DE69606173T2

DE69606173T2 - Indikator-tinte

Info

Publication number: DE69606173T2
Application number: DE69606173T
Authority: DE
Inventors: John Bealing; R. Gorski
Original assignee: NORTH AMERICAN SCIENCE ASSOCIA
Current assignee: NORTH AMERICAN SCIENCE ASSOCIA
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2016-04-13
Also published as: CA2218704A1; DE69606173D1; CA2218704C; AU719851B2; US5990199A; WO1996033242A2; EP0821714A2; WO1996033242A3; AU5483996A; ATE188722T1; EP0821714B1

Description

Hintergrund

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Farbzusammensetzung, die eine nachweisbare Anzeige von Bedingungen, wie Zeit, Temperatur, Druck, Energie oder die An- bzw. Abwesenheit einer bestimmten Chemikalie ermöglichen. Diese Zusammensetzungen sind in der Industrie und der Herstellung für den Nachweis von Umgebungsbedingungen nützlich sowie in der Medizin für die Beurteilung der Wirksamkeit eines Sterilisierungsvorgangs.

2. Hintergrunds der Erfindung

In vielen Bereichen der Herstellung, Analyse und der Forschung, und insbesondere auf dem Gebiet der medizinischen Forschung und der medizinischen Tests ist eine Behandlung mit Sterilisiermitteln erforderlich, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen, wie einen Bestandteil auszuhärten, eine Vorrichtung zu sterilisieren oder um zu prüfen, ob ein Material einem Sterilisiermittel oder Sterilisierbedingungen widersteht. Sterilisationsverfahren, denen Materialien ausgesetzt werden können umfassen unter anderem gamma-Strahlung, Ethylenoxid, Elektronenstrahlen, Dampf, dampfförmiges Wasserstoffperoxid, ultraviolettes Licht, trockene Hitze, Peressigsäure, Gasplasma und Formaldehyd/Dampf.
Unter Sterilisation wird im Allgemeinen das Verfahren verstanden, bei dem alle lebensfähigen Mikroorganismen, einschließlich Organismen wie Viren und Sporen, vollständig zerstört werden. Angesichts der Risiken, die mit einer unvollständigen Sterilisierung verbunden sind, ist es immer vorteilhaft, die Wirksamkeit der Sterilisierung des Materials zu überwachen. Übliche Praxis ist dabei, einen Sterilisierungsindikator zu den zu sterilisierenden Gegenständen zu geben. Die Verwendung eines Sterilisierungsindikators erlaubt einen direkten und empfindlichen Ansatz um die Letalität des Verfahrens sicherzustellen. Ein typischer Sterilitätsindikator ist eine gepackte Zusammenstellung von Komponenten, die zusammen mit den zu sterilisierenden Gegenständen den Sterilisierungsbedingungen ausgesetzt wird. Diese Komponenten werden spezifisch von einem oder mehreren Parametern des Sterilisierungsverfahrens beeinflußt und nach Beendigung des Verfahrens überprüft. Diese und andere herkömmliche Indikatoren werden in den US-Patenten 2,606,654, 4,596,773 und 4,717,661 beschrieben, die ebenso wie die in ihnen zitierten US-Patentdokumente durch Bezugnahme einbezogen sind.
Es gibt zwei allgemeine Arten von Sterilisierungsindikatoren, biologische Indikatoren und chemische Indikatoren. Biologische Indikatoren enthalten, wie ihr Name sagt, Testmaterial biologischen Ursprungs. Beispielsweise enthält ein allgemein üblicher biologischer Sterilitätsindikator, wie er im US-Patent Nr. 4,732,850 beschrieben wird, eine bekannte Menge an mikrobiologischen Testsporen. Der Indikator wird in die Sterilisationskammer gegeben und zusammen mit den zu sterilisierenden Gegenständen dem Sterilisierungsverfahren ausgesetzt. Die Testmikroorganismen aus dem sterilisierten Indikator, beispielsweise Sporen von Bacillus stearothermophilus oder B. subtilis werden für eine bestimmte Zeit unter Bedingungen auf einem Nährmedium inkubiert, die eine mikrobielle Proliferation begünstigen. Das Nährmedium wird dann auf Zeichen von Wachstum überprüft, was zum Beispiel durch die An- oder Abwesenheit von metabolischen Produkten bestimmt werden kann. Typischerweise wird Wachstum durch eine Änderung des pH's des Nährmediums nachgewiesen. Ein niedriger ph weist auf Wachstum hin und zeigt, daß das Sterilisationsverfahren nicht ausreichend war, um alle Mikroorganismen zu zerstören. Diese sowie weitere Variationen von biologischen Sterilitätsindikatoren werden in den US-Patenten 3,239,429, 3,440,144, 3,661,717, 4,596,773, 4,717,661, 4,732,850, 4,741,437, 4,743,537, 4,885,253 und 5,167,923 beschrieben.
Ein wesentlicher Nachteil von biologischen Sterilitätsindikatoren ist die zeitliche Verzögerung, bis die Ergebnisse des Tests vorliegen. Die Indikatoren benötigen typischerweise eine Inkubationszeit, die im Fall von sporenhaltigen Indikatoren mehrere Tage betragen kann. Um eine vollständige Sicherheit gewährleisten zu können, sollten Gegenstände, die diesem Sterilisationsverfahren unterworfen wurden, während dieser Zeit nicht verwendet werden. Bei der praktischen Anwendung sollte abgewartet werden, bis die Ergebnisse des Tests auf Lebensfähigkeit vorliegen und wenn eine vollständige Sterilisierung nicht erzielt werden konnte, sollte noch länger eine erneute Sterilisierung der Materialien und eine erneute Überprüfung abgewartet werden.
Chemische Indikatoren enthalten eine überprüfbare Chemikalie und ermöglichen einen allgemeineren Nachweis über das Ergebnis eines Sterilisierungsverfahrens, indem ein oder mehrere Parameter des Verfahrens nachgewiesen oder gemessen werden. Die meisten chemischen Indikatoren ermöglichen eine sichtbare Darstellung des Ergebnisses eines Sterilisierungsverfahrens und enthalten beispielsweise eine thermotrope Farbe. Die Farbe kann beispielsweise direkt auf dem zu sterilisierenden Gegenstand, auf der Verpackung oder auf einem Etikett auf dem interessierenden Artikel durch Aufdrucken fixiert werden. Der Gegenstand und die chemische Indikatorfarbzusammensetzung werden dann dem Sterilisierungsverfahren unterworfen und nach der Beendigung ermöglicht der Indikator eine Anzeige für die Ausführung des Verfahrens oder eine Meßgröße für die Wirksamkeit des Verfahrens.
Die am weitesten verbreiteten chemischen Indikatoren enthalten Farben, die einen Farbwechsel als Folge bestimmter Zustände oder Bedingungen in der lokalen Umgebung zeigen, die während einer Sterilisierung auftreten. Zum Beispiel würde eine chemische Verbindung wie Silbernitrat, wie im US-Patent 3,667,916 beschrieben sich dunkel färben, wenn sie Hitze, hoher Feuchtigkeit und/oder der Gegenwart von Ethylenoxid ausgesetzt wird. Eine Indikatorvorrichtung, die diese Verbindung enthält und einem Sterilisierungsverfahren mit Dampf oder Ethylenoxid ausgesetzt wird, verdunkelt ihre Farbe. Eine wesentliche Verdunkelung ergibt einen Hinweis, daß das Sterilisierungsverfahren durchgeführt wurde. Es wird keine Inkubationszeit nach der Sterilisierung benötigt, so daß das Ergebnis sofort vorliegt.
Da die chemischen Indikatoren sind so aufgebaut sind, daß sie auf den entscheidenden Parameter reagieren, der mit einem bestimmten Sterilisierungsverfahren verbunden ist, existieren zumindest so viele Abwandlungen von chemischen Indikatorzusammensetzungen, wie es Sterilisierungsverfahren gibt. Beispielsweise nutzt ein Sterilisierungsverfahren mit Dampf eine Indikatorzusammensetzung, die anzeigt, daß eine vorgegebener Temperatur, ein vorgegebener Druck oder eine vorgegebene Zeit bzw. eine Kombination dieser Anforderungen erreicht wurde. Bei einem Sterilisierungsverfahren mit trockener Hitze zeigt der chemische Indikator an, daß eine bestimmte vorgegebene Temperatur für eine vorgegebene Zeitdauer erreicht wurde. Bei einem Sterilisierungsverfahren mit Ethylenoxid zeigt der chemische Indikator an, daß eine vorgegebene Gaskonzentration in der Sterilisierkammer herrschte. Wird kein nachweisbarer Farbwechsel erreicht, zeigt dies, daß ein oder mehrere Parameter, die mit einem bestimmten Sterilisierungsverfahren verbunden sind, nicht erreicht, wurden und warnt den Verwender unmittelbar, daß Schwierigkeiten vorliegen können.
