具体实施方式

除非另外指明，否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。本文给出的定义旨在有利于理解本申请中频繁使用的某些术语，并无意排除那些术语在本公开上下文中的合理解释。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物理特性的说明书和权利要求书中的数值在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据所报告的有效位数并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。虽然在本发明的广泛范围内所示的数值范围和参数为近似值，但在具体实施例中所示的数值是尽可能准确地报告的。然而，任何数值都固有地包含一定的误差，这些误差必定是由在它们相应的试验测量中存在的标准偏差引起。

如本文所用，术语“基本上不可渗透”是指灭菌剂气体相对不能渗透化学指示器的片材。使用基本上不可渗透的材料的目标是防止灭菌剂(诸如过氧化氢)被输送穿过材料，使得灭菌剂仅经由开口和对应的通道输送到化学指示组合物。在一些实施方案中，在灭菌循环期间，材料允许灭菌剂被输送穿过片材，输送的量小于流过开口处的灭菌剂的量的5％。在其他实施方案中，在灭菌循环期间，材料允许灭菌剂被输送穿过片材，输送的量小于流过开口处的灭菌剂的量的1％，或小于流过开口处的灭菌剂的量的0.5％，或小于流过开口处的灭菌剂的量的0.1％。包括基本上不可渗透的第一片材和第二片材的本公开的指示器允许灭菌剂气体沿着流体通路移动并接触化学指示组合物，并且不允许灭菌剂气体通过横穿第一片材和第二片材而接触化学指示组合物。这样，可通过阻挡灭菌剂气体进入本公开的指示器的流体通路的开口，来进行本公开的片材的基本上不可渗透性的测试；如果在灭菌循环完成之后，通过将这种经改性的指示器暴露于灭菌剂气体而使指示器的颜色改变，那么就本公开的目的而言，片材不被认为是基本上不可渗透的。

术语“基本上沿着元件(例如，灌注通道)的整个长度”是指元件总长度的10％以内的长度。例如，基本上沿着通道的整个长度延伸的化学指示组合物是指化学指示组合物的长度在通道总长度的10％内。

术语“通道”和“灌注通道”在本文中可互换使用。

以下公开内容将在医疗器械的灭菌过程的上下文中进行描述。然而，应当理解，本公开的灭菌监测装置可用于任何种类的灭菌过程以用于对任何物体进行灭菌。

医疗器械通常通过放置到包装、托盘、容器或剥离袋中来准备灭菌。将由此制备的器械装载到灭菌设备的室中并且经受适当的灭菌循环。成功的灭菌取决于多个因素，这些因素包括正确的包装组装、正确装载灭菌室以及暴露于灭菌循环，该灭菌循环提供阈值水平的关键灭菌参数，诸如持续时间、温度和灭菌剂浓度。

一般来讲，采用三种不同类型的灭菌剂：环氧乙烷、汽化的过氧化氢(VHP)和蒸汽。然而，应当理解，本发明的灭菌监测装置不限于与任何特定灭菌剂一起使用。本发明的灭菌监测装置可适于与任何灭菌剂和/或其他关键灭菌参数相容。

所采用的特定灭菌剂可由多种因素确定，这些因素包括器械的温度敏感性/耐温性。在所有情况下，灭菌过程必须能够以某种方式监测，使得可评估灭菌循环的功效。如果不完全灭菌发生，则技术人员或操作者必须意识到避免在外科规程中使用不正确灭菌的器械，并且通过使器械经受附加灭菌循环来开始器械的再处理。

用于监测灭菌充分性的选项包括化学指示器、化学积分器和生物指示器。生物指示器(BI)被认为是最准确的，因为它们指示在灭菌循环期间实现的致死率水平，但也是最昂贵和耗时的，因为BI必须温育足够的时间量以允许任何存活的孢子增殖。监测所有关键灭菌参数的化学积分器被认为几乎与BI一样准确，并且成本效益高得多。申请人不知道适合与VHP一起使用的任何化学积分器。期望地，本发明的灭菌监测装置适于用作VHP灭菌(以及其他灭菌剂)的积分器。

