Способ стерилизации биологически контаминированного ограниченного пространства

1 Настоящее изобретение относится к способу стерилизации биологически контаминированного ограниченного пространства и особенно к безопасному и простому химическому способу хорошо контролируемого высвобождения или фумигации газообразного формальдегида из формалина. Указанный способ предназначен для стерилизации биологически контаминированных ограниченных пространств, таких как помещения для содержания животных, инкубаторов, продовольственных складов, бункеров для пищевых продуктов, цистерн для пищевых продуктов, мельниц для пищевых продуктов,больниц, медицинского инструментария или других трудно доступных для обработки площадей, в которых медленное и хорошо контролируемое высвобождение газообразного формальдегида из общедоступного раствора формалина обеспечивает отличные бактерицидные,вирулицидные и фунгицидные эффекты за счет полной стерилизации. Предпосылки к созданию изобретения Уровень техники Хорошо известно, что газообразный формальдегид является наиболее часто используемым для стерилизации помещений для содержания животных газом. Он представляет собой эффективный дезинфектант против вегетативных форм бактерий, грибов, спор и вирусов, при условии обеспечения адекватного времени экспозиции и не менее 70% влажности (Remington,стр.1171. CooperMason 1964). Он может легко абсорбироваться поверхностями как в газообразном, так и в жидком состоянии, поскольку обладает высокой проникающей способностью, которая возрастает в полностью закрытых пространствах. В исследовании (Sykes, 1972) было доказано, что формальдегид может обеспечивать полную стерилизацию хорошо закрытого помещения в течение 2 ч при относительной влажности 70%. Механизмом его действия на живые клетки является взаимодействие с белками клетки и(ДНК, РНК) аминокислотами (Russel, 1976). Формалин, имеющийся в продаже, представляет собой водный раствор, содержащий до 37 мас.% формальдегида, НСНО (30,03), с добавлением метанола для предотвращения полимеризации. Указанный раствор широко применяется для дезинфекции помещений, подвергшихся заражению, путем: 1) реакции формалина с половинным количеством перманганата калия; 2) распыления его на листки, висящие в помещении; 3) высвобождения паров формальдегида из формалина в помещение с помощью источника тепла или нагревательного прибора; 4) сублимации порошка параформальдегида при 218 С с использованием нагревательного прибора. 2 В WO 97/23247 А 1 описаны антиперспирантные прокладки, которые пропитаны гексаметилентетрамином в кислой или нейтральной среде для высвобождения формальдегида. Из STN International, File Caplus, Accession1985:492906, Document103:92906, RO 85306 В, известна дезинфекция технологических пространств с использованием формальдегида, который быстро высвобождается из раствора формалина путем сильной экзотермической реакции вследствие добавления KMnO4. В патенте США 4356179 продукты формальдегида используются в качестве фунгицидов для сельскохозяйственного применения. Указанные продукты можно получить, например, добавлением гексаметилентетрамина к формальдегиду. Все указанные выше способы имеют множество недостатков. Использование перманганата калия для испарения формальдегида вызывает очень бурную и опасную реакцию, которая завершается в течение нескольких секунд, и это не дает достаточного времени работнику безопасно покинуть данное место, и в реальной жизни имеется множество сообщений о несчастных случаях со смертельным исходом. Можно доказать, что распыление формалина на листки не является воспроизводимым способом и не высвобождает газообразный формальдегид в достаточном количестве, поскольку этот процесс зависит от температуры,как можно видеть из следующей таблицы. Концентрация и тип формальдегида Газообразный формальдегид 8% формалин 0,5% формалин Время, необходимое для гибели спор Время, необходимое для гибели бактерий Газообразный формальдегид, таким образом, описан как стерилизующий агент, в то время как формалин (концентрация 10%) описан как антисептический агент; следовательно, существует необходимость использовать в качестве стерилизующего агента газообразный формальдегид, а не формалин, поскольку использование формалина требует длительного времени и тщательного нанесения во время деконтаминации. Ссылка: Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th. Ed., стр. 1171, 1470. Merck Index 11th Ed. Помимо этого, контаминированное, весьма сложное электронное и зубоврачебное оборудование можно повредить стерилизацией жидкими агентами, такими, которые описаны в патенте США 31779, или стерилизацией жаром, автоклавированием и т.п. В патенте США 5552112 описан новый способ стерилизации металлического хирургического инструментария микроволновым облучением, но указанный способ имеет тот недостаток, что источник мик 3 роволн не всем доступен и является дорогостоящим. Как упомянуто в патенте США 5552112, газовая стерилизация смесью оксида этилена является приемлемой для наконечников для бормашины и боров. Однако на практике она не применяется из-за дороговизны оборудования, длительности стерилизации и времени проветривания, а также больших затрат на обеспечение защиты персонала. Щелочной глутаровый альдегид (2%), как упоминаетBoucher в патенте США 3912450, используется для стерилизации оборудования, но он должен использоваться в течение 10 ч для того,чтобы убить спорообразующие организмы или возбудителей туберкулеза, и он раздражает ткани. Многим авторам удалось успешно высвобождать газообразный формальдегид с использованием генераторов или нагревательных приборов, были опубликованы некоторые патенты,такие как патенты США 4585624, 665794,1837264, 2993832, 3694146, 3816074, 3898038 и 4166087. Все эти патенты описывают различные системы аппаратов для испарения формальдегида и его распределения в ограниченное пространство, подлежащее стерилизации, для контакта с контаминантами. Однако указанные способы имеют такие недостатки, как высокая стоимость инструментов, обслуживания, доступность, сложность и ограниченный объем формалина, предназначенного для испарения. До сих пор не известны работы, в которых используется безопасный химический процесс испарения формальдегида как альтернатива небезопасному использованию перманганата калия или другим обычным способам. Краткое описание изобретения Настоящее изобретение относится к идеальному химическому и безопасному способу высвобождения газообразного формальдегида из раствора формалина путем испарения с использованием тепла, образующегося при экзотермической реакции, для упрощения и оптимизации применения газообразного формальдегида в стерилизуемых закрытых пространствах,таких как дома, помещения для домашних животных, больницы, операционные, склады, гостиницы, ванные комнаты или любой другой объект, который нуждается в стерилизации. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа стерилизации ограниченных пространств, таких как помещения для содержания животных, инкубаторов,продовольственных складов, бункеров для пищевых продуктов, цистерн для пищевых продуктов, бункеров или цистерн для перевозки пищевых продуктов грузовым транспортом,мельниц для пищевых продуктов или других трудно доступных площадей, или помещений в больницах, клиниках, научно-исследовательских лабораториях и т.п., посредством химического высвобождения газообразного формаль 003159 4 дегида в ограниченное пространство для контакта с контаминантами. Настоящее изобретение основано на открытии того факта, что высвобождение газообразного формальдегида можно легко получить за счет тепла, образующегося при экзотермической реакции, происходящей в присутствии формалина. Высвобожденный газообразный формальдегид может быть использован для стерилизации закрытых пространств, примеры которых приведены выше. Экзотермические химические реакции, в которых участвуют различные реагенты, известны специалистам в области химии. В общем, для подобных экзотермических реакций химик может выбрать любые реагенты. Нет необходимости говорить о том,что выгодно выбирать реагенты, которые легко доступны и дешевы. После того как реагенты выбраны, специалист легко определит их количества, достаточные для образования тепла для высвобождения газообразного формальдегида из формалина с целью стерилизации. В качестве примера подходящих реагентов можно упомянуть гексаметилентетрамин и пероксидные соединения или предшественники пероксидных соединений, которые при смешивании и в присутствии формалина вызывают экзотермическую реакцию, высвобождающую газообразный формальдегид для стерилизации. Согласно настоящему изобретению экзотермическую реакцию обеспечивают добавлением реагентов к формалину в количествах,достаточных для образования тепла для высвобождения формальдегида из формалина. Согласно настоящему изобретению указанные реагенты включают первый реагент А и второй реагент В; указанный реагент А включает гексаметилентетрамин, необязательно в смеси с серным цветом, красным оксидом железа, диоксидом кремния, предпочтительно с тем, который продается под торговым наименованиемAerosil, и лимонной кислотой, а второй реагент В включает пероксидное соединение, такое как пероксид водорода или его предшественник. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения,реагент А включает Methenamine (гексаметилентетрамин), а реагент В включает раствор пероксида водорода. Наиболее предпочтительно указанный раствор содержит 10-50% пероксида водорода. Согласно настоящему изобретению формалин, например, имеющий концентрацию 1040% газообразного формальдегида, смешивают с реагентом А, включающим гексаметилентетрамин, и реагентом В, например пероксидом водорода. Как объясняется ниже, температура реакционного раствора будет спонтанно повышаться в результате экзотермической химической реакции, и образование газообразного формальдегида эффективно начинается при 60 С. Температура повышается, а высвобожде 5 ние газообразного формальдегида достигает максимальной величины при 90 С. В качестве неограничивающих примеров пероксидных соединений можно упомянуть следующие: пероксосульфат аммония, пероксодисульфат калия, пероксид водорода, пероксид ацетила, пероксид бензоила и гидропероксид кумола. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения,при котором указанные реагенты включают гексаметилентетрамин и пероксид водорода, их соотношение находится в пределах 0,7-1,5. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение иллюстрируется следующим примером. Для испарения 10 мл максимум до 3500 мл(предпочтительно 2000 мл) формалина, содержащего 10-40% газообразного формальдегида в воде. Указанное выше количество формалина смешивают с 100-400 г, предпочтительно 200 г,порошка (А), который состоит из пяти следующих ингредиентов: Ингредиент Серный цвет Оксид железа, красный В случае стерилизации очень сложных медицинских или зубоврачебных инструментов или других подобных объектов следует использовать Methenamine (гексаметилентетрамин) без остальных химических веществ, показанных в таблице выше. После смешивания указанного выше количества порошка (А) с указанным выше количеством формалина (100-400 мл, лучшие результаты с использованием 200 мл) добавляют жидкость (В). Реакцию контролирует та часть, которая представляет собой порошок, и дает оператору достаточно времени до начала процесса испарения. Жидкость (В) представляет собой пероксид водорода, имеющий концентрацию 10-50%(лучшие результаты с использованием 50%). Тепло, которое вырабатывается в результате смешивания порошка (А) и жидкости (В), способствует нагреванию и испарению или контролируемой фумигации формалина. Приблизительно через 5 мин температура раствора спонтанно повышается вследствие экзотермической химической реакции, и образование газообразного формальдегида эффективно начинается при 60 С. С повышением температуры экзотермической реакции испарение газообразного формальдегида становится очень 6 сильным и достигает максимума при 90 С (приблизительно через 10 мин). Примеры Пример 1. С целью иллюстрации настоящего изобретения приводится следующий неограничивающий пример. Для стерилизации был выбран курятник объемом 4000 м 3 (рассчитанный на 10000 птиц) немедленно после полной эвакуации помещения и до запуска нового цикла содержания птиц. Помещение дополнительно не подвергали очистке. С различных репрезентативных участков помещения были взяты мазки (потолок, пол и т.п.). Все окна и двери были плотно закрыты. Помещение увлажняли водой для получения, по меньшей мере, 70% относительной влажности. Выбранное для эксперимента количество формалина составляло 2 л на 100 м 3, поэтому 40 л(37%) раствора формальдегида разлили в 20 пластиковых контейнеров (каждый вместимостью 10 л), таким образом, чтобы каждый контейнер содержал 2 л формалина. Контейнеры равномерно распределили в помещении. В каждый контейнер добавили 200 г порошка (А),состоящего из Ингредиент Серный цвет Оксид железа, красный Порошок (А) тщательно смешали с формалином, а затем добавили в каждый контейнер 200 мл жидкости (В) (50% пероксид водорода) и перемешали. В каждом контейнере с течением времени фиксировали температуру раствора, и были получены следующие средние температуры раствора в зависимости от времени. Время, мин Температура раствора, С 3 40 5 60 7 80 10 95 30 95 40 85 50 75 60 65 100 40 Формальдегид начинал эффективно испаряться, когда температура раствора достигала 60 С, через 5 мин после смешивания всех ингредиентов. Через 