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Bioengineering

Le stérilisateur portable chimique (PCS), D-Fens et D-Fend TOUS: Roman dioxyde de chlore décontamination Technologies pour le militaire

Published: June 29, 2014 doi: 10.3791/4354

Summary

Le hemical S terilizer P ortable C (PCS) est une technologie de stérilisation révolutionnaire indépendant de l'énergie presque sans eau pour les unités médicales de l'armée. Les PCS produit du dioxyde de chlore à partir des réactifs secs mélangés avec de l'eau sur place, à volonté, et au point d'utilisation (POU) dans une valise en plastique. Le isinfectant D - pulvérisateur pour oods F et FR vironmentally-friendly S anitation (D-Fens) et la isinfectant D pour FR vironmentally-friendly econtamination D, tout usage (D-Fend ALL) produire du dioxyde de chlore aqueux dans un flacon pulvérisateur pliable et d'autres formes de réalisation possibles. Ces technologies de décontamination polyvalents tuer les microbes dans diverses applications à usage double innombrables pour les consommateurs civils et militaires.

Abstract

Il ya une armée dit nécessité d'une technologie de stérilisation non-vapeur champ-portable qui peut être utilisé par les équipes chirurgicales de l'avant, sociétés dentaires, Service vétérinaire soutien détachements, Hôpitaux appui au combat, et la région médicaux Laboratoires pour stériliser les instruments chirurgicaux et de stériliser pathologique spécimens avant de les jeter dans les salles d'opération, les zones de traitement d'urgence et les unités de soins intensifs. L'ensemble de roman, les technologies de dioxyde de chlore «propre et vert» à la suite sont polyvalents et souples pour s'adapter à respecter un certain nombre de besoins militaires critiques pour la décontamination 6,15. Plus précisément, la hemical S terilizer P ortable C (PCS) a été inventé pour répondre aux besoins urgents du champ de bataille et de combler les lacunes en matière de capacités critiques pour l'énergie à l'indépendance, la portabilité léger, la mobilité rapide et sa grande robustesse dans les déploiements de haute intensité à terme 3. Comme une percée technologique révolutionnaire dans STÉRILISAT chirurgicaletechnologie d'ions, les PCS est un champ autoclave moderne qui s'appuie sur le site, le point d'utilisation, à volonté génération de dioxyde de chlore à la place de la vapeur. Deux (2) unités de SCP stériliser 4 plateaux chirurgicaux en 1 h, ce qui est le débit équivalent d'un grand autoclave à vapeur (surnommé "Bertha" dans les déploiements en raison de sa taille encombrante, dimensions volumineuses, et le poids). Toutefois, les PCS fonctionne avec 100% d'électricité en moins (0 contre 9 kW) et 98% moins d'eau (10 vs 640 onces), réduit de manière significative le poids de 95% (20 vs £ 450, un 4-homme ascenseur) et le cube de 96% (2,1 vs 60,2 pi 3), et élimine pratiquement les défis difficiles dans les déploiements à terme de réparations et maintenir un fonctionnement fiable, de levage et de transport, et de la puissance électrique nécessaire pour les autoclaves à vapeur.

