Den bærbare Chemical Sterilizer (PCS), D-Fens, og D-Fend ALLE: Novel chlordioxid Dekontaminering Teknologier til militær
Summary
P ortable C hemical S terilizer (PCS) er en revolutionerende energi-uafhængig, næsten waterless sterilisering teknologi til Army Medical enheder. PCS genererer chlordioxid fra tørre reagenser blandet med vand på stedet, at-vilje, og på point-of-use (POU) i en plastik kuffert. D isinfectant – sprøjte til F oods og EN miljømæssig forsvarlig-venlige S anitation (D-KÆR) og D isinfectant for EN miljømæssig forsvarlig-venlig D econtamination, All-formål (D-FEND ALL) producere vandigt chlordioxid i en sammenklappelig sprayflaske og andre potentielle udførelsesformer. Disse alsidige dekontaminering teknologier dræbe mikrober i utallige forskellige applikationer til militære og civile forbrugere med dobbelt anvendelse.
Abstract
Der er en udtalt hær har brug for et felt-bærbar, ikke-dampsteriliseringsapparat teknologi, der kan bruges af Forward kirurgiske lægehold, Dental Companies, Veterinary Service Support Afdelinger, Combat Support Hospitaler og Area Medical Laboratories at sterilisere kirurgiske instrumenter og sterilisere patologisk prøver forud for bortskaffelse i operationsstuer, akut behandling områder, og intensivafdelinger. Følgende ensemble af roman, 'ren og grøn' chlordioxidkoncentrationer teknologier er alsidig og fleksibel til at tilpasse sig til at opfylde en række kritiske militære behov til dekontaminering 6,15. Konkret blev P ortable C hemical S terilizer (PCS), opfundet for at imødekomme presserende slagmarken behov, og lukke huller kritiske kapacitet til energi-uafhængighed, letvægts portabilitet, hurtig mobilitet og robust holdbarhed i høj intensitet forward implementeringer 3. Som en revolutionerende teknologisk gennembrud i kirurgisk sterilization-teknologi, PCS er en Moderne Field Autoklave, der bygger på on-site, point-of-use, at-vilje generation af chlordioxid i stedet for damp. To (2) PCS enheder sterilisere 4 kirurgiske bakker i 1 time, hvilket svarer overførselshastighed på én stor dampautoklav (tilnavnet "Bertha" i implementeringer på grund af sin besværlige størrelse, voluminøse dimensioner og vægt). PCS fungerer Men ved hjælp af 100% mindre strøm (0 vs 9 kW) og 98% mindre vand (10 vs 640 ounce), reducerer vægten med 95% (20 vs £ 450, en 4-mands lift) og terning med 96% (2,1 vs 60,2 ft 3), og eliminerer de vanskelige udfordringer i fremadrettede implementeringer af reparationer og vedligeholdelse af pålidelig drift, løft og transport og elektrisk strøm, der kræves for dampautoklaver.
Introduction
PCS-teknologi provenu fra hvor ingen kommerciel enhed har eksisteret tidligere og genererer desinfektionsmidlet chlordioxid (CLO 2), der har en dokumenteret evne til at dræbe vegetative patogener på friske råvarer 3,6,9-13,15 eller at rense bakteriesporer. 6, 14,15,17 PCS blevet laboratorium valideret specielt til at effektuere sterilisation mod live kulturer af Geobacillus stearothermophilus (GS) sporer (se relateret henvisning 8) og spore biologiske indikatorer for G. stearothermophilus og Bacillus atrophaeus (BA) 6,15,16. PCS er også blevet tilpasset til at fungere med mindre strenge betingelser for at sikre fødevaresikkerhed ved at inaktivere vegetative patogener Listeria monocytogenes og Escherichia coli på friske råvarer, såsom hele tomater, og at forlænge holdbarheden af frisk-cut råvarer, for eksempel ved inactivating den polyphenoloxidase bruning enzym i snittede æbler 6,15. For at generere chlordioxid, PCS benytter roman effektor kemi, der forløber via oxidations-reduktion på næsten neutral pH, og dermed eliminere brugen af syrer og de iboende vanskeligheder skibsfart, opbevaring, håndtering og bortskaffelse sure affald i langt frem militær implementeringer 1,2,4,17. Ud over militæret, kan PCS også bruges af Homeland Security / Forsvar; i løbet af naturkatastrofer (Superstorm Sandy, tsunamier, orkanen Katrina), som lamme adgang til magten, drikkevand og fjernelse af affald; på stedet af nødsituationer første-responders; og i fællesskabet hospitaler eller skoler i løbet af strømudfald (blackouts og brune-outs).