Es sind eine große Menge unterschiedlicher chemischer Indikatoren entwickelt worden, die auf einer Farbveränderung beruhen, um die ausreichende Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens anzuzeigen. Zum Beispiel verwenden Rohowetz et al. (US-Patent 4,179,397) eine Farbzusammensetzung auf der Basis von organischen Lösungsmitteln als Sterilisations- oder Pasteurisierungsindikator. Eine Farbzusammensetzung wird als auf einem organischen Lösungsmittel basierend verstanden, wenn sie einen Anteil von mehr als 25 Gew.-% organisches Lösungsmittel aufweisen. Diese Farben enthalten eine Lösung eines als Bindemittel wirkenden Harzes, wie ein Phenolharz aus der Klasse der Phenol- Formaldehyde oder der Resorcinol-Formaldehyde, einen thermotropen Farbstoff, der bei ungefähr 101ºC, (215ºF) eine Farbveränderung zeigt, sowie eine Mischung von organischen Lösungsmitteln, die im wesentlichen aus einem Anteil von 25% bis ungefähr 100% eines niederen aliphatischen Monoalkohols besteht. Diese Harze basieren auf Alkohol und weisen ein Molekulargewicht im Bereich zwischen ungefähr 1.300 bis ungefähr 10.000 auf.
Rohowetz et al. (US-Patent 4,155,895) beschreibt thermotrope Farben, die ein Harz als Bindemittelkomponente, einen Alkohol als Lösungsmittel, sowie ein Färbemittel umfassen. Das Färbemittel ist ein Farbstoff und kann klassifiziert werden als substituiertes Phenazin oder als Diazotierungsprodukt von Safranin, aus dem Janusgrün B, Janusblau, Indoinblau, Janusschwarz, Copying Black SK und Copying Black 1059/1527 gebildet wird. Die Zusammensetzungen sind so ausgelegt, daß sie eine nachweisbare Farbänderung zeigen, wenn sie Temperaturen von zumindest ungefähr 101ºC (215ºF) für eine Dauer von 2 bis 90 Minuten ausgesetzt wurden.
Germonperez et al. (US-Patent 4,166,044) beschreibt eine bindemittelfreie Farbzusammensetzung, die für Jet-Printer- Verfahren auf Oberflächen von Polymerharzen zur Herstellung von Abbildungen verwendet werden, die abriebfest sind, und die auf Dampfsterilisierung oder Pasteurisierung reagieren. Die verwendeten Farben zeigen eine Farbveränderung, wenn sie Dampf oder erhöhter Temperatur ausgesetzt werden.
Banczak et al. (US-Patent 4,021,252) beschreibt eine Farbzusammensetzung für Jet-Printer für Metalloberflächen. Die Zusammensetzungen umfassen ein Färbemittel, das aus Schellack und einem Farbstoff wie Auramin, Chrysoidin, Kristallviolett oder einem anderen basischen Farbstoff besteht, sowie aus einem Wasser-Alkohol Gemisch, um die Oberflächenspannung der Farbe beim Drucken auf die Metalloberfläche von Dosen zu vermindern. Die Zusammensetzungen können auch Elektrolyten enthalten, um den spezifischen Widerstand der Farbe zu erniedrigen, was meist für das Drucken auf Metalloberflächen erforderlich ist.
Rohowetz (US-Patent 4,188,437) beschreibt ein Klebeband, das die Farbe in Gegenwart von Wasser oder Dampf bei erhöhter Temperatur ändert. Das Klebeband umfaßt eine Basisschicht aus einem Polymeren, die auf zumindest einer Fläche eine thermotrope Farbe aufweist. Die Farbe umfaßt ein Harz als Bindemittel in einem Lösungsmittelgemisch, das im wesentlichen aus einem niederen Alkohol der einem Alkohol im Gemisch mit einer oxidierten organischen Verbindung, wie aliphatischen oder zyklischen Ketonen, Estern oder Ethern, sowie einer Lösung von Färbemitteln und oberflächenaktiven Substanzen.
Diese thermotropen Indikatorfarben enthalten alle organische Lösungsmittel, wie zum Beispiel die flüchtigen organischen Substanzen (VOC) Methylethylketon, Toluol und Dimethylsulfoxid, sowie Metallsalze, wie die Carbonate von Blei und Kupfer. Die Farbentwicklung wird durch eine Reaktion des Metallsalzes mit einer Schwefelverbindung ausgelöst, die zu einer Entstehung von schwarzem Metallsulfid führt.
Bei diesen Arten von herkömmlichen Indikatoren treten mehrere Schwierigkeiten auf, die sich aus ihren Formulierungen ergeben. Zunächst ist der Grad der Farbveränderung beschränkt. Da schwarz die vorherrschende Signalfarbe ist, ist es meist schwierig, Schattierungen zu erkennen. Zweitens führt die Farbveränderung zu einer starken Geruchsbelästigung bei Zusammensetzungen, die Metallsulfide enthalten. Drittens erreichen die Zusammensetzungen den Endpunkt, oder in anderen Worten die maximale Farbänderung unmittelbar nachdem sie der erhöhten Temperatur oder Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Eine abgestufte Reaktion entsprechend einer zunehmenden Behandlung kann daher schwierig erreicht werden. Schließlich sind auch wichtige Umweltgefahren mit der Herstellung, dem Gebrauch, dem Transport, der Entsorgung und der Endlagerung von Schwermetallen wie Blei verbunden. Diese Gefahren bestehen sowohl vor wie auch nach der Entsorgung, wie auch bei der Herstellung als auch der Verwendung durch Patienten und Arbeitskräften im Gesundheitswesen.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Schwierigkeiten und Nachteile, die mit dem gegenwärtig gebräuchlichen Vorgehen und Vorrichtungen verbunden sind und stellt eine Indikatorfarbzusammensetzung und diese Zusammensetzung enthaltende Sterilisierungsindikatoren zur Verfügung, die dazu verwendet werden können, um die lokalen Bedingungen, wie sie bei einem Sterilisierungsverfahren auftreten können, in Bezug auf Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und die An- oder Abwesenheit bestimmter chemischer Substanzen nachzuweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Indikatorfarbzusammensetzung zur Verfügung, die eine Dispersion eines Phenol-Formaldehydharzes auf Wasserbasis, zumindest ein Färbemittel und ein eine Aminoendgruppe tragendes Härtungsmittel umfaßt. Diese Indikatorfarbzusammensetzungen können thermotrop und vernetzt sein und dadurch nachweisbar werden, wenn sie vorgegebenen Bedingungen in Bezug auf Temperatur, Druck oder Feuchtigkeit oder der An- bzw. Abwesenheit einer bestimmten Chemikalie ausgesetzt werden. Diese Zusammensetzungen können dazu verwendet werden, um die Wirksamkeit eines Sterilisierungsverfahrens nachzuweisen oder zu überwachen, oder um das Erreichen einer oder mehrerer vorgegebener Umweltbedingungen nachzuweisen.
Vorzugsweise ist die Farbe thermotrop und das Phenol- Formaldehydharz besitzt ein Molekulargewicht von weniger als 1.000.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisierungsverfahrens zur Verfügung, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen einer Indikatorfarbzusammensetzung, enthaltend eine Dispersion eines Phenol-Formaldehydharzes in Wasser, zumindest ein Färbemittel sowie ein eine Aminoendgruppe tragendes Polyamid-Härtungsmittel;
b) Fixieren der Indikatorfarbzusammensetzung auf einem Gegenstand;
c) Unterwerfen des Gegenstandes unter eine Reihe von Sterilisierungsbedingungen;
d) Überprüfen der Indikatorfarbe auf dem Gegenstand auf eine nachweisbare Farbänderung.
Sterilisierungsverfahren, die nach diesem Verfahren überwacht werden können umfassen Dampf, trockene Hitze, Ethylenoxid, Dampf/Formaldehyd, dampfförmiges Wasserstoffperoxid, Peressigsäure und Gasplasma. Solche Verfahren können Vorteilhaft zur Überwachung von Bedingungen während der Herstellung und des Transports oder der Lagerung von solchen Gütern wie Lebensmittel, Pharmazeutika, Chemikalien, Produkten biologischen Ursprungs oder landwirtschaftlichen Produkten eingesetzt werden. Solche Verfahren können auch dazu eingesetzt werden, um festzustellen, ob Pasteurisierungsbedingungen vorlagen oder ob eine wirksame Pasteurisierung eines Produkts erreicht wurde. Die vorliegende Erfindung stellt auch Gegenstände zur Verfügung, auf denen Indikatorfarbzusammensetzungen fixiert sind, die eine Dispersion auf Wasserbasis enthalten, die ein Phenol- Formaldehydharz, zumindest ein Färbemittel sowie en eine Aminoendgruppe tragendes Polyamid-Härtungsmittel enthält. Die Gegenstände können wiederverwendbare Materialien sein, wie medizinische Instrumente, die sterilisierbar sind, oder Einmalgegenstände, die einmalig verwendet und dann verworfen werden. Die Überwachung des Sterilisierungsverfahrens stellt dem Verwender sicher, daß die Gegenstände ausreichend den für eine Sterilisierung erforderlichen Bedingungen unterworfen wurden.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter Sterilitätsindikatoren zur Verfügung. Diese Sterilitätsindikatoren können dazu verwendet werden, um die Wirksamkeit eines Sterilisierungsverfahrens zu überwachen und umfassen ein Substrat, auf dem eine Indikatorfarbzusammensetzung fixiert ist. Die Indikatorfarbzusammensetzung umfaßt eine Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes im Wasser, mindestens ein farbgebendes Mittel und ein eine Aminoendgruppe tragendes Polyamidhärtungsmittel. Das Substrat kann ein Behälter sein, der von der äußeren Umgebung durchdrungen werden kann, wobei die Indikatorfarbzusammensetzung auf seiner Innenfläche durch Trocknen befestigt sein kann. Eine Farbveränderung kann durch den Behälter wahrgenommen werden.

