專利名稱：用氣態氧化劑對朊病毒感染材料污染的表面進行去污的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物去污領域。本發明發現了特殊的應用，即從醫用、牙科用、以及制藥儀器上除去和/或破壞有害的生物材料，如朊病毒(蛋白質性質感染因子)，并將特別相對于此進行描述。然而，可以理解，本發明的方法和系統可用來對各種設備、儀器、和其它朊病毒感染材料污染的表面進行生物去污，如藥物制備設備、食品加工設備、實驗室動物研究設備，包括地面、工作表面、設備、箱籠、發酵罐、流體導管等等。
背景技術：
術語“朊病毒”是用來描述蛋白質性質感染因子，其引起人和/或動物的相對類似的腦疾病，其總是致命的。這些疾病一般稱作傳染性海綿狀腦病(TSEs)。TSEs包括人的克-雅病(CJD)和變異克-雅病(vCJD)、牛的牛海綿狀腦病(BSE)(也稱作“瘋牛病”)、羊的瘙癢病、以及麋鹿的消耗性疾病。所有這些疾病攻擊動物或對此特定疾病易感的動物的神經系統的器官。其特征在于，起初較長的潛伏期，接著是短期的神經系統癥狀，包括癡呆和協調喪失(共濟失調)，然而最終死亡。
導致這些疾病的感染因子被認為是一種沒有相應核酸的簡單蛋白。這些朊病毒疾病的病理機制則被認為包括一種初始正常的宿主編碼蛋白。這種蛋白經過構象改變成為異常型蛋白(朊病毒)，后者具有自身增殖能力。引起這種改變的具體原因至今未知。這種異常形式的蛋白不能在體內被有效清除，它在特定組織(特別是神經組織)內的蓄積最終導致組織損傷，例如細胞死亡。一旦發生明顯的神經組織損傷，就會出現臨床癥狀。
朊病毒疾病可以歸類為蛋白凝聚疾病，其還包括其它幾種致命性疾病，如阿爾茨海默病和淀粉樣變性。就CJD而言，人類發病最高的朊病毒疾病(發病率大約為1∶1,000,000)，大約85％被認為是散發病例，大約10％被認為與遺傳有關，而大約5％為醫源性的。
雖然朊病毒疾病的傳染性不高，但可以通過某些高危險組織傳染，這些組織包括腦、脊髓、大腦脊髓液、以及眼。對被朊病毒感染的患者進行外科手術之后，包含朊病毒的殘余物可能殘留在手術儀器上，特別是神經外科和眼科儀器。在長的潛伏期期間，非常難以確定接受手術者(surgical candidate)是否為朊病毒攜帶者。
在本領域已認識到不同水平的微生物去污。例如，清潔衛生處理包含通過清洗沒有污物或病菌。消毒要求進行清洗以消滅有害的微生物。滅菌，最高水平的生物去污控制，包含消滅所有活的微生物。
目前已知，某些在傳統意義上不能存活或繁殖的生物材料，如朊病毒，仍然能夠復制和/或轉化成有害的存在物(實體)。在本文中我們使用術語“滅活作用”以包括消滅這類有害的生物材料，如朊病毒，和/或它們復制或經歷構象變化到有害物種的能力。
蒸汽相滅菌是已知的用于對可重復使用的醫用儀器的外表面進行去污或滅菌的技術并適應于通過選擇應用低于大氣壓的氣壓進行間隙滅菌。在蒸汽相滅菌期間，醫用儀器被放置在封閉的進行滅菌的空間或室中。待滅菌的物品要經受“深真空(deep vacuum)”處理或“流通(flow through)”處理。液體殺菌劑在加熱的蒸發器中被汽化。一旦被汽化，深真空則用來吸引殺菌劑蒸汽進入真空和密封室中。在流通處理中，汽化的殺菌劑與載氣流進行混合，其將殺菌劑蒸汽傳送進入、通過、和流出該室。該室可以是在稍微負壓或正壓。
例如，Edwards，et al.，美國專利第5,779,973號披露了塑料外包裝的IV袋的蒸汽過氧化氫滅菌。在Childers，美國專利第5,173,258號中披露了開放式流通系統。
然而，眾所周知，朊病毒是非常頑固的并且對常規除污染和消毒方法具有抵抗力。不像微生物，朊病毒沒有DNA或RNA可破壞或分裂。朊病毒由于它們的疏水性，傾向于聚集在一起形成不溶的凝塊。在多種能有效地對微生物進行滅菌的條件下，朊病毒形成更致密的凝塊，保護自身和其下面的朊病毒免受滅菌處理的影響。世界衛生組織(1997)朊病毒滅活草案要求，在濃的氫氧化鈉或次氯酸鹽中將儀器浸泡兩個小時，接著置于高壓滅菌器中一個小時。這些破壞性的處理方法通常與醫用裝置不相容，尤其是柔性內窺鏡和其它帶有塑料、黃銅、或鋁制部件的裝置。許多裝置由于暴露于高溫而受到損傷。化學處理，如強堿，一般會對醫用裝置材料或表面造成損傷。戊二醛、甲醛、環氧乙烷、液體過氧化氫、大多數酚類、醇類，以及諸如干熱、煮沸、冷凍、紫外線、電離、以及微波輻射等方法已通常被報道為是無效的。因而，顯然需要制品和方法，其能有效地對抗朊病毒又與表面相容。
本發明提供了一種新型和改善的處理受朊病毒感染材料污染的表面的儀器和方法，其克服了上述和其它問題。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種滅活朊病毒的方法。該方法包括用攻擊朊病毒的清潔劑預處理攜帶朊病毒感染材料的表面并用氣態氧化劑處理這些表面。
根據本發明的另一個方面，提供了一種朊病毒滅活系統，其用來除去和滅活在物品上的朊病毒。該系統包括用于容納物品的室。與該室流體連通的貯液器，用于容納濃縮堿性清潔劑。與該貯液器流體連通的供水系統，用于提供水以與濃縮堿性清潔劑進行混合并形成堿性清潔液。與室流體連通的過氧化氫蒸汽源。
本發明的一個優點是，它對儀器是柔和的。
本發明的另一個優點是，它快速和有效地滅活朊病毒。
