DE60131118T2

DE60131118T2 - Verfahren zur schnellen Bestimmung der Annehmbarkeit von zu sterilisierenden Ladungen

Info

Publication number: DE60131118T2
Application number: DE60131118T
Authority: DE
Inventors: James P. Laaguna Hills Kohler
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: EP1166802A2; CA2350387C; JP2011072809A; DE60131118D1; AU5398901A; US6746647B2; US6528016B1; JP4689090B2; EP1166802B1; CA2350387A1; JP2002090296A; EP1166802A3; ES2295113T3; AU777205B2; US20030156977A1; JP5214717B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum schnellen Bestimmen der Eignung einer Last aus Vorrichtungen, die durch chemische Sterilisierung mit einem keimtötenden Gas oder Dampf, zum Beispiel mit Wasserstoffperoxid, sterilisiert werden sollen.
Beschreibung der verwandten Technik
Die Notwendigkeit, Gegenstände, so wie medizinische Geräte zu sterilisieren, ist gut bekannt. Es gibt viele Verfahren zum Sterilisieren, einschließlich Hitze und chemische Verfahren. Das Hitzesterilisieren wird normalerweise mit Dampf durchgeführt. Die Hitze- und/oder die Feuchtigkeit aus dem Dampf können empfindliche medizinische Geräte beschädigen. Als ein Ergebnis wird üblicherweise chemisches Sterilisieren verwendet, um die Schäden an medizinischen Geräten während des Sterilisierens zu minimieren.
Das chemische Sterilisieren verwendet ein sterilisierendes Fluid, so wie Wasserstoffperoxid, Ethylenoxid, Chlordioxid, Formaldehyd oder Peressigsäure in einer versiegelten Kammer, um medizinische Instrumente zu sterilisieren. Eine kommerzielle Form des chemischen Sterilisierens ist das STERRAD^® Sterilisiersystem, erhältlich bei Advanced Sterilization Products, Irvine, Kalifornien, eine Teilgesellschaft der Ethicon, Inc. Der STERRAD-Prozeß verwendet Wasserstoffperoxid und Niedertemperatur-Gasplasma, um medizinische Geräte zu sterilisieren.
Der STERRAD-Sterilisierprozeß wird in der folgenden Weise durchgeführt. Die Gegenstände, die sterilisiert werden sollen, werden in eine Sterilisationskammer gebracht, die Kammer wird verschlossen und ein Vakuum wird angelegt. Eine wäßrige Lösung aus Wasserstoffperoxid wird eingespritzt und in der Kammer verdampft. Ein Niedertemperatur-Gasplasma wird eingeleitet, indem Hochfrequenzenergie angelegt wird, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Der Wasserstoffperoxiddampf dissoziiert in dem Plasma in reaktive Teilchen, die mit Mikroorganismen reagieren und sie töten. Nachdem die aktivierten Komponenten mit den Organismen oder miteinander reagiert haben, verlieren sie ihre hohe Energie und rekombinieren sich, wobei Sauerstoff, Wasser und andere nicht toxische Nebenprodukte gebildet werden. Am Ende des Prozesses wird die Hochfrequenzenergie abgeschaltet, das Vakuum wird freigegeben und die Kammer wird durch Belüften auf den atmosphärischen Druck zurückgeführt.
Damit der Sterilisierprozeß wirksam ist, muß ausreichend Wasserstoffperoxid in die Kammer eingeführt werden. Wenn die Apparatur in der Kammer mit dem Wasserstoffperoxid reagiert, es absorbiert, adsorbiert oder es darauf kondensiert, kann es sein, daß es nicht ausreichend Wasserstoffperoxid gibt, das in der Kammer verbleibt, damit der Sterilisierprozeß effektiv wird. Die Konzentration an Wasserstoffperoxiddampf in der Kammer wird daher überwacht, um sicherzustellen, daß ausreichend Wasserstoffperoxid vorliegt. Wenn zu viel Wasserstoffperoxid aus der Kammer durch Absorption, Adsorption, Kondensation oder Reaktion mit der Apparatur in der Kammer entfernt wird, wird der Zyklus abgebrochen, das verbleibende Wasserstoffperoxid in der Kammer wird durch Evakuieren der Kammer und/oder durch Einführen von Plasma, um das Wasserstoffperoxid zu zersetzen, entfernt, und ein neuer Zyklus wird begonnen.
Cummings u. a. ( US-Patent Nr. 4,956,145 ) beschreiben einen Verfahren, bei dem die Konzentration des Wasserstoffperoxids überwacht wird und zusätzliches Wasserstoffperoxid hinzugefügt wird, um die Konzentration des Wasserstoffperoxids auf einem Wert zu halten, der für das Sterilisieren effektiv ist, jedoch geringer ist als die Sättigungsgrenze. Cummings u. a. beschrieben jedoch kein Verfahren zum Feststellen, ob die Apparatur in der Sterilisierkammer wesentlich große Mengen an Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert, kondensiert oder zersetzt. Wenn Wasserstoffperoxid auf der Apparatur absorbiert, adsorbiert oder kondensiert wird, kann es einen großen Zeitaufwand bedeuten, das Wasserstoffperoxid zu entfernen, so daß die Apparatur sicher aus der Kammer herausgenommen werden kann.
Es gibt ein Bedürfnis nach einem Verfahren zum schnellen Feststellen, ob die Last an Apparatur in der Kammer geeignet ist oder nicht, so daß der Sterilisierzyklus abgebrochen werden kann, bevor wesentliche Mengen Wasserstoffperoxid auf der Apparatur absorbiert, adsorbiert oder kondensiert worden sind. Wenn die Ungeeignetheit der Last schnell bestimmt werden könnte, kann der Zyklus abgebrochen und das Wasserstoffperoxid aus der Kammer entfernt werden, bevor wesentliche Mengen an Wasserstoffperoxid von der Apparatur in der Kammer absorbiert, adsorbiert oder darauf kondensiert worden sind. Auf diese Weise kann die Zeitdauer, die erforderlich ist, den Zyklus abzubrechen und einen neuen Zyklus zu beginnen, minimiert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Bestimmen der Eignung einer Last für die chemische Sterilisierung mit einem keimtötenden Dampf oder Gas, das das Bringen der Last in eine Sterilisierkammer, das Evakuieren der Sterilisierkammer und das Zusammenbringen der Last in der Sterilisierkammer mit dem keimtötenden Dampf oder Gas umfaßt. Das Verfahren umfaßt auch das Überwachen der Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases in der Sterilisierkammer als eine Funktion der Zeit. Nach einem Aspekt umfaßt das Verfahren weiter das Bestimmen der Änderungsrate der Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases in der Sterilisierkammer und das Bestimmen der Eignung der Last aus der Änderungsrate. Die Last ist für die Sterilisierung geeignet, wenn die Änderungsrate kleiner ist als eine empirisch abgeleitete Rate, bei der ein vorbestimmter Sterilisationsgrad erreicht wird.
Nach einem alternativen Aspekt umfaßt das Verfahren das Bestimmen der Fläche unter einer Kurve eines Graphen von c über der Zeit, wobei c die Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases ist.
Vorteilhaft ist der vorbestimmte Sterilisationsgrad eine Verringerung bei den Mikroorganismen auf einen Wert auf 10^–6 des anfänglichen Wertes. Bevorzugt wird die Eignung der Last weniger als 100 Sekunden nach dem Zusammenbringen der Last mit dem keimtötenden Dampf oder Gas bestimmt. Die Änderungsrate der Konzentration wird als die anfängliche Steigung des Graphen von log_x(c/c₀) gegen die Zeit festgelegt, wobei x irgendeine Zahl ist, c die Konzentration des keimtötenden Gases oder Dampfes ist und c₀ die maximale Konzentration des keimtötenden Gases oder Dampfes in der Sterilisierkammer ist.
Bevorzugt ist log_x log₁₀ oder ln. Vorteilhaft ist das keimtötende Gas oder Dampf Wasserstoffperoxiddampf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Last mit Plasma zusammengebracht, bevor die Last mit Wasserstoffperoxiddampf zusammengebracht wird. Bei einer Ausführungsform wird die Last als ungeeignet bestimmt, wenn das Negative der anfänglichen Steigung 0.016 s^–1 oder größer ist, wobei log_x ln ist. Vorteilhaft wird das Sterilisieren abgebrochen, wenn die Last als nicht geeignet bestimmt ist. Das Abbrechen kann durchgeführt werden, indem die Sterilisierkammer evakuiert wird oder indem Plasma in der Sterilisierkammer erzeugt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann mehr Wasserstoffperoxid in die Sterilisierkammer gebracht werden, wenn die Last als nicht geeignet festgestellt wird. Vorteilhaft kann das Überwachen durchgeführt werden, indem die Konzentration an Wasserstoffperoxiddampf mit einem Spektrometer gemessen wird oder indem die Wärmemenge gemessen wird, die bei einer Reaktion des Wasserstoffperoxiddampfes mit einer chemischen Verbindung entsteht.
Das Verfahren umfaßt auch das Bestimmen der Fläche unter einer Kurve eines Graphen von c gegen die Zeit, wobei c die Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases ist. Das Verfahren umfaßt auch das Bestimmen der Eignung der Last, wobei die Last für das Sterilisieren geeignet ist, wenn die Fläche größer ist als eine empirisch abgeleitete Fläche, mit der ein vorbestimmter Sterilisationsgrad erreicht wird.
