專利名稱：在彌散受限的環境中進行消毒的方法
技術領域：
本發明涉及一種用過氧化物源和負壓對諸如醫療器械等物品進行消毒的方法，更具體地說，本發明涉及的方法包括在把物品或包含物品的彌散受限環境暴露于負壓下或與等離子體相結合的負壓下之前用過氧化物源接觸所述物品和包含物品之彌散受限環境的步驟。
一般是利用加熱例如蒸汽、或化學物質例如氣體或氣化狀態地甲醛或環氧乙烷對醫療器械進行消毒。每一種方法都有其缺點。很多醫療裝置例如光導纖維裝置、內窺鏡、電動工具等都對熱、濕或兩者很敏感。甲醛和環氧乙烷都是能對衛生工作者造成潛在危險的毒性氣體。環氧乙烷的問題尤其嚴重，這是因為在使用環氧乙烷時需要很長的通風時間才能從被消毒的物器上除去所述氣體。這導致消毒周期過長。
已經發現使用液體過氧化氫溶液進行消毒需要高濃度消毒劑、很長的暴露時間和/或較高溫度。然而，使用過氧化氫蒸汽進行消毒則顯示出其比其它化學消毒方法具有某些優點(參見例如U.S.專利4169123和4169124)。如1987年2月17日授予Jacobs等人的美國專利US-464387中所述，把過氧化氫與等離子體相結合具有一些其它的優點。1988年7月12日授予Jacobs等人的美國專利US-4756882中公開了使用從由等離子體發生器產生的作為反應物質產物母體的過氧化氫水溶液中生成過氧化氫蒸汽的內容。使緊貼待消毒物品彌散的過氧化氫蒸汽與等離子體彼此結合相互作用可以對既使是處于密閉包裹中的物品進行消毒。此外，這些把過氧化氫蒸汽與等離子體相結合的方法雖然在“開放”式系統中是很有用的，但是由于這些方法取決于在消毒之前消毒劑蒸汽緊貼物品的彌散程度，所以現在已經發現其并不適用于對具有彌散受限區的物品進行消毒。因此，當把這些方法用于長的狹窄管腔中時，這些方法需要很高的消毒劑濃度、很長的暴露時間和/或很高的溫度。例如，長度長于27cm和/或內徑小于0.3cm的管腔是特別難消毒的。因此，在已有技術中不存在簡單、安全和有效消毒小管腔的方法。
因此在對例如長的狹窄管腔等包含彌散受限區域的物品進行消毒時遇到了極大困難。使用由過氧化氫水溶液產生的過氧化氫蒸汽的方法存在某些缺點，因為
1．水比過氧化氫具有更高的蒸汽壓力而且從水溶液中蒸發的比過氧化氫快。
2．水比過氧化氫有更低的分子量而且在蒸汽狀態下彌散的比過氧化氫快。
因此，當過氧化氫水溶液在待消毒物品的周圍區域中蒸發時，水首先到達物品且達到較高濃度。因此水蒸汽成為過氧化氫蒸汽滲入彌散受限區例如裂縫和長狹窄管腔的屏障。由于在其它原因中，重量大于65％的過氧化氫濃縮溶液因其氧化特性而可能產生危險，所以通過從水溶液中除去水和使用濃度更大的過氧化氫并不能解決問題。
授予Cumming等人的U.S.4952370號專利公開了一種消毒方法，其中過氧化氫水蒸汽首先在待消毒的物器上冷凝，然后將真空源施加于消毒腔以便使水和過氧化氫從物品上蒸發。這種方法適用于消毒表面，但是其在迅速消毒例如管形裝置中的彌散受限區時是無效的，這是因為該方法與過氧化氫蒸汽進入管腔進行消毒的彌散程度有關。
題為“對具有管腔的物品進行蒸發消毒的方法”且授予Jacobs等人的U.S.4943414號專利中公開了一種方法，其中把含有少量可蒸發液態消毒劑溶液的器皿安裝到管腔上，隨著在消毒循環期間壓力的降低使消毒劑蒸發并直接流入物品的管腔中。該系統的優點在于通過存在的壓力差將水和過氧化氫蒸汽推過管腔，從而提高了對管腔的消毒速度，但是該系統存在需要把器皿裝到每個待消毒管腔上的缺點。此外，水蒸發的很快且先于過氧化氫蒸汽進入管腔。
在U.S.專利5492672中公開了一種消毒狹窄管腔的方法。該方法使用了多組分消毒劑蒸汽而且要求消毒劑蒸汽流具有連續交替變化的周期和使這種流動不連續。完成這一方法需要使用復雜的設備。由于使用的是流動的蒸汽，所以在消毒過程中不能迅速到達端部封閉的管腔。
因此，目前需要一種簡單和有效的對具有蒸汽彌散受限區域例如長狹窄管腔的物品進行蒸汽消毒的方法。
本發明一方面涉及一種用于消毒具有彌散受限區的物品例如具有管腔的物品內部的方法。該方法包括的步驟有用過氧化物源接觸物品的內部，把物品暴露于負壓下，暴露時間應足以完成徹底消毒。在一個實施例中，過氧化物源包括液體或冷凝的蒸汽。在另一個實施例中，由液體構成的過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸。在另一個實施例中，由冷凝蒸汽氣構成的過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。如果在40℃和10torr下進行1小時的暴露步驟，且過氧化物源為1mg/L過氧化氫，那么在暴露步驟之后，可取的是彌散受限區優選保持0.17mg/L或更多的過氧化氫，或在其中保持17％或更多的過氧化氫。在某些優選實施例中，彌散受限區具有與長度為27cm和內徑為3mm的管腔相同或比其更多的彌散限制，或是具有與長度內徑比大于50的管腔相同或更多的彌散限制。過氧化物源的優選濃度小于25％(重量)。借助于通過諸如注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置等方法的傳遞可以完成接觸步驟。在優選實施例中，彌散受限區是一個長度至少為27cm且內徑不多于3mm，更優選的是內徑不多于1mm的管腔。完成暴露步驟的優選時間是60分鐘或更少，完成該步驟的優選壓力小于過氧化氫的蒸汽壓力。在本發明條件下的優選壓力范圍是0-100torr。在一個特別優選的實施例中，壓力約為10torr而且暴露步驟是在約23℃-約28℃的溫度下完成的。暴露步驟可以包括例如通過加熱形成暴露步驟的腔室而對物品進行加熱的步驟。可以把腔室加熱到約40℃-約45℃。此外可以把過氧化物源加熱到例如約40℃-約45℃。在把裝置暴露于負壓下的步驟期間可以選擇性地執行把裝置暴露于等離子體的步驟。在采用暴露于等離子體的實施例中，所述方法是在第一腔室中完成的而等離子體是在第二獨立腔室中產生的。該實施例進一步包括使等離子體流入第一腔室中的步驟。有利的是，可使該方法的接觸和/或暴露步驟重復一次或多次。
本發明的另一方面涉及一種消毒物品內部和外部的方法。該方法包括下列步驟用過氧化物源接觸物品；和把物品放到彌散受限環境中。接觸和放置步驟可以按兩個順序中的任一順序完成。在這些步驟之后緊接著把彌散受限環境暴露于負壓下，暴露時間應足以完成徹底消毒。接觸步驟可以在放置步驟之前或之后進行。如果在40℃和10torr下進行暴露步驟，并引入由1mg/L過氧化氫構成的過氧化物源，則可取的是在暴露步驟之后彌散受限環境保持0.17mg/L或更多的過氧化氫，或者在暴露步驟之后在其中保持17％或更多的過氧化氫。暴露步驟可以包括例如通過加熱暴露步驟發生的腔室或通過加熱過氧化物源而對物品進行加熱的步驟。在某些的優選實施例中，彌散受限環境具有與內徑為9mm或更小和長度為1cm或更大的單個入/出口相同或更多的彌散限制，或足以限制彌散以便在40℃和10torr下對2.2cm×60cm玻璃管中的不銹鋼刀片進行1小時徹底消毒，所述玻璃管上帶有橡膠塞，橡膠塞中設有1mm×50cm的不銹鋼出口管。在一個實施例中，過氧化物源包括液體或冷凝蒸汽。在另一個實施例中，由液體構成過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。借助于通過諸如注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置等方法的傳遞可以完成接觸步驟。在把管腔暴露于負壓的步驟期間還可以使用等離子體。如果使用等離子體，則可以在第一腔室中完成該方法和在第二且獨立的腔室中產生等離子體并且使等離子體流入第一腔室中。彌散受限容器可以具有至少一個出口管，該管可以是例如長度至少為1.0cm和內徑為9mm或更小的管件。出口管還可以包括一個過濾器。在一個優選實施例中，過濾器足以防止細菌從外部環境進入到容器中。可以使用的過氧化物源的濃度小于25％(重量)。完成暴露步驟的時間優選為60分鐘或更少。該方法還可以在暴露步驟期間與加熱物品的步驟同時進行。因此可以在腔室中進行暴露步驟，并且在暴露步驟期加熱腔室。可以在0-100Torr的負壓下進行暴露步驟。有利的是，該方法的各步驟還可以重復一次或多次。