本發明的另一個優點是，它與各種各樣的材料和裝置相容。
本發明的更進一步的優點對于本領域技術人員來說，在閱讀和理解以下優選具體實施例的詳述后將是顯而易見的。


本發明可采取各種組分和組分排列、以及各種步驟和步驟排列的形式。附圖僅是為了說明優選的具體實施例，而不是限制本發明。
圖1說明用各種清潔組合物除去蛋白質性質的材料；圖2表示蛋白質性質的材料與堿度的關系曲線；圖3比較單獨KOH濃度和在清潔配方中總的堿度對除去蛋白質性質的材料的影響；
圖4比較在減少朊病毒(IFDO)模型中各種清潔組合物的效率；圖5a是曲線圖，顯示在典型的真空朊病毒滅活循環中壓力的變化；圖5b是曲線圖，顯示典型的大氣循環；圖6圖示說明了朊病毒滅活系統；圖7顯示圖6的朊病毒滅活系統，其適合于控制和評估滅活條件；以及圖8圖示說明了朊病毒滅活系統的可供選擇的具體實施例；圖9是用于三種朊病毒滅活循環(ATM＝大氣條件)的對數IFDO與時間的關系曲線圖；圖10示意性說明了結合的洗滌器和朊病毒滅活系統；圖11是IFDO接種試樣的IFDO濃度與時間的關系曲線圖，其中試樣在1.5mg/L和30℃以及在3.0mg/L和40℃暴露于過氧化氫蒸汽；以及圖12示意性說明了典型的真空/蒸汽過氧化氫循環。
具體實施例方式
對攜帶可被朊病毒污染的材料的儀器或其它物品進行微生物去污和朊病毒滅活的方法包括利用堿性清潔劑的清潔操作，接著是用氣態或蒸汽相氧化劑進行處理。清潔和去污已被包括朊病毒的生物材料污染的表面的優選方法包括用pH值至少為10的堿性清潔劑清洗表面，然后將經清洗的表面暴露于包括過氧化氫的蒸汽足夠的時間以消滅表面上的活的朊病毒。
清潔劑組合物優選通過稀釋濃縮物而形成，其包括堿性清潔劑并可選地包括以下的一種或多種表面活性劑、螯合劑、抗再沉淀劑、陽離子聚合物、以及金屬腐蝕抑制劑(防腐劑)。可替換地，清潔組合物的組分分別與水或其它適當的溶劑進行混合。
堿性清潔劑優選為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物。典型的堿性清潔劑是氫氧化鉀和氫氧化鈉。氫氧化物的優選濃度為濃縮物重量的20-60％。
提供螯合劑用于與水硬鹽進行螯合，如鈣和鎂鹽，其變得沉積于要清洗的設備上。適當的螯合劑包括但不限于羧酸基聚合物，如聚丙烯酸，以及乙二胺四乙酸(EDTA)或其鹽。以下討論的六偏磷酸鈉在某種程度上也起螯合劑的作用。螯合劑的優選濃度為濃縮物重量的約1-15％。優選的濃縮組合物包括按重量計2-10％的乙二胺四乙酸鈉(Na-EDTA)和按重量計0.1-3％的聚丙烯酸。
表面活性劑是選自由陰離子、陽離子、非離子、以及兩性離子表面活性劑組成的組以增強清洗性能。這類表面活性劑的實例包括但不限于水溶性鹽或高級脂肪酸單酸甘油酯單硫酸酯，如氫化椰子油脂肪酸的單硫酸化單酸甘油酯的鈉鹽；高級烷基硫酸鹽如十二烷基硫酸鈉；烷芳基磺酸鹽如十二烷基苯磺酸鈉；高級烷基磺基乙酸酯；1，2二羥基丙烷磺酸酯的高級脂肪酸酯；以及基本上飽和的低級脂族氨基羧酸化合物的高級脂族酰胺，如那些在脂肪酸、烷基或酰基中具有12-16個碳原子的高級脂族酰胺，以及類似物。最后提及的酰胺的實例是N-月桂酰肌氨酸，以及N-月桂酰、N-十四酰、或N-十六酰肌氨酸的鈉、鉀、以及乙醇胺鹽。
另外的實例是環氧乙烷與各種與其反應的具有長疏水鏈(例如，大約12-20個碳原子的脂族鏈)的活性含氫化合物的縮合產物，其縮合產物(“ethoxamers”)含有親水聚氧乙烯部分，如聚環氧乙烷與脂肪酸的縮合產物、脂肪族醇、脂肪酸酰胺、多元醇(例如單硬脂山梨坦)、以及聚環氧丙烷(例如普盧蘭尼克材料)。
適當的兩性表面活性劑是烷基兩性羧酸酯(alkylamphocarboxylates)，如混合的C-8兩性羧酸酯表面活性劑。優選的濃縮物包括重量濃度約0-5％的混合的C8兩性羧酸酯。
抗再沉淀劑抑制污垢在設備上的再沉淀。合適的抗再沉淀劑包括葡萄糖酸鹽，如葡萄糖酸鈉，以及檸檬酸鹽。聚丙烯酸也起抗再沉淀劑的作用。該抗再沉淀劑的優選濃度按重量計為濃縮組合物的1-10％。較好的組合物包括重量濃度為0.1-3％聚丙烯酸，更好為約0.3％的重量濃度，而葡萄糖酸鈉的濃度為組合物重量的1-10％，優選約組合物重量的1-5％。
陽離子聚合物幫助保持鎂、硅酸鹽、以及鋅化合物在溶液中，保持腐蝕抑制劑在溶液中，以及當清潔組合物在硬水中使用時幫助防止水硬沉淀作用和在清洗設備表面結垢。這種陽離子聚合物典型的實例是一般被分類為水溶性羧酸聚合物的羧基聚合物，如聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸或乙烯基加聚物。在所考慮的乙烯基加聚物中，實例有馬來酐如與乙烯基乙酸酯、苯乙烯、乙烯、異丁烯、丙烯酸、以及乙烯基醚的共聚物。
典型的陽離子聚合物為二烷基二烯丙基銨鹽(例如鹵化物)均聚物或共聚物，如二甲基二烯丙基氯化銨均聚物、二甲基二烯丙基氯化銨/丙烯酰胺共聚物、二甲基二烯丙基氯化銨/丙烯酸共聚物、以及乙烯基咪唑乙烯基吡咯烷酮共聚物。其它合適的非纖維素陽離子聚合物披露在CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary(CTFA化妝品成分詞典)的“聚季銨鹽”(“Polyquaternium”)標識下，后面是整數。所有上述聚合物是水溶性的或至少可膠態分散于水中。這類低分子量羧基聚合物，分子量范圍是從約1,000至小于100,000，起抗成核劑的作用以防止碳酸鹽在洗滌罐中形成不需要的結垢。聚季銨鹽7，一種二甲基二烯丙基氯化銨/丙烯酰胺共聚物，是典型的。陽離子聚合物的優選濃度按重量計是濃縮物的0-10％。
典型的金屬腐蝕抑制劑是硅酸鹽和磷酸鹽，數量約為濃縮物的0-10％(重量百分數)。
優選堿性清潔劑濃縮物的濃度范圍列于表1中。
表1

尤其是，下列配方規定在表2中。
表2

值得注意的是，在表1和表2中，許多成分已經部分稀釋。因而，例如，在濃縮物配方A中氫氧化鉀的實際濃度按重量計算實際上約30％，而在配方B中按重量計算約21％。
為進行清洗操作，清洗濃縮物以約8-16cc/升在水中稀釋而要用清潔液處理清洗的物品，優選與攪拌結合，即在30-60℃攪拌2-30分鐘。在自動洗滌器中典型的整個循環可包括在30-65℃下用水預洗2分鐘、用8-16cc/升的堿性清潔劑洗滌2-30分鐘、在水中漂洗15秒、在30-65℃下熱漂洗1分鐘、最后進行干燥步驟(如果需要的話)。可替換的循環可簡單地涉及預漂洗、堿性清洗、以及上述的后漂洗。
清洗濃縮物可選地包括低水平的抗微生物劑，如苯酚、季銨化合物、氧化劑，例如，次氯酸鈉、過氧化氫、或過乙酸、或其組合。
也可以考慮其它的清潔劑。將清潔劑分成不同的種類。酶清潔劑包括活性蛋白酶、脂肪酶、以及其它酶以幫助在表面的組織或污物分解。這些制品幫助除去朊病毒和其它蛋白質性質的材料，但通常缺乏對抗朊病毒的效力，即朊病毒是耐蛋白酶的。非酶清潔劑可以分成中性、酸性、以及堿性基制品。這些清潔劑包括各種各樣的賦形劑，其幫助從表面除去污物，如濕潤劑和表面活性劑。
相對于朊病毒模型就朊病毒除去效力試驗了具有各種pH值的清潔劑。與朊病毒一樣，牛血清白蛋白(BSA)本質上是蛋白質性質的并已呈現出對處理過程的反應，其與在相同處理下朊病毒的反應有關。更具體地說，制備了5％的BSA溶液并將2ml吸移到每個相同的不銹鋼試樣上。這些試樣在43℃的烘箱中干燥1小時，冷卻至室溫，并稱重。在這些干燥條件下，牛血清白蛋白采取高度β-折疊構象(β-sheet conformation)，其類似于感染的朊病毒蛋白質。在STERIS 444TM洗滌器/消毒器中利用其儀器循環對試樣進行洗滌，但用不同的清洗組合物。該儀器循環包括預洗滌2分鐘、在65℃下洗滌2分鐘、漂洗、熱漂洗、以及干燥循環。循環后，從洗滌器移走試樣，冷卻，并稱重。圖1顯示在洗滌循環除去的材料數量，其中組合物A、B、C、以及D是堿度從A至D下降的堿性清潔劑，組合物E是中性清潔劑(Renu-KlenzTM，可獲自STERIS公司，MentorOH)，組合物F是酸性清潔劑(CIP-220TM，可獲自STERIS公司)，而組合物G是單純的水對照。圖2是除去的材料與理論總堿度(百萬分之一)的關系曲線圖。如圖2所示，在除去材料的數量和堿度之間存在強相關性，數量隨著清潔組合物的總堿度而增加。
如所述使用的清潔組合物除去固定的蛋白質性質的物質，包括蛋白質的凝塊。任何殘留下的蛋白質性質的物質呈薄膜狀態，其在后來的滅活步驟中更容易被滅活劑穿透。此外，優選的堿性清潔劑導致在殘余薄膜中的約50％的朊病毒被消滅，其在清洗步驟中未被除去。
基于表1開發了優化的堿性清潔配方并如上述進行分析，結果如下表3

最有效配方(標記為A和B)的組合物是規定在上面的表2中。優選的清潔劑具有相當于0.030M KOH或以上的堿度，而pH值至少為10，優選pH值13，或更高。
蛋白質除去效力不僅是在這些優化配方中堿度的函數，而且在另一方面也是組合物的組分的函數。這顯示在圖3中。這些配方主要由三種組分組成堿性成分、水控制成分、以及表面活性劑。堿性成分也可以起水控制劑的作用。例如，EDTA對配方貢獻堿性和水控制特性。優選包括水控制劑，因為用來清洗表面的水的質量有相當大的變化，因而在不同的情況下可影響給定配方的效力。一個例子是水硬度，其顯示逆溶解度(inverse solubility)，溫度越高水硬鹽則越少可溶。水硬鹽在更高pH值下也較少可溶。因而，EDTA或其它螯合劑優選用來將水硬鹽保持在溶液中。所有上述三種組分被認為是協同起作用以使配方能夠清洗表面。這說明在圖3中，其比較了9種商用配方的堿性當量(頂部曲線)和單獨作為堿性來源的KOH的堿性當量(底部曲線)。
單獨堿性的效果是通過將相應比例的氫氧化鉀(KOH)加入洗滌器并如上所述進行試驗來評價。雖然堿度(表示為KOH的摩爾濃度)的效果是顯著的(如在圖3的底部曲線所說明的)，但試驗的配方(來自表3的實例1-9)顯示出增強的蛋白質除去效率，例如，在0.02M，商用配方除去2-2.5mg/cm2蛋白質，而單獨KOH除去少于1mg/cm2的蛋白質。
本發明者已經發現，適當選擇清潔組合物不僅除去朊病毒和其它蛋白質性質的材料，而且至少部分地滅活朊病毒。特別是，堿性清潔劑比酶、中性、或酸性清潔劑能更有效地滅活朊病毒。
相對于朊病毒模型試驗了各種清潔劑，其中回腸液依賴生物(IFDO)人工培養在改性的支原體基液體培養基中，通過連續稀釋量化，并平皿接種于相同的瓊脂上。IFDO起初提取自回腸液，因而得此名。此后它在身體的其它部分也已經被發現。在其對處理過程的反應方面，IFDO已顯示出與實際朊病毒的強相關性，因此被推薦作為朊病毒活性的模型。配方是在水中制備，而IFDO的等分試樣被直接懸浮到每個配方中。試液在40℃孵育30分鐘，取等分試樣，通過連續稀釋量化，并平皿接種于改性的生長瓊脂上。在37℃孵育48小時后，平板計數并獲得存在的IFDO的對數減少(logreductions)。這些試驗結果說明在圖4中，其中清潔劑A是單純水的對照，清潔劑B是堿性清潔劑(CIP150TM)，清潔劑C是第二稍微較小堿性的清潔劑(CIP100TM)，清潔劑D(KlenzymeTM)和E(Enzycare 2TM)是酶清潔劑，清潔劑F(Renu-KlenzTM)和G(NpH-KlenzTM)是中性清潔劑，而清潔劑H(CIP 220TM)是酸性清潔劑(每種試驗的清潔劑獲自STERIS公司)。
因而，堿性清潔劑不僅更有效地除去朊病毒材料，它們也顯著更有效地滅活可能殘留下的朊病毒材料，以及除去仍在溶液中的朊病毒材料。
在清洗步驟之后，儀器或其它物品須進行朊病毒滅活步驟。在朊病毒滅活步驟期間，物品與氣體、等離子體、或蒸汽相氧化劑接觸，所有這些在本文中將稱作氣態氧化劑。優選的氣態氧化劑包括過氧化氫蒸汽、等離子體/過氧化氫或過乙酸、等離子體和/或蒸汽相過酸，如過乙酸蒸汽、二氧化氯氣體，以及過氧化氫與一種或多種過酸的組合。在一個具體實施例中，蒸汽，如過氧化氫蒸汽，被允許冷凝在要去污的物品上。在后序的充氣或抽空步驟中，冷凝的殺菌劑被再轉換到蒸汽并從物品被除去。特別優選的氣態氧化劑包括過氧化氫蒸汽。雖然本系統將特別參照蒸汽過氧化氫作為朊病毒滅活劑進行描述，應當明了還可考慮其它氣態氧化劑。
要用氣態氧化劑處理的物品(其已經用堿性清洗組合物進行清洗，漂洗，并優選干燥)被放置在滅菌室或簡單地被包裹在帳篷、防托盤、或其它包裹物之下。優選地，蒸汽相朊病毒去污在高于環境溫度下進行，更好從約25-60℃，最好在約45-55℃。還考慮滅菌可在環境條件(15-30℃)下進行，只要有足夠的殺菌劑蒸汽流量。
在一個具體實施例中，過氧化氫蒸汽被引入能夠被抽空的室中。將容納有要處理物品的室首先抽空至約100托(1.33×104Pa)的壓力或以下，最優選約10托(1.33×103Pa)或更小。如果物品置于室中時不是干燥的，則保持真空足夠的時間以蒸發任何液體殘余物。然后，將過氧化氫蒸汽引入室中以接觸物品。在引入過氧化氫之前和/或過氧化氫脈沖之間施加真空被認為幫助蒸汽穿透通過包裝材料并進入較少可以進入的物品區域，如狹腔(narrowlumens)。過氧化氫濃度優選保持在其飽和水平以下，以避免在物品和室壁上的冷凝等。例如，過氧化氫保持在75-95％的飽和度。在室可精確保持飽和度百分數在1-5％以內的情況下，飽和度優選接近于95％，并且如果飽和度百分數可保持在甚至更接近公差內則可以更高。
在優選具體實施例中，兩個或更多過氧化氫脈沖被引入室中，每個脈沖之前和之后是抽空步驟，如圖5所說明的。第一步驟示于圖5中，作為漏氣試驗/調節步驟。該步驟是在沒有過氧化氫的條件下進行并包括抽空步驟A(至約10托，或更小)，接著是保持步驟B，其中通過觀察壓力變化監測室內的壓力以檢查是否漏氣(如果有的話)。在步驟C中，干燥空氣引入室中以在引入過氧化氫蒸汽之前減少室中的水分。該室在步驟D再次被抽空至10托或更小，在步驟E引入過氧化氫之前提高壓力至約300-500托。可選地，引入干燥氣體以增加壓力至500-750托。在步驟F過氧化氫接觸室中的儀器幾秒至幾分鐘，然后在步驟G被抽空至小于約10托的壓力。步驟E、F、以及G被重復一次或多次，表示為E’、F’、以及G’。在最后的充氣步驟中，經濾過的空氣被引入室中(在步驟H)，然后在步驟J被抽空以隨同經濾過的空氣抽出任何剩余的過氧化氫，其已吸附在經過朊病毒滅活的物品上。再次允許經濾過的空氣進行室中以在將室打開之前使壓力達到大氣壓。
可替換地，用過氧化氫進行朊病毒去污是在大氣壓或高于大氣壓的條件下進行。當使用大氣壓或高于大氣壓時，典型的朊病毒去污循環包括四個階段減濕、調節、朊病毒滅活、以及充氣。在減濕過程中，通過干燥室中的大氣減小相對濕度至低于40％RH，例如，至約10-30％RH，例如，借助于通過室循環干燥空氣。干燥空氣的提供可借助于使空氣通過干燥箱或利用冷凍系統以提取水分。在調節步驟期間，過氧化氫蒸汽的產生是通過汽化過氧化氫和水的液態混合物，其是5-95％的過氧化氫，更好25-50％的過氧化氫，最好30-37％的過氧化氫。該蒸汽被引入循環氣流并輸入并通過室。然后，隨著時間的過去進行朊病毒滅活步驟。測量并控制循環流速、過氧化氫壓力、以及溫度以維持穩定的狀態條件。優選地，過氧化氫的濃度維持在低于過氧化氫和水蒸汽的冷凝點以防止在物品和室壁的表面上出現冷凝。一個具體實施例包括增加蒸汽的濃度至高于冷凝點，允許濃縮的過氧化氫冷凝在污染的表面上，然后在充氣步驟中通過在表面上流過干燥空氣而重新形成蒸汽。
可維持沒有冷凝的過氧化氫的濃度隨著溫度指數增加。例如，在20℃，可保持約1-2mg/L。在30℃、40℃、以及50℃則可分別保持2-3mg/L、4-5mg/L、以及8-9mg/L。然而，在高于約60℃的溫度下，過氧化氫降解傾向于更快速地發生，而朊病毒傾向于凝聚成更致密、更難破壞的結構。相應地，較好為約45-60℃的溫度，更好為53-57℃的溫度，即使當暴露時間明顯增加時，較低的溫度也是有效的。
參照圖6，適當的朊病毒滅活容器包括室壁10，其限定能夠被加壓或抽空的內室12。將蒸汽入口14和出口16限定在室壁上。發生器20，給室12提供殺菌劑蒸汽，優選汽化的過氧化合物如過氧化氫、過乙酸蒸汽、或其混合物，并被夾帶在載氣中，如空氣。
循環系統包括蒸汽進氣導管24，其將來自發生器20的蒸汽運送到入口14。過氧化氫流過室12并通過出口16離開該室。可選地，回氣管26返回部分消耗的過氧化氫蒸汽到發生器以進行更新或者，如圖6所示，流過破碎器28和干燥器30。該破碎器將過氧化氫轉化成水以在干燥器30中被除去。
在可替換的具體實施例中，過氧化氫蒸汽經由回氣管(returnline)通過室循環一定時間，而沒有用來自發生器的新制的過氧化氫更新蒸汽。
可替換地，如圖8所示，離開室12的蒸汽被引導通過催化轉化器32，其將該蒸汽轉化為無害產物，如水和氧氣。作為另一可替換方法，離開該室的蒸汽被排放到大氣中，在此陽光迅速地將該蒸汽轉化為水蒸汽和氧氣。汽化的過氧化氫流過室12直至按照溫度、壓力、暴露時間、以及過氧化氫濃度達到選定的滅菌條件。
可替換地，大氣系統允許蒸汽輸入罩中，將其在該罩中保留一定時間，然后將該罩抽空或充氣。
發生器20優選為一種產生可控制的汽化過氧化氫流的發生器。特別優選的發生器是一種通過與加熱的表面接觸汽化液態過氧化氫的微滴并在載氣流中夾帶諸如空氣這類蒸汽的發生器。然后，將該氣體與蒸汽一同輸送到室12。
可替換地，過氧化氫在室中現場產生，例如，通過處理釋放過氧化氫的化合物，如通過加熱。或者，可以采用其它汽化方法，如將液態過氧化氫引入抽空的室中，在此它被真空汽化。
可選地，液態過氧化氫從單源(single source)36供給發生器，作為過氧化氫在水中的混合物，例如，按重量計5-95％的過氧化氫溶液，更好為30-37％的過氧化氫(圖8)。液態組分被完全轉化為蒸汽，因而生成的蒸汽具有和蒸汽從其產生的液體相同的過氧化氫相對濃度。在更優選的具體實施例中，示于圖6中，蒸汽的組分被分別盛放或以更高和更低的濃度盛放，因而通過變化每種組分供給到汽化器的比率，蒸汽組合物是可調節的。在汽化器中，將液態過氧化氫溶液進行滴注或通過噴嘴噴射到加熱的表面(未示出)，其汽化氧化劑而沒有將其分解。也考慮了其它汽化技術，如超聲汽化器、噴霧器、以及類似裝置。源，如更加濃縮的過氧化氫的容器40和較少濃縮的過氧化氫或水的源42分別通過供給導管44和46與汽化器20連接，以便在進入汽化器的液體中過氧化氫的濃度是可調節的。
當使用雙源系統時，如圖6所示，在回氣管26中破壞和除去消耗的蒸汽可能是不必要的，除了為了調節由于通過入口進入的額外的蒸汽而引起的壓力變化(或可以比在單源系統中更低的速率發生)。這是由于，主要通過調節在供給中兩種組分的比例，蒸汽的相對濃度可調節或保持在選定的水平。因而，當使用和結合過氧化氫和水的單獨源時(如需要)，過氧化氫液體的總消耗量通常較低，以在對汽化器的供料中達到所需要的過氧化氫濃度。
將水和過氧化氫蒸汽的混合物與諸如空氣這樣的載氣進行混合。該載氣通過導管48供給汽化器。過濾器，如HEPA過濾器50，優選過濾進入的空氣。該空氣優選流過干燥器52，以除去水分，并通過加熱器54，以便在混合載氣和過氧化氫蒸汽之前提高載氣的溫度。
第一和第二泵58、60從容器40和42泵送過氧化氫和水。分別可調節的調節器閥62、64調節通過導管44、46的流體流速。可替換地，流速的調節是通過調節泵58、60的抽運率來進行。在可替換的具體實施例中，單個泵代替兩個泵58、60。
熱套管68，如水套管或電阻加熱器，可選地，基本上包圍整個室12。套管68用來在室內保持選定的溫度。與熱套管68連接的加熱器70對該套管進行加熱。可替換地，或附加地，對室12進行絕熱以減少室12的熱損失。在特別優選的具體實施例中，附加絕熱未加套管區域，如門，進一步用來保持室12的內部溫度。要滅活的物品通過門(未示出)被引入室中。
為了試驗過氧化氫抗朊病毒的效力，可選使用生物指示劑評價器電阻(BIER)容器。該BIER容器以與上述朊病毒滅活室相似的方式進行操作，但允許高水平地控制和監測室條件以確保可重復的結果。另外，一旦室內條件已達到滅活研究的選定條件，要處理的物品則優選通過孔引入室中，而在通常的朊病毒滅活系統中，要去污的物品則在室的減濕和調節之前通過傳統的門引入。在具體實施例中，BIER容器僅僅是標準的蒸汽滅菌容器，其適合用于受控研究。
優選地，如圖7所示，試樣通過在門上、或在室壁的別的地方形成的小孔80被引入室中。進入口82允許要試驗的物品快速插入室內而沒有過度擾動室的狀態。該進入口優選包括空心管84，其從圍繞孔80的門向外延伸。管84限定內部通道85，其成一定形狀以容納試樣架或D形管86。試樣架86具有多個狹槽88或其它接受器用于保留物品，如用朊病毒感染的材料或生物指示劑污染的試樣，從而暴露在室的條件下。
優選地，將進入口82進行構造以當試樣和/或生物指示劑被許可進入室12時最大程度減少氣體或蒸汽流入或流出室12，從而避免擾動平衡狀態。因而，受污染的試樣或生物指示劑相對瞬時地暴露于預先選定的平衡滅菌條件。在這方面，兩個密封墊90、92被安裝在管84內，其在插入和移開時在試樣架和管之間形成密封。當不使用時，通過閥96關閉管內部通道85。
在選定的暴露時間后，將試樣和/或指示劑從室12中移開，并評估剩下的朊病毒活性和/或微生物活性。
在所說明的具體實施例中，優選地，將一個風扇、或多個風扇104設置在室12內，混合室內的氣體，從而改善混合物的均勻性并增加殺菌劑在生物指示劑上的流速。可選地，將多孔上板和下板106和108，分別設置在室12內以引起通過室12的氣體層流。
可選地，來自發生器的汽化過氧化氫的流動進一步通過流量控制器110進行控制，如泵、真空源或鼓風機、緩沖器、或其它調節器，其用來調節汽化過氧化氫流入或流出室。優選地，流量控制器110是位于進氣導管24或回氣管26。
探針160，如溫度、壓力、和濕度探針，設置在室12內，用來測量室環境。將這些探針與監測器162連接，其監測環境條件的變化。優選地，監測器162發信號給控制器164，其通過控制用來調節熱套管68溫度的加熱器70來控制室12內的環境條件，以及還控制流量控制器110、汽化過氧化氫發生器20、泵58、60、以及閥62、64的操作。
傳感器166也設置在室內以直接檢測過氧化氫濃度和/或檢測蒸汽其它組分的濃度，從其可間接確定過氧化氫濃度。
為了真空環境試驗，諸如泵170這樣的真空源，在滅菌過程之前、期間、或之后，將室進行抽空。可選地，在導管26中的轉換閥172連接于真空泵170。通過將閥172從第一位置，其中室氣體流經導管26被返回到發生器，轉換到第二位置，其中室氣體被引導至泵170，室12被抽空。可選地，催化轉化器174和干燥器176分解過氧蒸汽并在空氣被引入發生器20之前對其進行干燥和加熱。
更優選地，使用BIER容器系統而沒有過氧化氫或載氣的再循環。空氣和過氧化氫的混合物單程流過室12，然后經催化轉化器174從室中排出。這提供了對系統的更好控制。
控制器164根據測定的條件，對室溫度、室壓力、汽化速率、在要汽化的液體中的過氧化氫濃度、或通過室的蒸汽流速的一項或多項進行控制，以便在暴露循環期間在室內保持所需要的朊病毒滅活條件。
也考慮了將上述BIER容器的特點結合到圖6的朊病毒滅活系統中，如控制系統、探針、傳感器、風扇、以及類似裝置，以便更精細地監測和控制室條件。
朊病毒模型污染的試樣、尤其是回腸液依賴生物(IFDO)暴露于蒸汽過氧化氫是利用不同的試驗條件和暴露時間在BIER容器中進行。
結果表明，涉及過氧化氫真空脈沖的循環，類似于圖5說明的循環，比大氣條件(圖9)更有效地滅活朊病毒模型(IFDO)。
當與用堿性清潔劑的預清洗步驟結合時，如上所述，則提供一種有效方法，用來確保除去和滅活在醫用儀器或類似物上剩余的朊病毒。
這些儀器或其它部分地、大體上經清洗的物品被便利地運送到朊病毒去污系統的室中，而無需充氣和干燥。在預調節/減濕階段，在儀器上存在的水分被除去。可選地，在對儀器進行過氧化氫去污之前，這些儀器被包封在無菌包裹物中，如紗布或TyvekTM包裹物。也考慮了多種可替換的清洗和去污程序。例如，可以使用結合的清洗和滅菌系統。或者，物品可放置在密封的托盤中進行滅菌和/或清洗。在去污過程完成后可對這樣的托盤進行密封以保持物品的無菌狀態直至再次使用。
涉及堿性清洗步驟接著是過氧化氫或其它蒸汽殺菌劑步驟的朊病毒滅活過程不僅有效地除去和/或滅活朊病毒而且有效地對物品進行滅菌。因而，醫用儀器和其它裝置無需經受單獨的滅菌過程以確保也消滅微生物，這些微生物可對患者或那些處理儀器的人造成危害。
相應地，以約0.02M至約0.2M的堿性濃度進行堿性清洗制品洗滌接著進行蒸汽過氧化氫處理的結合是傳統處理(1N NaOH和/或加熱到120℃ 1小時，接著是微生物去污)的有效替換方法并對要處理的醫用儀器或其它物品具有較小的損害。
如此描述的過程可選地結合于另外的清潔和/或微生物去污或朊病毒滅活步驟。例如，可選地，液體滅菌/朊病毒滅活步驟先于氣態氧化劑步驟。例如，儀器堿性清洗，漂洗，用過乙酸溶液滅菌，包封在無菌包裹物中或放置在托盤中，然后最后用過氧化氫進行滅菌/朊病毒滅活。
在如圖10所示的一個具體實施例中，使用了作為洗滌器和朊病毒去污容器的裝置。這避免需要除去堿性清洗的物品和將它們傳送到單獨的蒸汽處理容器。該裝置類似于圖6所示的裝置。相同的部件用撇號(’)來表示，而新部件給出新標號。將物品裝入裝置的室10’中，然后用堿性清潔劑洗滌并漂洗。在一個具體實施例中，第一清洗步驟使用第一清潔劑(例如，堿性清潔劑)。其后是漂洗步驟，然后是用第二清潔劑(例如，酶清潔劑)進行的另一清洗步驟，以及進一步的漂洗步驟。濃縮的堿性清潔劑是以液態或固態形式提供給貯液器180。通過流送管182將水(優選加熱到約50-60℃)引到該貯液器并攜帶溶液中的堿性或其它清潔劑到位于室10’的噴嘴184。攪拌器186攪拌室中的液體。可選地，泵187在壓力下將清潔液供給噴嘴。在足夠的時間以從物品上除去大量的朊病毒污染的材料后，經由排出導管188將堿性清潔劑從室中排空。將漂洗水引入室中進行一次或多次漂洗循環并排出。然后通過干燥空氣從導管48’流過室來減少室中的水分。可選地，該室能夠承受低于大氣壓的壓力并用真空泵110’抽空。來自發生器20’的過氧化氫蒸汽然后引入室中并與無菌空氣混合。在流通系統中，過氧化氫/載氣流過室足夠的時間以實現朊病毒滅活。可替換地，使用與上述與圖5有關的脈沖系統類似的脈沖系統。在本系統中，室被抽空，然后引入過氧化氫蒸汽的一個或多個脈沖。
