包括中和劑的滅菌指示器以及方法
【專利說明】包括中和劑的滅菌指示器以及方法
[00011 本申請是申請日為2011年12月20日、申請號為201180061941.0(國際申請號為 PCT/US2011/066079)、發明名稱為"包括中和劑的滅菌指示器以及方法"的發明專利申請的 分案申請。
[0002] 相關專利申請的交叉引用
[0003] 本申請要求于2010年12月22日提交的美國臨時專利申請號61 /426，291的優先權。
【背景技術】
[0004] 滅菌指示器(也稱為生物指示器)提供了用于確定滅菌機器(例如用于對醫院中的 外科器械滅菌的那些)是否適當地發揮功能以及是否在滅菌工序中殺滅存在于滅菌室中的 微生物的裝置。
[0005] 在本領域中公認滅菌指示器能提供用于測試滅菌工序的有效性的準確且精確的 裝置。常規滅菌指示器通過監測容納在滅菌指示器內的測試微生物的存活來度量滅菌工序 的有效性，所述測試微生物對滅菌過程的耐受性比將通常由天然污染提供的大多數微生物 高數倍。使滅菌指示器經受滅菌周期并且隨后在將促進任何存活的測試微生物的生長的條 件下進行溫育。如果滅菌周期失效，則滅菌指示器產生指示生物樣本仍存活的可檢測信號。 可檢測信號常常為如下指示，例如顏色變化或者發出冷光或熒光信號。
[0006] -種熟知類型的滅菌指示器采用得自細菌或真菌的孢子(其對滅菌極其耐受)來 測試滅菌工序的有效性。典型的滅菌指示器具有由可壓縮、塑性材料制成的外部容器(如， 管、套管、或安瓿)和由易破碎材料(例如玻璃)制成的密封內部容器(如，管、套管、或安瓿）。 外部容器上的不能透過細菌、透氣的覆蓋物允許滅菌劑在滅菌工序期間進入外部容器。位 于一塊載體上的活孢子設置在外部容器和內部容器的壁之間。內部容器包含刺激活孢子的 生長的生長培養基。在滅菌工序期間，滅菌劑通過蓋件進入外部容器并且接觸載體內的孢 子。在滅菌工序之后，通過壓縮外部容器來壓縮內部容器，由此釋放生長培養基并且使其接 觸載體內的孢子。然后在刺激孢子生長的條件下來溫育指示器。如果滅菌工序無效，則存活 孢子將生長并且引起生長培養基中的pH指示劑改變顏色，由此指示出滅菌周期不能殺滅微 生物測試群并且可能已不能殺滅存在于滅菌器載液中的污染微生物。盡管依賴于孢子生長 的滅菌指示器為準確的，但它們為緩慢的，通常需要1到7天才能提供最終結果。
[0007] 相比于測量僅孢子生長的滅菌指示器，酶指示器提供快速應答(通常在大約幾小 時內）。這種指示器通過測量酶的活性來測量滅菌工序的有效性，所述酶的活性與污染微生 物在滅菌工序期間的毀滅相關聯。指示器具有可壓縮的外部容器、易破碎的內部容器、以及 不能透過細菌但透氣的蓋件。活性酶浸漬在位于外部和內部容器的壁之間的載體上，并且 與活性酶反應的底物容納在密封的內部容器中。在滅菌工序期間，滅菌劑進入外部容器并 且接觸載體內的活性酶。在滅菌工序之后，壓碎內部小瓶，使酶條帶暴露于底物并且進行溫 育。如果滅菌工序適當地起作用，則酶在該工序期間被滅活并且在溫育之后不存在可檢測 的變化。然而，如果滅菌工序無效，則酶未被滅活并且將與底物反應以形成可檢測的產物。 酶-底物產物可被檢測為顏色變化或者熒光或冷光信號。
[0008] 雙作用快速讀出式指示器為通過測量經受滅菌工序之后的酶活性和孢子生長兩 者來測試滅菌工序的有效性的滅菌指示器。酶體系給出滅菌周期的有效性的快速指示，這 隨后通過在較長時間段上測量孢子生長進行確認。在雙作用快速讀出式指示器中，用于指 示器的孢子生長部分中的活孢子也可充當用于此分析的酶活性部分中的活性酶源。快速酶 測試測量與孢子相關的酶的活性，并且隨后溫育孢子自身以促使在滅菌工序中存活的任何 孢子的生長。得自明尼蘇達州圣保羅（St.Paul,MN)的3M公司的3M ATTEST 1291和1292快速 讀出式生物指示器為雙作用快速讀出式指示器，其通過測量與指示器中的嗜熱脂肪土芽孢 桿菌(先前稱為嗜熱脂肪芽孢桿菌)孢子相關的酶的活性以及孢子自身的存活來測試滅菌 周期的有效性。

【發明內容】

[0009] 本發明涉及用于測試滅菌工序的有效性的滅菌指示器以及使用方法。本發明的滅 菌指示器可為測量孢子生長的指示器(在本文中稱為孢子生長指示器）、測量酶活性并且提 供快速應答的指示器(在本文中稱為酶基指示器）、或者通過測量經受滅菌工序后的酶活性 和孢子生長來測試滅菌工序的有效性的指示器(在本文中也稱為酶基指示器，并且更具體 地講稱為酶基/孢子生長指示器）。
[0010] 在一個實施例中，本發明提供了用于測試滅菌工序的有效性的滅菌指示器，其中 所述指示器包括:容器，其具有至少一個開口以允許氧化性滅菌劑在滅菌工序期間進入容 器;容納在容器內的載體；由載體承載的生物材料，所述生物材料與常用于監測滅菌工序的 有效性的至少一種測試微生物的存活相關聯，其中所述生物材料因有效的滅菌工序而滅活 并且因無效的滅菌工序而提供可檢測指示;其中所述滅菌指示器的一個或多個部件保留殘 余的氧化性滅菌劑；中和劑，其以能有效中和殘余的氧化性滅菌劑的量設置在指示器內，其 中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑；以及用于形成滅菌工序失效的可檢測指示 的裝置。其可為孢子生長指示器(其中所述生物材料包括孢子，并且可檢測指示為pH指示）。 作為另外一種選擇，其可為酶基指示器(其中所述生物材料包括活性酶源，并且可檢測指示 包括可檢測的熒光、發光和/或顯色指示）。酶基指示器可為雙作用酶基/孢子生長指示器 (其中所述生物材料包括也適用于孢子生長測試的活性酶源，并且可檢測指示包括可檢測 的熒光、發光和/或顯色指示以及隨后的pH指示）。
[0011] 在另一個實施例中，本發明提供了用于測試滅菌工序的有效性的滅菌指示器，其 中所述指示器包括:容器，其具有至少一個開口以允許氧化性滅菌劑在滅菌工序期間進入 容器;容納在容器內的載體;包括活性酶源的生物材料，其中所述活性酶源由載體承載;其 中所述活性酶具有酶活性，所述酶活性與常用于監測滅菌工序的有效性的至少一種測試微 生物的存活相關聯;其中所述活性酶源因致死測試微生物的滅菌工序而滅活，但其中所述 活性酶源不會因亞致死測試微生物的滅菌工序而滅活;其中所述滅菌指示器的一個或多個 部件保留殘余的氧化性滅菌劑；中和劑，其以能有效中和殘余的氧化性滅菌劑的量設置在 指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑；以及用于形成酶改性產物的 裝置，所述酶改性產物提供滅菌工序失效的可檢測指示。
[0012] 在另一個實施例中，本發明提供了用于測試滅菌工序的有效性的滅菌指示器，其 中所述指示器包括:外部容器，其具有至少一個開口以允許滅菌劑在滅菌工序期間進入外 部容器;容納在外部容器內的載體;包括活性酶源的生物材料，其中所述活性酶源由載體承 載;其中所述活性酶具有酶活性，所述酶活性與常用于監測滅菌工序的有效性的至少一種 測試微生物的存活相關聯;其中所述活性酶源因致死測試微生物的滅菌工序而滅活，但其 中所述活性酶源不會因亞致死測試微生物的滅菌工序而滅活;其中所述滅菌指示器的一個 或多個部件保留殘余的氧化性滅菌劑；中和劑，其以能有效中和殘余的氧化性滅菌劑的量 設置在指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑；以及位于外部容器內 的易破碎內部容器，其中所述內部容器:不能透過用于滅菌工序中的滅菌劑;包括酶底物； 并且適于使其可破碎，由此允許酶底物與活性酶反應，以形成提供滅菌工序失效的可檢測 指示的酶改性產物。