本發明的再一個方面涉及一種對處于彌散受限容器中的物品進行消毒的方法。該方法包括用過氧化物源接觸物品，和把物品放入彌散受限容器中，這兩個步驟的順序不受限制。如果接觸步驟先于放置步驟首先進行，則在放置步驟之后可以重復接觸步驟。在這兩個步驟之后把彌散受限的容器暴露于負壓下，暴露時間應足以對物品進行徹底消毒。在本發明此例中使用的容器具有至少一個出口管。出口管中最好設置一個過濾器，該過濾器應足以防止細菌進入容器。出口管的長度至少為1.0cm和/內徑為9mm或更小。有利的是，可以將暴露步驟、接觸步驟或整個方法重復一次或多次。在一個優選實施例中，接觸步驟包括通過注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置等進行傳遞。在把容器暴露于負壓下的步驟期間可以使容器暴露于等離子體中。在一個實施例中，該方法是在密封的腔室中進行的而且在腔室中產生等離子體。暴露步驟優選在60分鐘或更少的時間內和/或在0-100Torr的壓力下進行。可以在暴露步驟期間對容器進行加熱或在接觸步驟之前對過氧化物源進行加熱。本發明還包括用本例所述方法得到的處于彌散受限容器中消毒物品。在一個實施例中，過氧化物源包括液體或冷凝蒸汽。在另一個實施例中，由液體構成的過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸。在另一個實施例中由冷凝蒸汽構成的過氧化物源包括過氧化氫或過蠟酸蒸汽。
本發明的再一個方面涉及一種提供處于彌散受限容器中的消毒物品的方法。該方法包括把物品放入彌散受限容器中并用過氧化物源接觸容器，這兩個步驟的順序可以顛倒。完成這些步驟之后把彌散受限容器暴露于負壓下，暴露時間應足以對物品進行徹底消毒。在本發明這一實例中作用的容器具有至少一個由出口管或空氣及蒸汽滲透窗構成的連通口。出口管中最好設置一個過濾器，過濾器應能足以防止細菌進入容器。出口管的長度至少為1.0cm和/內徑為9mm或更小。連通口最好通過一個連接器連接到待消毒的物品，以便使消毒劑蒸汽可以流過物品和流出容器。連接器最好是可以裝到所說物品管腔上的管子或適配器，或是容納帶有管腔的那部分物品的罩子。在一個實施例中，還將出口管附加地連接到容器外部的閥上并將閥與真空源相連。在一個實施例中由一個窗口構成的連通口對微生物來說是不能透過的。有利的是，暴露步驟、接觸步驟或整個方法可以重復進行一次或多次。在一個優選實施例中，接觸步驟包括通過注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置等進行傳遞。在把容器暴露于負壓下的步驟期間可以使容器暴露于等離子體中。在一個實施例中，該方法是在密封的腔室中進行的而且在腔室中產生等離子體。暴露步驟優選在60分鐘或更少的時間內和/或在0-100Torr的壓力下進行。可以在暴露步驟期間對容器進行加熱或在接觸步驟之前對過氧化物源進行加熱。本發明還包括用本例所述方法得到的處于彌散受限容器中的消毒物品。在一個實施例中，過氧化物源包括液體、固體或冷凝蒸汽。在另一個實施例中，由液體構成的過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸。在另一個實施例中由固體構成的過氧化物源包括過氧化脲絡合物或過氧化焦磷酸鈉絡合物或類以絡合物。在另一個實施例中由冷凝蒸汽構成的過氧化物源包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。
圖1是管腔的剖面圖，所述管腔中設有置于玻璃管內的接種用不銹鋼刀片，而玻璃管上只帶有一條狹窄的開口以形成測試本發明消毒方法的彌散受限環境。
圖2是剖面圖，其中把接種用不銹鋼刀片直接置于玻璃管中，而玻璃管上只帶有一條狹窄的開口以形成測試本發明消毒方法的另一種彌散受限環境。
圖3是剖面圖，其中把接種用不銹鋼刀片直接置于玻璃管中，而玻璃管的狹窄開口處設有過濾器以形成測試本發明消毒方法的另一種彌散受限環境。
圖4是彌散受限環境一個實施例的剖面圖，所述彌散受限環境用帶有有限彌散口(由管構成的連通口)的容器表示。
圖5A是彌散受限環境一個實施例的剖面圖，所述彌散受限環境用帶有有限彌散口(由管或管腔裝置構成的連通口)的容器和把管腔裝置與容器的連通口相連的管連接器表示。
圖5B是彌散受限環境一個實施例的剖面圖，所述彌散受限環境用帶有有限彌散口(由管或管腔裝置構成的連通口)的容器和把管腔裝置與容器的連通口相連的密封式連接器表示。
圖6是彌散受限環境一個實施例的剖面圖，所述彌散受限環境用帶有有限彌散口的容器和把管腔裝置連接到窗口的密封式連接器表示。
對管腔裝置內部進行消毒是對消毒系統提出的挑戰。在低溫下和用低濃度的消毒劑對管腔裝置或其它彌散受限物品進行迅速消毒則是提出了更為嚴峻的挑戰。在本發明中，通過在將物品暴露于真空下或選擇性地暴露于等離子體中之間用過氧化物源對待消毒的物品進行預處理或接觸而克服了已有消毒系統的缺點。此外，在暴露于真空下之前使包含待消毒物品的彌散受限環境與過氧化物源相接觸。過氧化物源包括在消毒時使物品在其中與之接觸的液體或冷凝蒸汽。在接觸彌散受限環境的情況下，過氧化物源還可以包括固體。液體包括過氧化氫或過醋酸的水溶液。固體包括過氧化脲絡合物或過氧化焦磷酸鈉絡合物或類似過氧化物絡合物。蒸汽包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。本發明的優選方法采用過氧化氫水溶液作為與待消毒物品相接觸的過氧化物源。本發明的方法適用于在既不損壞物品又不會在消毒物品上留下毒性剩余物的條件下對管腔或非管腔物品進行快速消毒。
按照本發明的方法，需輸送過氧化物源使其直接與待消毒物品接觸或直接與包含待消毒物品的彌散受限環境接觸。在管腔裝置的情況下，可以把過氧化物源直接輸送到管腔內。當物品具有使蒸汽彌散受限制的區域時，過氧化物源可以進入彌散受限區的內部。對不存在彌散受限問題的物品來說，可以將過氧化物源引入彌散受限環境的任何地方。通過直接輸送或物理放置等裝置、或通過靜態浸泡法、液體流通法、噴霧或蒸汽冷凝等可以把過氧化物源輸送到管腔內或使其與待消毒物品相接觸或與包含待消毒物品的彌散受限環境相接觸。物理放置還包括放置包含過氧化物源的容器。在本發明的優選方法中，由于不是通過與過氧化氫溶液相接觸進行消毒的，而是在真空下或真空與等離子體結合的情況下將物品在低溫下和短時間內暴露于過氧化氫蒸汽中實現消毒的，所以可以對過氧化氫水溶液進行相對稀釋，例如使其濃度為1.6％(重量)或更低。本發明的方法對具有難進入或難達到的部位的物品特別有效。這種物品包括狹長的管腔、活動關節和其它具有使蒸汽彌散受限部位的物品。
對消毒狹長管腔內部非常有效的一個本發明優選方法的實施例的總體操作如下
1．使待消毒的管腔與過氧化物源相接觸。可以通過物理輸送、或靜態浸泡、液體流通、噴霧或蒸汽冷凝使少量過氧化物源與管腔直接接觸。
2．把待消毒的管腔放在一個腔室內，將腔室密封和抽真空。(在將物品放入腔室中之后可以把過氧化物源送到物品的內部。)
3．將管腔暴露于真空中，暴露時間和溫度應足以完成消毒。
4．從腔室中取出消毒管腔。
在本發明方法的一個變型實施例中，使用了類似的方法對物品內部和外部進行消毒。在該變型的實施例中，將待消毒物品放入彌散受限的環境中。彌散受限的環境可以是剛性容器或具有至少一個出口管的柔性袋。在該實施例中，優選的出口管是彌散受限的出口管。另一方面，只要消毒劑蒸汽的彌散受到待消毒物品的限制，例如當消毒劑蒸汽必須流過有限的彌散區或待消毒物品的管腔時，出口管就不必是彌散受限管。這取決于容器的結構。可以用各種材料例如玻璃、金屬和塑料制作出口管而且出口管還可以帶有一個過濾器。過濾器能足以防止細菌從外部環境進入容器。將過氧化物源引入物品的內部。可以在把物品放入彌散受限環境之前或之后引入過氧化物源。然后象上述步驟2-4那樣把包含待消毒物品的彌散受限環境放入腔室中，暴露于真空下和將其取出。
對消毒狹長彌散受限管腔內部同樣非常有效的一個本發明方法的變型實施例的總體操作如下
1．把待消毒物品放入彌散受限的環境例如一個容器中，所說容器包括至少一個連通口，該連通口由一個出口管或空氣及蒸汽可透過的窗口構成；和
2．使彌散受限環境與過氧化物源相接觸，步驟1和2的順序可顛倒進行；隨后進行的是
3．將彌散受限環境暴露于負壓下，暴露時間應足以對所說環境進行徹底消毒。
最好通過一個連接器將連通孔與物品相連，以便使消毒劑蒸汽能夠流過物品和流出容器。在這個實施例中，由出口管或空氣及蒸汽可透窗構成的連通口還可以優選為彌散受限的的連通口。另一方面，只要消毒劑蒸汽的彌散受到待消毒物品的限制，例如當消毒劑蒸汽必須流過有限的彌散區或待消毒物品的管腔時，連通口特別是空氣及蒸氣可透窗就不必是彌散受限口。這取決于容器的結構。可以用各種材料例如玻璃、金屬和塑料制作出口管而且出口管還可以帶有一個過濾器。過濾器能足以防止細菌從外部環境進入容器。可以用可滲透材料例如蒂維克(Tyvek)制作空氣和蒸汽可透窗。
在與上述所有方法有關的本發明另一個變型實施例中，將待消毒物品暴露于真空下，隨后在低溫等離子體中放置一段足以完成消毒的時間。在本說明書和權利要求書中所使用的術語“等離子體”包括含有施加了包括可以產生任何附加輻射的電場后產生的電子、離子、自由基、游離的和/或激活的原子或分子的任何氣體或蒸汽。施加的場可以覆蓋很寬的頻率范圍；然而，一般使用射頻或微波。
本發明的消毒方法還可以與用上述U.S.4643876號專利中公開的方法產生的等離子體一起使用。另一方面，本發明的方法可以與U.S.5115166或5087418號專利中描述的等離子體一起使用，其中把待消毒的物品置于與等離子體源分離的腔室中。
本發明與原有的蒸汽消毒系統相比具有許多優點，例如(1)可以在低溫下迅速實現對管腔裝置和彌散受限物品的快速消毒；(2)可避免使用濃的具有潛在危險的殺菌溶液；(3)省去了在狹長管腔上安裝輸送消毒劑蒸汽用的特定容器；(4)不會留下有毒殘余物；(5)由于在方法結束時得到的物品是干的，所以實現物品的無菌保管；(6)可以消毒帶有封閉端的管腔；和(7)可以根據需要重復該方法而不會有不良影響。因此，本發明的方法提供了一種高效、無危險、和價格合適的消毒方法。
為了確定本發明優選消毒方法的有效性，首先進行的第一步測試是評價經稀釋的過氧化氫溶液對一個開放的非彌散受限環境中的污染表面的作用。這些測試在下面的實例1中描述。
實例1
為了單獨評價稀釋過氧化氫溶液的消毒效果，在不銹鋼解剖刀片上使用了由2.5×106個桿菌脂性喜溫生物孢子構成的生物致病體。將接種后的刀片浸入100ml燒杯內的40ml過氧化氫溶液中。使用了四種不同濃度的過氧化氫溶液其重量百分比為3％、6％、9％和12％。刀片浸在過氧化物溶液中的時間各不相同。然后從溶液中取出刀片并測試消毒效果。測試結果以處理后仍殘留污染的接種刀片數量與受測試的接種刀片數量之比的形式列在表1中。
表1
H2O2濃度和浸泡時間對H2O2溶液殺孢子能力的影響
H2O2濃度
*N/D-未測定
可以看到，在將刀片浸入12％的過氧化氫溶液中至少90分鐘后才能徹底消毒。然而，在6％的過氧化氫溶液中浸泡2小時后測試的刀片無一得到消毒。從這些數據中可以清楚地看到，如果不延長浸泡時間和增加溶液濃度，用稀釋的過氧化氫溶液單獨與物品接觸在消毒方面是無效的。
下面進行的實驗是評價對預處理步驟的狹長管腔進行消毒的效果，其中在將管腔暴露于真空之前先將待消毒的管腔暴露于過氧化氫溶液中。這個實驗評價的是過氧化氫蒸汽氣對管腔內部的消毒效果。該實驗在下面的實例2中詳細說明。
實例2
在不銹鋼解剖刀片上使用由1.9×106個脂性喜溫生物孢子構成的生物致病體。用過氧化氫水溶液對一些接種的刀片進行預處理。對其它標有對照刀片的接種刀片不用過氧化氫進行預處理。預處理是指在過氧化物溶液中靜態浸泡5分鐘。將經預處理的刀片擦干，然后將每個刀片置于3mm(內徑)(ID)×5cm(長度)的不銹鋼管腔內部。管腔中有一個1.3cmID和5cm長的中心件。把經預處理的刀片放入該中心件內部，并向中心件施加不同量的另一部分過氧化氫溶液。對對照刀片進行同樣處理，但不用過氧化氫溶液對其進行預處理。把管腔放入真空腔室中，將腔室抽真空到1Torr并保持15分鐘，在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。暴露于真空的步驟結束后將腔室通風并從腔室中取出刀片和測試其消毒效果。消毒結果如下
表2
預處理和過氧化氫濃度對管腔內部消毒效果的影響(A)用1％的過氧化氫溶液和在真空下
(B)用3％的過氧化氫溶液和在真空下
(C)用6％的過氧化氫溶液和在真空下
正如從這些結果中看到的那樣，用較稀的過氧化物溶液和暴露于負壓下可以達到消毒效果。當采用真空時，加到管腔中心件上的過氧化物被蒸發并與刀片相接觸，這足以完成消毒。從這些數據中可以看到，預處理可以提高效果，但是只要近氧化物從內向外彌散就不需要進行預處理。
把用過氧化物預處理后對各種尺寸的管腔內部進行消毒與不經預處理步驟對管腔內部進行消毒相比較。這個實驗將在實例3中詳細描述。
實例3
在不銹鋼解剖刀片上使用由1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子構成的生物致病體。以下表3中的實驗A包括用3％的過氧化氫水溶液對一些接種的刀片進行預處理。預處理是指在過氧化物溶液中靜態浸泡5分鐘。將經預處理的刀片擦干，然后將刀片和10μl的3％的過氧化氫溶液一起置于具有不同尺寸的不銹鋼管腔中心件內。中心件和內徑為1.3cm和長度為5cm。下述表3中的實驗B由不用過氧化氫溶液對其進行預處理但同樣進行接種處理的對照刀片構成。把每個接種對照刀片和10μl的3％的過氧化氫溶液一起直接置于不銹鋼管腔的中心件內。中心件的尺寸與與實驗A中的尺寸相同。用不同尺寸的管腔來評價管腔內徑和長度方向上的消毒效果。把管腔放入真空腔室中，將腔室抽真空到1Torr并保持15分鐘，在這15分鐘的消毒過程中，溫度從約23℃上升到約28℃。暴露于真空的步驟結束后，將腔室通風并從腔室中取出刀片和測試其消毒效果。其結果列在表3中，表中的“L/D之比”表示長度與內徑之比。
表3在不同尺寸的管腔中用稀釋過氧化氫進行預處理的效果
在實例3之實驗A的條件下測得的所有L/D之比大于50的管腔都是在該系統中將要被消毒的明顯彌散受限的管腔。因此，可以認為其它一些L/D之比大于50的管腔也應達到適合按本發明進行消毒的足夠的彌散受限程度。這個實驗表明，與已有的方法相比，在狹長的管腔內比在短且寬的管腔內更容易實現通過過氧化氫蒸汽從物品內部到物品外部的彌散而進行的消毒。可以認為這是由于在消毒過程中較大的管腔使過多的過氧化氫蒸汽彌散到管腔內部的外面。因此，蒸汽不能在足夠的時間內與內表面接觸或是不能以足以進行消毒的濃度與內表面接觸。
正如以上討論過的，用過氧化氫蒸汽對管腔進行消毒的已有方法通常不適合較短和較寬的管腔。與這些已有方法相比，本發明的方法對長度長于27cm和/或內徑小于3mm的狹長管腔的內部是有效的。
為了測定消毒劑蒸汽在系統中的彌散能力在達到消毒效果上是否是關鍵因素，而進行了將彌散受限系統和開放的非彌散受系統相比較的附加實驗。
非彌散受限系統是這樣一個系統，其中蒸汽在物品中和物品周圍的彌散不受狹窄開口、狹長管腔或類似物的限制。在此使用的“彌散受限”是指任何一種或多種流動特性(1)放置在本發明消毒系統中的物品在40℃和10Torr下一小時后保持0.17mg/L或更多過氧化氫溶液的能力；(2)與內徑為9mm或更小和長度為1cm或更大的單個入/出口相比具有相同或更多的彌散限制；(3)與長度為27cm和內徑為3mm的管腔相比具有相同或更多的彌散限制；(4)與長度內徑比大于50的管腔相比具有相同或更多的彌散限制；(5)放置在本發明消毒系統中的物品在40℃和10Torr下一小時后保持17％或更多過氧化氫溶液在其中的能力；或(6)按照本發明，其具有在10Torr的真空和40℃下一小時內對2.2cm×60cm玻璃管中的不銹鋼刀片進行徹底消毒所需的足夠彌散限制，所述玻璃管帶有一個橡皮塞，橡皮塞上有一個1mm×50cm的不銹鋼出口管。已經證實，特征(1)和(5)將隨最初置于物品中的過氧化氫濃度而變化；然而，這可以由本領域的普通技術人員迅速測出。
如在本發明的背景技術部分所述，用已知的過氧化氫蒸汽消毒法難于對具有彌散受限區的物品進行消毒，這是因為這些方法取決于過氧化物蒸汽從物品外部到物品內部彌散的程度。在實例4中描述了為對消毒劑蒸汽彌散的重要性進行評價而做的實驗。
實例4
在開放式系統和彌散受限系統中測試過氧化氫蒸汽的消毒效果。開放式系統由內徑為1、3和6mm，長度為15、27、40和50cm的不銹鋼管腔構成。用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對不銹鋼解剖刀片進行接種，并將刀片和10μl的3％的過氧化氫溶液一起置于不銹鋼管腔的中心件內。中心件的內徑為1.3cm，長度為5cm，體積為6.6cc。
圖1中示出了彌散受限系統。將相同的接種解剖刀片置于具有上述尺寸之管腔15的中心件10內。將10μl的3％的過氧化氫溶液也加入管腔15的中心件10內。然后把管腔15放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。玻璃管20的一端封閉，開口端用橡皮塞25封住，橡皮塞25上插有1mm×10cm的不銹鋼管30。這樣，氣體就只能通過這個1mm×10cm的開口進出玻璃管20。
把開放式管腔系統和彌散受限的系統都放入真空腔室內部。將腔室抽真空使之達到1Torr的壓力并保持15分鐘，在此期間溫度從23℃上升到28℃。然后使腔室通風，并從管腔中取出刀片和測試消毒效果。結果如下
表4
在開放式和彌散受限式系統中過氧化氫蒸汽的消毒效果
在實例4的實驗條件下，在不用過氧化氫進行預處理的情況下，在開放式系統中較短和較寬的管腔沒有獲得消毒。在經過預處理和其它條件下，例如使用較高的過氧化物濃度和經過較長的處理時間同樣能使L/D之比大于50的27cm×3mm管腔得到消毒。在彌散受限系統中，用3％的過氧化氫溶液能使刀片在所有尺寸的管腔中都得以消毒。
這些結果顯示，在彌散受限的環境中提供過氧化氫源能使系統內部得到徹底消毒。因此確定過氧化氫蒸汽消毒效力的是蒸汽在系統中彌散時所受的限制而不是管腔本身的長度或內徑。然而，這些數據也顯示，與已有的用過氧化氫蒸汽對管腔進行消毒的方法不同，當把物品放到彌散受限環境中時本發明的方法甚至對非彌散受限的物品也是有效的。
為了進一步驗證蒸汽在系統中的彌散限制對消毒系統能力的影響，而進行了以下實驗。
實例5
如圖2所示，將不銹鋼解剖刀片5放在一端封閉的2.2cm×60cm玻璃管20中。用用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對每個刀片進行接種。對某些測試而言，玻璃管20在一端開口，從而形成開放式系統。為了建立彌散受限環境，用橡皮塞25密封玻璃管20的開口端，一個1mm×10cm的不銹鋼管30穿過橡皮塞25的中心。在開放式和彌散受限式系統中，將用量為50、100、150或200μm，濃度為3％或6％的過氧化氫溶液與接種刀片一起加入玻璃管20。將管20放入真空腔室中，對腔室進行抽真空使之達到1Torr并保持15分鐘，在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。在1Torr下30分鐘內對彌散受限系統進行測試，在此期間溫度從約23℃上升到約33℃。然后對真空腔室通風，并從管20中取出刀片5和測試消毒效果。結果列在下面的表5中。
表5
在開放式和彌散受限式系統中的過氧化氫蒸汽消毒
開放式系統，1Torr真空下15分鐘
彌散受限系統，1Torr真空下15分鐘
彌散受限系統，1Torr真空下30分鐘
這些結果表明，施加了過氧化氫溶液之后暴露于真空下不能在開放式系統中進行快速消毒。與之相比，在彌散受限的系統中進行同樣的處理時，除了用量為50μL的很弱濃度的過氧化氫溶液之外，可實現徹底消毒。然而通過增加暴露于真空下的時間便能實現各種濃度下的消毒。
因此，如本發明所述在把物品暴露于真空之前把少量過氧化溶液輸送到待消毒物品的方法是一個有效的消毒方法。該方法與消毒劑蒸汽在待消毒物品中的彌散無關。相反，過氧化氫蒸汽是借助系統中的真空產生的。由于消毒劑蒸汽從物品內部到物品外部的彌散很慢，所以可防止該蒸汽過快地離開系統。在彌散受限環境下，蒸汽因此而與待消毒物品接觸的時間足以完成徹底消毒。此外，與使過氧化物中的水首先蒸發并使之成為過氧化物蒸汽滲透屏障的已有方法不同，本發明的方法首先除去了系統中的所有水，因此在系統中留下了濃縮的過氧化氫蒸汽。更重要的是，在本發明的優選方法中，蒸汽的彌散是從內向外而不是象已有技術中那樣從外向內。結果是，在本發明中對彌散的限制起到增加消毒有效性的作用而不是象已有技術中那樣降低有效性。
為了確定不同壓力對彌散受限消毒系統的影響，而進行了以下實驗。
實例6
如圖2所示，將不銹鋼解剖刀片5放在一端封閉的2.2cm×60cm玻璃管20中。用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對每個刀片5進行接種。為了建立彌散受限環境，用橡皮塞25密封玻璃管20的開口端，一個1mm×10cm的不銹鋼管30穿過橡皮塞25的中心。將用量為50、100、150或200μm，濃度為3％的過氧化氫溶液與接種刀片5一起加入玻璃管20。將管20放入真空腔室中，向其施以不同壓力并保持15分鐘，在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。在確定提高溫度對系統影響的另一個實驗中，首先把管20加熱到45℃，然后對其施加50Torr壓力并保持15分鐘。結果如下
表6
溫度和壓力對彌散受限系統的影響
用3％過氧化氫溶液在真空下保持15分鐘
用3％的過氧化氫在45℃和真空下保持15分鐘
這些數據表明，在28℃下當壓力達到約25Torr時能在彌散受環境中實現消毒。在30Torr或更高的壓力下，不能達到消毒目的；可以認為這是由于在28℃下過氧化氫的蒸汽壓力約為28Torr。因此，在高壓下，處于玻璃管內部的液態過氧化氫不會蒸發。這已經被在45℃和50Torr壓力下所做的達到消毒效果的實驗而證實。在45℃下過氧化氫的蒸汽壓力增加，因此，過氧化氫在50Torr下蒸發，從而能有效地對置于管內的刀片進行消毒。
所以，為了達到本發明所述利用過氧化氫水溶液進行消毒的目的，真空腔室內的溫度和壓力應達到能使過氧化氫水溶液蒸發的程度，即，該系統的工作壓力最好是低于過氧化氫的蒸發壓力。該壓力需要低于過氧化氫的蒸汽壓力，以便使系統中存在的過氧化氫溶液蒸發和從彌散受限環境的內部彌散到外部。換句話說，可以通過用例如微波、輻射波或其它能源向過氧化物引入能量使系統保持高于蒸汽的壓力便可使過氧化氫產生就地蒸發。
為了進一步確定改變壓力和溫度對實例6中所述彌散受限系統的影響，而進行了下面的實驗。
實例7
如圖2所示，將不銹鋼解剖刀片5放在一端封閉的2.2cm×60cm玻璃管20中。用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對每個刀片5進行接種。為了建立彌散受限環境，用橡皮塞25密封玻璃管20的開口端，一個1mm×10cm的不銹鋼管30穿過橡皮塞25的中心。將用量為50、100、150或200μm，濃度為3％的過氧化氫溶液與接種刀片5一起加入玻璃管20。將管20放入真空腔室中，腔室中的抽真空度為5Torr。為了改變腔室中的壓力，關閉真空泵的閥部，以便使腔室噴嘴內的壓力在15分鐘之后從5Torr-6.15Torr，在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。在第二個實驗中，把管20放到腔室中并將腔室抽真空使之達到50Torr，在對腔室抽真空后將玻璃管20的溫度加熱到45℃。將管20保持15分鐘。這些測試結果列在下表中
表7
改變溫度和壓力對彌散受限消毒系統的影響
壓力從5Torr增加到6.15Torr
管溫增加到45℃
這些結果表明，在需要消毒的彌散受限環境內不要求保持恒定的壓力或溫度。在實驗條件下，使過氧化氫蒸發并使其與待消毒的裝置保持接觸，接觸時間應足以完成徹底消毒。
本發明的優選方法取決于在進行真空或等離子體處理之前液態過氧化氫向待消毒物品的輸送。為確定過氧化氫在彌散受限環境中的輸送位置而進行了以下實驗。
實例8
如圖1所示，用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對不銹鋼解剖刀片5進行接種，并將刀片5放入管腔15的中心件10內。中心件10的內徑為1.3cm，長度為5cm，體積為6.6cc，而管腔本身的尺寸則不同，其內徑為1,3或6mm，長度為15,27,40或50mm。把管腔15放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。玻璃管20的一端封閉，開口端用橡皮塞25封住，橡皮塞25上插有1mm×10cm的不銹鋼管30。這樣，氣體就只能通過這個1mm×10cm的開口進出玻璃管20。將10μL的3％的過氧倫氫溶液置于管腔15的內部，或將100μL的3％的過氧化氫溶液放入玻璃管20內，但使其處于不銹鋼管15的外部。把玻璃管放入真空腔室中，將腔室密封并抽真空使之達到1Torr的壓力并保持15分鐘，在此期間溫度從23℃上升到28℃。該實驗結果如下
表8
置于內管外部的過氧化氫的作用
這些數據表明，在實例8的實驗條件下，當把過氧化氫溶液放入彌散受限環境中的管腔外部時，不能對管腔內部進行消毒，但是，當把過氧化氫溶液放入彌散受限環境中所有管腔的內部時則完全能達到消毒目的。當過氧化氫蒸汽必須從外部向內部彌散時，除非管腔足夠大，否則消毒劑蒸汽就不能進入彌散受限環境中的內管腔。因此，當把過氧化氫溶液放到管腔外部時，只有當足夠的蒸汽透過最短最寬的管腔時才能消毒管腔的內部。這些數據證實，在這些條件下需要消毒劑蒸汽從物品外部向物品內部彌散的已有方法不能達到在彌散受限環境中進行消毒的目的。相反，在某些條件下，除了將過氧化氫放到物品的內部之外，還允許過氧化氫從內向外彌散并用很少量的過氧化氫完成徹底消毒。
因此本發明的方法對消毒劑蒸汽的彌散受到限制的環境是非常有用的。為了評價彌散受限量的變化對彌散受限環境的影響，而進行了以下實驗。
實驗9
如圖2所示，用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對每個刀片5進行接種，并將刀片5放入2.2cm×60cm的玻璃管20中。管20的一端封閉，而開口端用橡皮塞25密封。將不同尺寸的不銹鋼管30穿過橡皮塞25。因此進出玻璃管20的氣體只能通過管30的開口，而玻璃管開口的直徑尺寸在1mm-6mm之間變化。將體積范圍為50-200μm，濃度為3％的過氧化氫溶液加入玻璃管20內。將管20放入真空腔室中，將真空腔室密封并抽真空使之達到5Torr且保持15分鐘。在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。此外，在10Torr下保持15分鐘并用3％的過氧化氫對三個管腔進行實驗。實驗結果列入下表9中。
表9
管尺寸和真空壓力對消毒效果的影響在5Torr真空下保持15分鐘且用3％的過氧化氫
在10Torr真空下保持15分鐘且用3％過氧化氫
在實驗的主環境中可實現徹底消毒。使用最短長度的不銹鋼管和只用50μL過氧化氫溶液在5Torr下不能達到消毒效果。
這些數據還證明，真空壓力影響消毒效果，這是因為具有最短和最寬出口管的容器能在10Torr下而不是在5Torr下達到消毒效果。然而，在太低的壓力(例如在低于5Torr壓力的實驗條件下)下，顯然從被消毒物品內部抽出過氧化氫蒸汽的速度太快，從而導致沒有足夠量的過氧化氫蒸汽與進行消毒的裝置內部相接觸。很明顯，雖然5Torr的壓力能產生令人可接受的結果，但是在實驗條件下約10Torr的壓力更好。
已經表明，本發明的方法在金屬和玻璃的彌散受限環境中是有效的。為了評價該方法是否對由其它材料形成的彌散受限環境也有效，而進行了實例10和11的實驗。
實例10
該實驗測試的是彌散受限系統。將1.2×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到無紡聚丙稀片上。如圖1所示，將接種片5和10μL的3％的過氧化氫溶液一起放到塑料管腔15的中心件10內。中心件10由特氟隆TM制成，其尺寸為1.3cm×5cm。管腔的尺寸不同，其內徑為1-6mm，長度為15-50mm。1mm的管腔使用的是特氟隆TM,3mm和6mm管腔使用的是聚丙稀。把管腔15放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。玻璃管20的一端封閉，開口端用橡皮塞25封住，橡皮塞25上插有1mm×10cm的PIFE管件30。把玻璃管20放入真空腔室中并在1Torr下處理15分鐘，在此期間溫度從23℃上升到28℃。該實驗結果如下
表10A
在彌散受限系統中用塑料管進行的消毒
不管制造管腔時使用的材料是金屬還是塑料，在彌散受限環境中均可對短寬管腔和長窄管腔進行消毒。因此，本發明的方法對彌散受限物品來說是一種有效的消毒方法，這種方法適用于大量這類物品且與它們的成分無關。
為對此進行進一步證明，把2.1×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上，并將1.2×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到無紡聚丙稀片上。如圖2所示，將接種刀片5或無紡聚丙稀片5和50μL3％的過氧化氫溶液一起放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。玻璃管的一端封閉，開口端用橡皮塞25封住，橡皮塞25上插有1mm×10cm的不銹鋼管30或1mm×10cm的特氟隆TM管件30。把玻璃管20放入真空腔室中并在5Torr下處理15分鐘，在比期間溫度從23℃上升到28℃。該實驗結果如下。
表10B在彌散受限系統中金屬和塑料對消毒的影響
因此，金屬和塑料的所有四種結合都形成了過氧化氫蒸汽在彌散受限環境中的有效消毒。這個實驗證明，本發明的方法對彌散受限物品來說是一種有效的消毒方法，這種方法適用于大量這類物品且與制成物品的材料無關。
為了評價不同溫度和壓力對于彌散受限系統消毒的影響而進行了下面的另一種實驗。該實驗將在下面進行描述。
實例11
如圖2所示，用2.1×106個桿菌脂性喜溫生物孢子對不銹鋼刀片進行接種，并將刀片5與不同量的3％過氧化氫溶液一起放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。將管20放入真空腔室中，使之在不同的時間周期內承受不同的壓力和不同的溫度。在表11A示出的消毒周期內，溫度從約23℃上升到所示的溫度。在表11B所示的實驗中，將腔室加熱到約45℃。在一個變型實施例中，不是加熱腔室，而是加熱過氧化物溶液本身的溫度。在表11C所示的實例中，在暴露于真空期間的15分鐘內溫度從約23℃上升到約28℃。
表11
時間和過氧化物的體積對彌散受限環境消毒的影響
在5Torr壓力下
表11B
升高的腔室溫度和過氧化物的體積對彌散受限環境消毒的影響在約45℃的腔室溫度下
表11C
壓力和過氧化物的體積對彌散受限環境消毒的影響以15分鐘的暴露時間
在例11的實驗條件下，當只在很短的時間周期內采用真空時，較大的過氧化氫溶液體積不能達到有效的消毒效果。可以認為至少部分原因是由于水比過氧化氫蒸發的更快。因此存在于水溶液中的水將首先蒸發，然后需要更多的時間蒸發過氧化氫。這也解釋了較大體積的過氧化氫溶液在較高溫度下能有效達到消毒效果的原因；在高溫下過氧化氫能很快蒸發。因此，當在系統中存在較多水時，需要較高的溫度和較多的時間來達到消毒目的。
而且，從這些數據中可以明顯看出，壓力高一點，例如10Torr，在這些條件下能取得更有效的消毒。可以認為這是由于壓力越高系統內有越多的過氧化氫蒸發。在太低的壓力下，過氧化氫蒸汽脫離系統過快。
為了評價在彌散受限容器中液態/真空系統內過氧化物的假定最小濃度，而進行了實例12的實驗。
實例12
在如圖2所示的系統中實際上使用了不同濃度的過氧化物。在該系統中，出口管35是長度為50cm內徑為1mm的不銹鋼管。把用1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種過的刀片5放到2.2cm×60cm的玻璃管中。在容器中引入不同量的3％的過氧化氫。將容器放入173升的真空腔內，將壓力減到10Torr并保持一小時，在此期間溫度從約23℃上升到約40℃。評價在各種過氧化物濃度下的殺孢子活性。此外，利用標準滴定技術評價消毒過程之后容器中剩余的過氧化物量，其中使用過氧化物與碘化鉀起反應并用硫代硫酸鈉滴定。結果示于表12中，其中“N/D”表示未測定。
表12
表12中示出的結果表示在測試消毒有效性的系統中需要1.0mg/L的3％的液態過氧化物。此外，在實驗條件下，在系統中留有0.17mg/L濃度的過氧化物足以達到徹底消毒的目的。這些數據還表明在這些實驗中使用的玻璃管能提供足夠的在其中保留17％過氧化氫的彌散受限水平。
讓我們進一步實驗在與實例12相似的系統中使用的出口管的長度和內徑的影響。該實驗示于實例13中。
實例13
該實例使用的系統除了在真空下保持15分鐘而不是一小時之外其它均與上述實例12相同。因此，溫度僅升高到約28℃。在這個實驗中，出口管35的尺寸以及3％過氧化物的體積均發生了變化。結果列在下表13中。
表13
該結果表明，如果存在足夠的過氧化物，那么由內徑為9mm或更小或者長度為1cm或更大的單個入/出口形成的彌散受限足以達到消毒目的。
為了進一步評價系統中蒸發彌散受限量的變化對消毒效果的影響，而進行了以下實驗。
實例14