易用性和结果的清晰度对于准确评估灭菌循环的功效是必要的，从而确保医疗器械被安全地灭菌。通常，“移动前沿”技术被认为是可靠的指示器。在典型的现有技术移动前沿技术中，化学指示组合物响应于关键灭菌参数而经历相变，并且通常通过扩散和/或芯吸沿着给定基底横向迁移。化学指示组合物迁移的距离与关键灭菌参数相关。迁移的阈值距离(即，前沿在足够水平的所有关键灭菌参数下行进的最小距离)确定灭菌循环是否成功。这样的技术的示例在美国专利No.6,485,979和No.4,138,216中有所描述，这些专利的公开内容并入本文中。由于与VHP一起使用的化学指示组合物的特定化学性质，移动前沿技术先前是未知的。所公开的灭菌监测装置引入了新颖的概念，从而以各种灭菌剂使移动前沿技术成为可能，该灭菌剂有利地包括VHP。

现在将参考附图描述本发明的各种实施方案。

图1-图3描绘了根据本公开的灭菌监测装置的实施方案的各种视图。图1为根据本公开的灭菌监测装置10的实施方案的透视图。图2为图1所示的实施方案的端视图。图3a为图1和图11所描绘的实施方案的横截面侧视图。

灭菌监测装置10包括设置有至少一个灌注通道14的壳体12，该灌注通道具有在第一端部16和第二端部18之间延伸的长度灌注通道14还具有宽度w和高度h，更清楚地示于图2中。

壳体12的特定构型和特性是无关紧要的，只要可适应与灌注通道(在下文中详细描述)相关的细节。唯一的要求是，壳体12(无论其形式如何)基本上将灌注通道14与周围环境隔离，除了在被有意地构造成与周围环境流体连通的部分处(在下文中详细讨论)。

在图示实施方案中，壳体12包括上部部分52、底部部分54以及在两个端部边缘60、62之间延伸的两个侧边缘56、58。在一些实施方案中，上部部分52包括透明的至少一部分，通过该部分可从壳体12的外部看到灌注通道14的至少一部分。上部部分52和/或下部部分54可携带显示识别标记和/或对用户有用的其他信息的各种记号和/或标签。在一些实施方案中，上部部分52包括可用于解释结果的标记。此类标记可包括例如散列标记。其他标记在本公开的范围内。

壳体可包括由塑料或其他材料构成的模制件，该模制件可承受灭菌过程条件并且基本上不可渗透灭菌剂。作为另外一种选择，壳体可为由多个层构成的层压组件，如2018年12月21日提交的美国申请No.62/783,764中所述，该申请的公开内容以引用的方式并入本文。本领域的技术人员可以采用各种壳体构型和设计，并且可以容易地实现这些壳体构型和设计。作为另外一种选择，壳体可包括一个或多个模制件以及一个或多个膜或薄膜的组合。

灌注通道14包括从第一端部16延伸到第二端部18的顶板部分20。两个侧壁22a、22b从顶板部分20延伸并限定灌注通道14的高度h。在附图所示的实施方案中，灌注通道14终止于末端壁19处的第二端部18处(在图3a中示出)。

灌注通道14包括与周围环境流体连通的至少一个开口端部。在图1和图3a所示的实施方案中，第一端部16是开放的并且与周围环境流体连通。在另选的实施方案(其中一者在图3b中示出)中，省略了末端壁19，并且第一端部16和第二端部18两者与周围环境流体连通。在所描绘的实施方案中，开口端部16被示出为与周围环境直接接触。然而，在替代实施方案中，开口端部可被膜、薄膜或可渗透所采用的灭菌剂的其他材料覆盖。作为另外一种选择，开口端部可联接到附加结构。只要结构允许开口端部和周围环境之间的流体连通，任何构型都在本公开的范围内。

在附图所示的实施方案中，灌注通道的开口端部被示出为设置在通道末端处。应当理解，其他构型在本公开的范围内。例如，如图3c所示，在一些实施方案中，开口端部17设置在通道14的顶板部分20内。在这些实施方案中，根据具体灭菌条件和/或通道尺寸，开口端部可设置在灌注通道的末端处或沿着灌注通道的任何位置(未示出)处。实现期望的灭菌剂灌注速率的开口端部的任何放置都在本公开的范围内。

