專利名稱：：用于濃縮霧化劑的裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于濃縮例如可用于表面消毒或滅菌的氣霧劑的方法和裝置。所述方法和裝置特別適于醫(yī)療器材的消毒或滅菌，但不限于此。
背景技術：
：通過引用本申請將本申請人的共同未決申請AU2005904181,AU2005卯4196和AU2005904198的全部內(nèi)容合并。如這些共同未決申請中所述，提供以下標準的滅菌方法和裝置是十分理想的(a)不需真空(b)不需沖洗步驟(c)不需60。C以上的溫度。在先技術中的許多這類方法采用真空和或沖洗步驟。其效果是增加了所需設備的復雜度和成本，并可相當程度地延長消毒或滅菌方法的時間(意味著昂貴的醫(yī)療器材的停機時間將更長)。采用高溫也會增加滅菌設備的復雜度和成本，而更重要的是會損壞許多材料。理想的是提供滿足上述標準的消毒方法和裝置，同時在病原體破壞方面，特別是當在處理閉塞的、緊密配合的和內(nèi)腔的表面時，獲得可能達到的最高效力。理想的是采用過氧化氫的消毒方法。低濃度的過氧化氫的使用僅有很少的或沒有規(guī)章限制，其在運輸、銷售和操作中是安全的，并已經(jīng)為人們所熟知。然而，對于需要以高濃度過氧化氬為起始材料的那些方法卻存在問題。例如，采用腐蝕性的和刺激性的60%過氧化物溶液為起始材料的商業(yè)蒸汽和等離子法，其中所述溶液需要特殊包裝和操作預防措施。當過氧化氫以小液滴的形式使用時(噴霧、超聲霧化等)，這些顆粒傾向于在表面上沉積為液滴，形成的過氧化物的殘余層成為潛在的問題。醫(yī)療器材、食品包裝和其他被消毒的物品需要干燥貯存以避免再次污染。重要的是手術器材不能含有超過lmg/cr^的殘余過氧化物。然而，除去殘余過氧化物非常困難。要么需要進行沖洗，這會引入先前在我們共同未決申請中所討論的與液體系統(tǒng)、延長的高溫干燥周期相關問題(這些完全抵消了快速殺滅時間和低操作溫度帶來的任何優(yōu)點)，要么需要使用催化劑或其他化學手段來分解過氧化物(這仍然需要干燥，并產(chǎn)生在器材上殘留化學物質(zhì)的一系列問題)，要么采用真空。因此，理想的是提供一種用可能的最小量的過氧化物達到理想效果的系統(tǒng)。本說明書中對在先技術的任何討論都不應認為是承認這樣的在先技術在本領域中廣泛知曉或形成7>知常識的一部分。發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的是提供改進的用于醫(yī)療器材消毒或滅菌的方法和裝置，其中避免或改進了在先技術中的至少部分缺點。本發(fā)明優(yōu)選實施方式的目的是提供能濃縮氣霧劑和提高其性能的改進的方法和裝置。除非為了上下文清楚的需要，整個說明書和權利要求書中的文字"包括(comprise,comprising)"等應解釋為包含的意思，而不是排他和窮舉的意思；也就是說，"包括但不限于"的意思。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種用于濃縮霧化劑的裝置，包括霧化劑流管道；逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定出透氣膜的各自的相對側(cè)。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種用于濃縮霧化劑的裝置，包括多個交替的霧化劑流管道和相應的逆流管道；并且其中每個所述霧化劑流管道和相鄰的逆流管道的至少一部分限定透氣膜的各自的相對側(cè)。所述交替的霧化劑流管道和逆流管道可成層狀結(jié)構(gòu)。或者，它們可以以同心的、同軸的管狀排列。每個霧化劑流管道包括入口和出口。每個逆流管道包括入口和出口。優(yōu)選所述霧化劑流和逆流的方向相反。然而，它們的方向可以相同，或者為其它任何方向，例如垂直流過。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供一種用于濃縮霧化劑的裝置，包括霧化劑流管道；至少兩個逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定透氣膜的各自的相對側(cè)。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供一種用于濃縮霧化劑的裝置，包括至少兩個霧化劑流管道；逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定透氣膜的各自的相對側(cè)。根據(jù)第五方面，本發(fā)明提供一種濃縮霧化劑的方法，包括以下步驟(1)將霧化劑流提供到透氣膜的第一側(cè)，所述霧化劑由溶劑中的活性物組成并具有活性物:溶劑的第一比例；和(2)將氣體的逆流提供到所述透氣膜的第二側(cè)，從而將在第一側(cè)的活性物:溶劑的第一比例提高到大于該活性物:溶劑的第一比例的活性物:溶劑的第二比例。所述濃縮的霧化劑優(yōu)選用于物品的消毒和/或滅菌。所述霧化劑優(yōu)選為水和生物殺滅劑的霧化劑。更優(yōu)選所述生物殺滅劑是過氧化氫?