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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The authors would like to acknowledge their gratitude to the U. S. Army Environmental Quality 6.1 Basic Research program, the US Army Institute of Surgical Research, and NSRDEC&#8217;s Continuous Product Improvement program and Expeditionary Base Camp TecD for funding this work. We are grateful to Adam Driks (Loyola University Medical Center) for the micrograph shown in Figure 6B.

1。ポータブル化学殺菌（PCS） <ol><li>装備。 PCSは、ポータブル、エネルギーに依存しない、使用場所の医療殺菌のための革新的なデバイスです。これらの目的のために、商業PELICAN硬質プラスチックスーツケースを殺菌します（ 図1）を収容するための特別な設計上の特徴で装飾した。 </li><li>機器設計。 A）広口反応容器を乾燥化学試薬と水を受け取る。 b）は壁に設置つのチェ?...

<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>

This foundational R&#38;D has set new research and technical directions through collaborations with academia, other Government agencies, and industry that have led to the commercialization of novel, environmentally-friendly (&#8220;green&#8221;) technologies. Chlorine dioxide is the first method approved by the National Sanitation Foundation in 20 years for safer, faster, and more environmentally-friendly sterilization than conventional treatments. The PCS, D-FENS, and D-FEND ALL prototypes have been validated as bench-s...

商用デバイスは、以前に存在しなかった、新鮮な食材を3,6,9-13,15に栄養病原体を殺すために、または細菌胞子を除染するために実証済みの能力を持っている消毒剤の二酸化塩素（のClO 2）を生成し、そこからのPCS技術が進む。6、 14,15,17 PCSは研究室では、 ゲオバチルス·ステアロサーモフィルス （GS）の胞子（関連文献8を参照）、Gの胞子バイオ指標の生きた培養に対する殺菌を実現するために特別に検証されていますステアロサーモフィルス及びバチルスアトロフェウス （BA）6,15,16。 PCSはまた、例えば、ホールトマトなどの生鮮食品にリステリア菌、大腸菌を 、病原体、新鮮なカット農産物の貯蔵寿命を延ばすために栄養を不活性化することによって、食品の安全性を確保するために、より低いストリンジェントな条件で動作するように適合されている、INACによるスライスされたりんご6,15におけるポリフェノールの褐変酵素をtivating。二酸化塩素を生成するために、PCSは、従って、保管、取り扱い、および遠前方軍事酸性廃棄物を配置し、酸及び配送の固有の難しさの使用を排除し、ほぼ中性のpHでの酸化還元反応を介して進行する新規なエフェクター化学を使用して展開1,2,4,17。軍事に加えて、PCSは、国土安全保障/防衛でも使用することができます。電力、飲料水、および廃棄物の除去へのアクセスを無力自然災害（Superstormサンディ、津波、ハリケーン·カトリーナ）の間;オンサイト緊急第一応答者による;そして停電（計画停電とブラウンアウト）の間に地域の病院や学校で。 開発 isinfectant -のF oodsとEN vironmentally優しいのS anitation（D-FENS）用の噴霧器もエフェクター化学（3化学成分）と2段階の混合プロセスを（使用しています<em&gt; I。予備濃縮IIが続く。反応後希釈）の水性二酸化塩素を生成するには、主に陸軍フィールドキッチンと衛生センターや海軍の軍物資の表面の汚染除去、食品取り扱い機器とフィールド給電機器用折りたたみ式スプレーボトル中ガレー船は、医療装置、シャワー、トイレ配備要員の任意の場所に多数の、近接5,6に共存できます。検証テストは、D-FENSは多孔性の表面14に、病原体黄色ブドウ球菌 、一般的な食中毒病原体を排除することを示した。 「D-FEND ALL」（JA vironmentallyに優しい開発 econtamination用のD isinfectant、 万能 ）細菌を除染するために、水性二酸化塩素を製造するための比類のない汎用性（2化学成分）に簡単、より便利（1段階混合）代替手段を提供サニを促進するための表面消毒用テキスタイル上の胞子、テーション衛生及び清潔な飲料水のために生成するように設計された新規雑排水のリサイクル技術の用途のための出発物質の少量を用いて希薄二酸化塩素溶液の大量の迅速な産生を必要とするアプリケーションに特定の利点を有する水の品質と安全性を向上させる遠征ベースキャンプ2。 様々なメカニズムは、国家の材料利益のために技術の開発と商業化を促進する方法として、非連邦エンティティへの連邦政府の技術の移転を促進するために、連邦技術移転法に基づいて存在しています。したがって、特許ライセンス契約および商業評価ライセンスを経由して多くの軍と民間の使用のための彼らの急成長の可能性と、PCS、D-FENSおよびD-FENDすべてのテクノロジは、特許を取得されており、実用化のために、業界に移す。 ＆＃いわゆるD FENS（のゆっくりとした、制御放出バージョン8220、D-FENSライト」）技術は、フレッシュベリーの貯蔵寿命を延長する包装材料への組み込みのための商業業界に移し、PCSは、技術は、他の技術との比較テストのために大学とその他の政府機関に転送された生鮮食品の商品と食品安全の研究のため、学部理科教育を強化するため。 PCSおよびその化学の技術移転は、従来のホルムアルデヒドの治療法に比べて、時間、コスト、および環境保護の改善とバイオフード滅菌のために承認された商用製品につながった。

