Name: the portable chemical sterilizer (pcs), d-fens, and d-fend all: novel chlorine dioxide decontamination technologies for the military
Uploaded: 2014-06-29T13:00:00
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Die Autoren möchten ihre Dankbarkeit an die US Army Environmental Quality 6.1 Grundlagenforschung Programm der US Army Institute of Surgical Research, und kontinuierliche Produktverbesserung Programm NSRDEC und Expeditionsbasislager TECD für die Finanzierung dieser Arbeit bestätigen. Wir sind dankbar, dass Adam Driks (Loyola University Medical Center) für die in 6B gezeigt mikroskopische Aufnahme.

1. Das Portable Chemical Sterilisator (PCS) <ol><li> Geräte. Die PCS ist ein innovatives Gerät für den mobilen, energieautarken, Point-of-Use-medizinische Sterilisation. Für diese Zwecke wurde ein kommerzieller PELIKAN starren Kunststoffkoffer mit besonderen Design-Merkmale verschönert der Sterilisation (Abbildung 1) unterzubringen. </li><li> Equipment Design. a) Eine Weithalsreaktionsgefäß empfängt die trockenen chemischen Reagenzien und Wasser; b) zwei Rückschlagventile in der Gehäusewand ...

<ol>
	<li>Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K., Sao, N., Duvall, J. R., Davies, K., Doona, C. J., Ross, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ascorbate-induced+oxidation+of+formate+by+peroxodisulfate:+product+yields,+kinetics+and+mechanism.">Ascorbate-induced oxidation of formate by peroxodisulfate: product yields, kinetics and mechanism.</a> Research on Chemical Intermediates. 30 (6), 647-661 (2004).</li><li>Curtin, M. A., Dwyer, S., Bukvic, D., Doona, C. J., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+and+mechanism+of+the+reduction+of+sodium+chlorite+by+sodium+hydrogen+ascorbate+in+aqueous+solution+at+near-neutral+pH.">Kinetics and mechanism of the reduction of sodium chlorite by sodium hydrogen ascorbate in aqueous solution at near-neutral pH.</a> International Journal of Chemical Kinetics. 46 (4), 216-219 (2014).</li><li>Doona, C. J., Curtin, M. A., Feeherry, F. E., Kandlikar, S., Baer, D., Kustin, K., Taub, I., McManus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Portable Chemical Sterilizer., U.S. Patent Number 7,625,533. , (2009).</li><li>Doona, C. J., Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemical Combination for the Generation of Disinfectant and Heat., U.S. Patent Number 7,883,640. , (2011).</li><li>Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Curtin, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Process for producing aqueous chlorine dioxide for surface disinfection and decontamination., U.S. Patent Application Number 8,337,717. , (2012).</li><li>Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Feng, H., Grove, S., Krishnamurthy, K., Lee, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Combining sanitizers and nonthermal processing technologies to improve fresh-cut produce safety. In: Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies. , (2014).</li><li>Feeherry, F. E., Doona, C. J., Taub, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+water+activity+on+the+growth+kinetics+of+Staphylococcus+aureus+in+ground+bread+crumb.">Effect of water activity on the growth kinetics of Staphylococcus aureus in ground bread crumb.</a> Journal of Food Science. 68 (3), 982 (2003).</li><li>Feeherry, F. E., Munsey, D. T., Rowley, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+inactivation+and+injury+of+Bacillus+stearothermophilus+spores.">Thermal inactivation and injury of Bacillus stearothermophilus spores.</a> Applied and Environmental Microbiology. 53 (2), 365 (1987).</li><li>G&#243;mez-L&#243;pez, V. M., Devlieghere, F., Ragaert, P., Debevere, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shelf-life+extension+of+minimally+processed+carrots+by+gaseous+chlorine+dioxide.">Shelf-life extension of minimally processed carrots by gaseous chlorine dioxide.</a> International Journal of Food Microbiology. 116, 221 (2007).</li><li>Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+kinetics+of+inoculated+Escherichia+coli+O157:H7,+Listeria+monocytogenes,+and+Salmonella+enterica+on+strawberries+by+chlorine+dioxide+gas.">Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas.</a> Food Microbiology. 24 (7-8), 736 (2007).</li><li>Mahmoud, B. S. M., Linton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+kinetics+of+inoculated+Escherichia+coli+O175:H7+and+Salmonella+enterica+on+lettuce+by+chlorine+dioxide+gas.">Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O175:H7 and Salmonella enterica on lettuce by chlorine dioxide gas.</a> Food Microbiology. 25 (2), 244 (2008).</li><li>Kim, Y. -. J., Lee, S. -. H., Park, J. i., Park, J. o., Chung, M., Kwon, K., Chung, K., Won, M., Song, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+of+Escherichia+coli+O157:H7,+Salmonella+typhimurium,+and+Listeria+monocytogenes+on+stored+iceberg+lettuce+by+aqueous+chlorine+dioxide+treatment.">Inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, and Listeria monocytogenes on stored iceberg lettuce by aqueous chlorine dioxide treatment.</a> Journal of Food Science. 73 (9), (2008).</li><li>Park, E. -. J., Gray, P. M., Oh, S. -. W., Kronenberg, J., Kang, D. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+FIT+produce+wash+and+chlorine+dioxide+on+pathogen+control+in+fresh+potatoes.">Efficacy of FIT produce wash and chlorine dioxide on pathogen control in fresh potatoes.</a> Journal of Food Science. 73 (6), (2008).</li><li>Setlow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+Spores.">Bacterial Spores.</a> Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, (2011).</li><li>Setlow, P., Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Sisson, D., Chandra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Safety+and+Extended+Shelf+Life+of+Fresh+Produce+for+the+Military.">Enhanced Safety and Extended Shelf Life of Fresh Produce for the Military.</a> Microbial Safety of Fresh Produce. , 263-288 (2009).</li><li>Taub, I. A., Roberts, W., LaGambina, S., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+Dihydrogen+Formation+in+the+Magnesium&#8722;Water+Reaction.">Mechanism of Dihydrogen Formation in the Magnesium&#8722;Water Reaction.</a> Journal of Physical Chemistry. 106 (35), 8070 (2002).</li><li>Young, S. B., Setlow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+killing+of+Bacillus+subtilis+spores+by+hypochlorite+and+chlorine+dioxide.">Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and chlorine dioxide.</a> Journal of Applied Microbiology. 95 (1), 54 (2003).</li></ol>

Diese grundlegenden R &amp; D hat ein neues Forschungs-und technischen Richtungen durch Kooperationen mit Hochschulen, anderen Regierungsbehörden und der Industrie, die auf die Vermarktung von neuartigen, umweltfreundliche (&quot;grüne&quot;) Technologien geführt haben, festgelegt. Chlordioxid ist das erste von der National Sanitation Foundation in 20 Jahren für sicherer, schneller und umweltfreundlicher als herkömmliche Behandlungen Sterilisation zugelassenen Verfahren. Die PCS, D-FENS und D-Fend ALLE Prototypen w...

Die PCS-Technologie geht von denen keine kommerziellen Gerät existiert bereits und erzeugt die Desinfektionsmittel Chlordioxid (ClO 2), die eine nachgewiesene Fähigkeit zur vegetativen Krankheitserreger auf frische Produkte 3,6,9-13,15 töten oder Bakteriensporen dekontaminieren hat. 6, 14,15,17 Die PCS wurde speziell Labor validiert Sterilisation gegen lebende Kulturen von Geobacillus stearothermophilus (GS) Sporen (siehe verwandte Referenz 8) und Sporen Bioindikatoren G. bewirken stearothermophilus und Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. Die PCS wurde angepasst, um mit weniger stringenten Bedingungen arbeiten, um Lebensmittelsicherheit durch die Inaktivierung der vegetativen Krankheitserreger Listeria monocytogenes und Escherichia coli auf frische Produkte, wie ganze Tomaten, und die Haltbarkeit von frischen Schnittblumen produzieren, zum Beispiel sicherzustellen, erweitern von inaktivAktivieren des polyphenoloxidase Bräunung Enzym in Scheiben geschnittenen Äpfel 6,15. Um Chlordioxid zu erzeugen, verwendet die PCS Roman Effektor-Chemie, die durch Oxidation-Reduktions-Reaktionen bei nahezu neutralem pH-Wert geht, wodurch die Verwendung von Säuren und die damit verbundenen Schwierigkeiten der Versand, Lagerung, Handhabung und Entsorgung saure Abfälle in weit vorne Militär Bereitstellungen 1,2,4,17. Neben der militärischen, können die PCS auch von der Homeland Security / Defense eingesetzt werden; bei Naturkatastrophen (Superstorm Sandy, Tsunamis, Hurrikans Katrina), die den Zugang zur Macht, Trinkwasser und Entsorgung außer Gefecht; vor Ort von Notfall erste-Responder; und in kommunalen Krankenhäusern oder Schulen bei Stromausfällen (Blackouts und braun-outs). Die D isinfectant - Sprühgerät für F oods und EN umweltfreundliche S anitation (D-FENS) verwendet auch Effektor-Chemie (3 chemische Komponenten) und ein 2-Schritt-Mischverfahren ( <em&gt; I. Pre-Konzentration, gefolgt von ii. Nachreaktionslösung Verdünnung) zu wässriger Chlordioxid, in erster Linie in einem zusammenklappbaren Sprühflasche zur Dekontamination von Oberflächen von Armee-Material, Umgang mit Lebensmitteln, Feldfütterungseinrichtungen in Armee-Feldküchen und Sanitärzentren und Navy erzeugen Bordküchen, medizinische Geräte, Duschen und Latrinen überall eine große Anzahl von Einsatzpersonal koexistieren in der Nähe 5,6. Validierungstests haben gezeigt, dass D-FENS beseitigt die Erreger Staphylococcus aureus, eine gemeinsame lebensmittelbedingten Krankheitserreger, auf porösen Oberflächen 14. &quot;D-Fend ALL&quot; (D isinfectant für EN umweltfreundliche D econtamination, All-Zweck) bietet eine einfachere (2 chemischen Komponenten), bequemer (1-Schritt-Mischen) Alternative mit unübertroffene Vielseitigkeit zur Herstellung wässriger Chlordioxid, um bakterielle dekontaminieren Sporen auf Textilien, zur Flächendesinfektion zu fördern sanitation und Hygiene, und die Wasserqualität und Sicherheit, mit besonderen Vorteilen für Anwendungen, die eine schnelle Produktion großer Mengen von verdünnten Chlordioxid-Lösungen mit kleinen Mengen der Ausgangsstoffe für Anwendungen in neuartigen Grauwasser-Recycling-Technologien entwickelt, um saubere, Trinkwasser für die Erzeugung zu verbessern Expeditionsbasislager 2. Eine Vielzahl von Mechanismen, in Übereinstimmung mit dem Bundesgesetz Technologietransfer, den Transfer von Technologien, um Bundes nonfederal Unternehmen als eine Möglichkeit, die Entwicklung und Vermarktung von Technologien für die materiellen Nutzen der Nation zu fördern erleichtern. Entsprechend ihrer wachsenden Potenzial für viele militärische und zivile Zwecke, die PCS, D-FENS und D-Fend ALLE Technologien wurden über Patentlizenzverträge und Handels Bewertung Lizenzen patentiert und an die Industrie für die Vermarktung übertragen. Eine langsame, kontrollierte Release-Version von D-FENS (genannt &amp; #8220, D-FENS Lite &quot;) war Technologie zum Einbau an gewerbliche Industrie übertragen in Verpackungsmaterialien, um die Haltbarkeit von frischen Beeren zu verlängern, und die PCS-Technologie wurde auch an Hochschulen und anderen staatlichen Stellen für Vergleichstests mit anderen Technologien übertragenen, für die Forschung zur Lebensmittelsicherheit mit frischen Produkten Rohstoffe und zur Verbesserung der grundständigen wissenschaftlichen Ausbildung. Der Technologietransfer von der PCS und seine Chemie führte zu einer für Bio-Haube Sterilisation mit Verbesserungen in der Zeit-, Kosten-und Umweltschutz im Vergleich zu konventionellen Formaldehyd-Behandlungen genehmigt kommerzielles Produkt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium chlorite</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfite</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>239312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium ascorbate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0662</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BT Sure biological indicator (steam)</td>
			<td>Thermo Fisher Sci</td>
			<td>AY759X3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EZ Test (EtO)</td>
			<td>SGM Biotech Inc</td>
			<td>EZG/6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Difco Hy-check</td>
			<td>Becton-Dickinson/ Difco</td>
			<td>290002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptic Soy Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>236950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nutrient Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>213000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baird-Parker Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>276840</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Egg Yolk-Tellurite</td>
			<td>Difco</td>
			<td>277910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5% Yeast extract</td>
			<td>Difco</td>
			<td>212750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto-Peptone</td>
			<td>Difco</td>
			<td>211677</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto-Tryptone</td>
			<td>Difco</td>
			<td>211705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>214010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soluble starch</td>
			<td>Difco</td>
			<td>0178-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Lemco Beef Extract</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>L29</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masticator - Classic</td>
			<td>IUL Instruments</td>
			<td>Cat. No. 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stomacher bags</td>
			<td>Seward</td>
			<td>Stomacher &#8216;400&#8217; bags</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the portable chemical sterilizer (pcs), d-fens, and d-fend all: novel chlorine dioxide decontamination technologies for the military

Es ist ein erklärtes Armee müssen für einen Feld tragbaren, nicht-Dampf-Sterilisator Zukunftstechnologie, die durch chirurgische Teams verwendet werden können, Dental-Unternehmen, Veterinär Service Support Detachments, Combat Support Krankenhäuser, und Area Medical Laboratories chirurgische Instrumente zu sterilisieren und zu sterilisieren pathologischen Proben vor der Entsorgung im OP, Notfallbehandlung Bereiche und Intensivstationen. Die folgende Ensemble der Roman &quot;saubere und grüne&quot; Chlordioxid-Technologien sind vielseitig und flexibel anpassen, um eine Reihe von kritischen militärischen Bedarf für die Dekontamination 6,15 erfüllen. Insbesondere die P ortable C hemische S terilizer (PCS) wurde erfunden, um dringende Bedürfnisse zu erfüllen und Schlachtfeld zu schließen kritische Lücken Fähigkeit zur Energieunabhängigkeit, leichte Portabilität und schnelle Mobilität und Robustheit in hoher Intensität nach vorne 3-Bereitstellungen. Als einer revolutionären technologischen Durchbruch in der chirurgischen sterilizatIonen-Technologie, die PCS ist ein modernes Feld Autoklav, die auf Vor-Ort-stützt, Point-of-use, at-will Erzeugung von Chlordioxid anstelle von Dampf. Zwei (2) PCS-Einheiten sterilisieren chirurgischen Fächer 4 in 1 Stunde, das entspricht einem Durchsatz von großen Autoklav (Spitzname &quot;Bertha&quot; in Bereitstellungen wegen seiner Größe unhandlich, sperrig Abmessungen und Gewicht) ist. Jedoch arbeitet die PCS mit 100% weniger Strom (0 vs 9 kW) und 98% weniger Wasser (10 vs 640 Unzen), Gewicht deutlich reduziert um 95% (20 vs £ 450, ein 4-Mann-Aufzug) Würfel und um 96% (2,1 vs 60,2 ft 3) und beseitigt praktisch die schwierigen Herausforderungen in der Vorwärtsbereitstellungen von Reparaturen und Wartung zuverlässiger Betrieb, Heben und Transportieren, und elektrische Energie für die Dampf Autoklaven erforderlich.

Die einfach zu bedien PCS wurde entwickelt, um die Sterilität durch Inaktivierung bakterieller Sporensuspensionen oder Bakteriensporen Bioindikatoren in 30-Minuten-Behandlungen, die die kontrollierte Herstellung von Chlordioxid durch einzigartige Effektor-Chemie zu erreichen. Insbesondere überprüft mikrobiologische Validierungsstudien, dass die PCS erreicht Sterilität durch Inaktivierung Bioindikatoren mit Sporen (10 5 Sporen / ml) von entweder G. stearothermophilus oder B. atrophaeus, d...

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The Portable Chemical Sterilizer PCS, D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

Der P ortable C hemische S terilizer (PCS) ist eine revolutionäre, energieunabhängig, fast wasserlosen Sterilisationstechnologie für medizinische Armee-Einheiten. Die PCS erzeugt Chlordioxid aus Trockenreagenzien mit Wasser vor Ort gemischt, at-will, und am Point-of-Use (POU) in einem Kunststoffkoffer. Die D isinfectant - Sprühgerät für F oods und EN umweltfreundliche S anitation (D-FENS) und dem D isinfectant für EN umweltfreundliche D econtamination, Allzweck-(D-Fend ALL) produzieren wässrigen Chlordioxid in einem zusammenklappbaren Sprühflasche und andere mögliche Ausführungsformen. Diese vielseitigen Dekontaminationstechnologien töten Mikroben in unzähligen verschiedenen Dual-Use-Anwendungen für militärische und zivile Verbraucher.

Das Portable Chemical Sterilisator (PCS), D-FENS und D-Fend ALL: Novel Chlordioxid Dekontamination Technologien für das Militär

There is a stated Army need for a field-portable, non-steam sterilizer technology that can be used by Forward Surgical Teams, Dental Companies, Veterinary ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

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Eine mikrofluidische Chip für die vielseitige chemische Analyse von Einzelzellen

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

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Biologists have long attempted to understand the relationship between phenotype and genotype. To better understand this connection, it is crucial to ...