Комплексы неорганических солей с пероксидом водорода и их синтез

Комплексы неорганических солей с пероксидом водорода и их синтез

Реферат

 

Изобретение предназначено для химической промышленности и медицины и может быть использовано при получении дезинфектантов и стерилизующих средств для медицинского инструмента и оборудования. Неорганическую соль смешивают с водой с образованием мягкой пасты, добавляют водный раствор ₂О₂. Выдерживают при давлении 0,2 Тор 5-30 мин. Сушат в вакууме или в сушильном шкафу. Концентрация водного раствора Н₂О₂ 12-80%. В качестве неорганической соли можно использовать фосфат или конденсированный фосфат натрия, калия, кальция или магния, силикатную соль натрия. Полученный комплекс неорганическая соль - пероксид водорода представляет собой Na₄P₂O₇nH₂O₂ или K₃PO₄nH₂O₂, где n2, преимущественно n= 3; или Na₂SiO₃nH₂O₂, где n 1; или Са₂Р₂Р₇n Н₂О₂; или Mg₂P₂O₇nН₂О₂; или Na₂SO₄nН₂О₂; или К₂SO₄nН₂О₂; или Na₂Si₃O₇nН₂О₂. Указанные комплексы обладают улучшенной способностью к дезинфекции и стерилизации как металлических, так и неметаллических деталей и поверхностей при комнатной и повышенной температуре, практически не содержат воды. 7 с. и 16 з.п. ф-лы, 25 ил., 53 табл.

Предпосылки изобретения Область техники Изобретение относится к способу синтеза неорганических комплексов пероксида водорода и к некоторым комплексам пероксида водорода.

Описание прототипов Медицинские инструменты традиционно стерилизуют с использованием или тепла, получаемого, например, с помощью пара, или химикатов, таких как формальдегид или этиленоксид в газообразном состоянии или в виде паров. Каждый из этих способов имеет свои недостатки. Многие медицинские инструменты, такие как устройства из оптического волокна, эндоскопы, силовые инструменты и т. д., чувствительны к теплу или влаге или к теплу и к влаге. Формальдегид и этиленоксид являются токсичными газами, которые потенциально опасны для здоровья работающих с ними. Проблемы применения этиленоксида особенно серьезны, так как в этом случае необходимо длительное время аэрирования для удаления газа из изделий, которые были подвергнуты стерилизации. В результате продолжительность цикла стерилизации становится слишком большой. Кроме того, в случае как формальдегида, так и этиленоксида необходимо присутствие в системе значительного количества влаги. Следовательно, устройства, которые необходимо стерилизовать, перед введением химиката должны быть увлажнены или химикат и влага должны вводиться одновременно. Присутствие влаги имеет также значение и в процессе стерилизации другими, помимо этиленоксида и формальдегида, химикатами в газообразном или парообразном состоянии, которые представлены в Таблице 1.

Стерилизация с использованием паров пероксида водорода, как показано выше, обладает рядом преимуществ перед другими химическими способами стерилизации (см., например, патенты США 4169123 и 4169124), а сочетание пероксида водорода с плазмой обеспечивает дополнительные преимущества, которые описаны в патенте США 4643876. В соответствии с описанием этих патентов пероксид водорода генерируется из водного раствора пероксида водорода, что гарантирует присутствие в системе влаги. Эти данные, которые обобщены в Таблице 1, показывают, что для того, чтобы пероксид водорода в паровой фазе был эффективен или чтобы он проявлял свою максимальную спороцидную активность, требуется влага. Однако применение водных растворов для генерирования паров пероксида водорода при проведении стерилизации может привести к ряду проблем. При более высоких давлениях, таких как атмосферное давление, избыток воды в системе может вызвать конденсацию. Следовательно, при стерилизации перед введением водных паров пероксида водорода необходимо уменьшать относительную влажность.

Стерилизация изделий, содержащих участки, ограниченные для диффузии, такие как длинные узкие полости, представляет собой особую проблему в случае паров пероксида водорода, которые получены из водного раствора пероксида водорода, так как: 1. Вода имеет более высокое давление паров, чем пероксид водорода, и из водного раствора будет испаряться быстрее, чем он.

