任 躍 陳 明 陳偉健 李成毅

前 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和人們對健康要求的逐步提高，醫(yī)療行業(yè)對安全、環(huán)保、簡便、快速的消毒滅菌產(chǎn)品要求越來越高。殺菌消毒是傳染性疾病控制的首要環(huán)節(jié)，是切斷傳播途徑的關(guān)鍵手段。從1968年Menashi利用氬等離子體殺滅玻璃瓶表面細(xì)菌以來，用離子化氣體即等離子體殺菌消毒技術(shù)正在逐步取代常規(guī)的技術(shù)，應(yīng)用越來越廣泛。等離子滅菌技術(shù)是新一代可以對醫(yī)療設(shè)備、器械進(jìn)行快速、低溫消毒滅菌的技術(shù)。

目前市場上用于醫(yī)療器械滅菌的消毒設(shè)備按消毒方法和原理主要分為以下幾種：

1 高溫高壓蒸汽消毒滅菌設(shè)備

優(yōu)點(diǎn)：滅菌方法傳統(tǒng)，設(shè)備種類比較多，檢測檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)比較多;缺點(diǎn)：高溫高壓的危險(xiǎn)性、耗能大、消毒時(shí)間長、體積大安裝操作運(yùn)輸不便、只適合供應(yīng)室滅菌消毒。

2 環(huán)氧乙烷消毒滅菌器

優(yōu)點(diǎn)：對乳膠、塑料等導(dǎo)管不產(chǎn)生損壞，缺點(diǎn)：這類設(shè)備制造成本較高，需要使用滅菌劑（環(huán)氧乙烷），而環(huán)氧乙烷是一種易燃易爆的化學(xué)氣體，使用過程危險(xiǎn)性較大，排放物污染環(huán)境，使用成本較高，目前醫(yī)院主要用于對高檔手術(shù)器械、導(dǎo)管及腔鏡的滅菌消毒。

3 電離輻射消毒

一般常用鈷60和電子直線加速器等作為輻照源，這類設(shè)備貴重，使用安全性要求高，主要用于食品、藥品的保鮮以及一次性衛(wèi)生材料的消毒滅菌。

4 藥物浸泡

目前常用于對一般消毒滅菌要求不高的物品。

當(dāng)前過氧化氫低溫等離子體滅菌是醫(yī)療設(shè)備和器械快速消毒的一個方向，它能夠?qū)V譜手術(shù)器械滅菌，包括金屬、非金屬設(shè)備及對濕熱敏感的器械[如金屬：不銹鋼、鋁、青銅、鈦等大多數(shù)金屬;非金屬：玻璃、塑料（聚乙縮醛、醋酸乙基乙烯酯、苯乙烯多聚體、聚乙烯、聚丙碳酸酯、乙烯樹脂、聚甲基丙烯醇甲酯、無紡布、聚氨甲酸乙酯、聚氯乙烯）等]

1992年美國強(qiáng)生公司生產(chǎn)了第一臺過氧化氫低溫等離子滅菌設(shè)備，近年來以該公司為代表的過氧化氫低溫等離子設(shè)備進(jìn)入我國市場，短短幾年時(shí)間，產(chǎn)品消毒時(shí)間短、不損害被消毒物品、不污染環(huán)境等優(yōu)勢突顯，但單臺設(shè)備銷售價(jià)格要100多萬元，使用成本又特別昂貴，是目前一般醫(yī)療單位不能接受的主要原因。故市場急需一臺價(jià)格合理、費(fèi)用低、能廣泛應(yīng)用的消毒設(shè)備，針對上述問題我們研究設(shè)計(jì)了一臺過氧化氫低溫等離子消毒滅菌設(shè)備。

5 設(shè)備的原理與設(shè)計(jì)

5.1 低溫等離子消毒滅菌的基本原理

過氧化氫低溫等離子體滅菌是一項(xiàng)新的滅菌技術(shù)，研究表明氣體狀態(tài)下過氧化氫等離子體的殺菌能力很強(qiáng)，過氧化氫等離子體是由帶能量的過氧化氫分子、原子、離子以及具有高反應(yīng)活性的羥自由基組成，它們攻擊微生物的膜脂、DNA和其他重要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而殺死微生物細(xì)胞和擾亂微生物的生存功能，在等離子體放電過程中能產(chǎn)生大量的紫外線，也可直接破壞微生物基因，并通過紫外線的光分解作用，打斷微生物的化學(xué)鍵，生成揮發(fā)性的化合物。作用機(jī)理可用下列化學(xué)式來表示：

等離子體是物質(zhì)的不穩(wěn)定狀態(tài)，具有能量密度高、化學(xué)活性強(qiáng)的特點(diǎn)?，F(xiàn)在一般利用射頻輝光放電在真空容器內(nèi)產(chǎn)生過氧化氫等離子體，首先是需要一個真空的滅菌腔內(nèi)，關(guān)鍵技術(shù)是在滅菌腔內(nèi)產(chǎn)生一個擴(kuò)散均勻的高密度的過氧化氫等離子體，過氧化氫低溫等離子體滅菌器對滅菌艙內(nèi)的溫度差異極為敏感，我們采用了導(dǎo)熱性極好的純鋁制造滅菌艙，表面經(jīng)化學(xué)處理，能充分保證滅菌艙內(nèi)的溫度均衡，從而保證滅菌過程中效果的穩(wěn)定性以及不形成任何殘留。

5.2 線路的設(shè)計(jì)

整個設(shè)備由電源、射頻電源、等離子體發(fā)生器、真空滅菌腔、真空發(fā)生器和真空檢測系統(tǒng)、過氧化氫液體注入、控制系統(tǒng)、物品支架和尾氣處理系統(tǒng)幾部分組成。設(shè)計(jì)真空滅菌腔為100 L，采用射頻頻率為13.56 MHz，真空度要求≤10 Pa，通過射頻電源、等離子體發(fā)生器在真空滅菌腔內(nèi)產(chǎn)生均勻的過氧化氫等離子體。見設(shè)備原理圖1

圖1 低溫等離子消毒滅菌設(shè)備原理圖

5.3 設(shè)備性能的檢測

目前設(shè)備已做出了樣機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室檢測過程中，參照廣東省疾控中心、廣東省微生物分析檢測中心等有關(guān)職能機(jī)構(gòu)檢測方法和要求，設(shè)備消毒滅菌指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)生部《醫(yī)院消毒技術(shù)規(guī)范》的要求。見檢測表1。

我們與目前市場上的高溫高壓滅菌設(shè)備、環(huán)氧乙烷滅菌設(shè)備的使用作比較，滅菌效果和具體的使用成本計(jì)算都很有優(yōu)勢，見表2。

表1 檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表2 滅菌設(shè)備對比

我們準(zhǔn)備作進(jìn)一步研究，完善設(shè)備系統(tǒng)功能，在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，報(bào)有關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，在條件成熟時(shí)申報(bào)醫(yī)療器械生產(chǎn)許可證進(jìn)行生產(chǎn)。

6 總結(jié)

采用國際領(lǐng)先的過氧化氫低溫等離子滅菌技術(shù)，在低溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對絕大部分的金屬、非金屬、濕熱敏感醫(yī)療器械的快速、高效滅菌。滅菌結(jié)束后不形成任何殘留，對操作人員安全無害，提高了器械的使用效率，減少了備用器械的儲備量。過氧化氫低溫等離子體滅菌器最重要的性能參數(shù)是對具有微細(xì)管腔特征的管道進(jìn)行滅菌的效果突出，特別是對內(nèi)窺鏡、腹腔鏡的消毒，滅菌速度快、效果好，應(yīng)用廣泛。本項(xiàng)目完全拋棄了傳統(tǒng)的消毒原理和方法，用現(xiàn)代電子物理技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)的消毒滅菌設(shè)備與其它消毒方法對比有以下特點(diǎn)：是同時(shí)具有常溫、低壓、無輻射、安全、無毒、不會損害被消毒物品、不會污染環(huán)境、滅菌時(shí)間短、滅菌效率高、安裝操作方便、制作成本低等特點(diǎn)。利用瞬時(shí)形成過氧化氫等離子體攻擊微生物的膜脂、DNA和其他重要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而殺死微生物細(xì)胞和擾亂微生物的生存功能，使微生物細(xì)胞發(fā)生自溶或變異死亡。過氧化氫等離子體作用時(shí)間只有50 min左右，最后復(fù)合成水和空氣，不會生成或殘留有害化學(xué)物質(zhì)，不會污染環(huán)境，符合安全、環(huán)保要求。

[1]病原微生物安全管理?xiàng)l例[S].中華人民共和國國務(wù)院，2004-11.

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[6]于璽華.現(xiàn)代空氣微生物學(xué)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2002.1.

[7]朱守一.生物安全與防止污染[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990.7.

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