同样，灌注通道在大多数图中示出为线性的。然而，如图1b所示，通道14可包括一个或多个弯曲8、转弯、收缩9或其他特性。应当理解，实现期望的灭菌剂灌注速率的所有可设到想的通道特性都在本公开的范围内。

灌注通道14在附图中被示出为与壳体12成一整体，使得壳体12限定灌注通道14的底板部分24。然而，如本领域的技术人员将理解的，底板部分可以以多种方式构造。例如，灌注通道14可作为单独部件提供，该部件独立地起作用(在下文讨论并且在图4中示出)或插入壳体(未示出)中。

在图4的透视图中提供了灭菌监测装置的替代实施方案。在该实施方案中，壳体12限定顶板部分20、侧壁22a、22b和底板部分24以及末端部分26。壳体由诸如各种塑料或其他材料之类的材料构成，该材料可经受灭菌条件并且提供基本上不可渗透的屏障，使得通道内部与暴露于周围环境/灭菌剂隔离。该实施方案也可用作可插入较大壳体中的筒。

灌注通道14被设计成产生通道内部，该通道内部沿着灌注通道14的长度的至少一部分具有基本上恒定的高度和宽度。灌注通道14限定流体通路，该流体通路用于灭菌剂沿远离开口端部延伸的方向从周围环境横向流过灌注通道内部26。如下文将详细讨论的，通过灌注通道14的横向流动可以通过以下方式来实现：设计灌注通道尺寸(高度、宽度和/或长度)的任何组合以在灭菌监测装置10经受产生从周围环境延伸到通道内部26的压力梯度的压差时，引起通过开口的流动并继续穿过灌注通道长度的横向流动路径。可利用灭菌过程中的典型步骤来产生灭菌剂穿过灌注通道的横向流动。

在典型的灭菌过程中，将器械和灭菌监测装置装载到灭菌设备的灭菌室中。装载完成后，将室密封，并且将空气从室中排出，从而形成真空。在达到真空后，灭菌器械产生关键灭菌参数，这些参数取决于灭菌剂类型和灭菌循环细节。由于室被密封，因此室内的压力将随着灭菌剂的温度和浓度增加而增加。该压力增加产生从周围环境(室内部)延伸跨过灭菌监测装置10的灌注通道14的压力梯度力。因此，如果通道的尺寸适当，则压力梯度力将会将灭菌剂(例如，VHP)从室内部的较高压周围环境移动到灌注通道14的较低压周围环境中。

本领域的技术人员可通过应用与限于管的层流相关的数学原理来计算适当的尺寸。通过管的层流流量可用下式计算：

其中Q为流量，P₁为灌注通道外部的压力，P₂为灌注通道内的压力，并且R为流动阻力。

阻力R可应用泊肃叶定律的原理近似计算，该定律由以下等式给出R：

其中n为移动通过管的流体的粘度，r为半径，并且l为长度。

本领域的技术人员将认识到，可能需要考虑其他因素，例如灭菌器尺寸和/或灭菌循环特性，以实现合适的横向流量。

在一些实施方案中，纵横比是灌注通道的宽度与高度的比(W/H)，其为至少4(4:1)，并且可高达125:1。在一些实施方案中，长度在约2cm至约10cm的范围内。在一些实施方案中，宽度在约0.3cm至约1.25cm的范围内。在一些实施方案中，宽度为至少约0.3cm。在一些实施方案中，高度在约0.025mm至约0.25cm的范围内。在一些实施方案中，高度为至少0.025mm。在一些实施方案中，长度为约10cm或更小。在一些实施方案中，长度在约2cm至约10cm的范围内。从前述等式可以理解，可改变灌注通道的尺寸(以及与任何特定灭菌循环的细节相关的因素)以控制灭菌剂流过灌注通道的速率。

在一些实施方案(其中一者的示例在图5a中描绘)中，灭菌监测装置包括不止一个通道。在所示的实施方案中，灭菌监测装置10包括第一灌注通道14和第二灌注通道15。应当理解，可提供任何数量的灌注通道。例如，灭菌监测装置可包括3个、4个、5个或更多个单独的灌注通道。

在以多个灌注通道为特征的实施方案中，通道尺寸的任何组合都是可能的。例如，两个或更多个灌注通道可被设计成具有相同的尺寸。在图5a所示的实施方案中，第一灌注通道14和第二灌注通道15中的每一者具有基本上相同的长度和宽度。在图5b所示的实施方案中，第一灌注通道14和第二灌注通道15分别被示出为具有不同的长度。该实施方案被示出为具有携带化学指示组合物28的化学指示组合物载体，该化学指示组合物被设置成与灌注通道14、15流体连通。

作为另外一种选择，灌注通道的尺寸可以以任何可设想数量的组合彼此不同。例如，灌注通道可被设置为具有基本上相同的宽度和高度，但具有不同的长度。作为另外一种选择，灌注通道可具有不同的高度但相同的长度。作为另外一种选择，每个灌注通道可具有唯一的h、w和l。在其他实施方案中，灌注通道中的一些灌注通道可具有基本上相同的尺寸，而其他灌注通道具有不同的尺寸。具有任何数量的可能尺寸组合的任何数量的灌注通道是可能的并且在本公开的范围内。

设想到多个灌注通道之间的各种空间关系。例如，在图5a所示的实施方案中，灌注通道被示出为以线性方式并排设置。在图5c所描绘的实施方案中，通道彼此上下堆叠并且尺寸被设计成使得一个灌注通道14具有比另一个灌注通道15更大的高度。应当理解，根据特定需要和灭菌循环参数，灌注通道的空间关系和尺寸的任何组合都是可能的。

图6a-图6c描绘了根据本公开的灭菌监测装置的又一个实施方案的各种视图。壳体12被示出为在第一壳体端部60处具有在第一壳体边缘56和第二壳体边缘58之间延伸的宽度W₁，并且在第二壳体端部62处具有宽度W₂。第二壳体端部宽度W₂大于W₁。

在该实施方案中，三个灌注通道14、15和15b被示出为沿着第二壳体边缘58以规则的间距间隔(即，每个通道之间的距离基本上相同)设置成线性阵列。通道14、15、15b也可沿着第一壳体边缘56设置。类似地，通道可以以不规则的间距间隔或规则间隔和不规则间隔的组合提供。在一些实施方案中，壳体12的上部部分70的至少一部分是透明的，使得至少一个灌注通道14、15或15b的至少一部分从外部可见，使得用户可观察到通道内的下面的化学指示组合物28。在另一个实施方案中，基本上整个上部部分70可为透明的。上部部分70可包括记号，诸如品牌和/或可用于解释结果的标记。

在所示的实施方案中，化学指示组合物设置在化学指示组合物载体30上，该化学指示组合物载体保留在化学指示组合物载体保持器66中。保持器垂直于通道的长度横穿每个灌注通道14、15、15b。保持器66通常以基本上消除灭菌剂穿过其中的灌注的方式构造。在任何实施方案中，灭菌剂通过保持器66的灌注应足够少，以便不会以任何显著的方式有助于化学指示组合物的反应。经由通过开口端部16并通过通道长度的灌注进入通道的灭菌剂应仅为在化学指示组合物上方流动的灭菌剂的显著来源。

化学指示器组合物载体设置有化学指示组合物28，该化学指示组合物沿着基本上整个长度设置，使得当插入时，其离散部分落在每个灌注通道内。作为另外一种选择，可在对应于每个灌注通道位置的离散区域处提供化学指示组合物。

灌注长度68由从开口端部(所描绘的实施方案中的第一端部16)延伸到化学指示组合物28的距离限定。这是灭菌剂在遇到化学指示组合物28之前必须行进的距离。

应当理解，壳体12的选择性尺寸设计允许提供具有多种灌注长度的单个装置。例如，在所示的实施方案中，提供具有大于第一端部宽度W₂的第二端部宽度W₁的大致梯形形状的壳体12(在图6c中最清楚地示出)允许灌注通道14、15、15b具有逐渐增加的灌注长度68。应当理解，壳体的尺寸可以任何数量的方式设计，以产生灌注长度的任何期望组合。例如，壳体和对应的灌注长度可被设计成与特定灭菌循环参数相关的尺寸，使得一个壳体可用于设施内的多个不同循环类型。