Bevorzugt umfaßt der keimtötende Dampf oder das keimtötende Gas Wasserstoffperoxid. Vorteilhaft wird die Fläche unter der Kurve aus der Zeit der maximalen Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases an einem Zeitpunkt am Ende des Zusammenbringens der Last mit dem keimtötenden Dampf oder Gas bestimmt. Bei einer Ausführungsform ist die Last geeignet, wenn die Fläche unter der Kurve größer ist als 400 mg-s/1. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Sterilisieren abgebrochen, wenn die Last als nicht geeignet bestimmt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes Schaubild einer Sterilisiervorrichtung, die zur Verwendung mit Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
2 ist ein Blockschaubild eines Plasmasterilisierprozesses;
3 ist eine Kurve, die den Druck innerhalb der Sterilisierkammer während eines Plasmasterilisierprozesses zeigt;
4 ist eine Kurve, die den Druck innerhalb der Sterilisierkammer während eines alternativen Plasmasterilisierprozesses zeigt;
5 ist eine graphische Darstellung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für ein Sterilisierexperiment mit einer Validierungslast, wobei c die Konzentration an Wasserstoffperoxid zu irgendeinem Zeitpunkt ist und c₀ die maximale Konzentration an Wasserstoffperoxid ist;
6 ist eine graphische Darstellung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für die Wasserstoffperoxidkonzentration bei einem Sterilisierexperiment mit einer schweren Last während des Einspritzschrittes;
7 ist eine graphische Darstellung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für die Wasserstoffperoxidkonzentration bei einem Sterilisierexperiment mit einer schweren Last, welche ein absorbierendes Material enthält, so wie ein Baumwollhandtuch;
8 ist eine graphische Darstellung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für die Konzentration von Wasserstoffperoxid bei einem Sterilisierexperiment mit einer schweren Last, die ein benutztes Handtuch enthält; und
9 ist ein Schaubild eines Entscheidungsbaumes, welcher die Alternativen zeigt, wenn die Eignung der Last für Sterilisieren mit einem reaktiven Mittel festgestellt worden ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung stellen ein Mittel zum schnellen Bestimmen, ob eine Last einer medizinischen Ausrichtung für das Sterilisieren mit einem keimtötenden Gas oder Dampf geeignet ist, zur Verfügung. Wenn die Last nicht geeignet ist, kann der Sterilisierzyklus abgebrochen werden, bevor wesentliche Mengen des keimtötenden Gases oder Dampfes absorbiert, zersetzt, adsorbiert oder auf der Apparatur kondensiert worden sind, was die Zeitdauer verringert, die erforderlich ist, einen neuen Sterilisierzyklus zu beginnen. Wasserstoffperoxid ist ein beispielhafter keimtötender Dampf zur Verwendung bei verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung.
Mit Bezug auf die Zeichnungen veranschaulicht die 1 einen Sterilisierer 10 in Form eines Blockschaubildes. Der Sterilisierer 10 und seine Komponenten und die Einsatzverfahren sind vollständiger in den US-Patenten 4,643,876 und 4,756,882 beschrieben. Andere Sterilisierer sind für das Verfahren der Erfindung geeignet, und der Sterilisierer 10 der 1 ist nicht so gedacht, daß er das Verfahren beschränkt. Viele unterschiedliche Frequenzen und Ausgestaltungen können verwendet werden, um das Gasplasma zu erzeugen. Das Gasplasma kann induktiv oder kapazitiv mit einer Elektrode innerhalb oder außerhalb der Kammer erzeugt werden. Das Gasplasma kann auch in einer getrennten Kammer erzeugt werden und aus der getrennten Kammer in den Sterilisierer geleitet werden.
Der Sterilisierer 10 umfaßt eine Vakuumkammer 12, eine Vakuumpumpe 14, die mit der Vakuumkammer 12 über eine Leitung und ein Ventil 16 verbunden ist, und eine Quelle für ein geeignetes reaktives Mittel 18 oder ein verdampfbares keimtötendes Mittel, so wie Wasserstoffperoxid, die mit der Vakuumkammer 12 durch eine Leitung, die ein Ventil 20 enthält, verbunden ist. Der Sterilisierer 10 umfaßt auch einen Plasmagenerator 22, so wie einen Hoch frequenzgenerator, der elektrisch mit einer Elektrode 32 innerhalb der Vakuumkammer 12 durch eine geeignete Kupplung 24 verbunden ist, ebenso wie eine HEPA (High Efficiency Particulate Filtered Air – hochgradig teilchengefilterte Luft)-Lüftung 26, die mit der Vakuumkammer über eine Leitung mit einem Ventil 28 verbunden ist. Eine Prozeßsteuerlogik 30, bevorzugt ein programmierbarer Computer, ist mit jeder der Komponenten verbunden, die mit der Vakuumkammer 12 verbunden sind. Die Prozeßsteuerlogik 30 leitet den Betrieb jeder der Komponenten, die mit der Vakuumkammer verbunden sind, zu dem geeigneten Zeitpunkt, um den Sterilisierbetrieb zu bewirken.
Die Vakuumkammer 12 enthält die Objekte, die sterilisiert werden sollen, und ist ausreichend gasdicht, um ein Vakuum von 300 mTorr oder weniger zu unterstützen. Innerhalb der Kammer 12 befindet sich eine HF-Antenne oder eine Elektrodenanordnung 32, an die HF-Energie von dem HF-Generator 22 durch die Kopplung 24 geliefert wird. Ein Peroxid-Monitor 24 ist strömungsmechanisch mit der Vakuumkammer 12 und mit der Prozeßsteuerlogik 30 verbunden.
Der Peroxid-Monitor 34 kann irgendein Gerät sein, das in der Lage ist, die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Dampfphase in der Vakuumkammer 12 zu messen. Einige Verfahren zum Messen der Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Vakuumkammer 12 umfassen die Druckmessung, die Messung der Absorption von Wasserstoffperoxid in dem nahen Infrarotbereich (NIR – Near Infrared Region) und die Messung der Absorption von Wasserstoffperoxid im ultravioletten (UV) Bereich. Andere Formen des Überwachens des Wasserstoffperoxids, so wie des Messens des Taupunktes innerhalb der Vakuumkammer 12 mit der Vorrichtung, die von Cummings beschrieben worden ist ( US-Patent Nr. 4,843,867 ) kann auch bei den Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung verwendet werden. Die US-B-6 451 272 offenbart das Bestimmen der Konzentration von Wasserstoffperoxid durch Messen der Wärmemenge, die aus der Reaktion des Wasserstoffperoxids mit einer Verbindung, so wie Kaliumjodid, Magnesiumchlorid, Katalase oder Eisen(II)acetat erzeugt wird. Die Konzentration des Wasserstoffperoxids kann aus der entstandenen Wärmemenge und der bekannten Reaktionswärme bestimmt werden. Das Bestimmen der Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfs durch Messen der Wärmemenge, die erzeugt wird, ist auch ein geeignetes Verfahren zur Verwendung bei Ausführungsformen der Erfindung. Die Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung sollen durch das Verfahren zum Messen der Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in der Vakuumkammer 12 nicht beschränkt sein.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Vakuumkammer 12 überwacht, indem die Absorption des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in dem ultravioletten Bereich gemessen wird.
Der Peroxid-Monitor 34 kann innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer 12 angeordnet sein. Weiter können Teile des Peroxid-Monitors 34 innerhalb der Vakuumkammer 12 angeordnet sein, wobei weitere Teile des Peroxid-Monitors 34 außerhalb der Vakuumkammer 12 angeordnet sind.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Peroxid-Monitor 34 innerhalb der Vakuumkammer bewegbar sein. Wenn der Peroxid-Monitor 34 bewegbar ist, kann er auf ein Gestell gebracht werden, auf das die medizinischen Geräte, die sterilisiert werden sollen, gebracht werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der bewegbare Peroxid-Monitor 34 auf ein Gestell gebracht werden, auf das die Last oder eine Ablage oder Ablagen für medizinische Geräte, die sterilisiert werden sollen, gebracht werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der bewegbare Peroxid-Monitor 34 innerhalb eines Behälters angeordnet werden, der medizinische Geräte, die sterilisiert werden sollen, hält.
Wenn die Verfahren der Ausführungsformen der Erfindung bei einem anderen keimtötenden Gas oder Dampf als Wasserstoffperoxid angewendet werden, kann der Peroxid-Monitor 34 irgendeine Vorrichtung sein, die in der Lage ist, die Konzentration des keimtötenden Gases oder Dampfes, das verwendet wird, zu messen.
Der Betrieb des Sterilisierers 10 mit dem STERAD-Sterilisierprozeß ist in den 2–3 beschrieben, wobei die 2 ein Blockschaubild ist, das die Abfolge der Arbeitsschritte in dem Sterilisierer 10 zeigt, und 3 den Druck innerhalb der Vakuumkammer 12 als eine Funktion der Zeit veranschaulicht. Obwohl der Sterilisierprozeß, der in den 2 und 3 gezeigt ist, ein beispielhafter Sterilisierprozeß ist, ist das Verfahren verschiedener Ausführungsformen der Erfindung auch für die Anwendung bei anderen Sterilisierprozessen geeignet.
Nachdem die Objekte, die sterilisiert werden sollen, in die Vakuumkammer 12 gebracht worden sind und die Kammer 12 abgedichtet worden ist, betätigt die Prozeßsteuerlogik 30 die Vakuumpumpe 14 und das Ventil 16, um die Vakuumkammer 12 zu evakuieren, Schritt 36 in 2. Der Druck in der Vakuumkammer 12 während des Sterilisierprozesses ist qualitativ als Kurve 38 in 3 gezeigt. Die Druckkurve während des Evakuierschrittes 36 ist als Kurve 40 in 3 gezeigt. Die Kammer wird bevorzugt auf einen Druck von weniger als oder gleich 500 mTorr, weiter bevorzugt 200–2000 mTorr und am meisten bevorzugt ungefähr 300–1500 mTorr evakuiert.
Wenn der gewünschte Druck erreicht worden ist, sendet bei einer beispielhaften Ausführungsform die Prozeßsteuerlogik 30 ein Signal an den HF-Generator 22, um die Elektrode 32 innerhalb der Kammer 12 anzuregen. Diese Aktion bewirkt, daß ein Gasplasma innerhalb der Kammer in einem Vorinjektionsplasmaschritt, Schritt 41 der 2, erzeugt wird. Weil die Artikel, die sterilisiert werden sollen, in die Kammer beim Vorliegen von Luft und Feuchtigkeit geladen werden, sind die Restgase, welche das Plasma in dem Vorinjektionsplasma bilden, hauptsächlich Luft und Feuchtigkeit. Obwohl der Vorinjektionsplasmaschritt 41 optional ist, ist es im allgemeinen bevorzugt, den Vorinjektionsplasmaschritt 41 durchzuführen.
