专利名称:人造器官消毒方法及其使用装置的制作方法
本发明涉及人造器官消毒方法及其使用装置。
近年来，在人造器官方面取得了高速的发展，其中最典型的要算是人造肾;而且，诸如使用活性炭吸附物质的人造肝、人造肺、腹水液体处理机和血浆分离器这类器具都得到了实际应用。此外，利用诸如吸附元素和吸附介质这样的吸附物质的其它各种治疗装置也得到了发展，如在未经审查的日本特许公报(TOKKYO KOVai)中第75141/1982号、第27559/1983号、第10055/1983号、第12656/1983号和第197255/1984号中所揭示。
一般在这些人造器官和治疗装置制造的最后阶段进行消毒、无菌密封，然后提供给用户。近年来，最常用的消毒方法是在蒸压器中用高压蒸汽消毒。其它方法包括用甲醛水溶液或环氧乙烷气体，或者用伽马射线。但是，由于在后面这些方法中，杀菌剂往往会遗留在产品中，甚至直到使用时还存在，或者引起人造器官表层的破坏。因此，从安全的角度出发，实际上不选用这些方法。
此外，传统的加热消毒方法，即从外部对人造器官施以高压蒸汽或高温水，这种方法有以下几方面害处。如果人造器官包含有内部填充物，例如象水、生理盐水和含有稳定剂或者其它添加剂的水溶液这样的液体填充物或者包括填充剂和填充材料的固体填充物，所有液体填充物都有大的热容量，而固体填充物的导热率低，这就使得把人造器官中心附近的内部填充物加热到规定的消毒温度或者在消毒以后冷却下来，需要花费很长时间，由于人造器官的外部被加热到不必要的高温，或者在消毒高温下不必要地暴露过长的时间，会出现致使的损害，例如表层和内部填充物的破坏和有害物质的析出。
本发明的一个目的是提供一种人造器官消毒方法，这种方法可以避免上述缺点。
本发明的另一个目的是提供一种实施上述方法的消毒装置。
从以下说明中可了解本发明的这些目的和其它目的。
按照本发明，提供了一种在蒸压器中用高压蒸汽对人造器官进行消毒的方法，这种方法包括将具有足以消毒人造器官的高温的无菌高温液体通过人造器官，使人造器官的内部温度升高到实际的消毒温度;用高压蒸汽从外部将人造器官加热到消毒温度，对人造器官进行一预定时间的消毒;将无菌低温液体通过人造器官，使人造器官的内部温度降低。
利用一消毒装置可以有效地实施本发明的这种消毒方法，这种消毒装置包括一用高压蒸汽消毒人造器官的压力容器;一盛装用来从内部加热人造器官的无菌高温液体的贮箱;一连接贮箱和置于压力容器中的人造器官的管道和一设置在管道中的热交换器。
本发明方法中，除作为传统方法的用高压蒸汽从外部加热人造器官以外，还用具有足以消毒人造器官的无菌高温液体(以下将这种无菌液体称为“无菌高温液体”)使人造器官的内部温度很快升高到能够对人造器官的内部进行实际消毒的高温。在从内部和外部把人造器官加热到实际消毒温度以后，使人造器官在这一消毒温度下保持足以起到消毒作用的一预定时间。人造器官的内部在消毒期间最好也保持在足以消毒的温度。可以通过例如用高压蒸汽从人造器官的外部加热来做到这一点。因此，在内部温度已经达到能够对人造器官内部进行实际消毒的高温以后就可将输入该人造器官的无菌高温液体排出。在这个意义上，说明书和权利要求
书中使用的“将无菌高温液体通过人造器官”这一说法意味着将无菌高温液体输入人造器官并保留在该器官中，每隔一段时间重复输入，使无菌高温液体连续通过人造器官，以及其它相当的操作。此外，通过无菌高温液体加热和通过高压蒸汽加热可以同时或者以顺序的方式进行。另外，在人造器官的内部温度上升到预期的高温以后，无菌高温液体可以从人造器官中排出，也可以保留在该器官中，或者在消毒期间连续向该器官输送。
无菌高温液体的制备一般靠加热消毒适用于人造器官消毒的液体，例如水、生理盐水或溶解在水或生理盐水中的少量稳定剂的水溶液，加热消毒是在消毒所必需的温度和时间条件下进行的，例如115℃30分钟、121℃20分钟或126℃15分钟。将这样得到的高温无菌液体立即用于人造器官的消毒，或者先在足以消毒人造器官的温度中(一般为不低于105℃的温度)保存在一适当容器中，并且用于人造器官消毒。
通过将人造器官在消毒温度中保持一预定时间，完成消毒以后，在从外部冷却人造器官的同时，将无菌低温液体通过人造器官，使该器官的内部温度迅速降低，通过人造器官用于冷却的液体必须是无菌状态的。这种无菌低温液体是在输入消毒过的人造器官之前将经过加热的无菌热液体冷却而得到的。这种无菌热液体，使用的可能是与消毒所用的同一种前述无菌高温液体，也可能是独立制备并且来自不同供应源的;或是用与前述无菌高温液体相同的方式制备并且保持在一定温度的液体，这一温度使微生物不能生长，一般为不低于70℃，最好不低于80℃。
图1是表明本发明的消毒装置的一实施例的流程图。
图2是表明本发明的消毒装置的另一实施例的流程图。
在根据本发明的消毒方法的一个实施例中，无菌高温液体(一般是水、生理盐或含有适量稳定剂或其它添加剂的水溶液)处于一足够高的温度，这一温度可以消灭污染须消毒的人造器官内部或者填充在该人造器官内的固体或液体填充材料的微生物，使这一温度的无菌高温液体经过一冷却器通过该器官，可以采用不供给冷却介质的方法，使冷却装置此时不起冷却作用，这样，使该人造器官的内部温度和内部填充材料的温度大致上升到消毒温度，同时从外部加热人造器官，并通过加热的方法使其保持在消毒温度，例如，靠高压蒸汽从外部对该器官进行消毒所必需的时间的加热。靠无菌高温液体从器官内部的加热可以在高压蒸汽消毒之前或之后进行，也可以与高压蒸汽消毒同时进行。消毒以后，使无菌热液体通过前述冷却器，目的是使该液体温度下降到不超过大约50℃，可以通过供给冷却介质使冻却器此时起冷却装置的作用。然后，使最后所得到的冷却液体(下文称为“无菌低温液体”)通过人造器官，从而使人造器官迅速冷却。
与靠从器官的外部施以高温水或高压蒸汽的方法来完成人造器官的加热消毒的传统消毒方法或人造器官的内部只靠自然冷却而不靠无菌低温液体冷却的传统方法相比，本发明的方法有下述优点即它克服了前面提到的延长加热和冷却时间，在不必要的高温中消毒以及内部填充物的质量和性能的降低等等缺点，这些缺点是由于在不必要的高温中消毒或者超过必要长时间地保持在高温中所造成的。另外，由于本发明中使用的是无菌热液体冷却后紧接着得到的无菌低温液体，所以其消毒是有充分保证的。
本发明的进一步的优点是消毒过程简单。本发明的再进一步的优点是其无菌低温液体不需任何处理即可以用作人造器官的内部填充物或填充材料，而且，在加热消毒期间不需要采取防范填充液体的热膨胀的措施，在冷却期间不需要采取抗收缩措施。当然，对人造器官的外表面也同时进行消毒。
至于前面提到的无菌高温液体所具有的消毒人造器官的足够高的温度，它取决于所要控制的微生物种类，但是可以采用日本药典中规定的液体和温度。通常可以采用温度不低于105℃的压缩高温水。生理盐水或者含有适量稳定剂或其它添加剂的水溶液，对于大多数种类的微生物，采用温度范围在115°至130℃之内。无菌热液体指这样的液体即加热到消毒温度并且保持消毒所需的必要时间，然后转变成用于冷却人造器官的无菌低温液体。这种无菌低温液体不需要有用于加热人造器官的无菌高温液体那样高的温度，但可能是通过降低盛装无菌高温液体的贮箱的温度而得到的温度为70°至95℃的无菌液体，这些液体就是上文提及的诸如普通压缩热水、生理盐水或者含有适量稳定剂或其它添加剂的水溶液。