Beschreibung der Erfindung

Wie hier ausführlich beschrieben, ist die vorliegende Erfindung auf Indikatorfarbzusammensetzungen gerichtet, auf Gegenstände, die mit der Farbzusammensetzung gekennzeichnet werden können, sowie auf Verfahren zur Verwendung der Farbzusammensetzung, zum Beispiel zur Bestimmung des Wirkungsgrads eines Sterilisierungsverfahrens.
Die Überwachung einer Sterilisierung umfaßt den Nachweis oder die Messung des Grades, mit dem ein Gegenstand, der zum Beispiel ein wiederverwendbares chirurgisches Instrument sein kann, bestimmten Bedingungen oder Zuständen ausgesetzt ist, die während des Sterilisierungsverfahrens auftreten. Herkömmliche chemische Sterilisierungsindikatoren enthalten organische Lösungsmittel, wie Alkohole, phenolische Verbindungen oder andere vergleichsweise flüchtige organische Chemikalien, die feuergefährlich und oft giftig sind. Es verbleiben daher für den Hersteller deutliche Risiken und Kosten. Zusätzlich enthalten diese Zusammensetzungen Schwermetalle und Schwefelverbindungen, die schädlich für die Umwelt sein können.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Indikatorfarbzusammensetzung zur Verfügung, die keine dieser Gefährdungen aufweist. Die erfindungsgemäßen Indikatorfarbzusammensetzungen sind Dispersionen auf Wasserbasis, die, wenn überhaupt, nur geringe Mengen an organischem Lösungsmittel während der Herstellung benötigen. Schwermetalle, Schwefelverbindungen und flüchtige organische Verbindungen sind nicht erforderlich, und folglich sind auch Schwierigkeiten, die normalerweise mit der Herstellung oder der Entsorgung verbunden sind, minimiert oder gar nicht vorhanden. Diese Farbzusammensetzungen weisen den zusätzlichen Vorteil auf, daß die Empfindlichkeit für einen bestimmten zu messenden Parameter verändert werden kann, indem die Konzentration eines oder mehrerer der Komponenten der Zusammensetzung angehoben oder abgesenkt wird. Weiter, und im Gegensatz zu herkömmlichen organischen Lösungsmitteln, steht mit gereinigtem Wasser als Lösungsmittel ein weniger flüchtiges Medium zur Verfügung, was die Kosten und die Risiken, die mit der Herstellung des Produkts, seiner Verwendung und seiner Entsorgung verbunden sind, deutlich vermindert. Die zur Verfügung stehenden Zusammensetzungen enthalten weniger flüchtige Lösungsmittel und haben verglichen mit herkömmlichen Zusammensetzungen eine höhere Stabilität.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf eine Indikatorfarbzusammensetzung gerichtet, die eine auf Wasser basierende Dispersion eines Phenol-Formaldehyds, mindestens ein farbgebendes Mittel und ein eine endständige Aminogruppe tragenden Polyamid-Härtungsmittels umfaßt. In der Kombination zeigen diese Komponenten eine nachweisbare Änderung, wenn sie einem oder mehreren Parametern ausgesetzt werden, die mit einem Sterilisierungsverfahren verbunden sind. Solche Parameter umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Bedingungen wie Temperaturen von 0ºC und darunter bis 260ºC und darüber, Drücke oberhalb Atmosphärendruck, Zeiten zwischen Sekunden und Minuten oder Stunden, bis hin zu Jahren, je nach den damit verbundenen Bedingungen, Feuchtigkeitsgrade zwischen der Abwesenheit von nachweisbarem Wasser bis zu Sättigungsbedingungen, Strahlungsdosen von mehr als ungefähr ein kGy, die meßbare An- oder Abwesenheit bestimmter Chemikalien, wie Ethylenoxid, Formaldehyd, Peressigsäure oder Wasserstoffperoxid, oder Kombinationen dieser Bedingungen. Da die Empfindlichkeit der Farbe verändert werden kann, kann der Satz von Parametern, bei denen die Farbe einen nachweisbare Veränderung zeigt, innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Die Empfindlichkeit kann auf bestimmte Bedingungen festgesetzt werden, die bekannt sein können oder empirisch bestimmt werden.
Dispersionen von Phenol-Formaldehyd-Harzen, die für die erfindungsgemäßen Farbzusammensetzungen verwendet werden können, können klassifiziert werden als (1) alkohollösliche Resolharze, (2) mit einem Schutzkolloid versehene wäßrige Dispersionen von Phenol-Formaldehyd-Harzen auf der Grundlage von para-tert.Butylphenol, oder (3) ölmodifizierte Phenol- Formaldehydlacke. Vorzugsweise ist die Harzkomponente eine mit einem Schutzkolloid versehene wäßrige Dispersion eines Phenol- Formaldehyd-Harzes, die unbegrenzt mit Wasser verdünnt werden kann.
Die Harze können mit verschiedenen polymeren Materialien beschichtet sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Polyvinylalkohol oder Acrylate. Die Beschichtungen dienen dazu, die Harze weiter zu stabilisieren und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen die Extreme der Hitzeeinwirkung zu erreichen, wie sie bei vielen Arten von Sterilisierungsverfahren auftreten. Vorzugsweise werden die Harze durch Kochen der unbeschichteten Basissubstanzen in Gegenwart eines Trockenöls beschichtet. Phenol-Formaldehydharze können bis zu einem Punkt gekocht werden, der weit über dem Gelzustand liegt, ohne daß eine wesentliche Zerstörung der Harzbasis auftritt.
Die erhöhte Stabilität der Zusammensetzung kann zumindest teilweise zurückgeführt werden auf die langsamere Verdampfungsrate von gereinigtem Wasser im Vergleich zur Verdampfungsrate der in anderen Indikatorzusammensetzungen verwendeten organischen Lösungsmittel. Es ergibt sich eine Dispersion mit einem Molekulargewicht von weniger als 1000, die mit Wasser und einer geringen Menge eines Koaleszenzlösungsmittels, wie Butyl-Cellosolve. Beispiele für Harze, die verwendet werden können, umfassen Bakelit BKUA-2370 (Georgia Pacific), HRJ1057 und HRJ11935 (Schenectady International).
Farbgebende Mittel für die Indikatorfarbzusammensetzung können Farbstoffe oder Kombinationen von Farbstoffen sein, die eine sichtbare und vorzugsweise dauerhafte Farbänderung zeigen, wenn sie Sterilisationsbedingungen ausgesetzt werden. Die Farbstoffe der Wahl sind in der Zusammensetzung löslich und mit den verschiedenen Komponenten verträglich. Die geeigneten Farbstoffe können aufgeteilt werden in Reaktivfarbstoffe, extrahierbare Farbstoffe und nicht extrahierbare Farbstoffe. Die Reaktivfarbstoffe und die extrahierbaren Farbstoffe können entweder allein oder in Kombination mit einander oder in Kombination mit nicht extrahierbaren Farbstoffen verwendet werden.
Die farbgebenden Mittel der Zusammensetzung schwanken zwischen Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%. Wird eine Kombination von Farbstoffen verwendet, beträgt das Verhältnis von extrahierbaren zu nicht extrahierbaren Farbstoffen zwischen 1 : 1 und 4 : 1, vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 3 : 1 und insbesondere ungefähr 2 : 1. Vorzugsweise umfassen die Indikatorfarben Reaktivfarbstoffe, wie beispielsweise substituierte Phenazine oder diazotierte Produkte von Safranin O. Geeignete Reaktivfarbstoffe umfassen Janusgrün B (Farbindex ("CI") #111050), Janusblau (CI#12211), Janusschwarz (CI#11825), Copying Black SK (CI#11957) und Copying Black 1059/1427 (CI #11090). Chinonoxime können ebenfalls als Reaktivfarbstoffe verwendet werden, Beispiele sind 2,6-Dinitrophenol und Maritus Gelb (CI#10315).