Wie es in den US-Patenten Nr. 5,656,238 und 6,060,019 beschreiben ist, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, wird Energie während des Vorinjektionsplasmaschrittes 41 auf kondensiertes Wasser in der Kammer übertragen, so daß beim Trocknen der Vakuumkammer 12 und des Gerätes in der Kammer geholfen wird. Während das Plasma erzeugt wird, bleibt die Vakuumpumpe 14 aktiviert, um weiter die Kammer zu evakuieren und um Restgase und Feuchtigkeit aus der Kammer zu entfernen. Der Druck in der Vakuumkammer im Vorinjektionsplasmaschritt 41 ist als Kurve 42 in 3 gezeigt. Während des Vorinjektionsplasmaschrittes 41 steigt der Druck in der Vakuumkammer 12 aufgrund der Erzeugung von Dampf an. Nach einer Zeitdauer, ungefähr 0–60 Minuten, wird der HF-Generator 22 abgeschaltet. Wenn die Zeitdauer 0 ist, ist der optionale Vorinjektionsplasmaschritt weggelassen worden.
An diesem Punkt in dem Prozeß wird das Evakuieren ohne Plasma fortgeführt. Die Druckkurve in der Vakuumkammer, nachdem der HF-Generator 22 abgeschaltet ist, ist als Kurve 44 in 3 gezeigt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die Evakuierung fortgeführt, bis ein Druck von ungefähr 300 mTorr erreicht ist.
Wenn ein gewünschter Vakuumschwellenwert erreicht worden ist, wird das reaktive Sterilisiermittel 18 während des Schrittes 46 der 2 eingespritzt. Das Einspritzen des Sterilisiermittels 18 während des Schritts 46 bewirkt, daß der Druck innerhalb der Vakuumkammer 12 stark ansteigt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Druck auf einen Wert von 5000 mTorr oder mehr ansteigen. Der Beginn der Injektionsphase ist als 48 in 3 gezeigt. Die Injektionsphase dauer ungefähr 6 Minuten. Nachdem das Sterilisiermittel 18 in die Vakuumkammer 12 injiziert ist, kann es während des Schrittes 50 der 2 vollständig und gleichmäßig in der Vakuumkammer 12 diffundieren. Dieser Schritt dauert typischerweise ungefähr 1–45 Minuten, wobei nach diesem Zeitpunkt das reaktive Mittel oder das Sterilisiermittel 18 im wesentlichen im Gleichgewicht innerhalb der Vakuumkammer 12 sein sollte. Die Druckkurve in der Vakuumkammer 12 während der Injektionsphase und der Diffusionsphasen, Schritte 46 und 50 der 2, ist als Kurve 52 in 3 gezeigt.
Am Ende der Diffusionsdauer aktiviert die Prozeßsteuerlogik 30 wiederum die Vakuumpumpe 14 und öffnet das Ventil 16, um während des Schrittes 54 der 2 die Vakuumkammer 12 auf ein Vakuum von ungefähr 400–2000 mTorr abzupumpen. Der Druck in der Vakuumkammer 12 während des Schrittes 54 ist als Kurve 56 in 3 gezeigt. Wenn der Druck innerhalb der Vakuumkammer 12 ungefähr 400–2000 mTorr erreicht hat, befiehlt die Prozeßsteuerlogik 30 dem HF-Generator 22, ein HF-Signal zu erzeugen, das an die Elektrode 32 gesendet wird. Diese Aktion bewirkt, daß während des Schrittes 58 der 2 ein Gasplasma innerhalb der Vakuumkammer 12 erzeugt wird. Der Schritt 58 der Plasmaerzeugung wird auch der Nachinjektionsplasmaschritt genannt. Die Komponenten, die das Plasma in dem Nachinjektionsplasmaschritt bilden, sind Dissoziationsarten des reaktiven Mittels 18, zum Beispiel Wasserstoffperoxid, ebenso wie Moleküle des Restgases, das in der Vakuumkammer 12 verbleibt.
Der Beginn des Schrittes 58 ist in 3 als 60 gezeigt. Das Erzeugen des Plasmas bewirkt einen kurzen Anstieg des Drucks in der Vakuumkammer 12, wie es durch die Druckkurve nach 60 in 3 angegeben ist. Die Elektrode 32 bleibt über ungefähr 1–15 Minuten während des Sterilisierschrittes 62 der 2 angeregt. Das Plasma und das Wasserstoffperoxid können in effektiver Weise jedwede Pathogene zerstören, die in der Vakuumkammer 12 vorliegen. Der Druck in der Vakuumkammer 12 während des Nachinjektionsplasmaschrittes, Schritte 58 und 62 der 2, ist als Kurve 64 in 3 gezeigt. Der Hauptanteil des Sterilisierschrittes 62 wird bei einem relativ konstanten Druck von ungefähr 400–2000 mTorr durchgeführt, wie es durch den Rest der Druckkurve 64 gezeigt ist. Am Ende des Sterilisierschrittes 62 wird der Strom an den HF-Generator abgeschaltet, was das Plasma auslöscht, Schritt 66 der 2.
Nachdem der Sterilisierprozeß beendet ist, wird die Vakuumkammer 12 während des Lüftungsschrittes 68 der 2 durch die HEPA-Lüftung 26 belüftet. Der Druck in der Sterilisierkammer 12 während des Belüftungsschrittes 68 ist als Kurve 70 in 3 gezeigt. Die Vakuumkammer 12 wird dann evakuiert, um jegliches verbleibendes reaktives Mittel 18 oder Sterilisiermittel zu beseitigen, das in der Vakuumkammer 12 vorliegen mag. Die Vakuum kammer 12 wird auf einen Druck von ungefähr 300–1000 mTorr evakuiert, wie es in der Kurve 72 der 3 gezeigt ist. Anschließend an diesen Schritt wird die Vakuumkammer wieder durch die HEPA-Lüftung 26 auf atmosphärischen Druck belüftet, wie es in der Kurve 34 in 3 gezeigt ist. Die sterilisierten Gegenstände werden dann aus der Sterilisierkammer 12 entfernt.
4 zeigt einen alternativen Sterilisierzyklus, den STERRAD^® 200-Zyklus. Man bemerke, daß die Zeiten in 4 nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind, und die Kurve wird als nur qualitativ angesehen. Der STERRAD 200-Zyklus ist dem zuvor beschriebenen STERRAD-Zyklus sehr ähnlich, mit zwei Ausnahmen, die in Einzelheiten hiernach beschrieben sind. Bei dem STERRAD 200-Zyklus wird nach dem Vorinjektionsplasmaschritt 41, als Kurve 42 in 4 gezeigt, das Plasma bei 80 in 4 abgeschaltet. Nachdem das Plasma abgeschaltet ist, wird die Sterilisierkammer 12 auf ungefähr atmosphärischen Druck belüftet. Die Druckkurve in der Kammer während des Belüftens ist als Kurve 82 in 4 gezeigt. Man vermutet, daß das Belüften nach dem Vorplasmaschritt 41 Wärme von den Elektroden 32 und den Wänden der Kammer 12 auf die Last überträgt, wobei die Last erwärmt wird, was die Wirksamkeit des Sterilisierens verbessert. Der erste Hauptunterschied zwischen dem normalen STERRAD-Zyklus und dem STERRAD 200-Zyklus ist daher, daß die Sterilisierkammer 12 nach dem Vorinjektionsplasmaschritt belüftet wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die Sterilisierkammer 12 nur kurz nach dem Belüften auf ungefähr atmosphärischem Druck gehalten. Bei alternativen Ausführungsformen wird die Sterilisierkammer 12 weniger als 10 Minuten lang nach dem Belüften auf atmosphärischem Druck gehalten, weiter bevorzugt weniger als 5 Minuten nach dem Belüften und am meisten bevorzugt weniger als 1 Minute nach dem Belüften.
Nach dem Belüften wird die Sterilisierkammer 12 wieder evakuiert. Der Druck in der Sterilisierkammer 12 während des Evakuierschrittes nach dem Belüften ist als Kurve 84 in 4 gezeigt. Die Kammer 12 wird auf einen Druck von weniger als 5000 mTorr, weiter bevorzugt 200–2000 mTorr und am meisten bevorzugt 300–1500 mTorr evakuiert. Nachdem der Druck in der Kammer 12 den gewünschten Druck erreicht hat, wird während der Injektionsstufe Wasserstoffperoxid in die Sterilisierkammer 12 eingespritzt. Der Druck in der Kammer 12 während der Injektionsstufe ist als Kurve 86 in 4 gezeigt. Das Einspritzen dauert kürzer als 60 Minuten, weiter bevorzugt kürzer als 20 Minuten und am meisten bevorzugt kürzer als 10 Minuten.
Bei dem STERRAD 200-Zyklus wird die Kammer 12 nach der Injektionsstufe bevorzugt belüftet. Der Druck in der Kammer 12 während des Belüftens ist als 88 in 4 gezeigt. Man vermutet, daß das Belüften der Sterilisierkammer 12 nach dem Einspritzen dabei hilft, den Wasserstoffperoxiddampf in das Innere der Lumina und anderer für Diffusion eingeschränkter Geräte zu schieben, was das Sterilisieren der für Diffusion eingeschränkten Bereiche verbessert. Die Kammer 12 wird bevorzugt auf ungefähr atmosphärischen Druck belüftet. Nach dem Belüften kann das Wasserstoffperoxid bis zu 60 Minuten, weiter bevorzugt 0–10 Minuten und am meisten bevorzugt 0–5 Minuten diffundieren. Das Belüften der Kammer 12 nach dem Injektionsschritt und während des Diffusionsschrittes ist der zweite Weg, über den sich der STERRAD 200-Zyklus von dem normalen STERRAD-Zyklus unterscheidet.
Nachdem die Kammer anschließend an das Einspritzen des Wasserstoffperoxids belüftet ist, ist der STERRAD 200-Zyklus derselbe wie der normale STERRAD-Zyklus. Die Kammer 12 wird evakuiert, wie bei Schritt 54 der 2, Gasplasma wird innerhalb der Kammer 12 erzeugt, und das Sterilisieren wird im Schritt 62 der 2 beendet. Die Kammer 12 wird während des Lüftungsschrittes 68 belüftet, die Kammer wird wieder evakuiert, die Kammer wird auf atmosphärischen Druck belüftet und die sterilisierten Gegenstande werden aus der Sterilisierkammer 12 entfernt.
Der STERRAD 200-Zyklus und der normale STERRAD-Zyklus unterscheiden sich somit dahingehend, daß der STERRAD 200-Zyklus in der Kammer nach dem Vorinjektionsplasmaschritt und wieder nach dem Einspritzen des Wasserstoffperoxids belüftet wird.
Ungeachtet dessen, welcher Sterilisierzyklus und welches reaktive Mittel 18 verwendet werden, damit der Sterilisierprozeß effektiv ist, muß die Konzentration des reaktiven Mittels 18 in der Vakuumkammer 12 ausreichend hoch sein, damit das Sterilisieren bewirkt wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das reaktive Mittel 18 Wasserstoffperoxid. Selbst wenn die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Vakuumkammer 12 unmittelbar nach dem Einspritzen hoch genug ist, damit sie für das Sterilisieren effektiv ist, kann Wasserstoffperoxiddampf aus der Sterilisierkammer 12 durch eine Vielfalt von Prozessen entfernt werden, einschließlich Kondensation, Absorption, Adsorption und Zersetzen. Wenn genug Wasserstoffperoxid aus der Dampfphase entfernt ist, kann es sein, daß nicht genug vorliegt, um das effektive Sterilisieren der Last in der Kammer zu bewirken. Wenn es schnell festgestellt werden kann, daß die Last in der Sterilisierkammer 12 wesentliche Mengen des Wasserstoffperoxids zersetzt, absorbiert, adsorbiert oder es auf ihr kondensiert, kann der Sterilisierzyklus abgebrochen werden, so daß ein neuer Zyklus eingeleitet werden, bevor eine lange Zeit verschwendet wird, in der ein nicht effektiver Zyklus fortgeführt wird.
Weiter, wenn das Gerät in der Vakuumkammer 12 wesentliche Mengen an Wasserstoffperoxid oder einem anderen verdampfbaren keimtötenden Mittel adsorbiert, absorbiert oder es auf ihm kondensiert, kann es eine lange Zeit dauern, das keimtötende Mittel zu entfernen. Es ist aus Sicherheitsbetrachtungen allgemein bevorzugt, daß das adsorbierte, absorbierte oder kondensierte Wasserstoffperoxid oder anderes verdampfbares keimtötendes Mittel aus dem Gerät entfernt wird, bevor ein Bediener die Apparatur aus der Vakuumkammer 12 entnimmt,. Wenn man in der Lage ist, schnell festzustellen, ob die Apparatur in der Last, die sterilisiert worden ist, das Wasserstoffperoxid oder ein anderes verdampfbares keimtötendes Mittel absorbiert, adsorbiert, es auf ihr kondensiert oder es zersetzt, würde es daher eine lange Zeitdauer sparen, wenn ermöglicht wird, daß der Lauf abgebrochen wird, bevor die Apparatur wesentliche Mengen des keimtötenden Mittels absorbiert, adsorbiert oder kondensiert. Das Beseitigen kleiner Mengen an Wasserstoffperoxid oder verdampfbarem keimtötenden Mittel kann schnell geschehen.
Experimentelle Bedingungen

Eine Reihe von Experimenten wurde in einem STERRAD^® 200-Sterilisierer durchgeführt, einer Sterilisiervorrichtung mit einer Vakuumkammer mit ungefähr 270 Litern Größe, um Parameter zum Bewerten der Eignung einer Last für das Sterilisieren mit Wasserstoffperoxid zu bestimmen. Die Experimente wurden mit dem STERRAD^®-Zyklus durchgeführt, der in 4 gezeigt ist. Der Sterilisierprozeß wurde unter den folgenden Bedingungen geführt: Tabelle 1 Prozeßvariablen für Sterilisierläufe

Prozeßvariable	Nominalwert
Zeit des Vorinjektionsplasmas, min	20
Druck des Vorinjektionsplasmas, mTorr	300, 600
Kammertemperatur, °C	45
Einspritzdruck, mTorr	600
Temperatur Verdampfer/Rohre, °C	65
Einspritzung Peroxid, mg/l	8.6, 9.3
Einspritzzeit, min	6
Diffusionszeit, min	2
Zeit Nachinjektionsplasma, min	2
Druck Nachinjektionsplasma, mTorr	600
Leistung Vorinjektionsplasma, Watt	460
Leistung Nachinjektionsplasma, Watt	380, 440, 450
anfängliche Temperatur von Last/Behälter, °C	20

Der Druck in der Kammer während des Vorinjektionsplasmaschrittes 41 war entweder 300 oder 600 mTorr. Es ist gefunden worden, daß die Wirksamkeit des Sterilisierens nicht wesentlich von dem Druck des Vorinjektionsplasmas abhängt, wenigstens innerhalb dieses Druckbereichs. Die Einspritzmenge an Wasserstoffperoxid war entweder 8.6 oder 9.3 mg/l. Die Sterilisierergebnisse sind nicht wesentlich von der Menge an Wasserstoffperoxid abhängig, solange das Einspritzen an Wasserstoffperoxid wenigstens 8.6 mg/l ist. Schließlich war die Leistung des Nachinjektionsplasmas in dem Bereich 380–450 Watt. Die Sterilisierergebnisse ändern sich nicht wesentlich mit der Leistung des Nachinjektionsplasmas in diesem Leistungsbereich.
Die Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in der Kammer wurde als eine Funktion der Zeit gemessen, indem das Absorptionsvermögen des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in der Sterilisierkammer mit einem Ultraviolett-Spektrometer und einer Quecksilberdampflampe als Quelle gemessen wurde, wobei der optische Weg des Ultraviolett- Spektrometers innerhalb der Vakuumkammer war. Das Absorptionsvermögen des Wasserstoffperoxids wurde bei 254 nm gemessen, und die Konzentration des Wasserstoffperoxides wurde bestimmt, indem mit einer Kalibrierauftragung des Absorptionsvermögens gegen die Konzentration des Wasserstoffperoxids verglichen wurde.
Arten der bewerteten Lasten
Die Sterilisierexperimente wurden für vier unterschiedliche Typen Lasten durchgeführt:

1. Validierungslast – Die Validierungslast war eine Anordnung üblicherweise verwendeter medizinischer Geräte, die als ein Standard gewählt wurde. Die Validierungslast ist eine Last, die keine wesentlichen Mengen an Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert oder zersetzt. Die Validierungslast ist eine "kein Problem"-Last, für die nicht erwartet wird, daß Sterilisierlaufe unter normalen Betriebsbedingungen abgebrochen werden.
2. Schwere Last – Die schwere Last war eine Validierungslast mit dem Zusatz von Defibrilatorflügeln und Defibrilatorkabeln. Bei manchen der schweren Lasten wurden zusätzliche Herausforderungen für das Sterilisieren hinzugefügt, so wie ein Stück Filterpapier, eine Silikonmatte oder Messingstreifen. Das Filterpapier und die Silikonmatte adsorbieren moderate Mengen an Wasserstoffperoxid. Die Messingstreifen zersetzen Wasserstoffperoxid. Die schwere Last wurde als eine moderat schwierige Last gestaltet.
3. Schwer, neues Handtuch – Die Last Schwer, neues Handtuch war die schwere Last mit zusätzlich einem neuen Textilhandtuch. Das neue Textilhandtuch ist aus Baumwolle hergestellt, einem Material, das Wasserstoffperoxid absorbiert. Das neue Textilhandtuch wurde in Stücke geschnitten, und ein Stück des neuen Textilhandtuches wurde in jede der Ablagen der Apparatur gebracht.
4. Schwer, altes Handtuch – Die Last Schwer, altes Handtuch war die schwere Last zusammen mit einem Textilhandtuch, das mehrere Male gewaschen worden ist. Das Handtuch wurde in Stücke geschnitten, und ein Stück des alten Handtuches wurde in jede der Ablagen der Apparatur gebracht. Es ist gefunden worden, daß das Waschen des Textilhandtuches die Menge an Wasserstoffperoxid erhöht, die von dem Handtuch absorbiert wird.

Experimentelle Ergebnisse
Die Ablagen, die die geimpften Abschnitte und die verschiedenen Lasten enthielten, wurden mit einem Sterilisierumschlag eingeschlagen und mit Sterilisierband abgedichtet. Die Ablagen wurden dann in die Kammer gebracht und unter den Sterilisierbedingungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, behandelt. Das Wasserstoffperoxid wurde in die Sterilisierkammer in zwei aufeinander folgenden Injektionen gleicher Größe eingespritzt. Das Wasserstoffperoxid, das eingespritzt wurde, war 59 Gew.-% wäßriges Wasserstoffperoxid. Die mg/l des Wasserstoffperoxids wurden auf der Basis reinen Wasserstoffperoxids berechnet.
Die Effektivität des Sterilisierprozesses wurde bestimmt, indem Abschnitte aus rostfreiem Stahl, die mit > 10⁶ Bacillus stearothermophilus-Sporen als biologische Indikatoren (BIs) geimpft wurden, in 3 mm × 400 mm Lumen aus rostfreiem Stahl gebracht wurden. Die Lumina wurden in doppelt gewickelte Sterilisierablagen mit den Lasten der medizinischen Instrumente, die sterilisiert werden sollten, gebracht. Am Ende des Zyklus wurden die BIs aus den Lumina geborgen, in Rohre mit TSB (Trypticase-Sojabrühe)-Medium gebracht und 14 Tage bei 55–60°C bebrütet. Die biologische Aktivität wurde dann bestimmt.

