專利名稱：環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)指示劑領(lǐng)域；具體地說，是屬于環(huán)氧乙烷滅菌的化學(xué)指示劑領(lǐng)域。本發(fā)明可用凹版或柔性版或絲網(wǎng)版印刷在需要滅菌物品的包裝袋上。
在醫(yī)院的日常工作中，常有各種器械、用具需要消毒和滅菌；隨著人民對健康的認(rèn)識水平不斷提高，對各種一次性醫(yī)療用品的需求越來越多。這些產(chǎn)品需要在出廠前進行嚴(yán)格的滅菌處理。滅菌過程也涉及到醫(yī)療、醫(yī)藥、食品、飲料、衛(wèi)生用品等諸多領(lǐng)域。因此，對滅菌效果的常規(guī)檢驗和快速識別提出了更高的要求。
目前常用的滅菌方法有高壓蒸汽滅菌法、環(huán)氧乙烷滅菌法、輻射滅菌法、干熱滅菌法等。其中對器具如一次性醫(yī)療用品多采用環(huán)氧乙烷氣體滅菌法。
對滅菌效果的檢測，國際通用的方法是以生物學(xué)指示劑為依據(jù)，定期布點對滅菌設(shè)備及滅菌效果進行檢測；以化學(xué)指示劑檢測每一個滅菌對象的滅菌過程。
環(huán)氧乙烷滅菌的化學(xué)指示劑目前被制成不干膠標(biāo)簽、不干膠膠帶、指示簽條(CN85200010U)使用；但是相對于一次性醫(yī)療用品如注射器、輸液器等，由于其產(chǎn)量大，價值低，每個產(chǎn)品上都貼上現(xiàn)有的滅菌指示劑制品會較大比例地加大成本，因而廠家只是在每個包裝箱外貼一個；這就很難保證箱內(nèi)每一個產(chǎn)品都滅菌合格，其危害是可想而知的。又由于上述滅菌指示劑制品相對于滅菌物質(zhì)體積小得多，又是獨立于產(chǎn)品之外，甚至有一些廠家，滅菌設(shè)備達(dá)不到要求，竟事先將滅菌指示劑制品滅菌，待其變色后再貼到包裝箱上，非常容易地假造滅菌效果，其性質(zhì)就更為惡劣了。
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其制備方法以及用凹版、柔版版、絲網(wǎng)版等印刷方式，將其印刷到紙或各種塑料膜(如聚乙烯或聚丙烯)等包材上，采用工業(yè)化生產(chǎn)制成的帶有滅菌指示標(biāo)識的包裝袋；采用該包裝袋代替原有的包裝袋，包裝的產(chǎn)品在滅菌時，其指示標(biāo)識變色，即可達(dá)到每一個需要滅菌的產(chǎn)品都有滅菌指示劑標(biāo)記的目的。一方面，確保每一件產(chǎn)品的滅菌質(zhì)量；另一方面，該標(biāo)記定會同產(chǎn)品一同滅菌，杜絕造假的可能性。通過采取必要的配方及工藝手段，本發(fā)明能夠滿足不同的滅菌要求的需要，達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明之組合物由黏結(jié)料0～50％，反應(yīng)物5～50％，指示劑染料0.1～10％，反應(yīng)控制劑1～50％，穩(wěn)定劑0～40％和溶劑30～80％組成。
黏結(jié)料是指一些天然或合成樹脂類聚合物，例如聚甲基丙烯酸及丙烯酸共聚物如Neocryl的817#、811#，聚酰胺樹脂如立龍化工的DL-330、DL-5330；松香改性馬來酸樹脂如L-860等。聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚酯酸乙烯酯，甲基纖維素，乙基纖維素等。黏結(jié)料按重量百分比可占配方的0～50％；用于聚乙烯和聚丙烯等薄膜凹版或柔性版印刷時最佳比例為30～45％；用于紙張的凹版或柔性版印刷時最佳比例為10％～20％。
反應(yīng)物指能與環(huán)氧乙烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的鹵素的金屬鹽類化合物的一種或兩種。如氯化亞錫、碘化鉀、氯化鎂、溴化鐵、三氯化鋁、溴化鉀、碘化鋰、溴化鋰等。按重量百分比反應(yīng)物占配方的5～50％；最佳比例為7～12％。
指示劑染料是指因PH值變化而產(chǎn)生顏色變化的酸堿指示劑染料；可以是以下染料中的一種或兩種復(fù)合，如；結(jié)晶紫(龍膽紫)、羅丹明B、孔雀綠、甲酚紅、百里酚蘭(百里酚磺酞)、堿性品紅(鹽基品紅)、茜素黃R(對硝基苯偶氮水楊酸鈉)、甲基黃(對二甲胺基苯偶氮苯)、溴酚蘭、剛果紅、甲基橙(對二甲氨基苯偶氮-對苯磺酸鈉)、溴甲酚綠、甲基紅、鄰硝基酚、石蕊精、中性紅、酚酞、甲基綠(七甲基-對-品紅鹽酸鹽)、甲基紫(五甲基-對玫瑰苯胺化鹽酸鹽)、甲酚紅紫(間甲酚磺酞)、喹哪啶紅(甲基氮萘紅)、β-二硝基酚(2，6-二硝基酚)、α-二硝基酚(2，4-二硝基酚)、γ-二硝基酚(2，5-二硝基酚)、ε-二硝基酚(2，3-二硝基酚)、茜素紅S(茜素磺酸鈉)、焦性沒食子酚酞(茜素紫)、間苯二酚蘭、乙基紅、丙基紅、胭脂紅(洋紅酸)、苯?；奔t酸G(苯甲酰槐黃G)、蘇木精、溴酚紅、溴甲酚紅紫、中紅蘭、對硝基酚、酚紅(苯酚磺酞)、硝基酚酞、間硝基酚、喹啉蘭(氮萘蘭)等。按重量百分比染料占0.1～10％；最佳比例為4～6％。
反應(yīng)控制劑是指一系列酸性物質(zhì)；可以是一元或多元的有機酸或無機酸，或多元酸的酸式鹽，或強酸的弱堿鹽?？梢允撬鼈兊囊环N或兩種復(fù)合，如苯甲酸、酒石酸、檸檬酸、鄰苯二甲酸、乳酸、琥珀酸、己二酸、蘋果酸、富馬酸、草酸、乙二胺四乙酸、乙酸、甲酸、亞硫酸、硫酸、鹽酸、磷酸、磷酸二氫鈉、氯化銨、硫酸氫鈉等，按重量百分比控制劑占配方的1～50％；最佳比例根據(jù)所使用的反應(yīng)物和控制劑的種類不同而不同，也根據(jù)所需要的滅菌條件不同而不同；還根據(jù)所使用的穩(wěn)定劑的種類及用量不同而不同。
穩(wěn)定劑是由PH緩沖劑組分構(gòu)成，如甲酸和氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀和鹽酸、乙酸和乙酸鈉、三乙醇胺和鹽酸、硼砂和鹽酸、酒石酸氫鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、磷酸二氫鉀和磷酸氫鉀、一氯乙酸和氫氧化鈉、六次甲基四胺和鹽酸、檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、乙酸銨、檸檬酸和氫氧化鉀、丁二酸和硼砂等。按重量百分比占配方的0～40％；最佳比例應(yīng)根據(jù)滅菌條件的要求而設(shè)定。
溶劑是指各種醇溶性溶劑，可以是一種或多種，如乙醇、異丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、二乙二醇甲醚，二乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丁醇、丁醇、聚乙二醇、乙二醇、二乙二醇等。按重量百分比占配方的30～80％；用于聚乙烯、聚丙烯薄膜凹版及柔性版印刷時的最佳比例為40～60％；用于紙張凹版或柔性版印刷的最佳比例為60～80％。
配制工藝將上述黏結(jié)料與溶劑混合，加熱至黏結(jié)料的軟化點溫度以上，使黏結(jié)料溶解在溶劑中，先加入反應(yīng)物，攪拌約1小時至反應(yīng)物全部溶解，再加入控制劑和穩(wěn)定劑攪拌約1小時至全部溶解，然后加入指示劑染料，攪拌至全部溶解(有些染料不能全部溶解，需用沙磨機研磨至用刮板細(xì)度計測量細(xì)度小于3微米即可使用)。
反應(yīng)原理本發(fā)明的原理是利用環(huán)氧乙烷與以上所述的反應(yīng)物反應(yīng)生成堿性物質(zhì)，使體系的PH值增加，PH值的提高使指示劑染料發(fā)生變色，而控制劑的加入中和了先期反應(yīng)產(chǎn)生的堿，在一段時間內(nèi)PH值不升高；只有當(dāng)控制劑所述的酸全部被中和之后，PH值才能提高，染料才能變色，所以通過改變控制劑的量，就可控制指示劑的變色條件。另外，加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑，穩(wěn)定劑有兩個作用(1)當(dāng)需要綜合性化學(xué)指示劑(可參見ISO11140-1，95.)，即需滅菌時間很長才變色的情況時，只加入反應(yīng)控制劑將不到8小時就變色了，這時必須加入PH值緩沖劑才可使PH值在長時間內(nèi)不上升。(2)加入PH值緩沖劑可以使反應(yīng)前后的色相達(dá)到穩(wěn)定，不會因空氣中的酸堿氣體而導(dǎo)致顏色的自動變化，籍此使產(chǎn)品的保存期可長達(dá)2～3年。根據(jù)ISPO11140-1(1995)標(biāo)準(zhǔn)中所述的工藝類化學(xué)指示物變色條件為環(huán)氧乙烷的濃度為600mg±30/L，溫度為30℃±1，濕度為60％±10，時間為30分鐘。通過加入不同種類、不同數(shù)量的控制劑和穩(wěn)定劑可以制得綜合類指示劑，其變色條件可為環(huán)氧乙烷濃度600mg±30/L，溫度為30℃±1，濕度為60％±10，時間為8～16小時。例如加入鹽酸為反應(yīng)控制劑，加入醋酸和醋酸鈉(PH＝4.7)作為穩(wěn)定劑時，反應(yīng)前的PH值為2，而遇環(huán)氧乙烷反應(yīng)至PH＞5時，控制劑即不再有緩沖作用，染料如甲基橙變色；而選用鹽酸為反應(yīng)控制劑，三乙醇胺和鹽酸(PH＝7.7)為穩(wěn)定劑時，反應(yīng)前的PH值同樣為2，而遇環(huán)氧乙烷反應(yīng)至PH＞8時，穩(wěn)定劑失去緩沖作用，染料如酚酞才能變色。后者的變色時間可是前者的兩倍。另外，通過調(diào)整穩(wěn)定劑或反應(yīng)控制劑的不同用量，在相同的環(huán)氧乙烷濃度、溫度、濕度條件下，也可控制反應(yīng)的時間；如以下配方中1000g乙醇，800g聚酰胺樹脂，80g氯化亞錫，2g中性紅，加入不同比例的酒石酸，其指示劑在環(huán)氧乙烷濃度為600mg±30/L，溫度為30℃±1，濕度為60％±10的條件下變色時間見下表
以上反應(yīng)原理為
總反應(yīng)式為 長時間變色反應(yīng)為 長時間變色總反應(yīng)為 指示劑初始的PH值受酒石酸的影響，PH＝2，而當(dāng)遇到環(huán)氧乙烷氣體后，酒石酸不斷地被中和；另外，酒石酸為多元有機酸，中和第二個羧基時需比較強的堿。因此酒石酸既是控制劑也是穩(wěn)定劑。當(dāng)酒石酸全部被中和以后，PH值升高至7時，中性紅染料由紫紅色變?yōu)辄S色。使用三溴化鐵時的反應(yīng)為 總反應(yīng)為 長時間變色反應(yīng)為 總的反應(yīng)為 由此可見，無論產(chǎn)物是 還是 (X為鹵素)反應(yīng)物和控制劑都是定當(dāng)量地反應(yīng)；因此，我們就可以在這樣一個基礎(chǔ)上設(shè)計配方，進行試驗。
關(guān)于反應(yīng)控制劑、穩(wěn)定劑及染料種類和相對比例的選擇可以通過以下計算獲得如加入1克當(dāng)量的反應(yīng)物，則會產(chǎn)生1克當(dāng)量的堿性物，此時如加入控制劑及穩(wěn)定劑數(shù)之和應(yīng)小于1克當(dāng)量，否則，就不會變色；此時如加入0.4克當(dāng)量控制劑、0.1克當(dāng)量的穩(wěn)定劑，其變色時間是比較短的；如加入0.2克當(dāng)量控制劑、0.7克當(dāng)量的穩(wěn)定劑，其變色時間是相當(dāng)長的。
穩(wěn)定劑的PH值緩沖范圍必須在染料的PH值變色范圍之中，或略小于染料的PH值變色范圍；例如，使用中性紅染料，染料的PH值變色范圍在6.8～8.0之間，所選用的穩(wěn)定劑的PH值緩沖范圍應(yīng)在7～8為佳；如使用穩(wěn)定劑的PH值范圍小于6.8，仍可使用，但必須大量加入，否則不能延長變色時間；如此時使用的穩(wěn)定劑PH值小于3，當(dāng)加入量已很接近反應(yīng)物與環(huán)氧乙烷反應(yīng)產(chǎn)生的堿的當(dāng)量時，變色時間也仍有5～6小時。
染料的PH值變色范圍對變色時間也有一定影響，染料的變色PH值越高，其變色時間越長。
黏結(jié)料的種類對變色時間也有影響，酸值大的樹脂其變色時間較長。如改性馬來酸樹脂的變色時間大于聚酰胺和聚乙烯醇等。