[0013] 在另一個實施例中，本發明提供了用于測試過氧化氫滅菌工序的有效性的快速讀 出式過氧化氫滅菌指示器，其中所述指示器包括:外部容器，其具有至少一個開口以允許過 氧化氫滅菌劑在滅菌工序期間進入外部容器;容納在外部容器內的載體;包括活性酶源的 生物材料，其中所述活性酶源由載體承載;其中所述活性酶具有酶活性，所述酶活性與常用 于監測滅菌工序的有效性的至少一種測試微生物的存活相關聯;其中所述活性酶源因致死 測試微生物的滅菌工序而滅活，但其中所述活性酶源不會因亞致死測試微生物的滅菌工序 而滅活;其中所述滅菌指示器的一個或多個部件保留殘余的過氧化氫滅菌劑；以及位于外 部容器內的易破碎內部容器，其中所述內部容器:不能透過用于滅菌工序中的過氧化氫滅 菌劑;包括含有酶底物和中和劑的混合物，所述中和劑以能有效中和殘余的過氧化氫滅菌 劑的量設置在指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑;并且適于使其 可破碎，由此允許酶底物與活性酶反應以形成酶改性產物，所述酶改性產物提供過氧化氫 滅菌工序失效的可檢測指示，其中所述可檢測指示在8小時或更短的時間內形成。
[0014] 本發明還提供了使用方法。在一個實施例中，本發明提供了用于測試滅菌工序的 有效性的方法，所述方法包括:提供滅菌指示器，所述滅菌指示器包括:容器，其具有至少一 個開口以允許氧化性滅菌劑在滅菌工序期間進入容器;容納在容器內的載體；由載體承載 的生物材料，所述生物材料與常用于監測滅菌工序的有效性的至少一種測試微生物的存活 相關聯，其中所述生物材料因有效的滅菌工序而滅活并且因無效的滅菌工序而提供可檢測 指示;其中所述滅菌指示器的一個或多個部件保留殘余的氧化性滅菌劑；中和劑，其以能有 效中和殘余的氧化性滅菌劑的量設置在指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金 屬催化劑；以及用于形成滅菌工序失效的可檢測指示的裝置;使包括生物材料的滅菌指示 器經受滅菌工序;在滅菌之后，使滅菌指示器經受培育工序以確定存在還是不存在可檢測 指示；以及使可檢測指示的存在與滅菌工序的失效相關聯，并且使可檢測指示的不存在與 滅菌工序的成功相關聯。
[0015] 使用示例性的孢子生長滅菌指示器來測試滅菌工序的有效性的方法包括:提供滅 菌指示器，所述滅菌指示器包括:載體;包括孢子的生物材料，其中所述孢子由載體承載;所 述生物材料與常用于監測滅菌工序的有效性的至少一種測試微生物的存活相關聯，其中所 述生物材料因有效的滅菌工序而滅活并且因無效的滅菌工序而提供可檢測指示;其中所述 滅菌指示器的一個或多個部件保留殘余的氧化性滅菌劑;和中和劑，其以能有效中和殘余 的氧化性滅菌劑的量設置在指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑； 使包括生物材料的滅菌指示器經受滅菌工序;在滅菌之后，將生物材料與包含pH指示劑的 生長培養基混合，并且在刺激孢子生長的條件下來溫育生物材料和生長培養基的混合物； 確定在生物材料中存在還是不存在具有可檢測的pH信號的存活孢子；以及使可檢測的信號 的存在與滅菌工序的失效相關聯，并且使可檢測的信號的不存在與滅菌工序的成功相關 聯。
[0016] 使用示例性的酶基滅菌指示器來測試滅菌工序的有效性的方法包括:提供滅菌指 示器，所述滅菌指示器包括:載體;包括活性酶源的生物材料，其中所述活性酶源由載體承 載;其中所述活性酶具有酶活性，所述酶活性與常用于監測滅菌工序的有效性的至少一種 測試微生物的存活相關聯;其中所述活性酶源因致死測試微生物的滅菌工序而滅活，但其 中所述活性酶源不會因亞致死測試微生物的滅菌工序而滅活;其中所述滅菌指示器的一個 或多個部件保留殘余的氧化性滅菌劑；中和劑，其以能有效中和殘余的氧化性滅菌劑的量 設置在指示器內，其中所述中和劑并非為酶并且并非為金屬催化劑;和酶底物，其在滅菌工 序失效時與活性酶反應以形成具有可檢測的信號的酶改性產物;使活性酶源經受滅菌工 序;將酶和底物混合以形成酶改性產物;確定存在還是不存在具有可檢測的信號的酶改性 產物；以及使可檢測的信號的存在與滅菌工序的失效相關聯，并且使可檢測的信號的不存 在與滅菌工序的成功相關聯。在尤其優選的實施例中，滅菌指示器為雙作用快速讀出式指 示器，并且活性酶源包括如下微生物的孢子，所述微生物的孢子充當用于酶活性測試的活 性酶源以及用于孢子生長測試的測試微生物。