用于从内部加热人造器官及其填充物的无菌高温液体和用于制备无菌低温液体的无菌热液体可这样得到将液体加热到消毒温度并且保持消毒所需的必要时间以后立即而成;或者将液体加热到消毒温度，然后在一使微生物不能生长的温度(例如，不低于70℃，最好不低于80℃)在一适当容器中储存一比较短的时间(例如，不超过24小时)。如上所述，无菌高温液体可以用作无菌热液体，无菌热液体被冷却为无菌低温液体。这就是说，两种液体可以是由相同贮箱供给的相同液体。这两种液体也可以在不同的条件下或从不同的容器中提供，例如，按前文中所规定的消毒条件一种液体由保持在121℃的贮箱供给，另一种由保持在80℃的贮箱供给。
人造器官的内部填充物包括各种固体材料，例如，吸附材料或膜，以及能够同时存在的水介质，例如，用来保护和维持固体填充材料的效用和形状的稳定剂溶液。
还可以采用已知的液-液或气-液热交换器和其它类型的等效装置，例如蛇形管、折迭管和板形装置，作为冷却无菌热液体的冷却器或冷却装置。
在将前面提到的无菌高温液体和无菌热液体输入人造器官之前，使这两种液体分别通过上述冷却装置，无菌高温液体通过冷却装置也是为了对该冷却装置消毒。在这个意义上，无菌热液体经过冷却装置的冷却不仅包括无菌高温液体或无菌热液体流过冷却装置，然后输入人造器官这种实施方式，而且还包括另一种实施方式，例如，使冷却介质管道通过盛装无菌高温液体的贮箱，或者换句话说，将冷却装置装在无菌高温液体贮箱或无菌热液体贮箱中。最后，用于冷却无菌热液体的冷却装置可以选择在非冷却状态，与无菌高温液体充分接触。
冷却介质可以是液体冷却介质，例如自来水、工业水或其它冷却水，或者是低温气体，例如空气。
在本发明的一个实施例中，通过加热到足以进行消毒的必要高温，并且将这一温度保持一必要时间(例如，121℃中至少20分钟)，制成无菌高温液体，使这种液体通过人造器官的内部，该人造器官处于消毒用的高压蒸汽环境中，这样从内部和外部同时加热该器官。因此，不论人造器官中的内部填充物处在什么位置，都能在一短时间内被均匀加热到规定温度。然后，将上述温度保持一足够的时间，以起到消毒作用(例如，121℃中20分钟)。消毒完成以后，使无菌高温液体通过冷却器装置，将其无菌冷却到50℃上下的温度，得到无菌低温液体，使这种无菌低温液体通过人造器官，这样，在高压、高温环境撤除以后，器官从外部冷却的同时，人造器官和其中的内部填充物都在一短时间内冷却下来。
现在再回到按照本发明的人造器官消毒装置上来。下面说明一选用的该装置的实施例。本发明的装置包括一高压、高温消毒器，例如，用来容纳人造器官的蒸压器，人造器官中包含有内部固体填充材料，例如吸附物质或膜和/或用于保持固体填充材料的性能和形状的液体填充材料;用于盛装无菌液体的无菌高温液体贮箱，无菌液体加热到足以消灭污染人造器官内部和固体及液体填充材料的微生物的高温;连接高压、高温消毒器和无菌高温液体贮箱的管道;以及位于管道中的热交换器，该热交换器装有控制冷却介质的流通和中止的一开关阀或其它装置，冷却介质用来冷却送到热交换器的无菌高温液体。
在本发明的另一实施例中，在连接处于高压消毒环境中的人造器官和无菌高温液体贮箱的管道中，装有一个三通阀或等效的流量开关装置。该三通开关装置的三条支路中的一条与高温液体贮箱连通，另一条支路直接与人造器官相通，第三条支路通过一热交换装置与人造器官相通，该热交换装置靠通过它的冷却介质使无菌高温液体的温度迅速降低。本文中所用的“无菌高温液体贮箱”这一名词包括能够制备无菌高温液体的设备。
下面参照在附图中表示出的实施例对本发明的消毒方法和装置做更详细的说明。但是，本发明当然不限于这些实施例。
图1和图2是表示本发明的实施例的示意图。首先，参照图1，标数1代表人造器官，该人造器官中可包含有固体填充材料，例如吸附物质、固体填充材料和液体填充材料的混合物或其它同类的东西等，该人造器官置于一高压蒸汽消毒装置中。标数3代表一用于盛装无菌高温液体的无菌高温液体贮箱，该无菌高温液体的高温足以消灭污染人造器官内部、固体填充材料和填充液体的微生物，该贮箱通过一管道4与人造器官1相连。管道4中安插有一热交换器5，一用于冷水或冷空气这样的冷却介质的冷却管道6穿过热交换器5延伸出去。管道6中安插有一用于控制流过管道6的冷却介质流量的开关控制装置7。
前述消毒器2装有一加热器装置8、一高温液体储箱9和一排泄阀10。高温液体贮箱3装有一用于加热贮箱3的加热套11，贮箱3顶部有一呼吸过滤器12。一抗压不锈钢管经阀13将高温液体贮箱3和热交换器5互相连接起来。热交换器5和人造器官1的循环入口通过热交换器5和高压蒸汽消毒器2之间的抗压不锈钢管连接，在消毒器2内，通过像抗热塑料管这样的抗热软管连接。
将无菌高温液体贮箱3充满液体，例如水、生理盐水或含稳定剂的水溶液，最好是与人造器官中的填充液体相同的液体，然后通过外套装置11将液体加热到足够高的温度，制成无菌高温液体。制备无菌高温液体的消毒条件最好以日本药典中的规定为准，例如，115℃30分钟、121℃20分钟或126℃15分钟。无菌高温液体可以在别处制备，并输送给贮箱。
无菌高温液体以不低于人造器官的消毒温度保存在贮箱3中。这一消毒温度最好也以日本药典为准。
然后，在压力下加热高压消毒器2中的水，并打开阀门13，使贮箱3中的无菌高温液体经循环入口14输入人造器官1。可以用一只泵代替阀门13。在这一过程中，用于热交换器5的控制器7保持关闭状态，因此，冷却介质不流入热交换器5。这样，热交换器5就不起热交换作用，而让无菌高温液体从贮箱3流入人造器官1，从而由高温消毒液体代换了内部填充液体，使器官的内部温度大致升高到热消毒温度，这种代换至少进行一次，最好是2至5次。对于高压蒸汽消毒器的温度升高到规定的消毒温度所需要的时间，最好预先测量，应当使人造器官1中的液体代换终点与高压蒸汽消毒器的温度升高终点相互一致。
当上述代换和消毒器2的温度升高完成从以后，阀门13关闭，对人造器官1进行规定时间的消毒。这一消毒过程完成以后，打开控制器7，使冷却介质输入热交换器5，此时阀门13仍然开着。这样，没有通过的高温无菌液体，即贮箱3中剩余的无菌液体，通过热交换器5冷却，并随后作为无菌低温液体输入人造器官1，以便代替该人造器官中的热液体，从而使人造器官冷却，同时，人造器官还从外部冷却，例如，靠撤除高压蒸汽冷却。这一用于冷却的代换也至少进行一次，最好是2至5次。
通过这些程序，可以显著减少加热和冷却人造器官内部所需的时间。在传统的消毒方法中，仅仅从外部对人造器官进行加热，在高压消毒器2中的温度达到预期的消毒温度以后，需要花很长时间才能将器官的中心部分加热到预期的温度。例如，在人造器官的内径为65毫米，并且填充有吸附物质的情况下，上述时间长达120分钟。冷却所需要的时间也是如此之长。因此，当采用这种传统技术加热人造器官，使人造器官的中心部分也能被加热消毒时，人造器官必然要长时间暴露在高温中，从而导致人造器官材料的变质。按照本发明的方法，人造器官在高温中暴露的时间被减至最小，从而避免了这类问题。此外，在消毒以后清洗和冷却人造器官时所进行的代换步骤中，保持无菌也是一个重要问题。本发明的方法中，始终保持在消毒条件下的无菌液体在一密闭回路中冷却和供给，可确保完全无菌。
另外，在加热消毒带有填充物或填充液体的人造器官时，由于填充液体的热膨胀而造成的器官损坏是一个严重的问题。不过，在本发明方法中，热膨胀在人造器官外侧被吸收，因此，不需要考虑上述问题。
下面参照图2说明本发明的另一个实施例的结构。人造器官1和贮箱3与图1中说明和表示的相同。
人造器官1和贮箱3通过管道4相互连接。管道4中设置有一管道开关装置16，16的部分通路是沿管道4的走向的，16用于在三通接合处15转换从贮箱3引出的无菌高温液体的方向(A)至(B)或(A)至(C)。
管道4的一条支支路(A)与贮箱3连通，另一条支路(B)与人造器官1连通，而第三条支路(C)通过管道17和一位于管道17中间的热交换器5与人造器官1连通。
