Результат интеллектуальной деятельности: ПАРОПЕРЕКИСНЫЙ СПОСОБ ДЕЗИНФЕКЦИИ

Изобретение относится к области дезинфекции, а именно к способам обеззараживания (стерилизации) объектов в дезинфекционных камерах, и может быть использовано для проведения противоэпидемических и дезинфекционных мероприятий, при ликвидации очагов особо опасных инфекций, а также последствий чрезвычайных ситуаций и террористических актов с использованием биологических патогенных агентов.

Известны способы камерной дезинфекции одежды, обуви, постельных принадлежностей, различного вещевого имущества, книг и документов, которые заключаются в обработке объектов паровоздушной или пароформалиновой смесью [1, 2].

Паровоздушной дезинфекции подвергают одежду хлопчатобумажную, льняную, шерстяную, суконную, из натурального шелка и химических волокон, а также постельные принадлежности, книги и другие объекты. Дезинфицирующим агентом является паровоздушная смесь (смесь воздуха и насыщенного водяного пара) при температуре от 70 до 100°С. В зависимости от стойкости объекта к воздействию высокой температуры и вида возбудителя инфекции экспозиция составляет от 10 до 30 минут при обработке от вегетативных форм микроорганизмов и вирусов, 40-45 минут - при обработке от споровых форм [1, 2].

Пароформалиновым способом обеззараживают кожаные, меховые, шубно-овчинные и войлочные изделия, кожаную и резиновую обувь, одежду с меховой подкладкой, хлопчатобумажные и шерстяные изделия, отделанные мехом, изделия из химических волокон и другие объекты, которые портятся под воздействием высокой температуры при дезинфекции паровоздушным способом. Дезинфицирующим агентом является паровоздушная смесь с парами формальдегида, количество которого в камере зависит от микроорганизма (вегетативная или споровая форма). Дезинфекцию объектов осуществляют при температуре 58°С, влажности от 80 до 100% и экспозиции 45 минут в случае обработки от вегетативных форм микроорганизмов и 2 часа 45 минут - от споровых форм [1, 2].

Существуют способы дезинфекции оборудования, приборов и изделий медицинского назначения, различной тары для продуктов [3-6], а также лабораторных помещений и систем кондиционирования воздуха так называемой испаряющейся перекисью водорода (VHP) [7, 8]. Авторы указывают на необходимость использования высококонцентрированных растворов перекиси водорода (30-90%) и ее безводных органических или неорганических комплексов с целью минимизировать влажность паров перекиси и избежать процесса конденсации влаги на объектах обработки. Для испарения перекиси водорода (ПВ) используют электронагреватели, пористые трубки, нагреваемые потоком горячего воздуха, горячие металлические или керамические пластины, на которые постоянно дозированно подается раствор ПВ для поддержания заданной концентрации ее паров в воздухе. Для доставки VHP из области испарения к обрабатываемым предметам (полостям) используют, как правило, горячевоздушные потоки либо градиент давления, создаваемый различными типами вентиляторов или вакуумированием. Продолжительность обеззараживания объектов уменьшается с 3 часов до нескольких секунд при повышении температуры смеси паров перекиси водорода с воздухом от 22-35°С до 70-130°С и увеличением ее концентрации в воздухе от 1,7 г·м^-3 до 500 г·м^-3 (в пересчете на объем обрабатываемого объекта) [3-8].

Однако для целей дезинфекции больших объемов вещевого имущества, таких как армейское обмундирование, средств защиты кожи и прочих разнородных по составу элементов экипировки, документов и книг, пар перекиси водорода ранее не использовался. В некоторых источниках информации упоминается, что обработка паром перекиси водорода, полученным из концентрированных растворов (30% и более), приводит к изменению окраски поверхностей объектов обеззараживания [8].

Классические способы камерной дезинфекции вещевого имущества достаточно надежны, позволяют обрабатывать широкий перечень предметов, изготовленных из различных по назначению и составу материалов. Потребительские свойства изделий при соблюдении «Инструкции по дезинфекции…» [2] практически не изменяются, за исключением изделий из шерстяных и шелковых тканей, а также с утеплителем из натуральной ваты и ватина, которые дают усадку, обусловленную свойствами самого материала [9, 10]. Основным недостатком камерных способов является большая экспозиция (продолжительность воздействия дезинфицирующего агента) при обеззараживании имущества по спороцидному режиму. Продолжительность полного цикла обработки с учетом вспомогательных операций по обслуживанию дезкамер (подготовка камеры к работе, загрузка имущества, прогрев имущества до заданной температуры, выгрузка имущества, для пароформалинового способа - дополнительно нейтрализация формалина или проветривание имущества в камере) увеличивается еще на 20-60 минут [2].

