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KR930003313B1 - 과산화수소 플라스마 살균 시스템 - Google Patents

과산화수소 플라스마 살균 시스템 Download PDF

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KR930003313B1
KR930003313B1 KR1019860004943A KR860004943A KR930003313B1 KR 930003313 B1 KR930003313 B1 KR 930003313B1 KR 1019860004943 A KR1019860004943 A KR 1019860004943A KR 860004943 A KR860004943 A KR 860004943A KR 930003313 B1 KR930003313 B1 KR 930003313B1
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KR
South Korea
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hydrogen peroxide
plasma
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chamber
sterilization
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KR1019860004943A
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Inventor
테일러 제이콥스 폴
린 츄-민
Original Assignee
서지코스, 인코포레이티드
미카엘 큐. 태틀로우
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25004118&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR930003313(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

내용 없음.

Description

과산화수소 플라스마 살균 시스템
제 1 도는 본 발명에서 사용된 플라스마 반응기의 도해이다.
본 발명은 기체상 플라스마중에서의 제품 살균에 관한 것이며, 보다 특히는 플라스마중에서 과산화수소를 사용하여 의료기기 등의 표면 및 제품상에서 미생물을 살균함에 관한 것이다.
과거에는 1회용 및 재사용가능한 의료기기, 식품 및 식품용기를 포함하는 상이한 형태의 제품을 살균하기 위하여 다양한 살균방법을 이용해왔다. 과거에는 증기 또는 건열에 의한 살균을 광범위하게 이용했다. 그러나, 습열 또는 건열에 의한 살균법은 이러한 열 또는 증기에 의해 역효과를 나타내는 물질을 살균하는 데는 유용하지 못하다. 또한, 산화에틸렌 기체를 사용하기도 하였으나, 특히 역효과를 나타낼 수도 있는 살균하려는 제품과 접촉하게 되는 환자에게 독성 잔류물을 남길 수도 있다는 단점을 나타낸다. 또한, 살균시킨 약간의 제품으로부터 잔류 산화에틸렌을 제거하는데 필요한 연장된 공기순환 주기는 산화에틸렌 살균시간을 지나치게 연장시킨다.
용기를 살균하기 위한 플라스마의 용도는 미합중국 특허 제 3,383,163호에 교시되어 있다. 플라스마는 상이한 공급원으로부터 에너지 공급에 의해 생성될 수 있는 이온화된 기체 바디(body)이다. 이온화된 기체는 살균하려는 물체의 표면상에서 미생물과 접촉하여 미생물을 효과적으로 박멸할 것이다.
미합중국 특허 제 3,851,436호에는 라디오파 발생기를 사용하여 아르곤, 헬륨 또는 크세논과 같은 불활성 기체로부터 상기한 플라스마를 생성시키는 것이 기재되어 있다. 또한, 미합중국 특허 제3,948,601호에는 아르곤, 질소, 산소, 헬륨 또는 크세논을 이온화시키는 라디오파-생성된 플라스마의 용도가 기재되어 있다. 상기한 방법들은 살균하려는 물품의 플라스마를 직접 접촉시켜야 하며 살균과 동시에 물품을 포장하지는 못한다. 1회용 의료기기를 살균하는데 이용하는 통상의 살균법은 물품을 살균한 후에 포장하는 경우 미생물 오염될 수 있으므로 살균전에 포장해야 한다.
미합중국 특허 제 4,207,286호는 플라스마 살균 시스템중에서 사용하는 기체로서, 글루타르알데히드를 사용하는 기체플라스마 살균 시스템에 대해 기재하고 있다. 살균하려는 물체를 밀봉되지 않은 용기에 넣거나 포장하여 살균주기에 적용시킨다. 완전히 살균되었을 때 용기를 밀봉한다. 살균주기 도중에 기체가 포장 또는 용기 내부로 들어가거나 살균하려는 물체의 표면상에 존재할 수 있는 모든 미생물과 기체가 접촉하도록 용기가 열려 있어야 한다.
미합중국 특허 제 4,321,232호는 살균하려는 대상을, 다공성 물질로부터 제조한 포장내에 넣는 플라스마 살균 시스템을 기재하고 있다. 이 과정에서 사용하는 기체는 산소이며, 이는 60분 이내에 다공성 포장을 통해 살균할 수 있음을 지적한다.
미합중국 특허 제 4,438,357호는 산소, 질소, 헬륨, 아르곤 또는 프레온을 기체로서 사용하는 플라스마 살균법을 기재하고 있다. 압력은 펄스시킨다. 즉, 용기내 압력을 주기적으로 교대로 증가시키거나 감소시킨다. 또한, 압력주기중 압력 하강 부분 동안 플라스마의 에너지가 빠져, 살균하려는 물품에 대한 가열효과가 감소될 수 있다.
일본국 특허원 제 103460-1983호에는 기체가 아산화질소 또는 아산화질소와 또다른 기체(예 : 산소, 헬륨 또는 아르곤)와의 혼합물로 이루어지는 플라스마 살균법이 기재되어 있다. 이 방법은 포장, 특히 폴리에틸렌트리플루오라이드 또는 폴리에틸렌테트라플루오라이드 수지, 또는 이들 물질로 피복된 종이로부터 제조된 포장을 통해 살균시키는데 이용할 수 있다.
일본국 특허원 제 162276-1983호에는 산화질소 기체 또는 산화질소 기체와 오존과의 혼합물을 플라스마 형태로 사용하는 식품살균이 기재되어 있다.
선행의 모든 플라스마 살균 시스템은 효과적인 살균에 필요한 시간, 살균과정시 수득한 온도, 또는 후-살균 포장을 필요로 하는 어떤 과정의 특별한 요구 사항에 대한 제한이 있기 때문에 상업적으로 광범위하게 사용하지 못했다.
과산화수소는 살충성을 나타내는 것으로 공지되어 있으며, 다양한 표면상에 존재하는 박테리아를 박멸하는데 용액중의 과산화수소를 사용해 왔다. 미합중국 특허 제 4,437,567호에는 의료용 또는 외과용 포장물품을 살균 하기 위하여 저농도, 즉 0.01 내지 0.10%의 과산화수소수용액을 사용함이 기재되어 있다. 실온에서의 살균은 적어도 15일을 필요로 한다. 보다 높은 온도에서는 거의 하루 이내에 살균시킬 수 있다.
미합중국 특허 제 4,169,123호, 제 4,169,124호 및 제 4,230,663호에는 살균 및 소독을 위한 80℃ 이하에서 0.10 내지 75㎎의 H2O2증기/ℓ농도로 기체상의 과산화수소의 용도가 기재되어 있다. 농도 및 온도에 따라 살균시간은 30분 내지 4시간으로 광범위한 것으로 보고되어 있다.
항생작용을 증가시키기 위해 과산화수소와 함께 자외선을 사용하는 방법이 미합중국 특허 제 4,366,125호 및 제 4,289,728호에 기재되어 있다. 살균하려는 물체의 표면 아래에서 UV 방사에 의한 투과 결핍으로 상기의 방법은 방사에 대해 직접 노출될 수 있는 투명용액 또는 표면에 대해서 살균효과를 수행해야 하는 제한을 갖는다. 불투명한 포장내의 물체 또는 UV선을 흡수하는 투명 포장내의 물체는 살균시킬 수 없다.
과산화수소로 살균시킨 식품 포장물질은 사용하기 전에 물질로부터 제거해야 하는 과산화수소 잔류물을 함유한다. 미합중국 특허 제 4,368,081호는 살균시킨 식품포장으로부터 잔류 과산화수소를 제거하기 위한 산화방지제 또는 환원제(예 : L-아스코르브산)의 용도를 기재하고 있다.
이제까지는, 과산화수소와 플라스마와의 혼합물을 살균용으로 사용하지는 않았었다.
본 발명은 저온 플라스마 살균 시스템에서 활성 종류의 전구체로서 과산화수소를 사용한다. 살균과정은 살균시키기에 충분한 에너지수준에서 플라스마가 생성되기 전에, 우선, 살균하려는 물체를 과산화수소와 접촉시킨다. 과산화수소와의 초기 접촉시간을 가짐으로써 저온 플라스마를 사용하여 살균하는데 필요한 총 시간 및 에너지가 유의하게 감소됨을 발견하였다. 또한, 과산화수소로 전-처리함으로써 다수의 상이한 형태의 포장물질내에서도 살균시킬 수 있다.
플라스마중의 H2O2분해생성물이 물, 산소 및 수소를 함유하기 때문에, 플라스마 처리후 살균된 물체에 대한 독성 잔류물이 남아있지 않다.
본 발명의 방법은 2가지 중요한 면에 있어서 선행의 기체 플라스마 살균법과는 상이하다. 첫째, 산소, 질소 등과 같은 불활성 종류보다 반응적인 종류의 전구체로서 과산화수소증기를 사용한다는 것이다. 두번째 중요한 차이는 살균하는데 필요한 수준의 에너지를 적용하기 전에, 과산화수소증기를 살균하려는 물품과 접촉시키는 전-처리 시간을 가진다는 것이다. 본 발명의 방법에 있어서, 살균하려는 물품을 플라스마 쳄버(chamber)에 넣고, 이 쳄버를 닫고, 쳄버내 기체를 제거하여 쳄버내부가 진공이 되도록 한다. 이어서, 과산화수소수용액을 쳄버로 주입하여 쳄버내압을 약 0.11 내지 10토르 수준으로 상승시킨다. 살균하기에 충분한 에너지 수준에서 플라스마가 생성되기 전에, 과산화수소를 살균하려는 물체와 밀접하게 접촉시키기에 충분한 시간, 통상 5 내지 30분 동안 쳄버내에는 과산화수소가 남게 된다. 이이서, 쳄버내 과산화수소농도 및 쳄버에 적용한 에너지에 따라, 초기의 플라스마 생성으로부터 5분 만큼 단기간에 살균시킬 수 있지만, 살균을 완결시키기 위하여 50분 이하동안 계속 에너지를 유지시킨다. 또한, 플라스마 쳄버외부에서 전-처리 단계를 수행할 수도 있다. 플라스마가 생성될 수 없는 진공쳄버에 살균하려는 물체를 넣을 수 있다. 이 쳄버를 비우고 진공쳄버로 과산화수소를 주입시킨다. 살균하려는 물체를 목적하는 전-처리 시간 동안 진공쳄버에서 유지시킨 다음, 플라스마 쳄버에 넣으면 플라스마가 생성된다.
본 발명의 방법으로 살균하려는 물질 또는 대상은 살균제품용으로 사용하는 통상의 다양한 포장물질로 포장할 수 있다. 바람직한 물질은 상표명 타이벡(TYVEK)으로 시판되는 실로 짠(spunbonded) 폴리에틸렌 포장물질, 또는 타이벡과 상표명 마일라(MYLAR)로 시판되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 포장물질과의 복합물질이다. 또한, 기타의 유사한 포장물질을 사용할 수도 있다. 또한, 종이포장물질도 사용할 수 있다. 종이포장의 경우, 과산화수소 및 기타의 반응성 종류와 종이가 상호작용할 수 있기 때문에, 살균하는데 필요한 가공시간이 보다 길어질 것이다.
통상, 플라스마는 기체중에서 전기 방전시켜 생성된다. 대기압 또는 고압에서 생성된 플라스마를 "아아크" 또는 고온 플라스마라고 칭하며, 1000℃ 이상의 온도를 포함할 수 있다. 저압, 즉 10-3내지 102토르에서 생성된 플라스마는 "글로우(glow) 방전" 또는 저온 플라스마 라고 칭하며 수십 내지 수백 ℃를 포함한다. 본 발명의 저온 플라스마는 바람직하게 10토르 미만의 압력에서 생성되며 통상은 100℃ 미만을 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "플라스마"는 생성가능한 모든 방사를 포함하여, 전기장을 적용한 결과로서 생성된 전자, 이온, 유리 라디칼, 해리되고/거나 여기된 원자 또는 분자를 함유하는 모든 기체 또는 증기부분을 포함하려는 뜻이다. 적용한 전기장은 광범위한 주파범위에 걸친 것이지만, 라디오파를 통상적으로 사용한다.
플라스마 살균은 통상 제 1 도에 도시한 바와 같이 쳄버(20)에서 수행한다. 이 쳄버는 살균하려는 물품을 도입시킬 수 있는 문 또는 개구부(10)를 포함한다. 이 쳄버는 또한, 기체를 쳄버로 주입시키기 위한 유입부(11) 및 쳄버를 비울 수 있도록 하는 진공펌프와 연결된 라인(12)을 포함한다. 쳄버(20)로 과산화수소수용액을 도입시키기 위한 기체유입라인(11)에 포트(14)가 있다. 쳄버는 이 쳄버 전체주위를 감을 수 있거나, 쳄버의 측면상에 위치할 수 있는 라디오파 전극(13), 및 필요한 라디오파 시그널을 생성하는 라디오파 생성기를 포함한다. 코일 또는 축전기 플레이트세트를 사용하여, 매칭 네트워크(matching network)의 출력으로부터인 RF력을 방전과 커플링시킨다. 상기의 2가지 형태의 커플링은 각각, 유도 커플링 및 축전커플링이라고 칭한다. 또한, 기능생성기, RF력 증폭기, 전력기 매칭 네트워크를 포함하여, 라디오파 시그널 생성을 조절하는 다양한 제어장치도 사용하며 제 1 도에 설명하고 있다. 매칭 네트워크는 증폭된 RF 시그널 입력을 코일로 매칭시킨다. 쳄버를 비우고, 기체 또는 기화된 액체를 주입하고, 전극을 가동시킴으로써 플라스마가 생성된다. 플라스마는 전술한 선행기술의 플라스마 살균 시스템에서와 동일한 방법으로 본 발명의 방법에서 생성된다.
본 발명 방법에서 사용한 플라스마는 연속되거나 펄스될 수 있는데, 즉, 에너지를 플라스마에게 연속적으로 공급하거나, 플라스마는 플라스마 압력을 일정하게 유지하면서 주기적으로 에너지를 활성화시킴으로써 플라스마가 펄스될 수 있다. 펄스된 플라스마를 사용하면 살균하려는 물품의 과열을 방지할 뿐만 아니라, 쳄버내 기체의 과열도 방지된다. 펄스순서는 어떤 물품이든지 과열의 위험없이 매우 넓은 범위에 걸쳐서 변화시킬 수 있다. 통상, 펄스순서는 에너지 공급대 차단의 비이다. 예를들면, 1 : 2 펄스된 플라스마의 경우, 0.5밀리초 동안 에너지를 공급한 다음 에너지를 차단하고, 1.0밀리초 후 다시 공급한다. 특정의 펄스순서가 결정적이지는 않다. 초단위보다는 분단위로 에너지를 공급할 수 있다. 펄스시키는 목적은 살균하려는 물체의 과열을 피하기 위함이며, 과열을 피하고 적당한 시간내에 살균하는 어떠한 펄스순서라도 이용할 수 있다. 살균하려는 물체를 과열시킬 위험이 거의 없는 경우 연속 플라스마를 사용할 수도 있다.
이미 지적한 바와 같이, 본 발명의 방법에서, 살균에 필요한 에너지를 공급하기 전에, 과산화수소를 플라스마 쳄버에 주입시킨다. 과산화수소는 약 3 내지 20중량%의 과산화수소 함유-과산화수소수용액의 형태로 주입시킨다. 쳄버내의 과산화수소 증기농도는 쳄버 용적 1ℓ당 과산화수소 0.05 내지 10㎎ 일 수 있다. 보다 고농도의 과산화수소는 살균시간을 보다 단축시키게 될 것이다. 0.125㎎/ℓ의 농도가 최소의 바람직한 과산화수소 농도이다. 공기, 또는 아르곤, 헬륨, 질소, 네온 또는 크세논과 같은 불활성 기체를 과산화수소와 함께 쳄버에 첨가하여 쳄버내압력을 목적하는 수준으로 유지시킬 수 있다. 과산화수소용액을 하나 이상의 개별 주입으로 주입시킬 수 있다. 예를들면, "0"시간에서, 사용하려는 과산화수소 용액 총량의 1/2을 쳄버에 주입시킬 수 있고, 5분 후 나머지의 과산화수소 용액을 주입시킬 수 있다. 이이서, 에너지를 5 내지 10분 동안 더 공급하기 전에, 쳄버에는 과산화수소가 남아있게 된다. 명백히, 전-처리 시간에 의해 과산화수소는 포장물질을 통해 확산되며, 접촉시키지 않는 경우, 과산화수소는 살균하려는 물품의 표면과 매우 근접하게 된다. 라디오파 생성기에 에너지를 공급하는 경우, 과산화수소와 플라스마와의 혼합에 의해 포자박멸성활성 종류가 생성되므로, 살균하는데 필요한 시간이 선행기술의 방법에서보다 단축된다. 전-처리과정동안 저에너지 수준에서 플라스마를 생성시킬 수 있지만, 전-처리과정 동안 에너지를 공급하는 데에 특별한 장점이 있는 것은 아니다.