热交换器5装有一冷却管道6，用于通过低温的水或者其它液体或空气，因此可以在冷却剂和在管道17以及热交换器5中流动的液体之间产生热交换。
下面说明这种装置的操作。首先，调节管道开关装置16，使液体可沿(A)至(B)方向流动，而不会沿(A)至(C)或(B)至(C)方向流动。在这个条件下，无菌高温液体从贮箱3经过三通接合处15直接流入人造器官，从而将人造器官1的内表面和填充物迅速加热到消毒温度。然后，用高压蒸汽对人造器官1进行预定时间的消毒。
完成了高压蒸汽消毒以后，调节开关装置16，使液体可沿(A)至(C)方向流动，而不会沿(A)至(B)或(B)至(C)方向流动，于是，无菌高温液体从贮箱3经过管道17流入热交换器5。无菌高温液体在热交换器5中与低温度的水或者其它液体或空气进行热交换，从而使无菌高温液体迅速冷却，并作为无菌低温液体输入人造器官1。这样，人造器官的内部和内部填充材料被迅速冷却。
通过上述一系列操作，人造器官1从内部和外部两方面被迅速加热，经高压蒸汽进行预定时间的消毒以后，人造器官又从内部和外部两方面被迅速冷却。
另外，人造器官的中心和外层部分之间的加热时间和高温停留时间的不一致，也减小到了最低限度。
在上述关于图1和图2中所表示的实施例的说明中，只交代了主要部件。图1或图2中所示的整套装置可以装在一单个压力壳体中(例如，高压蒸汽消毒器);也可以将热交换器5和冷却管道6装设在外部;上述控制器7和/或开关装置16也可用自动或遥控的阀门装置代替。此外，还可以并联设置几个用于制备无菌高温液体的无菌高温液体贮箱3或设备;或可以这样构成消毒装置，使几个人造器官1并行排列在其中，从而一次操作即可完成消毒工作，提高生产率;另外，还可以安装一台用于提高在管道4中流动的无菌高温液体流速的泵，或用于控制该流速的流量调节器;消毒装置可以这样构成，使人造器官1和贮箱大致位于同样高度，使泵位于管道之中。上述的和其它的改进方案可以单独采用，也可以适当地综合采用。当然，可以在不违反本发明的精神和范围的情况下进行这些和其它的布置和改进。
权利要求
1、一种用于在蒸压器中用高压蒸汽消毒人造器官的方法，这种方法包括将具有足以消毒人造器官的高温的无菌高温液体通过人造器官，使人造器官的内部温度实际升高到消毒温度；用高压蒸汽从外部对人造器官进行一预定时间的加热，以消毒人造器官；使无菌低温液体通过人造器官，从而降低人造器官的内部温度。
2、权利要求
1的方法，其中该无菌低温液体是靠冷却未通过该人造器官的无菌高温液体而制成的。
3、权利要求
1的方法，其中无菌高温液体的通过是与靠高压蒸汽从外部加热人造器官同时进行的，在达到消毒温度以后，使人造器官在该温度中保持足以消毒的时间。
4、权利要求
1的方法，其中在从外部冷却人造器官的同时，使无菌低温液体通过人造器官。
5、一套用于消毒人造器官的装置，这种装置包括一用高压蒸汽消毒人造器官的压力容器;一用于盛装无菌高温液体的贮箱，该无菌高温液体是用来从内部加热人造器官的;一连接贮箱和置于压加容器中的人造器官的管道;和位于管道中的一热交换器。
专利摘要
一种用于在一蒸压器中使用高压蒸汽消毒人造器官的方法和实施这种方法的装置，这种方法包括将保持在足以消毒的温度的无菌高温液体通过人造器官，使人造器官的内部温度大致升高到消毒温度；从外部将人造器官加热到消毒温度，并且将该温度保持一预定时间，以消毒人造器官；将无菌低温液体通过人造器官，从内部冷却人造器官；同时从外部冷却人造器官。
文档编号A61L2/04GK85103805SQ85103805
公开日1986年11月12日 申请日期1985年5月14日
发明者增原昭平 申请人:钟渊化学工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan