радиационный способ дезинфекции вещевого имущества и документов

Формула изобретения

Способ дезинфекции одежды, обуви, вещевого имущества из тканых и нетканых материалов, с полимерными покрытиями, армированных, пленочных полимерных, резины, войлока, натуральной и искусственной кожи, натурального и искусственного меха, изделий из картона и бумаги, характеризующийся тем, что указанные объекты с исходной плотностью контаминации n·10⁶ КОЕ·см ^-2 помещают на конвейер, который движется со скоростью 1,2 м·мин^-1, и проводят облучение пучком электронов с энергией не более 10 МэВ, причем при одностороннем облучении пучок электронов воздействует на предмет только в одном направлении - сверху, воздействие под ускорителем электронов проводят три раза, а при двустороннем облучении после трехразового воздействия на предмет пучка электронов, предмет переворачивают на 180° и снова подвергают трехкратному облучению, и облучение осуществляют до достижения поглощенной дозы в наиболее удаленной от излучателя части каждого объекта не менее 30 кГр.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области дезинфектологии, а именно к способам обеззараживания (стерилизации) объектов с использованием ионизирующего излучения, и может быть использовано при проведении противоэпидемических и дезинфекционных мероприятий, при ликвидации очагов особо опасных инфекций, а также последствий чрезвычайных ситуаций и террористических актов с использованием биологических патогенных агентов.

Известны способы дезинфекции одежды, обуви, постельных принадлежностей, различного вещевого имущества, книг, документов и других подобных изделий, которые заключаются в тепловой обработке объектов паром, паровоздушной смесью или горячим воздухом [1-7]. Кроме того, для этих целей используют обработку биоцидными газами [3, 4, 6, 7], замачиванием в растворах дезинфектантов или кипячением в растворах моющих веществ [1-3, 6].

Основным недостатком существующих способов дезинфекции вещевого имущества является то, что ни один из них не является универсальным. Перечень обеззараживаемых тем или иным способом изделий ограничен и обусловлен стойкостью материалов объектов обработки к воздействию дезинфицирующего агента.

Известны способы стерилизации потоком электронов шовных хирургических и перевязочных материалов, хирургической одежды и белья одноразового пользования, изделий личной гигиены (гигиенические прокладки, тампоны, вата, подгузники, пеленки и белье для ухода за больными) [8].

Однако радиационные способы стерилизации изделий медицинского назначения разработаны для объектов с низкой инициальной плотностью контаминации (не более n·10² КОЕ·см^-2), которая обусловлена технологическими особенностями изготовления и санитарно-гигиеническими условиями их производства [9]. В то время как тепловые и химические способы должны обеспечивать дезинфекцию вещевого имущества с исходной плотностью контаминации от 5·10⁵ до 5·10 ⁶ КОЕ·см^-2 [10, 11].

Наиболее близким к изобретению аналогом по совокупности существенных признаков является способ обеззараживания постельных принадлежностей, который заключается в их единовременной обработке по всему объему ускоренными электронами при поглощенной дозе от 2 до 10 кГр [12]. Однако указанный диапазон поглощенных доз не обеспечивает полное уничтожение бактериальных спор на объектах с высокой плотностью контаминации.

Цель изобретения - создание эффективного универсального способа дезинфекции одежды, обуви, вещевого имущества и изделий из картона и бумаги, обеспечивающего полное обеззараживание от спор бактерий объектов с плотностью контаминации до 10⁶ КОЕ·см^-2 включительно и позволяющего одновременно обрабатывать различные по составу материалов и назначению предметы.

Поставленная цель достигается тем, что для уничтожения микроорганизмов, контаминировавших указанные объекты, используют энергию быстрых электронов.

Сущность изобретения заключается в облучении одного или нескольких зараженных объектов пучком электронов с энергией не более 10 МэВ до достижения поглощенной дозы в наиболее удаленной от излучателя части каждого объекта не менее 30 кГр.