2. Вода имеет более низкий молекулярный вес, чем пероксид водорода, и в парообразном состоянии будет диффундировать быстрее, чем он.

Вследствие этого при испарении водного раствора пероксида водорода вода достигает предметов, которые должны быть подвергнуты стерилизации, первой и в более высокой концентрации. Следовательно, пары воды препятствуют проникновению пероксида водорода в области с ограниченной диффузией, такие как маленькие щели и длинные узкие полости. Удаление воды из водного раствора и использование более концентрированного пероксида водорода может быть опасным из-за окисляющей природы такого раствора.

В патентах США 4642165 и 4744951 предприняты попытки решить эту проблему. Первый патент раскрывает измерение небольших порций раствора пероксида водорода, подаваемых на нагретую поверхность, чтобы гарантировать, что каждая порция испаряется перед добавлением следующей. Хотя такая методика позволяет исключить разницу в давлении паров и летучести между пероксидом водорода и водой, она не учитывает тот факт, что в парообразном состоянии вода диффундирует быстрее, чем пероксид водорода.

В последнем патенте описывается способ концентрирования пероксида водорода из относительно разбавленного раствора пероксида водорода и воды и подачи концентрированного пероксида водорода в парообразном состоянии в стерилизационную камеру. Способ включает испарение из раствора основной части воды и удаление образующихся паров воды перед введением концентрированных паров пероксида водорода в стерилизационную камеру. Предпочтительный интервал концентраций для концентрированного раствора пероксида водорода составляет от 50 до 80 вес.% Недостатком этого метода является концентрация рабочих растворов пероксида водорода, которая находится в интервале опасных концентраций, то есть выше 65%, а также то, что из паров удаляется не вся вода. Так как вода все еще присутствует в растворе, она будет испаряться быстрее и первой достигать подвергаемых стерилизации предметов. Этот эффект особенно резко выражен в случае длинных узких полостей.

В патенте США 4943414 описан способ, в котором сосуд, содержащий небольшое количество испаряемого жидкого раствора стерилизующего средства, присоединяется к полости, а стерилизующее средство испаряется и протекает непосредственно в полость изделия, как только давление во время цикла стерилизации понижается. Эта система имеет преимущество в том, что вода и пары пероксида водорода протягиваются через полость за счет существующей разницы давлений, что повышает скорость стерилизации полостей, но ее недостатком является необходимость присоединения каждой полости, которая должна быть подвергнута стерилизации. Кроме того, вода испаряется быстрее и проходит в полость перед парами пероксида водорода.

В патенте США 5008106 описано, что для уменьшения содержания микробов на поверхностях может быть использован по существу безводный комплекс ПВП (PVP) и Н₂О₂. Комплекс в виде тонкого белого порошка используется для получения противомикробных растворов, гелей, мазей и др. Он также может быть нанесен на марлю, на тампоны из хлопка, губки и т.д. Н₂О₂ высвобождается при контакте с водой, присутствующей на поверхности с микробами. Следовательно, для эффективной стерилизации этот способ также требует наличия влаги.

Описаны некоторые неорганические комплексы пероксида водорода, в том числе комплексы соединений следующих классов: карбонаты щелочного металла и аммония, оксалаты щелочного металла, фосфаты щелочного металла, пирофосфаты щелочного металла, фториды и гидроксиды. В патенте СССР 1681860 (Никольская и др.) описано, что поверхность может быть обеззаражена, хотя необязательно простерилизована, при использовании пергидрата фторида аммония (NH₄FH₂O₂). Однако этот неорганический пероксидный комплекс обеспечивает обеззараживание только в очень узком температурном интервале - 70-86^oС. Даже в пределах этого интервала время обеззараживания слишком велико и составляет по меньшей мере два часа. Кроме того, известно, что фторид аммония разлагается до аммиака и фтористоводородной кислоты при температуре около 40^oС. Из-за токсичности и высокой реакционной способности фтористоводородная кислота является нежелательной для большинства стерилизуемых систем. Более того, в приведенном выше источнике говорится о том, что, несмотря на выделение 90% пероксида водорода при 60^oС, комплекс NH₄FH₂O₂ неэффективен при обеззараживании поверхностей при этой температуре. Следовательно, очевидно, что помимо пероксида водорода обеззараживание обеспечивает другой фактор.