D isinfectant – sprøjte til F oods og EN miljømæssig forsvarlig-venlige S anitation (D-KÆR) bruger også effektor kemi (3 kemiske komponenter) og en 2-trins blande proces ( <em> Jeg. Forkoncentrering efterfulgt af ii. Post-reaktion fortynding) til at generere vandigt chlordioxid, primært i en sammenklappelig sprayflaske til dekontaminering overflader af Hærens Materielkommando, udstyr håndtering af fødevarer og felt fodringsudstyr i Army felt køkkener og sanitære centre og Navy kabysser, medicinske enheder, brusere, og latriner overalt stort tal af udsendt personale sameksistere i tæt nærhed 5,6. Validering test viste, at D-KÆR eliminerer patogenet Staphylococcus aureus, en fælles fødevarebårne patogen, på porøse overflader 14. "D-FEND ALL" (D isinfectant for EN miljømæssig forsvarlig-venlig D econtamination, All-purpose) giver en enklere (2 kemiske komponenter), mere praktisk (1-trin blande) alternativ med uovertruffen alsidighed til fremstilling af vandige klordioxid til dekontaminering bakteriel sporer på tekstiler, for overfladedesinfektion at fremme sanitation og hygiejne, og for at forbedre vandkvaliteten og sikkerhed med særlige fordele for applikationer, der kræver en hurtig produktion af store mængder fortyndede chlordioxidopløsninger anvender små mængder af udgangsmaterialer til applikationer i nye graywater genanvendelse teknologier designet til at generere ren, drikkevand til Expeditionary basislejre 2..
En række mekanismer eksisterer i overensstemmelse med Federal Technology Transfer Act for at lette overførslen af føderale teknologier nonfederal enheder som en måde at fremme udvikling og kommercialisering af teknologier til materiel fordel af nationen. Derfor med deres spirende potentiale for mange militære og civile anvendelser, PCS, D-KÆR og D-afværge alle teknologier er blevet patenteret og overført til industrien til kommercialisering via Patent licensaftaler og Handelsretten Evalueringslicenser. En langsom, kontrolleret version af D-KÆR (kaldet & #8220; D-KÆR Lite ") blev Teknologi Overført til kommercielle industri til indbygning i emballage til at forlænge holdbarheden af friske bær, og PCS har også været Teknologi Overført til den akademiske verden og andre statslige organer til sammenlignende test med andre teknologier, til forskning i fødevaresikkerhed med friske råvarer råvarer, og for at øge bachelor naturvidenskabelige uddannelser. Technology Transfer af PCS og dens kemi førte til et kommercielt produkt er godkendt til bio-hætte sterilisering med forbedringer i tid, omkostninger og miljøbeskyttelse i forhold til konventionelle formaldehyd behandlinger.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne grundlæggende F & U har sat nye forsknings-og tekniske retninger gennem samarbejde med den akademiske verden, andre statslige organer og erhvervslivet, der har ført til kommercialisering af nye, miljøvenlige ("grøn") teknologier. Chlordioxid er den første metode godkendt af National Sanitation Foundation i 20 år for sikrere, hurtigere og mere miljøvenlig sterilisation end konventionelle behandlinger. PCS, D-KÆR og D-Fend ALLE prototyper er blevet valideret som bench-skala prototyper i et labo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gerne anerkende deres taknemmelighed over for den amerikanske hær Environmental Quality 6.1 Basic Research program, den amerikanske hær Institute of Surgical Research, og NSRDEC kontinuerlige Product Improvement program og Expeditionary Base Camp TECD for at finansiere dette arbejde. Vi er taknemmelige for Adam Driks (Loyola University Medical Center) til mikrografiet vist i figur 6B.
Materials
| Sodium chlorite | Sigma-Aldrich | 244155 | |
| Sodium sulfite | Sigma-Aldrich | 239312 | |
| Sodium ascorbate | Sigma-Aldrich | A7631 | |
| Potassium phosphate | Sigma-Aldrich | P0662 | |
| Dextrose | Fisher Scientific | D-16 | |
| BT Sure biological indicator (steam) | Thermo Fisher Sci | AY759X3 | |
| EZ Test (EtO) | SGM Biotech Inc | EZG/6 | |
| Difco Hy-check | Becton-Dickinson/ Difco | 290002 | |
| Tryptic Soy Agar | Difco | 236950 | |
| Nutrient Agar | Difco | 213000 | |
| Baird-Parker Agar | Difco | 276840 | |
| Egg Yolk-Tellurite | Difco | 277910 | |
| 0.5% Yeast extract | Difco | 212750 | |
| Bacto-Peptone | Difco | 211677 | |
| Bacto-Tryptone | Difco | 211705 | |
| Agar | Difco | 214010 | |
| Soluble starch | Difco | 0178-17 | |
| Lab Lemco Beef Extract | Oxoid | L29 | |
| Masticator – Classic | IUL Instruments | Cat. No. 400 | |
| Stomacher bags | Seward | Stomacher ‘400’ bags |
Riferimenti
- Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K., Sao, N., Duvall, J. R., Davies, K., Doona, C. J., Ross, E. W. Ascorbate-induced oxidation of formate by peroxodisulfate: product yields, kinetics and mechanism. Research on Chemical Intermediates. 30 (6), 647-661 (2004).
- Curtin, M. A., Dwyer, S., Bukvic, D., Doona, C. J., Kustin, K. Kinetics and mechanism of the reduction of sodium chlorite by sodium hydrogen ascorbate in aqueous solution at near-neutral pH. International Journal of Chemical Kinetics. 46 (4), 216-219 (2014).
- Doona, C. J., Curtin, M. A., Feeherry, F. E., Kandlikar, S., Baer, D., Kustin, K., Taub, I., McManus, A. . Portable Chemical Sterilizer., U.S. Patent Number 7,625,533. , (2009).
- Doona, C. J., Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K. . Chemical Combination for the Generation of Disinfectant and Heat., U.S. Patent Number 7,883,640. , (2011).
- Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Curtin, M. A. . Process for producing aqueous chlorine dioxide for surface disinfection and decontamination., U.S. Patent Application Number 8,337,717. , (2012).
- Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Feng, H., Grove, S., Krishnamurthy, K., Lee, A. . Combining sanitizers and nonthermal processing technologies to improve fresh-cut produce safety. In: Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies. , (2014).
- Feeherry, F. E., Doona, C. J., Taub, I. A. Effect of water activity on the growth kinetics of Staphylococcus aureus in ground bread crumb. Journal of Food Science. 68 (3), 982 (2003).
- Feeherry, F. E., Munsey, D. T., Rowley, D. B. Thermal inactivation and injury of Bacillus stearothermophilus spores. Applied and Environmental Microbiology. 53 (2), 365 (1987).
- Gómez-López, V. M., Devlieghere, F., Ragaert, P., Debevere, J. Shelf-life extension of minimally processed carrots by gaseous chlorine dioxide. International Journal of Food Microbiology. 116, 221 (2007).
- Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 24 (7-8), 736 (2007).
- Mahmoud, B. S. M., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O175:H7 and Salmonella enterica on lettuce by chlorine dioxide gas. Food Microbiology. 25 (2), 244 (2008).
- Kim, Y. -. J., Lee, S. -. H., Park, J. i., Park, J. o., Chung, M., Kwon, K., Chung, K., Won, M., Song, K. B. Inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, and Listeria monocytogenes on stored iceberg lettuce by aqueous chlorine dioxide treatment. Journal of Food Science. 73 (9), (2008).
- Park, E. -. J., Gray, P. M., Oh, S. -. W., Kronenberg, J., Kang, D. -. H. Efficacy of FIT produce wash and chlorine dioxide on pathogen control in fresh potatoes. Journal of Food Science. 73 (6), (2008).
- Setlow, P. Bacterial Spores. Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, (2011).
- Setlow, P., Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Sisson, D., Chandra, S. Enhanced Safety and Extended Shelf Life of Fresh Produce for the Military. Microbial Safety of Fresh Produce. , 263-288 (2009).
- Taub, I. A., Roberts, W., LaGambina, S., Kustin, K. Mechanism of Dihydrogen Formation in the Magnesium−Water Reaction. Journal of Physical Chemistry. 106 (35), 8070 (2002).
- Young, S. B., Setlow, P. Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and chlorine dioxide. Journal of Applied Microbiology. 95 (1), 54 (2003).