把2.1×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。并如圖3所示，將刀片5與不同量的3％過氧化氫溶液一起放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。玻璃管的一端封閉，開口端用橡皮塞25封住，橡皮塞25上插有噴射過濾器35。把玻璃管20放入真空腔室中并在5Torr下處理15分鐘，在此期間溫度從23℃上升到28℃。作為對比，把同樣接種過的刀片放入2.2cm×60cm的玻璃管中。將管子的開口端打開，不使用橡皮塞或噴射過濾器。這時，從管內部產生的蒸發彌散不受限制。
實驗中使用了具有不同氣孔尺寸的不同噴射過濾器，這些過濾器包括由0.2μm薄膜過濾器和0.5μm薄膜過濾器構成的MFS PTFE25mm噴射過濾器；由0.2μm薄膜過濾器和0.45μm薄膜過濾器構成的Nalgene PTFE50mm噴射過濾器；由0.02μm薄膜過濾器和0.1μm薄膜過濾器構成的Whatman AnotopTM10高標準消毒噴射過濾器；最后還有由0.2μm、0.45μm、和1.0μm薄膜構成的GelmanAcrodiscTM CR PTFE噴射過濾器。結果如下。
表14
在具有噴射過濾器的容器中H2O2在真容下的殺孢子活性
15分鐘真空和3％的過氧化氫
(a)外噴射過濾器和塞子
(b)用MFSTMPTFE 25mm噴射過濾器
(1)0.2μm薄膜過濾器
(2)0.5μm薄膜過濾器
(3)將兩個MFSTM過濾器合在一起且在5Torr壓力下
(c)用NalgeneTMPTFE50mm噴射過濾器
(1)0.2μM薄膜過濾器
(2)0.45μm薄膜過慮器
(d)Whatman AnotopTM10正消毒噴射過濾器
(1)0.02μm薄膜過濾器
(2)0.1μm薄膜過濾器
(e)Gelman AcrodiscTMCR PTFE噴射過濾器
(1)0.2μm薄膜過濾器
(2)0.45μm薄膜過濾器
(3)1.0μm薄膜過濾器
正如從這些結果中所能明顯看出的那樣，當在系統中僅放入50μl過氧化氫溶液時，某些品牌的過濾器在5Torr壓力下并不能建立足夠的彌散受限環境。而其它品牌的過濾器則能提供足夠的彌散限制；這些品牌的過濾器可以具有較長的管腔或較小的過濾孔尺寸。使用較大體積的過氧化物溶液、10Torr壓力或幾個過濾器能提高消毒系統的效率。這是很重要的，因為包含由TyvekTM制成之過濾器的過濾器經常用于包裹消毒物品以防止受細菌的再污染。這些過濾器的孔尺寸通常為1μm或更小，或是在TyvekTM的情青況下形成一個使細菌無法通過的曲折通道。在本發明中，可以將過濾器與其它包裹器件結合使用以形成能達到消毒效果的彌散受限環境，并且在使用之前的階段內將物品保持在包裹件的內部；過濾器能防止消毒物品再度受污染。
圖4是用具有由管狀體構成的有限彌散口或連通口的容器表示的一個彌散受限環境實施例的剖面圖。該連通口30上可以設置一個透氣微生物屏障例如過濾器以便在將容器20從真空源中取出后使容器20中的裝置15和40保持無菌狀態。可以用由容器20內的過氧化物源產生的過氧化物蒸氣對非管形裝置40和管形裝置15的外表面進行消毒。在一個有效消毒管形裝置15外表面的方法中，需要在管形裝置15中產生過氧化物蒸汽。因此，需要用液態過氧化物對管形裝置15進行預處理。
圖5-6表示本發明的另一個實施例，其采用了另一種包裹器件以建立有效消毒的彌散受限環境。可以用另一種方法利用過氧化物源在不對管形裝置15進行預處理的情況下對管形裝置15的內表面進行消毒。為了使在容器20內產生的過氧化物蒸汽流過管形裝置15的內部，可以用一個連接器將管形裝置15與容器20的連通口30相連。圖5A和圖5B表示就是這種方法。圖5A是用容器20表示的一個彌散受限環境實施例的剖面圖，所述容器具有有限彌散口或構成管狀件的連通口30而且管狀件連接器45將管形裝置15與容器20的連通口30相連。圖5B是用容器20表示的一個彌散受限環境實施例的剖面圖，所述容器具有有限彌散口(構成管狀體的連通口30)而且封閉的連接器50將管形裝置15與容器20的連通口30相連。封閉的連接器50上具有一個位于容器20和封閉連接器50之間的接口51。這個接口51可以用幾種不同的方式構成以便在保持部件15和50之間的空氣和壓力密封的同時將管形裝置15的一部分插入封閉的連接器50內。達到這一目的的一種方式是借助相機快門的工作方式，采用一個可變光闌，例如Edmund Scientific中介紹的精密可變光闌。可以用任意一種彈簧來確保決門的閉合。獲得可用接口的另一種方式是采用兩個板狀件，其中在兩個板狀件之間的區域內具有可壓縮材料，例如橡膠材料。可以將管形裝置15放在兩個板狀件之間并使兩個板狀件一起運動以便在管形裝置15的周圍形成氣體和蒸汽不能透過的密封。可以選擇性地采用海綿或透氣材料等多孔材料作為可壓縮材料。在這種情況下，某些蒸汽消毒劑能夠在可壓縮材料和管形裝置之間彌散。然而，大部分消毒蒸汽被迫通過管形裝置彌散。獲得可用接口的另一種方式是采用適合于一個或多個管形裝置15的孔或水平開口，所說孔或開口是可充氣或充液口。因此，連接器可以是與管形裝置15相連的管狀適配器45或包含部分管形裝置15的封閉件50。由于管形裝置15的一個開口通過連接器45或50與連通口30相連，所以蒸發的過氧化物必須通過管形裝置15排出。管狀連接器45可以用例如硅、特氟隆等任何材料制成，這些材料應滿足熱、壓力、氣體和蒸汽與系統相匹配的要求。同樣的考慮也適用于本文所述其它部件所用材料。應注意的是，通過連通孔30或管形裝置15可以建立受限彌散口。
圖6表示另一種可行裝置。圖6是用容器20表示的彌散受限環境的一個實施例的剖面圖，所述容器20具有由帶透氣屏障的窗口構成的連通口30和將管形裝置15與窗口30相連的封閉連接器50。在這個實施例中，將管形裝置15與連接器50相連并將連接器作為在容器20中建立彌散受限區的裝置使用。因此，如果需要的話，可以用透氣窗30代替圖4、5A和5B中的連通口30。這個多孔窗30允許空氣和蒸汽彌散，但是可防止來自外部的微生物污染容器或袋中的消毒器械15或40。在較小的壓力環境下，首先在容器或袋20中產生過氧化物蒸汽，然后蒸汽通過管形裝置15彌散到連接器50。整個連接器50可以用透氣材料制成。圖6另外還示出了如何得到較小的壓力。這是通過真空腔室65中的開口55實現的，所說開口與真空泵60相連以產生較小的壓力環境。為了測試是否也能用其它消毒劑對彌散受限環境進行有效消毒，而進行了以下實驗。
實例15
把1.9×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。并如圖3所示，將刀片5與不同量的4.7％過醋酸溶液(Solvay Interox有限公司，Warrington,England)一起放到2.2cm×60cm的玻璃管20中。把玻璃管20放入真空腔室中并在5Torr壓力下處理15分鐘，在此期間溫度從約23℃上升到約28℃。實驗結果示于下表中。
表15用過醋酸對彌散受限系統進行消毒
這些結果表明，在本發明的消毒方法中也可以使用與過氧化氫同時存在的過醋酸。
已經發現，通過在暴露于真空之前向待消毒的物品施加少量過氧化氫溶液，可以在較低溫度下和較短時間內完成消毒。為了評價向待消毒物品施加過氧化氫溶液的不同方法而進行了以下實驗。此外對用過氧化氫水溶液進行預處理后而實施的真空處理和等離子體處理的有效性進行比較。該實驗將在下面的實例16中描述。
實例16
在第一組實驗中，把2.5×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。將刀片放到3mm×50cm不銹鋼管腔的膨脹長式中心件中。把管腔放入含有800ml過氧化氫溶液的1000ml燒杯中。將管腔在3％的過氧化氫溶液中浸泡5分鐘。在完成最初的浸泡之后測定存活的生物體數量。將管腔從過氧化氫溶液中取出并用紙巾將外部擦干。通過將管腔的一端放入長頸瓶中并吹送三秒鐘膨脹的壓縮空氣將管腔的內部弄干。搖動管腔，并重復進行吹送和搖動直至不再有溶液排出為止。接著，將管腔放入消毒腔室中并暴露于0.5Torr的真空下15分鐘或0.5Torr的等離子體下15分鐘。真空下15分鐘后，溫度從約23℃上升到約28℃。實驗結果示于下表16A中。
表16A
在進行等離子體或真空處理之前通過用H2O2溶液浸泡
不銹鋼管腔對殺孢子活性的影響
消毒實驗結果
在真空或等離體處理前在3％的過氧化氫溶液中浸泡5分鐘對把過氧化氫送入管腔中是一種有效的方法。應注意的是過去僅用過氧化氫溶液進行處理，在使用稀釋溶液和短浸泡時間時不能獲得有效的消毒效果。但是通過靜態浸泡施加過氧化氫溶液至少是一種傳送過氧化氫的有效方式，它能使少量溶液直接附著到裝置的管腔內。
下面進行的是流通傳送過氧化氫的實驗。在此把2.5×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。將刀片放到3mm×50cm不銹鋼管腔的膨脹式中心件中。用壓縮泵以0.1L/min的流速把濃度為3％的過氧化氫溶液送到管腔中。按上述方式使管腔干燥。接著，用過氧化氫溶液進行預處理，然后將管腔放入消毒腔室中并暴露于0.5Torr的真空下15分鐘或0.5Torr的等離子體下15分鐘。實驗結果示于下表16B中。
表16B在進行等離子體或真空處理之前通過使H2O2溶液在
不銹鋼管腔中流通對殺孢子活性的影響
消毒實驗結果
通過均速流動傳送過氧化氫溶液也是把過氧化氫送到系統中的一種有效方式。
最后，測試的是通過霧狀噴射傳送過氧化氫的有效性。把2.5×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。將接種刀片放到3mm×50cm不銹鋼管腔的膨脹式中心件中。通過3秒鐘的霧狀噴射把把濃度為3％的過氧化氫溶液送到管腔中。測得的霧狀噴射速度為0.04L/min。等待5分鐘后用過氧化氫進行預處理，用上述方式使管腔干燥，然后將管腔放入消毒腔室中并暴露于0.5Torr的真空下15分鐘或0.5Torr的等離子體下15分鐘。實驗結果示于下表16c中。
表16c
在進行等離子體或真空處理之前通過在金屬管腔中
霧狀輸送H2O2溶液對殺孢子活性的影響
消毒實驗結果
通過在待處理裝置輸入端引入較大的壓力或在其出口端引入較低的壓力可以使過氧化氫以液態溶液的形式或霧狀形式產生流通。
從表16A-16C的數據中可以明顯看出，所有三種把過氧化氫溶液傳送給待消毒物品的方法都能實現有效消毒。因此，很顯然，可以使用多種不同傳送方法，只要在暴露于真空或等離子體之前使系統中存有過氧化氫溶液即可。
最后，對在進行與暴露于過氧化氫蒸汽、真空和等離子體相結合的消毒循環之前用過氧化氫進行預處理的效果。實驗結果如下。
實例17
把2.5×106個桿菌脂性喜溫生物孢子接種到不銹鋼刀片上。將刀片放在3％的過氧化氫溶液中浸泡1或5分鐘。然后把刀片放到3mm×50cm不銹鋼管腔的膨脹式中心件中。將管腔放入抽真空到約0.5Torr的消毒腔室中。在消毒循環中首先用最小量為6mg/L過氧化氫進行15分鐘過氧化氫蒸汽彌散，然后在400watts的等離子體下處理15分鐘。等離子體處理之后，使腔室通風并測定刀片的消毒效果。結果如下。
表17
在進行等離子體或真空處理之前
通過用H2O2溶液浸泡不銹鋼管腔對殺孢子活性的影響
消毒實驗結果
單獨用過氧化氫蒸汽和等離子體循環處理管腔，在每個刀片上平均留下30個存活生物體。通過單獨在3％的過氧化氫溶液中浸泡5分鐘對刀片進行預處理在每個刀片上平均留下8.2×105個存活生物體。因此，在這些特定的實驗條件下，那些對很多物品有效的把過氧化氫蒸汽暴露與等離子體暴露相結合的方法對彌散受限環境是無效的。然而，如果在暴露于過氧化氫蒸汽和等離子體之前用稀釋的過氧化氫溶液對待消毒的物品進行預處理，則完全能達到徹底消毒的目的。
雖然以上結合優選包含過氧化氫的液態消毒劑溶液對本發明進行了描述，但是很顯然，對本領域的普通技術人員來說同樣的消毒方法還適用于其它過氧化物消毒劑源。在一變換的實施例中，使用了這樣一種消毒劑，其蒸汽壓力低于可在其中施放消毒劑的水或其它溶劑之蒸汽壓力。對于這些消毒劑來說，唯一重要的是在本文設定的溫度范圍內使蒸汽壓力低于溶劑壓力。在另一個實施例中，可以采用固體過氧化物消毒劑源。只要在由本領域的普通技術人員進行快速測定的同時對過氧化氫和其它消毒劑之間的蒸汽壓力差進行少量調整，這種液態和固態消毒劑便能適用于本文中所述的技術。只要消毒劑一側的局部蒸汽壓力低于消毒劑的蒸汽壓力，就足以達到上述的消毒目的。
用低濃度的消毒劑在低溫下實現對管形裝置的快速消毒直到現在還面臨極大的挑戰。現在已經發現了一種能克服已有方法缺點的極佳消毒方法。通過在暴露于真空之前用過氧化物源例如過氧化氫水溶液對待消毒物品或包含物品的彌散受限環境進行預處理就能在低溫下迅速完成消毒，這種方法不會對物品造成損壞，不會留下毒性殘留物，也不需要安裝專用的容器。本發明的方法有效、無危險且價格不貴。
權利要求
1．用于消毒具有彌散受限區的物品內部的方法，包括
用過氧化物源接觸所說彌散受限區的內部；和
把所說物品暴露于負壓下，暴露時間應足以完成對所說彌散受限區的徹底消毒。
2．如權利要求1所述的方法，其中所說過氧化物源包括液體或冷凝的蒸汽。
3．如權利要求2所述的方法，其中所說液體包括過氧化氫或過醋酸。
4．如權利要求2所述的方法，其中所說冷凝蒸汽包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。
5．如權利要求1所述的方法，其中所說接觸步驟包括借助于從由注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置構成的方法中選出的一種或多種方法進行傳遞。
6．如權利要求1所述的方法，其中所說區域是管腔。
7．如權利要求6所述的方法，其中所說管腔的長度至少為27cm和內徑不大于3mm。
8．如權利要求6所述的方法，其中所說管腔的長度至少為27cm且內徑不大于1mm。
9．如權利要求1所述的方法，進一步包括在將物品暴露于負壓下的步驟期間把所說物品暴露于等離子體中的步驟。
10．如權利要求9所述的方法，其中所說方法是在第一腔室中完成的，而等離子體是在第二獨立腔室中產生的，所說方法進一步包括使等離子體流入第一腔室中的步驟。
11．如權利要求9所述的方法，其中所說方法在密封腔室中完成，而所說等離子體則是在所說腔室中產生。
12．如權利要求1所述的方法，其中如果在40℃和10torr下進行1小時的暴露步驟，那么在暴露步驟之后，過氧化物源包括1mg/L過氧化氫，所說彌散受限區足以使彌散受限并保持0.17mg/L或更多的過氧化氫。
13．如權利要求1所述的方法，其中所述彌散受限區具有與長度為27cm和內徑為3mm的管腔相同或比其更多的彌散限制。
14．如權利要求1所述的方法，其中所述彌散受限區具有與長度內徑比大于50的管腔相同或更多的彌散限制。
15．如權利要求1所述的方法，其中如果在40℃和10torr下進行一小時暴露步驟，且過氧化物源由1mg/L過氧化氫構成的話，則在暴露步驟之后彌散受限區足以使彌散受限并在其中保持17％或更多的過氧化氫。
16．如權利要求1所述的方法，其中將接觸步驟重復一次或多次。
17．如權利要求1所述的方法，其中將暴露步驟重復一次或多次。
18．如權利要求1所述的方法，其中將接觸步驟和暴露步驟重復一次或多次。
19．如權利要求1所述的方法，其中所說過氧化物源的濃度小于為25％(重量)。
20．如權利要求1所述的方法，其中所說暴露步驟在60分鐘或更少的時間內完成。
21．如權利要求1所述的方法，進一步包括在所說暴露步驟期間對所說物品進行加熱的步驟。
22．如權利要求1所述的方法，其中所述暴露步驟發生在腔室中，和其中所說的方法進一步包括在所說暴露步驟期間對所說腔室進行加熱的步驟。
23．如權利要求22所述的方法，其中把腔室加熱到約40℃-約45℃之間。
24．如權利要求1所述的方法，另外還包括在所說接觸步驟之前對所說過氧化物源進行加熱的步驟。
25．如權利要求24所述的方法，其中把所說過氧化物源加熱到約40℃-約45℃之間。
26．如權利要求1所述的方法，其中所說暴露步驟包括把所說物品暴露于低于過氧化氫蒸汽壓力的壓力下。
27．如權利要求26所述的方法，其中所說壓力在0-100Torr之間。
28．如權利要求27所述的方法，其中所說壓力約為10Torr而暴露步驟是在約為23℃-約為28℃的溫度下進行的。
29．用于消毒物品內部和外部的方法，包括
用過氧化物源接觸所說物品和
把所說物品放到彌散受限環境中，所說接觸和放置步驟的順序可顛倒，接著
把所說彌散受限環境暴露于負壓下，暴露時間應足以達到徹底消毒效果。
30．如權利要求29所述的方法，其中所說過氧化物源包括液體或冷凝的蒸汽。
31．如權利要求30所述的方法，其中所說液體包括過氧化氫或過醋酸。
32．如權利要求30所述的方法，其中所說冷凝蒸汽包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。
33．如權利要求29所述的方法，其中接觸步驟在放置步驟之前進行。
34．如權利要求33所述的方法，還包括在放置步驟之后再一次用過氧化物源接觸物品。
35．如權利要求29所述的方法，還包括在所說接觸步驟之前對所說過氧化物源進行加熱。
