DE10044117A1 - Verfahren zum Sterilisieren von Gegenständen - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum chemischen Sterilisieren von Gegenständen, insbesondere von medizinischen Gegenständen, die in unsterilem Zustand in einer keindichten, aber gasdurchlässigen unsterilen Verpackung abgepackt und anschließend mit einem diffusionsfähigen reaktiven gasförmigen Medium sterilisiert werden. Das Medium ist überhitzter Wasserstoffperoxiddampf, der im Innern der Verpackung unter den Taupunkt gedrückt und dadurch zum Auskondensieren gezwungen wird. Das Kondensat wird anschließend durch Evakuieren der Verpackung in die Dampfphase zurückgeführt und abgesaugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von Gegenständen, insbesondere von medizinischen Gegenständen, die in nicht keimfreiem Zustand in einer keimdichten, aber gasdurchlässigen, ebenfalls nicht keimfreien Verpackung abgepackt und anschließend zum chemischen Sterilisieren durch ein infolge einer Druckdifferenz in die Verpackung eindringendes reaktives, gasförmiges Medium beaufschlagt werden, welches nach dem Sterilisieren durch ein steriles Gas ersetzt wird.

Ein Verfahren dieser Art ist durch die internationale Patentanmeldung WO 96139340 Stand der Technik. Ein solches Verfahren wird beispielsweise für unbefüllte, medizinische Spritzenkörper angewendet, die nach dem Sterilisieren in einer Umverpackung an den abfüllenden Pharmazeuten geliefert werden. Dabei ist es möglich, dass die Umverpackung ihrerseits in einer weiteren Umverpackung angeordnet ist, welche gleichfalls Bereiche aufweist, die gasdurchlässig, jedoch keimdicht sind. Auf diese Weise können außer den zu sterilisierenden Gegenständen auch deren unmittelbare Umverpackungen auf Dauer steril gehalten werden. Als reaktives Medium wird dabei üblicherweise das extrem toxische Ethylenoxid in dampförmiger Phase benutzt. Es erfordert dann naturgemäß einen erheblichen Aufwand, die sterilisierten Gegenstände einschließlich der Innenflächen der Verpackung von Resten des Ethylenoxids absolut zu befreien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art auf die Benutzung des extrem toxischen Ethylenoxids zu verzichten und zusätzlich das Entfernen des reaktiven, gasförmigen Mediums mit möglichst wenig Aufwand zu bewerkstelligen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Medium überhitzter Wasserstoffperoxiddampf ist, der im Innern der Verpackung unter den Taupunkt gedrückt und dadurch zum Auskondensieren gezwungen wird, und dass das Kondensat anschließend durch Evakuieren der Verpackung in die Dampfphase zurückgeführt und abgesaugt wird.

Zwar ist es durch die EP 0 243 003 B1 grundsätzlich bekannt, Gegenstände mittels konsendierendem Wasserstoffperoxid zu sterilisieren, doch ist bei dem bekannten Verfahren in aufwendiger Weise vorgesehen, nach dem Sterilisieren die Wasserstoffperoxidreste durch Zuführen erhitzter Luft abzutrocknen.

