[发明专利]灭菌方法及装置

说明书

关联申请的交叉引用

本申请要求享有申请日为2009年1月20日的美国临时申请61/145,932的优先权，在此通过引用将其整体包含在本说明书中。

技术领域

本发明一般涉及对温敏性医疗器械，尤其对导管器械和可植入的假体(prostheses)进行灭菌的方法和装置。

背景技术

存在几种常见的终极灭菌方法，包括干热法、蒸汽灭菌器、环氧乙烷(EO)和辐射法(γ射线和电子束)。还存在利用了过氧化氢(H₂O₂)蒸汽的新式灭菌选择，其中该过氧化氢蒸汽对于高抗性孢子形成菌、非孢子形成菌及其它微生物来说是有效的灭菌方法。

但是，上述许多传统的灭菌方法受到大量的限制，这会降低其效果。例如，通常在160-170℃的温度下使用干热法，最少需要两小时，但是由于其高温需求，其引用被大量地限制在温敏性器械及设备的范围内。

另一灭菌方法利用了蒸汽灭菌器，这是用在手术器械中的最广泛、最原始、最传统及最节省成本的灭菌方法。在15PSI的压力下，使被施加的蒸汽在压力室内的温度达到121-148℃。该灭菌方法取决于负载的温度和尺寸，并且能够持续10-60min。然而因为上述方法利用了相对较高的温度，所以它也不大适合用于热敏性材料、器械和设备。

另一方法利用了用于温敏性和湿敏性物品的环氧乙烷(ETO)气体。尽管该方法的操作温度远远低于干热灭菌法和蒸汽灭菌器灭菌法的操作温度，但是对于某些医疗器械，即生物吸收性支架(stent)来说，它仍然太高。

γ射线和电子束灭菌法是另一使用了辐射的方法，其中两者对于高分子材料的作用是相同的。γ射线和电子束灭菌法通常使器械经受辐射，但具体而言，聚合物器械将会不可避免地受到辐射的影响，并且将使其聚合物结构(如短链和交叉结合)发生改变。这些方法可能会导致裂口处的抗拉强度、拉伸以及上述聚合物器械的屈服应变发生显著的改变和损伤。此外，机械性能的准确变化可能不是显而易见的，如在这些变化的发展过程中可能延迟一段时间。

其它灭菌法还包括汽化过氧化氢(VHP)灭菌法，一般来讲，这已经被医院应用于大范围医疗器械的灭菌。VHP灭菌法发生在温度小于50℃、湿度相对较低的环境中。通常适用于温敏性和湿敏性物品以及精密仪器的灭菌。过氧化氢是通过关键细胞成分(例如，膜脂、DNA以及其它必要成分)的氧化作用来实现灭菌的氧化剂。在多个重要的生物反应区域处发生的化学相互反应被认为是对微生物的失活负有责任的。VHP灭菌法是ETO灭菌法的替代物，但是VHP灭菌法不如ETO灭菌法能够渗透到要被灭菌的器械中。然而，除了温度和湿度较低以外，VHP灭菌法与ETO灭菌法相比，还具备其它显著的优点，包括材料的兼容性良好，并且循环时间较短。但是与其它灭菌方式一样，VHP灭菌法也具有其局限性。因为VHP灭菌法缺少对于ETO灭菌法可行的渗透，所以必须存在开放式气体通道。在输送导管上安装或者没有安装支架的情况下，医疗器械诸如PTCA或者PTA导管包括最小腔室直径为0.008cm且长度在100-150cm范围内的相对较长的管状部件。上述构造对该灭菌方法来说是很大的挑战，这是因为VHP灭菌法通常不能够渗透通过这些腔室长度并对其进行灭菌。

由于上述限制，所以需要一种具有复杂的几何结构并且对温度和辐射暴露高度敏感的灭菌装置。

发明内容

生物吸收性聚合物支架对于传统灭菌方法中存在的温度、辐射和湿度是尤其敏感的。众所周知，在灭菌，例如ETO灭菌过程中所使用的温度可能导致聚合物支架支柱在支架展开过程中因脆性行为的开始而发生龟裂。

在一个实施例中，支架由具有Tg(玻璃态转变温度)在40-80℃之间的生物吸收性高分子材料构成。当在膨胀形式下，首先在例如，操作温度范围为38-50℃，且相对湿度(RH)为20％-80％的情况下，使该支架经受ETO灭菌过程。由于上述灭菌温度等于或者小于该支架材料的Tg，所以可以大大避免不必要的热效应及机械性能的恶化。随后，可以在无菌或者半无菌环境下将该支架卷曲到预先被灭菌的导管输送系统上。上述组件接着可以经受利用了例如，汽化过氧化氢(VHP)灭菌方法的最终灭菌步骤。由于VHP灭菌处理的温度和RH值较低，所以支架的机械性能不可能受到不利影响。为了进一步维持支架的机械性能，可以设置VHP灭菌处理参数的示例如下：(1)温度范围低于60℃，(2)循环时间为1h-10h，以及(3)过氧化氢的正常比浓度为50％-60％。