；钚晕锱c溶劑的第一比例優(yōu)選約為30wt%。活性物與溶劑的第二比例優(yōu)選為70wt%。所述氣體的逆流以一定的速率提供一段時間，使所述第二比例不能進一步增加。優(yōu)選所述氣體是空氣，更優(yōu)選為濕度調(diào)節(jié)過的空氣。所述半透織物或膜是機織的或無紡的織物，或者它可以是片材或膜或其組合，并可為單層或多層結(jié)構(gòu)。在此所用的術語"半透膜"在上下文允許時包括所有具有所述選擇特性的這種織物或膜。所述半透膜的本質(zhì)可為疏水的或親水的。選擇所述半透膜以確保霧化劑顆粒最初不能透過所述膜。在本說明書和權利要求書中，當上下文允許時，提到半透織物或膜則包括適于全蒸發(fā)的織物或膜以及那些僅適于簡單透過的織物或膜，并且提到透過時則包括全蒸發(fā)。除所描述的那些以外的其他膜和可能使用的膜可包括適于全蒸發(fā)的膜。在高度優(yōu)選的實施方式中，將具有至少6%，優(yōu)選20-35%,更優(yōu)選30-35%的初始濃度的過氧化物溶液霧化。優(yōu)選，所述溶液在以2.4MHz運行的超聲波霧化器中霧化，并產(chǎn)生懸浮在空氣流中的具有粒徑分布范圍為約110微米的氣霧劑。在此所使用的術語"霧化劑"描述在氣流中夾帶的液體的液滴(即精細分散的液體顆粒)。夾帶或懸浮在氣體中的液滴體系是"氣不希望束縛于理論，相信當水蒸氣透過所述膜時，水從霧化劑液滴上蒸發(fā)以恢復在霧化劑流管道中的平衡蒸氣壓。持續(xù)從液滴的蒸發(fā)導致在霧化劑中過氧化物溶液越來越濃，并且液滴的尺寸不斷縮小。與在先技術中的過氧化氫蒸氣相比，這些更小更濃的霧化劑顆粒作為滅菌劑更加有效，可能因為獲得了比蒸氣更高的單位體積滅菌劑濃度，并且其與在先技術中的過氧化物霧化劑滅菌劑和方法相比更加有效。透入霧化劑流管道的空氣由于微生物不能透過所述膜而被滅菌。根據(jù)第六方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)前述任何一個方面的方法，其中選擇所述半透膜以通過全蒸發(fā)的方法除去一種或多種蒸氣。雖然在此參考過氧化氬作為生物殺滅劑描述了本發(fā)明，但是當所述生物殺滅劑是其他過氧化物或過氧化合物時可同樣應用本發(fā)明，或者可用其他已知的可蒸發(fā)的生物殺滅劑或溶于適當溶劑(不必為水溶液)中的生物殺滅劑。進一步的，雖然高度優(yōu)選將所述生物殺滅劑作為氣霧劑引入，但是在不太優(yōu)選的實施方式中，所述生物殺滅劑可作為蒸氣引入，并且該蒸氣隨后可在大氣壓下用相鄰于所述膜外部的外部空氣流(或其他流體)除去。特別優(yōu)選的是將生物殺滅劑作為霧化劑進入，因為霧化劑可達到比蒸氣高得多的初始每升容器生物殺滅劑密度。我們的共同未決申請指出，根據(jù)那個發(fā)明的氣霧劑，相信與本發(fā)明方法中產(chǎn)生的氣霧劑相同或類似，比蒸氣更有效。根據(jù)第七方面，本發(fā)明提供一種用于物品或物品的一部分消毒或滅菌的方法，包括以下步驟(1)將所述物品或物品的一部分放入第一容器中，所述第一容器具有至少部分為半透織物或膜的壁；(2)選擇所述半透織物或膜以允許蒸氣從所述容器的內(nèi)部通過所述織物或膜到達外部，同時為防止微生物進入以及霧化劑顆粒離開提供屏障；(3)使包含溶于溶劑的生物殺滅劑的生物殺滅劑溶液進入第二容器；(4)在第二容器中通過除去溶劑來濃縮所述生物殺滅劑以形成濃縮的生物殺滅劑；(5)將所述濃縮的生物殺滅劑作為液體或蒸氣或其組合從第二容器引入第一容器中；并且其中步驟(4)~(5)在大氣壓或更高壓力下實施。在根據(jù)第六方面的優(yōu)選實施方式中，具有例如35%濃度的過氧化氬水溶液作為霧化劑在一個室中通過在大氣壓下透過膜來除去水分而被首先濃縮。濃縮的霧化劑隨后進入另一個室中，該室理想的是具有以半透膜限定的壁或部分壁的袋子或其他容器，然后密閉。這使所述物品被滅菌并無菌地存放在該第二容器中，并允許除去過氧化氫殘余物和水。優(yōu)選地，本發(fā)明特別提供具有3~5(im范圍內(nèi)的顆粒占90%,過氧化物濃度〉70\￥1%,且水的濃度小于30wt。/。的納米霧化劑。根據(jù)第八方面，本發(fā)明在于一種納米霧化劑，其包括以精細分散的形式懸浮的過氧化氫溶液，其中所述液體顆粒具有大于60wt。/。過氧化氳濃度的液體顆粒，且平均粒徑小于l.(H敖米。優(yōu)選液滴的平均粒徑小于0.8孩i米。應理解的是，在先技術的氣霧劑體系中，過氧化物液體顆粒具有小于35wt。/。的過氧化氫濃度，和超過2微米的平均粒徑。粒徑和氣霧劑中顆粒的下降速度的關系是非線性的，所以粒徑的一個小小的減小可極大增加懸浮穩(wěn)定性，并極大增加氣/液界面的總的表面積。理想地，根據(jù)第七方面的霧化劑，在相應的溫度和濕度下，其過氧化物密度(每升氣霧劑中過氧化氫的克數(shù))比剛剛在其飽和限度以下的過氧化物蒸氣的過氧化物密度大得多。圖1是對US4,797,255中附圖的復制，其中說明水/過氧化物混合物的沸點在大氣壓下隨濃度如何變化(曲線A),以及氣體組分如何變化(曲線B)。圖2是本發(fā)明第一簡單實施方式的圖示。圖3是顯示本發(fā)明預濃縮器的滅菌裝置的圖示。