Summary
P ortable C hemical S terilizer (PCS) er en revolutionerende energi-uafhængig, næsten waterless sterilisering teknologi til Army Medical enheder. PCS genererer chlordioxid fra tørre reagenser blandet med vand på stedet, at-vilje, og på point-of-use (POU) i en plastik kuffert. D isinfectant - sprøjte til F oods og EN miljømæssig forsvarlig-venlige S anitation (D-KÆR) og D isinfectant for EN miljømæssig forsvarlig-venlig D econtamination, All-formål (D-FEND ALL) producere vandigt chlordioxid i en sammenklappelig sprayflaske og andre potentielle udførelsesformer. Disse alsidige dekontaminering teknologier dræbe mikrober i utallige forskellige applikationer til militære og civile forbrugere med dobbelt anvendelse.
Abstract
Der er en udtalt hær har brug for et felt-bærbar, ikke-dampsteriliseringsapparat teknologi, der kan bruges af Forward kirurgiske lægehold, Dental Companies, Veterinary Service Support Afdelinger, Combat Support Hospitaler og Area Medical Laboratories at sterilisere kirurgiske instrumenter og sterilisere patologisk prøver forud for bortskaffelse i operationsstuer, akut behandling områder, og intensivafdelinger. Følgende ensemble af roman, 'ren og grøn' chlordioxidkoncentrationer teknologier er alsidig og fleksibel til at tilpasse sig til at opfylde en række kritiske militære behov til dekontaminering 6,15. Konkret blev P ortable C hemical S terilizer (PCS), opfundet for at imødekomme presserende slagmarken behov, og lukke huller kritiske kapacitet til energi-uafhængighed, letvægts portabilitet, hurtig mobilitet og robust holdbarhed i høj intensitet forward implementeringer 3. Som en revolutionerende teknologisk gennembrud i kirurgisk sterilization-teknologi, PCS er en Moderne Field Autoklave, der bygger på on-site, point-of-use, at-vilje generation af chlordioxid i stedet for damp. To (2) PCS enheder sterilisere 4 kirurgiske bakker i 1 time, hvilket svarer overførselshastighed på én stor dampautoklav (tilnavnet "Bertha" i implementeringer på grund af sin besværlige størrelse, voluminøse dimensioner og vægt). PCS fungerer Men ved hjælp af 100% mindre strøm (0 vs 9 kW) og 98% mindre vand (10 vs 640 ounce), reducerer vægten med 95% (20 vs £ 450, en 4-mands lift) og terning med 96% (2,1 vs 60,2 ft 3), og eliminerer de vanskelige udfordringer i fremadrettede implementeringer af reparationer og vedligeholdelse af pålidelig drift, løft og transport og elektrisk strøm, der kræves for dampautoklaver.
Introduction
PCS-teknologi provenu fra hvor ingen kommerciel enhed har eksisteret tidligere og genererer desinfektionsmidlet chlordioxid (CLO 2), der har en dokumenteret evne til at dræbe vegetative patogener på friske råvarer 3,6,9-13,15 eller at rense bakteriesporer. 6, 14,15,17 PCS blevet laboratorium valideret specielt til at effektuere sterilisation mod live kulturer af Geobacillus stearothermophilus (GS) sporer (se relateret henvisning 8) og spore biologiske indikatorer for G. stearothermophilus og Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. PCS er også blevet tilpasset til at fungere med mindre strenge betingelser for at sikre fødevaresikkerhed ved at inaktivere vegetative patogener Listeria monocytogenes og Escherichia coli på friske råvarer, såsom hele tomater, og at forlænge holdbarheden af frisk-cut råvarer, for eksempel ved inactivating den polyphenoloxidase bruning enzym i snittede æbler 6,15. For at generere chlordioxid, PCS benytter roman effektor kemi, der forløber via oxidations-reduktion på næsten neutral pH, og dermed eliminere brugen af syrer og de iboende vanskeligheder skibsfart, opbevaring, håndtering og bortskaffelse sure affald i langt frem militær implementeringer 1,2,4,17. Ud over militæret, kan PCS også bruges af Homeland Security / Forsvar; i løbet af naturkatastrofer (Superstorm Sandy, tsunamier, orkanen Katrina), som lamme adgang til magten, drikkevand og fjernelse af affald; på stedet af nødsituationer første-responders; og i fællesskabet hospitaler eller skoler i løbet af strømudfald (blackouts og brune-outs).
