RU2076737C1 - Method of sterilization of medicinal and food equipment - Google Patents
Method of sterilization of medicinal and food equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076737C1 RU2076737C1 RU94006939A RU94006939A RU2076737C1 RU 2076737 C1 RU2076737 C1 RU 2076737C1 RU 94006939 A RU94006939 A RU 94006939A RU 94006939 A RU94006939 A RU 94006939A RU 2076737 C1 RU2076737 C1 RU 2076737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sterilization
- kgy
- radiation
- dose
- microorganisms
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической, медицинской и пищевой промышленности, может найти применение при стерилизации объектов, инфицированных микроорганизмами, медицинского и другого продуктов, обезвреживания сточных вод и т.д. The invention relates to the microbiological, medical and food industries, can find application in the sterilization of objects infected with microorganisms, medical and other products, the disposal of wastewater, etc.
Ближайшим техническим решением является способ стерилизации объектов короткими импульсами тормозного рентгеновского излучения с дозой облучения до 20-25 кГр. The closest technical solution is a method of sterilizing objects with short pulses of inhibitory x-ray radiation with an irradiation dose of up to 20-25 kGy.
Недостатком известного способа является высокая средняя стерилизационная доза облучения, приводящая, как правило, к порче материала потере вида, прочности, возникает повышенная токсичность изделий, например, медицинского назначения и пр. The disadvantage of this method is the high average sterilization dose, resulting, as a rule, in damage to the material, loss of appearance, strength, there is an increased toxicity of products, for example, for medical purposes, etc.
Цель изобретения нахождение способа стерилизации объектов тормозным рентгеновским излучением при величинах поглощенных доз ниже порога радиационного повреждения конструкционных материалов. The purpose of the invention is finding a method of sterilization of objects by inhibitory x-ray radiation at absorbed doses below the threshold of radiation damage to structural materials.
Техническим результатом способа стерилизации является уменьшение стерилизационных доз облучения, что приводит к экономии потребляемой стерилизатором электроэнергии и кроме того позволяет стерилизовать объекты из материалов с низким порогом радиационных повреждений. The technical result of the sterilization method is to reduce sterilization doses of radiation, which leads to savings in energy consumed by the sterilizer and, in addition, allows sterilizing objects from materials with a low threshold for radiation damage.
Технический результат достигается тем, что в способе стерилизации объектов путем облучения тормозным рентгеновским излучением, объекты облучают короткоимпульсным тормозным рентгеновским излучением мощностью экспозиционной дозы в импульсе не менее 100 Мр/сек с длительностью импульсов не более 10-7 и интервалами меду ними 0,25-4 сек при средней мощности дозы не менее 0,4-0,5 кГр/час.The technical result is achieved by the fact that in the method of sterilizing objects by irradiation with bremsstrahlung x-rays, objects are irradiated with short-pulsed bremsstrahlung x-rays with an exposure dose rate of at least 100 Mp / s with a pulse duration of not more than 10 -7 and 0.25-4 intervals between them sec with an average dose rate of at least 0.4-0.5 kGy / hour.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Стерилизуемые изделия помещают вместе с их упаковочной конструкцией в зону действия рентгеновского тормозного короткоимпульсного излучения (КИИ) и проводят облучение с заданными режимами. При энергиях 0,15-5 МэВ на поверхности стерилизуемых объектов и в их толще, а также внутри упаковочного объема возникают пучкоплазменные явления, приводящие к стерилизации всего комплекса. Мощность дозы и характер спектра КИИ регулируют электрическими режимами генератора КИИ, расстоянием от излучателя и ослабляющими экранами, что позволяет получить излучение с параметрами энергии 0,15-5 МэВ, пиковой мощностью экспозиционной дозы не менее 100 Мр/с (в воздухе), длительностью импульса 10-7 с и интервалом между ними 0,5-4 с, причем средняя доза облучения составляет, для подавляющего числа видов микроорганизмов и их спор, 1-10 кГр. При выходе за пределы указанных параметров эффект не достигается. В частности, при энергии 0,15 МэВ тормозное рентгеновское излучение плохо проникает через толщу материала объекта, снижается вероятность возникновения индуцируемых в материале электронов и при этом заданная эффективность стерилизации не достигается. При энергии свыше 5 МэВ сечение взаимодействия излучения с клетками микроорганизмов падает и, кроме того, в стерилизуемых объектах возникают остаточные