實施例1乙醇1000g，松香改性馬來酸樹脂(立龍化工L-860)500g，氯化亞錫80g，酒石酸35g，中性紅10g。
先將樹脂加入乙醇中，加熱回流半小時至樹脂全部溶解，再加入氯化亞錫80g，攪拌1小時至全部溶解，加入酒石酸攪拌1小時至全部溶解，再加入中性紅攪拌20分鐘至全部溶解，即成環(huán)氧乙烷指示劑油墨。該油墨可用于聚乙烯、聚丙烯及紙張的凹版或柔性版印刷，印后的成品在氧乙烷濃度為600mg±30/L，溫度為30℃±1，濕度為60％±10的條件下，30分鐘內(nèi)由紫色變?yōu)辄S色。
實施例2將例1中的500g松香改性馬來酸樹脂以1000g聚酰胺樹脂代替，其變色條件和用途同例1。
實施例3將例1中的500g松香改性馬來酸樹脂去掉，此指示劑可用于柔性版或凹版印刷紙張。
實施例4丙二醇甲醚500g，二丙二醇甲醚500g，聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸共聚物(Neocryl811)800g，碘化鉀500g，三水合乙酸鈉100g，6N乙酸130ml，琥珀酸115g，石蕊精50g；在例1的條件下制備。此方案可用于聚氯乙烯膜及紙張的凹版印刷，在例1的條件下變色時間為12小時，色相變化為由紅色變?yōu)樘m色。
實施例5聚乙二醇(分子量800)1000g，氯化鎂52g，濃鹽酸5ml，氯化銨5g，孔雀綠1g；依例1的方法制備。此配方在例1條件下，30分鐘由黃色變?yōu)榫G色；可用于凹版或柔性版印刷紙張。
例6乙醇500g，異丙醇300g，聚酰胺樹脂500g，三溴化鐵80g，琥珀酸11.8g，硼砂38.2g，蘋果酸30.5g，間苯二酚蘭60g；依例1方法制備。此配方在例1條件下，7小時，顏色由紅變?yōu)樘m色；此配方可用于凹版或柔性版印刷聚乙烯、聚丙烯薄膜。
例7乙醇600g，聚乙烯醇400g，氯化亞錫90g，檸檬酸20g，溴酚蘭10g，依例1方法制備。此配方在例1條件下，1小時由黃色變?yōu)樘m色；可用于絲網(wǎng)版印刷紙張。
例8乙醇800g，聚乙烯醇縮丁醛樹脂200g，三氯化鋁100g，鄰苯二甲酸95g，鄰苯二甲酸氫鉀81.6g，0.2M鹽酸6ml，溴甲酚綠50g，依例1方法制備。此配方可用柔性版或凹版印刷在聚乙烯或聚丙烯薄膜上；在例1條件下，8小時由黃色變?yōu)樘m色。
例9乙醇700g，聚酰胺樹脂300g，溴化鋰90g，乳酸18g，氫氧化鈉4g，苯甲酸15g，鄰硝基苯酚50g，依例1方法制備。此配方可用凹版或柔性版印刷在聚乙烯或聚丙烯薄膜上。在例1條件下，30分鐘由無色變?yōu)辄S色。本配方除了具有指示劑功能外，由于標(biāo)記為透明無色，滅菌后顯黃色，因此還具有一定的防偽功能。
例10乙醇300克，丙二醇甲醚400克，乙基纖維素300克，三氯化鐵90克，磷酸21.5克，喹哪啶紅40克。按例1步驟制備，指示劑可用于絲網(wǎng)版印刷紙張，印后成品變化條件為在例1條件下60分鐘由無色變?yōu)榧t色。
例11用例10之指示劑在溫度為30℃±1，濕度為60％±10的條件下，分別加裝環(huán)氧乙烷為400g/L～1600g/L條件下，其變色時間分別為
例12乙醇400克，乙二醇乙醚300克，甲基纖維素300克，碘化鋰80克，草酸20克，剛果紅30克，制備方法同例1，此指示劑可用于絲網(wǎng)版印刷紙張，印后成品在例1條件下變色時間為160分鐘，由蘭紫色變?yōu)榧t色。
例13例12所述指示劑在環(huán)氧乙烷濃度為600mg/l±30，濕度為60％±10條件下，溫度由30℃-80℃，其變色時間見下表
例14乙醇200克，異丙醇300克，乙二醇乙醚200克，聚甲基丙烯酸酯(Neocry1817)300克，溴化鉀100克，氯乙酸10克，氫氧化鈉4克，富馬酸42克，溴酚紅60克，按例1方法制備，此指示劑可用于凹版或柔性版印紙或聚氯乙烯或聚丙烯薄膜。在例1條件下10小時由黃色變?yōu)榧t色。
例15例14所述指示劑在環(huán)氧乙烷濃度為600mg/l±30，溫度為30℃下，濕度為30～80％時，變色時間見下表
