Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Taşınabilir Kimyasal Sterilizatörü (PCS), D-MDBF ve D-FEND ALL: Askeri için Roman Klor Dioksit Arındırma Teknolojileri

doi: 10.3791/4354 Published: June 29, 2014

Summary

P ortable C hemical S terilizer (PCS) Ordu tıbbi birimler için bir devrimci enerji bağımsız, neredeyse susuz sterilizasyon teknolojisidir. PCS at-irade, ve nokta-kullanım plastik bavul içinde (POU) at, yerinde su ile karıştırılarak kuru reaktiflerinden klorin dioksit üretir. D isinfectant - F iyecek ve EN vironmentally dostu S anitation (D-MDBF) ve EN vironmentally dostu D econtamination için D isinfectant için püskürtücü, All-amaçlı (D-FEND ALL) bir katlanabilir sprey şişesinde sulu klorin dioksit üretmek ve diğer olası düzenlemeleri. Bu çok yönlü dekontaminasyon teknolojiler askeri ve sivil tüketiciler için sayısız farklı Çift kullanımlı uygulamalarda mikropları öldürür.

Abstract

Bir ifade Ordu İleri Cerrahi Ekipleri tarafından kullanılabilecek bir alan-taşınabilir, non-buhar sterilizatörü teknolojisi için ihtiyaç vardır, Diş şirketler, Veterinerlik Hizmet Desteği müfrezeleri, Muharebe Destek Hastaneler ve Alan Tıp Laboratuvarları cerrahi aletleri sterilize etmek ve patolojik sterilize etmek ameliyathane, acil tedavi alanları ve yoğun bakım ünitelerinde Atmadan önce numune. Roman, 'temiz ve yeşil' klor dioksit teknolojileri aşağıdaki topluluk yönlü ve dekontaminasyon 6,15 için kritik askeri ihtiyaçları bir dizi karşılamak için adapte esnektir. Özellikle, P ortable C hemical S terilizer (PCS) acil savaş ihtiyaçlarını karşılamak ve yüksek yoğunluklu ileri dağıtımlarında 3 enerji-bağımsızlık, hafif taşınabilirlik, hızlı hareketlilik ve engebeli dayanıklılık için kritik yetenek açıklarını kapatmak için icat edildi. Cerrahi sterilizat devrimci bir teknolojik atılım olarakiyon teknolojisi, PCS yerinde dayanan bir Modern Field Otoklav olduğunu noktası kullanımı, at-irade klor dioksit yerine buhar üretimi. İki (2) ADET birimleri (nedeniyle hantal boyutu, hantal boyutları ve ağırlığı dağıtımlarında lakaplı "Bertha") büyük bir buhar otoklav eşdeğer hacmi 1 saat, 4 cerrahi tepsileri sterilize. Ancak, PCS% 100 daha az elektrik (0 vs 9 kW) kullanılarak ve% 98 daha az su çalışır (10 vs 640 gr.), Önemli ölçüde% 95 ile ağırlığını azaltır (20 vs £ 450, 4-adam kaldırma) ve neredeyse% 96 küp (2.1 vs 60.2 ft 3), ve onarım ve güvenilir çalışmasını sürdürmek kaldırma ve taşıma, ve buhar otoklav için gerekli elektrik enerjisi ileri dağıtımlarda zor zorlukları ortadan kaldırır.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Hiçbir ticari cihaz daha önceden varolan ve taze ürünlerle 3,6,9-13,15 vejetatif patojenleri öldürmek için ya da bakteri sporlarını arındırmak için kanıtlanmış bir yeteneği vardır dezenfektan klor dioksit (ClO 2) oluşturur yerden. 6, PCS teknoloji ilerler 14,15,17 PCS laboratuvar Geobacillus stearothermophilus'tan (GS) sporlar (ilgili referans 8) ve G. spor biyo-göstergeler canlı kültürlere karşı sterilizasyonu gerçekleştirmek için özel olarak onaylanmıştır stearothermcphilus ve Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. PCS ayrıca vejetatif gibi bütün domates gibi taze ürünlerle Listeria monocytogenes ve Escherichia coli patojenleri ve örneğin taze kesilmiş ürünlerin raf ömrünü uzatmak için inaktive göre Gıda Güvenliği sağlamak için daha az sıkı koşullar ile çalışacak şekilde adapte edilmiştir , edi iledilimlenmiş elma 6,15 olarak polifenoloksidazın esmerleşme enzim tivating. Klorin dioksit üretmek için, PCS, böylece, depolama işleme ve uzak Askeri ileri asidik atıkların imha edilmesi durumunda, asitlerin ve nakliye içkin olarak bulunan zorluklar kullanımını ortadan kaldırarak, nötre yakın pH'de oksitleme-indirgeme reaksiyonları yoluyla ilerleyen yeni bir efektör kimyası kullanır dağıtımları 1,2,4,17. Askeri ek olarak, aynı zamanda PCS İç Güvenlik / Savunma ile kullanılabilir; güç erişimi, içme suyu ve atık kaldırma alıkoymak doğal afetler (SuperStorm Sandy, tsunami, kasırga Katrina) sırasında; yerinde acil ilk müdahale tarafından; ve kamu hastaneleri ya da elektrik kesintileri (kesintileri ve kahverengi-çıkışları) sırasında okullarda.

D isinfectant - F iyecek ve EN vironmentally dostu S anitation (D-MDBF) için püskürtücü de efektör kimya (3 kimyasal bileşenler) ve 2-aşamalı bir karıştırma işlemi (kullanır ii öncesi konsantrasyon. Reaksiyon sonrası seyreltme) kadırgalarından, sağlık üniteleri, duş ve hela dağıtılan personelin her yerde çok sayıda yakın 5,6 co-var. Doğrulama testi D-MDBF patojen Staphylococcus aureus, gözenekli yüzeylerde 14 ortak gıda kaynaklı patojen, ortadan kaldırır gösterdi. Bakteri üremesini dezenfekte edilmesi için sulu klorin dioksit üretmek için eşsiz çok yönlülüğü ile "D-FEND ALL" (EN vironmentally dostu D econtamination, All-amaçlı D isinfectant) basit (2 kimyasal bileşenler) içerir, (1-adım karıştırma) daha uygun bir alternatif tekstil üzerine sporlar, yüzey dezenfeksiyonu için sani teşvik etmekyon ve hijyen ve temiz içme suyu için üretmek için tasarlanmış yeni bir gri su dönüştürme teknolojileri uygulamalar için başlangıç ​​malzemeleri küçük miktarlarda kullanılarak seyreltilmiş klor dioksit çözeltilerin büyük hacimlerde hızlı bir şekilde üretilmesini gerektiren uygulamalar için özel bir avantaj ile su kalitesi ve güvenliği geliştirmek Seferi Baz Kampları 2.

Çeşitli mekanizmalar milletin maddi menfaat için teknolojilerin geliştirilmesi ve ticarileştirilmesi teşvik etmek için bir yol olarak nonfederal kuruluşlara federal teknolojilerin transferini kolaylaştırmak için Federal Teknoloji Transferi Yasası uyarınca mevcut. Buna göre, Patent Lisans Anlaşmaları ve Ticari Değerlendirme Ruhsatlarına yoluyla pek çok askeri ve sivil kullanımlar için gelişen potansiyeli ile, PCS, D-MDBF ve D-FEND TÜM teknolojileri patentli edilmiş ve ticarileştirilmesi için sanayiye aktarılması. # & Adlandırılan D-MDBF (bir yavaş, kontrollü sürüm8220, D-MDBF Lite "), Teknoloji taze çilek raf ömrünü uzatmak için ambalaj malzemeleri içine dahil edilmesi için ticari sektörüne transfer ve PCS de Teknolojisi Diğer teknolojileri ile karşılaştırmalı test için akademi ve diğer devlet kurumları transfer olmuştur oldu taze üretmek mal ile Gıda Güvenliği araştırma için, ve lisans fen eğitimini geliştirmek için. PCS ve kimya Teknoloji Transfer geleneksel formaldehit tedavilere oranla, zaman, maliyet ve çevre koruma gelişmeler ile biyo-davlumbaz sterilizasyon için onaylanmış ticari bir ürün açtı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1.. Taşınabilir Kimyasal Sterilizatörü (PCS)