Introduction

La technologie PCS produit d'où aucun dispositif commercial existait auparavant et génère le dioxyde de chlore désinfectant (ClO 2) qui a prouvé sa capacité à tuer les agents pathogènes végétatifs de produits frais 3,6,9-13,15 ou pour décontaminer les spores bactériennes. 6, 14,15,17 Les PCS a été validé laboratoire spécifiquement pour effectuer la stérilisation contre les cultures vivantes de Geobacillus stearothermophilus (GS) spores (voir liée à la référence 8) et spores bio-indicateurs de G. stearothermophilus et Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. Le PCS a également été adapté pour fonctionner avec des conditions moins strictes pour assurer la sécurité alimentaire en inactivant le végétative pathogènes Listeria monocytogenes et Escherichia coli sur les produits frais, tels que les tomates entières, et à prolonger la durée de vie des produits fraîchement coupés, par exemple , par AINCtiver l'enzyme polyphénoloxydase de brunissement des tranches de pommes 6,15. Pour produire du dioxyde de chlore, le PCS utilise roman chimie effecteur qui procède par des réactions d'oxydo-réduction à pH quasi neutre, éliminant ainsi l'utilisation d'acides et les difficultés inhérentes à l'expédition, le stockage, la manipulation et l'élimination des déchets acides dans beaucoup d'avance militaire déploiements 1,2,4,17. En plus de l'armée, les PCS peuvent également être utilisés par la Sécurité intérieure / Défense; lors de catastrophes naturelles (Superstorm Sandy, tsunamis, ouragans Katrina) que neutraliser l'accès à l'électricité, l'eau potable et l'élimination des déchets; sur place par les premiers intervenants d'urgence; et dans les hôpitaux ou les écoles pendant les pannes d'électricité (coupures et délestages) communautaires.

Le D isinfectant - pulvérisateur pour oods F et FR vironmentally-friendly S anitation (D-Fens) utilise également la chimie effecteur (3 composants chimiques) et un processus de mélange 2 temps ( ii. Post-réaction dilution) pour produire du dioxyde de chlore aqueux, principalement dans un flacon pulvérisateur pliable pour décontaminer les surfaces de matériel de l'armée, de l'équipement de manutention des aliments et de l'équipement d'alimentation de champ dans les cuisines de campagne de l'Armée et des centres sanitaires et Marine galères, des unités médicales, des douches et des latrines où un grand nombre de personnel déployé co-existent à proximité 5,6. Des essais de validation ont montré que D-FENS élimine l'agent pathogène Staphylococcus aureus, un agent pathogène d'origine alimentaire commune, sur des surfaces poreuses 14. "D-Fend ALL" (de isinfectant D pour FR econtamination D vironmentally famille, tout usage) fournit une procédure simplifiée (2 composants chimiques), alternative plus commode (1-étape de mélange) avec une polyvalence inégalée pour produire du dioxyde de chlore aqueux à décontaminer bactérienne spores sur les textiles, pour la désinfection des surfaces de promouvoir sanitation et l'hygiène, et à améliorer la qualité de l'eau et de la sécurité, avec des avantages particuliers pour les applications nécessitant la production rapide de grandes quantités de solutions de dioxyde de chlore diluée à l'aide de petites quantités de matériaux pour des applications dans de nouvelles technologies de recyclage des eaux grises destinées à générer, de l'eau propre et potable pour le démarrage expéditionnaires base Camps 2.

Une variété de mécanismes existent conformément à la Loi sur le transfert de technologie fédéral pour faciliter le transfert de technologies fédéral aux entités non fédérales comme un moyen d'encourager le développement et la commercialisation de technologies pour le bénéfice matériel de la nation. Par conséquent, leur potentiel en plein essor pour de nombreuses utilisations militaires et civils, les PCS, D-Fens et D-Fend TOUTES les technologies ont été brevetées et transféré à l'industrie pour la commercialisation via des accords de licence de brevets et licences d'évaluation commerciale. Une version lente, à libération contrôlée de D-FENS (appelé & #8220; D-FENS Lite ") était la technologie transférée à l'industrie commerciale pour l'incorporation dans les matériaux d'emballage pour prolonger la durée de vie de fruits frais, et les PCS a également été la technologie transférée aux universités et d'autres organismes gouvernementaux pour des essais comparatifs avec d'autres technologies, pour la recherche sur la sécurité alimentaire avec des produits de fruits et légumes frais, et d'améliorer l'éducation de premier cycle en sciences. Le transfert de technologie des PCS et sa chimie conduit à un produit commercial agréé pour la bio-capot stérilisation avec des améliorations dans le temps, le coût et la protection de l'environnement par rapport aux traitements classiques de formaldéhyde.

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Protocol

1. Le stérilisateur chimique portative (PCS)

  1. Équipement. Le PCS est un dispositif innovant pour portable, autonome en énergie, la stérilisation médicale point d'utilisation. À ces fins, un PELICAN valise en plastique rigide commercial a été agrémenté de caractéristiques de conception spéciales pour accueillir la stérilisation (Figure 1).
  2. Conception de l'équipement. a) Un réacteur à large ouverture reçoit les réactifs chimiques secs et de l'eau; b) deux clapets installés dans la paroi du boîtier soulage la pression à 1 psi; c) une soupape d'admission permettant à l'air filtré d'être pompé dans la chambre de rinçage; d) un tube de circulation distribue l'air à travers la post-stérilisation de la chambre; appareils) e) épurateur à sec jetable (charbon activé greffées sur les clapets de sortie éliminer les résidus et assurer la santé et la sécurité de l'utilisateur et de l'environnement; et f) pilotis dans la base de l'affaire accueillir un plateau d'instruments chirurgicaux ou autre plateau perforé et maximiser l'écoulement de gaz pendantrinçage.
  3. Fonctionnement. Placez les PCS sur une surface de niveau et ouvrez le couvercle. Placez un plateau chirurgical contenant des instruments propres, non stériles et emballés dans du papier autoclave bleu sur les échasses l'intérieur du boîtier. Mélanger les produits chimiques secs et de l'eau (par exemple, 93 g de chlorite de sodium, 63 g de sulfite de sodium, 25 g de sodium hydrogène ascorbate, et 300 ml d'eau - autres permutations sont possibles) dans le récipient de réaction à large ouverture pour amorcer la réaction chimique, puis fermez et verrouillez le couvercle. En moins de 2 min, la réaction produit abondant stérilisant de dioxyde de chlore, à la chaleur et à l'humidité. À 25 min, connectez une pompe fonctionnant sur batterie ou de l'air propulsé à la main à la soupape d'admission et le débit d'air dans la chambre pendant env. 5 min (Figure 2).
  4. Achèvement du cycle et la réutilisation. Ouvrez le boîtier et retirer le plateau d'instruments chirurgicaux stériles. Éliminer le récipient de réaction (de l'eau et des sels chimiques bénignes). Le PCS est disponible pour une réutilisation immédiate avec un autre plateau d'instruments chirurgicaux etune nouvelle série de produits chimiques secs et de l'eau.
  5. Validation de stérilisation avec les bio-indicateurs. Placez disponible dans le commerce B / T indicateurs biologiques Sure contenant des spores imprégnées sur papier (~ 10 5 spores / unité) soit G. stearothermophilus (utilisés pour la chaleur humide) ou B. atrophaeus (utilisé pour la stérilisation de gaz d'oxyde d'éthylène) dans le cas d'un cycle de stérilisation. À la fin du cycle de stérilisation ClO 2, retirer et activer les indicateurs, puis incuber pendant 24-48 h indicateurs pour valider la stérilisation.
  6. Validation de stérilisation avec Spore suspensions. Placez suspensions aqueuses de G. spores stearothermophilus (~ 10 5 cfu / ml) à l'intérieur des PCS pour l'exposition à un cycle de stérilisation ClO 2. Récupérer G. stearothermophilus spores exposés à des traitements de dioxyde de chlore sur les antibiotiques Assay Medium avec 1% d'amidon soluble 8 (pas de récupération indique la stérilité). Examiner réfractilité de treatespores d avec microscopie à contraste de phase (spores inactivées par ClO 2 conservent la phase caractère brillant 14).
  7. Validation Stérilisation des surfaces dures. Inoculer, les surfaces dures non poreuses en verre ou en métal avec des suspensions aqueuses (~ 10 5) des spores de G.. Placer les produits inoculés dans le PCS pour le traitement avec un cycle de stérilisation ClO 2. L'échantillonnage des surfaces traitées avec commerce Difco HY-Vérifier les tampons et obtenir une croissance nulle confirme la stérilité.

