DE10208308A1

DE10208308A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Sterilisation chirurgischer Bestecke und medizinischer Instrumente

Info

Publication number: DE10208308A1
Application number: DE10208308A
Authority: DE
Inventors: Detlef Kersting; Olaf Jilge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Eine Vorrichtung zur Sterilisation chirurgischer Bestecke, Geräte und Instrumente für die Medizin, Zahnmedizin, Tiermedizin unter Verwendung von Ozon und einer Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Sterilisationskammer (1) für hochkonzentriertes Ozon mit Ein- und Auslaßöffnung ausgebildet ist, wobei an die Einlaßöffnung ein gesteuertes 2-Wege-Ventil (5) und an die Auslaßöffnung ein gesteuertes 3/2-Wege-Ventil (10) angeschlossen ist, an die Einlaßöffnung mit 2-Wege-Ventil (5) ein O3-Generator (6) zur Erzeugung von hochkonzentriertem Ozon angeordnet und am 3/2-Wege-Ventil (10) der Auslaßöffnung in Reihe ein das Ozon umwandelnder Thermoscrubber (12), ein nachgeschalteter chemischer Scrubber (21) und eine Vakuumpumpe (14) angeordnet sind, dass an der Sterilisationskammer (1) eine weitere Auslaßöffnung (4.1) mit einem Magnetventil (23) für den zur Sterilisationskammer (1) parallelen Anschluß eines Endoskoptubes (9) angeordnet ist, und die Ventile, Sterilisationskammer (1), O3-Generator (6), die Scrubber (12; 21) mit einer Steuerelektronik (16) mit Anzeige- und Bedieneinheit (27) in Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Sterilisation chirurgischer Bestecke, Geräte und Instrumente für die Medizin, Zahnmedizin, Tiermedizin unter Verwendung von Ozon.

Die weitverbreiteten und gebräuchlichsten Sterilisatoren für die Medizin, Zahnmedizin, Tiermedizin sind Heißdampfsterilisatoren, sogenannte Autoklaven, mit einem Heißdampf von 135°C bis über 185°C. Beim Entnehmen der Instrumente und Bestecke aus der Sterilisationskammer kommt es jedoch häufig zu Verbrennungen. Daher sind diese beim medizinischen Personal wenig beliebt. Sie sind auch ungeeignet für empfindliche elektromechanische Instrumente oder elektronische Geräte.

Es sind auch Gassterilisatoren vorgeschlagen worden, die mit toxischen Gasen, wie Formaldehyd oder ETO, arbeiten, welches einer Druckflasche entnommen und nach Gebrauch in entsprechenden Filtern absorbiert wird. Die verbrauchten Filter müssen jedoch als gefährlicher Sondermüll entsorgt werden, was sehr teuer und mit großen Risiken hinsichtlich einer Vergiftungsgefahr verbunden ist.

Für das Regenerieren der Luft von Innenräumen ist auch bekannt, angesaugte Außenluft über Filter zu leiten und die gefilterte Luft mit Ozon anzureichern, um die in der Luft befindichen Bakterien abzutöten. Für Luftfilterungsanlagen, aber auch für die Trinkwasseraufbereitung ist dies eine gebräuchliche Methode. Die bakteriziden Eigenschaften von UV-Strahlen und das gleichzeitig bei der UV-Strahlung entstehende Ozon wird für die Sterilisation der Raumluft ausgenutzt. Der UV-Strahler ist dabei auf das Schwebstoff-Filter gerichtet und ein Aktivkohlefilter dient vor dem Luftaustritt zum Beseitigen des giftigen Ozons.

Aus der Druckschritt DE 37 19 860 C1 und DE 38 13 793 C1 ist eine Vorrichtung zum Desinfizieren von Gegenständen in einem dicht verschlossenen Raum beschrieben. Dabei sind mehrere UV-Strahler direkt in diesem Raum angeordnet und auf die zu desinfizierenden Gegenstände gerichtet. Das durch die UV-Strahlen entstehende Ozon ergänzt die keimtötende Wirkung der UV-Strahlung. Noch im Behandlungsraum wird das schädliche Ozon wieder mittels Katalysator abgebaut, bevor der Raum wieder geöffnet wird. Die Vorrichtung hat den Nachteil der Anordnung der UV-Strahler und des Katalysators im Desinfektionsraum. Außerdem ist ein Desinfektionszyklus für mehr als 6 Std. erforderlich.

In der Druckschrift DE 41 15 124 C2 wird eine Vorrichtung zur Desodorisierung und/oder Sterilisierung vorgeschlagen, die auf Basis von Ozon und Chlordioxid arbeitet. Bei dem Verfahren ist eine relativ hohe Luftfeuchtigkeit erforderlich. Das Ozon und das Chlordioxid bilden in der Reaktionskammer Chlortrioxid, das eine hohe Sterilisationsfähigkeit aufweist. Die Dauer zur Sterilisation beträgt jedoch mehr als 4 Std. Zum Schluß reagiert das Chlortrioxid mit organischen Substanzen, wobei ein Rest toxischer Stoffe verbleibt und aus der Reaktionskammer entfernt und in einem Behälter aufgefangen werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sterilisation chirurgischer Bestecke. Geräte und Instrumente für die Medizin, Zahnmedizin. Tiermedizin unter Verwendung von konzentriertem Ozon zu entwickeln, bei der auf einen UV-Strahler und chemische Zusätze verzichtet werden kann, keine toxischen Stoffe an die Umwelt entweichen können und damit umweltfreundlich ist und die Sterilisationszeit nur wenige Minuten beträgt.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst, indem von einem O3-Generator hochkonzentriertes Ozon gesteuert in eine mit Ventilen geschlossene Sterilisationskammer geleitet wird, in der vorher ein Vacuum erzeugt wurde, damit die Konzentration des Ozons erhalten bleibt. Nach einer kurzen wirksamen Sterilisationszeit wird das Ozon in einen Thermoscrubber, einen Katalysator, gepumpt, in dem das Ozon in Sauerstoff umgewandelt wird. Damit evtl. noch verbliebene Reste von Ozon nicht in die Umgebengsluft abgegeben werden, wird der Sauerstoff mit dem Restozon in einen zweiten Scrubber, einen sogenannten Mangan-Dioxid-Scrubber, geleitet, der dieses Restozon vollständig in Sauerstoff in der Umgebungsluft umwandelt und an die Raumluft abgibt. Ein Wechsel der Filtereinsätze des zweiten Scrubbers ist damit nur in größeren Zeitabständen erforderlich. An der Einlaß- und Auslaßöffnung der Sterilisationskammer sind steuerbare Ventile angeordnet, über die zunächst ein Vakuum erzeugt, danach hochkonzentriertes Ozon eingeschlossen wird. Das Einlaß-Ventil ist als 2-Wege-Ventil und das Auslaßventil als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet. Parallel zur Sterilisationskammer ist der Anschluß von schlauchförmigen Instrumenten, z. B. Endoskoptubes, möglich. Für diesen Anschluß ist an der Sterilisationskammer eine weitere Auslaßöffnung angeordnet, die an ein weiteres 2-Wege-Ventil führt, an deren Ausgang z. B. ein Endoskoptubes über Rohrverschraubungen, sogenannte Fittings, angekoppelt werden kann. Das andere Ende des Endoskoptubes ist an ein weiteres Fitting geführt, das mit einem Flansch des 3/2-Wege-Ventils am Ausgang der Sterilisationskammer angeordnet ist. Diese schlauchförmigen Instrumente. z. B. Endoskoptubes, können somit gleichermaßen in dieser Vorrichtung innen mit hochkonzentriertem Ozon sterilisiert werden. Die Vorrichtung wird von einer Elektronik-Einheit gesteuert und kontrolliert. Eine Ablaufsteuerung sorgt für einen kontrollierten Sterilisationsvorgang und eine kontrollierte Steuerung der Ein-/Auslaß-Ventile. Die Ventile sind daher als Magnetventile ausgeführt, an dem ein Stellglied die Öffnung und Schließung bewirkt. Für die Erzeugung eines Vakuums in der Sterilisationskammer ist eine Vakuumpumpe angeschlossen. Ein Drucksensor signalisiert die Druckverhältnisse in der Sterilisationskammer. Eine Ozon-Meßeinrichtung zeigt jederzeit den Ozongehalt in der Sterilisationskammer an und läßt bei noch vorhandenen Ozon die Sterilisationskammer nicht öffnen. Der Ozonstrom aus dem O3-Generator in die Sterilisationskammer wird über ein steuerbares Ventil bzw. eine Drossel geführt, damit das hochkonzentrierte Ozon kontrolliert in die Kammer einströmen kann. Alle Bauteile sind aus ozonunempflindlichem Material, z. B. Glas, ausgeführt.