圖4是顯示本發(fā)明預濃縮器的滅菌裝置更詳細的示意圖。圖5顯示本發(fā)明進一步的實施方式。圖6顯示本發(fā)明實施方式中霧化劑和逆流的流動才莫式。圖7顯示在本發(fā)明的那些采用層疊排列的實施方式中可用來分隔半透膜的板。圖8顯示本發(fā)明膜濃縮器得到的結(jié)果。圖9顯示本發(fā)明帶有霧化器的消毒裝置中的超聲波探測器。具體實施方式現(xiàn)在，在滅菌的背景下描述本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明的預濃縮器和預濃縮方法可用于需要濃縮的霧化劑的各種領域，例如施藥、繪畫/印刷，準備食物、材料生產(chǎn)等。例如，許多這樣的方法已經(jīng)被描述(US6451254,US6673313和US6656426)，所有這些方法均需要涉及在過氧化氫溶液氣化前用真空泵通過降低壓力以優(yōu)先蒸發(fā)水分并除去所述水分來濃縮所述溶液。目前通常的預濃縮方法發(fā)生在以下背景下，并可參見圖3。要進行滅菌的物品1放在滅菌室2中。滅菌室2可以是任何合適的容器，但最好是用半透膜制成的袋子，或具有半透膜窗3的密封容器。本發(fā)明的預濃縮器室4連接在所述滅菌室2的上游。滅菌室2和預濃縮室4相連接使預濃縮室和滅菌室間的流體流動可通過閥5打開或關閉。超聲波霧化器6連接在所述預濃縮室的上游。起始濃度優(yōu)選約30-35%的過氧化氫溶液在超聲波霧化器中霧化。霧化器6可從物料供給器7以連續(xù)或間歇方式進料滅菌溶液，例如當在霧化器中維持預定的液位時，或者可用單一的加料系統(tǒng)(singleshotdosingsystem)例如料筒(cartridge)為一次或多次滅菌循環(huán)提供足夠的溶液。作為另一種選擇，還可以將滅菌劑溶液預先包裝在膜盒(capsule)中而提供，該膜盒可放在合適的霧化器中以使其與霧化器中的超聲換能器接觸。在這種情況下，設置用于刺破膜盒的裝置，使得膜盒能夠釋放作為霧化劑的溶液。在另一實施方式中，無菌溶液被裝在具有內(nèi)部超聲換能器的膜盒中，該超聲換能器適于在將膜盒插入霧化器時通過延伸穿過膜盒壁的接觸被通電。霧化器6不一定是超聲波的，而可采用任何用于形成氣霧劑的其他手段，包括噴霧、噴射和其他設備?？梢栽O想的是過氧化物可被預先包裝并作為氣霧劑貯存在氣霧劑容器中并可允許從該氣霧劑容器進入。還可設想的是裝有超聲轉(zhuǎn)換器的盒子可用來在所述封閉的容器內(nèi)原位產(chǎn)生氣霧劑，所述容器可與外部電連接以便激發(fā)和控制。霧化器6優(yōu)選在約2.4MHz下操作以形成通常大于90%的液滴的直徑在l-10(im之間，中值尺寸為直徑約35pm的("微粒")氣霧劑。雖然參考通過超聲波霧化器進行霧化描述了本發(fā)明，但應理解的是其他霧化手段包括噴霧、噴射霧化器、壓電霧化器以及類似的霧化劑發(fā)生裝置也可使用。如在我們的共同未決申請(PCT/AU99/00505)中所描述的，當采用超聲波霧化時，可通過在滅菌劑溶液中包含諸如醇類的表面活性劑而得到更小的顆粒。對于超聲波霧化器來說，不必連續(xù)運行，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，霧化器可循環(huán)地開啟和關閉，(或以不MJ'J的間隔)例如每分鐘運行約20秒。隨后微粒氣霧劑或霧化劑被霧化器6上游的鼓風機8推進到預濃縮器4中。由霧化器6形成的微粒被攜帶于氣流中，在優(yōu)選實施方式中，所述氣流是空氣。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式相對于在先技術的顯著優(yōu)點是它們不需要過濾滅菌的空氣源。相反，本發(fā)明能從滅菌室汲取未滅菌的空氣，并在使用中當再循環(huán)時將其滅菌。然而，如果優(yōu)選的話，可以使用無菌的過濾空氣。所述氣流不一定是空氣，還可以是例如惰性氣體，如氮氣或氬氣；或者可以是氧氣或臭氧。概括來說，當氣流移動穿過半透膜9的另一面11時，使氣霧劑液滴暴露于該半透膜9的一面10,從而使預濃縮器4工作。這導致水優(yōu)先從氣霧劑液滴中蒸發(fā)，使液滴中過氧化氫變得更濃。水分優(yōu)選蒸發(fā)的結(jié)果是預濃縮器4中的氣霧劑液滴中過氧化氬變得更濃，濃度可達60%或更高。水分繼續(xù)從液滴中優(yōu)先蒸發(fā)直到達到這個最大的過氧化氫濃度，此后過氧化物和水以平衡固定的比例蒸發(fā)。一旦形成，高度濃縮的小液滴就與要進行滅菌的物品接觸。有兩種可能的操作預濃縮器的優(yōu)選模式在第一種操作模式中，這是一種間歇式濃縮方法，關閉濃縮器4和滅菌室2之間的通路，并將液滴粒徑在1~10pm之間的35%過氧化氫水溶液的氣霧劑送入預濃縮室4中。隨后將預濃縮室隔離(通過關閉閥5和12),然后在該預濃縮器4中濃縮氣霧劑。在預濃縮器中進行濃縮直到獲得最大的過氧化物濃度，超過該濃度后，過氧化物和水以平衡的固定比例蒸發(fā)。一旦達到該最大濃度，打開閥5來打開預濃縮器和滅菌室間的通路，濃縮的霧化劑被引入滅菌室2中。在第二種可替代的操作模式中，這是一種連續(xù)濃縮方法，濃縮器4和滅菌室2之間的通路保持開放。液滴粒徑在1~10pm之間的35%過氧化氫水溶液的氣霧劑進入預濃縮室4中，并在鼓風機8的推進下連續(xù)通過該預濃縮室。當氣霧劑液滴通過預濃縮室4時，水分被優(yōu)先除去。液滴在預濃縮器中的停留時間是到它們離開預濃縮器時獲得過氧化物可能的最大濃度需要的時間。霧化劑可連續(xù)引入預濃縮器4中，或間歇地引入預濃縮器4中，例如2秒開/18秒關；或5秒開/15秒關；持續(xù)一段時間，如2分鐘。然而，無論是采用間歇模式a)或是連續(xù)模式b)，甚或是連續(xù)或間歇模式的組合，離開預濃縮器4并進入滅菌室2的氣霧劑液滴都具有可達到的最大過氧化氫濃度。隨著液滴中過氧化氫濃度的增加，處于液滴平衡中的蒸汽中過氧化氫的比例也增力口。濃縮的霧化劑一旦被引入滅菌室2中，就與要進行滅菌的物品l接觸，作用于其表面的病原體。然后，封閉滅菌室2而將其與預濃縮器4隔離。由于過氧化物的濃度已經(jīng)處于最大值，在滅菌室2中不需要進一步對過氧化物溶液進行濃縮。在滅菌室中發(fā)生的蒸發(fā)都是過氧化物和水以平衡的固定比例蒸發(fā)。然后使該濃縮的生物殺滅劑與要滅菌的物品進行接觸。被滅菌的物品可存放在滅菌室中直到使用的時候。這也使殘余過氧化氫和水得以除去。詳述每個步驟，并如圖4所示，所述循環(huán)從27~35%的過氧化氫在霧化室6中利用在2.4MHz振動的超聲波壓電陶瓷換能器霧化成微液滴開始。換能器可連續(xù)運行，或根據(jù)合適的工作循環(huán)運行，這樣霧化是斷斷續(xù)續(xù)的。霧化劑霧氣含有微液滴，其具有與產(chǎn)生它們的本體溶液相同的組分。霧化劑霧氣一產(chǎn)生就被鼓風機8輸送到膜濃縮器系統(tǒng)4中，在那里通過蒸發(fā)為亞微米顆?；蚣{米氣霧劑而被濃縮。所述膜濃縮器4優(yōu)選是多層裝置，其中氣霧劑流在膜層之上，所述膜層在其另一側(cè)具有交替的(alternate)氣流。由于水和過氧化氫的分壓不同，在該膜濃縮器中選擇性地從霧化劑中除去部分水蒸汽。如果需要的話，濃縮器可以是電加熱的以提供理想的效果。因失去溶劑(水)，液滴不僅變得更濃，而且也變得更小。更小的液滴的單位體積的表面積也增加，并因此變得更加穩(wěn)定。最終獲得超細、穩(wěn)定且濃縮的霧氣或納米霧化劑。在濃縮器的出口處，霧氣被"最終"濃縮，因而在滅菌室中不再發(fā)生過氧化氫的濃縮。在一個簡易的實施方式中，見圖2,膜濃縮器是一個由4個主要的部件——流層、端板、拉桿和膜片組成的組合的、可層疊的組件。圖5顯示濃縮器模件的優(yōu)選的堆疊。流層10和11由薄的正方形或矩形板12限定，所述板內(nèi)部具有大的開放區(qū)域以及與外部邊緣平行的四個狹縫(通道galleries)，其中兩個通過狹縫與內(nèi)部空間相連。所述流層的取向(當采用正方形截面時)確定了共用任何特定通道的層數(shù)，因而通過組裝的方法兩個不同的流線可運行一個單一的組件。端板13可使外部管道或設備與所述膜組件相連，并且，每個端板具有兩個對應于兩個通道狹縫的連接點。這些端板上的狹縫形成一種多支管，該多支管引導流體向上流經(jīng)每連接的一個特定通道，并且所述連接相互錯開90度以確保他們通向不同的通道。當五個流層，例如以交替的取向即相互成90度一個在另一個上層疊，并通過膜材料片材相間隔時，它們在這個單元中形成兩組流層，一組具有兩個流層15，另一組具有三個獨立的流層16。這些流層被分配給納米霧化劑(本實例中為15)或橫向流/逆流(本實例中為16)連接，并且通過調(diào)節(jié)它們的流速，可以形成控制的擴散。連桿用于將所述層在端板間壓在一起，并產(chǎn)生汽封，盡管任何能使所述單元以適宜的密封裝置固定在一起的設計均可采用。膜材料9還起所述層之間的襯墊的作用。當在環(huán)境溫度下過氧化氫的蒸汽壓可以忽略時，在膜濃縮器中水優(yōu)先蒸發(fā)，作為預防任何過氧化氫流離開該系統(tǒng)的預防措施，所述逆流被直接引入催化破壞模塊，在那里被安全處理。在本發(fā)明實施例中的半透膜9優(yōu)選用KIMGUARD制成，KIMGUARDTM是一種采用聚丙烯的三層非棉絨層壓織物，并具有疏水且可抵抗細菌滲入的內(nèi)層。外面兩層提供耐磨損性和強度。作為多層織物，它沒有真正的孔徑，但是該織物借助微觀的通路是可透過的，所述通路提供曲折的路徑限制那些小于0.2微米的顆粒通過，即它對于0,2微米以下的微生物來說是不可透過的。這個織物允許水和過氧化氫蒸氣通過織物的通路而透過。所述通路不允許細菌進入室中，并且不允許霧化劑出去。Kimguard具有3.8kPa的流體靜力學的斥水性(hydrostaticrepellency)(疏水性的測量)，70牛頓的一黃向的^立伸載荷(crossdimensionaltensileload)和130牛頓的定向機械拉伸載荷(machinedirectionaltensileload)。半透膜9可以是能除去水，而不允許微生物和霧化劑顆粒透過的任何適宜的半透膜?？墒褂盟魵夂瓦^氧化氫蒸氣可透過而細菌不能透過的其他織物和膜，例如TYVEKTM和SPUNGUARDTM(然而已發(fā)現(xiàn)，在此處使用的條件下，KIMGUARDTM對過氧化氫蒸氣的透過性是TYVEKTMW2到3倍。