포자박멸활성의 정확한 기전이 확실히 밝혀진 것은 아니지만, 전기방전의 경우 과산화수소가 유리 라디칼, 즉 OH, O2H, H로 해리될 수 있다[참조 : M. Venugopalan 및 A. Shih, Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol. 1, No 2, page 191-199, 1981]. 아마도, 상기의 유리라디칼은 단독으로 또는 과산화수소와 혼합하여 포자박멸활성의 주 원천일 것이다. UV 방사는 또한 저온 플라스마에서 생성되며, 특히 과산화수소의 존재하에 포자박멸활성을 나타낼 수 있다.
본 발명 방법의 일반적인 작동은 다음과 같다:
⑴ 살균하려는 대상 또는 물품을 진공쳄버 또는 플라스마 쳄버에 넣는다.
⑵ 쳄버압력을 약 0.05토르까지 승압시킨다.
⑶ 과산화수소수용액을 쳄버에 주입시켜, 기화된 물 및 과산화수소의 압력이 0.5 내지 10토르가 되도록 한다. 쳄버에 주입시킨 과산화수소의 농도는 쳄버용적 1ℓ당 약 0.05 내지 10㎎일 수 있다. 바람직한 농도는 0.208㎎/ℓ이다.
⑷ 살균하기에 충분한 에너지를 플라스마에 공급하기 전에, 살균하려는 물품을 약 5 내지 30분 동안 쳄버에 넣는다. 이 시간은 본 명세서에서 전-처리시간을 의미한다. 30분 이상의 전-처리 시간을 이용할 수도 있다. 전처리 시간은 사용한 포장형태, 살균하려는 물품갯수, 및 물품의 쳄버내에서의 위치에 따라 좌우될 수 있다.
⑸ 살균하려는 물품은 전-처리쳄버 또는 별도의 플라스마 쳄버내에서 플라스마를 공급한다.
⑹ ) 플라스마를 생성하기 위하여 사용한 RF력은 연속적일 수 있거나 펄스화시킬 수 있다. 물품을 5 내지 60분 동안 플라스마내에 남겨 두어 완전히 살균시킨다.
플라스마처리 동안 과산화수소가 무독성 생성물로 분해되기 때문에, 물품을 사용전 살균시킨 물품 또는 이의 포장으로부터 잔류 과산화수소를 제거하기 위한 어떠한 추가단계도 필요로 하지 않는다.
하기의 실시예에서, 살균과정의 효과는 시험후 생존하는 유기체의 갯수(S) : 시험전 부분표본상에 있는 초기의 유기체갯수(SO)의 비로서 나타낸다. 모든 실시예에서, 시험한 유기체는 종이 디스크상에 놓거나 실로 짠 폴리에틸렌 포장으로 포장한다. 바실루스 서브틸리스[Bacillus subtilis(var. Globigii)]포자이다. 모든 실시예는 2.49MHz의 주파로 작동하는 5.5ℓ들이 플라스마 쳄버에서 수행하며, 단 예외로 실시예 V마는 3.89MHz의 주파에서 실시한다.
[실시예 Ⅰ]
표 Ⅰ은 본 발명의 플라스마주기에 있어서, 본 발명의 과산화수소/플라스마 시스템의 포자박멸활성을 선행의 기타 기체와 비교한 것이다. 모든 시험은 동일한 반응조건, 즉, 0.5밀리초 동안 플라스마를 공급하고 1.0밀리초 동안 플라스마를 차단하는 1주기로 150와트의 플라스마를 15분 동안 펄스하는 조건하에서 수행한다. 모든 시험은 표에 기재한 기체를 사용하여 10분 동안 전-처리 주기를 이용한다. 모든 전-처리 및 플라스처리는 1.5토르의 압력에서 수행한다. 글루타르알데히드 및 과산화수소 전-처리주기는 각각, 0.208㎎/ℓ의 글루타르알데히드 및 과산화수소를 함유한다. 그 결과를 S/SO로 나타내며, 여기에서 S는 생존하는 유기체 갯수이고 SO는 초기의 유기체 갯수이다.
[표 Ⅰ]
기타의 기체/플라스마시스템과 H2O2/플라스마시스템과의 포자박멸활성 비교
Figure kpo00001
단지 과산화수소/플라스마시스템만이 포자박멸활성이 양호하며, 처리대상을 살균시킨다.
[실시예 Ⅱ]
포자박멸활성에 대한 플라스마 쳄버내 과산화수소농도효과는 1.0토르의 압력에서 10분 동안 상이한 농도의 과산화수소증기를 사용하여 시험샘플을 전처리하여 측정한다. 그다음 처리된 샘플을, 0.5밀리초 동안 플라스마를 공급하고 1.0밀리초 동안 플라스마를 차단하는 1주기로 200와트의 펄스 플라스마에 15분 동안 노출시킨다. 2개의 대조군, 단지 과산화수소만을 사용하는 대조군과 단지 물 플라스마만을 사용하는 대조군도 역시 진행시킨다. 그 결과는 표 Ⅱ에 나타낸다.
[표 Ⅱ]
포자박멸활성에 대한 H2O2농도의 효과
Figure kpo00002
* 이 시험에서는 4.16㎎ H2O/ℓ 함유-플라스마를 사용한다.
** 총 2.4×105의 유기체가 박멸된다.
포자박멸활성은 물 플라스마 단독으로나 농도가 0.625㎎/ℓ 이하인 H2O2단독으로는 수득되지 않는다. 그러나, 포자박멸활성은 평가한 모든 H2O2농도에서 H2O2/플라스마 혼합물을 사용하여 유의하게 증진된다.
[실험예 Ⅲ]
포자박멸활성에 대한 압력효과는 0.208㎎/ℓ의 과산화수소농도 및 실시예 Ⅱ에서와 동일한 전-처리 및 플라스마주기를 이용하여 측정한다. 활성은 0.5토르, 1.0토르 및 2.0토르의 압력에서 측정한다. 또한, 단지 공기 플라스마 및 단지 과산화수소만의 활성도 측정한다. 이들 시험 결과를 표 Ⅲ에 나타낸다.
[표 Ⅲ]
H2O2플라스마의 포자박멸 활성의 압력효과
Figure kpo00003
* 총 3.4×105의 유기체가 박멸된다.
활성은 플라스마 단독으로나 H2O2단독으로는 모든 압력에서 저수준으로 수득된다. H2O2＋플라스마시스템을 사용한 활성은 1.5토르의 압력에서 최적이다.
[실시예 Ⅳ]
포자박멸활성에 대한 플라스마력 효과는 0.208㎎ H2O2/ℓ의 과산화수소농도를 1.5토르의 압력에서 측정한다. 에너지 수준은 50와트, 100와트, 150와트 및 200와트이다. 플라스마는 실시예 Ⅱ에서와 같이 펄스시키고, 샘플은 실시예 Ⅱ에서 이용한 방법으로 10분 동안 전-처리 한다. 또한, 공기 플라스마 단독 및 과산화수소 단독 시험도 수행한다. 이 결과를 표 Ⅳ에 나타낸다.
[표 Ⅳ]
공기 플라스마 및 H2O2＋플라스마의 포자박멸활성에 대한 RF력 수준의 효과
Figure kpo00004
* 총 1.8×105의 유기체가 박멸된다.
