对充水装置进行灭菌的方法与流程

本公开涉及一种对液体填充的医疗器械(例如，过滤和/或扩散装置，如超滤器和毛细管透析器)进行蒸汽灭菌的方法。

发明背景

液体填充的医疗器械(例如，过滤和/或扩散装置)的蒸汽灭菌提出了一个特殊的挑战。蒸汽灭菌过程中的温度升高导致密闭的液体填充的期限内的压力升高，进而导致组件变形，并可能导致泄漏或装置外壳中形成应力裂纹。

期望有一种适用于液体填充的医疗器械的蒸汽灭菌方法。

发明概述

本公开提供了一种对液体填充的医疗器械进行蒸汽灭菌的方法。该方法使用由弹性体构成的空心塞子(cannulatedstopper)来密封医疗器械的流体端口。空心塞子用作泄压阀，以限制医疗器械内的过压。塞子是自密封的，因此在环境压力下没有液体从医疗器械泄漏。

附图简要描述

图1是用于测量被加热的医疗器械的内部压力的装置的两种形式的示意图；

图2示出了用于医疗器械的液体端口的塞子的侧视图和截面图；

图3示出了在加热实验期间获得的几个压力曲线。

详细描述

本公开提供了一种用于对液体填充的医疗器械(例如，过滤和/或扩散装置，如超滤器或毛细管透析器)进行蒸汽灭菌的方法。

该方法包括提供一种具有至少一个开放的液体端口的液体填充的医疗器械。液体端口是医疗器械上的端口，其被配置为用于将液体输送进出医疗器械，即液体的入口或出口。通常，液体填充的医疗器械将具有多于一个的液体端口，但是它们中的大多数将被封闭以防止液体从装置中流出。在一个实施方案中，液体填充的医疗器械的除一个液体端口之外的所有液体端口都是封闭的。在另一个实施方案中，液体填充的医疗器械的除两个液体端口之外的所有液体端口都是封闭的。

液体填充的医疗器械的至少一个开放的液体端口被由弹性体材料构成的空心塞子封闭。在灭菌之前，应封闭液体填充的医疗器械的所有剩余的开放端口；然后对封闭的液体填充的医疗器械进行蒸汽灭菌。

在一个实施方案中，液体填充的医疗器械是过滤和/或扩散装置。在一个实施方案中，医疗器械是透析器、超滤器或血浆过滤器，或者是吸附柱，例如清血柱(hemocatharticcolumn)。在一个实施方案中，医疗器械包括中空纤维膜。在另一个实施方案中，医疗器械包括颗粒状材料，例如聚合物珠或碳颗粒。在一个特定的实施方案中，液体填充的医疗器械是填充有水或生理盐水并包括中空纤维膜的过滤和/或扩散装置。在另一个特定的实施方案中，医疗器械是包括中空纤维膜和颗粒状材料的液体填充的过滤和/或扩散装置。在一个实施方案中，颗粒状材料位于围绕中空纤维膜的空间中。

液体填充的医疗器械具有至少一个液体端口。在一个实施方案中，液体填充的医疗器械具有多个液体端口，例如两个、三个或四个液体端口。

在一个实施方案中，液体填充的医疗器械包括由半透膜隔开的两个隔室，并且两个隔室中的至少一个具有液体(例如血液)的入口和出口。在另一个实施方案中，两个隔室均具有液体的入口和出口。在另一个实施方案中，隔室之一仅具有液体的入口。在另一个实施方案中，隔室之一不具有液体端口；或仅具有永久密封的端口。在一个实施方案中，液体端口是如dineniso8637(2014)所述的用于血液过滤、血液透析过滤或血液透析的过滤和/或扩散装置的连接器。

在本公开的方法中，要被蒸汽灭菌的医疗器械的至少一个液体端口的开口用空心塞子封闭。在一个实施方案中，通过将空心塞子插入到端口的开口中来封闭端口的开口。在一个实施方案中，塞子为圆锥形，其最小直径小于端口的开口的直径，并且其最大直径大于端口的开口的直径。在插入后，塞头的一部分从端口的开口中突出。在另一个实施方案中，塞子具有圆柱形或圆锥形的部分，该部分的最大直径小于或等于端口的内径；以及头部，该头部的直径等于或大于端口的外径。在插入后，塞头的头部覆盖端口的开口和边缘。

空心塞子由弹性体材料构成。合适的弹性体材料的实例包括硅橡胶、天然橡胶(nr)、丁二烯橡胶(br)、氯丁二烯橡胶(cr)、丁基橡胶(iir)、丁苯橡胶(sbr)、丁腈橡胶(nbr)、乙丙二烯橡胶(epdm)和聚氨酯弹性体。在一个实施方案中，塞子由硅橡胶构成。在一个实施方案中，塞子是通过注塑制造的。

空心塞子具有从塞子的顶部延伸到其底部的插管(cannulation)，并且当插管处于扩张状态时，其提供从液体填充医疗器械内部到外部的直通导管。在环境压力下，插管通过弹性体材料的弹性回复力而被封闭。在一个实施方案中，通过用外径为0.4至1.0mm(例如0.6至0.8mm)的套管刺穿由弹性体材料构成的塞子来产生插管。

在要被蒸汽灭菌的医疗器械包括多于一个液体端口的情况下，在对装置进行灭菌之前必须封闭所有液体端口。在一个实施方案中，除一个液体端口外，所有液体端口均由非空心塞子封闭。在另一个实施方案中，两个或多个液体端口被空心塞子封闭。通常仅在医疗器械的液体端口之一中使用空心塞子即可。然而，对于具有由半透膜分隔的两个隔室的医疗器械，在每个隔室的一个液体端口中使用空心塞子可能是有利的。

在液体填充的医疗器械的所有液体端口均已被封闭(其中至少一个液体端口的开口已用空心塞子封闭)后，对液体填充的医疗器械进行蒸汽灭菌。蒸汽灭菌是本领域公知的程序，并且本领域技术人员熟悉所使用的设备和参数。在一个实施方案中，用蒸汽在119至121℃的温度下对医疗器械进行灭菌至少20分钟。

本公开还涉及由弹性体材料构成的空心塞子在液体填充的医疗器械的蒸汽灭菌中的用途。在一个实施方案中，弹性体材料包含硅橡胶。在一个实施方案中，通过用外径为0.4mm至1.0mm(特别是0.6mm至0.8mm)的套管刺穿非空心塞子来制造空心塞子中的插管。

在一个实施方案中，医疗器械是包括中空纤维膜的过滤和/或扩散装置。在另一个实施方案中，医疗器械包括位于围绕中空纤维膜的空间中的颗粒状材料。

实施例

图1显示了用于测量被加热的医疗器械的内部压力的装置的两种形式a)和b)。在该装置的两种形式中，都存在过滤和/或扩散装置11，例如透析器，其具有下部血液端口12、上部血液端口13、下部透析液端口14和上部透析液端口15。下部血液端口12由塞子16密封。下部透析液端口14已被焊接关闭。上部透析液端口15连接至压力计18，该压力计指示装置11内的压力p。上部血液端口13由空心塞子17封闭。将装置11部分地浸入到用于控制装置11内温度的加热浴19中。装置的第二种形式(图1b)还包括连接到塞子17的插管的注射器20。注射器20允许收集和测量从装置11出来的液体。

通过两组分液体硅橡胶(lr3003/60a/b，wackerchemieag，d-81737munich)的注塑来生产由硅橡胶构成的塞子16。塞子16的设计在图2中示出。在模具中于165℃下放置5分钟并在200℃的通风环境中进行4小时后固化后，材料的密度为1.13g/cm³(iso1183-1a)，硬度为60邵氏a(din53505)。根据din53019在0.9s^-1的剪切速率下测量的粘度为1,100,000mpa·s。其抗张强度为9.40n/mm²，断裂伸长率为340％(均根据din53504s1测量)。根据din53512测量，材料显示的回弹性为67％。

比较例1

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将血液端口12和13用塞子16封闭；并将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p。

所得的压力曲线(压力p随时间t的变化)示于图3(曲线1)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p迅速上升到超过2bar(g)的值。当压力p已达到3.9bar(g)时，停止实验。没有水从装置11中泄漏。

实施例2

用外径为0.45mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用空心塞子17封闭；且将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1a的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线2)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p上升至最大1.59bar(g)，然后逐渐减小。在实验结束时，压力p为1.17bar(g)，并且有7.5g的水从装置中泄漏。

实施例3

用外径为0.60mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用空心塞子17封闭；且将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1a的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线3)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p上升到最大1.50bar(g)，然后逐渐减小。在实验结束时，压力p为1.26bar(g)，并且有7.0g的水从装置中泄漏。

实施例4

用外径为0.80mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用空心塞子17封闭；且将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1a的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线4)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p上升至最大1.15bar(g)，然后逐渐减小。在实验结束时，压力p为0.5bar(g)，并且有6.5g的水从装置中泄漏。

实施例5

用外径为0.90mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用空心塞子17封闭；且将上部透析液端口15连接到压力表18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1a的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线5)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p上升至最大0.08bar(g)，然后逐渐减小。在实验结束时，压力p为0.0bar(g)，并且有7.5g的水从装置中泄漏。

实施例6

用外径为0.45mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。

实验中使用了医疗器械11，其包括表面积为2.3m²的中空纤维膜和在围绕中空纤维膜的空间中的聚合物珠。装置11的下部透析液端口14已被焊接关闭。用水填充装置11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用空心塞子17封闭；并将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1a的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线6)中。在将装置11浸没之后，装置11内部的压力p上升到最大1.8bar(g)，然后逐渐减小。在实验结束时，压力p为1.05bar(g)，并且有5.6g的水从装置中泄漏。

实施例7

用外径为0.45mm的套管刺穿由硅橡胶构成的塞子16，以制造空心塞子17。将30ml注射器20连接至长度为10mm的套管。

用水填充包括表面积为2.3m²的中空纤维膜且下部透析液端口14被焊接关闭的医疗器械11，将下部血液端口12用塞子16封闭，将上部血液端口13用连接到注射器20的空心塞子17封闭；且将上部透析液端口15连接至压力计18。将装置11浸没于保持在(80±2)℃的温度的水浴19中，并监测装置11内部的压力p(根据图1b的装置)。

所得的压力曲线示于图3(曲线7)中。实验期间在装置11内部达到的最大压力p为0.18bar(g)。当压力p达到0.05bar(g)时，注射器的柱塞开始移动。在实验期间，最大7.5ml体积的水被移入注射器20中。在移除水浴19并将装置冷却至室温后，在注射器20中剩余1ml的残余体积。

附图标记列表

10测试装置

11过滤器

12下部血液端口

13上部血液端口

14下部透析液端口

15上部透析液端口

16塞子

17空心塞子

18压力计

19加热浴

20注射器

p压力