Die Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in der Kammer wurde mit dem Ultraviolett-Peroxid-Monitor als eine Funktion der Zeit überwacht. Der Druck innerhalb der Kammer wurde auch als eine Funktion der Zeit überwacht. Nach dem Abschluß des Sterilisierzyklus wurde die Kammer belüftet, die Apparatur wurde entfernt und die geimpften Abschnitte wurden auf Wachstum in dem Medium geprüft. Die Daten über die Konzentration des Wasserstoffperoxids als einer Funktion der Zeit wurden auf mehreren Wegen analysiert. Die Sterilisierergebnisse und die Zusammenfassung der verschiedenen Verfahren des Analysierens der Konzentrationsdaten des Wasserstoffperoxids sind in der Tabelle 2 hiernach gezeigt. Tabelle 2 Zusammenfassung der Ergebnisse des Modellierens der Überwachung von Wasserstoffperoxid

Lauf	Last	Bruchteil positiv	C_f (mg/l) BIs	C_f/C_o	-In (C_f/C_o)	-anfängliche Steigung k, s^–1	Fläche unter C gegen t-Kurve	Druck (P₀) Torr	Druck (P_f) Torr
				Gruppe 1
34-1-1	Validierung	0/10	0.89	0.23	1.46	0.011	509	7.16	7.42
34-1-2	Validierung	0/10	0.86	0.23	1.49	0.011	498	7.11	7.07
34-1-3	Validierung	0/10	0.88	0.25	1.37	0.010	493	7.18	7.51
34-1-4	Validierung	0/10	0.92	0.28	1.28	0.009	501	7.47	7.69
34-1-5	Validierung	0/10	0.94	0.24	1.42	0.010	534	7.55	7.46
34-1-6	Validierung	0/10	1.02	0.30	1.20	0.008	536	7.56	7.90
				Gruppe 2
xheav	schwer	1/10	0.46	0.12	2.12	0.016	398	7.43	6.59
xheav1	schwer, 1 Filter	0/10	0.50	0.13	2.05	0.016	392	7.30	6.69
xheav2	schwer, 2 Filter	0/10	0.46	0.11	2.22	0.017	373	7.83	6.71
46-6-2	schwer, Matte	0/10	0.47	0.12	2.11	0.013	429	8.05	8.07
46-6-3	schwer, Matte	0/10	0.49	0.13	2.06	0.013	439	8.26	8.06
91-10	schwer, Messing	0/10	0.51	0.16	1.80	0.012	364	7.13	6.24
				Gruppe 3
91-11	schwer, 1 neues Handtuch	6/10	0.12	0.04	3.14	0.026	156	5.87	3.89
91-12	schwer, 6/8 Handtuch	3/10	0.24	0.08	2.59	0.019	246	6.10	4.16
91-13	schwer, 2 neue Handtücher	5/10	0.08	0.03	3.48	0.028	129	5.02	3.01
				Gruppe 4
c12038	schwer, 1 altes Handtuch	10/10	0.001	0.0004	7.71	0.039	76	5.88	4.27
c1238r1	schwer, 1 altes Handtuch	10/10	0.0002	0.0009	6.94	0.025	118	4.88	3.34
				Gruppe 5
1012991	Validierung	0/12				0.012
1012992	Validierung	0/12				0.009
1012993	Validierung	0/12				0.010
1013991	Validierung	0/12				0.008
1013992	Validierung	0/12				0.010
1013993	Validierung	0/12				0.008
				Gruppe 6
1123991	Validierung	0/12				0.013
1123992	Validierung	0/12				0.015
1123993	Validierung	0/12				0.016
1123994	Validierung	0/12				0.017
1123995	Validierung	0/12				0.013
1124991	Validierung	0/12				0.023
122991	Validierung	0/12				0.017
123991	Validierung	0/12				0.013
127991	Validierung	0/12				0.017
127992	Validierung	0/12				0.021
128991	Validierung	0/12				0.015
				Gruppe 7
128991	Validierung, 1 Handtuch	0/12				0.021
128992	Validierung, 1 Handtuch	0/12				0.018
128993	Validierung, 1 Handtuch	0/12				0.019
128994	Validierung, 1 Handtuch	1/12				0.018
128995	Validierung, 1 Handtuch	0/12				0.021
128996	Validierung, 1 Handtuch	3/12				0.020
				Gruppe 8
1215991	Validierung, 2 Handtücher	0/12				0.028
1215992	Validierung, 2 Handtücher	0/12				0.027
1215993	Validierung, 2 Handtücher	0/12				0.029
1215994	Validierung, 2 Handtücher	0/12				0.028
1216991	Validierung, 2 Handtücher	3/12				0.028
1216992	Validierung, 2 Handtücher	0/12				0.028

Die Definition der Ausdrücke C_f, C₀, P₀ und P_f wird in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben.

Die Läufe sind in Tabelle 2 über den Typ der Ladung und durch die Laufbedingungen gruppiert. Tabelle 3 hiernach faßt die Information über die Typen der Ladung und die Laufbedingungen für die verschiedenen Gruppen der Sterilisierläufe zusammen. Tabelle 3 Gruppenvariation nach Typ der Last und Sterilisierbedigungen

Gruppe	Last	mg/l eingespritztes H₂O₂	Anzahl der Ablagen	anfängliche Temperatur der Last	Vorplasma, Minuten
1	Validierung	8.6 (3 Läufe) 9.3 (3 Läufe)	6		20
2	schwer	8.6	6		20
3	schwer, 6/8, 1 oder 2 neue Handtücher	8.6	6		20
4	schwer, 1 altes Handtuch	8.6	6		20
5	Validierung	9.3	4	5°C	15
6	Validierung	9.3	4	5°C	keines
7	Validierung, 1 Handtuch	9.3	4		20
8	Validierung, 2 Handtücher	9.3	4		20

Die Gruppen variierten nach der Art der Lasten, der Konzentration des Wasserstoffperoxids, der Anfangstemperaturen der Lasten, der Anzahl von Ablagen in der Last und der Dauer der Vorinjektionsplasmabehandlung.
Im Lauf 91-12 der Gruppe 3 wurde ein Handtuch mit einer Größe von 16 × 25 Zoll in 8 Teile gleicher Größe geschnitten. Ein Stück des Handtuchs wurde im Lauf 91-12 in die Ablage gebracht. Die Ablage in diesem Lauf enthielt daher 1/8 eines Handtuchs. Bei den anderen Läufen in den Gruppen 3 und 4 wurden die Handtücher in 6 Stücke gleicher Größe geschnitten, und ein Stück des Handtuchs wurde in jede der Ablagen gebracht. In ähnlicher Weise wurde bei den Läufen in den Gruppen 7 und 8 die Handtücher in vier Stücke gleicher Größe geschnitten, und ein Stück Handtuch wurde in jede der vier Ablagen gebracht.
Sterilisierergebnisse
Die Sterilisierergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Im allgemeinen korrelieren die Sterilisierergebnisse gut mit dem Typ der Last, der in die Sterilisierkammer gebracht wurde. Somit benutzen alle Läufe in den Gruppen 1, 5 und 6 der Tabelle 2 Validierungslasten, Lasten, die weniger herausfordernd sind, als die Lasten in den anderen Gruppen. Alle biologischen Indikatoren in den Läufen mit den Validierungslasten waren negativ auf Wachstum.
In den Läufen in den Gruppen 5 und 6 mit Validierungslasten wurden die Lasten anfangs auf 5°C abgekühlt, um eine Last zu simulieren, die in einem gekühlten Krankenhausvorbereitungsraum aufbewahrt worden sind, und unmittelbar in die Sterilisierkammer gebracht. Die kühle Last kondensiert etwas Wasserstoffperoxid, was etwas Wasserstoffperoxid aus der Dampfphase in der Kammer entfernt, wenigstens zu Beginn des Zyklus. Alle biologischen Indikatoren in den Läufen der Gruppen 5 und 6 mit den kühlen Lasten waren negativ auf Wachstum. Das Sterilisieren mit den kühlen Validierungslasten war somit trotz der geringen Temperatur der Lasten effektiv.
Bei den Läufen in der Gruppe 5 wurde die kühle Last einem 15 minütigen Vorplasma ausgesetzt. Das Vorplasma, zusätzlich, daß es Wasser aus der Last entfernt, heizt auch die Last, was wenigstens in gewissem Maße der niedrigen Temperatur der Last entgegenwirkt, wenn sie in die Sterilisierkammer geladen wird. Bei den Läufen der Gruppe 6 wurde im Gegensatz dazu die kühle Last keinem Vorplasma ausgesetzt. Alle biologischen Indikatoren waren negativ, obwohl die Last nicht mit Vorplasma aufgewärmt wurde, wie in den Läufen der Gruppe 5.
Den Läufen der Gruppe 2 mit der schweren Last zugewandt, waren die Sterilisierläufe in dem anfänglichen quantenartigen Bereich, mit einem BI, der Wachstum zeigt (positiver BI). Die Läufe der Gruppe 3 mit der schweren Last und dem neuen Handtuch waren im Mittenbereich mit einer wesentlichen Anzahl positiver BIs. Das neue Handtuch ist aus Zellulose hergestellt, einem Material, das Wasserstoffperoxid absorbiert. Die BIs in den Läufen der Gruppe 4 mit der schweren Last und dem alten Handtuch waren alle positiv. Es ist gefunden worden, daß das alte Handtuch, ein Handtuch, das mehrere Male gewaschen worden ist, mehr Wasserstoffperoxid absorbiert als ein neues Handtuch. Die Sterilisierergebnisse für die Läufe der Gruppe 3 und der Gruppe 4 sind konsistent mit der Tatsache, daß das alte Handtuch der Läufe der Gruppe 4 mehr Wasserstoffperoxid absorbiert als das neue Handtuch der Läufe der Gruppe 3.
In ähnlicher Weise führte das Hinzufügen entweder eines oder zweier Handtücher zu den Validierungslasten in den Läufen der Gruppe 7 und 8 zu einigen positiven BIs, verglichen mit den insgesamt negativen BIs bei den Läufen in den Gruppen 1, 5 und 6 mit Validierungslasten und ohne Handtücher. Die Handtücher absorbieren Wasserstoffperoxid, was die Menge an verfügbarem Wasserstoffperoxid in der Dampfphase in der Kammer während des Sterilisierprozesses verringerte.
Der Typ der Last korreliert daher stark mit der Wirksamkeit des Sterilisierprozesses. Wenn man vorher die Eigenschaften wüßte, das heißt ob die Last Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert, es auf ihr kondensiert oder zersetzt, würde man in der Lage sein, festzustellen, ob der Lauf wegen der ungünstigen Eigenschaften der Last abgebrochen werden sollte.
Normalerweise weiß man nicht von vornherein, ob eine Last, die sterilisiert werden soll, Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert, es auf ihr kondensiert oder sie es zersetzt. Man weiß daher nicht vorab, ob eine Last sich wie eine Validierungslast, eine kalte Last, eine schwere Last, eine schwere Last mit neuem Handtuch oder eine schwere Last mit altem Handtuch verhalten wird. Wenn man schnell feststellen könnte, daß die Last für das Sterilisieren ungeeignet ist, weil sie eine wesentliche Menge an Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert, kondensiert oder zersetzt, könnte der Sterilisierlauf schnell abgebrochen werden, und das ungeeignete Material in der Last könnte entfernt werden, bevor ein neuer Lauf begonnen wird.
Datenanalyse
Die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Dampfphase in der Sterilisierkammer wurde als eine Funktion der Zeit während der Sterilisierläufe gemessen. Die Daten wurden auf verschiedenen Wegen analysiert, um festzustellen, ob ein Verfahren gefunden werden könnte, um schnell die Eignung der Last für das Sterilisieren zu bestimmen.
Die Änderungsrate des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase kann mit der folgenden Gleichung für das Massengleichgewicht ausdrückt werden: dc/dt = Masse/Volumeneinströmgeschwindigkeit – Masse/Volumenausströmgeschwindigkeit – Masse/Volumengeschwindigkeit aus Reaktion, wobei dc/dt die Änderungsgeschwindigkeit in der Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase in der Kammer abhängig von der Zeit ist, wobei Masse/Volumeneinströmgeschwindigkeit und Masse/Volumenausströmgeschwindigkeit = Konvektionsströmungsgeschwindigkeiten des Wasserstoffperoxids in die Kammer hinein und aus der Kammer heraus sind und wobei das Masse/Volumengeschwindigkeit aus Reaktion der Verlust an Wasserstoffperoxid in jedweder Form ist, einschließlich Kondensation, Reaktion, Absorption, Adsorption und Zersetzung.
Das System wird als ein geschlossenes System behandelt, nachdem das Wasserstoffperoxid eingespritzt ist. Daher sind die Konvektionsströmungsausdrücke Null, d. h. das Masse/Einströmungsgeschwindigkeit = Masse/Ausströmungsgeschwindigkeit = 0. Wenn man annimmt, daß das Wasserstoffperoxid einmalig bei t = 0 eingespritzt wird und daß die Reaktion erster Ordnung ist, dc/dt = –kc,wobei k die Geschwindigkeitskonstante für den Verlust an Wasserstoffperoxid aus der Gasphase ist.
Die Gleichung kann umgestellt und wie folgt integriert werden: dc/c = –k dt
ln(c/c0) = –k(T – t0)wobei c₀ die anfängliche Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Dampfphase zur anfänglichen Zeit t₀ ist und c die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Dampfphase zu irgendeiner Zeit t ist. Das Dividieren der Konzentration des Wasserstoffperoxids als einer Funktion der Zeit durch die anfängliche Konzentration des Wasserstoffperoxids normiert die Konzentration und macht den Ausdruck dimensionslos. Für t0 = 0 ist ln(c/c0) = –kt.
Eine Auftragung von ln(c/c₀) gegen t wird eine gerade Linie mit einer Steigung –k sein, wenn die Geschwindigkeit des Verlusts an Wasserstoffperoxid einer Kinetik erster Ordnung folgt. Eine Auftragung von log₁₀(c/c₀) gegen die Zeit würde auch eine gerade Linie mit einer Steigung –m ergeben, wobei k = 2.3 m ist. Allgemeiner kann eine Auftragung von log_x(c/c₀) gegen die Zeit eine gerade Linie mit einer Steigung, die von x abhängt, sein, wobei x irgendeine Zahl sein kann.
Graphen des Wasserstoffperoxid-Verlustes gegen die Zeit
Die 5–8 zeigen Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit für eine Validierungslast (5), eine schwere Last (6), eine schwere Last mit einem neuen Handtuch (7) und eine schwere Last mit einem alten Handtuch (8). Die Zeit, zu der die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Vakuumkammer die maximale Konzentration erreicht, wird als die Zeit = 0 gewählt, und die maximale Konzentration an Wasserstoffperoxid ist c₀. Wie es am besten in 5 für den Sterilisierlauf mit der Validierungslast zu sehen ist (Lauf #34-1-3), ist die Auftragung von ln(c/c₀) gegen die Zeit bei kurzen Zeiten linear und weicht dann bei längeren Zeiten von der Linearität ab. Es wird vermutet, daß bei kurzen Zeiten der Verlust an Wasserstoffperoxid weitgehend auf die Verlustmodi Absorption, Adsorption und Konzentration zurückzuführen ist. Nach dem anfänglichen schnellen Verlust verlangsamt sich die Verlustgeschwindigkeit des Wasserstoffperoxids, da die Kondensations-, Adsorptions- und Absorptionsstellen in der Kammer und auf dem Gerät gesättigt werden. Die Abnahme der Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes bei längeren Zeiten wird vermutlich auf die Zersetzung des Wasserstoffperoxids zurückgeführt, normalerweise ein langsamerer Prozeß als Kondensation, Adsorption und Absorption. Im Anfangsteil der Auftragung ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid unter den schnelleren Geschwindigkeiten der Kondensation, Adsorption und Absorption des Wasserstoffperoxids "begraben". Zu längeren Zeiten sind die Geschwindigkeiten von Kondensation, Absorption und Absorption gering, und die Geschwindigkeit der Zersetzung des Wasserstoffperoxids kann beobachtet werden.
6 zeigt eine Auftragung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für einen Lauf mit einer schweren Last (Lauf #46-6-2). Die Konzentration an Wasserstoffperoxid nimmt weiter schnell über eine längere Zeit als für die Validierungslast der 5 ab. Es gibt mehr Absorption, Adsorption und/oder Zersetzung des Wasserstoffperoxids bei dem Lauf mit der schweren Last, der in 6 gezeigt ist, als bei dem Lauf mit der Validierungslast, der in 5 gezeigt ist.
7 zeigt eine Auftragung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für einen Lauf mit einer Last, die ein neues Handtuch enthält (Lauf 91-12). Sowohl der linke Teil als auch der rechte Teil der Kurve in 7 ist steiler als die Kurven in den 5 und 6 für die Validierungslast und für die schwere Last, was anzeigt, daß mehr Absorption, Adsorption und/oder Zersetzung in dem Lauf stattfindet, der in 7 gezeigt ist, mit der Last, die ein neues Handtuch enthält, verglichen mit dem Lauf mit der schweren Last, der in 6 gezeigt ist, oder mit dem Lauf mit der Validierungslast, der in 5 gezeigt ist.
8 zeigt eine Auftragung von ln(c/c₀) gegen die Zeit für einen Lauf mit einer Last, die ein altes Handtuch enthält (Lauf c12038). Man bemerke bitte, daß die y-Achse eine unterschiedliche Skalierung hat als die y-Achse in den 5, 6 und 7. Die Steigung für die Kurve bei dem Lauf mit dem alten Handtuch ist steiler als die Steigung bei dem Lauf mit der schweren Last, der in 6 gezeigt ist, und der Last mit dem neuen Handtuch, der in 7 gezeigt ist, sowohl bei kurzen als auch bei langen Zeiten. Die Geschwindigkeit von Adsorption, Absorption und/oder Zersetzung von Wasserstoffperoxid in dem Lauf mit dem alten Handtuch der 8 ist schneller als bei den Läufen mit der Validierungslast der 5, dem Lauf mit der schweren Last der 6 oder dem Lauf mit dem neuen Handtuch der 7.
Die Kurven, die die Abnahme der Konzentration des Wasserstoffperoxids mit der Zeit zeigen, die in den 5–8 dargestellt sind, korrelieren mit den Sterilisierdaten, die in Tabelle 2 gezeigt sind. Das Sterilisieren der Validierungslasten der Gruppe 1, beispielhaft durch die Kurve in 5 gezeigt, war effektiver als das Sterilisieren der schweren Lasten der Gruppe 2, beispielhaft durch die in 6 gezeigte Kurve dargestellt. In ähnlicher Weise war das Sterilisieren der schweren Lasten der Gruppe 2 effektiver als das Sterilisieren der schweren Lasten mit dem neuen Handtuch der Gruppe 3, was beispielhaft durch die Kurve, die in 7 gezeigt ist, dargestellt ist. Das Sterilisieren der Gruppe 3 der schweren Last mit dem neuen Handtuch war wiederum effektiver als das Sterilisieren der schweren Lasten mit dem alten Handtuch der Gruppe 4, wie beispielhaft durch die Kurve, die in 8 gezeigt ist, dargestellt wird. Die Graphen geben daher qualitativ an, wie effektiv das Sterilisieren sein wird.
Anfängliche Steigung
Bei kurzen Zeiten wird vermutet, daß die Abnahme in der Konzentration des Wasserstoffperoxids auf die Verlustmodi Adsorption, Absorption und Kondensation zurückzuführen ist. Zu späteren Zeiten wird vermutet, daß die Abnahme auf die Zersetzung des Wasserstoffperoxides zurückzuführen ist. Der anfängliche Teil der Kurve ln(c/c₀) gegen die Zeit ist daher kennzeichnend für diesen Typ der Last. Wie in den Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit in den 5–8 zu sehen ist, sind bei allen Graphen für ungefähr die ersten 50 Sekunden nach dem Spitzenwert in der Konzentration des Wasserstoffperoxids nahezu linear. Der Teil des Gra phen für die ersten 50 Sekunden, nachdem die Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes in der Sterilisierkammer die maximale Konzentration erreicht, wurde daher als der Teil der Kurve gewählt, der die Verlustmodi Adsorption, Absorption und Kondensation angibt.
Eine Last, die wesentliche Mengen an Materialien enthält, welche mit Peroxid reagieren, würde auch eine große anfängliche negative Steigung hervorrufen. Die anfängliche Steigung der Kurven in den ersten 50 Sekunden, nachdem die Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes eine maximale Konzentration in der Kammer erreicht, wird in Tabelle 2 als die anfängliche Steigung (–k) berichtet. Die Anfangssteigungen in Tabelle 2 sind aus Gründen der Einfachheit als das Negative der Anfangssteigungen beim Aufzeichnen der Daten aufgezeichnet worden. Es soll verstanden werden, daß die anfängliche Steigung in allen Fällen eine negative Zahl ist.
Obwohl die Zeitdauer von 50 Sekunden nach der maximalen Konzentration an Wasserstoffperoxid als die Zeitdauer gewählt wurde, über die die anfängliche Steigung gemessen werden soll, können andere Zeitdauern nach der maximalen Konzentration der Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Sterilisierkammer als kennzeichnend für die anfängliche Steigung des Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit gewählt werden. Die anfängliche Steigung kann in der Zeitdauer von weniger als 100 Sekunden nach der maximalen Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes, weiter bevorzugt in der Zeitdauer von weniger als 75 Sekunden nach der maximalen Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes und am meisten bevorzugt in der Zeitdauer von weniger als 25 Sekunden nach der maximalen Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes gemessen werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die anfängliche Steigung in der Zeitdauer von ungefähr 50 Sekunden nach der maximalen Konzentration des Wasserstoffperoxiddampfes in der Sterilisierkammer gemessen.