Aufgrund der Verwendung von hochkonzentriertem Ozon ist der Sterilisationsprozeß wirksam in nur wenigen Minuten durchführbar. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß weder Zusätzliche Chemikalien oder UV-Strahler erforderlich sind, noch häufig giftige Abprodukte entsorgt werden müssen. Das verwendete Ozon wird vollständig als Sauerstoff an die Umgebungsluft abgeführt. Ein Filterwechsel des zweiten Scrubbers ist nur in größeren vertretbaren Zeitabständen erforderlich.

Das Verfahren der Erfindung besteht im Prozessablauf der Vorrichtung, indem die mit chirurgischen Instrumenten und Bestecken gefüllte Sterilisationskammer nach Verschließen der Ventile in ein Vakuum versetzt wird, von dem angeschlossenen O3-Generator hochkonzentriertes Ozon erzeugt und über das geöffnete Einlaßventil in die Sterilisationskammer geleitet wird. Das Einlaßventil wird geschlossen und nach nur wenigen Minuten ist die Sterilisation beendet. Das Auslaßventil wird geöffnet und das Ozon strömt über einen Schwebstoff-Filter in einen über ein VA-Rohr angeschlossenen Thermo-Scrubber, in dem das Ozon in Sauerstoff umgewandelt wird. Der nur noch Restozon enthaltende Sauerstoff wird in einen nachgeordneten chemischen, z. B. Mangan-Dioxid-Scrubber, geleitet und dort vollständig in Sauerstoff umgewandelt und anschließend an die Umgebungsluft geleitet. Das Ozon wird aus der Sterilisationskammer vollständig abgesaugt, danach wird die Sterilisationskammer mit Stickstoff gespühlt, bevor der Deckel der Sterilisationskammer geöffnet werden kann.