10 мин испарение становилось экстенсивным (кипение). Эта температура держалась в течение 20 мин, после чего начинала понижаться и достигала комнатной температуры через 2 ч. Курятник держали закрытым и пустым в течение 48 ч, после чего его хорошо проветрили и снова взяли мазки случайным способом и анализировали их на предмет общего количества грибов и бактерий. Среднее количество до стерилизации 1000000 колоний/г Среднее количество после стерилизации 2 колонии/г Пример 2. Рассчитайте размер помещения, а затем поместите в отдельные контейнеры (вместимостью 20 л) 2 л формалина на каждые 100 м 3. Добавьте 200 г реагента А и смешайте с обычным формалином во всех контейнерах; перемешивайте смесь после добавления порошка до его полного растворения, затем добавьте 200 мл реагента В к смеси и покиньте помещение. Через 5 мин начинается испарение, и высвобождение газообразного формальдегида продолжается более 4 ч; предпочтительно держать помещение закрытым в течение ночи. Образование газообразного формальдегида эффективно начинается при 60 С. Испарение становится очень сильным и достигает максимума при 90 С через 10 мин. Фумигация действует лучше всего при температурах выше 18 С, следовательно, температуру в помещении следует поддерживать выше этого уровня, а влажность должна составлять приблизительно 70%. В состав реагента А входит сера,оксид железа, вторичный кислый фосфат кальция и гексаметилентетрамин. Реагент А контролирует реакцию испарения формалина и обеспечивает подходящее время до начала испарения. Реагент В представляет собой жидкость,включающую 50% пероксид водорода, достаточный для испарения 2 л 37% раствора формалина. Реагент В помогает нагреванию и действует как катализатор для испарения формалина. Реагент А следует хранить в прохладном месте при температуре ниже 30 С, вне пределов досягаемости для детей и в отдалении от мест хранения пищевых продуктов. Реагент В также следует хранить в прохладном месте при температуре ниже 30 С, вне пределов досягаемости для детей и в отдалении от мест хранения пищевых продуктов. Пример 3. Процедуру этого примера выполняли так же, как в примере 2, за исключением того, что композиция реагента А представляла собой 100% порошок гексаметилентетрамина. Результаты этого эксперимента также были отличными, как и результаты упомянутых выше экспериментов. 8 Настоящее изобретение, таким образом,хорошо подходит и хорошо приспособлено для достижения намеченных целей, и имеет как упомянутые преимущества и признаки, так и другие, присущие ему. Приведенное выше описание служит лишь для иллюстрации изобретения и не должно быть истолковано как ограничение. Список литературы 1. Russell A.D. 1976. Inactivation of nonsporing bacteria by gases. Soc.Appl.Bacterial., 5,61-68 2. Cooper E.A. and Mason, J. 1964. Studies ofselective bactericidal action. J.HYG, 26, 118-126 3. Sykes M.K. 1972. Sterilization of ventilators. Int.Anesthesiol.Clin., 10, 131 4. Pharmaceutical CODEX. 1976 5. Martindale, 1989 6. Remington, 1990 7. Disinfection, Sterilization and preservation,1983, third edition, Seymor s. Block 8. Poultry Production. Sunil Kumar Das,1994, First edition ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ стерилизации биологически загрязненного ограниченного пространства путем обработки этого пространства формальдегидом,высвобождаемым из формалина под действием тепла, образованного в результате экзотермической реакции, отличающийся тем, что в качестве одного из реагентов реакции используют гексаметилентетрамин, а второй реагент представляет собой пероксидное соединение или его предшественник. 2. Способ по п.1, в котором первый реагент включает также серный цвет, красный оксид железа, диоксид кремния и лимонную кислоту. 3. Способ по п.1, в котором указанный второй реагент включает раствор пероксида водорода. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором для испарения газообразного формальдегида из каждых 10 мл максимум до 3500 мл формалина используют указанные реагенты в следующих количествах: 0-10 г серного цвета, 0-10 г красного оксида железа, 0-5 г диоксида кремния, 0-5 г лимонной кислоты и 180-210 г гексаметилентетрамина. 5. Способ по п.3, в котором раствор содержит 10-50% пероксида водорода. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором соотношение первого и второго реагентов находится в пределах 0,7-1,5. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором формалин имеет концентрацию 10-40% газообразного формальдегида.