  1. Ekipman. PCS, taşınabilir, enerji-bağımsız, nokta-kullanımı tıbbi sterilizasyon için yenilikçi bir cihazdır. Bu amaçlar için, ticari bir PELICAN sert plastik bavul sterilizasyon (Şekil 1) yerleştirmek için özel tasarım özellikleri ile süslenmiştir.
  2. Ekipman Tasarımı. a) Geniş ağızlı reaksiyon kabı kuru kimyasal reaktifler ve su alır; b) dava duvara monte iki çek valf 1 psi basıncı hafifletir; c) bir giriş valfı, süzüldü hava odacığı yıkama için pompalanacak sağlar; d) Bir dolaşan tüp odası post-sterilizasyon havayı dağıtır; çıkış kontrol vanaları üzerinde engrafted e) tek kuru yıkayıcı (aktif karbon) cihazları artıkları çıkarın ve kullanıcı ve çevre sağlığı ve güvenliğinin sağlanması; ve f) davanın tabanında stilts bir cerrahi alet tepsisine veya diğer delikli bir tepsi ve sırasında gaz akışını maksimizekızarma.
  3. Operasyonu. Düz bir yüzeye yerleştirin PCS ve kapağı açın. Temiz, steril olmayan aletler içeren ve çantasının içinde kazıklar üzerine mavi otoklav kağıda sarılmış bir cerrahi tepsi yerleştirin. (Örneğin, 93 g sodyum klorit, 63 g sodyum sülfit, 25 g sodyum hidrojen askorbat, ve 300 ml su - başka permütasyon mümkündür), kuru bir kimyasal madde ve su karıştırılır, kimyasal reaksiyonu başlatmak üzere, geniş-ağızlı, reaksiyon kabı içinde kapatın ve kilitleme kapak. 2 altındaki dakika içinde, reaksiyon bol klor dioksit sterilizasyon, ısı ve nem üretir. 25 dakikada, giriş valfına bir batarya ile çalıştırılan veya elle çalışan hava pompası bağlamak ve yaklaşık bölmenin içine hava akar. 5 dakika (Şekil 2).
  4. Çevrim tamamlanması ve yeniden kullanımı. Kasasını açın ve steril aletlerin cerrahi tepsisini çıkarın. Tepkime kabına (su ve iyi huylu kimyasal tuzlar) atmayın. PCS cerrahi aletlerin başka bir tepsi ile hemen yeniden kullanım için kullanılabilir vekuru kimyasallar ve su taze bir dizi.
  5. Bio-göstergeler ile Sterilizasyon doğrulanıyor. Sıra piyasada mevcut B / T G. ya kağıt (~ 10 5 spor / birim) emprenye sporları içeren Tabii Biyolojik Göstergeler (ıslak ısı için kullanılan) veya B. stearothermophilus atrophaeus (etilen oksit gaz sterilizasyon için kullanılan) bir sterilizasyon döngüsü için kasasının içinde. ClO 2 sterilizasyon döngüsünün bitiminde, kaldırmak ve göstergeleri etkinleştirin, sonra sterilizasyon doğrulamak için 24-48 saat göstergeleri kuluçkaya yatmaktadır.
  6. Spore Cezalı ile Sterilizasyon doğrulanıyor. G. sulu süspansiyonlarının Sıra Bir ClO 2 sterilizasyon döngüsü maruz kalma PCS içinde stearothemophilus sporlar (~ 10 5 cfu / ml). G'ye Kurtar stearothermcphilus sporlar% 1 çözünür nişasta 8 (kurtarma steriliteyi gösterir) ile Antibiyotik Tahlili Medium üzerinde klor dioksit muamelelere maruz. Treate arasında refraktilitede inceleyinfaz kontrast mikroskobu ile d sporlar (CIO 2 inaktive sporlar faz parlak karakteri 14 korumak).
  7. Sert Yüzeylerin Sterilizasyon doğrulanıyor. G. Stearothermophilus sporlarının sulu bir süspansiyonu (~ 10 5) ile cam veya metal sert, gözenekli olmayan yüzeyler inoküle. Bir ClO 2 sterilizasyon döngüsü ile tedavi için PCS içine aşılandı malzeme yerleştirin. Piyasada mevcut difco HY-kontrol bezlerden ile tedavi edilen yüzeylerin örnekleme ve hiç büyüme elde sterilite onaylar.

2.. "D-MDBF"