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物，按照重量百分包括以下組分樹脂0～50％，鹵素金屬化合物5～50％，酸堿指示劑染料0.1～10％，酸性物質(zhì)1～50％，PH緩沖劑0～40％，溶劑30～80％。
2.一種環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物的制備方法將權(quán)利要求1所述樹脂(如有)與溶劑混合，加熱至樹脂的軟化點溫度以上，使樹脂溶解在溶劑中，先加入反應(yīng)物，攪拌約1小時至反應(yīng)物全部溶解，再加入酸性物質(zhì)和PH緩沖劑攪拌約1小時至全部溶解，然后加入指示劑染料，攪拌至全部溶解(有些染料不能全部溶解，需用沙磨機研磨至用刮板細(xì)度計測量細(xì)度小于3微米即可使用)。
3.將權(quán)利要求1所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物采用普通的凹板或柔性板或絲網(wǎng)板印刷在紙張、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等材質(zhì)上，制成包裝袋等類型的包裝物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其應(yīng)用，當(dāng)用于聚乙烯和聚丙烯等薄膜凹版或柔性版印刷時，樹脂最佳比例為30～45％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其應(yīng)用，當(dāng)用于紙張的凹版或柔性版印刷時，樹脂的最佳比例是10～20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物，其中，鹵素金屬化合物的最佳比例為7～12％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物，其中，酸堿指示劑染料的最佳比例為4～6％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其應(yīng)用，當(dāng)用于紙張的凹版或柔性版印刷時，溶劑的最佳比例是60～80％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其應(yīng)用，當(dāng)用于聚乙烯和聚丙烯等薄膜的凹版或柔性版印刷時，溶劑的最佳比例是40～60％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的環(huán)氧乙烷滅菌化學(xué)指示劑組合物及其應(yīng)用，本指示劑組合物印后成品的變色條件是可以控制的，即當(dāng)環(huán)氧乙烷濃度為400mg±30/L～1600mg±30/L，溫度為(30～80)±1℃，濕度為(30～80)±10％時，變色時間可在30分鐘到20小時之間調(diào)整?？蛇m用于使用二氧化碳等任何其他混氣情況下的滅菌條件。也使用于100％環(huán)氧乙烷滅菌條件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧乙烷滅菌指示劑組合物及其制備方法和它在一次性醫(yī)療用品包裝材料上的應(yīng)用。其配方含有黏結(jié)料0～50%,反應(yīng)物5～50%,指示劑染料0.1～10%,穩(wěn)定劑0～40%,反應(yīng)控制劑1～50%和溶劑30～80%,變色時間可控;采用凹版或柔性版或絲網(wǎng)版可將該組合物印刷在紙或聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料薄膜上,制成每個一次性醫(yī)療用品的包裝袋等形式的包裝材料,用此包材可保證對每一滅菌對象滅菌質(zhì)量的檢測,有效杜絕未經(jīng)滅菌或滅菌不完善的一次性醫(yī)療用品流入市場。
文檔編號G01N31/22GK1367384SQ01145148
公開日2002年9月4日 申請日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者閻寧 申請人:閻寧