图6b描绘了侧视图(示出了第一壳体边缘56)。可以看到保持载体30的保持器66横穿所有三个灌注通道14、15和15b。开口端部16与周围环境流体连通。在所描绘的实施方案中，灌注通道14、15、15b具有三种不同的高度。在其他实施方案中，通道可具有基本上相同的高度。在又一些实施方案中，一些通道可基本上彼此相同并且与其他通道不同。通道高度(和长度)的任何可设想到的组合都在本公开的范围内。本领域的技术人员将认识到，可根据需要设计通道的尺寸以监测灭菌充分性，从而准确地评估任何特定的灭菌循环。

图7a-图7d描绘了根据本公开的灭菌监测装置的另一个实施方案的端视图。在该实施方案中，灭菌监测装置10包括灌注通道14和化学指示器载体保持器66。保持器66保持载体30与灌注通道流体连通。

灌注通道14由单个模制件形成。模制件通常由基本上不可渗透灭菌剂并且刚性足以保持灌注通道的形状和尺寸的材料形成。

上部部分70包括横向延伸部分74，该横向延伸部分形成灌注通道14的顶板20部分20并且限定灌注通道14的宽度。从横向延伸部分74向下下降的两个竖直边缘形成灌注通道侧壁22a、22b并限定灌注通道14的高度。在所描绘的实施方案中，两个部分从侧壁22a、22b的底部横向延伸，从而限定上部载体接触区域80、82。

上部载体接触区域80、82被构造成接触载体30的上表面29。上部接触区域80、82的至少一部分可设置有用于将载体30固定到其的粘合剂85。粘合剂可以是压敏粘合剂(PSA)。合适的PSA通常为非反应性的并且不可渗透灭菌剂。压敏粘合剂是熟知的，并且本领域的技术人员可容易地选择合适的PSA。PSA用于保持载体30与灌注通道14流体连通，如图7b所描绘的。

在图7c所描绘的实施方案中，载体30被示出为保持在保持器66内。上部载体接触区域80、82正在接触载体30的上表面29。在一些实施方案中，底部部分包括如上所述的粘合剂。在其他实施方案中，底部部分不含粘合剂。该实施方案基本上类似于图7a-图7b所描绘的实施方案，其中添加了设置在载体的背衬32上的层压膜88。层压膜88可在载体接触部分(未示出)上设置有粘合剂，并且层压膜88可基本上不可渗透灭菌剂。

在又一些实施方案中，层压膜88可在上部部分70的部分上方延伸，如图7d所描绘的。例如，层压膜可围绕边缘在包括上部载体接触区域80、82的横向延伸边缘的顶部上方延伸。在其他实施方案中，层压膜88可延伸以覆盖整个上部部分(未示出)。

如图7e所示，灭菌监测装置10可作为预组装单元提供，其中层压膜在层压膜88的大致中心处粘附到上部部分。未粘附部分被示出为横向向外延伸，在载体经由上部载体接触区域80、82接合到装置10(未示出)之后，该未粘附部分粘附到上部部分的轮廓并围绕载体的下侧。

图8描绘了本公开的灭菌监测装置的又一个实施方案的端视图。在该实施方案中，灭菌监测装置10包括灌注通道14和化学指示器载体保持器66。保持器66保持载体30与灌注通道14流体连通。

灌注通道14由单个模制件形成。模制件通常由基本上不可渗透灭菌剂并且刚性足以保持灌注通道的形状和尺寸的材料形成。

上部部分70包括横向延伸部分74，该横向延伸部分形成灌注通道14的顶板部分20并且限定灌注通道14的宽度。从横向延伸部分74向下下降的两个竖直边缘形成灌注通道侧壁22a、22b并限定灌注通道14的高度。在所描绘的实施方案中，两个部分从侧壁22a、22b的底部横向延伸，从而限定上部载体接触区域80、82。