Дезинфекцию одежды, обуви, вещевого имущества и изделий из картона и бумаги осуществляют следующим образом. Зараженные объекты, однородные или разнородные по назначению и составу материалов, используемых для их изготовления, помещают в упаковку (мешок из прорезиненной ткани или мешок из полиэтилена, затем в коробку из гофрокартона). Например, в упаковку помещают индивидуальный комплект вещевого имущества (белье, одежда, обувь, личные вещи, документы и денежные купюры, принадлежащие одному человеку).

Упаковку с использованием транспортной системы перемещают из загрузочного помещения в камеру для облучения и облучают пучком быстрых электронов с энергией не более 10 МэВ, создаваемым одним или несколькими ускорителями электронов до достижения на поверхности и по всему объему внутри упаковки поглощенной дозы ионизирующего излучения не менее 30 кГр. Продолжительность облучения зависит от технических характеристик используемых ускорителей, скорости движения транспортной системы, варианта облучения (с одной или с нескольких сторон одновременно или попеременно) и габаритных размеров упаковки.

По окончании облучения упаковку с использованием транспортной системы перемещают из камеры для облучения в разгрузочное помещение. Обеззараженные объекты извлекают из упаковки и используют по назначению.

Предлагаемый способ отличается от аналогов тем, что объектами дезинфекции являются одежда, обувь, вещевое имущество и изделия из картона и бумаги; для полного обеззараживания объектов с исходной плотностью контаминации спорами бактерий до n·10 ⁶ КОЕ·см^-2 включительно облучение осуществляют до достижения поглощенной дозы в наиболее удаленной от излучателя части каждого объекта не менее 30 кГр. Кроме того, способ является универсальным и, в отличие от известных способов дезинфекции одежды и обуви, одновременно позволяет обеззараживать однородные и разнородные по составу материалов и назначению изделия.

Эффективность разработанного способа экспериментально подтверждена в натурных условиях при обеззараживании от спор B.anthracis (штамм СТИ-1) как отдельных изделий, изготовленных из различных материалов, так и индивидуальных комплектов вещевого имущества (таблица 1).

Пример 1. По данным нормативных документов [11] показатель эффективности средств и способов дезинфекции вещевого имущества должен составлять не менее 100%.

Дозу радиационного воздействия пучка электронов с энергией (8,5±1,0) МэВ, вызывающую биологический эффект, выражающийся в 100% гибели микроорганизмов, определяли бактериологическим методом с использованием бязевых тест-объектов. В качестве тест-микроорганизма использовали вакцину сибиреязвенную живую сухую СТИ-1 с содержанием зрелых спор в препарате не менее 90%.

В процессе испытаний оценивали зависимость остаточной плотности контаминации спорами B.anthracis (штамм СТИ-1) тканевых тест-объектов от величины поглощенной дозы ионизирующего излучения. Исходная плотность контаминации тест-объектов составляла (5,75±0,23)·10 ⁵ КОЕ·см^-2. Поглощенную дозу ионизирующего излучения определяли с помощью пленочного детектора-дозиметра СО ПД(Ф)Р-5/50 (ГСО 7865-2000) по методике, приведенной в инструкции по использованию детектора.

Испытания проводили на радиационно-технологической установке, в которой в качестве источника излучения использован ускоритель электронов "Электроника УЭЛВ-10-10". Основные характеристики установки представлены в таблице 2. Полиэтиленовые пакеты с зараженными тест-объектами и размещенные под ними пленочные детекторы-дозиметры облучали от 1,5 секунд до 2,5 минут пучком электронов с энергией (8,5±1,0) МэВ. По окончании заданной экспозиции определяли поглощенную дозу излучения и остаточную плотность контаминации тест-объектов, находящихся в пакетах. Испытания проводили в трехкратной повторности.

На основе полученных экспериментальных данных методом наименьших квадратов определяли зависимость логарифмических значений остаточного количества спор (N) на тест-объектах от величины поглощенной дозы (ПД) ионизирующего излучения. Эта зависимость, определенная с коэффициентом корреляции не менее 0,95, представлена на графике (фиг.1).

Анализ зависимости "Доза-эффект" для спор B.anthracis (штамм СТИ-1), представленный на фиг.1, свидетельствует, что доза радиационного воздействия, которая вызывает биологический эффект, выражающийся в 100% гибели микроорганизмов, составляет 30 кГр.

Пример 2. Эффективность обеззараживания вещевого имущества пучком электронов оценивали бактериологическим методом с использованием тест-объектов. Результаты дезинфекции вещевого имущества в упаковке считали положительными, если после анализа бактериологических проб путем посева как в жидкую, так и на плотную питательную среду не были выявлены живые микроорганизмы на всех тест-объектах из этой упаковки.

В качестве объектов дезинфекции использовали отдельные предметы вещевого имущества из наиболее сложно обеззараживаемых материалов: зимнюю одежду (куртку с меховым воротником и брюки из хлопчатобумажной ткани с добавкой химических волокон, утепленные ватной подстежкой), изделия из меха (шапку и рукавицы), изделия из натуральной и искусственной кожи (ботинки и сумка), валенки, упакованные в полиэтиленовые мешки.

Кроме того, в качестве объектов дезинфекции использовали индивидуальные комплекты зимнего или летнего вещевого имущества. В состав комплектов включали белье, одежду и обувь по сезону, изготовленные из различных материалов растительного, животного и искусственного происхождения, кожаную сумку с личными вещами, документами и денежными купюрами. В качестве изделий из картона и бумаги использовали удостоверение личности, листы бумаги "ГОЗНАК" формата А4 с оттисками штампов, печатей и текстом, написанным шариковой ручкой, а также учебник толщиной 18 мм в картонном переплете, содержащий 263 страницы.

В качестве тест-микроорганизма использовали вакцину сибиреязвенную живую сухую СТИ-1 с содержанием зрелых спор в препарате не менее 90%. В качестве тест-объектов использовали образцы размером 2×2,5 см из соответствующих материалов (ткани, меха, кожи, войлока и т.п.), применяющихся для изготовления различных предметов вещевого имущества и картонно-бумажных изделий.

Поглощенную дозу ионизирующего излучения определяли с помощью пленочного детектора-дозиметра СО ПД(Ф)Р-5/50 (ГСО 7865-2000) по методике, приведенной в инструкции по использованию детектора. Все виды испытаний проводили в трехкратной повторности, полученные результаты подвергали статистической обработке с доверительным интервалом при вероятности 0,95.

Комплекты вещевого имущества упаковывали в мешки из полиэтилена или прорезиненной ткани, а затем в коробки из гофрокартона.

Габариты упаковок с отдельными предметами составили: длина - 0,60 м, ширина - 0,40 м, высота - от 0,15 до 0,20 м. Габариты упаковок с комплектами имущества составили: длина - 0,60 м, ширина - 0,40 м, высота - от 0,25 до 0,44 м. Масса комплектов вещевого имущества, в зависимости от перечня предметов, входящих в их состав, составила от 7,58 кг до 21,05 кг. Плотность укладки комплектов имущества в упаковке составила, в зависимости от их массогабаритных характеристик, от 0,116 до 0,2 г·см^-3.

Полиэтиленовые пакеты с тест-объектами из соответствующего материала, контаминированными спорами B.anthracis (штамм СТИ-1) с плотностью от (1,12±0,03)·10 ⁵ до (5,55±0,47)·10⁶ КОЕ·см ^-2, размещали внутри и снаружи каждого из предметов вещевого имущества. Детекторы-дозиметры размещали в упаковке в тех местах, где нагрузка излучением из-за режима сканирования оказывается низкой и (или) высокой: сверху на имуществе, в середине упаковки между слоями имущества и внизу под имуществом.

Испытания проводили с использованием радиационно-технологической установки, созданной на базе ускорителя электронов "Электроника УЭЛВ-10-10" (таблица 2). Упаковки с комплектами вещевого имущества при помощи конвейерной ленты перемещали в рабочую камеру и подвергали воздействию сканирующего пучка электронов с энергией от 7,5 до 10,0 МэВ при одностороннем и двухстороннем вариантах облучения. При одностороннем варианте облучения пучок электронов воздействовал на упаковку только в одном направлении (сверху), упаковки проходили под ускорителем электронов 3 раза. При двухстороннем варианте облучения поток электронов воздействовал на упаковку сверху при трех проходах под ускорителем, затем коробку переворачивали на 180° и снова подвергали трехкратному воздействию потока электронов. Скорость движения конвейера в ходе испытаний была в среднем 1,2 м·мин^-1, время одного прохода упаковки с вещевым имуществом под излучателем составило в среднем 30 секунд.

После вскрытия пакетов 50% бактериологических проб (тест-объектов), получивших одну и ту же дозу излучения, помещали в жидкую питательную среду, остальные пробы помещали во флаконы со смывной жидкостью, которую затем высевали на плотную питательную среду. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

При визуальном осмотре одежды, обуви и личных вещей после обеззараживания радиационным способом изменения внешнего вида предметов не обнаружено. При визуальном осмотре документов, книг и денежных купюр изменения их внешнего вида, а также цвета и качества отображенной на них информации не выявлено.

Экспериментальные данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют, что дезинфекционная обработка упаковок с вещевым имуществом путем облучения пучком быстрых электронов с энергией от 7,5 до 10 МэВ до достижения в наиболее удаленной от излучателя части каждого предмета внутри упаковки поглощенной дозы ионизирующего излучения не менее 30 кГр обеспечивает полное обеззараживание от спор бактерий всех изделий при их исходной плотности контаминации n·10 ⁶ КОЕ·см^-2. Разработанный способ позволяет эффективно обеззараживать упаковки как с отдельными предметами, так и с индивидуальными комплектами вещевого имущества и документов, включающими различные по составу материалов и назначению изделия.

Радиационный способ дезинфекции вещевого имущества и документов

МАТЕРИАЛЫ, ПОЯСНЯЮЩИЕ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таблица 1
Эффективность обеззараживания вещевого имущества от спор B.anthracis (штамм СТИ-1) пучком электронов с энергией от 7,5 до 10 МэВ
Вариант облучения	Объект обработки	Расположе ние детекторов в упаковке	Поглощенная доза, кГр	Исходная плотность контаминации тест-объектов, ·10 5 КОЕ·см-2	Количество проб (из них с остаточным заражением), шт.	Заключение о полноте обеззараживания объектов
Односторон- ний	Предметы зимней одежды (куртка)	Сверху	39,3±2,7	23,30±4,91	108 (0)	Достигается
Внизу	34,5±4,5
Предметы зимней одежды (брюки)	Сверху	31,7±2,4	13,30±2,85	108 (11)	Не достигается
Внизу	27,3±1,8
Изделия из меха	Сверху	40,1±2,8	22,85±5,74	108 (0)	Достигается
Внизу	35,3±2,7
Изделия из кожи	Сверху	34,2±3,9	55,55±4,75	108 (0)	Достигается
Внизу	32,5±2,5
Изделия из войлока	Сверху	42,2±3,1	11,72±2,55	108 (0)	Достигается
Внизу	37,6±3,8
Индивидуальный комплект вещевого имущества с летними одеждой и обувью	Сверху	39,5±1,9	1,26±0,08	162 (51)	Не достигается
В середине	27,5±1,4
Внизу	1,7±0,1
Индивидуальный комплект вещевого имущества с зимними одеждой и обувью	Сверху	37,3±1,8	1,15±0,04	162 (98)	Не достигается
В середине	18,3±0,9
Внизу	1,0±0,1

Продолжение таблицы 1
Вариант облучения	Объект обработки	Расположение детекторов в упаковке	Поглощенная доза, кГр	Исходная плотность контаминации тест-объектов, ·10 5 КОЕ·см-2	Количество проб (из них с остаточным заражением), шт.	Заключение о полноте обеззараживания объектов
Двухсторон- ний	Индивидуальный комплект вещевого имущества с летними одеждой и обувью	Сверху	45,7±2,3	1,12±0,03	162 (0)	Достигается
В середине	31,5±1,0
Внизу	36,9±1,5
Индивидуальный комплект вещевого имущества с зимними одеждой и обувью	Сверху	45,2±1,3	1,12±0,03	162 (0)	Достигается
В середине	30,9±0,6
Внизу	37,5±1,1
Примечания 1. Время дезинфекционной обработки одной упаковки с вещевым имуществом при одностороннем варианте облучения составило (90±6) секунд, при двухстороннем варианте облучения - (180±12) секунд. 2. Высота упаковок (толщина облучаемого слоя) с отдельными предметами вещевого имущества составила от 0,15 до 0,20 м; упаковок с индивидуальными комплектами вещевого имущества с летними одеждой и обувью - от 0,25 до 0,30 м; упаковок с индивидуальными комплектами вещевого имущества с зимними одеждой и обувью - от 0,34 до 0,44 м.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности). Санитарные правила СП 1.3.1285-03. - М.: Минздрав России, 2003.

2. Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности. Санитарные правила СП 1.2.731-99. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1999.

3. Козлов И.М., Лярский П.П. Руководство по дезинфекции, дезинсекции, дератизации. - Л.: Медицина, 1983.

4. Инструкция по дезинфекции и дезинсекции одежды, постельных принадлежностей, обуви и других объектов в паровоздушноформалиновых, паровых и комбинированных дезинфекционных камерах и дезинсекции этих объектов в воздушных дезинсекционных камерах: Утв. Главным Государственным санитарным врачом СССР 29.08.1977. В кн.: Справочник по санитарно-противоэпидемическому режиму. - М.: Грантъ, 1998.

5. Мельниченко П.И., Огарков П.И., Лизунов Ю.В. Военная гигиена и военная эпидемиология: Учебник. - М.: Медицина, 2005.

6. Костин А.П., Подкорытов Ю.А. Основы войсковой дезинфекции: Учебное пособие для слушателей и войсковых врачей. - Куйбышев: Медицина, 1977.

7. Мельниченко П.И., Володин А.С., Анисимов Н.А. и др. Современный технический комплекс для проведения полной санитарной обработки личного состава // Военно-медицинский журнал. - № 9, 1997. - С.40-43.

8. Кузин A.M., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. - М.: Энергоиздат, 1981.

9. Методика оценки санитарно-гигиенического состояния на предприятиях, выпускающих стерилизуемую продукцию медицинского назначения: Утв. Зам. Главного санитарного врача СССР, № 2534-82, 11.02.1982. - М.: Минздрав СССР, 1982.

10. Методические указания по контролю работы паровых и воздушных стерилизаторов: Утв. Начальником Главного эпидемиологического управления Министерства Здравоохранения СССР, № 15/6-5, 28.02 1991. - Минздрав СССР, 1982.

11. Методы испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности: Утв. Первым зам. Министра здравоохранения, Главным государственным санитарным врачом РФ 12.02.1998. - М.: Минздрав РФ, 1998.

12. Способ обеззараживания постельных принадлежностей безличного пользования и устройство для его осуществления: пат.2129879 Рос. Федерация: МПК⁷ A61L 2/08 / Капцов В.А. (RU), Полякова В.А. (RU); заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены (RU); заявл. 08.04.98; опубл. Бюл. № 13 (II ч.). - 1999.