Цель изобретения - создание эффективного спороцидного способа камерной дезинфекции вещевого имущества, позволяющего сократить продолжительность обеззараживания и одновременно обрабатывать различные по составу материалы и изделия из них без ухудшения потребительских свойств.

Поставленная цель достигается тем, что для уничтожения микроорганизмов, контаминирующих вещевое имущество, на них воздействуют смесью паров перекиси водорода, насыщенного водяного пара и воздуха при высокой температуре и нормальном атмосферном давлении.

Сущность изобретения заключается в обработке объектов, помещенных в замкнутое пространство и предварительно прогретых до температуры (99±1)°С, пароперекисной смесью, получаемой путем распыления насыщенным водяным паром водного раствора перекиси водорода с концентрацией (10±2)% мас. и расходом 1 л·м^-3, и воздействии указанной смесью с экспозицией 20 минут при температуре (99±1)°С.

Промышленная применимость настоящего изобретения состоит в том, что для дезинфекции вещевого имущества пароперекисным способом могут быть использованы существующие паровоздушноформалиновые дезинфекционные камеры без изменения их конструкции.

Обслуживание камер, подготовку к работе и вывод на режим осуществляют в соответствии с их техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Дезинфекционные работы проводят с соблюдением требований нормативных документов, регламентирующих правила обращения с патогенными микроорганизмами.

Дезинфекционную камеру подготавливают к работе и перед загрузкой имущества предварительно прогревают паром до температуры 70°С. Объекты дезинфекции (индивидуальные комплекты имущества или отдельные предметы одежды) заранее развешивают на вешалках-плечиках, входящих в комплектацию камеры.

Летний комплект имущества состоит из нижнего белья по сезону, носков, рубашки (легкой куртки или ветровки без подклада) и брюк, масса комплекта составляет (1,9±0,1) кг. Зимний комплект имущества состоит из нижнего белья по сезону, носков, рубашки или легкой куртки и брюк без подклада, верхней утепленной одежды - куртки и брюк (полукомбинезона) на подкладе, масса комплекта составляет (5,0±0,1) кг. Предметы одежды изготовлены из хлопчатобумажных, смесовых (хлопок с добавлением синтетики) или синтетических тканей.

В прогретую камеру загружают вешалки с имуществом, равномерно распределяя их по всей длине штанги, расположенной в верхней части камеры. Норма загрузки имущества не более 35,0 кг·м^-3, что в пересчете на комплекты составляет не более 32 летних или не более 12 зимних. При загрузке зимних комплектов необходимо соблюдать следующее условие: расстояние между комплектами должно быть 0,5-2,0 см, толщина слоя одежды на одной вешалке - не более 20 см.

После загрузки имущества камеру закрывают и прогревают паром в течение 5 минут до достижения температуры внутри камеры (99±1)°С. Температуру определяют по показаниям встроенного в камеру термометра. После этого в формалиновый бачок заливают расчетное количество водного раствора перекиси водорода с концентрацией (10,0±2,0)% мас., которое определяют с учетом расхода 1 л·м^-3 объема камеры. Раствор из формалинового бачка инжектируют в камеру при помощи водяного насыщенного пара в течение не более 5 минут. После этого одежду выдерживают при температуре (99±1)°С в течение 15 минут, причем заданную температуру в течение всей экспозиции обеспечивают путем периодического дополнительного пуска водяного пара в камеру. По окончании экспозиции камеру открывают, выгружают имущество и используют его по назначению.

Общая продолжительность полного цикла обработки составляет 35 минут: загрузка имущества - 5 минут; подъем температуры до (99±1)°С - 5 минут; продолжительность воздействия дезинфицирующего агента на объекты - 20 минут (инжекция раствора перекиси водорода в течение 5 минут с последующей выдержкой в течение 15 минут); выгрузка имущества - 5 минут.

