Установка электромагнитного облучения металлических объектов, реализующая экстренную деконтаминацию патогенной микрофлоры

В.Б. Байбурин; В.П. Мещанов; В. В. Комаров; В.М. Дорошенко; И.О. Лунева; Н.М. Ермаков

doi:10.18127/j19998465-202406-01

Установка электромагнитного облучения металлических объектов, реализующая экстренную деконтаминацию патогенной микрофлоры

В.Б. Байбурин¹, В.П. Мещанов², В. В. Комаров³, В.М. Дорошенко⁴, И.О. Лунева⁵, Н.М. Ермаков⁶

научная статья УДК 621.37, 621.385.69, 621.373 Страницы: 5-11 doi.org/10.18127/j19998465-202406-01

^1,3,4 Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А. (г. Саратов, Россия)
² ООО «НПП «НИКА-СВЧ» (г. Саратов, Россия)
⁵ Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского (г. Саратов, Россия)
⁶ ФКУН «Российский научно исследовательский противочумный институт «Микроб» (г. Саратов, Россия)

Ключевые слова: Стерилизация дециметровые волны малые массо-габаритные показатели минимальное время обработки серийный выпуск

Аннотация

Постановка проблемы. В настоящее время одной из важнейших проблем современного здравоохранения и научной медицины является создание эффективных и вместе с тем мобильных портативных устройств, обеспечивающих надежную и быстродействующую деконтаминацию (стерилизацию), в первую очередь, металлических объектов, составляющих основной набор используемого необходимого медицинского инструментария.

Цель. Создать стерилизатор металлических медицинских инструментов с малыми габаритными размерами и весом, допускающим ручную транспортировку с минимальными по сравнению с известными видами стерилизационного воздействия (пар, жаркий воздух, радиация, химическая обработка) временем обработки для широкого применения как в клиниках, амбулаторных пунктах, так и в полевых условиях, военных госпиталях, дальних походах различного назначения.

Результаты. Разработан экспериментальных образец стерилизатора с источником генерирования в дециметровом диапазоне волн и с мощностью до 1000 Вт (габаритные размеры стерилизатора 500×360×280 мм, вес не более 20 кг). Проведены эксперименты с типовыми наборами инструментов, показавшие, что за время до 10 мин. достигается полная стерилизация обрабатываемых инструментов. Уничтожение патогенной микрофлоры (споровые и бесспоровые бактерии различных видов) подтверждено в соответствующих лабораториях Саратовского государственного медицинского университета имени В.И. Разумовского.

Практическая значимость. Практическая и экономическая значимость работы подтверждена отзывами медицинских учреждений, а также предложениями со стороны ряда производственных предприятий г. Саратова и Москвы по серийному производству разработанного стерилизатора.

Поступила: 17.06.2024
Одобрена: 01.07.2024
Принята: 28.11.2024

Для цитирования

Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Комаров В.В., Дорошенко В.М., Лунева И.О., Ермаков Н.М. Установка электромагнитного облучения металлических объектов, реализующая экстренную деконтаминацию патогенной микрофлоры // Наукоемкие технологии. 2024. Т. 25. № 6. С. 5−11. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j19998465-202406-01

Список источников

Лысцов В.Н., Франк-Каменецкий Д.А., Щедрина М.В. Действие сантиметровых радиоволн на вегетативные клетки, споры и трансформирующую ДНК //Биофизика. 1965. Т. 10. С. 105.
Пресман А.С. Электромагнитные поля в биосфере. М.: Знание. 1971. Т. 63. С. 4.
Девятков Н.Д. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн на биологические объекты // Успехи физических наук. 1973. Т. 110. № 7. С. 453–454.
Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат. 1987. 143 с.
Бецкий О.В., Голант М.Б., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны в биологии. М.: Знание. 1988. 62 с.
Панасенков В.И., Садчикова О.А., Игнатов В.В., Пиденко А.П. Действие мощного ЭМП с частотой 2375 МГц на микроорганизмы // Биологическое действие электромагнитных полей: Тез. докл. Пущино. 1982. С. 26.
Bol'shakov M.A., Bugaev S.P., Goncharik A.O., Gunin A.V., Evdokimov E.V., Klimov A.I., Korovin S.D., Pegel I.V., Rostov V.V. Effect of high-power microwave radiation with nanosecond pulse duration on some biological objects. Biophysics. ООО «Международная академическая издательская компания "Наука/Интерпериодика"», 2000. Т. 370. С. 21–24.
Shaw P., Kumar N., Mumtaz S., Lim J. S., Jang J. H., Kim D., Sahu B. D., Bogaerts A., Choi E. H. Evaluation of non-thermal effect of microwave radiation and its mode of action in bacterial cell inactivation. Scientific Reports. 2021. V. 11. № 1. P. 14003.
Kozempel M., Cook R.D., Scullen O.J. Development of a process for detecting nonthermal effects of microwave energy on microorganisms at low temperature. Journal of Food Processing and Preservation. 2000. V. 24. № 4. P. 287–301.
Loghavi L., Sastry S.K., Yousef A.E. Effect of moderate electric field frequency and growth stage on the cell membrane permeability of Lactobacillus acidophilus. Biotechnology progress. 2009. V. 25. № 1. P. 85–94.
Гуляев Ю.В., Черепенин В.А. О возможности использовании мощных электромагнитных импульсов для обеззараживания бактериологически загрязненных объектов // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 4. С. 11–11.
Gulyaev Y.V., Taranov I.V., Cherepenin V.A. The use of high-power electromagnetic pulses on bacteria and viruses. Physics. Pleiades Publishing. 2020. V. 65. P. 230–232.
Гуляев Ю.В., Таранов И.В., Черепенин В.А. Использование мощных электромагнитных импульсов для воздействия на бактерии и вирусы // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2020. Т. 493. № 1. С. 15–17.
Patent (US) A61L2 № 5019344. Method for sterilizing articles’ such as dental handpieces’. B.S. Kutnez, D.A. Latowicki. Filed 21.04.1988; Pub. 28.05.1991.
Patent (US) A61L2 № 5019359. Method and apparatus’ for rapid sterilizing of material. B.S. Kutnez, D.A. Latowicki. Filed 22.11.1989; Pub. 28.05.1991.
Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Т. 25. № 4. С. 52–58.
Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Математическое моделирование электромагнитных полей в рабочей среде СВЧ-стерилизатора хирургических инструментов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 47–52.
Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Лунева И.О., Комаров В.В., Никифоров А.А., Фомин А.А., Дорошенко В.М., Балакин М.И., Киркица В.А. Экспериментальные результаты СВЧ-стерилизации металлических инструментов медицинского назначения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 76–82.
Еремин В.П., Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Комаров В.В., Пахомов Я.А., Ершов А.С., Дорошенко В.М., Никифоров А.А., Балакин М.И. Электродинамические и рабочие характеристики СВЧ-стерилизатора с источником излучения в виде двух спаренных магнетронов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 60–66.
Патент A61L2/12 (РФ) № 2130319. Способ быстрой стерилизации медицинских инструментов / В.Б. Байбурин, Б.Н. Максименко, А.А. Терентьев, А.Ю. Михайлин, И.О. Лунева, Г.М. Шуб. 1999.
Патент A61L2/12 (РФ) № 45271. Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов / В.Б. Байбурин, В.В. Тертышник, Г.М. Шуб. 2005.

Полный текст, PDF 350 ₽

[1] Лысцов В.Н., Франк-Каменецкий Д.А., Щедрина М.В. Действие сантиметровых радиоволн на вегетативные клетки, споры и трансформирующую ДНК //Биофизика. 1965. Т. 10. С. 105.

[2] Пресман А.С. Электромагнитные поля в биосфере. М.: Знание. 1971. Т. 63. С. 4.

[3] Девятков Н.Д. Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн на биологические объекты // Успехи физических наук. 1973. Т. 110. № 7. С. 453–454.

[4] Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат. 1987. 143 с.