Wasserstoffperoxid muss für die eigentliche Keimabtötung "aktiviert" werden, wobei der Begriff "Aktivieren" undefiniert ist. Es findet jedoch durch geeignete Wärmezufuhr am Wasserstoffperoxid eine chemische und/oder physikalische Veränderung statt, die letztlich die Keimabtötung bewirkt. Beim Verfahren nach der Erfindung erfolgt das "Aktivieren" des Waserstoffperoxids genau dann, wenn es zum Sterilisieren gebraucht wird, also bei der Kondensation. Dadurch wird der überhitzte Wasserstoffperoxiddampf veranlasst, die zu sterilisierenden Flächen mit einem dünnen, homogenen Flüssigkeitsfilm zu benetzen. Hierfür reicht bereits ein mikroskopisch dünner, mit dem bloßen Auge nahezu nicht sichtbarer Kondensatbelag aus, damit eine ausreichende Sterilisationswirkung in kürzester Zeit erzielt wird. Selbst bei der Kondensation relativ kalten Wasserstoffperoxiddampfes, nämlich wenn das Verfahren bei Unterdruck durchgeführt wird, wird eine ausreichende Verdampfungsenergie freigesetzt, was zur Erwärmung der entstehenden Flüssigphase führt. Auf Grund des sehr dünnen Flüssigkeitsfilmes wird jedoch die Temperatur der zu sterilisierenden Flächen praktisch nicht erhöht. Da der Wasserstoffperoxiddampf stets mit Wasserdampf gemischt ist, der Siedepunkt von Wasserstoffperoxid jedoch höher liegt als der von Wasser, kondensiert das Wasserstoffperoxid vor dem Wasser aus, so dass zunächst eine weitgehend reine Kondensatschicht aus flüssigem Wasserstoffperoxid ensteht und auf dieser aufliegend eine Wasserschicht. Dies führt momentan, genau zum richtigen Zeitpunkt, zu einer Konzentrationserhöhung des Wasserstoffperoxids im Gemisch. Für das Auskondensieren wird das Innere der Verpackung auf ein Vakuum von höchstens wenigen 10 Millibar Druck gesetzt. Das Entfernern der Wasserstoffperoxidreste braucht nun nicht mehr durch nachträgliches Erhitzen durchgeführt zu werden, sondern das Verdampfen geschieht durch bloßes Evakuieren auf einen Druck unterhalb des Siedepunktes. Das sterile Gas, welches anschließend das abgesaugte Wasserstoffperoxid ersetzt, braucht nicht von vornherein steril zu sein, da es beim Einströmen in die keimdichte Verpackung ohnehin steril wird. Das sterile Gas kann daher Luft sein.

Das Verfahren schließt auch solche Varianten ein, bei denen ein die zu sterilisierenden Gegenstände enthaltendes, formsteifes Gefäß seinerseits in einem zweiten Gefäß oder einem Beutel untergebracht wird und das zweite Gefäß oder der Beutel ebenfalls gasdurchlässig, aber keimdicht ist, beispielsweise für mit Injektionsnadeln versehene Spritzen. Das Ganze kann dann auf einen Satz sterilisiert werden.

Zweckmäßig wird der überhitzte Wasserstoffperoxiddampf aus einem Verdampfer in eine Sterilisationskammer geleitet, die wenigstens eine Verpackung aufnimmt. Vorteilhaft wird jedoch eine Vielzahl derartiger Umverpackungen in einer Sterilisationskammer zu gleicher Zeit sterilisiert. Dabei ist es günstig, das Prinzip der sogenannten kontinuierlichen Übersättigung anzuwenden. Dabei strömt überhitzter Wasserstoffperoxiddampf auf Grund des angelegten Druckgefälles aus dem Verdampfer in die Sterilisationskammer, und zwar über einen gewissen Zeitraum andauernd. Es wird über eine gewisse Zeitspanne hinweg kontinuierlich flüssiges Wasserstoffperoxid verdampft, wodurch der Überdruck im Verdampfer erhalten bleibt und deshalb kontinuierlich Wasserstoffperoxid in die Sterilisationskammer nachgeführt werden kann. Da die Temperatur und somit auch der Druck im Verdampfer höher ist, expandiert der Wasserstoffperoxiddampf in der Sterilisationskammer, was wiederum zu einer Abkühlung und somit zu einer Kondensation führt. Zusätzlich hierzu wird jedoch der Druck in der Sterilisationskammer durch den stetig nachströmenden Wasserstoffperoxiddampf erhöht. Sowohl Abkühlung als auch Druckerhöhung führen zu einer Übersättigung des sich im Sterilisationsraum akkumulierenden Dampfes, da beide Vorgänge den Zustand des überhitzten Wasserstoffperoxiddampfes jeweils unter den Taupunkt drücken. Solange Wasserstoffperoxiddampf zugeführt wird, entsteht Kondensat auf allen zugänglichen Flächen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann das Auskondensieren und das nachfolgende Evakuieren wenigstens einmal wiederholt werden. Durch mehrfaches Dampfeinströmen und Abpumpen wird nämlich die keimabtötende Wirkung bei insgesamt gleich langer Behandlungsdauer - Größenordnung 10 Minuten - deutlich verbessert.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Auskondensieren, ohne zwischenzeitliches Evakuieren, wenigstens einmal wiederholt wird. Nach dem Einströmen des überhitzten Wasserstoffperoxiddampfes in die Verpackung steigt zunächst der Druck stark an. Die dadurch einsetzende Kondensation führt zu einem Masseverlust in der Dampfphase, so dass der Druck wieder deutlich abfällt. Die Kondensationsflächen wirken dabei praktisch als Pumpen, da das Kondensat keinen Druck mehr im Volumen erzeugen kann. Das Kondensat wird in gewisser Weise aus dem Volumen "herausgepumpt". Daraufhin kann erneut überhitzter Wasserstoffperoxiddampf einströmen. Dieser Vorgang lässt sich mehrfach wiederholen, wobei mit jedem weiteren Einströmvorgang weitere Dampfmenge in die zu sterilisierende Verpackung eingebracht wird. Durch die jeweiligen Druckerhöhungen kann zudem die im Inneren der Verpackung befindliche Dampfmenge jeweils ein wenig unter den Taupunkt gedrückt werden, wodurch ein weiterer Anteil der dort befindlichen Dampfphase zum Auskondensieren gebracht wird.

Die Auskondensation kann dadurch beschleunigt oder verstärkt werden, dass nach dem Einströmen des Wasserstoffperoxiddampfes die Verpackung mit einem sterilen Gas geflutet wird, welches beispielsweise Luft sein kann, die ja beim Einströmen in die keimdichte Verpackung ohnehin steril wird. Da sich der in der Verpackung und an den zu sterilisierenden Gegenständen befindliche, überhitzte Wasserstoffperoxiddampf sehr nahe am Taupunkt befindet, lässt sich durch dieses Fluten, beispielsweise der gesamten Sterilisationskammer, der Druck erhöhen. Durch diese Druckerhöhung wird die noch vorhandene Dampfphase unter den Taupunkt gedrückt und kondensiert dadurch weiter aus. Dieses Fluten kann im Prinzip auch wiederholt sowie bis in den Überdruckbereich hinein erfolgen. Ein zusätzlicher Vorteil der Druckerhöhung mittels eines Hilfsgases liegt darin, dass die Kondensation von bereits eingebrachtem Wasserstoffperoxiddampf verstärkt wird, ohne weiteren Dampf einbringen zu müssen. Hierdurch kann die Menge des anschließend wieder abzupumpenden Mediums verringert werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine mehrfache Umverpackung von zu sterilisierenden Gegenständen.

Bei der Anlage nach Fig. 1 wird zunächst ein Dampfgemisch aus überhitztem Wasserdampf und überhitztem Wasserstoffperoxiddampf erzeugt, wobei die Bauart des Verdampfers 1 im Grunde beliebig ist. Dem Verdampfer 1 wird über eine Zuleitung 2 und ein Ventil 3 unter Druck eine wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid mit der erwünschten Konzentration von beispielsweise 30 bis 40% in Richtung A zugeführt.

Dem Verdampfer 1 ist eine Sterilisationskammer 4 nachgeordnet, in welcher sich auf einer geeigneten Auflage 5 abgestellte Verpackungen 6 befinden, in denen die zu sterilisierenden Gegenstände 7 verpackt sind. Die Verpackungen 6 sind jeweils mit einem Deckel 8 verschlossen, der keimdicht, jedoch gasdurchlässig ist und beispielsweise aus einem Material besteht, welches unter dem Handelsnamen Tyvek erhältlich ist. Die Funktionsweise wird später anhand der Fig. 2 erläutert werden.

Zunächst wird die Sterilisationskammer 4 evakuiert, und zwar durch eine geeignete Vakuumpumpe 9. Anschließend wird die Sterilisationskammer 4 durch Schließen eines Ventils 10 von der Vakuumpumpe 9 isoliert, so dass nicht mehr gesaugt wird.

Durch Öffnen eines Ventils 11 wird nun dafür Sorge getragen, dass der im Verdampfer 1 befindliche, überhitzte Wasserstoffperoxiddampf über die Leitung 12 in Zuströmrichtung B in die Sterilisationskammer 4 gelangt. Der Druck im Verdampfer 1 muss demzufolge höher sein als der Druck in der Sterilisationskammer 4. Während der Expansion vergrößert sich das vom Wasserstoffperoxiddampf eingenommene Volumen, wodurch der Dampf deutlich unter den Taupunkt abkühlt und an allen ihm zugänglichen Oberflächen der Gegenstände 7 und der Verpackungen 6 sowie der Auflage 5 und der Innenflächen der Sterilisationskammer 4 kondensiert. Nach der gewünschten Behandlungszeit kann mit Hilfe der Vakuumpumpe 9 das Kondensat abgezogen und die Sterilisationskammer 4 über eine Zuleitung 13 und ein Ventil 14 mit sterilem Gas belüftet werden.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer mehrfachen Umverpackung 6, bei welcher es um die Sterilisation von Spritzenkörpern 15 aus Glas oder Kunststoff mit eingeklebten Injektionsnadeln 16 geht, die sich, mit einem Kragen 17 in einer Lochplatte 18 hängend, in großer Zahl, beispielsweise 100 bis 200 Stück, in einer gemeinsamen Wanne 19 aus Kunststoff befinden. Der Rand 20 der Lochplatte 18 liegt dabei auf einem Absatz 21 der Wanne 19 auf. Diese ist so tief, dass die Injektionsnadeln 16 den Wannenboden 22 nicht erreichen.

Die Wanne 19 ist an ihrer Oberseite 23 offen und wird dort mit einem gasdurchlässigen, jedoch keimdichten Material (beispielsweise Tyvek) abgedeckt. Diese Abdeckung 24 ist blattförmig gestaltet und ähnelt einem schweren Papier, ist jedoch wesentlich reißfester. Die Perforation, die beispielsweise durch Weben entsprechender Fäden entsteht, ist so fein, dass der überhitzte Wasserstoffperoxiddampf eindringen kann, jedoch Keime nicht in das Innere gelangen. Die Abdeckung 24 ist an einer Siegelnaht 26 an die Wanne 19 angesiegelt.

Die dermaßen versiegelte Wanne 19 ist ihrerseits mittels eines Beutels 25 umverpackt, der seinerseits ganz oder teilweise aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die Abdeckung 24, gefertigt ist und nochmals die Wanne 19 keimdicht, aber gasdurchlässig verschließt. Der Beutel 25 ist längs einer Siegelnaht 27 aus zwei Teilen zusammengesiegelt.

Nach dem Einbringen der Spritzenkörper 15 in die Wanne 19, dem Versiegeln der Wanne 19 mit dem Deckel 24 sowie dem Einbeuteln der Wanne 19 in den Beutel 25 wird nun das Ganze in der Sterilisationskammer 4 auf einen Satz, zusammen mit anderen Verpackungen 6, sterilisiert. Nach dem Herausnehmen aus der Sterilisationskammer 4 sind die Spritzenkörper 15 einschließlich der Injektionsnadeln 16 sowie auch die komplette Wanne 19 steril. Das Gleiche gilt für den Zwischenraum zwischen Beutel 25 und Wanne 19.

Die in Fig. 2 dargestellte Umverpackung vermeidet eine Rekontamination der Wanne 19, die beim Abfüller aus dem Beutel 25 herausgenommen und durch eine Schleuse in einen sterilen Reinraum hineingereicht wird.

Für weniger hohe Ansprüche, oder falls man erst beim Abfüller sterilisieren möchte, kann natürlich auf die zusätzliche Umverpackung durch den Beutel 25 verzichtet werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Sterilisieren von Gegenständen, insbesondere von medizinischen Gegenständen, die in nicht keimfreiem Zustand in einer keimdichten, aber gasdurchlässigen, ebenfalls nicht keimfreien Verpackung abgepackt und anschließend zum chemischen Sterilisieren durch ein infolge einer Druckdifferenz in die Verpackung eindringendes reaktives, gasförmiges Medium beaufschlagt werden, welches nach dem Sterilisieren durch ein steriles Gas ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium überhitzter Wasserstoffperoxiddampf ist, der im Innern der Verpackung unter den Taupunkt gedrückt und dadurch zum Auskondensieren gezwungen wird, und dass das Kondensat durch Evakuieren der Verpackung in die Dampfphase zurückgeführt und abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der überhitzte Wasserstoffperoxid­ dampf aus einem Verdampfer in eine Sterilisationskammer geleitet wird, die wengistens eine Verpackung aufnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskondensieren und das nachfolgende Evakuieren wenigstens einmal wiederholt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskondensieren, ohne zwischenzeitliches Evakuieren, wenigstens einmal wiederholt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung oder Verstärkung des Auskondensierens die Verpackung mit einem sterilen Gas geflutet wird.