Пероксид водорода обладает способностью образовывать комплексы как с органическими, так и неорганическими соединениями. Связывание в таких комплексах приписывают водородным связям между обогащенными электронами функциональными группами комплексообразующего соединения и пероксидом водорода. Комплексы находят применение в коммерческих и промышленных целях, например, в качестве отбеливателей, дезинфицирующих средств, стерилизующих агентов, окислителей в органическом синтезе и катализаторов свободно-радикальных реакций полимеризации.

В общем случае эти типы соединений получают путем кристаллизации комплекса из водного раствора. Например, комплекс мочевины с пероксидом водорода был получен в жидкой фазе путем добавления раствора мочевины к раствору пероксида водорода и кристаллизации комплекса при подходящих условиях (Lu et al. , J. Am. Chem. Soc., 63 (1), 1507-1513, 1941). В патенте США 2986448 описано получение комплекса карбоната натрия с пероксидом водорода путем обработки насыщенного водного раствора Na₂CO₃ раствором Н₂О с концентрацией от 50 до 90% в закрытой циклической системе при температуре от 0 до 5^oС в течение от 4 до 12 часов. В более позднем патенте США 3870783 описано получение комплекса карбоната натрия с пероксидом водорода при взаимодействии водных растворов пероксида водорода с карбонатом натрия в кристаллизаторе периодического или непрерывного действия. Кристаллы отделяют фильтрацией или центрифугированием, а жидкости используют для получения дополнительного количества раствора карбоната натрия. Также описан синтез пергидрата карбоната калия (К₂СО₃3Н₂О₂) реакцией твердого карбоната калия с водным раствором пероксида водорода при низкой температуре с последующей кристаллизацией комплекса из этанола (Титова и др., Журнал Неорг. Химии., 30, 2222-2227, 1985). Этот способ эффективен для пероксидных комплексов, которые дают из водных растворов стабильные, кристаллические свободно текучие продукты.

В патентах США 3376110 и 3480557 описано получение комплекса пероксида водорода с полимерным N-винилгетероциклическим соединением (ПВП) из водного раствора. Получаемые комплексы содержат переменные количества пероксида водорода и значительные количества воды. В патенте США 5008093 указывается, что свободно текучие, стабильные по существу комплексы ПВП и Н₂О₂ могут быть получены при взаимодействии ПВП и раствора H₂O₂ в безводном органическом растворителе типа этилацетата. В патенте США 5077047 описан промышленный способ получения продукта ПВП-пероксид водорода путем добавления мельчайших капель 30-80%-ного (вес.) водного раствора пероксида водорода к "кипящему" слою ПВП, температура которого составляет от комнатной до 60^oС. Полученный продукт, как установлено, является стабильным, по существу безводным, свободно текучим порошком с содержанием пероксида водорода от 15 до 24%.

В патенте США 5030380 описано получение твердого полимерного электролитического комплекса с пероксидом водорода путем приготовления сначала комплекса в водном растворе с последующей сушкой продукта реакции в вакууме или распылительной сушкой при достаточно низкой температуре, чтобы исключить термическое разложение продукта.

Титова с соавторами (Росс. Ж. Неорг. Хим., 40: 384-387, 1995) получила комплекс Nа₄Р₂O₇3Н₂О₂ путем смешивания Na₄P₂O₇10H₂O с 30-90%-ным раствором Н₂О₂ с последующей вакуумной сушкой. Комплекс, как описано, частично разлагается при выдерживании в изотермических условиях при 120-140^oС в течение двух часов.

Во всех этих рассмотренных способах получения комплексов пероксида водорода используются растворы пероксида водорода. Либо комплекс образуется в растворе, содержащем пероксид водорода, либо капли раствора пероксида водорода разбрызгивают в "кипящий" слой реагента.

Хорошо известными методами синтеза являются реакции в паровой или газовой фазе. Например, в патенте США 2812244 описан твердофазный способ дегидрогенизации, термического крекинга и деметанации. Также описано парофазное карбоксилирование метанола (Fujimoto et al. , J. Catalysis, 133, 370-382, 1992). В публикации Zellersa et al. (Anal. Chem., 62, 1222-1227, 1990) описана реакция паров стирола с квадратно-плоским органоплатиновым комплексом. Однако паро- и газофазные реакции, описанные в уровне техники, не использовались для получения комплексов пероксида водорода.

Сущность изобретения Один из объектов настоящего изобретения относится к пастовому способу получения комплекса неорганическая соль-пероксид водорода. Этот способ включает следующие стадии: (а) смешение соли с достаточным количеством воды в течение времени, достаточного для образования мягкой пасты, (б) смешение пасты с водным раствором пероксида водорода с получением содержащей пероксид водорода пасты и (в) сушка содержащей пероксид водорода пасты. Соль может быть любой из большого числа неорганических солей, включая соли фосфата или конденсированного фосфата. Предпочтительными катионами в этих солях являются катионы натрия, калия, кальция или магния. Следовательно, предпочтительной солью является Nа₄Р₂О₇, в особенности когда полученный комплекс содержит две или более молекул Н₂О₂, такой как, например, Nа₄Р₂О₇3Н₂О₂. Другим предпочтительным комплексом является комплекс К₃РО₄, в особенности при комплексообразовании с двумя или несколькими молекулами Н₂О₂, такой как, например, К₃РО₄3Н₂О₂. Другие предпочтительные соли представляют собой силикатные соли, особенно, когда катионом является катион натрия. Следовательно, предпочтительным комплексом является комплекс Na₂SiO₃, особенно при образовании комплекса с одной или несколькими молекулами Н₂О₂. Используемый водный раствор пероксида водорода имеет концентрацию приблизительно от 12 до 80%. Стадия сушки может включать вакуумную сушку и/или сушку в сушильном шкафу.

Другой объект настоящего изобретения относится к гидратному способу получения комплекса Na₄P₂O₇3H₂O₂. Этот способ включает смешение декагидрата пирофосфата натрия с водным раствором пероксида водорода с концентрацией менее 30% и сушку полученной смеси. Концентрация пероксида водорода предпочтительно составляет приблизительно 12%.

Изобретение также относится к ряду композиций вещества, включая те, которые содержат любой из следующих комплексов: ₂НРО₄nН₂О₂ (предпочтительно n= 3), КН₂PО₄nН₂О₂ (предпочтительно n=1), Ca₂P₂O₇nH₂O₂, Мg₂Р₂О₇nН₂О₂, Na₂SO₄nH₂O₂, K₂SO₄nH₂O₂, Na₂SiO₃nH₂O₂ или Na₂Si₃O₇nH₂O₂.

Изобретение поясняется чертежами, которые показывают: Фиг.1 представляет собой схематичное изображение парового стерилизующего устройства, используемого в настоящем изобретении.

Фиг.2 представляет собой схематичное изображение парового стерилизующего устройства, которое включает электрод, необязательно используемый для генерирования плазмы.

Фиг. 3А представляет собой схематичное изображение устройства, которое может быть использовано для нагревания комплексов пероксида водорода.

Фиг. 3В представляет собой схематичное изображение предпочтительного контейнера для помещения источника пероксида водорода при стерилизации в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 представляет собой графическое изображение процесса высвобождения паров пероксида водорода из неустойчивого в вакууме неводного комплекса глицинового ангидрида с пероксидом водорода.

Фиг. 5 представляет собой схематичное изображение системы с контролируемым давлением дифференциального сканирующего калориметра (ДСК), используемого для определения высвобождения пероксида водорода или расположения неорганических комплексов пероксида водорода в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 6 представляет собой график, показывающий влияние давления на высвобождение пероксида водорода из комплекса оксалата калия с пероксидом водорода с одним небольшим отверстием на крышке, покрывающей комплекс.

Фиг.7А представляет собой схему сильфона для введения пероксида водорода в камеру в соответствии с настоящим изобретением до введения паров пероксида.

Фиг.7В представляет собой схему сильфона согласно Фиг.7А, которая показывает нагревательную пластину в контакте с пероксидным комплексом в процессе введения.

Фиг.8 представляет собой схематичное изображение стерилизационной камеры и устройства для нагревания неорганического комплекса пероксида водорода.

Фиг. 9 представляет собой схематичное изображение диффузионного уплотненного слоя комплекса пероксида водорода для применения при стерилизации парами.

Фиг. 10 показывает влияние открытой алюминиевой подложки и подложки с двумя отверстиями на крышке, закрывающей комплекс, на кривые ДСК комплекса К₂С₂О₂Н₂О₂ при атмосферном давлении.

Фиг. 11А представляет собой профили ДСК комплексов Na₄P₂O₇ 2H₂O₂ и Na₄P₂O₇3H₂O₂ при давлении 760 Top (мм рт. ст).

Фиг. 11В представляет собой профиль ДСК комплекса Nа₄Р₂О₇ 4Н₂О₂ при давлении 760 Top (мм рт. ст).

Фиг. 12 представляет собой профиль ДСК комплекса Na₃PO₄5Н₂О₂ при давлении 760, 7 и 0,35 Top.

Фиг. 13 представляет собой профили ДСК комплексов Nа₂НРO₄1Н₂O₂ и Nа₂НРО₄2Н₂О₂ при давлении 760 Top.

Фиг.14 представляет собой профиль ДСК комплекса Na₅P₃O₁₀H₂O₂ при давлении 760 Top.

Фиг. 15 представляет собой профиль ДСК комплекса К₃РО₄3,34Н₂O₂ при давлении 760, 7 и 1 Top.

Фиг. 16 представляет собой профиль ДСК комплекса К₄Р₂O₇7Н₂О₂ при давлении 760 и 7 Top.

Фиг.17 представляет собой профиль ДСК комплекса К₂НРO₄3,15Н₂O₂ при давлении 760 и 1 Top.

Фиг.18 представляет собой профиль ДСК комплекса KH₂PO₄H₂O₂ при давлении 760 Top.

Фиг. 19 представляет собой профиль ДСК комплекса Na₂CO₃1,5H₂O₂ при давлении 760 и 7 Top.

Фиг. 20 представляет собой профиль ДСК комплекса Са₂Р₂O₇3,42Н₂O₂ при давлении 760 Top.

Фиг. 21 представляет собой профиль ДСК комплекса Mg₂P₂O₇4,60H₂O₂ при давлении 760 и 7 Top.

Фиг. 22 представляет собой профиль ДСК комплекса Na₂SO₄1,28H₂O₂ при давлении 760 Top.

Фиг. 23 представляет собой профиль ДСК комплекса K₂SO₄0,62H₂O₂ при давлении 760 Top.

Фиг. 24 представляет собой профиль ДСК комплекса Na₂SiO₃2,15H₂O₂ при давлении 760, 1 и 0,5 Top.

Фиг. 25 представляет собой профиль ДСК комплекса Nа₂Si₃O₇0,68Н₂O₂ при давлении 760 Top.

Настоящее изобретение включает некоторые открытия из находящейся на одновременном рассмотрении заявки Заявителей 08/549425, направленной на рассмотрение 27 октября 1995 г. , описание которой включено в качестве справочного материала.

В гидропероксидных стерилизаторах, которые использовались ранее, в качестве стерилизующего средства всегда применяли водный раствор пероксида водорода. Недостатки этих стерилизаторов обусловлены присутствием воды в системе. При более высоком давлении, например при атмосферном давлении, избыток воды в системе может привести к ее конденсации. Это требует проведения дополнительной стадии по уменьшению относительной влажности атмосферы во вкладыше, который должен быть подвергнут стерилизации, до приемлемого уровня перед введением водных паров пероксида водорода. Эти стерилизаторы также имеют недостатки, обусловленные тем фактом, что вода, имеющая более высокое давление паров, испаряется из водного раствора быстрее, чем пероксид водорода, и что вода, имеющая более низкий молекулярный вес, диффундирует быстрее пероксида водорода. Когда медицинское приспособление или другой подобный предмет помещают в стерилизатор, первая порция стерилизующего агента, которая достигает приспособления от источника пероксида водорода, разбавлена по сравнению с концентрацией источника. Разбавленное стерилизующее средство может быть барьером для стерилизующего агента, поступающего позднее, особенно, если приспособление, которое необходимо простерилизовать, представляет собой изделие типа эндоскопа, имеющего узкие полости. Попытки использовать концентрированный раствор пероксида водорода в качестве источника стерилизующего средства для решения этой проблемы оказались безуспешными, так как такие растворы опасны.

В настоящем изобретении дефекты гидропероксидных стерилизаторов предшествующего уровня устранены за счет использования по существу неводного (то есть по существу безводного) источника пероксида водорода, который выделяет по существу неводные пары пероксида водорода. В предпочтительном варианте осуществления изобретения по существу неводные пары пероксида водорода продуцируются непосредственно из по существу неводного комплекса пероксида водорода. Однако по существу неводные пары пероксида водорода могут быть также получены из водного комплекса, который подвергается испарительной сушке для удаления воды, например, в вакууме. Следовательно, при использовании водного комплекса пероксида водорода последний может быть превращен в по существу неводный комплекс пероксида водорода при осуществлении способа настоящего изобретения. Предпочтительно, когда по существу неводные комплексы пероксида водорода содержат менее чем приблизительно 20% воды, более предпочтительно не более чем приблизительно 10% воды, еще более предпочтительно не более приблизительно 5% воды и наиболее предпочтительно не более приблизительно 2% воды.

Как видно из указанного выше предпочтительного содержания воды в по существу безводных комплексах пероксида водорода, используемых в настоящем изобретении, наиболее предпочтительный комплекс пероксида водорода и генерируемые из него пары пероксида водорода по существу не содержат воды. Тем не менее, из этих признаков также очевидно, что в системе может присутствовать некоторое количество воды. Часть этой воды образуется при разложении пероксида водорода до воды и кислорода как побочных продуктов, а часть обусловлена водородным связыванием воды с комплексом.

Влияние воды изучено в ряде опытов с использованием стерилизационной камеры при различной относительной влажности. Условия испытаний описаны ниже в Примере 1 при использовании спор, нанесенных на лезвия из нержавеющей стали (НС) в полости из нержавеющей стали размерами 3 мм х 50 см. Как показано в Таблице 2, при условиях испытаний 5%-ная относительная влажность не оказывает влияния на эффективность, но при 10%-ной относительной влажности скорость стерилизации падает. Данные этого примера свидетельствуют о том, что небольшое количество влаги допустимо в системе с пероксидом водорода, генерируемым из неводного пероксидного комплекса, а отрицательное влияние присутствия воды в системе можно преодолеть за счет увеличения времени воздействия.

Основным критерием для композиции источника пероксида водорода является соотношение между ее стабильностью и скоростью испарения пероксида водорода как функции температуры и давления. В зависимости от параметров процесса стерилизации, например давления, температуры и др., может быть предпочтительна более высокая или более низкая скорость испарения, а нагревание источника пероксида может быть необходимым или может не требоваться. Необходимость нагревания пероксидного комплекса зависит от давления паров комплекса. Некоторые пероксидные комплексы имеют достаточно высокое давление паров, достаточное количество паров пероксида водорода может выделяться и без нагревания комплекса. В общем случае нагревание комплекса повышает давление паров пероксида водорода и ускоряет его высвобождение из комплекса.

Для обеспечения желаемой скорости испарения источник должен предпочтительно иметь большую площадь поверхности. Следовательно, этот источник может представлять собой тонкоизмельченный порошок или покрытие на материале, который имеет большую площадь поверхности. Конечно, безопасность, доступность и стоимость материала также являются важными критериями. Была проведена оценка скорости высвобождения пероксида водорода из его комплексов с мочевиной, поливинилпирролидоном, найлоном-6, глициновым ангидридом и 1,3-диметилмочевиной. Комплексы пероксида водорода с мочевиной, поливинилпирролидоном, найлоном-6 и глициновым ангидридом являются твердыми. Комплекс с диметилмочевиной представляет собой жидкость. Комплекс пероксида водорода с ангидридом глицина менее стабилен при пониженном давлении, чем другие изученные комплексы, и в условиях вакуума большая часть пероксида водорода выделяется из этого комплекса без дополнительного нагревания.

Комплекс мочевины и пероксида водорода поставляется в форме таблеток фирмой Fluka Chemical Corp., Ronkonkoma NY и в форме порошка фирмой Aldrich Chemical Co. , Milwaukee, WI. Этот комплекс также известен как пероксид мочевины, гидропероксидный комплекс мочевины, пероксид мочевины, пероксидный аддукт мочевины, мочевинный аддукт пероксида, перкарбамид, пергидрат карбамида и пероксид карбамида. Используемый в данном описании термин "пероксид мочевины" охватывает все перечисленные выше названия.

Комплекс поливинилпирролидон-пероксид водорода (ПВП-Н₂О₂) может быть получен с помощью способа, описанного в международной публикации WO 92/17158. С другой стороны, комплексы с ПВП, найлоном-6, 1,3-диметилмочевиной и ангидридом глицина, а также с другими органическими и неорганическими соединениями могут быть получены способом, который более подробно описан ниже.

Получение приемлемых скоростей испарения паров безводного пероксида из его источника может быть ускорено путем использования повышенных температур и/или пониженного давления. Следовательно, нагреватель источника пероксида водорода и/или вакуумный насос для вакуумирования стерилизационной камеры предпочтительно составляют часть стерилизатора. Предпочтительно источник покрывают слоем газопроницаемого материала, такого как нетканый полиэтиленовый материал TYVEK^TM, нетканый полипропиленовый материал типа SPUNGUARD^TM, или подобными материалами, которые пропускают пары пероксида водорода, но задерживают пероксидный комплексообразующий материал. В качестве покрытия также может быть использован перфорированный алюминий или другой подходящий перфорированный материал.

На Фиг. 3А показано устройство 80, которое может быть использовано для измерения выделения пероксида водорода из его комплексов при различных температурных условиях. В этом устройстве алюминиевый поддон 90 покрыт газопроницаемым слоем 92, таким как, например, слой из TYVEK^TM медицинского качества. Поддон 90 помещают на верхнюю часть нагревательной пластины 94, которая находится в поддоне их пирекса 96. Температуру 98 устанавливают на внешней поверхности поддона 90 приблизительно на расстоянии 1 см от его дна. В предпочтительном варианте осуществления изобретения алюминиевый поддон 90 открыт для атмосферы, чтобы обеспечить более высокое высвобождение пероксида из комплекса оксалата калия и пероксида водорода при атмосферном давлении.

Предпочтительный контейнер 99 для удерживания источника пероксида водорода показан на Фиг.3В. Контейнер 99 включает металлическую пластину 100, например алюминиевую пластину, с необязательно прикрепленным нагревателем, используемым для нагревания твердого пероксидного комплекса. Прибор для измерения температуры 101, такой как термометр, может быть помещен непосредственно на пластине 100 для наблюдения за температурой. С другой стороны, для того, чтобы обеспечить равномерное нагревание всего пероксидного комплекса, этот комплекс может быть размещен между одной или несколькими алюминиевыми экранами 102, 104, расположенными на верхней части пластины 100. Алюминиевые экраны 102, 104 обеспечивают более высокую площадь поверхности и равномерное нагревание комплекса при использовании большего количества этого комплекса. Пероксидный комплекс или экран, или экраны 102, 104 затем накрывают газопроницаемым слоем 106, например слоем TYVEK^TM или SPUNGUARD^TM медицинского качества, так что пероксид водорода, выделяющийся из комплекса, проходит через покрытие 106 перед диффундированием в остальную часть камеры. Необязательно наверху слоя 106 из TYVEK^TM или SPUNGUARD^TM находится перфорированная алюминиевая пластина 108, которая обеспечивает давление для сохранения комплекса в контакте с нагревательной пластиной 100 и гарантии равномерного нагревания всего пероксидного комплекса.

Только что описанное устройство обеспечивает равномерное нагревание комплекса, что приводит к увеличению количества выделяемых паров пероксида водорода из его комплекса.

На Фиг.1 дано схематичное изображение устройства для стерилизации парами пероксида водорода настоящего изобретения. В камере 10 находится изделие 12, которое необходимо подвергнуть стерилизации и которое, для удобства, помещено на полку 14. Дверца 16 обеспечивает доступ внутрь камеры 10. Неводный источник пероксида водорода 18 изображен на необязательном нагревателе 20, температура которого контролируется с помощью терморегулятора 22. Концентрация пероксида может контролироваться на необязательном мониторе 24. Если необходимо, то камера 10 может быть вакуумирована с использованием насоса 26, однако стерилизация может быть проведена и при атмосферном давлении.

Контейнер, в котором находится стерилизуемое изделие, может представлять собой обыкновенную стерилизационную камеру, которую вакуумируют, или она может представлять собой контейнер (или комнату) при атмосферном давлении.

Время, необходимое для проведения стерилизации изделия, зависит от природы, количества и упаковки изделий, а также их размещения в камере. С другой стороны, подвергаться стерилизации может сама камера (или вся комната). В любом случае оптимальное время стерилизации определяется опытным путем.

Применение пульсирующего давления для повышения проникновения и противомикробной активности стерилизующих газов, которое хорошо известно в области стерилизации, также может быть использовано в способе неводного пероксида водорода. Один из примеров способа с пульсирующим давлением, который может быть использован в сочетании со способами и устройствами, представленными здесь, описан в патенте США 5527508, который включен в описание в качестве справочного материала. Как показано более детально ниже, также может быть использована плазма с целью дополнительного повышения активности и/или удаления остаточных явлений.

По окончании процесса стерилизации избыток пероксида водорода может быть удален из устройства, которое имеет сродство к пероксиду, путем воздухообмена. Это может быть осуществлено при пропускании потока теплого воздуха через устройство в течение продолжительного времени или при вакуумировании камеры.

Изделия, которые первоначально были подвергнуты стерилизации пероксидом водорода, также могут быть обработаны плазмой для удаления остаточных количеств пероксида, присутствующего на изделиях. Так как пероксид водорода в процессе обработки плазмой разлагается с образованием нетоксичных продуктов, простерилизованные изделия могут быть использованы без обработки на каких-либо дополнительных стадиях.

Может быть желательным изолировать источник пероксида водорода от стерилизатора после выделения паров пероксида для того, чтобы исключить реадсорбцию паров или, когда используется плазма, для исключения воздействия источника на плазму. Такая изоляция также предпочтительна, когда используемый комплекс нестабилен в условиях вакуума. Изоляцию можно осуществить с помощью клапана или других изолирующих приспособлений, хорошо известных в данной области.

На Фиг.2 приведено схематичное изображение стерилизующей системы настоящего изобретения, в которой используются пероксид водорода и плазма. Стерилизация может быть достигнута с использованием и без использования плазмы. Плазму можно применять для усиления спороцидной активности паров пероксида и/или для удаления остаточных количеств пероксида водорода с простерилизованных изделий.

Стерилизацию проводят в камере 30, которая включает дверцу или отверстие 32, через которые изделия, подвергаемые стерилизации, могут быть введены в камеру. Камера 30 включает также выходное отверстие 34 для вакуумного насоса 36, через которое камера может быть вакуумирована. Выходное отверстие 34 имеет вентиль 38 для отделения камеры от вакуумного насоса 36. Камера 30 также включает входное отверстие 40, прикрепленное к вкладышу 42, который содержит комплекс пероксида водорода. Входное отверстие 40 включает вентиль 44, который позволяет изолировать вкладыш 42 от камеры. Стерилизационная система также включает входное отверстие 41, которое соединяет вкладыш 42 и вакуумный насос 36, который имеет вентиль 43. Эта система дает возможность одновременного вакуумирования как вкладыша 42, так и камеры 30 или отдельного вакуумирования либо вкладыша 42, либо камеры 30. Вакуумирование контролируют путем открывания или закрывания вентилей 38, 44 и 43. Квалифицированному в данной области специалисту очевидно, что в этой системе также можно использовать два насоса, по одному на каждую камеру.

Вкладыш 42 содержит необ