[5] Бецкий О.В., Голант М.Б., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны в биологии. М.: Знание. 1988. 62 с.

[6] Панасенков В.И., Садчикова О.А., Игнатов В.В., Пиденко А.П. Действие мощного ЭМП с частотой 2375 МГц на микроорганизмы // Биологическое действие электромагнитных полей: Тез. докл. Пущино. 1982. С. 26.

[7] Bol'shakov M.A., Bugaev S.P., Goncharik A.O., Gunin A.V., Evdokimov E.V., Klimov A.I., Korovin S.D., Pegel I.V., Rostov V.V. Effect of high-power microwave radiation with nanosecond pulse duration on some biological objects. Biophysics. ООО «Международная академическая издательская компания "Наука/Интерпериодика"», 2000. Т. 370. С. 21–24.

[8] Shaw P., Kumar N., Mumtaz S., Lim J. S., Jang J. H., Kim D., Sahu B. D., Bogaerts A., Choi E. H. Evaluation of non-thermal effect of microwave radiation and its mode of action in bacterial cell inactivation. Scientific Reports. 2021. V. 11. № 1. P. 14003.

[9] Kozempel M., Cook R.D., Scullen O.J. Development of a process for detecting nonthermal effects of microwave energy on microorganisms at low temperature. Journal of Food Processing and Preservation. 2000. V. 24. № 4. P. 287–301.

[10] Loghavi L., Sastry S.K., Yousef A.E. Effect of moderate electric field frequency and growth stage on the cell membrane permeability of Lactobacillus acidophilus. Biotechnology progress. 2009. V. 25. № 1. P. 85–94.

[11] Гуляев Ю.В., Черепенин В.А. О возможности использовании мощных электромагнитных импульсов для обеззараживания бактериологически загрязненных объектов // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 4. С. 11–11.

[12] Gulyaev Y.V., Taranov I.V., Cherepenin V.A. The use of high-power electromagnetic pulses on bacteria and viruses. Physics. Pleiades Publishing. 2020. V. 65. P. 230–232.

[13] Гуляев Ю.В., Таранов И.В., Черепенин В.А. Использование мощных электромагнитных импульсов для воздействия на бактерии и вирусы // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2020. Т. 493. № 1. С. 15–17.

[14] Patent (US) A61L2 № 5019344. Method for sterilizing articles’ such as dental handpieces’. B.S. Kutnez, D.A. Latowicki. Filed 21.04.1988; Pub. 28.05.1991.

[15] Patent (US) A61L2 № 5019359. Method and apparatus’ for rapid sterilizing of material. B.S. Kutnez, D.A. Latowicki. Filed 22.11.1989; Pub. 28.05.1991.

[16] Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Т. 25. № 4. С. 52–58.

[17] Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Математическое моделирование электромагнитных полей в рабочей среде СВЧ-стерилизатора хирургических инструментов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 47–52.

[18] Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Лунева И.О., Комаров В.В., Никифоров А.А., Фомин А.А., Дорошенко В.М., Балакин М.И., Киркица В.А. Экспериментальные результаты СВЧ-стерилизации металлических инструментов медицинского назначения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 76–82.

[19] Еремин В.П., Байбурин В.Б., Мещанов В.П., Комаров В.В., Пахомов Я.А., Ершов А.С., Дорошенко В.М., Никифоров А.А., Балакин М.И. Электродинамические и рабочие характеристики СВЧ-стерилизатора с источником излучения в виде двух спаренных магнетронов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. Т. 26. № 6. С. 60–66.

[20] Патент A61L2/12 (РФ) № 2130319. Способ быстрой стерилизации медицинских инструментов / В.Б. Байбурин, Б.Н. Максименко, А.А. Терентьев, А.Ю. Михайлин, И.О. Лунева, Г.М. Шуб. 1999.

[21] Патент A61L2/12 (РФ) № 45271. Устройство сверхбыстрой стерилизации медицинских инструментов / В.Б. Байбурин, В.В. Тертышник, Г.М. Шуб. 2005.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи