ТЕРМОИНДИКАТОР ПЛАВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G01K11/06 

Изобретение относится к технике контроля тепловых процессов и, в частности, к средствам контроля режима паровой стерилизации медицинских материалов.

Известны термоиндикаторы плавления (плавящиеся покрытия и термосвидетели), принцип действия которых основан на изменении агрегатного состояния термочувствительного вещества [1]. Появление признаков расплавления служит для них критерием оценки температуры объекта, совмещаемого с термоиндикатором в одной и той же тепловой среде.

Независимость температуры плавления термочувствительного вещества от времени и характера нагрева и в связи с этим высокая точность измерений (с погрешностью не более 0,5 - 1,5%) позволяют использовать данные термоиндикаторы в особенно ответственных случаях.

Однако использование известных термоиндикаторов сопровождается натеканием термочувствительного вещества на поверхность предметов, что в случае стерилизации медицинских материалов является недопустимым.

Из известных термоиндикаторов плавления наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является термоиндикатор, выполненный в виде термочувствительного вещества, уложенного в прозрачную капсулу из стекла или пластмассы [2].

Использование прозрачной капсулы обеспечивает возможность прямого визуального наблюдения внешнего вида термочувствительного вещества. Кроме того, капсула играет роль оболочки, исключающей натекание термочувствительного вещества на предметы стерилизации при любых пространственных положениях термоиндикатора.

Однако в случае паровой стерилизации медицинских материалов для высококачественной дезинфекции необходимо обеспечивать и контролировать не только температуру, но и максимальную плотность водяного пара, которая достигается за счет удаления из автоклава газов атмосферного воздуха при продувке камеры автоклава насыщенным водяным паром. Известный термоиндикатор такого контроля обеспечить не может, так как выполнен герметичным и, следовательно, термочувствительное вещество в нем не реагирует на изменения физико-химического состава термочувствительной среды в автоклаве.

Поэтому термочувствительное вещество в известных термоиндикаторах герметичного типа выбирается только по условию равенства температуры плавления заданной стандартной температуре стерилизации без учета возможного влияния на температуру плавления, а значит, и на качество контроля режимов стерилизации, плотности водяного пара.

Задачей изобретения является повышение надежности паровой стерилизации медицинских материалов путем обеспечения контроля не только заданной температуры стерилизации, но и плотности водяного пара в автоклаве.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном термоиндикаторе плавления, выполненном в виде термочувствительного вещества, помещенного в прозрачную капсулу, в качестве термочувствительного вещества взято нерастворимое в воде соединение, температура плавления которого равна заданной температуре стерилизации в среде чистого насыщенного водяного пара. Причем при стандартной температуре стерилизации 132±2^oC вещество выполнено в виде таблетки из смеси стеарата цинка со стеаратом кальция, а при стандартной температуре стерилизации 120+2^oC - из смеси стеарата цинка с бисалкофеном.

Кроме того, капсула предлагаемого термоиндикатора выполнена либо в форме типа - "непроливашки" (колба с обращенной внутрь горловиной или стакан, закрытый ступенчатой пробкой с центральным отверстием), либо в форме полудиска с каплеобразным поперечным сечением полости и отверстием в стенке полудиска. Оба указанных варианта предлагаемого технического решения обеспечивают свободный доступ пара к таблетке термочувствительного вещества и при этом исключают вытекание расплава термочувствительного вещества из капсулы при любых пространственных положениях термоиндикатора. Вариант с капсулой-"непроливашкой" используется в тех случаях, когда трудно избежать сдавливания термоиндикатора предметами стерилизации (например, в случае укладки термоиндикатора вместе со стерилизуемым материалом в биксу). Вариант с капсулой-полудиском целесообразно выполнять из прозрачной полимерной пленки и использовать в тех случаях, когда сжатие термоиндикатора предметами стерилизации в автоклаве может быть исключено.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1, 2, 3 показаны варианты конкретного выполнения предлагаемого термоиндикатора.

Вариант конкретного выполнения термоиндикатора, показанный на фиг. 1, включает таблетку 1 термочувствительного вещества, помещенную в прозрачную капсулу-"непроливашку", выполненную в виде колбы 2 с обращенной внутрь горловиной 3. Такая форма капсулы обеспечивает разделение объема полости на периферийный объем 4, прилегающий к стенкам полости, и смежный с ним центральный объем 5, прилегающий к отверстию в горловине. При этом термочувствительное вещество вне зависимости от пространственного положения термоиндикатора может заполнять только участки объема 4. Участки объема 5 им не заполняются, в результате чего при любых пространственных положениях термоиндикатора исключается вытекание термочувствительного вещества через отверстие в горловине, что, в свою очередь, делает невозможным его натекание на предметы стерилизации.

Вариант выполнения термоиндикатора, показанный на фиг. 2, является аналогичным. Отличие состоит только в том, что капсула-"непроливашка" выполнена в виде стакана 6, закрытого ступенчатой пробкой 7, благодаря которой обеспечивается возможность многоразового использования капсулы.

Вариант выполнения, показанный на фиг. 3, включает капсулу из полимерной пленки, которая представляет собой клиноподобный полудиск 8 с каплеобразным поперечным сечением полости. Полудиск в данном случае получен за счет того, что сложенная вдвое полимерная пленка сварена подковообразным швом 9. Форма капсулы такого вида, как и форма капсулы-"непроливашки" обеспечивает разделение объема полости на периферийный объем 10 и смежный с ним центральный объем 11. Причем вне зависимости от пространственного положения термоиндикатора, как и в случае с капсулой-"непроливашкой", здесь может заполняться термочувствительным веществом только периферийный объем. Поэтому для того, чтобы исключить вытекание термочувствительного вещества, отверстие 12 выполняется в той части стенки капсулы, которая прилегает к центральному объему 11.

Работа термоиндикатора осуществляется следующим образом. Термоиндикатор помещают в автоклав вместе со стерилизуемым материалом. В процессе стерилизации водяной пар проходит через отверстие в капсулу термоиндикатора и вступает во взаимодействие с термочувствительным веществом, находящимся в капсуле. В зависимости от того, какая из стандартных температур является параметром выбранного режима стерилизации (120+2^oC или 132±2^oC), в качестве термочувствительного вещества берут, соответственно, либо смесь стеарата цинка с бисалкофеном, либо смесь стеарата цинка со стеаратом кальция. Температура плавления этих смесей в воздушной среде заведомо выше заданной температуры паровой стерилизации, при которой каждая из них используется в качестве термочувствительного вещества. (В частности, для смеси стеарата цинка с бисалкофеном, используемой при паровой стерилизации с температурой 120+2^oC, температура плавления таблетки, помещенной в сухожаровой шкаф с воздушной средой, составляет 126±1^oC, а для смеси стеарата цинка со стеаратом кальция, используемой при температуре паровой стерилизации 132±2^oC, температура плавления таблетки в воздушной среде имеет значение, равное 140±2^oC). С увеличением плотности водяных паров, обеспечиваемым за счет продувки автоклава насыщенным водяным паром, температура плавления указанных веществ уменьшается и приобретает минимальное значение, равное заданной стандартной температуре стерилизации, когда паровоздушная смесь превращается в чистый, а значит, и наиболее плотный при данном давлении пар.

Уменьшение температуры плавления используемых веществ от увеличения плотности водяного пара можно объяснить тем, что теплота физической адсорбции водяных паров для этих веществ выше теплоты физической адсорбции газов воздушной смеси, т.е. водяные пары более активно, чем воздух, снижают удельную свободную энергию поверхности (поверхностное натяжение) их твердой фазы.

Если установившаяся в автоклаве температура не меньше необходимой нормы и термодинамическая среда в нем по своему физико-химическому составу представляет собой чистый насыщенный водяной пар без примеси газов атмосферного воздуха, то термочувствительное вещество расплавляется и растекается в периферийном объеме полости капсулы. При этом независимо от пространственного положения термоиндикатора расплав термочувствительного вещества не вытекает через отверстие в капсуле наружу и не натекает на предметы стерилизации.

После окончания стерилизации термоиндикатор извлекается из автоклава вместе со стерилизованным материалом и на основании визуального обнаружения признаков расплавления таблетки термочувствительного вещества делается вывод относительно соблюдения правильного режима стерилизации для данной партии материала.

Если же среда чистого насыщенного водяного пара имела температуру, меньше необходимой заданной нормы, или, наоборот, при заданной температуре среда не являлась чистым насыщенным водяным паром, то термочувствительное вещество в капсуле не расплавляется, что свидетельствует о несоблюдении правильного режима стерилизации из-за возможной неисправности приборов или из-за плохой продувки автоклава насыщенным паром.

Заявляемое техническое решение термоиндикатора обеспечивает повышение надежности контроля режимов паровой стерилизации медицинских материалов.

В приложении к описанию изобретения приведены примеры теоретического обоснования конструктивных размеров полости капсулы-"непроливашки", а также полости капсулы-полудиска с каплеобразным поперечным сечением. Примеры теоретического обоснования иллюстрируются фиг. 4-9.

Источники информации, принятые во внимание.

1. Абрамович Б.Г. Термоиндикаторы и их применение. - М.: Энергия, 1972, - с. 14-15.

2. Абрамович Б.Г. Цветовые индикаторы температуры. - М.: Энергия, 1978, с. 154-155.

Изобретение относится к технике контроля тепловых процессов, в частности к средствам контроля режима паровой стерилизации медицинских материалов. Термоиндикатор плавления содержит термочувствительное вещество, помещенное в прозрачную капсулу. Капсула выполнена в виде колбы или емкости-полудиска или в виде стакана. Колба имеет обращенную внутрь горловину. Емкость-полудиск выполнены с каплеобразным поперечным сечением полости и отверстием в стенке. Стакан закрыт ступенчатой пробкой с центральным отверстием. Полость капсулы разделена на периферийную и центральную части. Периферийная часть заполняется расплавом термочувствительного вещества. Центральная часть не заполняется расплавом термочувствительного вещества ни при каких пространственных положениях термоиндикатора. Центральная часть полости капсулы сообщается с внешней средой. Такое выполнение термоиндикатора позволяет обеспечить контроль за температурой стерилизации и плотностью водяного пара, что повышает надежность паровой стерилизации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Термоиндикатор плавления для контроля режимов паровой стерилизации медицинских материалов, содержащий термочувствительное вещество, помещенное в прозрачную капсулу, отличающийся тем, что капсула выполнена в виде колбы с обращенной внутрь горловиной, или в виде емкости-полудиска с каплеобразным поперечным сечением полости и отверстием в стенке, или в виде стакана, закрытого ступенчатой пробкой с центральным отверстием, причем полость капсулы разделена на периферийную часть, заполняемую расплавом термочувствительного вещества, и центральную часть, не заполняемую расплавом термочувствительного вещества при любых пространственных положениях термоиндикатора, а отверстие в горловине колбы, или в стенке емкости-полудиска, или в ступенчатой пробке сообщает с внешней средой центральную часть полости капсулы. 2. Термоиндикатор плавления по п. 1, отличающийся тем, что при стандартной температуре стерилизации 120 ± 2^oC термочувствительное вещество выполнено в виде таблетки из смеси стеарата цинка с бисалкофеном. 3. Термоиндикатор плавления по п. 1, отличающийся тем, что при стандартной температуре стерилизации 132 ± 2^oC термочувствительное вещество выполнено в виде таблетки из смеси стеарата цинка со стеаратом кальция.