Стерилизаторы на основе функциональной керамики
Специальное керамическое покрытие преобразует первичное излучение в импульсное инфракрасное излучение высокой плотности.
Ключевой особенностью метода является не только нагрев стерилизуемого объекта, но и формирование импульсного потока излучения, способного проникать в обрабатываемый материал. Это позволяет работать при меньшей средней мощности по сравнению с непрерывным излучением и поддерживать сравнительно невысокую температуру в рабочей камере.
Конструкции стерилизаторов разрабатывались с учётом назначения устройства, объёма рабочей камеры, площади облучаемой поверхности и особенностей стерилизуемого материала.
Стерилизация медицинских инструментов
Стерилизаторы предназначены для обработки медицинских инструментов, в том числе стеклянных и металлических изделий. Режимы обработки медицинского инструмента при температурах 100–180 °C и времени стерилизации до 5 минут.
Для традиционного автоклава температуры 121–132 °C и продолжительность стерилизации 1–1,5 часа. В качестве одного из недостатков влажной стерилизации авторы рассматривают сочетание высокой температуры и влаги, связывая его с возможностью коррозии и изменения поверхности инструментов.
Импульсное инфракрасное излучение, согласно методу, позволяет обеспечить большую глубину воздействия без необходимости поддерживать высокую среднюю мощность непрерывного излучения.
В результате испытаний, в которых состояние поверхности инструментов после обработки оценивалось как улучшенное. Исследования были проведены в Калифорнийском медицинском университете.
Поверхность инструментов после обработки
Сравнительный анализ состояния режущей кромки и микроструктуры поверхности скальпеля
Поверхность скальпеля после автоклава
Поверхность скальпеля после ИК стерилизатора
Поверхность нового скальпеля
Поверхность скальпеля после автоклава
Поверхность скальпеля после ИК стерилизатора
Принцип действия импульсной ИК-стерилизации
Основой технологии является функциональная керамика, преобразующая тепло первичного источника в инфракрасное излучение с заданными характеристиками.
Физико-техническое описание. Импульсное ИК-излучение, находящееся в резонансе с молекулами воды, должно проникать в микроорганизм и быстро передавать энергию содержащейся в нём влаге. Это приводит к быстрому нагреву влаги, образованию пара и, согласно описываемому механизму, разрушению структуры микроорганизма.
Дополнительно рассматривается воздействие ИК-излучения на органические молекулы, а также на процессы, связанные с жизнедеятельностью и размножением микроорганизмов.
Основные технические особенности технологии
- использование функциональной керамики в качестве преобразующего элемента инфракрасного излучения;
- формирование импульсов высокой плотности;
- направленное распределение излучения внутри рабочей камеры;
- возможность обработки объекта без использования дополнительной влаги;
- контроль температуры стерилизуемого инструмента в конструкциях, где предусмотрен температурный датчик;
- программируемые режимы стерилизации в описанных конструкциях;
- системы блокировки при неполном цикле, открытой дверце или нарушении работы излучателей;
- световая и звуковая индикация окончания цикла и неисправностей.
Стерилизаторы для других объектов
Помимо медицинских инструментов, импульсные стерилизаторы могут применяться для обработки перевязочных материалов, матрацев, одежды и других объектов. Для этого направления в источнике приведён режим с температурой до 60 °C и временем обработки 20–60 минут.
Функциональная керамика также рассматривается для применения в системах утилизации госпитальных отходов. Описываемый цикл включает сушку с одновременной низкотемпературной стерилизацией, высокотемпературную обработку, импульсное воздействие и последующее сжигание органических остатков.
Описанные разработки демонстрируют направление применения функциональной керамики в системах инфракрасной стерилизации. Основой подхода является преобразование энергии первичного нагревательного источника в направленное инфракрасное излучение, в том числе импульсное. Особое внимание уделяется равномерности облучения рабочей зоны, глубине проникновения излучения, контролю температуры, программированию режимов и безопасности оператора.