радиоактивные явления. При мощности экспозиционной дозы до 0,8-1,0 Мр/с повышается требуемая для стерилизации доза облучения до типовых известных величин 20-25 кГр. При увеличении интервала между импульсами более 4 с увеличивается общее время стерилизации объектов, причем не пропорционально ему, что, видимо, связано с механизмами репарационных процессов в микроорганизмах, а при уменьшении интервала до 0,5 с усложняется интерпретация процесса стерилизации из-за тепловых явлений, развивающихся в стерилизуемых объектах. При интервалах, равных 0,5 с, длительности импульса 10-7 с, мощности экспозиционной дозы 100 Мр/с повышается процент летального исхода довольно стойких микробиологических культур и их спор.Sterilized products are placed together with their packaging design in the zone of action of the X-ray brake short-pulse radiation (KII) and irradiation is carried out with the specified modes. At energies of 0.15-5 MeV, beam-plasma phenomena occur on the surface of the sterilized objects and in their thickness, as well as inside the packaging volume, leading to sterilization of the entire complex. The dose rate and the nature of the KII spectrum are regulated by the electric conditions of the KII generator, the distance from the emitter and attenuating screens, which makes it possible to obtain radiation with energy parameters of 0.15-5 MeV, a peak exposure dose rate of at least 100 MP / s (in air), and pulse duration 10 -7 s and an interval between them of 0.5-4 s, and the average dose is, for the vast majority of species of microorganisms and their spores, 1-10 kGy. If you go beyond the specified parameters, the effect is not achieved. In particular, at an energy of 0.15 MeV, bremsstrahlung radiation penetrates poorly through the thickness of the object material, the probability of the appearance of electrons induced in the material decreases, and the specified sterilization efficiency is not achieved. At energies above 5 MeV, the cross section for the interaction of radiation with the cells of microorganisms decreases and, in addition, residual radioactive phenomena occur in the sterilized objects. When the exposure dose rate is up to 0.8-1.0 Mr / s, the radiation dose required for sterilization rises to typical known values of 20-25 kGy. With an increase in the interval between pulses of more than 4 s, the total sterilization time of objects increases, and not in proportion to it, which is apparently due to the mechanisms of repair processes in microorganisms, and when the interval is reduced to 0.5 s, the interpretation of the sterilization process becomes more complicated due to thermal phenomena, developing in sterilized objects. At intervals of 0.5 s, a pulse duration of 10 -7 s, and an exposure dose rate of 100 Mp / s, the percentage of fatal outcomes of fairly persistent microbiological cultures and their spores increases.
При монотонном изменении поглощенной дозы КИИ в пределах 1,0-10 кГр наступает состояние микроорганизмов, соответствующего излому на кривых выживаемости, по которым можно судить о степени воздействия облучения на микроорганизмы. При дозах 6-10 кГр механизмы воздействия КИИ на биоклетки приводят к мутационным явлениям, которые также могут приводить к стерилизации. With a monotonic change in the absorbed dose of KII in the range of 1.0-10 kGy, the state of microorganisms occurs, corresponding to a kink in the survival curves, which can be used to judge the degree of exposure to microorganisms. At doses of 6–10 kGy, the mechanisms of the effect of KII on bio-cells lead to mutational phenomena, which can also lead to sterilization.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Готовят водную суспензию микроорганизмов Mic.radiodurans. Наносят 0,3 мл суспензии на поверхность, как минимум, шести предметных стекол, которые помещают в полиэтиленовые пакеты из пленки толщиной 50-100 мкм. Пакеты закрывают герметично горячим роликом. Example 1. Prepare an aqueous suspension of microorganisms Mic.radiodurans. Apply 0.3 ml of the suspension to the surface of at least six glass slides, which are placed in plastic bags from a film with a thickness of 50-100 microns. The bags are sealed with a hot roller.
Облучают первую партию из трех пакетов с суспензией в режиме КИИ 2МэВ, 100 Мр/с, длительность импульса 10-7 с интервалом 4 с. Число импульсов устанавливают таким, чтобы поглощенная доза составляла для первого пакета 30% для второго 60% для третьего 100% дозы, равной в этом случае 5 кГр.Irradiate the first batch of three packets with a suspension in the KII 2 MeV mode, 100 Mp / s, pulse duration 10 -7 with an interval of 4 s. The number of pulses is set so that the absorbed dose for the first packet is 30% for the second 60% for the third 100% dose, equal in this case to 5 kGy.
Вторую партию из трех контрольных пакетов с суспензией облучают в режиме непрерывного облучения с поглощенными дозами, аналогичными первой партии. The second batch of three control packets with a suspension is irradiated in continuous exposure mode with absorbed doses similar to the first batch.
После облучения стерилизуемые стекла размещают в чашки Петри на агаровую среду следующего состава в агар-агар 20, мясопептонный бульон 80. Чашки Петри при выращивании помещают в термостат при температуре 37+1oC на 7 суток. Выросшие моноколонии исследуют и строят графики, кривые выживаемости микроорганизмов, как минимум по трем точкам. При дозе 5 кГр выживаемость В=0. В режиме постоянного облучения при той же дозе выживаемость составляет 85%
Пример 2. Готовят водную суспензию культуры Вac.Subtilis 20. Инфицируют суспензией споровых форм микроорганизмов, по крайней мере, 6 предметных стекол с плотностью 106 мк/см2 и помещают в шесть чашек Петри, герметично закрывают. Первую партию из трех чашек Петри с образцами облучают в режиме КИИ 2 МэВ, 100 Мр/с, длительностью 10-7 с с интервалом импульсов 4 с. Вторую партию из трех чашек Петри с образцами подвергают непрерывному облучению излучением 60Co, так, чтобы поглощенная доза составляла для первой 30% для второй 60% для третьей 100% поглощенной дозы, равной 15 кГр.After irradiation, sterilized glasses are placed in Petri dishes on agar medium of the following composition in agar-agar 20, meat and peptone broth 80. When growing, Petri dishes are placed in a thermostat at a temperature of 37 + 1 o C for 7 days. The grown monocolonies examine and build graphs, survival curves of microorganisms, at least at three points. At a dose of 5 kGy, survival is B = 0. In the regime of constant exposure at the same dose, the survival rate is 85%
Example 2. Prepare an aqueous suspension of a culture of Vac.Subtilis 20. Infected with a suspension of spore forms of microorganisms, at least 6 slides with a density of 10 6 µ / cm 2 and placed in six Petri dishes, tightly closed. The first batch of three Petri dishes with samples is irradiated in a CII mode of 2 MeV, 100 Mp / s, lasting 10 -7 s with a pulse interval of 4 s. The second batch of three Petri dishes with the samples is subjected to continuous irradiation with 60 Co radiation, so that the absorbed dose for the first 30% for the second 60% for the third 100% absorbed dose equal to 15 kGy.
После облучения тест изделия засевают в жидкие питательные среды бульон Хоттингера, тиогликолевую среду и посевы термостатируют при температуре 37 oC. Предварительный учет результатов производят через 48 часов, окончательный через 14 суток.After irradiation, the test product is seeded in the liquid nutrient medium Hottinger broth, thioglycol medium and crops are thermostated at a temperature of 37 o C. Preliminary results are produced after 48 hours, final after 14 days.
Пример 3. Готовят водную суспензию культуры Bac.Cerens 96 (споры). Проводят технологические приемы обработки, как указано в примере 2, но при дозе 15 кГр. При непрерывном облучении В=0 при 15 кГр, при 10 кГр выживаемость составляет около 1%
Таким образом, экспериментально показано, что для вышеуказанных биокультур в способе стерилизации объектов с помощью тормозного облучения требуемая стерилизационная доза облучения в 2-10 раз (в зависимости от вида микроорганизмов) меньше дозы, требуемой пpи непрерывном облучении.Example 3. Prepare an aqueous suspension of a culture of Bac. Cerens 96 (spores). Conduct processing techniques, as described in example 2, but at a dose of 15 kGy. With continuous irradiation, B = 0 at 15 kGy, at 10 kGy, survival is about 1%
Thus, it has been experimentally shown that for the above biocultures in the method of sterilizing objects using brake radiation, the required sterilization dose of radiation is 2-10 times (depending on the type of microorganism) less than the dose required for continuous irradiation.
Снижение стерилизационных поглощенных доз облучения, а также короткоимпульсный характер облучения по предлагаемому способу стерилизации объектов позволяет обеспечивать щадящие режимы обработки для материалов стерилизуемых объектов, и кроме того снижает энергетическую нагрузку на эти объекты и экономит энергетические ресурсы. Reducing the sterilized absorbed radiation doses, as well as the short-pulse nature of the radiation according to the proposed method of sterilizing objects, allows for gentle processing modes for the materials of sterilized objects, and in addition reduces the energy load on these objects and saves energy resources.