  1. Ekipman. "D-FENS", elle çalıştırılan sprey tetik cihazı ile donatılmış bir el katlanabilir şişedir. Esnek plastik şişe stand-up tam bir körüklü tabana sahiptir, ve kimyasal dayanıklı plastik püskürtücü başına birden yeniden kullanır (Şekil 3) verir.
  2. Sulu ClO 2 S çizmektedirler oluşturun. D-MDBF kuru yeniden 1-10 g toplam miktarını kullanır(olası permütasyon ile, örneğin, 4.7 g sodyum klorit, 1.6 g sodyum sülfit ve 1.3 g sodyum askorbat ve) 500 ppm klor dioksit çözeltisi - 50 maddeler, 800 ml kadar üretir. Sulu klor oluşturmak için, nihai çalışma hacmine seyreltilmesi - Küçük bir hacim içinde tüm reaktifler eritilmesi ve ii sonrası, reaksiyon seyreltme - i Ön konsantrasyonu:. ". Kinetik kontrolü," işlem aşağıdakileri içeren bir karıştırma yeni 2 adımlı kullanın 2-9 dakika içinde sprey şişesinde dioksit çözümler. Dezenfektan solüsyon amaçlanan yüzeylerin dezenfekte veya dezenfekte edilmesi için ince bir sis veya aerosol olarak püskürtülür. D-yapıyla klor dioksit çözümü için en az 8 saat vardiya ve kalan çözüm biyofilm temizlemek için bir vardiya sonunda lavabo ya da zemin giderlerini aşağı boşaltılabilir için sabit kalır.
  3. Mikrobiyolojik Doğrulama - gözenekli yüzeylere aşılamak. Yumurta sarısı içeren Baird-Parker Agar (BPA) Petri kapları hazırlayıntellurite (EYT) ve maya özütü (YE) ve enterotoxin A, S. aureus üreten Staphylococcus aureus, 3-gerilme kokteyl (S. aureus A-100, bir 6 ~ 10 cfu / ml süspansiyonu 0.1 ml agar yüzeyi inoküle enterotoksin D üretir enterotoksin B üretir ATCC 14458 ve S. aureus 993) 7. S. inaktive değil eğer, belirgin bariz siyah koloniler üretir, çünkü aureus hedef organizma olarak seçildi.
  4. Mikrobiyolojik Doğrulama - Test gözenekli yüzeyler. D-MDBF kullanılarak şişe içeren klor dioksit solüsyon sprey, gözenekli agar yüzeyine dezenfektan solüsyon sprey. Sprey tetik darbe başına çözüm yaklaşık eşit hacimlerde dağıtmak için tutarlı, kararlı kuvvet kullanın. Agar yüzeyinin homojen kaplama uygulamak için plakaları ardışık darbeler arasında 90 º döndürün. Ayrıca cam hokey sopası ve Klorlama yaymak için hafif bir basınç uygulayarak bu tekniği kullanın(- bakınız Şekil 4 silerek ya da ovma eşdeğer) mekanik aşınma için agar yüzeyi üzerinde ne dioksit çözeltisi.
  5. Mikrobiyolojik Doğrulama - Sert Yüzeyler. Özel bir steril paslanmaz çelik (toplam yüzey alanı ile 4 "x 4", 10.16 cm 2) (304 tipi) kupon bakteriyel hücrelerin sulu süspansiyonları 0.2 ml hacim ile (örneğin, S. aureus, Escherichia coli veya Listeria monocytogenes) ile inoküle Kupon yüzeyi üzerinde düzgün bir şekilde uygulanması gibi yayıldı. Laminar akış başlığı içinde, oda sıcaklığında 30 dakika boyunca hava kuru kuponlar. Steril forseps ile aşılanmış kupon Pick up ve bir 100 ml sindirim torbası içinde klor dioksit içeren 20 ml test çözeltisi batırmayın. 0,5-5 dakika temas sürelerinden sonra, daha sonra bir Stomacher 2 dakika boyunca çözelti masticate, katı sodyum sülfit az bir miktarda eklenmesi ile sanitizer çözelti söndürülmesi. Çantayı çıkarın ve bir laminer akış kaputu süpernatant çekilme ve seri eriyik sulandırmakn önceden hazırlanmış agar plakalar üzerine, daha sonra hayatta kalan numaralandırmak için 24 saat boyunca inkübe edilir.

Taze Meyve ve Sebzeler için 3. PCS

Taze ürün gıda kaynaklı zararlı patojenler (E. coli ve L. monocytogenes) öldürmek üzere düşürülen PCS tedavilerin yeteneği patojenlerin yüksek düzeyde domates takozlar dış yüzeyleri üzerine tespit edildiği bir nokta aşılama metodu kullanılarak test edilmiştir.

  1. Aşılama. 5 ya da 10 CFU / g L domates takozlar 25 gram numune dış yüzeylerinin inoküle monocytogenes OSY-8578 veya 10 6 CFU / g E. ile 15 dakika için steril bir biyo-başlığı içinde daha sonra hava ile kurumasına coli ATCC 11229.
  2. PCS tedavisi. Inokulum kuruduktan sonra, klor dioksit konsantrasyonu ve maruz kalma süresi, çeşitli koşullar altında PCS ve test domates kamalar (steril eldivenleri takın) yerleştirin. Bazı durumlarda, G. spor biyo-göstergeler yer stearothermophilus birnd B. domates dilimleri eşlik ve sterilizasyon tedavisi (Şekil 5) doğrulamak için PCS içinde atrophaeus.
  3. Mikrobiyal Kurtarma. PCS muameleden sonra, bir Stomacher karıştırıcı ile 2 dk için masticate sonra, sulu fosfat tampon (pH 7) 50 ml bir sindirim torbası içinde domates dilimleri yerleştirin.
  4. Numaralandırma. Gibi agar plakaları üzerine seri olarak 10-misli dilüsyonları çiğnenmiş çözelti dağıtın Tryptic Soy Agar-maya ekstresi (TSAYE) ve L için besin ortamı (NA) monocyotgenes ve E. coli, bir cam hokey sopası, kapak ve 24-48 saat boyunca T = 35 ° C'de plakalar inkübe sırasıyla, ve yayıldı. Mikrobiyal inaktivasyon onaylamak için bir koloni sayacı kullanarak kurtulanları Enumerate.
  5. Enzimler Polifenoloksidaz ("esmerleşme") deaktive edilmesi. PCS içinde ayrı Petri kapları içinde aşılanmamış elma dilimleri yerleştirin ve klor dioksit (Şekil 5) maruz. İşlemden sonra Petri kapları kaldırmak ve inci maruzçevre ortamında e elma dilimleri. Görsel gözlem 1 hafta kadar tedavi sonrası hiçbir esmerleşme gösterdi.

4.. "ALL D-FEND"

  1. Sulu ClO 2 S çizmektedirler oluşturun. ALL 0.5-3.0 dakika içinde, klorin dioksit eriyiği oluşturmak üzere su içinde kuru kimyasal (klorit ve SAMIA) küçük miktarlarda kullanılır D-FEND. Örneğin, klor dioksit solüsyon elde etmek üzere bir sulu çözelti 15-1,200 ml reaktiflerin 0,8-3,3 g karıştırın.
  2. Mikrobiyolojik Doğrulama - Tekstil. Bacillus anthracis Sterne'in veya Bacillus amyloliquefaciens sporların sulu süspansiyonları ile tekstil numuneler steril şeritler inoküle ve bir laminar akış başlığı içinde tekstil şeritleri hava kurumaya bırakın. Steril forseps ile şeritler Pick up ve stomacher torba 100 ml klor dioksit çözeltisi 20 ml batırmayın. 10 dakika sonra, tekstil şerit ve çözelti masticate sonra, katı sodyum sülfit az bir miktarda eklenmesi ile sporlar etkilemeden işlemi söndürmekStomacher 2 dakika karıştırıldı. Torbayı çıkarmak ve bir laminar akış başlığı içinde seri olarak, önceden hazırlanmış agar plakalar üzerine seyreltik çözelti daha sonra 24 saat boyunca inkübe edilir ve dekontaminasyon doğrulamak için numaralandırmak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Kolay yapmaktadır PCS özgü efektör kimyası ile klor dioksit kontrollü üretimi içeren 30 dakika tedavilerinde Bakteriyel süspansiyonlar spor veya bakteri spor biyo-göstergeler hareketsizleştirerek kısırlık elde etmek için tasarlanmıştır. Özel olarak, mikrobiyolojik geçerlilik çalışmaları, PCS G. ya sporlar (10 5 spor / ml) ihtiva eden biyo-göstergeler hareketsizleştirerek kısırlık elde doğruladıktan stearothermophilus veya B. sırasıyla buhar otoklav (nemli ısı) veya etilen oksit gazı ile sterilizasyon göstermek için tasarlanmıştır atrophaeus. PCS ayrıca G. süspansiyonları steril stearothermcphilus sporlar ve B. atrophaeus sporlar cam veya metalden yapılmış ve ticari difco HY-Kontrol swab kitleri kullanılarak kurtarıldı sert, gözeneksiz yüzeylerde süspansiyonlar gibi yapılandırılmış veya kurutulmuş. G'ye stearothermcphilus klor dioksit muamelelere maruz sporlar kazanılabilir değildi ama onların faz br koruduklor dioksit ile spor etkisizleştirme mekanizması ıslak ısı veya yüksek basınç farklıdır ve büyük olasılıkla Spore iç zarı 17 zarar içerir belirten tedavi sonrası uş karakter.

PCS gıda kalitesinden ödün vermeden gıda güvenliğini sağlamak için taze ürün tedavi ClO 2 nesil daha az sıkı koşullar için uyarlanmıştır. Özel olarak, patojen E. yüksek düzeyde inokulasyonu spot coli ATCC 11229 (10 6 CFU / g) ve L. monocytogenes OSY-8578 domates takozlar 25 g numune dış yüzeylerinde (10 5 CFU / g), hava kurutma, 15 dakika boyunca steril bir biyo-başlığı içinde örnekleri PCS içine yerleştirerek ve çeşitli koşullar altında test edilmesi ClO 2 konsantrasyonu ve maruz kalma süresi (Şekil 5), taze ve taze kesilmiş üretmek. G. için PCS etkinliğini doğruladı ve B. stearothermophilus atrophaeus spor bio-ingöstergeleri ve aşılanmamış elma dilimleri tedavi sırasında PCS yerleştirildi. Tedavi koşullarının güvenli-için-yemek domates (Tablo 1) kırmızı renk ödün vermeden bu gıda kaynaklı patojenlerden arınmış domates işlemek için bütün domates yüzeylerde hedef mikroorganizmaların inaktive olduğu bulundu. PCS tedavi dilimlenmiş elma, daha sonra ortam havasına maruz kaldığında hamur doku kahverengileşme göstermemektedir, ancak en az bir hafta, beyaz olarak kaldı. PCS tedavi kahverengi açmak için kesilmiş elma dokusu sebep olur polifenoloksidazın enzimi inaktive. Ayrıca, elma cilt CIO 2 maruz rengini eğiliminde.

Enzimler ve vejetatif patojenleri inaktive ek olarak, ClO 2 ayrıca. Şekil 6A Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanımı Char gösterir gibi biyo-silah dekontaminasyon için Bacillus anthracis ('Şarbon' arasında nedensel ajan) olarak bakteri sporlarını inaktiveacterize ClO B. 2-işlenmiş subtilis sporları. ClO 2 ile tedavi edilen sporlar aynı kalmıştır ve hava-kurutma üzerine çökmeye değildi. Bu yüksek çözünürlüklü AFM görüntüleri de spor ceket mimarisi ve topoloji ClO 2 tedavisi ile değiştirilmemiş olduğunu göstermektedir. Açıklama amacıyla, Şekil 6B, aynı zamanda, B. karakteristik önemli bir exosporium tabakası ile bir atıl Bacillus cereus sporun bir elektron mikrografını gösterir anthracis sporları.

Doğrulama deneyleri D-MDBF püskürtücü sistemi tamamen bulaşıcı bakteriler, S. inaktive olduğunu gösterdi aureus, BPA siyah koloni büyüme önlenmesi ile kanıtlandığı gibi. Benzer testler, 100 ppm klor dioksit çözeltiler S., 3-gerilme kokteyli a> 7-log azalma gerçekleştirilebilir aureus, 1 sonra paslanmaz çelik yüzeyler üzerine 3 aşılanır ve temas 5 dak. D-FEND TÜM bir eş olarak ek çok yönlülük sağlarBöyle su güvenliği, atık su dezenfeksiyon, dekontaminasyon ve tekstil gibi uygulamalar için seyreltik konsantrasyonlarda içinde kullanmak için özel avantajlar ile ClO 2 oluşturmak için nvenient yöntemi. Doğrulama ile deneyler ALL tekstil malzemeye zarar vermeden bakteriyel sporlar inaktivasyonunu gösteren D-FEND.

Farklı kimyasal hijyen (Electrolyzer, Waterstar ve Tersano) üretmek için elektrokimyasal hücreler güveniyor ve seçici geçirgen zarlar üç piyasada mevcut jeneratörler ile D-MDBF karşılaştırmalı test. Bu durumlarda, yumuşak su, nedeniyle. Tablo 2 etkinliği, güç tüketimi açısından her sistemin aktif maddenin ve D-MDBF avantajları hakkında ayrıntılı bilgi sağlar elektrokimyasal hücrelere zarar verebilir (söndürülmesi) maden yatakları için potansiyel kullanım için önerilir ağırlık, boyut, ve düşük sermaye maliyeti diğer teknolojilere kıyasla. 100 ppm ClO 2 arasında bir konsantrasyon seçildiD-MDBF sistemi (D-MDBF 5-4,000 ppm aralığında ClO 2 konsantrasyon üretmek için ayarlanabilir.) D-FENS çözeltisi S. 3-gerilme kokteyli a> 7-log azalma gerçekleştirilmektedir aureus 1 dakika (Tablo 3) gibi kısa temas süreleri paslanmaz çelik yüzeyler üzerine aşılanır. Bu sonuçlar D-MDBF S. azaltmak için etkili bir dezenfektan sprey olduğunu göstermek aureus vb tezgahlar, kesme tahtası, mutfak eşyaları, yiyecek hazırlama ve işleme ortamındaki sert, gözeneksiz temas yüzeyleri, gelen

Şekil 1
Şekil 1.. ADET prototip basınç ve sıcaklığın kontrol ederken sterilizasyonunu sağlamak için çeşitli tasarım özellikleri ile süslenmiş bir katı plastik PELICAN ™ bavul türemiştir olmadan ve çevreye 15 off-gazla.


Şekil 2. PCS kolay 3 adımlı prosedür yoluyla çalışır. 2.1 Adım:, gemi ve yakın bavul kuru kimyasal reaktifler ve suyu ekleyin Adım 2.2: reaksiyon ClO 2 oluşturmasına izin ve 25-60 dakika süreyle tedavi ve 2.3 Adım: temizleyici ile hava floş, sonra steril cerrahi aletler 15 almak.

Şekil 3,
Şekil 3.. D-MDBF püskürtücü (sol) yerinde ve nokta-kullanım sprey şişesinde sulu HİS 2 üretir kolayca Army Field Mutfaklarında kirletici patojenleri silip (sağ) temas yüzeylerine ClO 2 spreyler (merkezi üst ve alt) 15.

Şekil 4, Şekil 4. S. Görünür büyüme Tedavi edilmeyen agar yüzeyleri (sol) ve D-MDBF ClO 2 püskürtücü ile tedavi ağar yüzeylerde "no-büyüme" aureus kolonileri.

Şekil 5,
Şekil 5. Tipik PCS set-up E. inaktive E. coli veya L. Dış domates yüzeylerde (merkez), elma dilimleri (sağ) esmerleşme enzimler ve spor biyo-göstergeler üzerinde monocytogenes (arka sol ve arka sağ) 15.

Şekil 6,
CIO Şekil 6: a.) AFM 2 ile tedavi edilen B. B. subtilis sporları. B) İletim EM cereus önemli bir exosporium 14 sporlar.

ClO 2 tedavi Süresi (dk) GS göstergesi BA göstergesi Listeria a (10 5) E.coli b (10 6)
Ben 30 neg. (X 3) neg. (X 2)
II 30 neg. (× 1) neg. (× 1) neg. (X 3)
III 60 neg. (× 1) neg. (X 2) neg. (X 2)

Farklı CIO G. 2 konsantrasyonları (III I> II>) ile Tablo 1.. ADET tedaviler stearothermophilus (GS) ve B. atrophaeus (BA) sporlar ve vegetatpatojenler (negatif tedavi sonrası kurtulan göstermektedir) 15 ive.

a. Listeria ile aşılanmış 25g domates dilimleri OSY-8578 monocytogenes
b. Escherichia coli ATCC 11229 ile aşılandı 25 g domates kamalar

Teknoloji Aktif ajan Güç
(W)
Ağırlık
(Lbs)
Boyutlar
ElectroCide (Electrolyzer Corp) HOCl 84 40 18 6.5 × "× 12.5"
FC-2 (Waterstar) H 2 O 2 120 6.7 12 "× 9" 15 "×
Lotus (Tersano) O 3 60 21 12 "× 7" 12 "×
SAL-40 (MİOKSLU) Karışık oksidanlar 84 150 67.3 "× 29" "9.5 ×
"D-MDBF" ClO 2 0 <1 1 Litre kese

Tablo 2.   Çözüm Jeneratörler sterilize.

Tedavi öncesi Sonra Tedavi
Dezenfektan ppm pH CFU önce CFU sonra azalma log
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

Tablo 3.   Paslanmaz çelik yüzeye yapışık hücreler üzerinde hijyen etkinliği.

* Bu değer temas 1 kere, 3 ve 5 dakika için de geçerlidir. NSRDEC - Veri Edmund Powers, ABD Ordusu, nezaket sağladı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu temel Ar-Ge akademi, diğer kamu kuruluşları ve çevre dostu romanı ticarileştirilmesi, ("yeşil") teknolojileri yol açmıştır sanayi ile işbirlikleri yoluyla yeni araştırma ve teknik yön belirledi. Klor dioksit geleneksel tedavilere göre Ulusal Sanitasyon daha hızlı, daha güvenli için 20 yıldır Vakfı, ve daha çevre dostu sterilizasyon tarafından onaylanan ilk yöntemdir. PCS, D-MDBF ve D-FEND TÜM prototip bir laboratuar ortamında tezgah ölçekli prototip olarak valide edilmiş ve sonuçların aralığı esnek bireysel kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılamak için çok yönlü muazzam genişliği ile bu sistemleri kazandırır. Üretim ve ticarileştirilmesi için bu aşamada, prototip patentli edilmiş ve ticari sanayi lisanslı - bu teknolojilere dayalı ticari ürünler şu anda piyasada mevcuttur. Sanayi ortaklar bu tec yapmak için gerekli(- "Doktor Without Borders" ve Anayurt Savunma / Güvenlik, Küresel Afet ve Üçüncü Dünya Aid için), ilk satılabilir karışık kimyasal teknolojisi uygulaması, yapılandırma, ve paketleme belirleyerek askeri için bir gerçeklik hnologies. PCS için FDA onayı test tıbbi sterilizasyon cihaz olarak gerekli olacaktır, ama ulaşılabilir olmalı ve çıkan cihaz, askeri kurumlar tarafından sağlanabileceği ve bükülebilir optik, plastik tıbbi / cerrahi cihazlar için faydaları olurdu, ya da küçük "Bertha" otoklav geleneksel ıslak ısıl işlemlerle hasara aksi hassastırlar lümen. D-MDBF ve D-FEND TÜM yüzeylerden ortadan kaldırmak sulu klorin dioksit uygun sprey ve-silin uygulamaları patojenler, virüsler, dirençli bakteri sporlarını ve önemli Ordu dekontaminasyon için ihtiyaçlarını karşılamak için yüzeylerde biyo-filmler vejetatiftirler. Araştırma ve geliştirme Bu korpus 15 patent / pa kapsarçadır uygulamaları, fazla yedi (7) Teknoloji Transferi anlaşmaları ve 2009 IFT Basın / Wiley-Blackwell kitap "Taze üretin Mikrobiyal Güvenliği."

Birlikte, PCS, D-MDBF ve D-FEND ALL, cerrahi alet sterilizasyonu, tekstil dekontaminasyon, taze ve taze kesilmiş üretmek sıhhileştirilmesinde sayısız uygulamalarda vejetatif patojenleri ve bakteri sporlarını ortadan kaldırılması için ClO 2 teknolojileri çok yönlü ve uyarlanabilir cephanelik sağlamak ve sert yüzey dekontaminasyon yerde mikrobiyal kontaminasyonu bir konudur. Böylece, icat ve mikrop öldürme gücü ile Soldiers güçlendirmek için su taşıma ihtiyacını ortadan kaldırarak lojistik dökmeye, ve CO azaltarak, nakliye sırasında fosil yakıt tüketimini azaltarak Askerler ve çevreyi korumak için ABD Ordusu Natick Soldier RDEC laboratuvarlarda doğrulanmış 2 emisyonları ve karbon ayak izi ve azalan çöp atıks, bu teknolojilerin ticari ve sivil tüketiciler için çift kullanım uygulamaları için kullanılabilir olmuştur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Biz başka açıklamaları var.

Acknowledgments

Yazarlar ABD Ordusu Çevre Kalitesi 6.1 Temel Araştırma programı, Cerrahi Araştırma ABD Ordusu Enstitüsü, ve bu çalışmaları finanse için NSRDEC Continuous Ürün Geliştirme programı ve Seferi Base Camp TECD şükranlarını kabul etmek istiyorum. Biz Şekil 6'da gösterilen mikrograftaki için Adem Driks (Loyola Üniversitesi Tıp Merkezi) müteşekkiriz.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Setlow, P. Bacterial Spores. Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, England. (2011).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
Taşınabilir Kimyasal Sterilizatörü (PCS), D-MDBF ve D-FEND ALL: Askeri için Roman Klor Dioksit Arındırma Teknolojileri
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Doona, C. J., Feeherry, F. E., Setlow, P., Malkin, A. J., Leighton, T. J. The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military. J. Vis. Exp. (88), e4354, doi:10.3791/4354 (2014).More

Doona, C. J., Feeherry, F. E., Setlow, P., Malkin, A. J., Leighton, T. J. The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military. J. Vis. Exp. (88), e4354, doi:10.3791/4354 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter