הכימיה מעקר ניידת (PCS), D-הביצות, ו-D-אדאג הכל: דו תחמוצת כלור רומן טיהור טכנולוגיות עבור הצבא

Summary

Terilizer C ortable P S hemical (PCS) הוא, טכנולוגיה מהפכנית, אנרגיה עצמאית כמעט ללא מים עיקור ליחידות רפואיות בצבא. PCS מייצר דו תחמוצת כלור מחומרים כימיים יבשים מעורבבים עם מים באתר, ובשלב של שימוש (פולו) במזוודת פלסטיק ב- רצונו. Isinfectant D - המרסס לoods F וanitation EN vironmentally ידידותי S (D-מייבשים) וisinfectant D לecontamination D vironmentally ידידותי EN, לכל המטרה (D-להדוף ALL) מימית דו תחמוצת כלור לייצר בבקבוק תרסיס מתקפל והתגלמויות פוטנציאליות אחרות. טכנולוגיות טיהור תכליתית אלה להרוג חיידקים ביישומים דואלי שימוש מגוונים עצום עבור צרכנים צבאיים ואזרחיים.

Abstract

צבא האמור יש צורך ב, טכנולוגית מעקר הלא קיטור שדה נייד שיכול לשמש את צוותים כירורגיים קדימה, חברות שיניים, וטרינריה שירות תמיכת פלוגות, בתי חולים תומכים לחימה, ומעבדות רפואיות פינת לעקר מכשירי ניתוח ולעקר פתולוגי דגימות לפני הסילוק בחדרי ניתוח, באזורי טיפול חירום, ויחידות לטיפול נמרץ. אנסמבל של רומן, טכנולוגיות דו תחמוצת כלור "נקי וירוק" הבא הם מגוונים וגמיש כדי להתאים לפגוש מספר הצרכים הצבאיים חיוניים לטיהור ^6,15. באופן ספציפי, terilizer C ortable P S hemical (PCS) הומצא כדי לענות על הצרכים של שדה קרב דחוף ולסגור את פערי יכולת קריטיים עבור אנרגיה עצמאות, ניידות קלה, ניידות מהירה, ועמידות מחוספסת בפריסות קדימה בעוצמה גבוהה ^3. כפריצת דרך טכנולוגית מהפכני בsterilizat כירורגיתטכנולוגית יונים, PCS היא שדה החיטוי מודרני הנשען על באתר, נקודה של שימוש, ב- רצון דור של דו תחמוצת כלור במקום קיטור. שני (2) יחידות PCS לעקר 4 מגשים כירורגית בשעה 1, שהוא שווה ערך התפוקה של החיטוי אחד גדול אדים (שזכה לכינוי "ברטה" בפריסות בגלל גודל שלה מסורבל, מגושמים ממדים ומשקל). עם זאת, PCS פועל באמצעות 100% פחות חשמל (0 לעומת 9 כ"ס) ו98% פחות מים (10 לעומת 640 עוז.), מפחית באופן משמעותי במשקל על ידי 95% (לעומת 20 450 £, מעלית 4 איש) וקובייה על ידי 96% (לעומת 2.1 60.2 רגל ^3), ולמעשה מבטלת את האתגרים הקשים בפריסות קדימה של תיקונים ותחזוקת פעולה אמינה, הרמת ושינוע, וחשמל הנדרש לאוטוקלאב קיטור.

Introduction

תמורת טכנולוגיית PCS שמבו אין מכשיר מסחרי היה קיים בעבר ומייצר דו תחמוצת החיטוי בכלור (CLO ₂₎ שיש לו יכולת מוכחת להרוג פתוגנים וגטטיבי על תוצרת טרייה ^3,6,9-13,15 או לטהר נבגי חיידקים. ^{6, 14,15,17} PCS כבר מעבדה תוקף באופן ספציפי למימוש עיקור נגד תרבויות חיות של stearothermophilus Geobacillus נבגים (GS) (ראה קשורים התייחסות ⁸⁾ וביו אינדיקטורים נבג של ג stearothermophilus וatrophaeus Bacillus (BA) ^6,15,16. PCS גם הותאם לפעול עם תנאים פחות מחמירים כדי להבטיח את בטיחות מזון על ידי inactivating גטטיבי פתוגנים חיידקי ליסטריה וחיידקי Escherichia על תוצרת טרייה, כגון עגבניות שלמות, ולהאריך את חיי המדף של תוצרת לחתוך טרי, למשל , על ידי inactivating אנזים השחמת polyphenoloxidase בתפוחים פרוסים ^6,15. כדי ליצור דו תחמוצת כלור, PCS משתמש בכימית מפעיל רומן שמתנהלת באמצעות תגובות חמצון הפחתה ב-pH קרוב לניטראלי, ובכך מבטל את השימוש בחומצות והקשיים הכרוכים במשלוח, אחסון, טיפול, וסילוק פסולת חומצית בצבא מרחיק קדימה פריסות ^1,2,4,17. בנוסף לצבא, יכול לשמש גם על ידי PCS ביטחון מולדת / הגנה; אסונות טבע (Superstorm סנדי, צונאמי, הוריקן קתרינה) שלנטרל גישה לכוח, מים ראויים לשתייה, ופינוי פסולת בזמן; באתר על ידי ראשון מגיבי חירום; ובבתי חולים בקהילה או בבתי ספר במהלך הפסקות חשמל (הפסקות חשמל וחום-outs).