공기 플라스마만을 사용하면 모든 에너지 하중에서 포자박멸활성이 저수준이다. 포자박멸활성은 H2O2＋플라스마시스템을 100와트에서 사용하여 유의하게 수득되며 살균은 150 및 200와트 에너지에서 살균된다.
[실시예 Ⅴ]
과산화수소 전-처리하는 동안 생성된 플라스마의 포자박멸활성에 대한 효과는 1.5토르의 압력에서 0.208㎎ H2O2/ℓ의 과산화수소농도를 사용하여 측정한다. 10분 동안 과산화수소 전-처리하는 동안 3.89MHz에서 50와트, 75와트, 100와트, 125와트 및 500와트의 에너지를 공급한다. 플라스마는 0.5밀리초 동안 공급하고 1.0밀리초 동안 차단하는 1주기로 펄스시킨다. 10분 동안 전-처리한 후, 모든 샘플을 0.5밀리초 동안 공급하고 1.0밀리초 동안 차단하는 150와트의 에너지에 15분 동안 노출시킨다. 그 결과를 표 Ⅴ에 나타낸다.
[표 Ⅴ]
H2O2＋플라스마의 포자박멸활성에 대한 전-처리 동안의 RF력 수준의 효과
Figure kpo00005
포자박멸활성은 과산화수소 전-처리하는 동안 저에너지 수준, 즉 50와트 및 75와트를 공급할 때 유의하게 수득된다. 생플로 확산될 수 있기 전보다 많은 과산화수소가 해리되는 고수준의 에너지에서, 매우 제한된 포자박멸활성이 관찰된다.
[실시예 Ⅵ]
포자박멸활성에 대한 플라스마력의 펄스화 효과는 0.208㎎ H2O2/ℓ의 과산화수소농도 및 1.5토르의 압력을 사용하여 측정한다. 샘플을 실시예 Ⅱ에서와 같이 과산화수소로 10분 동안 전-처리한다. 또한, 공기 플라스마 단독 및 과산화수소 단독 시험을 수행한다. 전술한 시험에서와 같이 과산화수소 단독시험으로 약 4.0×10-1의 S/SO 값을 수득한다. 100와트의 연속 플라스마를 5분 동안 사용한 결과, 및 0.5밀리초 동안 공급하고 1.0밀리초 동안 차단하는 1 주기로 펄스된 150와트의 플라스마를 15분 동안 사용한 결과를 하기 표 Ⅵ에 나타낸다.
[표 Ⅵ]
포자박멸활성에 대한 플라스마 펄스 효과
Figure kpo00006
* 총 2.2×105의 유기체가 박멸된다.
이들 시험결과로, 연속 플라스마 처리로 5분 내에 살균시킬 수 있음을 알 수 있다.
[실시예 Ⅶ]
포자박멸활성에 대한 H2O2/플라스마 반복처리의 효과는 0.125㎎/ℓ의 과산화수소농도 및 1.5토르의 압력을 사용하여 측정한다. 각각의 처리주기는 H2O2를 사용하는 전-처리 기간 10분, 및 200와트의 펄스 플라스마(0.5밀리초 동안 플라스마를 공급하고 1.0밀리초 동안 플라스마를 차단)에 노출시키는 15분으로 구성된다. 1회 및 2회의 처리주기의 효과를 표 Ⅶ에 나타낸다.
[표 Ⅶ]
포자박멸활성에 대한 H2O2/플라스마 주기횟수의 효과
Figure kpo00007
* 총 2.5×105의 유기체가 박멸된다.
이들 결과로, 샘플을 2회 H2O2/플라스마 처리하여 저농도의 H2O2에서 살균시킬 수 있음을 안다.
상기한 실시예들은 플라스마 살균과정에서 과산화수소를 반응종류의 전구체로서 사용하는 효과를 설명한다. 과정의 작동인자, 즉 과산화수소농도, 전-처리주기횟수, 공급 에너지 및 플라스마 생성기간을 상당히 넓은 한계내에서 변화시켜, 적절한 살균 주기를 제공할 수 있다. 플라스마 생성기간이 증가되는 경우, 공급한 에너지 또는 과산화수소농도를 감소시킬 수 있으며, 유사하게는, 과산화수소의 농도 또는 공급 에너지가 증가되는 경우, 플라스마 생성기간을 감소시킬 수 있다.