<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

明記軍は前方外科チームが使用できるように、フィールドのポータブル、非蒸気滅菌技術が必要とされている、歯科企業、獣医サービスサポート分遣隊、戦闘支援病院、地域医療研究所手術器具を滅菌すると、病理学的滅菌する手術室、緊急治療領域、および集中治療室で廃棄前に標本。小説の次のアンサンブル、「クリーンでグリーン」二酸化塩素技術は除染6,15のための重要な軍事的必要性の数を満たすために適応する汎用性と柔軟性があります。具体的には、p ortable のC hemical 用S terilizer（PCS）は、緊急の戦場のニーズを満たすため、高強度のエネルギー独立性、軽量移植性、迅速な機動性、そして堅牢な耐久前進配備3のための重要な機能のギャップを埋めるために発明されました。外科sterilizatの革命的な技術革新などイオン技術、PCSは、オンサイトで依存している現代のフィールドオートクレーブで、ユースポイント、AT-意志の二酸化塩素の代わりに蒸気を発生。二つの（2）のPCS単位は（なぜなら、その面倒なサイズ、かさばる寸法、重量の展開での愛称「ベルタ」）1大型蒸気オートクレーブの同等のスループットで、1時間に4外科トレイを滅菌する。しかし、PCSが100％少ない電力（0対9キロワット）を使用して、98％少ない水で動作（10対640オンス）、大幅に95％重量を削減（20対450ポンド、4人のリフト）事実上96パーセントキューブ（2.1対60.2フィート3）、その修理や、信頼性の高い動作を維持持ち上げ、輸送、スチームオートクレーブに必要な電力の前方展開で困難な課題を解消。

The easy-to-operate PCS was designed to achieve sterility by inactivating bacterial spore suspensions or bacterial spore bio-indicators in 30-minute treatments involving the controlled production of chlorine dioxide by unique effector chemistry. Specifically, microbiological validation studies verified that the PCS achieved sterility by inactivating bio-indicators containing spores (105 spores/ml) of either G. stearothermophilus or B. atrophaeus, that are intended to indicate sterilization by...

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

The Portable Chemical Sterilizer (PCS) is a revolutionary, energy-independent, almost waterless sterilization technology for Army medical units. The PCS generates chlorine dioxide from dry reagents mixed with water on-site, at-will, and at point-of-use (PoU) in a plastic suitcase. The Disinfectant-sprayer for Foods and ENvironmentally-friendly Sanitation (D-FENS) and the Disinfectant for ENvironmentally-friendly Decontamination, All-purpose (D-FEND ALL) produce aqueous chlorine dioxide in a collapsible spray bottle and other potential embodiments. These versatile decontamination technologies kill microbes in myriad diverse Dual-use applications for military and civilian consumers.

ポータブル化学殺菌（PCS）、D-FENSおよびD-FEND ALL：小説二酸化塩素除染技術の軍事用

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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