Isinfectant D - המרסס לoods F וanitation EN vironmentally ידידותי S (D-מייבשים) משתמש גם בכימית מפעיל (3 רכיבים כימיים) ותהליך ערבוב 2 שלבים ( I.. דילול תגובה לתגובה מראש ריכוז ואחריו השני) כדי ליצור מימית דו תחמוצת כלור, בעיקר בבקבוק תרסיס מתקפל לdecontaminating משטחים של אמצעי הצבא, ציוד טיפול במזון וציוד האכלת שדה במטבחי שדה צבא ומרכזי תברואה וחיל ים ספינות, יחידות רפואיות, מקלחות, בתי שימוש ומספר גדול של אנשים בכל מקום לפרוס להתקיים בסמיכות ^5,6. בדיקות אימות הראו כי D-מייבשים מבטל את הפתוגן Staphylococcus aureus, הפתוגן במזון משותף, על משטחים נקבוביים ^14. "כולם D-ידאג" (isinfectant D לecontamination EN vironmentally ידידותי D, לכל המטרה) מספק (מרכיבים כימיים 2) פשוט אלטרנטיבה נוחה יותר (1 שלב ערבוב), עם צדדיות ללא תחרות לייצור מימית דו תחמוצת כלור כדי לטהר חיידקים נבגים על טקסטיל, לחיטוי פני השטח כדי לקדם את סאניסימטרייה והיגיינה, וכדי לשפר את האיכות ובטיחות מים, עם יתרונות מסוימים ליישומים שדורשים ייצור המהיר של כמויות גדולות של דו תחמוצת כלור פתרונות לדלל באמצעות כמויות קטנות של חומרי מוצא עבור יישומים בטכנולוגיות מחזור קולחים נשטפים רומן שנועדו ליצור מים נקיים, לשתייה ל מחנות בסיס משלוח ^2.

מגוון של מנגנונים קיימים בהתאם לחוק הפדרלי להעברת הטכנולוגיה כדי להקל על העברת הטכנולוגיות פדרליות לגופי nonfederal כדרך לעודד את הפיתוח ומסחור של טכנולוגיות לתועלת החומרית של האומה. בהתאם לכך, עם הפוטנציאל המתפתח שלהם לשימושים רבים צבאיים ואזרחיים, PCS, D-ביצות, ו-D-להדוף כל טכנולוגיות כבר פטנט והועברו לתעשייה למסחור באמצעות הסכמי רישוי פטנטים ורישיונות מסחריים הערכה. גרסה איטית, שחרור מבוקר של D-מייבשים (המכונה & #8220; D-מייבשי לייט ") הועבר טכנולוגיה לתעשייה מסחרית לצורך שילובם בחומרי אריזה כדי להאריך את חיי המדף של פירות יער טריים, וPCS גם הועבר טכנולוגיה לאקדמיה ובגופים ממשלתיים אחרים לבדיקה השוואתית עם טכנולוגיות אחרות, למחקר על בטיחות מזון עם סחורות תוצרת טרייה, ולשיפור חינוך מדעי לתואר ראשון. העברת הטכנולוגיה של PCS והכימיה שלה הובילה למוצר מסחרי המאושר לעיקור ביו מכסה המנוע עם שיפורים בזמן, עלות, והגנה על סביבה בהשוואה לטיפולים קונבנציונליים פורמלדהיד.