[실시예 Ⅷ]
플라스마에 노출된 대상의 온도가 상승하기 때문에, 과산화수소 및 열을 사용하여 수득한 포자박멸활성을 과산화수소 및 플라스마를 사용하여 수득한 포자박멸활성과 비교하는 실험을 수행한다. 이 시험은 플라스마 쳄버내 철사우리 내부 및 외부에 샘플을 둠으로써 수행한다. 금속이 RF 방사를 효과적으로 차폐하기 때문에, 철사 우리 내부의 샘플이 RF 방사 및 플라스마로부터 차폐되지만, 과산화수소증기 또는 플라스마에 의해 생성된 열에 의한 노출로부터는 차폐되지 못한다. 샘플을 1.5토르의 압력에서 0.208㎎/ℓ의 과산화수소로 10분 동안 처리한다. 그다음, 처리된 샘플을 0.5밀리초 동안 플라스마를 공급하고 1.0밀리초 동안 플라스마를 차단하는 1주기로 150와트의 펄스플라스마에 15분 동안 노출시킨다. 철사우리 내부 및 외부에 위치한 나일론 장벽의 온도는 럭스트론 모델(Luxtron Model) 1000A, 플루오르옵틱(FLUOROPTICTM) 온도계로 모니터한다. 플라스마 처리 말기에 철사우리 내부 및 외부에 기록된 온도는 각각 52.1℃ 및 56.9℃이다. 포자박멸시험결과는 표 Ⅷ에 수록한다. 또한, 과산화수소증기만을 사용하는 대조실험도 수행한다.
[표 Ⅷ]
과산화수소와 열 및 과산화수소와 플라스마를 사용하는 포자박멸활성의 비교
Figure kpo00008
* 총 3.0×105의 포자가 박멸된다.
이들 결과는, 과산화수소와 플라스마와의 혼합물을 사용하는 철사우리 내부보다 외부에서의 포자박멸활성이 유의하게 우수함을 나타낸다. 철사우리 내부의 감소된 포자박멸활성은 플라스마 생성의 부재에 기인하는데, 이는 우리내부 및 외부에서 단지 과산화수소만을 사용하여 유사한 포자박멸활성을 수득하며, 플라스마 처리 후 철사우리 내부 및 외부의 온도는 유사하다.

Claims (9)

  1. 살균시킬 물품을 쳄버에 넣고 ; 과산화수소를 이 물품에 근접하도록 하기에 충분한 시간인 전-처리시간 동안 물품을 과산화수소증기와 접촉시키고 ; 이 물품 주위에서 과산화수소 플라스마를 생성시키고 ; 과산화수소 플라스마로부터 생성된 활성 종류가 물품을 살균시키기에 충분한 시간 동안 과산화수소 플라스마내에 물품을 유지시키는 단계를 포함함을 특징으로 하여, 과산화수소를 플라스마중의 활성 종류 전구체로서 사용하는 플라스마 살균방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 쳄버내의 과산화수소농도가 쳄버용적 1ℓ당 0.05㎎ 이상인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 과산화수소 플라스마가 1 : 2의 에너지 공급대 차단의 비로 펄스화된 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 쳄버내의 과산화수소증기 농도가 쳄버용적 1ℓ당 0.05 내지 10㎎인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 쳄버내의 과산화수소증기의 농도가 쳄버용적 1ℓ당 0.208㎎인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 전-처리시간이 5 내지 30분인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 과산화수소 플라스마가 5 내지 60분에 걸쳐서 생성되는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 과산화수소가 물품에 근접하도록 하기에 충분한 시간인 전-처리시간 동안 물품을 과산화수소증기와 접촉시키고 ; 이 물품 주위에서 과산화수소 플라스마를 생성시키고 ; 과산화수소 플라스마로부터 생성된 활성 종류가 물품을 살균시키기에 충분한 시간 동안 과산화수소내에 물품을 유지시키는 단계를 반복수행하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 과산화수소가 무독성 생성물로 분해될 때까지 과산화수소 플라스마를 유지시키는 방법.
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