RU2219952C2

RU2219952C2 - Method of gaseous ethylene oxide-mediated sterilization of biological preparations

Info

Publication number: RU2219952C2
Application number: RU2001128807/15A
Authority: RU
Inventors: В.И. Савельев; А.В. Калинин; И.А. Солодов
Original assignee: Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: transplantology. SUBSTANCE: biological preparations are sterilized with gaseous ethylene oxide at room temperature and normal atmospheric pressure, said preparations being preliminarily kept for 60 min in 5% hydrogen peroxide solution at 37 C and said sterilization being carried out for 90 min while consuming ethylene oxide, as measured by monovacuumeter, from -1 kg/sq. cm to -0.8 kg/sq.cm. EFFECT: reduced toxic effects of reagent and its desorption time.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантологии, и может быть использовано при заготовке биологических трансплантатов, применяемых в травматологии-ортопедии и в других областях восстановительной хирургии. The invention relates to medicine, namely to transplantology, and can be used in the procurement of biological grafts used in traumatology, orthopedics and in other areas of reconstructive surgery.

Известны способы применения газообразной окиси этилена для стерилизации различных изделий, биологических сред и трансплантатов [1, 2, 3]. Known methods of using gaseous ethylene oxide to sterilize various products, biological media and transplants [1, 2, 3].

Основной недостаток большинства приводимых авторами способов заключается в использовании высоких концентраций окиси этилена и продолжительности самого процесса стерилизации, что небезразлично для таких объектов, как биологические ткани. Кроме того, высокие концентрации значительно увеличивают сроки десорбции стерилизованных объектов, что также нежелательно, как, впрочем, и большой расход этого вещества. В качестве прототипа был избран способ, предложенный В.И. Савельевым [3], включающий следующие параметры: расход окиси этилена (по мановакуумметру) от минус 1 кгс/см² до минус 0,5 кгс/см², рабочее давление 0 кгс/см², температура 20±3^oС, экспозиция (время стерилизации) - 90 минут. Несмотря на то, что приведенный способ является наиболее щадящим, ему присущи те же недостатки, которые были отмечены выше.The main disadvantage of most of the methods cited by the authors is the use of high concentrations of ethylene oxide and the duration of the sterilization process itself, which is not indifferent to objects such as biological tissues. In addition, high concentrations significantly increase the desorption time of sterilized objects, which is also undesirable, as, indeed, a large consumption of this substance. As a prototype, the method proposed by V.I. Saveliev [3], which includes the following parameters: ethylene oxide flow rate (according to the manovacuum meter) from minus 1 kgf / cm ² to minus 0.5 kgf / cm ² , operating pressure 0 kgf / cm ² , temperature 20 ± 3 ^o C, exposure ( sterilization time) - 90 minutes. Despite the fact that the above method is the most sparing, it has the same disadvantages that were noted above.

Цель изобретения - снизить рабочую дозу окиси этилена, что должно оказывать на биологические ткани меньшее токсическое воздействие и способствовать сокращению сроков их десорбции. Поставленная цель достигается тем, что биологические препараты перед стерилизацией газообразной окисью этилена в течение 1 часа выдерживают в 5%-ном растворе перекиси водорода при 37^oС. Перекись водорода в качестве вспомогательного агента была выбрана не случайно. Этот препарат обладает дезинфицирующими и стерилизующими свойствами и, что самое главное, полностью расходуется в процессе окисления, не давая побочных продуктов [1]. Тем самым полностью исключается возможность образования между ней и окисью этилена каких-то нежелательных соединений, способных либо снизить бактерицидную активность стерилизующего агента, либо повысить его токсичность. Способ осуществляют следующим образом. Полученные по существующим правилам от трупов-доноров биологические препараты и небольшие кусочки от них для бактериологического исследования на стерильность помещают в 5%-ную перекись водорода и переносят в термостат, в котором выдерживают в течение 1 часа при 37^oС. После этого обработанные таким образом биопрепараты размещают в пленочную упаковку и подвергают стерилизации газообразной окисью этилена при комнатной (20±3^oC) температуре. Рабочие моменты: 1. Загрузка камеры упакованными трансплантатами и бактериологическими пробами для контроля на стерильность. 2. Откачивание из камеры воздуха до отклонения стрелки мановакуумметра к делению минус 1 кгс/см². 3. Подача в камеру окиси этилена в количестве, необходимом для отклонения стрелки мановакуумметра к делению минус 0,8 кгс/см². 4. Подача в камеру двуокиси углерода в количестве, достаточном для создания в ней нормального атмосферного давления. 5. Стерилизация биологического материала в течение 90 минут, начиная с момента подачи в камеру стерилизующего агента. 6. Откачивание отработанного газа (десорбция) не менее 45 минут и повторное заполнение камеры через фильтр двуокисью углерода до создания в ней нормального атмосферного давления. 7. Извлечение трансплантатов и тест-объектов. Последние направляются для исследования в бактериологическую лабораторию, а трансплантаты подвергаются дальнейшему консервированию при низкой температуре.The purpose of the invention is to reduce the working dose of ethylene oxide, which should have less toxic effects on biological tissues and help to reduce the time for their desorption. This goal is achieved in that the biological preparations before sterilization with gaseous ethylene oxide for 1 hour are kept in a 5% solution of hydrogen peroxide at 37 ^o C. Hydrogen peroxide was not chosen as an auxiliary agent by accident. This drug has disinfecting and sterilizing properties and, most importantly, is completely consumed in the oxidation process, without giving by-products [1]. This completely eliminates the possibility of the formation between it and ethylene oxide of some undesirable compounds that can either reduce the bactericidal activity of the sterilizing agent or increase its toxicity. The method is as follows. Obtained according to the existing rules from donor corpses, biological preparations and small pieces from them for bacteriological testing for sterility are placed in 5% hydrogen peroxide and transferred to a thermostat, in which they are kept for 1 hour at 37 ^o C. After that, they are thus treated biological products are placed in a film package and subjected to sterilization with gaseous ethylene oxide at room temperature (20 ± 3 ^o C). Working moments: 1. Loading the chamber with packaged grafts and bacteriological samples for sterility control. 2. Pumping out of the air chamber until the arrow of the manovacuum meter deviates to division minus 1 kgf / cm ² . 3. The feed into the chamber of ethylene oxide in the amount necessary to deflect the pressure gauge arrow to the division minus 0.8 kgf / cm ² . 4. The supply to the chamber of carbon dioxide in an amount sufficient to create normal atmospheric pressure in it. 5. Sterilization of biological material for 90 minutes, starting from the moment the sterilizing agent is introduced into the chamber. 6. Pumping off the exhaust gas (desorption) for at least 45 minutes and refilling the chamber through the filter with carbon dioxide until normal atmospheric pressure is created in it. 7. Removing grafts and test objects. The latter are sent for research to the bacteriological laboratory, and the transplants are further preserved at low temperature.

Таким образом, отличием предлагаемого способа от прототипа является существенное (почти в два раза) снижение дозы стерилизующего агента, что делает его менее токсичным и более пригодным с биологической и клинической точки зрения. Thus, the difference of the proposed method from the prototype is a significant (almost two times) reduction in the dose of the sterilizing agent, which makes it less toxic and more suitable from a biological and clinical point of view.

Практическое использование способа, особенно при массовой заготовке трансплантатов, обеспечивает экономию стерилизующего агента. Считаем также, что способ может быть пригоден и для всех остальных режимов стерилизации биологических тканей газообразной окисью этилена. The practical use of the method, especially with mass harvesting of transplants, provides savings in the sterilizing agent. We also believe that the method may be suitable for all other modes of sterilization of biological tissues with gaseous ethylene oxide.

Пример практического использования. An example of practical use.

Биологические препараты (кожа, кость, хрящ, сухожильная ткань) получены в количестве 23 единиц от донора 45 лет, умершего от инфаркта миокарда. После механической обработки (удаления лишних тканей, соскабливания надкостницы и распиливания костей) от каждого образца взяты небольшие кусочки (тест-объекты) для бактериологического изучения содержащейся на них микрофлоры. Подготовленные таким образом биологические ткани помещены в 5%-ный раствор перекиси водорода и выдержаны в термостате при 37^oС в течение 60 минут. Затем трансплантаты в пленочной таре и бактериологические тест-объекты в такой же упаковке при комнатной температуре перенесены в стерилизационную камеру, из которой при помощи вакуумного насоса откачан воздух до разряжения порядка 1 кгс/см². Из баллона в камеру сначала подана окись этилена в количестве, при котором стрелка мановакуумметра отклонилась от деления минус 1 кгс/см² до деления минус 0,8 кгс/см², а потом двуокись углерода, с помощью которой в камере создано нормальное (0 кгс/см²) давление. С этого момента начат отсчет времени стерилизации. Через 90 минут отработанный газ откачан из камеры, которая вновь заполнена двуокисью углерода до нормального атмосферного давления и открыта. Извлеченные трансплантаты помещены в холодильник на хранение, а тест-объекты направлены в бактериологическую лабораторию для исследования на стерильность. Результаты бактериологического исследования показали, что все трансплантаты стерильны.Biological preparations (skin, bone, cartilage, tendon tissue) were obtained in an amount of 23 units from a donor of 45 years old who died from myocardial infarction. After mechanical processing (removal of excess tissue, scraping of the periosteum and sawing of bones), small pieces (test objects) were taken from each sample for bacteriological study of the microflora contained in them. The biological tissues thus prepared are placed in a 5% hydrogen peroxide solution and kept in a thermostat at 37 ^° C for 60 minutes. Then, the transplants in a film container and bacteriological test objects in the same package at room temperature were transferred to a sterilization chamber, from which air was pumped out using a vacuum pump to discharge about 1 kgf / cm ² . First, ethylene oxide was supplied from the cylinder to the chamber in an amount at which the pressure gauge needle deviated from division minus 1 kgf / cm ² to division minus 0.8 kgf / cm ² , and then carbon dioxide, with which normal (0 kg / cm ² ) pressure. From this moment, the countdown of the sterilization time has begun. After 90 minutes, the exhaust gas is pumped out of the chamber, which is again filled with carbon dioxide to normal atmospheric pressure and open. The extracted grafts are stored in a refrigerator, and the test objects are sent to a bacteriological laboratory for sterility testing. The results of bacteriological studies showed that all transplants are sterile.

До стерилизации они были контаминированы смешанной микрофлорой, состоящей из стафилококков, плесени, споровой и кишечной палочек, протея и дрожжеподобных грибков. Before sterilization, they were contaminated with mixed microflora, consisting of staphylococci, mold, spore and Escherichia coli, Proteus and yeast-like fungi.

Источники информации
1. Вашков В.И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине. М.: Медицина, 1973, стр. 199, 237-247.Sources of information
1. Vashkov V.I. Means and methods of sterilization used in medicine. M.: Medicine, 1973, p. 199, 237-247.

2. Савельев В. И., Родюкова Е.Н. Трансплантация костной ткани. Новосибирск: Наука, Сибирское отд., 1992, стр. 89-92. 2. Savelyev V.I., Rodyukova E.N. Bone transplantation. Novosibirsk: Science, Siberian Dep., 1992, pp. 89-92.

3. Савельев В.И., Тетюшкин М.Т. Газовая стерилизация биологических трансплантатов окисью этилена. Методические рекомендации. Новосибирск, 1977, 17 стр. 3. Savelyev V.I., Tetyushkin M.T. Gas sterilization of biological grafts with ethylene oxide. Guidelines. Novosibirsk, 1977, 17 pp.

Claims

A method of sterilizing biological preparations with gaseous ethylene oxide at normal atmospheric pressure, room temperature, exposure for 90 minutes, characterized in that the grafts are kept in a 5% hydrogen peroxide solution at 37 ° C for 60 minutes before being sterilized, after which they are sterilized at the expense of oxide ethylene by a vacuum gauge from minus 1 to minus 0.8 kgf / cm ² .