Die Klassen geeigneter extrahierbarer Farbstoffe umfassen unter anderem Anilinfarben oder Natriumsulfonatsalze von Triphenylmethanfarbstoffen. Spezifische Beispiele für Farbstoffe dieser Klassen umfassen Anilinblau (CI#42755) Light Green SF (CI#42095), FD&C Grün #1 und Acid Blue #7. Extrahierbare Farbstoffe können auch von Natriumsulfonatsalzen von Indulin abstammen, wie Acid Blue #20.
Klassen geeigneter, nicht extrahierbarer Farbstoffe umfassen unter anderem Phenylsafranin-Farbstoffe. Beispiele für solche Farbstoffe sind Safranin 0, Rhodulin Violett (CI#44045) und Methylrot (CI #13020). Safranin 0 als nicht extrahierbarer Farbstoff in Kombination mit extrahierbaren Farbstoffen, wie Anilinblau oder Light Green SF ergibt gute Ergebnisse, die leicht nachgewiesen werden können. Eine solche Kombination führt zu einem dunklen Blau als Anfangsfarbe, das einen Übergang zu einer Signalfarbe von pink bis rot zeigt.
Phenol-Formaldehydharze vernetzen bei erhöhter Temperatur, im Allgemeinen oberhalb Von 149ºC. Diese Vernetzung bewirkt, daß die Indikatorfarbzusammensetzung einen dauerhaften Farbwechsel zeigt. Die Variablen, die die Art und Weise bestimmen, in der das Phenol-Formaldehydharz und der Farbstoff wechselwirken, umfassen: für ein Sterilisierungsverfahren mit Dampf: Temperatur, Druck, Gehalt an gesättigtem Dampf und Wirkzeit; und für ein Sterilisierungsverfahren mit Ethylenoxid: Temperatur, Feuchtigkeit, Konzentration an Ethylenoxidgas und Einwirkzeit.
Die Indikatorfarbzusammensetzungen einhalten ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid-Härtungsmittel als Vernetzungsagens für die Phenol-Formaldehydharzdispersion. Die Verwendung eines eine endständige Aminogruppe tragenden Polyamid-Härtungsmittels in Verbindung mit einem Phenol- Formaldehydharz wurde allgemein als schwierig, wenn nicht sogar als unmöglich angesehen, da die meisten Polyamidhärtungsmittel in einem Verhältnis von 1 : 2 in einem Fest-Epoxysystem mit zwei Behältern verwendet werden, die nach dem Mischen vergleichsweise kurze Verarbeitungszeiten von 3 bis ungefähr 4 Stunden besitzen.
Weiter erlaubt die Kombination eines Polyamid-Härtungsmittels mit einem Phenol-Formaldehydharz die Formulierung von Zusammensetzungen, die zu einem Zeitpunkt, nachdem die entscheidenden Sterilisationsparameter erreicht wurden, vernetzen, wodurch die Empfindlichkeit des Indikators moduliert werden kann. Indem die Konzentration des Polyamid- Härtungsmittels in bezug auf die Konzentration des Phenol- Formaldehydharz angepaßt wird, können die Sterilisierungsparameter verändert werden, bei dem der entsprechende Indikator eine Farbänderung zeigt. Je größer die Konzentration des Polyamid-Härtungsmittels ist, desto empfindlicher ist die sich ergebende Indikatorzusammensetzung. Je geringer die Konzentration des Polyamid-Härtungsmittels ist, desto weniger empfindlich ist die sich ergebende Indikatorzusammensetzung. Das eine endständige Aminogruppe tragende Polyamid-Härtungsmittel ist ein Kondensationsprodukt, das hergestellt wird, indem ein zwei primäre Aminogruppen tragendes Amin mit einer dimeren Säure vorkondensiert wird. Es erfolgt eine Homopolymerisation zwischen den Methylolgruppen des Phenol-Formaldehydharzes und den sekundären Wasserstoffen der aminogruppenterminierten Polyamid- Härtungsmittelkomponente. Das Polyamid-Härtungsmittel sollte einen Aminwert zwischen 100 und 400 aufweisen. Beispiele für geeignete Polyamid-Härtungsmittel sind UNIREZ E-3358 (Union Camp), Epicure 3140 und Epicure 3100-XY-60 (Shell-Harze).
Die Indikatorzusammensetzungen können verschiedene herkömmliche Additive enthalten, wie Elektrolyten, Entschäumungsmittel, Dispergiermittel, Trockenmittel, Trübungsmittel, Modifikatoren für die rheologischen Eigenschaften, Slip Additive, oberflächenaktive Mittel und Mittel zur Erhöhung der Viskosität. Diese Additive werden im Allgemeinen in Mengen zwischen 0,1 und 5 Gew.-% bezogen auf die gesamte Dispersion zugegeben und sind verträglich mit den verschiedenen Zusammensetzungen und Beschichtungen.
Vorzugsweise ergibt die Indikatorzusammensetzung eine permanente Farbveränderung, wenn sie vorgegebenen oder lokalen Umgebungsbedingungen unterworfen werden. Unter "vorgegeben" wird verstanden, daß der bestimmte Zustand von Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Strahlungsdosis, Konzentration einer Chemikalie oder der Kombination solcher Bedingungen, bei der der Farbstoff eine Farbveränderung zeigt, vorgewählt werden kann. Das Polyamid-Härtungsmittel vernetzt das Phenol- Formaldehydharz, wenn es einem Sterilisierungsverfahren ausgesetzt wird. Genauer reagiert das Polyamid-Härtungsmittel mit den Methylolgruppen des Phenol-Formaldehydharzes, wodurch Reaktionsstellen für eine Kondensation geschaffen werden. Wird eine höhere Konzentration des Polyamid-Härtungsmittels vorgesehen, steigert dies die Empfindlichkeit und die Reaktivität der Zusammensetzung.
Die Reaktion zwischen dem Polyamid-Härtungsmittel und der Phenol-Formaldehydkomponente bewirkt die Freisetzung von Wasser an den Kondensationsstellen. Während der Sterilisierung mit Dampf wird dieses Wasser in der Matrix des dünnen Films überhitzt und spaltet die Azobindungen des diazotierten Farbstoffes, was zur Freisetzung eines Anteils des Safranin O führt, was einen Farbwechsel in der Indikatorzusammensetzung bewirkt.
Um eine zuverlässige Wirkungsweise der Indikatorzusammensetzung sicherzustellen, wird die gesamte Zusammensetzung normalerweise auf eine optimale Wirkung und Stabilität ausgerichtet. Diese Zusammensetzungen sind bei Raumtemperatur stabil und sind bei langen Verarbeitungen auf einer Druckerpresse stabil. Ein Überschuß an Polyamid- Härtungsmittel führt zu einer übermäßigen Reaktion der Indikatorzusammensetzung und einer Entfärbung des aufgedruckten Indikators. Dies führt zu einem irreführenden Farbwechsel, der nicht repräsentativ für eine vorschriftsmäßige Exposition der Indikatorzusammensetzung unter die Sterilisierungsbedingungen ist.
Bei Indikatorzusammensetzungen unter Verwendung von extrahierbaren Farben, tritt die Extraktion oder die Ausbleichung erst ein, wenn die Indikatorzusammensetzung Temperaturen von mehr als 50ºC (120ºF) ausgesetzt worden ist. Die Extraktion des Farbstoffs tritt während der Vernetzung und der Kondensation der Phenol- Formaldehydharzkomponente ein und sollte beendet sein, ehe die Phenol-Formaldehydkomponente vollständig vernetzt ist oder der extrahierbare Farbstoff nicht mehr ausgewaschen wird.
Diese Zusammensetzungen sind kontaktkopierbar und für mehr als 6 Monate und insbesondere für mehr als ein Jahr ausgesprochen stabil bei Raumtemperatur. Die Zusammensetzungen können in Druckfarben, Streichfarben und andere Zusammensetzungen eingearbeitet werden, die auf vielfältige Arten aufgebracht werden können, wie durch Flexodruck, Tiefdruck, Walzbeschichten, Lithographie, Offsetdruck, Filmdruck etc., und auf eine Vielzahl von Substraten, wie Bändern, Labeln, Taschen, Beuteln und Karten zur Verwendung als Sterilisierungsindikator. Die Zusammensetzungen können auch in verschiedenen Formen, Größen und Stärken aufgebracht werden, in Abhängigkeit von den gewünschten Anwendungen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist auf einen Gegenstand gerichtet, mit einer Oberfläche, auf der eine thermotrope Farbzusammensetzung fixiert ist, die eine auf Wasser basierende Dispersion eines Phenol-Formaldehydharzes, wenigstens ein Färbemittel und ein eine Aminoendgruppe tragendes Polyamid-Härtungsmittel. Der Gegenstand kann mehrmals verwendbar sein oder ein Einmalartikel, wie eine Plastikschale für Zellkulturen. Der Artikel kann aus Kunststoff, Keramik, Glas, Papier, Karton, Holz, Metall oder einer Kombination dieser Werkstoffe bestehen, beispielsweise in Form eines Laminats. Besonders vorteilhafte Gegenstände sind Verpackungsmaterialien, wie Papier oder Plastik, die dazu verwendet werden können, die zu sterilisierenden Gegenstände einzuwickeln. Der Gegenstand kann beispielsweise ein Klebeband sein, der an einem Behälter befestigt wird, wie einer Dose, einer Flasche, einer Schale, einem Korb, einer Tasche oder einem Beutel.
Die Indikatorfarbzusammensetzung kann auch auf der Oberfläche des Gegenstands fixiert sein, beispielsweise durch Trocknen des Gegenstandes mit trockener Hitze oder strömender Luft, oder indem eine Oberfläche eines anderen Gegenstandes mit dem ersten Gegenstand in Berührung gebracht wird. Vorzugsweise wird das Phenol-Formaldehydharz der Zusammensetzung mit einem nicht-ionischen Kolloid stabilisiert. Die Zusammensetzung umfaßt ein oder mehrere Farbstoffe, ausgewählt aus der Gruppe, die gebildet wird von Reaktivfarbstoffen, extrahierbaren Farbstoffen und nicht extrahierbaren Farbstoffen. Das eine Aminoendgruppe tragende Härtungsmittel liegt in einer Menge von 0,5% bis 13%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vor. Vorzugsweise liegt das eine Aminoendgruppe tragende Härtungsmittel in einer Menge zwischen ungefähr 8% bis ungefähr 11%, und insbesondere bei ungefähr 10% vor.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist auf einen Sterilisierungsindikator gerichtet, der die Wirkung eines Sterilisierungsmittels oder eines Sterilisierungsverfahrens anzeigt, umfassend ein Substrat, auf dem eine Indikatorzusammensetzung fixiert ist, die eine Dispersion eines Phenol-Formaldehydharzes in Wasser enthält, wenigstens ein Färbemittel und ein eine Aminoendgruppe tragendes Polyamid-Härtungsmittel. Die Indikatorfarbzusammensetzung kann auf dem Substrat durch Austrocknen des Wassers aus der Zusammensetzung fixiert werden, um eine Beschichtung oder einen Fleck auf dem Gegenstand zu erzeugen. Die Beschichtung kann vorteilhaft in Form eines Streifens oder Buchstabens geformt sein, wie "autoklaviert", "behandelt oder "sterilisiert", um dem Anwender anzuzeigen, daß der Gegenstand einem Sterilisierungsmittel oder einem Sterilisierungsverfahren ausgesetzt worden ist. Weiter kann der Sterilisierungsindikator mit einem biologischen Indikator kombiniert werden, um einen Indikator zu erzeugen, der die Vorteile beider Arten von Vorrichtungen aufweist. Der biologische Indikator kann Sporen, Bakterien oder Enzyme enthalten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist auf ein Verfahren zur Bestimmung der Wirksamkeit eines Sterilisierungsverfahrens gerichtet. Eine Indikatorfarbzusammensetzung wird auf einem Gegenstand fixiert oder in anderer Weise befestigt und der Gegenstand beispielsweise in einem Autoklaven sterilisiert. Die Indikatorfarbe des sterilisierten Gegenstandes wird auf eine sichtbare Veränderung der Farbe, wie eine Farbänderung, überprüft. Die Zusammensetzungen können auf der Oberfläche eines Sterilisierungsindikators durch Trocknen fixiert werden oder an den zu sterilisierenden Gegenständen befestigt werden. Sterilisierungsverfahren, für die ein die erfindungsgemäße Farbzusammensetzung enthaltender Sterilisierungsindikator verwendet werden kann, umfassen, unter anderen, Ethylenoxid- Sterilisierungsverfahren, trockene Heißsterilisierungsverfahren, Dampf/Formaldehyd, dampfförmiges Wasserstoffperoxid, Peressigsäure, Gasplasma sowie Sterilisierungsverfahren mit Heißdampf. Um eine maximale Flexibilität für die Indikatorfarbzusammensetzung zu erreichen, verändert die Menge des eine Aminoendgruppe tragenden Polyamid-Härtungsmittels die Bedingungen, bei denen sich die Farbe nachweisbar ändert. Sterilisierungsverfahren, die sehr unterschiedliche Sterilisierungsparameter umfassen, können alle erfindungsgemäß überprüft werden, da die Farbe zur Abstimmung auf die Reaktivitätsmuster abgestimmt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist auf ein Verfahren zum Nachweis lokaler Umweltbedingungen gerichtet. Ein Gegenstand wird mit einer Indikatorfarbzusammensetzung markiert. Die Markierung kann durchgeführt werden, indem die Indikatorfarbzusammensetzung direkt auf dem Gegenstand fixiert wird, oder auf einem Objekt, das an dem Gegenstand befestigt wird. Nach einer bestimmten Zeit, entweder periodisch als Qualitätsprüfung, oder nach Einwirkung einer unbestimmten Menge an Bedingungen, wie dies bei einem Transport auftreten kann, wird die Indikatorfarbe des markierten Gegenstands auf eine bestimmte nachweisbare Veränderung überprüft. Diese Veränderung zeigt einem Monitor, was eine Person oder eine automatisierte Detektionsvorrichtung sein kann, an, daß ein bestimmtes Ereignis eingetreten ist oder nicht. Bevorzugt ändert sich die Farbe von einem blauen oder grünen Farbton zu einem roten oder violetten Farbton, oder von einer hellen Farbe, wie gelb, hellbraun oder weiß, zu einer dunklen Farbe, wie orange, schwarz oder grau. Eine nachweisbare Änderung kann visuell ausgelesen werden und zeigt an, daß auf den Gegenstand beispielsweise geeignete Pasteurisierungsbedingungen eingewirkt haben, er also pasteurisiert ist, daß eine schädliche Temperaturänderung aufgetreten ist, oder die Lagerzeit überschritten ist.
Automatisierte Vorrichtungen zum Nachweis solcher Änderungen können Computer und Computerprogramme umfassen und in die Herstellungs-, Verpackungs-, Transport- oder Lagervorrichtungen integriert sein. Es kann ein einzelner Gegenstand oder mehrere Gegenstände betroffen sein, die von einem Fließband kommen, wie es zum Verpacken von Lebensmitteln, landwirtschaftlichen Produkten, verderblichen Chemikalien, elektrischen Vorrichtungen, Substanzen biologischen Ursprungs oder Pharmazeutika verwendet wird. Typische Nahrungsmittel, die überwacht werden müssen, umfassen Getränke, wie Limonaden, Wein und Bier, getrocknete und frische Früchte und Gemüse, Milchprodukte, sowie Fleisch und Geflügel. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können schädliche Bedingungen, die während der Herstellung, dem Transport oder der Lagerung auftreten, leicht nachgewiesen werden.
Die folgenden Experimente dienen zur Erläuterung der Ausführungsformen der Erfindung und sollen den Umfang der Erfindung nicht beschränken.

Beispiele

Beispiel 1: Leistungsanforderungen

Die Indikatorfarbzusammensetzungen können zum Abgleich auf eine gewünschte Bedingung oder einen Satz von Bedingungen geändert werden. Die Zusammensetzungen wurden gegenüber verschiedenen Leistungsanforderungen geprüft. Die Leistungsanforderungen wurden entsprechend den ISO-Richtlinien (International Standards Organization) für chemische Indikatoren (11140-1) gewählt. Die Prüfungen wurden unter Verwendung eines Biologischen Indikator Evaluierungs Resistometer (BIER)-Gefäßes durchgeführt, um eine genaue Überprüfung der Sterilisierungsbedingungen zu gewährleisten.
Für Indikatoren für Dampf-Sterilisierungsverfahren werden die drei Leistungsanforderungen wie folgt definiert:
Verweilzeit in trockener Hitze: Nach Einwirkung einer zuvor stabilisierten Bedingung an trockener Hitze von 140ºC ± 2ºC für 30 Minuten ± 1 Minute, soll der Indikator entweder keine Veränderung zeigen oder er soll eine Veränderung zeigen, die sich deutlich von der Veränderung unterscheidet, die bei einer Einwirkung eines Sterilisierungsverfahrens mit Dampf eintritt,
Unteres Fenster: Der die Einwirkung eines Dampf- Sterilisierungsverfahrens anzeigende Endpunkt soll nicht eintreten, ehe der Indikator für mindestens 3 Minuten bei 121ºC +3/-0 K (d. h. 3 Grad höher oder 0 Grad tiefer) oder 30 Sekunden bei 134ºC +3/-0 K einem gesättigten Dampf ausgesetzt wurde, und
oberes Fenster: Der Indikator soll eine Einwirkung des Verfahrens deutlich anzeigen, nachdem er für nicht mehr als 10 Minuten bei 121ºC +3/-0 K und nicht mehr als 2 Minuten bei 134ºC +3/-0 K einem trockenen gesättigten Dampf ausgesetzt wurde.
Für einen Indikator für Sterilisierungsverfahren mit Ethylenoxid sind drei Leistungsanforderungen zu erfüllen, die wie folgt definiert sind:
Verweilzeit bei Luftfeuchtigkeit: nach Einwirkung bei 60ºC ± 2 K bei mehr als 85% relativer Feuchte für wenigstes 90 Minuten soll der Indikator entweder keine Veränderung zeigen oder eine Veränderung, die deutlich unterschiedlich zur Veränderung ist, die bei der Einwirkung eines Sterilisierungsverfahrens mit Ethylenoxid eintritt,
Unteres Fenster: Der eine Einwirkung von Ethylenoxid anzeigende Endpunkt soll erst erreicht werden, wenn auf den Indikator 600 ± 30 mg/l Ethylenoxid und 60 ± 10% relative Feuchte bei 30ºC ± 1 K für wenigstens 5 Minuten einwirkt haben, und
oberes Fenster: Der eine Einwirkung von Ethylenoxid anzeigende Endpunkt soll erst erreicht werden, wenn auf den Indikator 600 ± 30 mg/l Ethylenoxid und 60 ± 10% relative Feuchte bei 30ºC ± 1 K für höchstens 30 Minuten eingewirkt haben.
Es gibt eine große Menge an Klassen verschiedener chemischer Indikatoren, welche durch die ISO-Vorschrift definiert werden, die oben beschriebene Klasse von Verfahrensindikatoren wird jedoch nur zur Illustration der Flexibilität der Indikatorzusammensetzungen bei der Erfüllung verschiedener Leistungsanforderungen (wie ISO und AAMI - Association for Advancement of Medical Instrumentation).