Protocol

1. הכימי מעקר ניידת (PCS)

1. ציוד. PCS היא מכשיר חדשני ל, עיקור נייד, אנרגיה שאינה תלויה בנקודה של שימוש רפואי. למטרות אלה, מזוודת פלסטיק מסחרית, פליקן נוקשה קישטה עם תכונות עיצוב מיוחדות כדי להתאים לעיקור (איור 1).
2. עיצוב ציוד. א) כלי תגובה פעורות פה מקבלים את ריאגנטים כימיים יבשים ומים; ב) שני שסתומים סימון מותקנים במקרה הקיר מקל על לחץ בpsi 1; ג) שסתום יניקה מסוננת מאפשר לאוויר להישאב לשטיפה הקאמרית; ד) צינור במחזור מפיץ את האוויר דרך ההודעה העיקור הקאמרית; התקני ה) scrubber היבש חד פעמי פחם פעיל () engrafted מעל שסתומי הבדיקה לשקע להסיר שאריות ולהבטיח את הבריאות ובטיחות של המשתמש והסביבה; וו) קביים בבסיסו של המקרה להכיל מגש מכשיר כירורגי או מגש מחורר אחר ולמקסם את גז הזרימה במהלךשטיפה.
3. מבצע. הנח את PCS על משטח ישר ולפתוח את המכסה. הנח מגש כירורגית המכיל מכשירים נקיים, לא סטרילי ועטוף בנייר החיטוי כחול על הקביים בתוך התיק. לערבב כימיקלים יבשים ומים (למשל, 93 chlorite נתרן גרם, 63 סולפיט הנתרן גרם, 25 ascorbate מימן נתרן גרם, ו300 מיליליטר מים - תמורות אחרות אפשריות) בכלי התגובה פעורות פה ליזום תגובה כימית, ולאחר מכן לסגור ולנעול את המכסה. בלפי 2 דקות, התגובה מייצרת sterilant שופע דו תחמוצת כלור, חום ולחות. ב25 דקות, חבר משאבה הפועלת על סוללות או באוויר ביד מופעל לשסתום היניקה וזרימת אוויר לתוך החדר עבור כ. 5 דקות (איור 2).
4. סיום מחזור ושימוש חוזר. לפתוח את התיק ולהסיר את המגש כירורגית של מכשירים סטריליים. השלך את כלי תגובה (מים ומלחים כימיים שפירים). PCS היא זמינה לשימוש חוזר מיידי עם מגש נוסף של מכשירי ניתוח וסט טרי של כימיקלים ומים יבשים.
5. אימות עיקור עם Bio-מחוונים. הנח זמין מסחרי B / T אינדיקטורים בטח ביולוגיים המכילים נבגים ספוגים על נייר (~ 10 ⁵ נבגים / יחידה) של או G. stearothermophilus (המשמש לחום רטוב) או B. atrophaeus (המשמש לעיקור בגז אתילן אוקסיד) בתוך התיק למחזור עיקור. בהשלמת מחזור העיקור CLO _2, להסיר ולהפעיל את המחוונים, אז דגירה אינדיקטורים ל24-48 שעות כדי לאמת את העיקור.
6. אימות עיקור עם מתלי Spore. הנח תרחיפים מימיים של ג נבגי stearothermophilus (~ 10 ⁵ CFU / מיליליטר) בתוך PCS לחשיפה למחזור עיקור CLO _2. לשחזר G. נבגי stearothermophilus נחשפו לטיפולים דו תחמוצת כלור באנטיביוטיקת Assay בינוני עם 1% עמילן מסיס ⁸ (אין התאוששות מצביעה על סטריליות). לבחון refractility של treateנבגי ד עם מיקרוסקופ לעומת שלב (נבגים מומתים על ידי CLO ₂ שומרים על אופי בהיר שלב ^14).
7. אימות עיקור של משטחים קשים. לחסן משטחים קשים, שאינם נקבוביים עשויים מזכוכית או מתכת עם תרחיפים מימיים (~ 10 ⁵⁾ של stearothermophilus G. נבגים. הנח חומרים מחוסן לתוך PCS לטיפול עם מחזור עיקור CLO _2. דגימת משטחי מטופלים עם מטליות Difco HY-בדוק זמינות מסחרי וקבלת ללא צמיחה מאשרת סטריליות.

2. "D-ביצות"

1. ציוד. "D-ביצות" היא מצויד באמצעי ריסוס-הדק מופעל ביד בקבוק כף יד מתקפל. יש בקבוק הפלסטיק גמיש תחתון gusseted לעמוד-up כאשר מלא, והפלסטיק כימי עמיד מקנה מחדש שימושים מרובים לכל מרסס (איור 3).
2. צור olution _S CLO ₂ מימיות. D-מייבשים משתמשים 1-10 כמות כוללת גרם מחדש יבשיםסוכנים לייצר עד 800 מיליליטר של 50-500 פתרון עמודים לדקה דו תחמוצת כלור (למשל, chlorite נתרן 4.7 גרם, נתרן סולפיט 1.6 גרם, ו1.3 נתרן ascorbate גרם, עם תמורות אפשריות). השתמש "שליטת קינטיקה," רומן הערבוב הכולל תהליך 2 שלבים:.. אני טרום ריכוז - המסת כל חומרים כימיים בנפח קטן, וii דילול פוסט תגובה - דילול הפתרון לגמר העבודה בנפח שלה, כדי ליצור כלור מימיים פתרונות דו חמצני בספריי הבקבוק ב2-9 דקות. פתרון החיטוי הוא ריסס כערפל דק או בתרסיס לחיטוי או לטהר משטחים מיועדים. הפתרון דו תחמוצת כלור בD-מייבשים נשאר יציב במשך משמרת מינימום 8 שעות וכל פתרון שנותר יכול להיות מרוקן את כיור או ניקוז רצפה בסוף המשמרת כדי לטהר biofilms.
3. מיקרוביולוגית אימות - inoculating משטחים נקבוביים. הכן את צלחות פטרי של ביירד פרקר אגר (BPA) המכילות חלמון ביצהtellurite (EYT) ותמצית שמרים (YE) ולחסן משטח אגר עם 0.1 מיליליטר של השעיה CFU / מיליליטר ~ 10 ⁶ של קוקטייל 3-זן של Staphylococcus aureus (S. aureus-100 שמייצר enterotoxin, aureus ס ⁷ ATCC 14458 שמייצרת enterotoxin B, וS. aureus 993 שמייצר enterotoxin ד '). ס aureus נבחר כאורגניזם היעד משום שהיא מייצרת מושבות שחורות במובהק ברור, אם לא מומת.
4. מיקרוביולוגית אימות - משטחים נקבוביים בדיקה. באמצעות D-המייבשים לרסס פתרון דו תחמוצת כלור בקבוק המכיל, לרסס את פתרון החיטוי על גבי המשטח אגר הנקבובי. להשתמש בכוח עקבי, יציב לוותר כרכים כ שווים של פתרון לכל דופק תרסיס הדק. סובב את הצלחות 90 º בין פולסים רצופים ליישם כיסוי אחיד של פני השטח אגר. גם להשתמש בטכניקה זו עם מקל הוקי זכוכית והפעלת לחץ קל להפיץ chloriפתרון ne דו חמצני על פני אגר עבור שחיקה מכאנית (שווה ערך לניגוב או שפשוף - ראה איור 4).
5. מיקרוביולוגית אימות - משטחים קשים. לחסן נירוסטה מותאמת אישית מעוקרת (סוג 304) קופונים (4 "x 4", עם סה"כ שטח פנים 10.16 ² סנטימטר) עם 0.2 מיליליטר נפח תרחיפים מימיים של תאי חיידקים (למשל, S. aureus, Escherichia coli, או חיידקי ליסטריה) ו התפשט inocula אופן אחיד על פני משטח קופון. קופונים אוויר יבשים ל30 דקות בטמפרטורת חדר במכסת מנוע לזרום למינרית. תרים קופונים מחוסנים עם מלקחיים סטריליות ולטבול ב20 מיליליטר פתרון מבחן המכיל דו תחמוצת כלור בשקית מיליליטר מחוך 100. לאחר מגע זמנים של 0.5-5 דקות, להרוות את פתרון Sanitizer על ידי הוספת כמות קטנה של נתרן סולפיט המוצק, ואז ללעוס פתרון עבור 2 דקות במחוך. הסר את השקית ובזרימה למינרית לסגת supernatant וסדר לדלל solution על גבי צלחות אגר שהוכנו מראש, ולאחר מכן דגירה של 24 שעות למנות את הניצולים.

3. PCS עבור פירות וירקות טריים

היכולת של טיפולי PCS מופחתים להרוג פתוגנים מזיקים במזון (E. coli וחיידקי L.) על תוצרת טרייה נבדקה באמצעות שיטת ספוט חיסון שבו רמות גבוהות של פתוגנים שהבחינו על גבי המשטחים החיצוניים של פלחי עגבניות.

1. חיסון. לחסן את המשטחים החיצוניים של 25 דגימות גרם של פלחי עגבניות עם או 10 ⁵ CFU / g ל חיידקי OSY-8578 או עם 10 ⁶ CFU / g א coli ATCC 11229, אז אוויר יבש ביו השכונה סטרילי במשך 15 דקות.
2. טיפול PCS. לאחר מתייבש הבידוד, הנח את פלחי עגבניות (ללבוש כפפות סטריליות) בPCS והמבחן בתנאים שונים של ריכוז דו תחמוצת כלור וזמן חשיפה. במקרים מסוימים, הנח יו אינדיקטורים נבג של ג stearothermophilusnd B. atrophaeus בתוך PCS שילווה את פלחי העגבניות ולאמת את טיפול עיקור (איור 5).
3. שחזור של חיידקים. לאחר טיפול PCS, למקם את פלחי עגבניות בשקית מחוך עם 50 מיליליטר של חיץ מימיים פוספט (pH 7), ואז ללעוס במשך 2 דקות עם בלנדר מחוך.
4. פקידה. לוותר על הפתרון הלעוס כמו סדרתי פי 10 דילולים על גבי צלחות אגר תמצית tryptic סויה אגר-שמרים (TSAYE) ואגר מזין (NA) לL. monocyotgenes וא coli, בהתאמה, והתפשט עם מקל הוקי זכוכית, מכסים ודגירת צלחות ב ט = 35 מעלות צלזיוס במשך 24-48 שעה. למנות ניצולים באמצעות מונה מושבה כדי לאשר איון מיקרוביאלי.
5. Inactivating Polyphenoloxidase ("השחמה") אנזימים. מניחים פרוסות תפוחי uninoculated בצלחות פטרי נפרדות בתוך PCS ולחשוף לכלור דו חמצני (איור 5). לאחר טיפול, להסיר את צלחות פטרי ולחשוף את הפרוסות תפוחי דואר בסביבת הסביבה. תצפית ויזואלית לא הראתה השחמה במשך שבוע שלאחר טיפול עד 1.

4. "D-להדוף כל"

1. צור olution _S CLO ₂ מימיות. D-להדוף כל שימושי כמויות קטנות של כימיקלים יבשים (chlorite וסמיה) במים כדי לייצר פתרון דו תחמוצת כלור ב0.5-3.0 דקות. לדוגמא, לערבב .8-3.3 גרם של חומרים כימיים ב15-1,200 מיליליטר של תמיסה מימית כדי לייצר פתרון כלור דו חמצני.
2. מיקרוביולוגית אימות - טקסטיל. לחסן רצועות סטרילית של דגימות טקסטיל עם תרחיפים מימיים של anthracis Bacillus סטרן או בצילוס amyloliquefaciens נבגים, ולתת לרצועות טקסטיל אוויר יבש בזרימה למינרית. תרים את רצועות עם מלקחיים סטריליות ולטבול ב20 מיליליטר של תמיסת כלור דו חמצני ב100 מיליליטר מחוך תיק. ב10 דקות, להרוות את התהליך מבלי להשפיע על נבגים על ידי הוספת כמות קטנה של נתרן סולפיט מוצקה, ואז ללעוס רצועת טקסטיל ופתרוןבמשך 2 דקות במחוך. הסר את השקית ובזרימה למינרית סדרו לדלל פתרון על גבי צלחות אגר שהוכנו מראש, ולאחר מכן דגירה של 24 שעות ולמנות לאמת טיהור.

תוצאות

PCS לתפעול קל נועד להשיג עקרות ידי inactivating השעיות נבגי חיידקים או ביו אינדיקטורים נבגי חיידקים בטיפולי 30 דקות מעורבים הייצור המבוקר של דו תחמוצת כלור על ידי כימיה מפעיל ייחודית. באופן ספציפי, מחקרי אימות מיקרוביולוגית וידא שPCS השיג עקרות ידי inactivating יו אינדיקטורים המכי?...

Discussion

R & D של יסוד זה קבע כיווני מחקר וטכניים חדשים באמצעות שיתופי פעולה עם אקדמיה, משרדי ממשלה אחרים, ובתעשייה שהביאו למסחור של רומן, ידידותי לסביבה ("הירוקה") טכנולוגיות. דו תחמוצת כלור היא השיטה הראשונה שאושרה על ידי הקרן הלאומית תברואה ב20 שנים לבטוחות יותר, מהיר יו...

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