[发明专利]等离子体灭菌系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于灭菌或消毒制品(具体地，消毒医疗器械的中空内部区域)的系统和方法。该系统包括等离子体发生器，该等离子体发生器具有电极、屏蔽件以及电极与屏蔽件之间的介电间隙。电功率源连接到等离子体发生器，用于在电极与屏蔽件之间施加电极能量密度。气体源包含水蒸气、氧气和氮气，在电极与屏蔽件之间提供气体的流动，以形成含有酸性和/或氧化物质的等离子体。在示例性系统中，当电极能量密度为>气体的0.05ev/分子时，屏蔽件的表面处的温度为<150℃。还公开了一种用于通过将污染制品暴露于等离子体持续足以实现菌落形成单元的至少2个对数级减少的暴露时间来消毒被生物膜或孢子污染的制品的方法。

技术领域

本公开总体涉及医疗设备和制品的灭菌或消毒，更具体地，涉及应用具有活性反应性组分的气体等离子体以实现医疗制品诸如医疗器械或医疗内窥镜管腔的灭菌或消毒。

背景技术

无菌设备、仪器和用品的可靠供应对现代医学实践至关重要。已知多种类型的用于灭菌医院环境中可重复使用的物品的设备，包括例如蒸汽高压釜。美国专利4,301,113(Alguire等人)；美国专利4,294,804(Baran)；美国专利5,317,896(Sheth等人)；美国专利5,399,314(Samuel等人)；美国专利3,571,563(Shulz)；美国专利3,054,270(Huston)；以及美国专利3,564,861(Andersen等人)讨论了灭菌设备及其控制系统。不能承受高压灭菌温度的物品可以用灭菌器使用生物杀灭气体诸如环氧乙烷进行灭菌。

虽然环氧乙烷是优异的灭菌剂并且很好地渗透到例如内窥镜的管腔中，但是环氧乙烷还表现出不可取的毒性和易燃性，并且由于至少这些原因，本领域已寻求替代品。

发明内容

本公开提供了采用氧气/氮气等离子体作为灭菌气体的灭菌或消毒系统。所公开的实施方案允许高电极能量密度，同时最小化不需要的热产生。

在一个方面，本公开涉及包括等离子体发生器的系统。该等离子体发生器包括电极、屏蔽件以及电极与屏蔽件之间的介电间隙。电功率源连接到等离子体发生器，用于在电极与屏蔽件之间施加电极能量密度。气体源提供通过等离子体发生器的气流，以由气体形成含有酸性和/或氧化物质的等离子体。该系统还可以包括用于通过与气体源顺畅地连接的腔室传输经受灭菌的制品的装置。

在系统的示例性实施方案中，气体包括选自由分子氧、分子氮、一氧化氮、硝酸和一氧化二氮组成的组的一种或多种。优选地，气体包含水蒸气、分子氧和分子氮。在一些示例性实施方案中，气体包含空气。优选地，进入等离子体发生器的气体的相对湿度为至少21％。

在某些目前优选的实施方案中，当电极能量密度大于在电极与屏蔽件之间通过的气体的0.05eV/分子时，屏蔽件的表面处的温度优选地保持在小于150℃下。在一些示例性实施方案中，电功率源是具有高dV/dT的脉冲DC源。在某些示例性实施方案中，该系统还包括冷却设备。在一些示例性实施方案中，该系统包括用于从气体移除酸性和/或氧化物质。

在第二方面，本公开描述了一种用于使用灭菌器将污染制品灭菌的方法，该灭菌器等离子体发生器，该等离子体发生器具有电极、屏蔽件以及在电极与屏蔽件之间的介电间隙，电功率源连接到等离子体发生器，用于在电极与屏蔽件之间施加电极能量密度，并且气体源提供通过等离子体发生器的流动，以由气体形成含有酸性和/或氧化物质的等离子体。含有酸性和/或氧化物质的气体从等离子体发生器被引导到封闭区域中，该封闭区域包括经受灭菌的制品的一部分。

在示例性实施方案中，该气体包含水蒸气、氧气和氮气，并且当电极能量密度大于在电极与屏蔽件之间通过的气体的0.05eV/分子时，屏蔽件的表面处的温度保持在小于150℃下。将污染制品暴露于含有酸性和/或氧化物质的气体并持续足以将污染制品灭菌的暴露时间，该暴露时间优选地不超过一小时。