Beispiel 2 Formulierung A der Indikatorfarbzusammensetzung

Durch Vermischen der folgenden Inhaltsstoffe wurde eine Dispersion einer Indikatorfarbzusammensetzung hergestellt:
43,5% BKUA 2370
37,8% gereinigtes Wasser
13,1% Titandioxid
3,2% E-3358 Polyamid-Härtungsmittel
1,1% Natriumlaurylsulfat
1,0% Janusgrün B
0,3% Verdickungsmittel (Cellulose)
Die flüssige Farbdispersion wurde durch Flexodruck auf beschichtetes oder unbeschichtetes Lithographenpapier, auf beschichtetes oder unbeschichtetes klares Polyester und auf ein pharmazeutisches lithographisches Substrat aufgedruckt. Die Zusammensetzung wies thixotrope Eigenschaften auf mit einer Bookfield-Viskosität Von 3,00 Ns/m² (3000 cps) und wies eine annehmbare Trocknungszeit auf. Die unter Verwendung dieser Formulierung aufgedruckten Indikatoren zeigte eine Farbänderung von einer anfänglichen blaugrünen Farbe zu einem hellbraunen Farbton, wenn sie den ISO-Parametern ausgesetzt wurden, die für die Verweilzeit in trockener Hitze definiert wurden. Sofern auf die Zusammensetzung die für das untere Fenster definierten Parameter einwirkten, trat keine Änderung der anfänglichen blaugrünen Farbe ein. Sofern die mit der Formulierung aufgedruckten Indikatoren den ISO-Parametern ausgesetzt wurden, die für das obere Fenster definiert sind, trat ebenfalls keine Veränderung der anfänglichen blaugrünen Farbe ein. Indikatoren, die unter Verwendung der Zusammensetzung dieser Formulierung aufgedruckt waren, zeigten einen Übergang von der anfänglichen blaugrünen Farbe zur violetten Signalfarbe, wenn sie den nach den ISO Parametern für das obere Fenster definierten Parametern ausgesetzt wurden, jedoch für eine Zeit von 45 Minuten.

Beispiel 3 Indikator-Farbzusammensetzung Formulierung B

Es wurde eine Indikator-Farbzusammensetzung formuliert, indem die folgenden Inhaltsstoffe zu einer Formulierung vermischt wurden;
41,0% BKUA-2370
36,2% gereinigtes Wasser
10,2% E-3358 Polyamid-Härtungsmittel
10,1% Titandioxid
1,2% Natriumlaurylsulfat
1,0% Janusgrün B
0,3% Verdicker (Cellulose)
Die oben beschriebene Formulierung wurde auf die gleiche Weise auf die gleichen Substrate gedruckt, wie bei der Zusammensetzung aus Beispiel 2. Die unter Verwendung der Zusammensetzung dieser Formulierung aufgedruckten Indikatoren verhielten sich bei der Verweilzeit in Luftfeuchtigkeit und dem unteren Fenster genau so wie oben beschrieben, wurden sie jedoch den Bedingungen ausgesetzt, die in der ISO für das obere Fenster bestimmt wurden, zeigten die Indikatoren einen Farbübergang von einer anfänglichen blaugrünen Farbe zu einer violetten Signalfarbe.
Das Verhalten der Formulierungen A und B zeigen, daß die Reaktion eines Indikators auf einen bestimmten Sterilisationszyklus durch eine Veränderung der Konzentration des Polyamid-Härtungsmittel kontrolliert werden kann.

Beispiel 4 Indikator-Farbzusammensetzung-Formulierung C

Es wurde eine Indikatorfarbzusammensetzung formuliert, indem die folgenden Inhaltsstoffe zu einer Dispersion vermischt wurden;
42,7% ULTREX 49 Lack auf Sojabasis
18,0% ULTREX 33 Lack auf Sojabasis
13,0% Titandioxid
9,2% Ethanol
9,8% Magic 47 Lithographieöl
5,0% E-3358 Polyamid-Härtungsreagenz
1,0% Koblatoctoat (Trocknungsmittel)
0,6% Janusgrün B
0,7% Manganoctoat (Trocknungsmittel)
Die oben genannte Zusammensetzung ergab eine Paste, die für die Verwendung für eine Offset-Druckmaschine geeignet war, und die auf sowohl ein beschichtetes wie auch ein unbeschichtetes Lithographenpapier gedruckt wurde, auf beschichtetes und unbeschichtetes klares Polyester und auf ein pharmazeutisches lithographisches Substrat. Wurden diese den drei Verfahrenszyklen für Dampfsterilisation ausgesetzt, verhielten sich die unter Verwendung dieser Formulierung aufgedruckten Indikatoren genauso wie diejenigen aus Beispiel 2. Die zwei Phenol-Formaldehydharze wurden um insgesamt 5% (jeweils 2,5%) erniedrigt und das Polyamid-Härtungsmittel auf 5% erhöht und die sich ergebenden Zusammensetzungen auf dieselben Substrate gedruckt und den drei ISO BIER-Kessel Zyklen unterworfen. Diese Änderungen genügten den Anforderungen, die für alle drei ISO-Leistungsanforderungen für Dampfsterilisierungsindikatoren festgesetzt sind.
Die Indikatorfarbzusammensetzungen können für eine Anwendung auf einer Offset-Druckmaschine formuliert werden. Wird die Phenol-Formaldehydharzkomponente, das Polyamid-Härtungsmittel und der Farbstoff in einen auf Öl basierenden Lack eingearbeitet, verschlechtert dies in keiner Weise die Eigenschaften des Indikators im Topf, auf der Presse, oder wenn sie auf einem Substrat aufgedruckt sind.

Beispiel 5 Indikatorfarbzusammensetzung -Formulierung D

Es wurde eine Indikatorfarbzusammensetzung formuliert, indem die folgenden Inhaltsstoffe zu einer Dispersion vermischt wurden:
36,6% gereinigtes Wasser
33,4% BKUA-2370 Phenol-Formaldehydharz
10,2% E-3358 Polyamid-Härtungsmittel
9,2% Titandioxid
3,6% Verdicker (assoziativ)
3,0% Dowanol PNP
1,1% Zitronensäure
1,1% Natriumlaurylsulfat
1,0% 2,6-Dinitrophenol
0,5% Janusblau
0,3% Kaliumjodid
Die oben genannte flüssige Zusammensetzung kann als Indikatorzusammensetzung für Dampf/Ethylenoxid-Sterilisierung verwendet werden. Die Zusammensetzung wird unter Verwendung einer Tiefdruckpresse auf beschichtetes und unbeschichtetes Lithographenpapier, auf beschichtetes und unbeschichtetes klares Polyester und auf ein pharmazeutisches lithographisches Substrat aufgedruckt. Die Viskosität wurde in einer Nummer 3 Zahn Schale gemessen. Bei 27 Sekunden betrug die Viskosität 0,85 Ns/m²(850 cps) Werden die Indikatoren den drei TSO-Parametern ausgesetzt, die für die Dampfsterilisierungsverfahren definiert wurden, bestanden sie alle diesen Test und zeigten einen Farbwechsel von einer anfänglichen blauen Farbe zu einer Signalfarbe von Violett.
Die aufgedruckten Indikatoren erfüllen auch die ISO-Anforderungen für ein Sterilisierungsverfahren mit Ethylenoxid. Während der Behandlung mit Luftfeuchtigkeit behielten die Indikatoren ihre anfängliche blaue Farbe bei. Nach Einwirkung der Bedingungen des oberen Fensters zeigten die Indikatoren eine Veränderung zu einer grünen Signalfarbe.
Dies zeigt die Möglichkeiten einer Formulierung für eine Indikatorzusammensetzung sowohl für Dampf, wie auch für Ethylenoxid, die auf verschiedene Weise auf verschiedene Sterilisierungszyklen reagieren. Diese bestimmten Endpunkte, die mit dem jeweiligen Sterilisierungsverfahren verbunden sind, können dazu verwendet werden, das bestimmte Sterilisierungsverfahren zu bestimmen, das auf den Sterilisierungsindikator eingewirkt hat. Weiter kann die Empfindlichkeit des Indikators gegenüber einer Sterilisierung mit Dampf oder Ethylenoxid verändert werden, um die Anforderungen zu erfüllen, die mit den jeweiligen verschiedenen Sterilisierungsverfahren verbunden sind.