Предлагаемый способ отличается от аналогов тем, что для дезинфекции вещевого имущества используют пароперекисную смесь, при этом для получения паров перекиси используют низкоконцентрированный (10%) водный раствор, пары перекиси водорода имеют высокую влажность, а испарение перекиси и доставку ее паров к объектам обеззараживания осуществляют при помощи насыщенного водяного пара с температурой (99±1)°C при давлении от 1,5 до 4,0 атм (рабочее давление пара в паровом котле дезинфекционной камеры). В отличие от аналогов в заявленном способе концентрация перекиси в пароперикисной смеси не является постоянной величиной: она увеличивается в процессе инжекции и достигает максимума через 5 минут, затем в течение 15-минутной выдержки концентрация ПВ в смеси снижается практически до нулевых значений. Это обусловлено разложением перекиси под действием высокой температуры на безопасные вещества воду и кислород, а также разбавлением водяным паром и уносом незначительного количества перекиси вместе с ним в атмосферу через выпускные отверстия в дезинфекционной камере. В результате к моменту окончания экспозиции отпадает необходимость проводить нейтрализацию или удаление иным способом перекиси водорода из дезинфекционной камеры и с обрабатываемых объектов.

В данном изобретении реализован принципиально иной способ испарения перекиси водорода. Для этого используют штатную систему подачи формалина в дезинфекционную камеру - бачок для формалина или аппарат Беньяминсона-Кручина (фиг. 1). Бачок состоит из корпуса 1, в который через патрубок 6 заливают раствор перекиси водорода и закрывают его пробкой 7. Перед заливкой перекиси водорода сливной кран 5 должен быть закрыт. После заполнения бачка через трубу 2 подают водяной пар, который выходит через отверстие 3, проходит через раствор перекиси водорода, нагревает его, в результате происходит испарение перекиси, пары которой вместе с водяным паром поступают в дезинфекционную камеру через трубу 4 [1].

Экспериментально доказано, что пароперекисный способ обеспечивает полное обеззараживание одежды с плотностью контаминации спорами бактерий до 10⁵ КОЕ·см^-2 включительно при сокращении времени воздействия дезинфицирующего агента в 2 раза по сравнению с классическим паровоздушным способом камерного обеззараживания, а также позволяет одновременно обрабатывать различные по составу материалы и изделия из них без ухудшения потребительских свойств.

Пример 1. Дезинфекцию вещевого имущества пароперикисным способом проводили в комбинированных дезинфекционно-душевых установках ДДП-2 на одноосном автомобильном прицепе ИАПЗ-738 и ДДА-66 на автомобиле ГАЗ 66 в соответствии с технически описанием и инструкцией по эксплуатации.

Эффективность дезинфекции оценивали бактериологическим методом с использованием тканевых тест-объектов в соответствии с требованиями Руководства Ρ 4.2.2643-10 [11], «Временных методических указаний…» [12] и «Методических указаний…» [13]. Способы и средства дезинфекции вещевого имущества должны обеспечивать 100% уничтожение микроорганизмов [11, 12], камерные способы обеззараживания должны обеспечивать выполнение этого условия при исходной плотности контаминации объектов от 1·10⁵ спор·см^-2 до 1·10⁶ спор-см^-2 [13].

В качестве тест-микроорганизма использовали агаровую споровую культуру Bacillus subtilis (штамм 3) с содержанием зрелых спор не менее 90%. Плотность контаминации тест-объектов составляла от 1·10⁵ спор·см^-2 до 1·10 спор·ем^-2. Результаты дезинфекции вещевого имущества считали положительными, если после анализа бактериологических проб путем посева в жидкую питательную среду не были выявлены живые микроорганизмы на всех тест-объектах.

В экспериментах использовали летние и зимние индивидуальные комплекты имущества массой соответственно (1,9±0,1) кг и (5,0±0,1) кг. Предметы одежды были изготовлены из хлопчатобумажных, смесовых (хлопок с добавлением синтетики) или синтетических тканей. На каждую загрузку в дезинфекционную камеру помещали по 5 контаминированных комплектов имущества и «чистые» комплекты в количестве, необходимом до получения полной загрузки камеры. Контаминацию комплектов имущества проводили следующим образом: на каждом закрепляли от 15 до 20 зараженных тест-объектов, равномерно распределяя их внутри и снаружи по ширине и длине предметов одежды. При загрузке камеры контаминированные комплекты равномерно распределяли между «чистыми», затем проводили обработку в соответствии с описанием заявленного изобретения. После дезинфекции имущество извлекали из камеры, тест-объекты помещали в индивидуальные емкости с жидкой питательной средой, полученные бактериологические пробы обрабатывали в соответствии с требованиями Руководства Ρ 4.2.2643-10 [11].

Одновременно в ходе экспериментов оценивали изменение концентрации перекиси водорода в пароперекисной смеси в течение экспозиции при обеззараживании вещевого имущества. Также оценивали изменение потребительских свойств имущества (усадку, цвет, влажность) и кожно-резорбтивное действие материалов одежды после обработки.

Усадку предметов одежды определяли путем сравнения их линейных характеристик до и после обработки. Влажность рассчитывали, как отношение разницы массы предметов одежды после и до обработки к их массе до обработки (к массе сухих предметов). Изменение цвета определяли визуально.

Концентрацию перекиси водорода в исходном растворе и в пароперекисной смеси определяли объемным перманганатометрическим методом. Пробы пароперекисной смеси из камеры отбирали при помощи вакуумного аспиратора М-822.

Использование высоконцентрированных растворов перекиси водорода (20% и выше) для дезинфекции имущества пароперекисным способом приводило к изменению цвета одежды, поэтому концентрация ПВ в исходном растворе была снижена до (10,0±2,0) % массовых. При такой концентрации исходного раствора изменения цвета имущества не наблюдалось.

Анализ проб пароперекисной смеси показал, что при заявленной норме расхода 10% раствора ПВ из расчета 1 литр на 1 м камеры количество ПВ в пароперекисной смеси достигает максимума к 5-й минуте, затем резко снижается к 10-й минуте. К концу экспозиции происходит плавное снижение концентрации до минимальных значений (таблица 1), что объясняется термическим разложением перекиси водорода на безопасные вещества - воду и кислород, а также разбавлением водяным паром и уносом незначительного количества перекиси вместе с ним в атмосферу через выпускные отверстия в дезкамере.

Токсикологические исследования, проведенные на кроликах методом аппликации, показали, что имущество после дезинфекции пароперекисным способом не оказывает кожно-резорбтивного и раздражающего действия на кожу подопытных животных, что позволяет косвенно судить о безопасности обеззараженной одежды для человека.

После дезинфекции пароперекисным способом влажность имущества, изготовленного из синтетических и смесовых тканей, составила, в среднем, 1,59%, для имущества из хлопчатобумажных тканей - 2,46%, для верхней утепленной одежды - 4,98%. Полученные данные соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к вещевому имуществу, которое выдается потребителю после дезинфекционной или влажно-тепловой обработке: остаточная влажность не должна превышать 5% [10].

Обработка пароперекисным способом практически не изменяет линейные характеристики одежды: усадка составляет от 0,03% до 1,12%, что соответствует 0,4-1,1 см. В то время, как для изменения линейных характеристик одежды на один размер усадка должна составить по ширине изделия не менее 4 см, по длине изделия - не менее 6 см [9].

Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют, что полное обеззараживание вещевого имущества с исходной плотностью контаминации спорами В. subtilis (штамм 3) от 1,05·10⁵ до 5,27·10⁵ КОЕ·см^-2 достигается пароперекисным способом при экспозиции 20 минут и плотности загрузки одежды не более 35,0 кг·м^-3 (что в пересчете на индивидуальные комплекты составляет не более 12 зимних или 32 летних). Классический паровоздушный способ камерной дезинфекции при такой же экспозиции и загрузке не обеспечивает полноту обеззараживания вещевого имущества.

Экспериментально доказано, что пароперекисный способ обеспечивает полное обеззараживание одежды с плотностью контаминации спорами бактерий до 105 КОЕ·см^-2 включительно при сокращении времени воздействия дезинфицирующего агента в 2 раза по сравнению с классическим паровоздушным способом камерного обеззараживания. Заявленный способ позволяет одновременно обрабатывать различные по составу материалы и изделия из них. Воздействие пароперекисной смеси не изменяет цвет изделий, практически не вызывает усадки одежды. Вещевое имущество после дезинфекции не требует сушки, не оказывает кожно-резорбтивного и раздражающего действия и может быть сразу же использовано по назначению.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1 Карасева А.Н., Макаров А.Г., Михельсон Г.А. и др. Руководство по камерной дезинфекции. М.: Медицина, 1972.

2. Инструкция по дезинфекции и дезинсекции одежды, постельных принадлежностей, обуви и других объектов в паровоздушноформалиновых, паровых и комбинированных дезинфекционных камерах и дезинсекции этих объектов в воздушных дезинсекционных камерах: Утв. Главным Государственным санитарным врачом СССР 29.08.1977. // Справочник по санитарно-противоэпидемическому режиму. М.: Грантъ, 1998.

3. Аппарат для стерилизации предмета перекисью водорода, способ стерилизации предмета паром перекиси водорода (варианты), герметичная емкость: пат.2176521 Рос. Федерация: МПК⁷ A61L 2/14, A61L 2/20 / Якобе Пол Тейлор (US), Лин Сзу-Мин (US), Чен Ксиаолан (CN); заявитель и патентообладатель ДЖОНСОН ЭНД ДЖОНСОН МЕДИКАЛ, ИНК. (US); заявл. 25.10.1996; опубл. 10.12.2001.

4. Способ получения газообразной стерилизующей среды, содержащей перекись водорода: пат. 2035919 Рос. Федерация: МПК⁷ A61L 2/20 / Ян Андерссон (SE), Ларе Мартенссон (SE), Геран Шмит (SE), Томас Берборн (SE); заявитель и патентообладатель Тетра Лавал Холдингз энд Файненс С.А. (СН); заявл. 06.11.1990; опубл. 27.05.1995.

5. Способ стерилизации поверхностей и устройство для стерилизации контейнеров: пат. 2167799 Рос. Федерация: МПК⁷ В65В 55/02, A61L 2/20 / Ульрих Метцгер (DE), Кристиан Шмид (СН); заявитель и патентообладатель СОСЬЕТЕ ДЕ ПРОДЮИ НЕСТЛЕ С.А. (СН); заявл. 09.08.1996; опубл. 27.05.2001.

6. Стерилизатор для стерилизации парами перекиси водорода и способ стерилизации с его использованием: пат. 2404813. Рос. Федерация: МПК⁷ A61L 2/00 / КО Джун Суек (KR); заявитель и патентообладатель ХЬЮМАН МЕДИТЕК КО., ЛТД. (KR); заявл. 26.11.2005; опубл. 20.12.2007.

7. Эффективность газообразной перекиси водорода против микобактерий туберкулеза. А. Канерт, П. Сейлер, М. Штейн и др. Институт Инфекционной биологии им. Макса Планка, Берлин, Германия [Электронный ресурс] // Центр медицинской техники: [сайт], [2008-2012]/ URL: http://medtehmka.conVarticles/01/h2o2/.html (дата обращения: 06.06.2012).

8. Биологическая дезинфекции помещений для животных и теплочувствительного оборудования при помощи испаряющейся перекиси водорода. Юрген Краузе, Джералд Макдоннелл, Герман Ридезель. Американская ассоциация по изучению лабораторных животных [Электронный ресурс] // Центр медицинской техники: [сайт], [2008-2012]/ URL: http://medtehmka.conVarticles/01/h2o2/.html (дата обращения: 06.06.2012).

9. Сакулин Б.С, Амирова Э.К. Конструирование мужской и женской одежды: Учебник. - М.: Академия, 1998.

10. Герасимова В.Ф. Технология прачечного производства. М.: Легпромбытиздат, 1985.

11. Методы лабораторных исследований и испытаний медико-профилактических дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности: Руководство Ρ 4.2.2643-10. - M.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2010.

12. Временные методические указания по типовым методам микробиологических исследований эффективности и оценке средств и способов дезинфекции: Утв. начальником ЦВМУ МО СССР 11.07.7972 г. - Л.: Медицина, 1978.

13. Методические указания по контролю работы паровых и воздушных стерилизаторов: Утв. Начальником Главного эпидемиологического управления Министерства Здравоохранения СССР, №15/6-5, 28.02 1991. - Минздрав СССР, 1982.