Die anfängliche Steigung variiert wesentlich mit dem Typ der Last, wie in Tabelle 2 gezeigt. Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 1 mit den Validierungslasten liegen im Bereich von 0.008–0.011 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.00983 s^–1. Alle BIs bei den Validierungslasten der Gruppe 1 waren negativ, was zeigt, daß in allen Fällen das Sterilisieren effektiv war.
Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 2 mit den schweren Lasten liegen in dem Bereich von 0.012–0.17 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.0145 s^–1. Nur einer der 60 BIs bei den schweren Lasten der Gruppe 2 war positiv, was zeigt, daß das Sterilisieren im quantenartigen Bereich war.
Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 3 mit den schweren Lasten und dem neuen Handtuch waren im Bereich von 0.019–0.028 s^–1, mit einem Mittelwert von 0.0243 s^–1. Insgesamt 14/30 der BIs in den Läufen mit schwerer Last/neuem Handtuch der Gruppe 3 waren positiv.
Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 4 mit den schweren Lasten und dem alten Handtuch waren im Bereich von 0.025–0.039 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.032 s^–1. Alle 20 der 20 BIs in den Läufen mit schwerer Last/altem Handtuch der Gruppe 4 waren positiv.
Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 5 mit den kalten Validierungslasten und 15 Minuten Vorplasma waren im Bereich von 0.008–0.012 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.0095 s^–1. Alle 72 der BIs in den Läufen der Gruppe 5 waren negativ, was effektives Sterilisieren zeigt.
Die anfänglichen Steigungen für die Läufe der Gruppe 6 mit den kalt kondensierenden Validierungslasten ohne Vorplasma waren im Bereich von 0.013–0.023 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.0164 s^–1. Alle BIs in den Läufen der Gruppe 6 waren negativ, was effektives Sterilisieren zeigt.
Die anfänglichen Steigungen für die Validierungslasten der Gruppe 7 mit einem Handtuch waren im Bereich von 0.018–0.021 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.0195 s^–1. Insgesamt 4/72 der BIs waren positiv.
Die anfänglichen Steigungen für die Validierungslasten der Gruppe 8 mit zwei Handtüchern waren im Bereich von 0.027–0.02 s^–1 mit einem Mittelwert von 0.028 s^–1. Insgesamt 3/73 der BIs waren positiv.
Die anfänglichen Steigungen der Kurve von ln(c/c₀) gegen die Zeit stellt die Reaktionsratenkonstante (–k) für den Verlust an Wasserstoffperoxid aus der Dampfphase aufgrund von Kondensation, Absorption und Adsorption dar. Die anfängliche Steigung ändert sich wesentlich mit dem Typ der Last, 0.010 s^–1 für die Validierungslast, 0.015 s^–1 für die schwere Last, 0.016 s^–1 für eine kalte kondensierende Last und > 0.020 s^–1 für die schwere Last mit Handtuch. Die Anfangsratenkonstante kann daher verwendet werden, um den Typ der Ladung anzugeben, der in der Sterilisierkammer vorliegt. Wenn man weiß, welcher Typ Ladung in der Kammer vorliegt, kann man feststellen, ob der Sterilisierprozeß effektiv sein wird oder nicht, da gezeigt worden ist, daß der Typ der Ladung mit der Effektivität des Sterilisierens korreliert.
Da die anfängliche Steigung der Kurve von ln(c/c₀) gegen die Zeit schnell bestimmt werden kann, nachdem die Spitzenkonzentration an Wasserstoffperoxid erreicht worden ist, zum Beispiel 50 Sekunden bei den Ergebnissen in Tabelle 2, kann die Kompatibilität der Last mit dem Sterilisierprozeß schnell und bequem nach dem Beginn des Sterilisierprozesses festgestellt werden. Wenn die Last mit dem Sterilisierprozeß aufgrund von Absorption, Adsorption, Kondensation oder Zersetzung des Wasserstoffperoxids nicht kompatibel ist, kann der Lauf schnell beendet werden, was ermöglicht, daß ein anderer Zyklus begonnen wird, nachdem die nicht kompatiblen Materialien aus der Last entfernt worden sind.
Die akzeptable Steigung aus den empirisch ermittelten Daten wird allgemein so gewählt, daß eine Verringerung bei den Mikroorganismen bei wenigstens 6 log oder eine Verringerung auf weniger als oder gleich 10^–6 des anfänglichen Wertes erreicht wird. Basierend auf den anfänglichen Steigungen und den Sterilisierdaten, die in Tabelle 2 gezeigt sind, sollte der Lauf abgebrochen werden, wenn das Negative der anfänglichen Steigung eines Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit 0.016 s^–1 oder weniger ist, weiter bevorzugt 0.014 s^–1 oder weniger und am meisten bevorzugt 0.013 s^–1 oder weniger, wobei die anfängliche Steigung die Steigung in ungefähr den ersten 50 Sekunden ist, nachdem die Konzentration an Wasserstoffperoxid ihre Spitzenkonzentration erreicht.
Eine ähnliche Reihe von Experimenten kann mit anderen keimtötenden Dampfen oder keimtötenden Gasen durchgeführt werden, um empirisch die Grenzwerte für die anfänglichen Steigungen für Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit für andere keimtötende Gase zu bestimmen. Geeignete verdampfbare keimtötende Mittel für das Verfahren umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Peressigsäure und Formaldehyd. Geeignete keimtötende Gase umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Ethylendioxid und Chlordioxid.
Endgültige Konzentration an Wasserstoffperoxid
Die endgültige Konzentration an Wasserstoffperoxid ist ein weiterer guter Indikator für die Eignung der Last. Die endgültige Konzentration wird am Ende des Diffusionsschrittes 50 vor dem Evakuieren und Erzeugen des Nacheinspritzplasmas gemessen. Die endgültige Konzentration C_f des Wasserstoffperoxids in den Läufen der Gruppe 1 mit den Validierungslasten in Tabelle 2 war 0.86–1.02 mg/l, und alle BIs für die Validierungsläufe waren negativ auf Wachstum.
Bei den Läufen der Gruppe 2 mit schwerer Last war die endgültige Konzentration des Wasserstoffperoxids 0.46–0.51 mg/l. Die BIs für die Läufe der Gruppe 2 mit schwerer Last waren an der Grenze zum quantenartigen Bereich.
Die endgültigen Konzentrationen des Wasserstoffperoxids für die Läufe der Gruppe 3 und der Gruppe 4 mit schweren Lasten und Handtüchern waren im Bereich von 0–0.24 mg/l, und es gab viele positive BIs.
Wenn die Last für das Sterilisieren nicht geeignet ist, wird die Last Wasserstoffperoxid absorbieren, adsorbieren, kondensieren oder zersetzen, was die Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Kammer herabsetzt. Da die Konzentration an Wasserstoffperoxid herabgesetzt worden ist, wird die endgültige Konzentration verringert sein, und das Sterilisieren wird nicht so effektiv sein.
Die endgültige Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Sterilisierkammer kann daher als eine alternative Angabe für die Eignung der Last für das Sterilisieren verwendet werden. Wenn die endgültige Konzentration an Wasserstoffperoxid in der Sterilisierkammer 0.47 mg/l oder größer ist, weiter bevorzugt 0.86 oder größer und am meisten bevorzugt 0.90 oder größer, kann der Bediener sicher sein, daß das Sterilisieren effektiv sein wird. Die Grenzwerte für die endgültige Konzentration des Wasserstoffperoxids hängen von den Bedingungen im Zyklus ab. Niedrige Konzentrationen können effektiv sein, abhängig von der Zykluszeit oder -temperatur.
Der Nachteil des Verwendens der endgültigen Konzentration des Wasserstoffperoxids zum Bestimmen der Eignung der Last liegt darin, daß die endgültige Konzentration des Wasserstoffperoxids nicht bestimmt werden kann, bevor die Diffusionsphase vorüber ist, ungefähr 1–45 Minuten, nachdem das Wasserstoffperoxid eingespritzt worden ist.
Im Gegensatz dazu kann die Steigung der Linie ln(c/c₀) gegen die Zeit ungefähr eine Minute nach der Spitzenkonzentration des Wasserstoffperoxids bestimmt werden. Wenn die Steigung der Linie von ln(c/c₀) gegen die Zeit konsistent damit ist, daß die Last für das Sterilisieren nicht geeignet ist, kann der Lauf abgebrochen und ein neuer Zyklus begonnen werden, was beträchtlich Zeit spart, wobei die Leistung sowohl der Apparatur als auch des die Apparatur das Gerät weniger Zeit haben, Wasserstoffperoxid oder verdampfbare keimtötende Mittel zu absorbieren, zu adsorbieren oder zu kondensieren, was die Zeit minimiert, die erforderlich ist, um das Wasserstoffperoxid von dem Gerät zu beseitigen. Der Index der endgültigen Konzentration ist vielleicht am hilfreichsten beim klaren Unterscheiden zwischen den Validierungslasten der Gruppe 1 und den schweren Lasten der Gruppe 2. Die mittlere endgültige Konzentration des Wasserstoffperoxids für die Validierungslasten der Gruppe 1 war 0.92 mg/l im Vergleich zu einer mittleren Konzentration von 0.48 mg/l für die schweren Lasten der Gruppe 2. Der Index der endgültigen Konzentration unterscheidet somit klar zwischen den Validierunglasten der Gruppe 1 und den schweren Lasten der Gruppe 2.
Es wird deutlich, daß das Sterilisieren der Lasten nicht erreicht werden kann, wenn es nicht genug Wasserstoffperoxid in der Kammer gibt. Die Bestimmung der Peroxidkonzentration in der Kammer braucht daher nicht bis zum Ende des Schrittes 46 zu warten. Sobald die Peroxidkonzentration unter den akzeptablen Wert sinkt, kann der Zyklus gelöscht oder abgebrochen werden. Das Ende der Injektionsstufe 46 kann somit bestimmt werden, daß man ene akzeptable Konzentration an Wasserstoffperoxiddampf in der Kammer über die Zeitdauer hat, die für die Injektionsstufe 46 geplant war. In diesem Fall würde der Sterilisierzyklus als ein akzeptabler Zyklus betrachtet werden, und die verbleibenden Schritte des normalen Zyklus würden durchgeführt. Als Alternative kann das Ende der Injektionsstufe 46 bestimmt werden, wenn die Konzentration des Wasserstoffperoxids in der Dampfphase unter eine akzeptable Konzentration fällt. In dem Fall würde der Zyklus als nicht akzeptabel betrachtet werden, und der Zyklus würde abgebrochen und ein neuer Sterilisierzyklus begonnen werden.
Fläche unter der Kurve
Die Fläche unter der Kurve einer Auftragung von Konzentration gegen Zeit in Tabelle 2 stellt die Variation bei der Konzentration während des Injektionsschrittes mit einem einzigen Index dar, welcher sich mit dem Typ der Last ändert. Die Fläche kann entweder vom Beginn des Einspritzens oder vom Zeitpunkt der maximalen Konzentration an Wasserstoffperoxid berechnet werden. Die Flächen in Tabelle 2 wurden von der Zeit der maximalen Konzentration des Wasserstoffperoxids an berechnet.
Die mittlere Fläche unter Kurve für die Validierungsläufe der Gruppe 1 war 512 mg-s/l im Vergleich zu 299 mg-s/l für die schweren Lasten der Gruppe 2. Die mittlere Fläche unter der Kurve sank auf 177 mg-s/l für die schweren Lasten mit einem Handtuch der Gruppe 3 und auf 97 mg-s/l für die schweren Lasten der Gruppe 4 mit alten Handtüchern. Die Fläche unter der Kurve ist bevorzugt größer als 400 mg-s/l, weiter bevorzugt größer als 450 mg-s/l und am meisten bevorzugt größer als 500 mg-s/l.
Die Fläche unter der Kurve kann daher als eine alternative Angabe für die Eignung der Last verwendet werden. Die Fläche unter der Kurve kann nicht bis zum Ende der Einspritzdauer bestimmt werden, sondern viel später in dem Sterilisationslauf bei dem Verfahren der anfänglichen Steigung. Das Verfahren mit der Fläche unter der Kurve ist sehr nützlich, weil man in der Lage ist, besser zwischen den Validierungslasten der Gruppe 1 und den schweren Lasten der Gruppe 2 zu unterscheiden, als bei den meisten restlichen Verfahren. Das einzige Verfahren, das hilfreicher beim Unterscheiden der Lasten der Gruppe 1 von denen der Gruppe 2 ist, ist die endgültige Konzentration des Wasserstoffperoxids.
Das Bestimmen der anfänglichen Steigung der Auftragung von ln(c/c₀) gegen die Zeit bietet daher ein bequemes, schnelles Verfahren zum Bestimmen der Eignung einer Last für die Apparatur beim Sterilisieren. Wenn die Ausrüstung in der Last wesentliche Mengen an Wasserstoffperoxid absorbiert, adsorbiert, kondensiert oder zersetzt, wird die anfängliche Steigung der Kurve steiler sein, als wenn die Ausrüstung in der Last für das Sterilisieren geeignet ist. Wenn die Ausrüstung ungeeignet ist, kann der Sterilisierlauf beendet werden, was Bedienerzeit spart und die Menge an Wasserstoffperoxid minimiert, die von dem Gerät absorbiert, adsorbiert oder kondensiert wird.
Wenn das Verfahren der anfänglichen Steigung verwendet wird, um die Eignung der Last für die Sterilisierung mit anderen verdampfbaren keimtötenden Mitteln zu bestimmen, werden die Bereiche für die anfängliche Steigung, die zu akzeptablem Sterilisieren führen, experimentell bestimmt.
Die Eignung der Ladung kann auch mit der endgültigen Konzentration des Wasserstoffperoxids oder der Fläche unter der Kurve bestimmt werden. Für eine akzeptable Last ist die Injektionszeit beim Schritt 46 die vorbestimmte Einspritzzeit, die die Sterilität der Last sicherstellt. Für eine nicht akzeptable Last ist die Einspritzzeit im Schritt 46 die Zeit, wenn die Prozeßsteuerung 30 entweder ein nicht akzeptable Konzentration oder eine nicht akzeptable Fläche erfaßt. Bei einer nicht akzeptablen Last kann der Zyklus unmittelbar abgebrochen werden, um die Absorption, Adsorption oder Kondensation von Wasserstoffperoxid auf der Last zu minimieren.
9 zeigt einen Entscheidungsbaum für das Bestimmen der Eignung einer Last für das Sterilisieren mit einem verdampfbaren keimtötenden Mittel oder einem keimtötenden Gas. Bei den Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung wird die Kammer auf einen ersten Druck evakuiert. Plasma kann optional in die Kammer eingeführt werden, um das Gerät, das sterilisiert werden soll, zu trocknen. Dann wird das reaktive Mittel in die Kammer eingespritzt. Obwohl es allgemein bevorzugt ist, vor dem Einspritzen des reaktiven Mittels Plasma in die Kammer einzuführen, ist das Einführen von Plasma optional.
Nach dem Einspritzen des reaktiven Mittels wird die Eignung der Last festgestellt. Die Eignung der Last kann in irgendeiner Weise festgestellt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die anfängliche Steigung eines Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit, die anfängliche Steigung eines Graphen von log₁₀(c/c₀) gegen die Zeit, die Fläche unter der Kurve eines Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit, die Fläche unter der Kurve eines Graphen von log₁₀(c/c₀) gegen die Zeit oder durch die endgültige Konzentration des reaktiven Mittels.
Wenn die Last geeignet oder akzeptabel ist, wird der Zyklus weitergeführt. Wenn die Ladung nicht geeignet oder nicht akzeptabel ist, kann der Zyklus gelöscht werden. Als Alternative kann mehr reaktives Mittel eingespritzt werden, um zu versuchen, die mangelnde Eignung der Last auszugleichen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird ein weiteres Mal mehr reaktives Mittel eingespritzt. Wenn die Last weiter nicht geeignet ist, nachdem das reaktive Mittel ein zweites Mal eingespritzt worden ist, wird der Zyklus bevorzugt gelöscht.
Obwohl das Verfahren mit Wasserstoffperoxid als einem Beispiel beschrieben worden ist, kann das Verfahren auch bei anderen verdampfbaren keimtötenden Mitteln oder keimtötendem Gas angewendet werden. Die akzeptable Steigung des Graphen von ln(c/c₀) gegen die Zeit für verdampfbares keimtötendes Mittel oder keimtötendes Gas kann bestimmt werden, indem eine Reihe Experimente mit einer Vielfalt von Typen von Lasten durchgeführt wird, wie es hier für das Beispiel des Wasserstoffperoxids beschrieben ist.
Wenn die Ausführungsformen des Verfahrens bei einem verdampfbaren keimtötenden Mittel angewendet werden, kann das verdampfbare keimtötende Mittel von dem Gerät in der Last absorbiert, adsorbiert, zersetzt oder kondensiert werden. Wenn die Ausführungsformen des Verfahrens bei einem keimtötenden Gas angewendet werden, kann das keimtötende Gas absorbiert, adsorbiert oder von der Apparatur zersetzt werden.
Einige Beispiele verdampfbarer keimtötender Mittel, die für Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Peressigsäure und Formaldehyd. Einige Beispiele keimtötenden Gases, die für Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Ethylendioxid und Chlordioxid.
Verschiedene Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung werden den Fachleuten deutlich, ohne daß man sich vom Umfang dieser Erfindung entfernt.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Eignung einer Last für die chemische Sterilisierung mit einem keimtötenden Dampf oder Gas, das aufweist: Bringen der Last in eine Sterilisierkammer; Evakuieren der Sterilisierkammer; Zusammenbringen der Last in der Sterilisierkammer mit dem keimtötenden Dampf oder Gas; Überwachen einer Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases in der Sterilisierkammer als eine Funktion der Zeit; Bestimmen entweder (a) einer Änderungsrate der Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases in der Sterilisierkammer, wobei die Änderungsrate als die Anfangssteigung eines Graphen von log_x(c/c₀) gegen die Zeit festgelegt wird, wobei x irgendeine Zahl ist, c die Konzentration des keimtötenden Gases oder Dampfes ist und c₀ eine maximale Konzentration des keimtötenden Gases oder Dampfes in der Sterilisierkammer ist, oder (b) einer Fläche unter der Kurve eines Graphen von c über der Zeit, wobei c die Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases ist; und Bestimmen der Eignung der Last aus der Änderungsrate oder der Fläche, wobei die Last für das Sterilisieren geeignet ist, wenn die Änderungsrate oder die Fläche geringer ist als eine empirisch abgeleitete Rate oder Fläche, bei der ein vorbestimmter Sterilisationsgrad erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der vorbestimmte Sterilisationsgrad eine Verringerung der Mikroorganismen auf einen Wert von 10^–6 oder weniger eines Anfangswertes ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Eignung der Last weniger als 100 Sekunden nach dem Zusammenbringen der Last mit dem keimtötenden Dampf oder Gas bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem log_x aus der Gruppe bestehend aus log₁₀ und ln ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das keimtötende Gas oder der keimtötende Dampf Wasserstoffperoxiddampf aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiter das Zusammenbringen der Last mit Plasma vor dem Zusammenbringen der Last mit Wasserstoffperoxiddampf aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiter das Bestimmen, daß die Last ungeeignet ist, wenn das Negative der Anfangssteigung 0.016 s oder größer ist, wobei log_x ln ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Abbrechen des Sterilisierens, wenn die Last als nicht geeignet bestimmt worden ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Abbrechen das Evakuieren der Sterilisierkammer nach dem Bestimmen oder das Erzeugen von Plasma in der Sterilisierkammer nach dem Bestimmen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiter das Zusetzen von mehr Wasserstoffperoxid in die Sterilisierkammer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Überwachen das Messen einer Konzentration an Wasserstoffperoxiddampf mit einem Spektrometer oder das Messen einer Menge an Wärme, die durch eine Reaktion des Wasserstoffperoxiddampfes mit einer chemischen Verbindung erzeugt worden ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fläche unter der Kurve von einer Zeit der maximalen Konzentration des keimtötenden Dampfes oder Gases zu einer Zeit an einem Ende des Zusammenbringens des keimtötenden Dampfes oder Gases bestimmt wird und bei dem die Last geeignet ist, wenn die Fläche unter der Kurve größer ist als 400 mg s/l.
Verfahren nach Anspruch 5, das weiter das Abbrechen des Sterilisierens, wenn die Last als nicht geeignet bestimmt worden ist, aufweist.