Claims

1. Indikatorfarbe, umfassend eine Dispersion eines Phenol- Formaldehyd-Harzes in Wasser, wenigstens ein Färbemittel und ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid- Härtungsagens.

2. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, wobei die Farbe thermotrop ist und das Harz ein Molekulargewicht von weniger als 1000 aufweist.

3. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, wobei die Empfindlichkeit für einen Sterilisierungsparameter wählbar ist.

4. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, welcher eine wählbare thermotrope Eigenschaft aufweist.

5. Indikatorfarbe nach Anspruch 4, wobei die thermotrope Eigenschaft eingestellt wird, indem die Konzentration des Polyamid-Härtungsagens in Abhängigkeit von der Konzentration des Phenol-Formaldehyd-Harzes verändert wird.

6. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Phenol-Formaldehyd-Harz mit einer Beschichtung stabilisiert wird.

7. Indikatorfarbe nach Anspruch 6, wobei die Beschichtung ein nicht-ionisches Kolloid ist.

8. Indikatorfarbe nach Anspruch 7, wobei das nicht-ionische Kolloid ein Polyvinylalkohol oder ein Acrylat ist.

9. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Phenol-Formaldehyd-Harz vernetzt ist, indem es einer Temperatur von mehr als 150ºC ausgesetzt ist.

10. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Phenol-Formaldehyd-Harz ein alkalisch katalysiertes Phenolharz ist.

11. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung wenigstens ein Färbemittel vorgesehen ist in einer Konzentration zwischen 0,5% bis 5%.

12. Indikatorfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine endständige Aminogruppe tragende Polyamid- Härtungsagens eine Aminzahl zwischen 100 und 400 aufweist.

13. Indikatorfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Härtungsagens bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung in einem Anteil zwischen 0,5% bis 13% vorgesehen ist.

14. Indikatorfarbe nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Phenol- Formaldehyd-Harz ein Molekulargewicht von weniger als 1000 aufweist.

15. Indikatorfarbe nach Anspruch 3, wobei als Sterilisierungsparameter Temperatur, Druck, Strahlung, Zeit, die Konzentration des Sterilisierungsmittels oder eine Kombination von diesen gewählt ist.

16. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das wenigstens ein Färbemittel zumindest einen Farbstoff umfaßt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die von reaktiven Farbstoffen und extrahierbaren Farbstoffen gebildet wird.

17. Indikatorfarbe nach Anspruch 16, wobei der reaktive Farbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von substituierten Phenazinen, diazotierten Verbindungen von Safranin- und Chinonoximen.

18. Indikatorfarbe nach Anspruch 16, wobei der extrahierbare Farbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Anilinfarbstoffen, Natriumsulfonatsalzen von Triphenylmethanfarbstoffen und Natriumsulfonatsalzen Von Indulin.

19. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei weiter ein nicht extrahierbarer Farbstoff enthalten ist.

20. Indikatorfarbe nach Anspruch 19, wobei der nichtextrahierbare Farbstoff ein Phenylsafraninfarbstoff ist.

21. Indikatorfarbe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei weiter ein oder mehrere Inhaltsstoffe vorgesehen sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die gebildet wird von Elektrolyten, Entschäumungsmitteln, Dispergiermitteln, Trockenmitteln, Opalesziermitteln, Mitteln zur Veränderung der rheologischen Eigenschaften, Gleitmitteln, oberflächenaktiven Mitteln und Mitteln zur Erhöhung der Viskosität.

22. Gegenstand, umfassend eine Oberfläche, auf der eine thermotrope Farbzusammensetzung fixiert ist, die eine Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes in Wasser, zumindest ein Färbemittel und ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid-Härtungsagens umfaßt.

23. Gegenstand nach Anspruch 22, wobei dieser ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Kunststoff, Glas, Papier, Karton, Holz, Keramik, Metall sowie deren Kombinationen.

24. Gegenstand nach Anspruch 22, wobei dieser ein Verpackungsmaterial, ein Klebeband oder ein Behälter ist.

25. Gegenstand nach Anspruch 22, wobei die Farbzusammensetzung durch Trocknen auf der Oberfläche fixiert ist.

26. Sterilitätsindikator umfassend einen Gegenstand, auf dem eine Indikatorfarbzusammensetzung fixiert ist, die eine Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes in Wasser, zumindest ein Färbemittel und ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid-Härtungsagens enthält.

27. Sterilitätsindikator nach Anspruch 26, wobei die Indikatorfarbzusammensetzung eine sichtbare Farbveränderung zeigt, wenn sie bestimmten Bedingungen ausgesetzt wird.

28. Sterilitätsindikator nach Anspruch 26, wobei die Indikatorfarbzusammensetzung auf dem Gegenstand durch Trocknen fixiert ist.

29. Sterilitätsindikator nach Anspruch 26, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Papier, Kunststoff, Glas, Karton, Holz, Keramik, Metall sowie deren Kombinationen.

30. Sterilitätsindikator nach Anspruch 26, wobei weiter ein biologischer Indikator für Sterilität enthalten ist, umfassend eine Sporen- oder Enzymprobe.

31. Verfahren zur Beurteilung der Wirksamkeit eines Sterilisationsverfahrens, umfassend die Schritte:

(a) Bereitstellen einer Indikatorfarbzusammensetzung, enthaltend eine Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes in Wasser, wenigstens ein Färbemittel und ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid-Härtungsagens.

(b) Fixieren der Indikatorfarbzusammensetzung auf einem Gegenstand;

(c) Unterwerfen des Gegenstandes unter einen Satz von Sterilisationsbedingungen;

(d) Prüfen des Gegenstandes auf eine nachweisbare Farbänderung.

32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Sterilisationsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Dampf, trockener Hitze, Ethylenoxid, Dampf/Formaldehyd, dampfförmiges Wasserstoffperoxid, Peressigsäure und Gasplasma Sterilisierung.

33. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Indikatorfarbe durch Trocknen der Farbzusammensetzung auf der Oberfläche des Gegenstandes fixiert ist.

34. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Indikatorfarbe auf einem auf der Oberfläche des Gegenstandes befestigten Objekt fixiert ist.

35. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Indikatorfarbzusammensetzung thermotrop ist.

36. Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Schritt der Bereitstellung die Variation der Menge an Polyamid- Härtungsagens in der Zusammensetzung umfaßt, die bewirkt, daß die Farbe unter Bedingungen einer Sterilisation den nachweisbaren Farbwechsel zeigt.

37. Verfahren zum Nachweis Aussetzung unter bestimmte Umgebungsbedingungen, umfassend die Schritte:

(a) Markieren eines Gegenstandes mit einer Indikatorfarbzusammensetzung enthaltend eine Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes in Wasser, wenigstens ein Färbemittel und ein eine endständige Aminogruppe tragendes Polyamid-Härtungsagens; und

(b) Prüfen der Indikatorfarbe auf dem markierten Gegenstand auf eine nachweisbare Veränderung, nachdem dieser der Umgebungsbedingung ausgesetzt worden ist.

38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei die bestimmte Umgebungsbedingung ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von einer Temperatur, einem Druck, einem Feuchtigkeitsgrad, der An- oder Abwesenheit einer bestimmten Chemikalie, sowie deren Kombinationen.

39. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Gegenstand ein hergestelltes Produkt, ein Pharmazeutikum, ein Lebensmittel, eine elektrische Vorrichtung oder ein Verpackungsmaterial ist.

40. Verfahren nach Anspruch 37, wobei die nachweisbare Veränderung eine Farbänderung ist.