D isinfectant - sprøjte til F oods og EN miljømæssig forsvarlig-venlige S anitation (D-KÆR) bruger også effektor kemi (3 kemiske komponenter) og en 2-trins blande proces (
En række mekanismer eksisterer i overensstemmelse med Federal Technology Transfer Act for at lette overførslen af føderale teknologier nonfederal enheder som en måde at fremme udvikling og kommercialisering af teknologier til materiel fordel af nationen. Derfor med deres spirende potentiale for mange militære og civile anvendelser, PCS, D-KÆR og D-afværge alle teknologier er blevet patenteret og overført til industrien til kommercialisering via Patent licensaftaler og Handelsretten Evalueringslicenser. En langsom, kontrolleret version af D-KÆR (kaldet & #8220; D-KÆR Lite ") blev Teknologi Overført til kommercielle industri til indbygning i emballage til at forlænge holdbarheden af friske bær, og PCS har også været Teknologi Overført til den akademiske verden og andre statslige organer til sammenlignende test med andre teknologier, til forskning i fødevaresikkerhed med friske råvarer råvarer, og for at øge bachelor naturvidenskabelige uddannelser. Technology Transfer af PCS og dens kemi førte til et kommercielt produkt er godkendt til bio-hætte sterilisering med forbedringer i tid, omkostninger og miljøbeskyttelse i forhold til konventionelle formaldehyd behandlinger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Den bærbare Chemical Sterilizer (PCS)
- Udstyr. PCS er en innovativ anordning til bærbar, energi-uafhængig, point-of-use medicinsk sterilisering. Til disse formål blev en kommerciel PELICAN stiv plast kuffert forskønnet med særlige design funktioner til at rumme sterilisering (figur 1).
- Udstyr Design. a) En bred åbning reaktion fartøj modtager de tørre kemiske reagenser og vand; b) to kontraventiler installeret i tilfælde væggen aflaster ved 1 psi; c) en filtreret indløbsventil tillader luft at blive pumpet ind for at skylle kammeret; d) en cirkulerende rør fordeler luft gennem kammeret efter sterilisation; e) disponibel tørrenseanlæg (aktivt kul) enheder indpodede over stikkontakt kontraventiler fjerne rester og sikre sundhed og sikkerhed for brugeren og miljøet; og f) stylter i bunden af tasken rumme en kirurgisk instrument bakke eller anden perforeret bakke og maksimere gas flow i løbet afrødmen.
- Operation. Placer PCS på en plan overflade, og åbn låget. Placer en kirurgisk bakke, der indeholder rene, ikke-sterile instrumenter og indpakket i blå autoklave papir på pæle inde i sagen. Bland tørre kemikalier og vand (fx 93 g natriumchlorit, 63 g natrium sulfit, 25 g natriumhydrogencarbonat ascorbat, og 300 ml vand - andre permutationer er mulige) i bred åbning reaktion fartøj at indlede kemisk reaktion, så tæt og lås låget. På under 2 minutter, reaktionen producerer rigelige chlordioxid steriliseringsmiddel, varme og fugtighed. Ved 25 min, tilslutte et batteri-drevet eller hånd-drevne luftpumpe til at indløbsventilen og flow luft ind i kammeret for ca. 5 min (figur 2).
- Cycle Færdiggørelse og Genanvendelse. Åbn sagen og fjerne den kirurgiske bakke af sterile instrumenter. Kassér reaktionsbeholderen (vand og godartede kemiske salte). PCS er umiddelbart tilgængelige til genbrug med en anden bakke af kirurgiske instrumenter oget nyt sæt af tørre kemikalier og vand.
- Validering Sterilisation med Bio-indikatorer. Placer kommercielt tilgængelige B / T Sure biologiske indikatorer, der indeholder sporer imprægneret på papir (~ 10 5 sporer / enhed) på enten G. stearothermophilus (bruges til våd varme) eller B. atrophaeus (bruges til ethylenoxidgas sterilisering) inde i sagen for en sterilisation cyklus. Ved afslutningen af ClO 2 sterilisation cyklus, fjerne og aktivere indikatorerne, så inkuber indikatorer for 24-48 timer til at validere sterilisering.
- Validering Sterilisation med sporesuspensioner. Placer vandige suspensioner af G. stearothermophilus-sporer (~ 10 5 cfu / ml) Inde PCS for eksponering til en ClO 2 sterilisation cyklus. Recover G. stearothermophilus-sporer udsat chlordioxidet behandlinger på antibiotika Assay Medium med 1% opløselig stivelse 8 (ingen bedring indikerer sterilitet). Undersøg refractility af treated sporer med fasekontrastmikroskopi (sporer inaktiveret ved ClO 2 bevarer fase lyse tegn 14).
- Validering Sterilisering af hårde overflader. Podes hårde, ikke-porøse overflader fremstillet af glas eller metal med vandige suspensioner (~ 10 5) af G. Stearothermophilus-sporer. Placer podede materialer i PCS til behandling med en ClO 2 sterilisation cyklus. Prøveudtagning de behandlede overflader med kommercielt tilgængelige Difco HY-Check podninger og få no-vækst bekræfter sterilitet.
2. "D-KÆR"
- Udstyr. "D-KÆR" er en sammenklappelig håndholdt flaske udstyret med en håndbetjent sprøjte-trigger enhed. Den fleksible plastflaske har en gusseted bund at stå op når den er fuld, og den kemisk-resistent plast giver flere genbruger pr sprøjte (Figur 3).
- Generer Vandig ClO 2 S olution. D-KÆR bruger 1-10 g samlede mængde tør remidler til at generere op til 800 ml 50 til 500 ppm chlordioxid opløsning (fx 4,7 g natriumchlorit, 1,6 g natriumsulfit og 1,3 g natriumascorbat, med permutationer er mulige). Brug "kinetik kontrol", en hidtil ukendt 2-trins blande proces omfatter:.. I Pre-koncentration - opløse alle reagenser i et lille volumen, og ii Post-reaktion fortynding - fortynding af opløsningen til den endelige bearbejdning volumen, for at generere vandig chlor dioxid løsninger i spray-flaske i 2-9 min. Desinfektionsmidlet sprøjtes som en fin tåge eller aerosol at desinficere eller rense beregnet overflader. Den chlordioxidopløsning i D-KÆR forbliver stabil i mindst 8 timer skift, og enhver resterende opløsning kan tømmes ned vask eller gulvafløb i slutningen af et skift at rense biofilm.
- Mikrobiologisk Validering - pode porøse overflader. Forbered petriskåle af Baird-Parker Agar (BPA), der indeholder æggeblommetellurit (Turiståret) og gærekstrakt (YE) podes agaroverfladen med 0,1 ml af en ~ 10 6 cfu / ml suspension af en 3-stamme cocktail af Staphylococcus aureus (S. aureus A-100, der producerer enterotoksin A, S. aureus ATCC 14458, der producerer enterotoxin B og S. aureus 993, der producerer enterotoksin D) 7. S. aureus blev valgt som målorganismen, fordi den producerer karakteristisk indlysende sorte kolonier, hvis ikke inaktiveret.
- Mikrobiologisk Validering - Test porøse overflader. Med D-KÆR spray flaske indeholdende chlordioxidopløsning, spray desinfektionsmidlet på porøse agaroverfladen. Brug konsekvent, stabil kraft til at dispensere omtrent lige store rumfang af opløsning per spray-trigger puls. Drej pladerne 90 º mellem på hinanden følgende impulser til at anvende en ensartet dækning af agaroverfladen. Også bruge denne teknik med et glas hockeystav og let tryk for at sprede klorne dioxid opløsning over agaroverfladen for mekanisk slid (svarende til aftørring eller skrubning - se figur 4).
- Mikrobiologisk Validering - hårde overflader. Podes steriliseret brugerdefineret rustfri (type 304) kuponer (4 "x 4", med et samlet areal på 10,16 cm2) med 0,2 ml volumen af vandige suspensioner af bakterieceller (fx S. aureus, Escherichia coli eller Listeria monocytogenes), og spredt inocula ensartet over kupon overflade. Lufttørre kuponer til 30 minutter ved stuetemperatur i laminar flow hætte. Saml podede kuponer med steril pincet og fordybe i 20 ml testopløsning indeholdende chlordioxid i en 100 ml stomacherpose. Efter kontakttider på 0,5 til 5 min, slukke renser ved tilsætning af en lille mængde natriumsulfit fast, så tygge opløsning i 2 min i en blenderen. Fjern posen og i en laminar flow hætte trække supernatanten og serielt fortyndet solution på pre-made agarplader, derefter inkuberes i 24 timer for at optælle overlevende.
3.. PCS for friske frugter og grøntsager
Evnen af reducerede PCS behandlinger for at dræbe skadelige fødevarebårne patogener (E. coli og L. monocytogenes) på friske produkter blev testet ved anvendelse af en plet-podning metode, hvor høje niveauer af patogener blev plettet på de ydre overflader af tomat kiler.
- Inokulering. Podes de udvendige overflader af 25 gram prøver af tomatbåde med enten 10 5 CFU / g L. monocytogenes OSY-8578 eller med 10 6 CFU / g E. coli ATCC 11229, så lufttørre i en steril bio-hætte i 15 min.
- PCS behandling. Efter inokulum tørrer, placere tomatbåde (slid sterile handsker) i PCS og test under forskellige betingelser for chlordioxidkoncentrationen og eksponeringstid. I nogle tilfælde placere spore bio-indikatorer for G. stearothermophilus ennd B. atrophaeus inde PCS at ledsage tomatbåde og validere sterilisering behandling (figur 5).
- Mikrobiel Recovery. Efter PCS behandling placere tomatbåde i en stomacherpose med 50 ml vandig phosphatpuffer (pH 7), og tygge i 2 min med en stomacher blender.
- Tælling. Doser mastikeret løsning serielt 10-folds fortyndinger onto agarplader Tryptic Soy Agar-gærekstrakt (TSAYE) og næringsstof agar (NA) for L. monocyotgenes og E. coli, henholdsvis og spredning med et glas hockeystav, låg og inkuberes pladerne ved T = 35 ° C i 24-48 timer. Optælle overlevende ved hjælp af en kolonitæller at bekræfte mikrobiel inaktivering.
- Inaktivering af polyphenoloxidase ("brunfarvning") Enzymer. Placer uinokuleret æble skiver i separate petriskåle inde PCS og udsættes for chlordioxid (figur 5). Efter behandlingen fjerne petriskåle og eksponere the æbleskiver i det omgivende miljø. Visuel observation viste ingen bruning i op til 1 uge efter behandlingen.
4.. "D-FEND ALL"
- Generer Vandig ClO 2 S olution. D-FEND ALL anvender små mængder af tørre kemikalier (chlorit og Samia) i vand til at generere chlordioxidopløsning i 0,5-3,0 min. For eksempel blande 0,8-3,3 g reagenser 15-1,200 ml vandig opløsning for at frembringe en chlordioxidopløsning.
- Mikrobiologisk Validering - Tekstiler. Podes sterile strimler af prøver tekstil med vandige suspensioner af Bacillus anthracis Sterne eller Bacillus amyloliquefaciens sporer, og lad tekstil strips lufttørre i en laminar flow hætte. Pick up strips med steril pincet og fordybe i 20 ml chlordioxidopløsning i en 100 ml Stomacherpose. Ved 10 min, slukke proces uden at påvirke sporer ved tilsætning af en lille mængde natriumsulfit fast, så tygge strimler opløsning tekstili 2 min i en blenderen. Fjern pose og i en laminær strømning serielt fortyndet opløsning på pre-made agarplader inkubér derefter i 24 timer og optælle at validere dekontaminering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den er nem at betjene PCS var designet til at opnå sterilitet ved at inaktivere bakterielle sporesuspensioner eller Bakteriesporer bioindikatorer i 30-minutters behandlinger, der omfatter kontrolleret produktion af chlordioxid ved unik effektor kemi. Konkret mikrobiologiske valideringsstudier kontrolleret, at PCS opnået sterilitet ved at inaktivere bioindikatorer indeholder sporer (10 5 sporer / ml) af enten G. stearothermophilus eller B. atrophaeus, der er beregnet til at indikere sterilisering ved dampautoklaver (våd varme) eller ethylenoxidgas, hhv. PCS også steriliserede suspensioner af G. stearothermophilus-sporer og B. atrophaeus sporer konfigureret som suspensioner eller tørret på hårde, ikke-porøse overflader af glas eller metal og genvundne anvendelse af kommercielle Difco HY-Tjek podninger kits. G. stearothermophilus-sporer udsat for chlordioxidet behandlinger var ikke erstattes, men beholdt deres fase bright tegnet efter behandling, hvilket indikerer, at mekanismen sporesuspension inaktivering af chlordioxid er forskellig fra våd varme eller højt tryk og sandsynligvis indebærer beskadigelse sporen indre membran 17.
PCS blev tilpasset til mindre strenge betingelser i ClO 2 generation til behandling friske råvarer for at opnå fødevaresikkerhed uden at kompromittere fødevarekvalitet. Konkret spot-pode høje niveauer af patogene E. coli ATCC 11229 (10 6 CFU / g) og L. monocytogenes OSY-8578 (10 5 CFU / g) på de udvendige overflader af 25 g prøver af tomatbåde, air-tørring af prøverne i en steril bio-hætte i 15 min, placere dem inde i PCS, og teste dem under forskellige forhold af ClO 2 koncentration og eksponeringstid (figur 5) bekræftet effekten af PCS for fersk og frisk-cut råvarer. G. stearothermophilus og B. atrophaeus spore bio-inkatorer og inokulerede æble skiver blev anbragt i PCS under behandlingen. Behandling betingelser blev fundet, inaktiveret målet mikroorganismer på hele tomat overflader for at gøre sikkert at spise tomater fri for disse fødevarebårne patogener uden at kompromittere den røde farve af tomater (tabel 1). Snittede æbler behandles PCS udviser ikke brunfarvning af Pulpavævet når de udsættes for omgivende luft senere, men forblev hvid for mindst en uge. PCS behandling inaktiveres enzymet polyphenoloxidase der forårsager skåret æble væv at blive brun. Også æble hud tendens til ikke at misfarve ved eksponering for ClO 2.
Ud over at inaktivere enzymer og vegetative patogener, ClO 2 inaktiverer også bakteriesporer såsom Bacillus anthracis (agens af 'Anthrax') til bio-våben dekontaminering. 6A viser brugen af Atomic Force Microscopy (AFM) til characterize ClO 2-behandlede B. subtilis-sporer. De ClO 2-behandlede sporer forblev intakt og ikke kollapse efter lufttørring. Disse høje opløsning AFM billeder viser også, at sporen frakke arkitektur og topologi var uændret ved ClO 2 behandling. Til illustration, Figur 6B viser et elektronmikrografi af en hvilende Bacillus cereus spore med en fremtrædende exosporium lag, som er karakteristisk for B. anthracis sporer.
Valideringsforsøg viste, at D-KÆR sprøjte-system helt inaktiverede de smitsomme bakterier S. aureus, som det fremgår af forebyggelse af væksten af sorte kolonier på BPA. I lignende forsøg, 100 ppm chlordioxidopløsninger foretaget en> 7-log reduktion af en 3-stamme cocktail af S. aureus podet på overflader af rustfrit stål efter 1, 3 og 5 minutter efter kontakt. D-FEND ALL giver ekstra alsidighed som en convenient metode til at generere ClO 2 med særlige fordele for at bruge det i fortyndede koncentrationer til applikationer såsom vand sikkerhed, spildevand desinfektion og tekstil dekontaminering. Valideringsforsøg med D-FEND alle viste inaktivering af bakteriesporer uden at beskadige tekstilmateriale.
I sammenlignende undersøgelser af D-KÆR med tre kommercielt tilgængelige generatorer, som er afhængige af elektrokemiske celler og selektivt permeable membraner til at producere forskellige kemiske desinfektionsmidler (elektrolysator, Waterstar og Tersano). I disse tilfælde anbefales blødt vand til brug på grund af potentialet for mineralforekomster (læske), som kan skade elektrokemiske celler. Tabel 2 indeholder oplysninger om hvert system aktive middel, og fordelene ved D-KÆR med hensyn til effekt, strømforbrug, vægt, størrelse og reducerede anlægsomkostninger i forhold til andre teknologier. En koncentration på 100 ppm ClO 2 blev valgtfor D-KÆR-system (D-KÆR kan justeres til at producere ClO 2-koncentrationen i intervallet 5-4,000 ppm). D-KÆR opløsning foretages a> 7-log reduktion af 3-stammen cocktail af S. aureus podet på rustfri ståloverflader i kontakt gange så korte som 1 min (tabel 3). Disse resultater viser, at D-KÆR er et effektivt desinfektionsmiddel spray for at reducere S. aureus fra hårde, ikke-porøse kontaktflader i tilberedningen og håndteringen miljø, såsom bordplader, skærebrætter, bestik, osv.
