專利名稱：在存在有機負荷的情況下,由氯化鈉水溶液再生活性氯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及消毒和殺菌領域。本發(fā)明特別適合于在存在有機污染物的情況下，結合用于醫(yī)療和藥用器械的消毒或殺菌的，含有氯物質的電化學活性溶液一起使用，并且將特別參考醫(yī)療和藥用器械的消毒或殺菌應用對本發(fā)明進行說明。不過應理解，本發(fā)明還適用于采用氧化性物質的其它消毒，殺菌和清潔方法，在這些方法中，活性物質隨著時間逐步退化。
在致力于提供費用低的健康看護的過程中，醫(yī)療器械的重復使用性變得日益重要。最近，由鹽水產生的電化學活性抗微生物溶液已被用于醫(yī)療器械等的殺菌或消毒。通過使鹽水(氯化鈉水溶液)通過專用電化學電池，產生起抗微生物劑作用的物質，例如次氯酸根及其它氯物質，它們通常被稱為“自由”氯。用于殺菌或消毒的自由氯濃度約為2～2000ppm。通過把器械浸入活性溶液中預定的時間，對這些器械進行處理。這些溶液的優(yōu)點是能夠相當快地實現微生物消毒，而不會在器械上留下有害或難看的沉積物。此外，有利的是，只有當需要抗微生物劑時，才會產生抗微生物劑，不需要存儲具有潛在危害的氧化劑。
一般地，在電化學活性溶液中對器械殺菌或消毒之前，利用清潔劑等清洗器械，以便除去存在的污垢和其它污染物。但是，在該清潔過程中，通常不能完全清除有機污染物，例如在使用過程中沉積在器械上的血清，或者存在于清洗水中的污染物。進行殺菌或消毒的多數器械，例如內窺鏡，含有彎曲的通路，狹窄的內腔，以及其它難以清潔的區(qū)域，在最初的清洗過程中，有時候有機物質會陷入這些區(qū)域中。
現在已發(fā)現有機物質通過降低可用于氧化的活性物質的濃度，使電化學活性溶液變成非活性的。于是需要在存在有機物質的情況下，重新獲得電化學活性溶液的活性的方法。
本發(fā)明提供供電化學活性溶液中使用的一種新的改進的組合物，它克服了上面提及的問題以及其它一些問題。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了在存在有機負荷的情況下，物品的液體消毒或殺菌的方法。該方法包括使適量的第一溶液通過電解池，以便產生包括活性氧化物質的抗微生物溶液，把抗微生物溶液輸送到處理室，并把要進行微生物消毒的物品浸入抗微生物溶液中。該方法的特征在于把一部分活性氧化物質耗盡的抗微生物溶液從處理室送回電解池，以便再生抗微生物溶液活性氧化物質。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于再生活性物質的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括鹽溶液源，用于用鹽溶液和活性抗微生物物質耗盡的廢溶液產生含有活性抗微生物物質的抗微生物溶液的電解池，連接鹽溶液源和電解池的入口管線，連接電解池和處理室，用于把抗微生物溶液輸送到處理室的出口管線。該系統(tǒng)的特征在于還包括連接處理室和電解池，用于把一部分廢抗微生物溶液送回電解池，以便再生活性抗微生物物質的回管。
根據本發(fā)明的又一方面，用于再生活性抗微生物物質的，由電解池構成的設備包括陽極，陰極，和第一流體流動通道，第一流體流動通道進入陰極附近的電解池，并從陽極附近的電解池輸送抗微生物物質。該設備的特征在于還包括與陰極相連的第二流體流動通道，該第二流體流動通道把活性抗微生物物質已耗盡的溶液運送到電化學池。
本發(fā)明的優(yōu)點之一在于能夠在存在有機污染物或者活性物質退化的情況下，在電化學活性溶液中，對醫(yī)療器械進行微生物消毒。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于抗微生物溶液被再生，使抗微生物溶液能夠被重新使用。
當閱讀并理解優(yōu)選實施例的下述詳細說明時，對于本領域中的普通技術人員來說，本發(fā)明的其它優(yōu)點將是顯而易見的。
本發(fā)明可具體化為各種組件及組件的布置，以及具體化為各種步驟及步驟的安排。附圖
只用于舉例說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，而不應被解釋為對本發(fā)明的限制。
附圖是本發(fā)明的用于再生活性抗微生物物質的循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的示意圖。
參考附圖，循環(huán)系統(tǒng)為廢活性抗微生物物質的再生創(chuàng)造條件。該系統(tǒng)包括電化學活性溶液發(fā)生器或電解池，例如電解加氯器10。諸如鹽水之類的第一溶液通過入口管線12進入發(fā)生器。電壓發(fā)生器14在發(fā)生器內的電極16和18之間施加電壓。電極16最好是陰極，并位于入口管線12的附近。電極18最好是陽極。從而在第一溶液中，以電化學方式產生活性抗微生物物質。
當活性物質要用于醫(yī)療儀器的消毒或殺菌時，活性物質以抗微生物溶液的形式通過輸出管線20從發(fā)生器被輸送到消毒或殺菌處理室22中，消毒或殺菌處理室22裝有醫(yī)療儀器。消毒或殺菌速率依賴于暴露時間和活性鹵化物物質或者其它活性氧化性物質的濃度。已發(fā)現以污染物的形式存在于醫(yī)療儀器上，或者水中的有機污染物，例如血清，快速耗盡抗微生物溶液中的活性物質，降低殺菌或消毒的效果。另外，由于溶液的條件，例如溫度、pH或流動的緣故，活性物質可能退化。
最好通過使部分廢抗微生物溶液循環(huán)通過發(fā)生器10，再生活性物質?；毓?4把廢抗微生物溶液從處理室22運送到發(fā)生器。發(fā)生器用廢抗微生物溶液產生再生的抗微生物溶液，再生的抗微生物溶液所含的活性抗微生物物質的濃度高于輸入的變質抗微生物所含的活性抗微生物物質的濃度。另一方面，第二發(fā)生器用于再生廢抗微生物溶液。隨后由出口管線20把再生的溶液運送到處理室22。
通過以這種方式循環(huán)抗微生物溶液，在存在有機污染物的情況下，短時期后，最好在幾分鐘后，足以滿足消毒或殺菌的活性殺菌物質的濃度被恢復。表1表示了20℃下，在存在1％的牛血清的情況下，再循環(huán)對0.1％氯化鈉溶液的作用。即使在這么高的有機污染物濃度下，在20分鐘的再循環(huán)之后，獲得超過180ppm的自由(活性)氯濃度。不過，再生所需的時間顯然在某種程度上還依賴于處理室22中的抗微生物溶液的體積，溶液的流速以及溫度。對于通常在較小的儀器殺菌器具或消毒器具中采用的較小的溶液體積來說，所需的再生時間較短。
表1以每小時80升進行的再循環(huán)的作用。再循環(huán)之前，在20℃下向3升0.1％的氯化鈉溶液中加入1％的牛血清。
實際上，可預見的有機物質污染程度要低得多。表2表示了在20℃下，不同濃度的牛血清對由氯化鈉產生的電化學活性溶液中自由氯濃度的影響。在高的血清濃度(大于1％牛血清)下，發(fā)現幾乎檢測不到可測量的自由氯。在低于1％的血清濃度下，測得的自由氯較高，為活性物質的濃度的更快速升高創(chuàng)造條件。
表2在非再循環(huán)溶液中，在20℃下，牛血清對由10％的氯化鈉產生的電化學活性溶液中的自由氯濃度的影響
最好，使抗微生物溶液連續(xù)地循環(huán)通過發(fā)生器，并且根據需要，電壓發(fā)生器14只是間歇性地施加電壓，以便獲得所需范圍內(通常約為300ppm)的活性氯濃度。已發(fā)現在低于1％的血清濃度下，約80升/小時的循環(huán)流速可保證提供活性氯物質的足夠再生。
可選地，位于處理室22或者位于回管24中的傳感器26檢測溶液的性質，例如次氯酸根濃度，氧化還原電位，或者pH值，傳感器26依賴于活性物質。電壓控制器28與傳感器相連，當傳感器檢測到的性質達到對應于溶液中的活性物質的預選最小含量的預選值時，電壓控制器28指令電壓發(fā)生器14在電極16和18之間施加一個電壓。
另一方面，調節(jié)抗微生物溶液通過發(fā)生器的回流流速，以便獲得所需的活性氯濃度，或者只是間歇性地進行循環(huán)回流。
有機物質可與活性氯物質形成絡合物。當使廢溶液回流通過發(fā)生器時，絡合物被分解，從而再次放出氯物質。但是，抗微生物溶液還含有氯化鈉，當循環(huán)通過發(fā)生器時，氯化鈉能夠被轉化為活性氯物質。
每一次通過發(fā)生器，一部分氯化鈉被轉化成陰極電解液，該陰極電解液沿著流體管線30從發(fā)生器中被抽出。調節(jié)抽取的陰極電解液溶液的比例，使抗微生物溶液的pH值保持在有效地殺滅微生物的最佳范圍內。優(yōu)選的pH值范圍約為2～9，最好為5～9。在回流溶液通過發(fā)生器之前，可通過供給管線12向回流溶液中加入額外的一些氯化鈉溶液。特別地，當需要較長的循環(huán)時間時，氯化鈉的這種額外添加補充了氯化鈉濃度。
最好，閥34和36分別控制氯化鈉和廢溶液進入入口管線12的通道?？蛇x地，提供用于加水的第二入口管線38，以便稀釋進入發(fā)生器的新鮮氯化鈉供給物。系統(tǒng)還包括循環(huán)溶液的泵40。泵可以和回管相連，不過也可考慮允許回流的其它位置，例如出口管線中的位置。
雖然已特別參考源于鹽水的活性氯溶液說明了該系統(tǒng)，不過應理解活性氯物質的其它來源可以代替鹽水溶液，或者可以配合鹽水溶液一起使用。
另一方面，單獨地或者配合氯物質一起，使用抗微生物有效的其它物質。如表3中所示，源于溴化鉀的電化學活性溶液也是有效的消毒劑或殺菌劑，不過殺滅速率通常低于源于氯化鈉的溶液的殺滅速率。殺滅速率用平均線性回歸D值(使微生物總數降低1 log所需的時間的大小)。
表3利用源于氯化鈉和溴化鈉的溶液得到的桿菌枯草D值
權利要求
1．一種電化學活性抗微生物溶液的再生方法，包括使適量的第一溶液通過電解池(10)，以便產生包括活性氧化物質的抗微生物溶液，把抗微生物溶液輸送到處理室(22)，并把要進行微生物消毒的物品浸入抗微生物溶液中，其特征在于把一部分活性氧化物質耗盡的抗微生物溶液從處理室送回電解池，以便再生抗微生物溶液活性氧化物質。
2．按照權利要求1所述的方法，其特征還在于連續(xù)地使一部分抗微生物溶液從處理室回流到電解池，并從電解池回送到處理室。
3．按照權利要求1和2任一所述的方法，其特征還在于間歇地對電解池施加電壓，以便再生活性氧化物質，從而維持處理室中的活性氧化物質的預定最小濃度。
4．按照權利要求1-3任一所述的方法，其特征還在于第一溶液包括選自氯化物和溴化物的鹵化物；活性氧化物質包括自由鹵素物質；及使一部分活性氧化物質耗盡的溶液從處理室返回電解池的步驟包括再生含有自由鹵素物質的抗微生物溶液。
5．按照權利要求4所述的方法，其特征還在于向返回電解池的該部分抗微生物溶液中加入鹵化物。
6．按照權利要求1-5任一所述的方法，其特征還在于在使該部分抗微生物溶液返回電解池之前，過濾該部分抗微生物溶液。
7．按照權利要求1-6任一所述的方法，其特征還在于處理室中的活性氧化物質的濃度最低約為2ppm。
8．一種用于再生活性抗微生物物質的系統(tǒng)，包括鹽溶液源(34)，用于用鹽溶液和活性抗微生物物質耗盡的廢溶液產生含有活性抗微生物物質的抗微生物溶液的電解池(10)，連接鹽溶液源和電解池的入口管線(12)，連接電解池和處理室(22)，用于把抗微生物溶液輸送到處理室的出口管線(20)，其特征在于連接處理室和電解池，用于把一部分廢抗微生物溶液送回電解池，以便再生活性抗微生物物質的回管(24)。
9．按照權利要求8和9任一所述的系統(tǒng)，其特征還在于檢測抗微生物溶液的性質的傳感器(26)，它依賴于抗微生物溶液中活性物質的濃度；和控制下述至少之一的控制器(28)ⅰ)在電解池兩端施加電位的電壓發(fā)生器(14)；及ⅱ)變質抗微生物溶液向電解池的返回。
10．按照權利要求8-9任一所述的系統(tǒng)，其特征還在于控制向電解池添加鹽溶液的閥(34)。
11．按照權利要求8-10任一所述的系統(tǒng)，其特征還在于活性抗微生物物質包括選自自由氯物質、自由溴物質及它們的混合物的物質。
12．一種用于再生活性抗微生物物質的設備，由電解池構成的設備包括陽極(18)，陰極(16)，和第一流體流動通道(12,20)，第一流體流動通道進入陰極附近的電解池，并從陽極附近的電解池輸送抗微生物物質，其特征在于與陰極相連的第二流體流動通道(24)，該第二流體流動通道把活性抗微生物物質已耗盡的溶液運送到電化學電池。
全文摘要
電化學活性抗微生物溶液的循環(huán)系統(tǒng)把活性抗微生物物質已耗盡的抗微生物溶液回送到電解池(10),以便再生活性物質。經常污染要消毒或殺菌的物品,例如醫(yī)療器械的有機污染物快速地耗盡常規(guī)處理系統(tǒng)中的活性抗微生物物質。降低了借助電化學活性溶液進行微生物消毒的效率。通過使抗微生物溶液回流通過電解池,再生活性物質,使活性物質的濃度維持在實現有效消毒的水平。
文檔編號A61L2/02GK1305388SQ99807387
公開日2001年7月25日 申請日期1999年4月27日 優(yōu)先權日1998年4月27日
發(fā)明者克里斯托弗·M·弗里克, 鮑爾·S·馬爾切斯基, 布萊恩·C·沃西耶克, 杰森·M·塞爾 申請人:斯特里斯公司