該室優選裝備有溫度和壓力探針、化學傳感器、以及控制系統，其與前述(與圖7有關)的相似，以允許精細監測和控制室內的條件。提供閥190、192以分別選擇性地停止蒸汽和清潔液料供給。
可選地，一個或多個要洗滌和朊病毒去污的物品被封入托盤194中，其連接于蒸汽和清潔液口14’和184。清潔液和/或蒸汽流過托盤。在循環的最后，關閉閥196、198以密封托盤的入口，因而密封托盤以防氣載(airborne)污染物侵入直至使用。
雖然本發明已特別參照朊病毒進行描述，但應當明了用本文描述的方法也可以滅活其它蛋白質性質的材料。此外，雖然朊病毒滅活已特別參照去污容器或室進行描述，但也考慮到房間或其它罩以及其內含物，如無菌加注導管，可以與上述類似的方式進行清洗和朊病毒滅活。
并非為了限制本發明的范圍，下述實施例顯示蒸汽滅菌對朊病毒模型的效果。
實施例實施例1為了試驗蒸汽過氧化氫的效力，使用了如上所述的(圖7)BIER容器以研究在朊病毒模型(IFDO)中的減少。不銹鋼試樣接種IFDO在無菌介質中的懸浮體的試樣并干燥。經干燥的試樣暴露于三種方法之一。在第一種方法中，試樣在大氣壓、30℃、以及1.5mg/L的濃度下暴露于蒸汽過氧化氫15分鐘。在第二種方法中，接種的試樣在大氣壓、40℃、以及3mg/L的濃度下暴露于蒸汽過氧化氫15分鐘。在第三種方法中，真空泵應用于室以降低壓力至小于約10托(1.33×103Pa)。然后在30℃以約2.5mg/ml的濃度引入6個過氧化氫蒸汽脈沖，每個由大約10托的抽空步驟隔開，如關于圖5所述。圖9顯示獲得的結果。注意，對于真空循環試驗而言，試樣是暴露于全循環，因而與圖中所示時間無關。
剩余IFDO的數量是通過培養在試樣上剩余的IFDO并觀察菌落(如果有的話)的生長而獲得。在真空處理的試樣上發育的菌落數目是小于1的對數，即，在真空方法中IFDO至少為一個6的對數減少。
實施例2用真空滅菌器研究了溫度和蒸汽過氧化氫濃度的影響，其中真空滅菌器具有類似于圖7所示的試樣引入口。不銹鋼試樣接種IFDO在無菌介質中的懸浮體的試樣并干燥。經干燥的試樣暴露在BIER容器中，其首先被降低到小于約10托(1.33×103Pa)的壓力。在選定溫度和濃度下引入過氧化氫蒸汽的單脈沖。結果示于表4。
表4

剩余IFDO的數量是通過培養在試樣上剩余的IFDO并觀察菌落(如果有的話)的生長而獲得。從剩余在真空處理的試樣上的IFDO發育而成的菌落數目是小于1的對數，即，在真空方法中IFDO至少為一個6的對數減少。
實施例3設計用來評估蛋白質破壞的實驗是利用BSA蛋白質作為朊病毒的模型來進行。將BSA懸浮液的等分試樣滴到不銹鋼試樣上并干燥。在蒸汽過氧化氫處理過程(25℃下在STERIS VHP 1000TM滅菌器中1小時，使用約1.5mg/L的蒸汽過氧化氫)之前或以后檢查蛋白質污染的試樣。通過凝膠電泳評估回收蛋白質，以從較小的碎片中分離出完整的蛋白質。結果表明VHP有效地破壞了蛋白質。
實施例4在大氣條件下評估了溫度和濃度對IFDO蛋白質的作用。試樣的制備是通過將IFDO在水中的懸浮液的等分試樣滴到不銹鋼試樣上，然后將其進行干燥。將試樣放入由TyvekTM包裹物制成的囊中。包封的試樣在1.5mg/L和30℃或3.0mg/L和40℃下暴露于過氧化氫。圖11顯示剩余在試樣上的IFDO隨時間的濃度。更高的溫度和濃度的影響是顯著的。
實施例5IFDO接種試樣按實施例4進行制備并在真空室中暴露于蒸汽過氧化氫循環，如圖12示意說明的。在兩個抽空步驟之后，將過氧化氫的一個脈沖(或在一種情況下，兩個脈沖)引入室中10分鐘。然后該室被抽空，接著是充氣脈沖。在進一步抽空后，使該室達到環境壓力并且移走試樣。表5顯示，按照IFDO物種的對數減少，不同溫度和蒸汽過氧化氫濃度的結果。
表5

實施例6試樣的制備類似于實施例4，但在這種情況中，試樣進一步被0、10、或50％的血液污染。試樣暴露于蒸汽過氧化氫滅菌循環(如圖12所示)，并在30℃或50℃下用3個或6個過氧化氫蒸汽脈沖。示于表6的結果表明在朊病毒去污步驟之前清洗物品的重要性。
表6

通過首先除去所有(用0％血液表示)或大多數(用10％血液表示)的污物，可以看到蒸汽過氧化氫循環可有效地除去朊病毒，特別是當采用50℃循環和7.0mg/L過氧化氫濃度時。
實施例7試樣的制備是通過將人類CJD污染的腦均漿在水中的懸浮液的等分試樣滴到不銹鋼試樣上，然后將其進行干燥。將試樣放入由TyvekTM包裹物制成的囊中。包封的試樣暴露于不同的處理過程，不進行預清洗步驟，且在大氣壓或在真空條件下，兩者用和不用過氧化氫。暴露后，在磷酸緩沖鹽水中通過超聲處理對試樣進行提取。濃縮提取液，通過十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)進行分離，然后蛋白質印跡(Western blotted)。利用抗體組(array)確定朊病毒蛋白質(PRPSC)的存在或不存在。示于表7的結果表明蒸汽過氧化氫可有效地破壞朊病毒蛋白質的有害形態。
表7

權利要求
1.一種朊病毒滅活方法，其特征在于用攻擊朊病毒的清潔劑預處理攜帶朊病毒感染材料的表面；以及用氣態氧化劑處理所述表面。
2.根據權利要求1所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述清潔劑是堿性清潔劑。
3.根據上述權利要求1或2所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述氧化劑包括過氧化氫蒸汽。
4.根據權利要求3所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述氧化劑處理步驟是在約45-60℃下進行。
5.根據權利要求2所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述堿性清潔劑包括由堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、以及其組合組成的組的強堿。
6.根據權利要求5所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述強堿包括一種或多種氫氧化鈉和氫氧化鉀。
7.根據上述權利要求2、5、和6中任一權利要求所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述堿性清潔劑包括添加劑，選自由表面活性劑、陽離子聚合物、抗再沉淀劑、腐蝕抑制劑、緩沖劑、螯合劑、以及其組合組成的組。
8.根據權利要求7所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于用氣態氧化劑處理所述表面的步驟是在45-60℃下進行。
9.根據上述權利要求2和5-8中任一權利要求所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于在所述氣態氧化劑處理步驟之前從所述表面漂洗所述堿性清潔劑。
10.根據權利要求9所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于在漂洗所述表面之后，將所述表面包封在微生物屏障中；以及將所述經包封的表面進行所述氣態氧化劑處理步驟。
11.根據權利要求8所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述清潔和氣態氧化劑處理步驟是在50℃和60℃之間的溫度范圍內進行。
12.根據上述權利要求1-11中任一權利要求所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述清潔和氣體氧化劑處理步驟是在相同的容器(12’)中進行。
13.根據權利要求12所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述清潔和氣態氧化劑處理步驟是在沒有除去來自所述容器表面的中間體的情況下進行。
14.根據上述權利要求1-13中任一權利要求所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述氣態氧化劑處理步驟包括a)將要處理的表面引入室(12、12’)中；b)降低所述室內的壓力至低于大氣壓；以及c)將過氧化氫蒸汽引入所述室中。
15.根據權利要求14所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于所述氣態氧化劑處理步驟包括重復步驟b)和c)一次或多次。
16.根據上述權利要求14或15所述的朊病毒滅活方法，其進一步特征在于步驟b)包括降低所述室內的壓力至約10托或以下。
17.根據權利要求14所述的方法，其進一步特征在于在步驟c)之后，降低所述室內的壓力至低于大氣壓；以及用經過濾的空氣提高所述壓力至更高的低于大氣壓的壓力。
18.根據上述權利要求1-17中任一權利要求所述的方法，其進一步特征在于所述預處理步驟包括用pH值至少為10的堿性清潔劑清洗所述表面；以及所述處理步驟包括在45-60℃的溫度下將所述經清洗的表面暴露于包括過氧化氫的蒸汽足夠的時間以消滅在所述表面上的有活力的朊病毒。
19.用于除去和滅活物品上朊病毒的朊病毒滅活系統，其特征在于室(12’)，用于容納所述物品；貯液器(180)，與所述室流體連通，用于容納濃縮堿性清潔劑；供水系統(182)，與所述貯液器流體連通，用于提供水以與所述濃縮堿性清潔劑進行混合并形成堿性清潔液；過氧化氫蒸汽源(20’)，與所述室流體連通。
20.根據權利要求19所述的朊病毒滅活系統，其進一步特征在于加熱器(70’)，用于將所述室加熱到至少30℃的溫度。
全文摘要
用堿性清潔液清洗攜帶被朊病毒感染的材料的表面以從該表面除去盡可能多的蛋白質性質的材料。該溶液含有堿性清潔劑，其攻擊殘留在表面上的朊病毒并且在清潔步驟中其破壞從表面除去的朊病毒。在清洗步驟之后，將該表面暴露在強氣態氧化劑中，優選過氧化氫蒸汽。該過氧化氫或其它強氧化劑攻擊朊病毒，特別是未凝塊的朊病毒鏈，滅活朊病毒。
文檔編號C11D3/37GK1585817SQ02822299
公開日2005年2月23日 申請日期2002年10月4日 優先權日2001年10月5日
發明者杰拉爾德·E·麥克唐奈, 凱瑟琳·M·安特洛加, 赫伯特·J·凱澤 申請人:斯特里斯公司