Figur 1.. PCS prototype stammer fra en stiv plast PELICAN ™ kuffert udsmykket med flere design funktioner for at sikre sterilisering samtidig med at kontrollere tryk og temperatur, og uden off-gasning i miljøet 15.
Figur 2. PCS fungerer via en let 3-trins procedure. Trin 2.1: tilføje tørre kemiske reagenser og vand i beholderen og tæt kuffert, Trin 2.2: Lad reaktion generere ClO 2 og behandle for 25-60 min, og Trin 2.3: luft flush gennem skrubber, derefter hente sterile kirurgiske instrumenter 15.
Figur 3.. D-KÆR sprøjte (til venstre) genererer vandig ClO 2 på stedet og på point-of-brug i en spray-flaske og nemt sprøjter ClO 2 på kontaktflader (til højre) til at tørre væk forurenende patogener i Army Field Kitchens (center top og bund) 15.
Figur 4.. Synlig vækst af S. aureus kolonier på ubehandlede agaroverfladerne (til venstre) og "no-vækst" på agaroverfladerne behandlet med D-KÆR ClO 2 sprøjte.
Figur 5.. En typisk PCS sat op til at inaktivere E. coli eller L. monocytogenes på udvendige tomat overflader (i midten), bruning enzymer i æbleskiver (til højre), og spore bioindikatorer (tilbage til venstre og tilbage til højre) 15.
Fig. 6. A) AFM af ClO 2-behandlede B. subtilis sporer. B) Transmission EM B. cereus sporer med en fremtrædende exosporium 14.
| ClO 2 behandling | Time (min) | GS-indikator | BA-indikator | Listeria en (10 5) | E.coli b (10 6) |
| Jeg | 30 | neg. (X 3) | neg. (× 2) | ||
| II | 30 | neg. (× 1) | neg. (× 1) | neg. (X 3) | |
| III | 60 | neg. (× 1) | neg. (× 2) | neg. (× 2) |
Tabel 1.. PCS behandlinger med forskellig ClO 2 koncentrationer (I> II> III) af G. stearothermophilus (GS) og B. atrophaeus (BA) sporer og vegetative patogener (negativer viser ingen overlevende efter behandling) 15.
en. 25g tomatbåde podet med Listeria monocytogenes OSY-8578
b.. 25g tomatbåde podet med Escherichia coli ATCC 11229
| Teknologi | Aktivt middel | Strøm (W) | Vægt (Lbs) | Dimensioner |
| ElectroCide (elektrolysator Corp) | HOCl | 84 | 40 | 18 "× 12,5" × 6,5 |
| FC-2 (Waterstar) | H 2 O 2 | 120 | 6.7 | 12 "× 9" × 15 " |
| Lotus (Tersano) | O 3 | 60 | 21 | 12 "× 7" × 12 " |
| SAL-40 (MIOX) | Blandet oxidanter | 84 | 150 | 67,3 "× 29" × 9.5 " |
| "D-KÆR" | ClO 2 | 0 | <1 | 1 Liter pose |
Tabel 2. Desinfektionsmiddel generatorer.
| Før behandling | Efter behandling | ||||
| Desinfektionsmiddel | ppm | pH | CFU før | CFU efter | log reduktion |
| S. aureus | |||||
| HOCl | 88,0 | 3,0 | 3,4 × 10 7 | 0,0 | 7.5 |
| Clorox | 200,0 | 10.1 | 3,4 × 10 7 | 0,0 | 7.5 |
| H 2 O 2 | 3,4 × 10 7 | 3,2 × 10 3 | 3.4 | ||
| O 3 | 1,8 × 10 8 | 3,2 × 10 3 | 4.8 | ||
| ClO 2 | 100 | 6.7 | 0,0 | > 7. | |
Tabel 3. Effekten af desinfektionsmidler på celler overholdt overflade af rustfrit stål.
* Denne værdi gælder for kontakttider på 1, 3 og 5 min. Data leveret høflighed af Edmund Powers, US Army - NSRDEC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne grundlæggende F & U har sat nye forsknings-og tekniske retninger gennem samarbejde med den akademiske verden, andre statslige organer og erhvervslivet, der har ført til kommercialisering af nye, miljøvenlige ("grøn") teknologier. Chlordioxid er den første metode godkendt af National Sanitation Foundation i 20 år for sikrere, hurtigere og mere miljøvenlig sterilisation end konventionelle behandlinger. PCS, D-KÆR og D-Fend ALLE prototyper er blevet valideret som bench-skala prototyper i et laboratorium miljø, og den række af resultater bibringer disse systemer med enorm bredde af alsidighed til fleksibelt at imødekomme behovene hos de enkelte brugere. På dette stadium, er prototyper blevet patenteret og licenseret til kommerciel industri til produktion og kommercialisering - kommercielle produkter baseret på disse teknologier er i øjeblikket tilgængelige på markedet. Industrielle partnere er nødvendige for at gøre disse technologies en realitet for militæret (og for Homeland Defense / sikkerhed, Global Disaster Relief, og den tredje verden Aid - "Lægens Uden Grænser") først ved at bestemme programmet, konfiguration og emballage som en salgbar blandet kemisk teknologi. For PCS, vil FDA godkendelse test kræves som et medicinsk sterilisering enhed, men bør være opnåelige, og den resulterende enhed ville være procurable af militære organer og have fordele for medicinsk / kirurgisk udstyr fremstillet af plast, med bøjelige optik, eller med små lumen, der ellers er modtagelige for skader ved konventionelle våde varmebehandlinger af "Bertha" autoklaver. D-kær og D-FEND ALLE er bekvemme spray-og-Wipe anvendelser af vandig chlordioxid der udrydde fra overflader vegetativt patogener, vira, resistente bakteriesporer og bio-film på overflader for at opfylde vigtige Army behov for dekontaminering. Denne samling af forskning og udvikling omfatter 15 patenter / patelt applikationer, mere end syv (7) teknologioverførselsaftaler og 2009 IFT Presse / Wiley-Blackwell bog "Mikrobiel Sikkerhed af friske råvarer."
Sammen PCS, D-KÆR og D-FEND ALL giver en alsidig og fleksibel arsenal af ClO 2 teknologier til at eliminere vegetative patogener og bakteriesporer i utallige applikationer til kirurgisk instrument sterilisering, tekstil dekontaminering, frisk og frisk-cut producere desinficering, og hård overflade dekontaminering overalt mikrobiel kontaminering er et problem. Således opfandt og valideret på US Army Natick Soldier RDEC laboratorier til at give soldater med kim-dræbende styrke, at læsse af logistikken ved at fjerne behovet for at transportere vand, og for at beskytte Soldater og miljøet ved forbruget af fossile brændstoffer faldende under forsendelse, reduktion af CO 2-emissioner og carbon footprint, og faldende deponering af affalds har disse teknologier blevet kommercialiseret og er til rådighed for ansøgninger om civile forbrugere med dobbelt anvendelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Vi har ikke yderligere oplysninger.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne anerkende deres taknemmelighed over for den amerikanske hær Environmental Quality 6.1 Basic Research program, den amerikanske hær Institute of Surgical Research, og NSRDEC kontinuerlige Product Improvement program og Expeditionary Base Camp TECD for at finansiere dette arbejde. Vi er taknemmelige for Adam Driks (Loyola University Medical Center) til mikrografiet vist i figur 6B.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium chlorite | Sigma-Aldrich | 244155 | |
| Sodium sulfite | Sigma-Aldrich | 239312 | |
| Sodium ascorbate | Sigma-Aldrich | A7631 | |
| Potassium phosphate | Sigma-Aldrich | P0662 | |
| Dextrose | Fisher Scientific | D-16 | |
| BT Sure biological indicator (steam) | Thermo Fisher Sci | AY759X3 | |
| EZ Test (EtO) | SGM Biotech Inc | EZG/6 | |
| Difco Hy-check | Becton-Dickinson/ Difco | 290002 | |
| Tryptic Soy Agar | Difco | 236950 | |
| Nutrient Agar | Difco | 213000 | |
| Baird-Parker Agar | Difco | 276840 | |
| Egg Yolk-Tellurite | Difco | 277910 | |
| 0.5% Yeast extract | Difco | 212750 | |
| Bacto-Peptone | Difco | 211677 | |
| Bacto-Tryptone | Difco | 211705 | |
| Agar | Difco | 214010 | |
| Soluble starch | Difco | 0178-17 | |
| Lab Lemco Beef Extract | Oxoid | L29 | |
| Masticator - Classic | IUL Instruments | Cat. No. 400 | |
| Stomacher bags | Seward | Stomacher ‘400’ bags |
References
- Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K., Sao, N., Duvall, J. R., Davies, K., Doona, C. J., Ross, E. W. Ascorbate-induced oxidation of formate by peroxodisulfate: product yields, kinetics and mechanism. Research on Chemical Intermediates. 30 (6), 647-661 (2004).
- Curtin, M. A., Dwyer, S., Bukvic, D., Doona, C. J., Kustin, K. Kinetics and mechanism of the reduction of sodium chlorite by sodium hydrogen ascorbate in aqueous solution at near-neutral pH. International Journal of Chemical Kinetics. 46 (4), 216-219 (2014).
- Doona, C. J., Curtin, M. A., Feeherry, F. E., Kandlikar, S., Baer, D., Kustin, K., Taub, I., McManus, A. Portable Chemical Sterilizer., U.S. Patent Number 7,625,533. , (2009).
- Doona, C. J., Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K. Chemical Combination for the Generation of Disinfectant and Heat., U.S. Patent Number 7,883,640. , (2011).
- Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Curtin, M. A. Process for producing aqueous chlorine dioxide for surface disinfection and decontamination., U.S. Patent Application Number 8,337,717. , (2012).
- Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Feng, H., Grove, S., Krishnamurthy, K., Lee, A. Combining sanitizers and nonthermal processing technologies to improve fresh-cut produce safety. In: Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies. , Woodhead Publishing. Cambridge. (2014).
- Feeherry, F. E., Doona, C. J., Taub, I. A. Effect of water activity on the growth kinetics of Staphylococcus aureus in ground bread crumb. Journal of Food Science. 68 (3), 982 (2003).
- Feeherry, F. E., Munsey, D. T., Rowley, D. B. Thermal inactivation and injury of Bacillus stearothermophilus spores. Applied and Environmental Microbiology. 53 (2), 365 (1987).
- Gómez-López, V. M., Devlieghere, F., Ragaert, P., Debevere, J. Shelf-life extension of minimally processed carrots by gaseous chlorine dioxide. International Journal of Food Microbiology. 116, 221 (2007).
- Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 24 (7-8), 736 (2007).
- Mahmoud, B. S. M., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O175:H7 and Salmonella enterica on lettuce by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 25 (2), 244 (2008).
- Kim, Y. -J., Lee, S. -H., Park, J. i, Park, J. o, Chung, M., Kwon, K., Chung, K., Won, M., Song, K. B. Inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, and Listeria monocytogenes on stored iceberg lettuce by aqueous chlorine dioxide treatment. Journal of Food Science. 73 (9), (2008).
- Park, E. -J., Gray, P. M., Oh, S. -W., Kronenberg, J., Kang, D. -H. Efficacy of FIT produce wash and chlorine dioxide on pathogen control in fresh potatoes. Journal of Food Science. 73 (6), (2008).
- Setlow, P.
- Setlow, P., Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Sisson, D., Chandra, S. Enhanced Safety and Extended Shelf Life of Fresh Produce for the Military. Microbial Safety of Fresh Produce. , IFT Press Wiley Blackwell. Ames, IA. 263-288 (2009).
- Taub, I. A., Roberts, W., LaGambina, S., Kustin, K. Mechanism of Dihydrogen Formation in the Magnesium−Water Reaction. Journal of Physical Chemistry. 106 (35), 8070 (2002).
- Young, S. B., Setlow, P. Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and chlorine dioxide. Journal of Applied Microbiology. 95 (1), 54 (2003).