如下面所討論的，其他半透膜材料如NAFIONTM(親水的)等也可使用。NAFION是四氟乙烯和全氟3,6,二氧雜-4-曱基-辛烯磺酸的共聚物。這樣的材料是親水的，并具有非常高的水合水。NAFION可吸收22wt。/。的水。在這個變化中，該吸收作為一級動力學反應進行。在連續(xù)過程中，水分子穿過所述膜，然后蒸發(fā)進入周圍空氣中直到與外部濕度間達到平衡，這稱為全蒸發(fā)。在所述膜外側(cè)的外部氣流從外側(cè)表面快速除去濕氣，從而加速所述全蒸發(fā)過程。與分子僅僅通過開放的孔擴散的簡單滲透不同，在全蒸發(fā)中，所述膜在選擇性將分子從膜的一側(cè)拉向另一側(cè)中是主動的，并且對于不同類型的化學分子可以以不同的速率進行。在上述實施方式中，滅菌劑是作為在作為溶劑的水中的35%溶液的過氧化氳溶液。水是使用過氧化物的優(yōu)選的溶劑。在大氣壓下，水在100。C沸騰，而過氧化氫在151。C以上沸騰。在760mm(汞柱)，過氧化氬在151.4。C時沸騰。取自US4，797,255的圖1顯示在大氣壓下水/過氧化物混合物的沸點隨濃度如何變化(曲線A),和氣體組分如何變化(曲線B)。如圖所示，純水在大氣壓下在100。C沸騰。由圖1顯然可見，在大氣壓下，IO(TC以下蒸氣中過氧化氫的濃度可以忽略。溶劑可為例如選出的與要使用的滅菌劑結(jié)合的含水的或非水的醇。在水中加入乙醇導致共沸混合物，其降低溶劑的沸點，并使水能夠在比不加入乙醇的情況更低的溫度下"閃"蒸。其他共沸劑的加入將同樣有益。促進溶劑從霧化劑溶液顆粒中除去的共沸劑的應用在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。可設想的是對于一些生物殺滅劑，可使用非水溶劑或適宜溶劑的組合。在過氧化氫的情況下，當水閃蒸出后，滅菌劑的濃度增加。如果在本發(fā)明中用35%的過氧化物溶液，在加熱和水分蒸發(fā)除去步驟后，微米霧化劑將具有例如60-80%的濃度。其優(yōu)點是起始材料處理相對安全，而在本方法中，濃縮發(fā)生之后則不需進一步處理所述過氧化物了。同時平均粒徑也大大降低，在優(yōu)選的實施方式中，微米霧化劑顆粒具有小于1微米的平均直徑，更優(yōu)選是小于0.1微米。這種小粒徑導致了非常穩(wěn)定的懸浮，其沉降可忽略的，提供了液/氣界面面積的顯著增加，并導致了每升霧化劑中液體滅菌劑的非常高的濃度。本發(fā)明人相信，在這些納米顆粒的氣/液界面上過氧化物分子的濃度比微米顆粒上的更高。可使用濃度比35%更低或更高的溶液作為起始材料，并且用1%或3%的過氧化氫溶液可獲得與用40%溶液同樣良好的結(jié)果，但是用低于30%的過氧化物濃度時在匹配的或咬合的表面上獲得滿意結(jié)果所需的時間不夠理想，處理這些問題的結(jié)果為優(yōu)選濃度為低于35%。描述的優(yōu)選實施方式中采用過氧化氫的水溶液作為滅菌劑，但其他過氧化物、過氧化合物以及過氧配合物的溶液(包括在有機溶劑中的非水可溶的配合物)也可使用。除了過氧化物外的消毒劑也可用于本發(fā)明，包括但不限于囟代化合物，酚類化合物，卣代酚化合物和其他已知的生物殺滅劑，溶于適當選擇的溶劑中。雖然從30-35%過氧化物溶液產(chǎn)生的液滴中過氧化物的濃度通常地達到60%或更高，然而并不總是需要達到這么高的過氧化物濃度。例如，在其他優(yōu)選實施方式中，具有10-15%的過氧化物濃度的起始溶液被霧化，并濃縮到約45_60%的過氧化物的濃度。過氧化物的任何起始濃度均可使用，并可濃縮到任何濃度直至在普通的相對濕度和溫度條件下可達到的理論最大值。通常，實際上采用10-15%到30_35%的過氧化物濃度作為起始溶液，在霧化劑中被濃縮到45-60%或更高。在一個實施例中，其中要被消毒的物品是超聲波探測器20的部分，例如為了診斷的目的可插入體腔中的一類探測器，要被處理的探測器20的部分被裝入室2中(如圖9所示)。在這種情況下，所述室是設計為特定形狀的室，這樣不必將整個物品都放入所述室中，而僅將要進行處理的探測器部分放入。借助于在電源線進入探測器處的密封套周圍密封，可將探測器懸在所述室的內(nèi)部。然后，納米霧化劑被輸送到室2中，在那里施加到目標表面上。超聲設備可通過該設備上的任何嵌板插入到所述室中。一個可能的入口是通過螺旋頂蓋從頂部插入，其中所述設備的塞繩被夾住并保持在插入所述室的位置上。從濃縮器進入所述室的納米霧化劑的通路通過止回閥5調(diào)節(jié)。止回閥5和12可控制所述設備是間歇運行、連續(xù)運行還是通過二者的一些組合來運行。如果設備間歇運行，閥5在濃縮發(fā)生后的恰當時間打開。如果設備連續(xù)運行，所述閥保持打開，并事先校準霧化劑的流速和停留時間使其當離開所述室時達到最大值。通常，室2由諸如不銹鋼或鋁之類的導熱金屬構(gòu)造。多種涂層可涂敷到所述室的內(nèi)部，如Teflon(特弗隆)，以降低過氧化物破壞的風險。消毒室用施加到導熱金屬表面的加熱器導線(heatertracewire)進行電加熱?？商娲兀蛄硗?，可將加熱過的空氣吹入室中。提供給鼓風機的室內(nèi)空氣由來自位于在該室入口側(cè)的對側(cè)的另一個室連接的空氣組成。所述室自身通過閥與產(chǎn)生和再循環(huán)回路隔絕，所述閥在納米霧化劑循環(huán)完成(約1~1.5分鐘)時開啟一次。這種與相鄰回路的隔絕稱為"暫停的時間"或更通常稱為"維持"時間。要被霧化劑處理的目標1的表面暴露在納米霧化劑顆粒中持續(xù)足以使所述表面滅菌的時間。令人驚奇的是，已發(fā)現(xiàn)所得到的納米霧化劑不僅比在先技術中的氣霧劑更快速起效，而且還能高效透過匹配的表面，并處理不能直接暴露的遮蔽的表面。雖然不清楚為什么會這樣的原因，但可能是因為非常高密度的納米霧化劑(例如在40。/。RH下2.0mg/L或更高)分散在整個滅菌室的體積中，同時^f又有極少或沒有在表面凝結(jié)。納米霧化劑顆粒具有比初始的微米霧化劑顆粒大得多的氣/液界面表面積和顯著小的粒徑，因此能懸浮長得多的時間。不希望束縛于理論，本申請人相信，納米霧化劑比在先技術中的微顆粒更加頻繁地撞擊到所述表面上，同時又比蒸氣分子在表面上有更長的停留時間。與在先技術中的氣霧劑方法相比，采用本發(fā)明處理的表面可更快干燥，并相對沒有殘余過氧化物的污染。當處理內(nèi)腔時，優(yōu)選連接該內(nèi)腔4吏其接受霧化劑流通過該內(nèi)腔。理想地，外部的和匹配的表面也在所述室或盒中暴露于霧化劑中。室2可完全由半透膜或織物形成，或者可具有至少部分是半透膜或織物的壁，所述半透膜或織物可為任何合適的形狀，并根據(jù)在此描述的方法的需要進行設計，并可用任何不使微生物透過的方式密封。根據(jù)在此提供的教導可選擇其他半透膜或織物。所述容器可以是永久與霧化劑回路連接，或者可以通過管或旋塞連接、通過合適的連接器或其他方式與之相連或斷開。一旦暫停時間完成(約1-2分鐘)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入催化破壞模式或簡稱"空化"。在這個循環(huán)中，抽風機工作以控制(在壓力下打開)連接到所述室的止回閥，此時另一個閥允許新鮮的空氣以控制的速率進入室中。這個循環(huán)將納米霧化劑移至催化破壞模塊中，其中催化劑用于將過氧化氫轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的水蒸氣和氧。該催化破壞模塊由焙燒的金屬氧化物陶瓷蜂窩層構(gòu)成，所述蜂窩層夾在包裝在適當容器中的經(jīng)相似處理的陶瓷珠中。催化劑的量與從室中抽出的過氧化物的量以及從室中出來的流速成比例。這個循環(huán)的完成需要約l分鐘，一旦完成，即可進入所述室取出消毒好的目標器件。在這個結(jié)構(gòu)中，高水平消毒的總循環(huán)時間約為5分鐘或更少。應理解，達到無菌所需的時間更繁復，并可能需要長很多的時間。在一些優(yōu)選的實施方式中，可通過使紅外光束穿過連接管道到達監(jiān)測器并測定光束的衰減來檢測從預濃縮器中出來到滅菌室的氣霧劑中的液滴密度。光束的衰減隨氣霧劑液滴密度而變化，并測出單位時間進入滅菌室的過氧化物液體的量。優(yōu)選的紅外線具有不被過氧化物自身吸收的頻率，并因而如果有過氧化物蒸氣存在的話不被記錄。如果想要的話，霧化劑密度、溫度和停留時間的知識可證實所述結(jié)果?？梢赃@樣的方式操作該預濃縮器，使其總是輸出含有預定的最大理論濃度的過氧化物的霧化劑，從而避免在滅菌過程的任何點測定過氧化物的濃度的需要。實施例圖8顯示了在使用本發(fā)明的膜濃縮器后過氧化物濃縮的結(jié)果。圖8對比了在容量為3升的小室中測得的氣霧劑以9升/分鐘的流速進入上述膜濃縮器中，或完全繞過該濃縮器時的相對濕度(RH)%和過氧化物(H202)濃度(ppm)。過氧化物的起始濃度為30%。該實施例中所用的膜是KIMGUARD,用NAFION和TYVEK得到相似的曲線圖。繞過所述膜濃縮器/模件(圖8a)顯示46%的相對濕度和約980ppm的過氧化物濃度。而當使用膜濃縮器時，可見(圖8b)過氧化物相應的濃度超過2100,相對濕度降低至28%。事實上，本發(fā)明的預濃縮器的使用除去了大量的水，并使過氧化物的濃度增加了超過一倍。以下表1、2和3表明，在3升的小室中，5分鐘的時間內(nèi)，逆流(流速)的增加導致了過氧化物濃度的增加，NADFION表現(xiàn)出最好的效果。表1:在消毒室中5(TC下在NAFION膜模件中逆流流速對過氧化氫和水的重量比的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表2:在消毒室中5CTC下在TYVEK膜^f莫件中逆流流速對過氧化氫和水的重量比的影響。霧化劑/納米霧化劑逆流流速H202/H20的比例<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表3:在消毒室中50°C下在KIMGUARD膜模件中逆流流速對過氧化氫和水的重量比的影響。霧化劑/納米霧化劑逆流流速H202/H20的比例<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>下面的表4指出，在接種有5xio6cfu嗜熱脂肪桿菌芽孢(B.W^m^/ermop/H7w)/載體的具有400ppm硬水和5%馬血清的載體上，使用膜濃縮器的納米霧化劑方法的效果。氣霧劑的流速是9升/分鐘，逆流為9升/分鐘，小室中的溫度是5(TC，過氧化物的起始濃度為30%。釋放出的過氧化物是0.11g/L。表4:在不同表面條件下時間與孢子減少的關系。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>下面說明可通過本發(fā)明的預濃縮器得到的粒徑類型。表5顯示在各種溫度下以30%過氧化氫溶液進料從超聲波霧化器得到的霧化劑的粒徑分布。這些將提供用于本發(fā)明的預濃縮器的輸入粒徑。表5:<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表6顯示在外側(cè)各種氣流速度下當使用NAFION膜時霧化劑25。C下的粒徑數(shù)據(jù)。表6:<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表7顯示在外部各種氣流速度下當使用KIMGUARD膜時霧化劑25°C下的粒徑數(shù)據(jù)。表7:<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>可以看到，在使用Nafion的情況下，粒徑下降了約一半(相應于液滴的體積下降到初始大小的約30%)，并且在使用Kimguard的情況下，粒徑下降了約三分之一(相應于液滴的體積下降到初始大小的約13%)。雖然在此已經(jīng)參考過氧化氫作為滅菌劑描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明可使用其他過氧化物、過氧化合物、或其中任一個的配合物。其他可使用的生物殺滅劑包括但不限于卣代生物殺滅劑、酚類生物殺滅劑、四元化合物(quaternarycompound)生物殺滅劑，并且使用除水以外的溶劑可能是有益的。類似地，雖然本發(fā)明在此示例性地主要參考含有35%過氧化物的起始溶液，并且盡管在約20%到35%間的濃度是優(yōu)選的，但其他起始濃度也可采用。在此教導的原理可用于以蒸氣法濃縮所述過氧化物，該方法不需減壓而可用通過膜的滲透或全蒸發(fā)來進行。然而，如果失去滅菌劑，利用本發(fā)明氣霧劑的益處(在我們的共同未決申請中所描述的)將喪失。權利要求1、一種用于濃縮霧化劑的裝置，包括霧化劑流管道；逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定出透氣膜的各自的相對側(cè)。2、根據(jù)權利要求1所述的裝置，進一步包括與所述霧化劑流管道相連通的霧化器。3、根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，進一步包括用于控制進入逆流管道的逆流濕度的濕度控制裝置。4、根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的裝置，包括多個交替的霧化劑流管道和相應的逆流管道；并且其中每個所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定透氣膜的各自的相對側(cè)。5、根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的裝置，其中交替的霧化劑流管道和逆流管道成層狀結(jié)構(gòu)。6、根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的裝置，其中交替的霧化劑流管道以同心的、同軸的管狀排列。7、根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的用于濃縮霧化劑的裝置，包括霧化劑流管道；至少兩個逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定透氣膜的各自的相對側(cè)。8、根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的用于濃縮霧化劑的裝置，包括至少兩個霧化劑流管道；逆流管道；并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少一部分限定出透氣膜的各自的相對側(cè)。9、根據(jù)前述權利要求中任意一項所述的裝置，其中每個霧化劑流管道包括入口和出口，每個逆流管道包括入口和出口，并且所述霧化劑流和逆流W》lij才目同^^H。10、根據(jù)權利要求1~7中任意一項所述的裝置，其中每個霧化劑流管道包括入口和出口，并且逆流管道以與所述霧化劑流方向成一個角度的方向引導所述逆流。11、一種濃縮溶液的方法，所述溶液由溶劑中的活性物組成并具有活性物:溶劑的第一比例，該方法包括以下步驟(1)將所述溶液霧化以形成具有液滴的霧化劑，其中活性物的濃度處于大約所述第一比例；(2)將霧化劑流提供到透氣膜的第一側(cè)；和(3)將氣體的逆流提供到所述透氣膜的第二側(cè)，從而將在第一側(cè)的活性物:溶劑的第一比例提高到大于該活性物:溶劑的第一比例的活性物:溶劑的第二比例。12、一種濃縮霧化劑的方法，包括以下步驟(1)將霧化劑流提供到透氣膜的第一側(cè)，所述霧化劑由溶劑中的活性物組成并具有活性物:溶劑的第一比例；和(2)將氣體的逆流提供到所述透氣膜的第二側(cè)，從而將在第一側(cè)的活性物:溶劑的第一比例提高到大于該活性物:溶劑的第一比例的活性物:溶劑的第二比例。13、根據(jù)權利要求11或12所述的方法，其中所述活性物是生物殺滅劑，所述濃縮的霧化劑用于物品的消毒和/或滅菌。14、根據(jù)權利要求11~13中任意一項所述的方法，其中所述溶劑是水。15、根據(jù)權利要求11~14中任意一項所述的方法，其中所述活性物選自過氧化氫或過氧化合物。16、根據(jù)權利要求11~15中任意一項所述的方法，其中所述活性物與溶劑的第一比例低于35wt%。17、根據(jù)權利要求11~16中任意一項所述的方法，其中所述活性物與溶劑的第二比例高于60wt%。18、根據(jù)權利要求11~17中任意一項所述的方法，其中所述氣體的逆流以一定的速率提供一段時間，使所述第二比例達到一種平衡比例，在該平衡比例之后，所述第二比例不再增加。19、根據(jù)權利要求11~18中任意一項所述的方法，其中所述氣體是空氣或濕度調(diào)節(jié)過的空氣。20、根據(jù)權利要求11~19中任意一項所述的方法，其中所述半透織物或膜是機織的或無紡的織物，或片材或膜或其組合，并為單層或多層結(jié)構(gòu)。21、根據(jù)權利要求11~20中任意一項所述的方法，其中所述半透膜是疏水的。22、根據(jù)權利要求11-21中任意一項所述的方法，其中選擇所述半透膜以確保處于活性物:溶劑的第一比例的霧化劑顆粒最初不能透過所述膜。23、根據(jù)權利要求11-22中任意一項所述的方法，其中所述膜適用于全蒸發(fā)。24、根據(jù)權利要求11~23中任意一項所述的方法，其中所述霧化劑是初始過氧化物濃度為6wt%~35wt%的過氧化物水溶液。25、根據(jù)權利要求11-24中任意一項所述的方法，其中所述溶液在大于2.0MHz運行的超聲波霧化器中霧化，并產(chǎn)生懸浮在空氣流中的粒徑分布范圍為約1~10微米的氣霧劑。26、根據(jù)權利要求11~25中任意一項所述的方法，其中選擇所述半透膜以通過全蒸發(fā)的方法除去一種或多種蒸氣。27、一種用于物品消毒或滅菌的方法，包括使通過權利要求924中任意一項所述的方法濃縮的合適的生物殺滅劑溶液作為霧化劑或蒸氣與所述物品4妄觸。28、一種用于物品消毒或滅菌的方法，包括以下步驟(1)蒸發(fā)由溶劑中的活性物組成且具有活性物:溶劑的第一比例的溶液；(2)將所述蒸氣流提供到透氣膜的第一側(cè)；和(3)將氣體的逆流提供到所述透氣膜的第二側(cè)，從而將在第一側(cè)的活性物:溶劑的第一比例提高到大于該活性物:溶劑的第一比例的活性物:溶劑的第二比例，和(4)允許或使來自步驟2的蒸氣與所述物品接觸足以將所述物品消毒或滅菌的時間。29、根據(jù)權利要求28所述的方法，其在大氣壓或更高的壓力下實施。30、根據(jù)權利要求27或28中任一項所述的方法，所述氣體的逆流以一定的速率提供一段時間，以使所述第二比例達到一種平衡比例，在該平衡比例之后，所述第二比例不再增加。31、一種用于物品或物品的一部分消毒或滅菌的方法，包括以下步驟(1)將所述物品或物品的一部分放入第一容器中，所述第一容器具有至少部分為半透織物或膜的壁；(2)選擇所述半透織物或膜以允許蒸氣從所述容器的內(nèi)部通過所述織物或膜到達外部，同時為防止微生物進入以及霧化劑顆粒離開提供屏障；(4)在第二容器中通過除去溶劑濃縮所述生物殺滅劑，以形成濃縮的生物殺滅劑；(5)將所述濃縮的生物殺滅劑作為液體或蒸氣或其組合從第二容器引入第一容器中；并且其中步驟(4)~(5)在大氣壓或更高壓力下實施。32、根據(jù)權利要求31所述的方法，其中濃縮步驟與權利要求11~26中任意一項所述的一致。33、根據(jù)權利要求31所述的方法，其中微生物不能透過第一容器膜，并且所述物品在第一容器中滅菌并無菌地存放在其中。34、根據(jù)權利要求11~33中任意一項所述的方法，其中處于第一比例的霧化劑中90%的顆粒具有3~5pm范圍內(nèi)的粒徑。35、根據(jù)權利要求11-34中任意一項所述的方法，其中處于第二比例的霧化劑具有小于l.O)am的平均粒徑。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于濃縮霧化劑的裝置，其包括霧化劑流管道和逆流管道，或者優(yōu)選為，例如分層或共軸布置的多個交替的霧化劑流管道和相應的逆流管道，并且其中所述霧化劑流管道和所述逆流管道的至少部分限定了各自相對側(cè)的透氣膜。在使用中，霧化器與所述霧化劑流管道相連，霧化劑流和逆流的方向相同或相反，并使小液滴中的活性劑濃縮，例如將水中的過氧化氫從35wt％濃縮為60wt％，以將制品消毒和/或滅菌。文檔編號A61L2/00GK101237896SQ200680028959公開日2008年8月6日申請日期2006年8月4日優(yōu)先權日2005年8月4日發(fā)明者弗拉基米爾·貝倫茨韋希,羅恩·魏因貝格爾申請人:薩班有限公司