Пример 4. Инфицированные микроорганизмами: Mc. radiodurans Bac. Subtilis-20 с плотностью 106 мк/см2 металлические иглы для инъекционных, 20 мл, шприцев помещают в стандартные полиэтиленовые упаковки (объемная плотность упаковок 0,2 гр/см3) запаивают и укладывают в транспортную картонную тару по 50 шт. в каждой, всего 20 коробок (готовый к отправке вид), размещают в зону тормозного рентгеновского облучения.Example 4. Infected with microorganisms: Mc. radiodurans bac. Subtilis-20 with a density of 10 6 µ / cm 2 metal needles for injection, 20 ml, syringes are placed in standard polyethylene packages (bulk density of packages 0.2 g / cm 3 ) are sealed and placed in a carton of 50 pcs. in each, a total of 20 boxes (ready to be dispatched), are placed in the brake X-ray exposure zone.
Инфицированные микроорганизмами: Bac.cereus 96 Staph. aureus-906 с 40% белковой нагрузкой пластмассовые одноразовые, 20 мл, шприцы с плотностью приблизительно 106 мк/см2 помещают в стандартные полиэтиленовые упаковки, запаивают и укладывают в транспортную картонную тару по 10 шт. в каждой, всего 40 коробок, также помещают в зону тормозного рентгеновского облучения.Microorganism-infected: Bac.cereus 96 Staph. aureus-906 with a 40% protein load, disposable plastic, 20 ml, syringes with a density of approximately 10 6 µ / cm 2 are placed in standard plastic packaging, sealed and placed in a transport carton of 10 pcs. each, a total of 40 boxes, is also placed in the area of X-ray radiation exposure.
Помещенные в реакционную зону изделия облучают короткоимпульсным тормозным рентгеновским излучением мощностью экспозиционной дозы в импульсе 100 Мр/сек с длительностью импульсов 10-7 сек и интервалами между импульсами 0,125 с в течение 2,5 часов до получения поглощенных доз 10 КГр, контролируемых рентгеновскими дозиметрами в объеме реакционной зоны рентгеновского генератора (средняя мощность дозы 4 КГр/час).Products placed in the reaction zone are irradiated with short-pulse inhibitory X-ray radiation with an exposure dose rate of 100 Mp / s with a pulse duration of 10 -7 s and pulse intervals of 0.125 s for 2.5 hours until absorbed doses of 10 KGy are monitored by X-ray dosimeters in volume the reaction zone of the x-ray generator (average dose rate of 4 KGy / hour).
После облучения металлические иглы и пластмассовые шприцы извлекают из упаковок и в асептических условиях с одной половины тест изделий (500 игл) и (200 шприцев) делают смывы: (погружают их в контрольные пробирки с физиологическим раствором и бусами и отмывают их в течение 10 минут). Отмывную жидкость в количестве 0,1 и 0,5 мл засевают на поверхность плотной питательной среды казеиновый или мясопептонный агар. Вторую половину тест-изделий (500 игл) и (200 шприцев) погружают непосредственно в жидкие питательные среды - казеиновый или мясопептонный бульон. Для контроля стерильности используют бульон Хоттингера, тиогликолевую среду (ТГО). Посевы термостатировали при температуре 37oC, предварительный учет результатов через 48-72 часа окончательный через 8 суток для контроля качества дезинфекции, через 14 дней контроля качества стерилизации.After irradiation, metal needles and plastic syringes are removed from the packaging and under aseptic conditions, one-half test items (500 needles) and (200 syringes) are washed from one half: (immerse them in control tubes with saline and beads and wash them for 10 minutes) . A washing liquid in the amount of 0.1 and 0.5 ml is seeded on the surface of a solid nutrient medium casein or meat peptone agar. The second half of the test products (500 needles) and (200 syringes) are immersed directly in liquid nutrient media - casein or meat-peptone broth. Hottinger broth, thioglycol medium (TGO) is used to control sterility. Crops were thermostated at a temperature of 37 o C, preliminary counting of the results after 48-72 hours, final after 8 days to monitor the quality of disinfection, after 14 days of quality control of sterilization.
Контрольные, необлученные образцы изделий (по 10 экземпляров) извлекаются из упаковок и обрабатываются вышеописанным способом. Анализ результатов (пример 4) показывает, что все изделия медицинского назначения 1000 игл для шприцев и 400 пластмассовых шприцев, после облучения тормозным короткоимпульсным излучением, с экспозиционной дозой 100 Мр/с, поглощенной дозой 10 КГр оказались стерильными (вместе с полиэтиленовыми упаковками). Анализ контрольных, необлученных образцов, показал, что на них сохраняются микроорганизмы и их споры. Control, unirradiated product samples (10 copies each) are extracted from the packages and processed as described above. An analysis of the results (example 4) shows that all medical devices 1000 needles for syringes and 400 plastic syringes, after exposure to short-pulse bremsstrahlung, with an exposure dose of 100 Mp / s, an absorbed dose of 10 KGy were sterile (together with plastic packaging). Analysis of control, non-irradiated samples showed that microorganisms and their spores remain on them.
Эксперименты подтверждаются Заключением ВНИИ ИМТ от 29.06.93г. О токсикологических санитарно-химических и биологических (пирогенность, стерильность) испытаниях шприцев инъекционных однократного применения 20,0 мл, ТУ 64-2-506-91, изготовленных на ПО Тушинского машиностроительного завода. The experiments are confirmed by the Conclusion of the All-Russian Research Institute of BMI from 06.29.93. About toxicological sanitary-chemical and biological (pyrogenic, sterility) tests of single-use injection syringes 20.0 ml, TU 64-2-506-91, manufactured at the Tushino Engineering Plant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94006939A RU2076737C1 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Method of sterilization of medicinal and food equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94006939A RU2076737C1 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Method of sterilization of medicinal and food equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94006939A RU94006939A (en) | 1996-07-10 |
| RU2076737C1 true RU2076737C1 (en) | 1997-04-10 |
Family
ID=20152972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94006939A RU2076737C1 (en) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | Method of sterilization of medicinal and food equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2076737C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2234943C1 (en) * | 2003-01-10 | 2004-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Method and device for exposing objects to radiation |
-
1994
- 1994-02-25 RU RU94006939A patent/RU2076737C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1199436, кл. A 61 L 2/08, 1985. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94006939A (en) | 1996-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3779706A (en) | Process for bulk sterilization, minimizing chemical and physical damage | |
| Kelly-Wintenberg et al. | Use of a one atmosphere uniform glow discharge plasma to kill a broad spectrum of microorganisms | |
| Moorer et al. | Evidence for antibacterial activity of endodontic gutta-percha cones | |
| JP3597533B2 (en) | Circulating bacteria based on bioindicators for gaseous fungicides | |
| JPH07112489B2 (en) | Hydrogen peroxide, peracid and U.S. V. Sterilization of containers by irradiation | |
| Darwis et al. | Radiation processing of polymers for medical and pharmaceutical applications | |
| RU2076737C1 (en) | Method of sterilization of medicinal and food equipment | |
| Darmady et al. | Radiation sterilization | |
| RU2729813C2 (en) | Method of surface disinfection of eggs | |
| Kotov et al. | Overview of the application of nanosecond electron beams for radiochemical sterilization | |
| Nickerson et al. | Public health aspects of electronic food sterilization | |
| JPH06317700A (en) | Electron beam radiating device | |
| Tarpley et al. | RADIATION STERILIZATION I: The Effect of High Energy Gamma Radiation from Kilocurie Radioactive Sources on Bacteria | |
| Emborg | The Influence of Preparation Technique, Humidity and Irradiation Conditions on Radiation Inactivation of Streptococcos Faecium, Strain A21 | |
| JPH06142165A (en) | Sterilizing method by irradiation with electron beam | |
| SU1124485A1 (en) | Method of obtaining sterile medicinal preparations,articles from polymeric materials for medical purposes and sutural material | |
| Tichá et al. | Application of cold atmospheric plasma for mold inactivation | |
| JPS63189152A (en) | Sterilization method by radiation | |
| YUSOF | 19 EFFECT OF RADIATION ON MICROORGANISMS—MECHANISM OF RADIATION STERILISATION | |
| RU2676330C1 (en) | Method of decontamination of nutrient medium for cultivation of animal cells in vitro | |
| SU769812A1 (en) | Method for sterilizing products | |
| Pillai et al. | Electron beam (10 MeV) irradiation to decontaminate spacecraft components for planetary protection | |
| Hayashi et al. | Comparative effects of gamma rays and electron beams on spores of Bacillus pumilus | |
| Bugaev et al. | Surface sterilization using low-energy nanosecond pulsed electron beams | |
| EP3875120A1 (en) | Method of sterilizing absorbent articles |