根据该实施方案的灭菌监测装置的保持器66包括至少一个下部载体接触区域。在所描绘的实施方案中，上部部分70包括两个竖直下降部分94、96，这两个竖直下降部分包括两个下部载体接触区域100、102。下部载体接触区域100、102与上部载体接触区域80、82基本上对准，以将载体30夹在它们之间。一个、两个或更多个接触区域80、82、100、102可包括如上所述的粘合剂(未示出)。在一些实施方案中，上部载体接触区域80、82包括粘合剂(未示出)。在其他实施方案中，下部载体接触区域100、102包括粘合剂(未示出)。在另一个实施方案中，所有接触区域80、82、100、102包括粘合剂(未示出)。在又一些实施方案中，所有表面都不含粘合剂。在这些实施方案中，保持器66的尺寸被设计成提供围绕载体30的紧密配合。无论具体实施方案如何，保持器66通常被构造成基本上防止灭菌剂通过其灌注。

在本公开的每个实施方案中，每个灌注通道与适用于将由灭菌监测装置10监测的灭菌循环中采用的灭菌剂的化学指示组合物流体地相关联。在图9所示的实施方案中，化学指示组合物28被示出为以椭圆形形状靠近第一端部16(其对周围环境环境开放)设置。应当理解，化学指示组合物28可沿着灌注通道14以任何形状、尺寸和位置设置。在所描绘的实施方案中，化学指示组合物28设置在灭菌监测装置10的底板部分24上。

在一些实施方案中，化学指示组合物28可在载体或基底上单独提供。在这些实施方案中，载体可在灭菌循环之前插入灌注通道14(在图11中示出)中。这些实施方案有利地允许重复使用灭菌监测装置并且/或者可简化制造过程。

用于化学指示组合物的载体通俗地称为“测试条”，并且该术语将与本文的“化学指示组合物载体”互换使用。化学指示组合物载体的示例是购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M,St.Paul,MN)的Comply^TM 1251 EO化学指示条。图10a-图10d中示出了适合与本发明的灭菌监测装置一起使用的各种实施方案。测试条30通常具有背衬或载体32，该背衬或载体具有前表面，化学指示组合物28在该前表面上设置在印刷区域34内。前表面的一部分可保持未印刷，即不含化学指示组合物，作为未印刷区域36。前表面可包括记号，诸如品牌和/或可用于解释结果的标记。背衬32具有第一端部38和第二端部40。如图所示，印刷区域34可分别相对于第一端部38和第二端部40在位置上变化。例如，在图10a中，印刷区域34朝向第一端部38偏置。图10b描绘了一个实施方案，其中印刷区域34存在于第一端部38和第二端部40之间的大致中间。印刷区域34可在整个背衬32上延伸较长的长度，如图10c所示。在一些实施方案中，印刷区域34基本上从第一端部38延伸到第二端部40(未示出)。可提供多个印刷区域34，如图10d所示。化学指示组合物载体30上的化学指示组合物的构型不是限制性的。任何可设想到的构型都在本公开的范围内。本领域的技术人员应当理解，测试条可被设计成满足关于灭菌监测装置构型和/或灭菌循环参数的任何特定需要。

本公开的灭菌监测装置的化学指示组合物可包括一种或多种染料和颜料，该一种或多种染料和颜料在与灭菌剂相互作用时从一种颜色改变为另一种颜色(包括从无色到有色，或反之亦然)。对于蒸汽灭菌剂，指示器与灭菌剂的典型的相互作用包括硫阴离子的产生，该硫阴离子与铅或另一种金属反应以制备黑色金属硫化物。对于环氧乙烷灭菌剂，指示器与灭菌剂的典型的相互作用包括染料或颜料与环氧乙烷的直接反应，这导致颜色改变。指示环氧乙烷的另一种方法包括使用包含金属盐的指示组合物，该指示组合物与环氧乙烷的反应导致通过作为pH指示器的染料可检测的pH变化。对于VHP灭菌剂，指示器与灭菌剂的典型的相互作用包括指示器染料或颜料的氧化。另一种方法涉及金属盐的氧化以产生高反应性的氧自由基，该氧自由基随后与染料或颜料反应。本公开的化学指示组合物可包含不止一种染料或颜料，或一种或多种染料和一种或多种颜料的混合物。染料和颜料的混合物的示例是包含与过氧化氢相互作用稳定的颜料和与过氧化氢反应的染料的指示组合物。例如，红色颜料可与过量的蓝色染料组合以制备主要为蓝色的化学指示组合物。在与VHP相互作用后，蓝色组合物由于过氧化氢作用下蓝色染料的漂白(至无色)而变成粉红色，从而显露出红色颜料。在一些实施方案中，染料或颜料选自甲烷、单偶氮、重氮基、叠氮基、二嗪、噻嗪、花菁、呫吨、噁嗪、蒽醌、苯并二呋喃酮、酞菁、喹酞酮，以及硝基和亚硝基着色剂以及它们的组合。

可将外涂层施加到化学指示组合物。此类外涂层可减弱或增强指示组合物对灭菌剂气体的反应性。例如，包含能够氧化的化合物诸如巯基苯并噻唑的外涂层减缓过氧化氢与指示组合物的反应。外涂层还可降低化学指示组合物转移到器械的可能性，该器械可在灭菌之前、期间或之后接触本公开的化学指示器。许多组合物可用作外涂层。例如，乙基纤维素可为外涂层材料。

化学指示组合物可使用本领域技术人员已知的任何方便的技术设置成与灌注通道14流体连通，该技术诸如为印刷或涂布方法，包括喷墨印刷、刮涂、凹版涂布、柔性版涂布等。

在一个实施方案中，移动前沿是化学指示组合物与灌注通道中的灭菌剂的反应产物的可见描绘。

图11为灭菌监测装置10的实施方案的透视图，该灭菌监测装置示出为具有插入的化学指示组合物载体30。在所示的实施方案中，包括化学指示组合物28的印刷区域34被示出为沿着基本上整个灌注通道14长度横向延伸。如已经详细描述的，印刷区域34可呈现任何种类的构型。化学指示组合物载体30从灌注通道14向外延伸以便于插入和移除。另外，在一些实施方案中，化学指示组合物28被设置在灭菌监测装置10本身的表面上，从而消除了对测试条的需要。

灌注通道14高度(在图2和图3中示出)大于化学指示组合物载体30的高度，使得形成由顶板部分20，侧壁22a、22b(在图2中更清楚地示出)和化学指示组合物载体30的前表面界定的流体通路42。在一些实施方案中，流体通路沿着灌注通道14的整个长度延伸。如下文将描述的，流体通路的长度应足以准确地监测灭菌参数。在采用化学指示组合物载体(或其他化学指示组合物载体)的实施方案中，灭菌监测装置10应被构造成为化学指示组合物载体提供相对紧密的配合，以最小化灭菌剂通过除灌注通道14的开口端部之外的位置的灌注。

在使用中，将灭菌监测装置10放置在灭菌室内。此时灌注通道14与正常大气平衡并且充满空气。在灭菌循环开始后，当空气从灭菌室中排出时，占据灌注通道14的空气将被排出，从而使灌注通道14与排空的灭菌室基本平衡。随着灭菌剂被递送到室中并且温度升高，室内的压力将相对于灌注通道14内的压力升高。室压力的这种增加将产生从灭菌室内部延伸到灌注通道的压力梯度力，从而导致灭菌剂通过流体通路42灌注到灌注通道14中(在图11中示出为一系列箭头)。按照本发明的灌注通道的性质，灭菌剂通常将灌注到灌注通道14中并且横向流过化学指示组合物28的表面。

有利地，利用根据本公开的灭菌监测装置10，灭菌剂推进通过灌注通道14的速率与多个关键灭菌参数相关，诸如暴露的持续时间、灭菌剂浓度和温度。

图12a-图12c描绘了多参数监测特征。图12a-图12c中的每一者的灭菌监测装置10在假想的灭菌循环中的各个时间点处是相同的装置。假设在假想的灭菌循环的所有时间点都达到阈值灭菌剂浓度和温度(由特定灭菌循环确定)。