Der der Erfindung zugrundliegende Gedanke wird in der nachfogenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung näher dargestellt ist, erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der miteinander wirksamen Baugruppen der Sterilisationsvorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Sterilisationsvorrichtung.
Die Sterilisationskammer 1 - Fig. 1 - ist als Druckkammer ausgebildet, in die Instrumenteneinsätze in form voll Gitterkörben 17 eingesetzt sind. Zum Öffnen der Sterilisationskammer 1 ist das Kammergehäuse 1.1 mit einem Deckel 2 versehen. Zum Sterilisationsvorgang der medizinischen Instrumente wird die Sterilisationskammer 1 mit hochkonzentriertem Ozon gefüllt. Dazu ist nach dem Verschließen des Deckels 2 zunächst die in der Sterilisationskammer 1 enthaltende Luft abzusaugen, damit die hohe Konzentration des eingeleiteten Ozons erhalten werden kann. Die Sterilisationskammer 1 weist eine Einlaß-Öffnung auf, die über ein steuerbares Ventil 5 mit dem Ausgang des O3-Generators 6 verbunden ist. Weiterhin weist die Sterilisationskammer 1 eine Ausgangsöffnung für das Absaugen des Ozons zur Umwandlung in einen Katalysator auf. Der Katalysator besteht aus einem Thermoscrubber 12 mit Heizstäben 13, sowie einem nachgeordneten chemischen Scrubber 21, z. B. einem Mangan-Dioxid- Scrubber. Im Thermoscrubber 12 wird das einströmende Ozon fast vollständig zu Sauerstoff umgewandelt und im zweiten chemischen Scrubber 21 wird das noch vorhandene Restozon vollständig in Sauerstoff umgewandelt.
Zwischen der Ausgangsöffnung der Sterilisationskammer 1 und dem Thermoscrubber 12 ist wiederum ein steuerbares Ventil, zweckmäßig als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet, angeordnet. Zusätzlich ist in die Ausgangsöffnung ein wechselbares Schwebstofffilter 3 eingesetzt, damit sich Verschmutzungen nicht in den Rohren und Ventilen absetzen. Mit den Heizstäben 13 wird eine Temperatur von ca. 800°C erreicht, bei welcher das darüber strömende Ozon fast vollständig abreagiert. Den hohen Sicherheitsforderungen entsprechend ist der zweite Scrubber 21 angeordnet, der die evtl. noch vorhandenen Ozonteile vollständig in Sauerstoff wandelt. Dieser zweite Scrubber 21 ist beispielsweise ein Mangan-Dioxid-Scrubber. Dieser Ozonfilter ist somit nur in größeren Zeitabschnitten zu wechseln.
Damit schlauchförmige Instrumente. z. B. Endoskoptubes, ebenfalls sterilisiert werden können, sind entsprechende Anschlüsse, sogenannte Fittings 8, vorgesehen, die z. B. am Kammergehäuse 1.1 befestigt werden können. Ein Fitting 8 für das Einströmen des Ozons ist dazu über ein steuerbares Ventil 23 an das Kammergehäuse 1.1 der Sterilisationskammer 1 geführt, während das zweite Fitting 8 über eine Rohrverbindung an das 3/2-Wege-Ventil 10 vor dem Thermoscrubber 12 liegend, angeordent ist. In dieser Rohrleitung ist zweckmäßig wiederum ein Schwebstofffilter 24 eingesetzt. Ein Sterilisationsvorgang in der Sterilisationskammer 1 und in einem Endoskoptubes 9 kann so zeitlich parallel erfolgen. Zur steten Kontrolle der Sterilisationskammer 1 sind eine O3-Meßvorrichtung 15 vorgesehen, die zugleich ein Öffnen der Kammer verhindert, solange sich noch Ozon darin befindet. Weiterhin ist ein Drucksensor 22 angeordnet, der auswertbare Meßsignale an die Kontroll-Elektronik 16 leitet.
Der vom O3-Generator 6 ausgehende Ozonstrom wird vorteilhaft über eine Drossel 26 bzw. steuerbares Ventil geführt, um das Einströmen des Ozons in die Vakuumkammer 1 und in das Endoskoptubes 9 zu dämpfen. Am Ausgang der Vakuumpumpe 14 ist ein Geräuschdämpfer 25 angeordnet, um den Geräuschpegel des Sterilisationsgerätes zu senken und entsprechend klein zu halten. Die Sterilisationskammer 1, der O3-Generator 6, die beiden Scrubber 12 und 21, und die Ventile 5; 10; 23, die als Magnetventile ausgebildet sind, sind mit einer Kontroll-Elektronik 16 verbunden, über die die Abläufe der Sterilisationsvorrichtung eingestellt und kontrolliert werden.
In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der Sterilisationsvorrichtung dargestellt, wobei über den Deckel 2 das Gerät geöffnet und geschlossen und über die Eingabe- und Anzeigeeinheit 27 das Gerät bedient und kontrolliert werden kann.
Neu und vorteilhaft bei dieser Sterilisationsvorrichtung ist, dass für die Sterilisation medizinischer Instrumente und Geräte hochkonzentriertes Ozon verwendet werden kann, das am Ende eines Prozesses vollständig in Sauerstoff abreagiert wird und keine toxischen Stoffe an die Umwelt entweichen. Die Sterilisationszeit wird mit der vorgeschlagenen Vorrichtung im Vergleich mit bekannten Einrichtungen deutlich verringert. Legende 1 Sterilisationskammer
1.1 Kammergehäuse
2 Deckel
3 Schwebstoff-Filter
4 PFA-Rohr
5 Magnetventil
5.1 Stellglied
6 O3-Generator
7 Lufteinlaßfilter
7.1 Lufteinlass
8 Fitting
9 Endoscoptube
10 3/2-Wege Magnetventil
10.1 Stellglied
11 VA-Rohr
12 Thermoscrubber
13 Heizstäbe (800°C)
14 Vacuum-Pumpe
15 O3-Meßvorrichtung
16 Stromversorgung & Control-Elektronik
17 Gitterkörbe f. Instrumente
18 Einlaß f. trockene Luft (PFA-Rohr)
19 Luftauslaß/Umgebungsluft
20 Gehäuse
21 chemischer Scrubber
22 Drucksensor
23 Magnetventil
24 Schwebstofffilter
25 Geräuschdämpfer
26 Drossel
27 Eingabeeinheit + Anzeige

Claims

1. Vorrichtung zur Sterilisation chirurgischer Bestecke, Geräte und Instrumente für die Medizin, Zahnmedizin, Tiermedizin unter Verwendung von Ozon und einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Sterilisationskammer (1) für hochkonzentriertes Ozon mit Ein- und Auslaßöffnung ausgebildet ist, wobei an die Einlaßöffnung ein gesteuertes 2-Wege- Ventil (5) und an die Auslaßöffnung ein gesteuertes 3/2-Wege-Ventil (10) angeschlossen ist,
an die Einlaßöffnung mit 2-Wege-Ventil (5) ein O3-Generator (6) zur Erzeugung von hochkonzentriertem Ozon angeordnet und am 3/2-Wege-Ventil (10) der Auslaßöffnung in Reihe ein das Ozon umwandelnder Thermoscrubber (12), ein nachgeschalteter chemischer Scrubber (21) und eine Vakuumpumpe (14) angeordnet sind,
dass an der Sterilisationskammer (1) eine weitere Auslaßöffnung (4.1) mit einem Magnetventil (23) für den zur Sterilisationskammer (1) parallelen Anschluß eines Endoskoptubes (9) angeordnet ist,
und die Ventile, Sterilisationskammer (1), O3-Generator (6), die Scrubber (12; 21) mit einer Steuerelektronik (16) mit Anzeige- und Bedieneinheit (27) in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Schraubverschlüsse/Fittings (8) für den Anschluß eines oder mehrerer Endoskoptubes (9) parallel zur Sterilisationskammer (1) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Sterilisationskammer (1) und in den Ausgangsleitungen wechselbare Schwebstofffilter (3; 24) eingesetzt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Sterilisationskammer (1) ein Drucksensor (22) und eine O3-Meßvorrichtung (15) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ozonleitung zwischen O3-Generator (6) und dem Einlaßventil (5) eine Drossel (26) oder ein steuerbares Ventil eingesetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nachgeschaltete chemische Scrubber (21) ein Mangan-Dioxid-Scrubber ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Vakuumpumpe (14) eine Geräuschdämpfung (25) angeschlossen ist.

8. Verfahren zur Sterilisation chirurgischer Bestecke, Geräte und Instrumente für die Medizin, Zahnmedizin, Tiermedizin unter Verwendung von Ozon und einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe nach dem Bestücken der Sterilisationskammer (1) ein Vakuum erzeugt, von einem O3-Generator (6) erzeugtes hochkonzentriertes OZON über Ventile (5) in die Sterilisationskammer (1) geleitet wird, dort über eine in einer Eingabe-Einheit der Steuerelektronik (16) festgelegte und gespeicherte Zeit verweilt, indem das Ein- und Auslaßventil (5; 23; 10) geschlossen ist, nach der Sterilisationszeit das Auslaßventil (10) öffnet und das hochkonzentrierte OZON über ein Schwebstoff-Filter in einen Thermoscrubber (12) zur Umwandlung in Sauerstoff leitet und diesen Sauerstoff danach zur Restumwandlung in einem nachgeschalteten Mangan-Dioxid-Scrubber (21) führt und anschließend mittels Vakuumpumpe (14) über einen Geräuschdämpfer (25) an die Umgebengsluft abgibt.