[0017] 在本文中，"多孔"載體是指滅菌劑可在正常滅菌條件(這些條件由特定滅菌工序 來限定)下穿過載體。"三維"多孔載體為占據所在容器(如，雙容器裝置的外部容器)的體積 的至少5%的載體。
[0018] 在本文中，"由載體承載"是指生物材料可設置在載體的表面上(具體地講，如果其 并非為多孔的)或者可分布在多孔載體內。
[0019] 在本文中，"分布在多孔載體內"是指生物材料可均勻地或不均勻地貫穿分布在多 孔載體的體積的至少一部分中（即，并非僅在其表面上）。"分布在內部"包括貫穿分布在(并 且均勻地貫穿分布在)多孔載體的整個體積中。
[0020] 在本文中，"生物材料"是指由載體承載的與至少一種測試微生物的存活相關聯， 并且有助于形成可檢測的信號的材料。即，生物材料因有效的滅菌工序而滅活(如，殺滅）， 并且因無效的滅菌工序而提供可檢測指示。生物材料可為充當活性酶源的孢子或其他微生 物。活性酶源也可為分離酶。
[0021] 在本文中，"測試微生物"是指常用于檢測滅菌工序的有效性的微生物，例如嗜熱 脂肪土芽孢桿菌。
[0022]在本文中，就制備載體的材料而言，術語"親水性"是指具有零接觸角（即，被水潤 濕）。此疏水性材料可為無機物、有機物、或它們的組合。
[0023]在本文中，就制備載體的材料而言，術語"疏水性"是指在非零接觸角下測量為斥 7尺的，如在E. Sharfrin等人的The Journal of Physical Chemistry(物理化學雜志），64 (5):519-524(1960)中所述。此疏水性材料可為無機物、有機物、或它們的組合。
[0024] 當術語"包括"和其變型出現在說明書和權利要求書中時，這些術語不具有限制性 含義。
[0025] 詞語"優選的"和"優選地"是指在某些情況下，可以提供某些有益有效性的本發明 實施例。然而，在相同的情況或其他情況下，其他實施例也可以是優選的。此外，對一個或多 個優選實施例的表述并不暗示其他實施例是不可用的，且并非意圖將其他實施例排除在本 發明范圍之外。
[0026] 本文所用的"一種(個)"、"所述(該)"、"至少一種(個)"以及"一種或多種(一個或 多個)"可互換使用。
[0027] 如本文所用，術語"或"一般以包括"和/或"的普通含義使用，除非內容另外明確指 明。術語"和/或"是指所列要素中的一者或全部或者所列元素中的任何兩者或更多者的組 合(如，預防和/或處理痛苦是指預防、處理、或既處理又預防更多的痛苦）。
[0028]本文中的所有數字均假定被術語"約"并且優選地由術語"精確"修飾。如本文結合 測得數量所用，術語"約"是指將被技術人員預期到的測得數量的變化，所述技術人員實施 測量并且運用與所用測量設備的測量目標和精度相當的謹慎水平。由端點表述的數值范圍 包括涵蓋在該范圍內的所有數字(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、和5)。本發明中描 述的份數，包括下面的實例部分中描述的份數，除非另外指明，皆以重量計。
[0029] 本發明的上述
【發明內容】
并非旨在描述本發明所公開的每個實施例或每種實施方 式。以下描述更具體地舉例說明了示例性實施例。在整個申請的若干地方，通過實例清單提 供了指導，所述實例可以按多種組合方式來使用。在每一種情形下，所列舉的清單僅僅作為 代表性群組，而不應被理解為排他性清單。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明的滅菌指示器的實施例的分解視圖。
[0031] 圖2為圖1所示的裝置的剖視圖。
[0032] 圖3為本發明的滅菌指示器的可供選擇的實施例的分解視圖。
[0033] 圖4為圖3所示的裝置的剖視圖。
[0034] 圖5為本發明的滅菌指示器的優選實施例的分解視圖。