可以看出携带化学指示组合物28的化学指示组合物载体30设置在灌注通道14内，其中化学指示组合物28与灌注通过流体通路42的灭菌剂流体连通。灌注通过灌注通道14第一端部16的灭菌剂由一系列箭头示出，该灭菌剂在远离开口端部朝向灌注通道14第二端部18的方向上与周围环境(即，开口端部)流体连通。在灭菌剂接触化学指示组合物28时，发生反应，从而导致可检测到的化学指示组合物的变化。通常，这种变化是外观变化，诸如肉眼可感知的外观变化。如果期望，化学指示组合物的变化也可通过特殊仪器读取。

图12a为灭菌监测装置10在时间T₁处的“快照”。印刷区域34内的阴影面积表示已经历外观变化的发生了反应的化学指示组合物44。在T₁处，灭菌剂已灌注并且与化学指示组合物反应至距离D₁，从而产生发生了反应的化学指示组合物44的前沿44(前缘)。距离可从印刷区域34的邻近开口端部(在所示的实施方案中为第一端部16)的边缘测量。作为另外一种选择，可从任何合适的点测量距离。在图9b所描绘的T₂处，可以看到前沿44已经行进到距离D₂。类似地，在T₃处，前沿44行进附加距离至D₃。应当理解，灭菌剂沿一个方向跨过化学指示组合物28的灌注导致外观变化(例如，颜色变化)沿远离灭菌剂进入灌注通道14的点的方向上的进展。

通过控制化学指示组合物对灭菌剂的暴露并限制对灭菌剂跨过化学指示组合物的横向流的暴露，可以有利地用本发明的灭菌监测装置监测多个关键灭菌参数，诸如持续时间、灭菌剂浓度和温度。为了实现这一点，前沿44的前缘的迁移阈值距离与持续时间、灭菌剂浓度和温度的足够值相关，并且在二项系统(即，合格/不合格)中确定。因此，达到预先确定的距离指示合格，而低于阈值的距离指示不合格，并且表明器械需要附加处理以实现充分的灭菌。

图13a-图13b描绘了在经受特定灭菌循环之后的灭菌监测装置10，其用于评估灭菌循环的充分性。在图13a中，灭菌监测装置10被示出为具有已从第一端部16(在该实施方案中为开口端部)行进距离d的发生了反应的化学指示组合物前沿44。在所示的实施方案中，壳体12包括标记48以帮助解释结果。在该实施方案中，标记包括以用户可见的方式设置在壳体上的散列标记。散列标记被置于表示前沿44迁移的预先确定的阈值距离的位置处，该预先确定的阈值距离指示已经满足关键灭菌参数。因此，如果在视觉和/或器械辅助检查后，前沿44已经行进了足以排列(或超过)指示散列标记(在图13a中示出)的距离，则指示“合格”并且结果确认已经满足所有关键灭菌参数。如果前沿44未能至少行进到散列标记48(在图13b中示出)，则指示“不合格”，并且结果表明尚未满足一个或多个关键灭菌参数，并且因此需要附加处理来实现灭菌监测装置所装载的器械的灭菌。

有利于解释结果的其他手段在本公开的范围内。例如，在一些实施方案中，透明窗口(或一系列窗口)可设置在壳体12上部部分52上。窗口可设置在对应于特定于特定灭菌循环的各种阈值前沿迁移距离的位置处，使得前沿44在该窗口中的出现指示“合格”，而前沿44在窗口中出现的失败指示“不合格”。

图14描绘了包括与周围环境流体连通的两个端部的另选实施方案。如箭头所描绘的，灭菌剂在远离开口(灭菌剂通过该开口进入灌注通道14)的方向上灌注通过第一端部16和第二端部18两者。该实施方案导致移动前沿从开口端部16、18中的每一者前进。随着暴露于灭菌循环进行，源自每个端部(未示出)的移动前沿将朝向彼此推进并且在阈值合格/不合格指示器48处相遇。合并两个前沿有利地产生较大面积的发生了反应的化学指示组合物，这可有助于解释结果。该实施方案中的标记48包括延伸跨过化学指示组合物载体30的散列标记，该散列标记通过壳体12的透明部分可见。