2. "D-marais"

  1. Équipement. "D-marais" est une bouteille de poche pliable équipé d'un dispositif anti-déclenchement manuel. La bouteille en plastique souple a un fond à soufflet de stand-up quand il est plein, et le plastique résistant aux produits chimiques permet de multiples réutilisations par pulvérisateur (Figure 3).
  2. Générer aqueuse ClO 2 S olution. D-FENS utilise 1-10 g quantité totale de re secagents de générer jusqu'à 800 ml de 50 à 500 ppm de solution de dioxyde de chlore (par exemple, 4,7 g de chlorite de sodium, 1,6 g de sulfite de sodium et 1,3 g d'ascorbate de sodium, avec des permutations possibles). Utilisez le «contrôle de la cinétique», un roman 2-étape de mélange processus comprenant:.. I pré-concentration - dissoudre tous les réactifs dans un petit volume, et ii post-réaction dilution - dilution de la solution à son volume de travail finale, pour produire du chlore aqueux solutions de dioxyde de carbone dans le flacon vaporisateur de 2-9 min. La solution désinfectante est pulvérisée sous forme de brouillard ou d'aérosol amende pour désinfecter ou décontaminer les surfaces destinées. La solution de dioxyde de chlore en D-FENS reste stable pendant un minimum de 8 heures décalage et toute solution restante peut être vidé vers le bas évier ou siphons de sol, à la fin d'un changement de purger les biofilms.
  3. Microbiologique Validation - inoculation surfaces poreuses. Préparer des boîtes de Pétri de Baird-Parker Agar (BPA) contenant du jaune d'oeuftellurite (AET) et extrait de levure (YE) et inoculer surface de la gélose avec 0,1 ml d'une cfu / ml de suspension d'un cocktail 3 de la souche de Staphylococcus aureus (S. aureus A-100, qui produit l'entérotoxine A, S. aureus ~ 10 6 ATCC 14458 qui produit une entérotoxine B, et S. aureus 993 qui produit une entérotoxine D) 7. S. aureus a été sélectionné en tant que l'organisme cible, car il produit des colonies noires distinctement évidentes, si elle n'est pas inactivée.
  4. Microbiologique Validation - Test surfaces poreuses. Utilisation des D-FENS pulvériser une solution de dioxyde de chlore de la bouteille contenant, pulvériser la solution désinfectante sur la surface de la gélose poreux. Utilisez, force constante conforme à distribuer des volumes à peu près égales de solution par pulvérisation impulsion de déclenchement. Faites tourner les plaques à 90 ° entre impulsions successives d'appliquer une couverture uniforme de la surface de la gélose. Également utiliser cette technique avec un bâton de hockey en verre et en appliquant une légère pression pour répandre chlorationsolution de dioxyde de ne plus la surface de la gélose pour l'abrasion mécanique (équivalent à l'essuyage ou lavage - voir la figure 4).
  5. Microbiologique Validation - surfaces dures. Inoculer stérilisé acier inoxydable personnalisé coupons (10,16 cm 2 4 "x 4", avec une surface totale) (type 304) avec 0,2 ml de volume de suspensions aqueuses de cellules bactériennes (par exemple, S. aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes ou) et réparties uniformément sur toute la surface inoculum de coupon. Coupons air sec pendant 30 min à température ambiante dans une hotte à flux laminaire. Pick-up coupons inoculés avec des pinces stériles et plonger dans 20 ml de solution d'essai contenant du dioxyde de chlore dans un sac de 100 ml de plastron. Après des temps de 0,5 à 5 min de contact, tremper la solution de désinfectant en ajoutant une petite quantité de sulfite de sodium solide, puis mastiquer solution pendant 2 min dans un stomacher. Retirer le sac et dans une hotte à flux laminaire retirer surnageant et diluer en série solution sur des plaques d'agar-agar pré-faites, puis incuber pendant 24 heures à énumérer les survivants.

3. PCS pour les fruits et légumes frais

La capacité de PCS traitements réduits à tuer les agents pathogènes d'origine alimentaire nuisibles (E. coli et L. monocytogenes) sur des produits frais a été testée en utilisant une méthode place l'inoculation dans laquelle des niveaux élevés de pathogènes ont été repérés sur les surfaces extérieures des quartiers de tomate.

  1. Inoculation. Ensemencer les surfaces extérieures des 25 échantillons de grammes de morceaux de tomates avec soit 10 5 UFC / g L. monocytogenes OSY-8578 ou 10 6 UFC / g E. coli ATCC 11229, puis sécher à l'air dans un bio-hotte stérile pendant 15 min.
  2. traitement PCS. Après le séchage de l'inoculum, placer les morceaux de tomates (porter des gants stériles) dans les PCS et essai dans différentes conditions de concentration de chlore de dioxyde de carbone et le temps d'exposition. Dans certains cas, placez spores bio-indicateurs de G. stearothermophilus unee B. atrophaeus intérieur du PCS pour accompagner les morceaux de tomates et valider le traitement de stérilisation (Figure 5).
  3. Microbienne de récupération. Après le traitement de PCS, placer des morceaux de tomates dans un sac Stomacher avec 50 ml de tampon de phosphate aqueux (pH 7), puis mastiquer pendant 2 min avec un mélangeur à stomacher.
  4. Énumération. Distribuer la solution mastiqué comme série de 10 dilutions sur des plaques de gélose de soja trypsique Extrait Agar-levure (TSAYE) et gélose nutritive (NA) pour L. monocyotgenes et E. coli, respectivement, et la propagation d'un bâton de hockey en verre, couvrir et incuber les plaques à T = 35 ° C pendant 24-48 h. Énumérer les survivants à l'aide d'un compteur de colonies de confirmer l'inactivation microbienne.
  5. Inactivation polyphénoloxydase ("brunissement") enzymes. Placer les tranches de pomme non inoculés dans des plats séparés de Petri à l'intérieur des PCS et exposer au dioxyde de chlore (figure 5). Après le traitement, retirer les boîtes de Pétri et exposer etranches de pomme e dans le milieu ambiant. L'observation visuelle n'a montré aucun brunissement jusqu'à 1 semaine après le traitement.

4. "D-Fend ALL"

  1. Générer aqueuse ClO 2 S olution. D-Fend ALL utilise de petites quantités de produits chimiques secs (chlorite et Samia) dans de l'eau pour produire une solution de dioxyde de chlore dans 0,5-3,0 min. Par exemple, de 0,8 à 3,3 g de mélange de réactifs dans 15-1,200 ml de solution aqueuse pour produire une solution de dioxyde de chlore.
  2. Microbiologique Validation - Textiles. Ensemencer des échantillons stériles de bandes textiles avec des suspensions aqueuses de Bacillus anthracis Sterne ou des spores de Bacillus amyloliquefaciens, et de laisser des bandes textiles sécher à l'air dans une hotte à flux laminaire. Pick-up bandes avec des pinces stériles et plonger dans 20 ml de solution de dioxyde de chlore dans 100 ml stomacher sac. A 10 min, processus éteindre sans affecter les spores en ajoutant une petite quantité de sulfite de sodium solide, puis mastiquer bande textile et solutionpendant 2 min dans un plastron. Retirer le sac et dans une hotte à flux laminaire diluer en série solution sur des plaques d'agar pré-faites, puis incuber pendant 24 heures et énumérer pour valider décontamination.

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Representative Results

Les facile à utiliser PCS a été conçu pour obtenir la stérilité par l'inactivation des suspensions de spores bactériennes ou spores bio-indicateurs bactériens dans les traitements de 30 minutes impliquant la production contrôlée de dioxyde de chlore par la chimie effecteur unique. En particulier, les études de validation microbiologique vérifié que les PCS atteints stérilité en inactivant bio-indicateurs contenant des spores (10 5 spores / ml) de chacune des G. stearothermophilus ou B. atrophaeus, qui sont destinés à indiquer la stérilisation par autoclave à vapeur (chaleur humide) ou de l'oxyde d'éthylène, respectivement. Les PCS également stérilisés suspensions de G. Les spores de B. stearothermophilus et spores atrophaeus configurés sous forme de suspensions ou séchées sur des surfaces dures non poreuses en verre ou en métal et récupérés en utilisant Difco HY-Vérifier les kits d'écouvillons commerciaux. G. stearothermophilus spores exposés à des traitements de dioxyde de chlore ne sont pas récupérables, mais ont conservé leur br de phasecaractère roite après le traitement, ce qui indique que le mécanisme d'inactivation des spores par dioxyde de chlore est différente de la chaleur humide ou une pression élevée et la plus probable implique des dommages à la membrane interne de la spore 17.

Le PCS a été adapté pour des conditions moins strictes de ClO 2 génération pour traiter des produits frais pour assurer la sécurité alimentaire sans compromettre la qualité de la nourriture. Plus précisément, Spot-inoculation de hauts niveaux de pathogènes E. coli ATCC 11229 (10 6 UFC / g) et de L. monocytogenes OSY-8578 (10 5 UFC / g) sur les surfaces extérieures de 25 g d'échantillons de morceaux de tomates, les échantillons dans un bio-hotte stérile pendant 15 min, en les plaçant à l'intérieur des PCS, et de les tester dans différentes conditions séchage à l'air ClO 2 concentration et la durée d'exposition (figure 5) a confirmé l'efficacité des PCS pour frais et des produits fraîchement coupés. G. stearothermophilus et B. atrophaeus spores bio-indicateurs et des tranches de pommes non inoculés ont été placés dans les PCS pendant le traitement. Les conditions de traitement ont été trouvés qui inactivé les microorganismes cibles sur des surfaces de tomates entières pour rendre sécuritaire à manger des tomates exempts de ces agents pathogènes d'origine alimentaire sans compromettre la couleur rouge des tomates (tableau 1). Tranches de pommes traitées dans le PCS ne présentent pas le brunissement de la pulpe quand il est exposé à l'air ambiant par la suite, mais sont restés blanc pour au moins une semaine. Le traitement PCS inactivé l'enzyme polyphénoloxydase qui provoque tissu pomme coupée à brunir. De plus, la peau de la pomme a tendance à ne pas se décolorer en cas d'exposition à la ClO 2.

En plus de l'inactivation des enzymes et des agents pathogènes végétatifs, ClO 2 inactive également spores bactériennes telles que Bacillus anthracis (agent causal de la «maladie du charbon») pour la bio-décontamination arme. Figure 6A montre l'utilisation de la microscopie à force atomique (AFM) à carboniseracterize ClO 2 traités B. subtilis spores. Les spores ClO 2 traités sont restés intacts et n'ont pas s'effondrer sur séchage à l'air. Ces images de haute résolution de l'AFM montrent également que l'architecture de la couche de spores et de la topologie n'a pas été modifiée par le traitement ClO 2. À titre d'illustration, la figure 6B montre une micrographie électronique d'un Bacillus cereus spore dormante d'une couche de exosporium proéminente, ce qui est aussi caractéristique de B. anthracis spores.

expériences de validation ont montré que le système de pulvérisation D-FENS complètement inactivée les bactéries infectieuses S. aureus, comme en témoigne la prévention de la croissance des colonies noires sur le BPA. Dans des tests similaires, 100 solutions de dioxyde ppm de chlore effectués une réduction> 7 log d'un cocktail 3-souche de S. aureus inoculé sur des surfaces en acier inoxydable après 1, 3, et 5 minutes de contact. D-Fend ALL offre une polyvalence supplémentaire en tant que cométhode nvenient pour générer ClO 2 avec des avantages spécifiques pour l'utilisation dans des concentrations diluées pour des applications telles que la sécurité de l'eau, la désinfection des eaux usées et la décontamination textile. expériences de validation avec D-Fend ALL montré l'inactivation des spores bactériennes sans endommager le matériau textile.

Dans des tests comparatifs de D-FENS avec trois générateurs disponibles dans le commerce qui reposent sur les cellules électrochimiques et membranes à perméabilité sélective pour produire différents désinfectants chimiques (électrolyseur, Waterstar et Tersano). Dans ces cas, l'eau douce est recommandé pour une utilisation en raison du potentiel de gisements de minéraux (extinction) qui peuvent endommager les cellules électrochimiques. Tableau 2 fournit des détails sur l'agent actif de chaque système et les avantages du D-Fens, en termes d'efficacité, la consommation d'énergie, le poids, la taille, et les coûts d'investissement réduit par rapport à d'autres technologies. Une concentration de 100 ppm ClO 2 a été choisipour le système D-FENS (D-FENS peut être ajusté pour produire la concentration de ClO 2 dans l'intervalle de 5-4,000 ppm). La solution D-FENS effectué une réduction> 7 log de ​​la 3-souche cocktail de S. aureus inoculé sur des surfaces en acier inoxydable dans les temps aussi court que 1 min (tableau 3) de contact. Ces résultats démontrent que la D-FENS est un spray désinfectant efficace pour réduire S. aureus, les surfaces de contact dures non poreuses dans l'environnement de préparation des aliments et de manutention, comme les comptoirs, les planches à découper, les ustensiles, etc

Figure 1
Figure 1. Le prototype de PCS provient d'un plastique rigide PELICAN ™ valise embelli avec plusieurs caractéristiques de conception pour assurer la stérilisation tout en contrôlant la pression et la température, et sans dégagement de gaz dans l'environnement 15.


Figure 2. PCS fonctionne via une procédure en 3 étapes faciles. Étape 2.1: ajouter des réactifs chimiques secs et de l'eau dans la cuve et fermer la valise, l'étape 2.2: laissez réaction générer ClO 2 et traiter pour 25-60 min, et l'étape 2.3: chasse de l'air à travers l'épurateur, puis récupérer les instruments chirurgicaux stériles 15.

Figure 3
Figure 3. L'pulvérisateur D-FENS (à gauche) génère ClO aqueuse à 2 sur place et au point d'utilisation dans un flacon vaporisateur et pulvérise facilement ClO 2 sur les surfaces de contact (à droite) pour essuyer les agents pathogènes contaminants dans les cuisines de l'Armée (centre haut et en bas) 15.

Figure 4 Figure 4. Visible de croissance de S. colonies aureus sur gélose surfaces non traitées (à gauche), et «non-croissance» sur des surfaces d'agar traités avec le D-FENS CIO2 pulvérisateur.

Figure 5
Figure 5. A PCS typiques mis en place pour inactiver E. coli ou L. monocytogenes sur les surfaces extérieures de la tomate (au centre), des enzymes de brunissement en tranches de pommes (à droite), et spores bio-indicateurs (arrière gauche et arrière droit) 15.

Figure 6
Figure 6. A) AFM de ClO 2 traités B. subtilis spores. B) Transmission EM de B. cereus spores avec un exosporium important 14.

CIO2 traitement Temps (min) Indicateur GS Indicateur de BA Listeria un (10 5) E. coli b (10 6)
Je 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)

Tableau 1. PCS traitements avec ClO différente 2 concentrations (I> II> III) de G. stearothermophilus (GS) et B. atrophaeus (BA) spores et vegetative pathogènes (négatifs indiquent pas de survivants post-traitement) 15.

une. Cales 25g de tomates inoculés avec la bactérie Listeria monocytogenes OSY-8578
b. Cales 25g de tomates inoculés avec Escherichia coli ATCC 11229

Technologie Actif Puissance
(W)
Poids
(Lb)
Dimensions
ElectroCide (Electrolyzer Corp) HOCl 84 40 18 "× 12,5" x 6,5
FC-2 (Waterstar) H 2 O 2 120 6.7 12 "x 9" x 15 "
Lotus (Tersano) O 3 60 21 12 "x 7" × 12 "
SAL-40 (MIOX) Oxydants mixtes 84 150 67.3 "x 29" × 9.5 "
"D-marais" ClO 2 0 <1 1 litre poche

Tableau 2.   Désinfection Générateurs de solutions.

Avant le traitement Après traitement
Désinfectant ppm pH UFC avant UFC après réduction logarithmique
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

Tableau 3.   Efficacité des désinfectants sur des cellules adhérées à la surface de l'acier inoxydable.

* Cette valeur est valable pour des temps de contact de 1, 3, et 5 min. Données fournies courtoisie de Edmund Powers, l'armée américaine - NSRDEC.

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Discussion

Ce fondateur de R & D a défini de nouvelles orientations de recherche et techniques à travers des collaborations avec le milieu universitaire, d'autres organismes gouvernementaux, l'industrie et qui ont conduit à la commercialisation de nouveaux produits, respectueux de l'environnement ("vert") technologies. Le dioxyde de chlore est la première méthode approuvée par la National Sanitation Foundation en 20 ans pour sûr, plus rapide, et la stérilisation plus respectueux de l'environnement que les traitements conventionnels. Les PCS, D-Fens et D-Fend tous les prototypes ont été validées comme prototypes échelle du laboratoire dans un environnement de laboratoire, et l'éventail des résultats confère ces systèmes avec une immense étendue de polyvalence pour s'adapter avec souplesse aux besoins des utilisateurs individuels. A ce stade, les prototypes ont été brevetées et licence à l'industrie commerciale pour la production et la commercialisation - produits commerciaux basés sur ces technologies sont disponibles sur le marché actuellement. partenaires de l'industrie sont nécessaires pour rendre ces technologies une réalité pour les militaires (et pour Homeland Defense / sécurité, de secours en cas de catastrophe mondiale, et à l'aide du tiers-monde - «Docteur de Sans frontières"), d'abord par la détermination de la demande, la configuration et l'emballage comme une technologie mixte chimique vendable. Pour les PCS, les tests de autorisation de la FDA sera tenu comme un dispositif de stérilisation médicale, mais doit être accessible, et le dispositif qui en résulte serait procurer par des organismes militaires et des avantages pour les dispositifs médicaux / chirurgicaux en plastique, avec des optiques pliables, ou avec un petit lumières qui sont par ailleurs susceptibles d'être endommagés par des traitements thermiques humides classiques d'autoclaves "Bertha". D-FENS et D-Fend ALL sont pratiques pulvérisation et essuyage applications de dioxyde de chlore aqueux que l'éradication de surfaces végétatives des agents pathogènes, les virus, les spores bactériennes résistantes, et les bio-films sur les surfaces pour répondre importante armée a besoin pour la décontamination. Ce corpus de recherche et développement comprend 15 brevets / anapplications de tentes, plus de sept accords (7) de transfert de technologie, et le livre IFT Presse / Wiley-Blackwell 2009 "l'innocuité microbienne des produits frais."

Ensemble, les PCS, D-Fens et D-Fend ALL fournissent un arsenal polyvalent et adaptable de ClO 2 technologies pour éliminer les agents pathogènes végétatives et les spores bactériennes dans une multitude d'applications pour la stérilisation chirurgicale de l'instrument, textile décontamination, frais et fraîchement coupés produits de désinfection, et dur décontamination de surface contamination microbienne partout est un problème. Ainsi, inventé et validé dans les laboratoires de l'armée américaine Natick Soldier RDEC d'habiliter soldats de la force de tuer les germes, à décharger la logistique en éliminant la nécessité de transporter de l'eau, et de protéger les soldats et l'environnement en réduisant la consommation de combustibles fossiles pendant le transport, la réduction de CO émissions de CO2 et l'empreinte carbone et la diminution des déchets des sites d'enfouissements, ces technologies ont été commercialisées et sont disponibles pour les applications à double usage pour les consommateurs civils.

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Disclosures

Nous n'avons pas d'autres informations.

Acknowledgments

Les auteurs tiennent à remercier leur gratitude au programme 6.1 US Army Environmental Quality recherche fondamentale, l'US Army Institute of Surgical Research, et programme d'amélioration constante du produit et NSRDEC expéditionnaire Base Camp TECD pour le financement de ces travaux. Nous sommes reconnaissants à Adam driks (Loyola University Medical Center) pour la micrographie de la figure 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

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References

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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).

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