품 및 장치, 식료품과 식품용기와 같은 물품을 멸균하여 왔다. 과거에는 스팀 또는 건조가열에 의한 멸균을 광범위하게 사용하여 왔지만, 높은 온도 및/또는 습기로 인해 악영향을 받는 물질을 멸균하는데는 사용할 수가 없다. 또한 산화에틸렌 가스가 사용되어 왔지만멸균제풍상에 남아있을 수 있는 독성 잔류물에 대한 단점 때문에 기피되어 왔다. 몇개의 물품으로부터 잔류산화에틸렌을 감소시키기 위하여 공기 유통주기를 연장할 필요가 있는데, 이로 인하여 산화에틸렌 멸균과정이 지나치게 길어진다.

과산화수소는 살균성이 있다고 알려져 있으며 각종 표면상의 박테리아를 살균하는 용액중에 사용되어져 왔다. 미합중국 특허 제4,437,567호에는 저농도, 즉 0.01내지 0.1중량%로 과산화수소 수용액을 사용하여 의약또는 수술용 포장제품을 멸균하는 방법이 기술되어 있다. 실온에서, 이러한 멸균방법에 효과를 주려면 적어도15일이 필요하다. 이 이상의 고온에서는, 약 하루내에 멸균을 행할 수 있다.

미합중국 특히 제4,169,123호, 제4,169,124호 및 제4,230,663호는 멸균 및 소독을 위하여 80℃이하의 온도와 0.10 내지 75mg H2O2증기/e에서 과산화수소의 사용에 대하여 기슬하고 있다. 또한 이 득허에서는 과산화수소증기를 이용한 멸균과정중에서 -15 또는 -25inHg 와 같은 감압의 사용에 대하여 기술하고있다.

농도와 온도에 따라 멸균시간은 30분 내지 4시간으로 다양할 수 있다고 기슬되고있다.

미합중국 특허 제 4, 512, 951호는 과산화수소 액체막멸균방법에 대하여 기술하고있다. 이 방법에서는 과산화수소가 챔버내로 기허ㅏ되기전에 내지 4inHg 의 절대압으로 멸균 챔버를 탈기시킨다. 그후 과산화수소를 챔버내로 도입하고 품목의 온도를 중기혼합물의 노점이하로 유지하고 멸균한 품목의 표면상에 응축시킨다.

선행기술으 몇가지 중기멸균방법이 상업적 가망성을 가지나, 이들은 종종 효율성, 편리성, 안전성 및 기술적 또는 경제적 실용성을 포함한 한가지 이상의 요인과 관련된 상당한 문제점을 동반하고 있다. 예를 들면, 멸균제의 포자박멸 활성을 증가시키기 위한 공지된 뚜렷한 방법은 멸균 쳄버에서 멸균제의 농도를 증가시키는 것이다. 비록 이 방법이 멸균 시간을 단축시킬수 있지만, 고종도의 멸균제는 몇가지 물질에 유독한 영향을 끼치며, 또한 묠균공정이 종결된 후, 잔류물을 제거하기 위하여 방대하면서도 성가신 방법이 필요할 수 있다.

예를들면, 과산화수소는 산화제이며, 고넝도에서 특정 물질의 분해 또는 표백작용을 일으킨다. 상기한 특허들에 기술된 바와 같이, 몇몇 선행기술 공정에서, 멸균을 감압(약 50 내지 100torr)에서 행하여 중기 확산을 증가시켜 멸균제의 농도 및/또는 필요한 멸균시간을 감소시킬수 있다. 이러한 조건이라도 방법을 개선시키기 위해서는 여전히 고농도의 멸균제 또는 숭온이 필요하게 된다.

미합중국 특허 제4,512,951호에서는, 멸균할 품목의 표면상에 액막으로서 가열 증기를 응축시키고 멸균이 종결될때까지 맥막을 유지하여 과산화수소 중기의 포자막멸 활성을 개선시키려는 시도가 있었다. 또한 이특허문헌에서는 일반적으로 15내지 55℃의 온도범위가 수시간내에 대부분의 물품을 멸균하는데 효과적이다 라고 기술하고 있다. 응축물에서 과산화수소를 흡수하는 경향이 있어 통기와 같은 부수적인 제거수단이 필요하게 되므로 멸균할 품목을 연속적으로 사용하는 시간간격을 지연시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 주변온도 또는 비교적 저온 에서 과산화수소와 같은 멸균제의낮은 농도에서 중기상으로 멸균을 행하고, 짧은 주기내에 달성하여 멸균된 물품상에 잔존하는 멸균제를 최소화하는 방법을 제공함으로써 선행기술의 중기와 중기 응축물 멸균방법의 한계점을 극복하는데 있다.

본 발명은 상당한 저압 증기 멸균 시스템에서 과산화 수소의 사용을 포함한다. 본 발명의 방법은, 멸균할 물품을 챔버내에 넣고, 챔버를 약 20torr이하, 바람직하게는 1torr이하의 압력으로 탈기시킨호, 수성의 과산화수소를 도입하여 적어도 일부분을 중기화시켜 침버내에 과산화대기를 형성하고, 챔버내의 압력을 원하는 멸균을 달성할 수 잇는 충분한 시간 동안 과산화수소의 중기압이하로 유지시키는 과정이다.

출원인들은 본 발명의 매우 낮은 압력에서, 과산화수소의 포자박멸 활성이 의외이면서 극적으로 중진되고, 실온과 저농도의 과산화수소 상태에서 조차도 멸균과정을 몇시간이 아닌 수분내에 달성될수 있음을 밝혀내었다. 과산화수소의 주입후, 멸균 챔버애의 압력을 과산화수소용액의 중기압이하로 유지할때 일번적으로 가장 극적인 멸균을 개선이 달성됨을 밝혀내었다.

본 발명은 과산화 수소의 저농도에서 열을 적용하거나 발생시키지 않고 멸균을 신속하게 달성할 수 있는 멸균방법을 제공함으로써 종전의 중기방법의 한계점을 극복하였다. 따라서 멸균을 위하여 비교적 간단한 장치를 이용할 수 있으므로, 이방법에 의하여 광법위한 물질을 안전하게 멸균할 수 있다.

본 발명의 방법은 성행기술의 과산화수소 멸균방법과 여러가지 중요관점에서 차이가 있다. 첫째 멸균 침버는 선행 기술의 중기 멸균방법에서 일반적을 사용된 압력보다 상당히 낮은, 매우 낮은 압력을 초기에 탈기시킨다. 후술하에될 바와 같은 이러한 매우 낮은 초기 압력은 포자박멸 활성의 상당한 중진으로 나타난다. 둘째, 멸균방법을 가속화라기 위하여 액박내의 과산화 수소 멸균제의 농도 또는 온도를 증가시킴에 의종하는 선행기술 방법과 달리, 본발명의 방법은 실온에서 및 전체적으로 중기상에서 수행된다. 본발명의 개선된 장점은, 관련되는 과산화수소의 낮은 농도와 중기상의 멸균제 보존으로, 멸균할 품목상의 과산화수소의 잔류량을 최소화시킨다는 점이다.

더우기, 본 발명의 방법으로 공정중의 어느 곳에서도 열을 적용시킬 필요없이, 몇시간이 아닌 몇분내에 멸균을 달성할 수 있다. 열을 적용하여 멸균을 가속시킬 수 있음을 인식할 수도 있지만 본 방법의 중요한 잇점은 비교적 저온, 일반적으로는 약 40℃이하에서 멸균을 수행할 수 있다는 것이다.

본 발명의 방법에 따라, 멸균할 물품을 챔버내에 넣어 챔버를 폐쇄한 후 탈기시켜 챔버내 압력을 약 20torr 미만, 가장 바람직하게는 1.0torr로 감소시킨다. 과산화수소 수용액을 탈기시킨 챔버내에 주입하여 중기화시키며, 이로써 멸균할 물품은 챔버의 압력을 약30torr, 가장 바람직하게는 15torr이하로 유지하는 동안에 과산하 수소 중기와 접촉된다. 과산화수소 중기는 완전한 멸균이 일어나기에 충분한 시간동안 멸균할 물품과 접촉시키며 유지한다.

본 발명의 방법으로 멸균할 물품은 예를 들면 산화에틸렌과 같은 기체성 매질로 멸균하여 포장하는데 통상적으로 사용되는 다양한 물질로 포장할 수 잇다. 바람직한 물질은 상표면 TYVEK하에 시판되는 통상적으로 구입가능한 기체침투성 방사결합 포리에틸렌 또는 상표명 MYLAR히에 시판되는 통상적으로 구입가능한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막과 TYVEK의 복합물이다. 또한 다른 유사한 포장 물질도 사용할 수 잇다. 제1도는 본 발명의 실제에서 사용하게에 적당한 멸균장치의 모식도이다. 장치는 멸균할 물품을 도입할수있는 힌지도어(10)를 갖는 멸균 챔버(20)를 포함한다. 또한 챔버는 과산화수소와 무균 기체의 공급원과 연결된 기체입력단(11), 및 챔버를 진공상태로 만들수 잇는 진고 펌프(13)와 연결된 출력단(12)을 포함한다. 본 발명에서 사용하깅 적앙한 진공펌프는 Leybold-Heraeus Model D8A 회전식 날개 펌프이다. 기체 입력단(11)의유입구(14)를 통하여 과산화 수소 수용액을 챔버(20)로 도입한다. 또한 멸균계는 챔버내의 온도를 연속적으로 모니터링 할 수 있는 열-감지기/기록계(15)를 갖는다. 열전쌍과 같은 온도를 감지하는 적당한 장치를 사용할 수도 있다. 쌍 소자변환기(16), 밸브(17), 밸브 조절기(18) 및 전원판독기 (19)로 구성된 압력조절계는 라인 (12)에 배치되어 있다. 변환기는 챔버내의 압력은 한소자로는 10내지 1000torr 범위내의 압력을, 다른 한 소자로는 10^-3내지 10torr 범위내의 압력을 감지하다. 압력조절계를 위한 적당한 부품은 MKS Model 222 CA-01000AB와 222 CA-00010AB변환기, MKS Model 253A-14-1-SP트로틀 밸브, MKS Model 252-MSO-4밸브조절기 및 MKS PDR-C-2C 전원판독기이다.

전술한 바와 간이, 본 발명의 발명에서는 멸균용 증기를 발생시키도록 하기 위해 과산화수소 용액을 고진공챔버에 도입한다. 과산화수소는 바람직하게는 약 10 내지 70중량%, 가장 바람직하게는 30% 내지 50%의 과산화수소를 함유하는 수용액 형태이다. 용액중의 과산화수소의 농도를 증가시켜 방법으 결과를 중진시키는 반면에, 더 높은 농도의 용액을 사용할 경우 상당한 취급상의 문제점이 발생할 수 있다.

따라서 30내지 50%용액이 효율적이며 본 발명의 방법에서 사용하기에 가장 적합하다, 챔버내의 과산화수소중기의 농도는 일반적을 챔버 용적 1ℓ당 0.1 내지 10㎎의 과산화수소 범위일 것이다. 일반적으로 더 높은 농도의 과산화수소는 멸균시간을 더짧게 한다.

본 발명의 일반적 조작은 다음과 같다 : (1)멸균할 목적물 또는 물품을 진공 챔버에 넣는다. (2)챔버를 약 20torr, 가장 바람직하게는 약 0.1torr의 압력을 탈기시킨다. 상업적으로 입수가능한 진공장치와 관련된 실질적 이유 때문에 , 압력의 타당성 있는 최저한도는 약 0.05 내지 0.1torr이다.

(3)과산화수소의 수용액을 챔버내에 주입하여 중기화 시켜서 챔버내의 압력을 약 30torr 이하고, 바람직하게는 20 torr이하로 유지하면서 과산화 수소 대기를 형성시킨다, 챔버내에 주입된 과산화수소의 양은 챔버 용적1ℓ당 약 0.1 내지 10㎎의 과산화수소를 제공할 수 있도록 충분하여야 한다. 바람직한 농도는 약 1내지 약5㎎ H₂O₂/ℓ이다.

(4)멸균할 목적물은 완전한 멸균이 이루어지도록 충분한 시간동안 과산화수소 증기ㅗ아 접촉하도록 유지시킨다. 대부분의 경우에, 멸균은 20분이내에 완결된다.

전 과정은 통상적으로 40℃미만의 온도에서 수행되며, 대부분의 경우에 과정은 실온에서 행하여진다. 상술한바와 같이, 높은 온도가 멸균시간을 단축시키겠지만, 본 발명의 방법은 선행기술 방법과 비교하여 짧은 주기시간으로 효율적인 멸균이 수득되도록 한다.

멸균주기가 종료되면, 여과되어 박테리아가 없는 공기와 같은 무균기체를 입력단(11)을 통해 챔버내에 공급하여 압력을 대기압수준으로 상승시키고 멸균된 물품을 제거할 수 있도록 한다. 멸균한 물품과 접촉하는 과산화수소를 증기상으로 유지시킬 수 있는 온도 및 압력에서 멸균방법이 수행되기 때문에, 멸균된 물품 또는 이의 포장으로부터 잔류성 과산화수소를 재거하기 위하여 멸균 주기의 종료시에 길고 복잡한 단계가 필요하지 않다.

하기의 실시예에서는 , 멸균주기의 유효성분을 시험시료상에 놓여진 최초의 유기체 수(So)대 시험동안에 생존한 유기체 수(S)의 비로 나타내었다. 모든 시험은 페이퍼 디스크상에 있는 Tyyek^*포장한 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis; var. globigii) 포자에 대해 수행한다. 시험시료를 12ℓ 챔버내에 넣고, 챔버를 원하는 초기 압력으로 탈기시킨 다음 과산화수소의 수용액을 챔버내에 주입하여 증기화되도록 한다. 예정시간동안 특정 압력과 온도에서 증기와 시험시료간의 접촉을 유지한 후, 여과한 무균공기를 유입시켜 챔버내의 진공을 이완시키고 시험시료를 꺼내어 생존한 유기체 수를 측정한다.

실시예 1

본 발명의 과산화수소 멸균계에서 다양한 초기 압력에 따른 포자박멸 활성의 효과를 측정하기 위하여 일련의 시험을 행한다. 모든 시험은 표1에 표시한 바와 같이 초기 압력만 변화시키면서 동일한 반응조건에서 행한다.

특히, 포자박멸 활성에 대한 초기 압력의 효과는 앞서 0.025, 0.1, 1.0 및 5.0torr의 초기 압력으로 탈기시킨 멸균챔버내에 30% 과산화수소 수용액을 주입시켜 측정한다. 완전 증기화를 가정하여 챔버내에 1.0㎎ H₂O₂/ℓ의 농도를 제공할 수 있도록 충분한 과산화수소를 주입 한다. 과산화수소가 증기화함에 따라, 멸균계내의 압력은 조금씩 증가하며, 멸균 압력이 10torr가 되는데 필요한 여과 공기의 부가적인 양을 주입한다. 총 멸균시간은 20분이며 모든 실험은 실용에서 행하였다. 표 1에 나타낸 이러한 실험들의 결과는 계내의 초기 압력이 감소함에 따라 과산화수소의 포자벽멸 활성이 증가하며, 가장 극적인 증진이 일어나는 것은 압력을 1.0torr 이하로 감소시킬 때임을 보여준다.

표 1의 결과를 제2도에 그래프화 하였다.

실시예 2

0.1torr의 일정한 초기 압력에서 포자박멸 활성에 대한 멸균 압력의 효과를 보여주기 위하여 일련의 실험을 행하였다. 각각의 경우에, 챔버내에 증기농도가 1.0㎎ HO/ℓ이 되도록 충분한 30%과산화수소 용액을 도입한다. HO/ℓ이 되도록 충분한30% 과산화수소 용액을 도입한다. HO용액을 2분동안 증기화시켜 확산시킨 후, 여과도니 무균 공기를 불어 넣어 멸균에 필요한 정도까지멸균계내의 압력을 증가시킨다. 모든 시험에서, 시험시료의 과산화수소 증기에 대한 총노출시간은 2분동안의 증기-확산시간을 포함하여 20분이며, 실험은 실온에서 행한다. 이 시험에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.이 표에서 보여준 바와 같이, 멸균 압력이 20torr 이하일때 상당히 증진된 포자벽멸 활성도를 얻을 수 있었다.

이러한 압력은 실온에서 과산화수소의 증기압(약 18torr)미만이며, 이러한 압력에서 증진된 포자박멸 활성도는 적어도 부분적으로는 과산화수소의 완전한 증기화에 기인한 것이다.

표 2의 결과를 제3도에 그래프화 하였다.

실시예 3

멸균온도를 40℃로 상승시킨 것만 제외하고 실시예 2의 과정을 반복한다. 40℃에서의 모든 실험에서, 관찰된포자박멸 활성(S/So)은 0(전부 멸균)이며, 이것은 본 발명의 저압멸균조건하에서 포자박멸 활성에 대한 온도의 비교적 낮은 증가가 긍정적 효과를 나타냄을 입증하고 있다.

실시예 4

멸균방법에서 과산화수소 증기의 농도 증가 효과를 보여주기 위하여 일련의 실험을 수행하였다. 4가지 멸균 압력의 각각에 30% 과산화수소 용액의 양만을 변화시켜 실시예 2의 과정을 반복한다. 과산화수소 증기의 농도가 챔버 요적 1ℓ당 1.0 내지 2.5㎎을 경우의 관찰된 결과를 표 4에 나타내었다.

상기 결과는 기대하였던 바와 같이, 과산화수소 증기의 농도가 증가함에 따라 포자박멸 활성이 증가함을 보여주었다.

실시예 5

멸균방법에서 노출시간 또는 접촉시간의 효과를 입증하기 위하여 일련의 실험을 수행하였다. 이 일련의 실험에서, 3가지 최종 멸균방법 각각에 멸균시간만을 변화시켜 실시예2의 과정을 반복한다. 멸균 접촉시간이 20분 및 60분일 경우 관찰결과를 표 5에 나타내었다.

상기 결과는 기대하였던 바와 같이 노출시간 또는 접촉시간을 증가시킴에 따라 포자박멸 효과가 증가함을 보여준다.

본 발명의 매우 낮은 압력 조건에서 포자박멸 활성의 극적이면서 이외의 증진에 대한 이유는 완전하게 이해할 수는 없지만, 매우 낮은 초기 진공압력과 멸균 유지되는 저압이, 전부는 아니지만 과산화수소 박멸제 요액이 대부분을 증가화시키는 것에 기인한 것같다. 또한, 포자 또는 다른 미생물의 표면에 흡착 및 탈착 현상이 저압에서 더욱 중요한 인자가 될 수 있으며, 본 방법은 과산화수소 증기에 유용한 포자상의 부위를 더 많이 부여할 수 있다.

본 발명이 본 발명의 특정 실시예를 예로들어상세히 기술되었지만, 당 분야의 숙련가에게는 본 발명의 정신과 영역을 벗어나ㅓ지 않고 다양한 변경과 변형이 가능함이 자명할 것이다.

Claims (16)

1. (a)멸균할 물품을 멸균 챔버에 넣고, (b)챔버를 약1.0torr이하의 압력으로 배기시키며,(c)챔버내에서과산화수소 대기를 발생시켜 과산화수소 증기를 물품과 접촉시키고, (d)챔버를 멸균되기에 충분한 시간동안 과산화수소의 증기압 이하으 압력으로 유지시키는 단계를 특징으로 하는 증기 멸균방법.
2. 제1항에 잇어서, 물품과 접촉하는 과산화수소 증기의 농도가 약 0.1 내지 약 10㎎/ℓ의 범위인 방법.
3. 제1항에 있어서, 챔버를 약-.05 내지 0.1torr의 압력으로 배기시키는 방법.
4. 제1항에 있어서, 과산화수소를 수용액 형태로 챔버내에 도입하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 용액중의 과산화수소의 농도가 약 10% 내지 70%인 방법.
6. 제4항에 있어서, 용액중의 과산화수소의 농도가 약30% 내지 약 50%인 방법.
7. 제1항에 있어서, 멸균시간이 1시간 미만인 방법.
8. 제1항에 있어서, 멸균 과정동안 챔버를 약 40℃미만의 온도로 유지하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 멸균 과정동안 챔버를 실온으로 유지하는 방법.
10. (a)멸균할 물품을 멸균 챔버에 넣고, (b)챔버를 약 1.0torr미만의 초기 압력으로 배기시키며,(c)과산화수소의 용액을 챔버에 도입하고, 과산화수소 용액을 증기화시켜 멸균할 물품과 접촉시키며, (d)챔버를 멸균되기에 충분한 시간동안 약40℃ 이하의 온도와 과산화수소으 증기압 이하의 압력으로 유지시키는 단계를 특징으로 하는 증기 멸균방법.
11. 제10항에 잇어서, 과산화수소를 과산화수소 수용액 형태로 챔버에 도입하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 용액중의 과산화수소의 노도가 약30% 내지 약 50%인 방법.
13. 제10항에 있어서, 챔버를 약 0.05 내지 1.0torr의 초기 압력을 배기시키는 방법.
14. 제12항에 있어서, 물품과 접촉하는 과산화수소의 농도가 챔버 용적 1ℓ당 약0.1 내지 약 10㎎의 범위인 방법.
15. 제10항에 있어서, 과산화수소 증기가 물품과 접촉하는 동안 챔버를 실온으로 유지하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 과산화수소 증기가 물품과 접촉하는 동안 챔버를 20torr미만의 압력으로 유지 하는 방법.

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