36．如權利要求29所述的方法，其中所述暴露步驟發生在腔室中，和其中所說的方法進一步包括在所說暴露步驟期間對所說腔室進行加熱的步驟。
37．如權利要求29所述的方法，其中如果在40℃和10torr下進行1小時的暴露步驟，那么在暴露步驟之后，并引入由1mg/L過氧化氫構成的過氧化物源，所說彌散受限環境足以使彌散受限并在其中保持0.17％或更多的過氧化氫。
38．如權利要求29所述的方法，其中如果在40℃和10torr下進行一小時暴露步驟，且引入由1mg/L過氧化氫構成的過氧化物源，則在暴露步驟之后，所說彌散受限環境足以使彌散受限并保持0.17mg/L或更多的過氧化氫。
39．如權利要求29所述的方法，其中所說接觸步驟包括借助于從由注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置構成的一組方法中選出的一種或多種方法進行傳遞。
40．如權利要求29所述的方法，進一步包括在將物品暴露于負壓下的步驟期間把所說物品暴露于等離子體下的步驟。
41．如權利要求40所述的方法，其中所說方法是在第一腔室中完成的而等離子體是在第二獨立腔室中產生的，所說方法進一步包括使等離子體流入第一腔室中的步驟。
42．如權利要求29所述的方法，其中所說彌散受限環境包括帶有至少一個連通口的容器，所說連通口包含出口管。
43．如權利要求42所述的方法，其中所說出口管的長度至少為1.0cm。
44．如權利要求42所述的方法，其中所說出口管的內徑為9mm或更小。
45．如權利要求42所述的方法，其中所說出口管包括過濾器。
46．如權利要求45所述的方法，其中所說過濾器足以防止細菌從外部環境進入到所說容器中。
47．如權利要求29所述的方法，其中所說過氧化物源的濃度小于25％(重量)。
48．如權利要求29所述的方法，其中完成所說暴露步驟的時間為60分鐘或更少。
49．如權利要求29所述的方法，進一步包括在暴露步驟期間加熱所說物品的步驟。
50．如權利要求29所述的方法，其中物品包括管腔。
51．如權利要求29所述的方法，其中所說暴露步驟包括把所說物品暴露于0-100Torr負壓下。
52．如權利要求29所述的方法，其中把接觸步驟重復一次或多次。
53．如權利要求29所述的方法，其中把暴露步驟重復一次或多次。
54．如權利要求29所述的方法，其中把整個方法重復一次或多次。
55．如權利要求29所述的方法，其中彌散受限環境具有與內徑為9mm或更小和長度為1cm或更大的單個入/出口相同或更多的彌散限制。
56．如權利要求29所述的方法，其中所說彌散受限環境足以限制彌散以便在40℃和10torr下對2.2cm×60cm玻璃管中的不銹鋼刀片進行1小時徹底消毒，所述玻璃管上帶有橡膠塞，橡膠塞中設有1mm×50cm的不銹鋼出口管。
57．一種制備處于彌散受限容器中的消毒物品的方法，所說方法包括
用過氧化物源接觸物品；
和把所說物品放入所述彌散受限容器中，所說容器上至少帶有一個出口管，所說接觸和放置步驟的順序可以顛倒；接著
把該彌散受限的容器暴露于負壓下，暴露時間應足以對所說物品進行徹底消毒。
58．如權利要求57所述的方法，其中接觸步驟先于放置步驟進行而且在放置步驟之后重復接觸步驟。
59．如權利要求57所述的方法，其中所說出口管上有一個過濾器。
60．如權利要求59所述的方法，其中所說過濾器應足以防止細菌進入所說容器。
61．如權利要求57所述的方法，其中所說出口管的長度至少為1.0cm。
62．如權利要求57所述的方法，其中所說出口管的內徑為9mm或更小。
63．如權利要求57所述的方法，其中將暴露步驟重復一次或多次。
64．如權利要求57所述的方法，其中將整個方法重復一次或多次。
65．如權利要求57所述的方法，其中所說的接觸步驟包括借助從由注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置構成的一組方法中選出的一種或多種方法進行傳遞。
66．如權利要求57所述的方法，其中進一步包括在把容器暴露于負壓下的步驟期間使容器暴露于等離子體的步驟。
67．如權利要求66所述的方法，其中所說方法是在密封的腔室中進行的，而且在所說腔室中產生等離子體。
68．如權利要求57所述的方法，其中所說暴露步驟在60分鐘或更少的時間內完成。
69．如權利要求57所述的方法，進一步包括在所說暴露步驟期間對所說容器進行加熱的步驟。
70．如權利要求57所述的方法，進一步包括在所說接觸步驟之前對所說過氧化物源進行加熱。
71．如權利要求57所述的方法，其中所說暴露步驟包括把所說容器暴露于0-100Torr的負壓下。
72．用權利要求57所述方法得到的處于彌散受限容器中的消毒物品。
73．用權利要求60所述方法得到的處于彌散受限容器中的消毒物品。
74．如權利要求57所述的方法，其中所說過氧化物源包括液體或冷凝蒸汽。
75．如權利要求74所述的方法，其中所說液體包括過氧化氫或過醋酸。
76．如權利要求74所述的方法，其中所說冷凝蒸汽包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。
77．一種提供處于彌散受限容器中的消毒物品的方法，所說方法包括
把所說物品放入彌散受限容器中，所說容器至少帶有一個連通口，所說連通口包含一個出口管或空氣和蒸汽可透窗；和
用過氧化物源接觸所說彌散受限容器，所說放置和接觸步驟的順序可以顛倒進行；接著
把所說彌散受限容器暴露于負壓下，暴露時間應足以對所說物品進行徹底消毒。
78．如權利要求77所述的方法，其中所說出口管中設有一個過濾器。
79．如權利要求77所述的方法，其中所說過濾器應能足以防止細菌進入所說容器。
80．如權利要求77所述的方法，其中所說出口管的長度至少為1.0cm。
81．如權利要求77所述的方法，其中所說出口管的內徑為9mm或更小。
82．如權利要求77所述的方法，其中所說連通口通過一個連接器連接到所說物品上，以便使消毒劑蒸汽可以流過所說物品和流出所說容器。
83．如權利要求82所述的方法，其中連接器包括可以裝到所說物器之管腔上的管子或適配器，或是容納帶有管腔的那部分物品的罩子。
84．如權利要求77所述的方法，其中所說出口管還連接到所說容器外部的閥上，所說閥與真空源相連。
85．如權利要求77所述的方法，其中所說窗口對微生物來說是不能透過的。
86．如權利要求77所述的方法，其中把暴露步驟重復進行一次或多次。
87．如權利要求77所述的方法，其中把整個方法重復進行一次或多次。
88．如權利要求77所述的方法，其中所說接觸步驟包括借助于從由注入、靜態浸泡、液體流通、噴霧、冷凝或物理配置構成的一組方法中選出的一種或多種方法進行傳遞。
89．如權利要求77所述的方法，進一步包括在把容器暴露于負壓下的步驟期間把所說容器暴露于等離子體的步驟。
90．如權利要求89所述的方法，其中所說方法是在密封的腔室中進行的而且在所說腔室中產生等離子體。
91．如權利要求77所述的方法，其中所說暴露步驟在60分鐘或更少的時間內完成。
92．如權利要求77所述的方法，進一步包括在所說暴露步驟期間對所說容器進行加熱的步驟。
93．如權利要求77所述的方法，進一步包括在所說接觸步驟之前對過氧化物源進行加熱。
94．如權利要求77所述的方法，其中所說暴露步驟包括把所說容器暴露于0-100Torr的負壓下。
95．用權利要求77所述的方法得到的處于彌散受限容器中的消毒物品。
96．用權利要求79所述的方法得到的處于彌散受限容器中的消毒物品。
97．如權利要求77所述的方法，其中所說的過氧化物源包括液體、固體或冷凝蒸汽。
98．如權利要求97所述的方法，其中所說液體包括過氧化氫或過醋酸。
99．如權利要求97所述的方法，其中所說固體包括過氧化脲配合物或過氧化焦磷酸鈉配合物或類似配合物。
100．如權利要求97所述的方法，其中冷凝蒸汽包括過氧化氫或過醋酸蒸汽。
全文摘要
一種用過氧化物蒸汽對具有狹長管腔或彌散受限區域的醫療裝置或類似器械進行消毒的方法包括在將其暴露于真空下或先真空后等離子體的步驟之前用過氧化物源接觸待消毒物品或包含所說物品的彌散受限環境。該方法的本質在于,在由真空引起過氧化物源蒸發的同時,使過氧化物與物品接觸這一過程保持足夠的時間以達到消毒目的。
文檔編號A61L2/02GK1216926SQ9719353
公開日1999年5月19日 申請日期1997年4月4日 優先權日1996年4月4日
發明者P·T·雅各布斯, J·M·雅各布斯, S·M·林, T·O·阿戴 申請人:伊西康公司