低温等离子消毒机理及应用技术.doc

低温等离子消毒机理及应用技术 医疗用品常用的消毒灭菌方法有很多种，其中最常用的是真空热消毒、环氧乙烷消毒、巴斯德消毒和辐射灭菌等。对一些热敏的、不耐潮湿和高温的器具和材料，既要快速灭菌，又要去热原，环氧乙烷化学消毒法颇为适用，但该法存在着消毒周期长(近二十小时)，有毒性(E由可使人体基因产生突变，是一级致癌物质)，不利于环保(EtO的稀释物氟利昂破坏臭氧层)等诸多缺点；辐射消毒灭菌又只能在少数专业辐照机构中进行。本文介绍一个新的消毒方法——等离子体消毒技术。由于该技术具有快速、清洁、无毒的优越性，正逐步教医疗部门所接受。 1等离子体及其消毒机理 所谓等离子体是游离于固态、液态和气态以外的一种新的物态体系，人们通常称之为第四态。它是一种高度的电离气体云，等离子最典型的现象就是北极光。温度很低，且有辉光的等离子体含有带电粒子(电子、离子)和不带电粒子(分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基)以及紫外线、7射线，B射线等。根据不同的存在环境，即电磁场强度和干扰，等离子云的组成可有所区别。等离子体是由某些气体或气态物质在强电磁场作用下，形成气体电晕放电，气体电离而产生。如用过氧化氢作为产生离子云的活性主体，过氧化氢先处于初始态，当对其加一定强度的电场时，电子从某些原子中剥离出来，导致粒子冲电过程加速。当剥离的电子与原子重新组合时．或者当激活原子中的电子从高能态转到 低能态时，就产生了辉光。在等离子云中分子产生碰撞，过氧化氢转变成过氧化氢自由基和羟自由基、水和氧。而原子氧、自由基等活性物质．易与细菌体内蛋白质和核酸发生反应，扰乱微生物的生存功能。且在等离子体产生过程中，由于辉光放电，可放出大量紫外线，这种高能紫外线光子亦起到杀菌作用。此过程可用反应方程式描述如下： H2o2一HO·+HO· (1) HO·+ H2O2一H2O+HO2 (2) H2O2—H2O2 (3) H2O2一H2O2+可见光及／或紫外光(4) HO·+HO·一H2O +O· (5) HO·+O·—H·+ O2 (6) HO·+HO2·一H2O +O2 (7) 水分子也有如下作用： H2O一H·+HO· (8) HO·+HO一HO2+H· (9) 其中：HO·：氢氧自由基 HO2·：过氧化氢自由基 H2O2：激发态的过氧化氢分子 O·：活化的氧原子 H·：活化的氢原子 2等离子消毒方法 将准备消毒的医疗器械放人塑料容器或搪瓷盘中，置于消毒室内，单独插入的原料盒将ltzO2喷人消毒室，抽真空达0．013—1．33KPa，O2在消毒室内进行汽化，随后，载入射频(RF)，O2衍生出等离子，它能干预和破坏微生物的生成功能，一旦RF能源停止工作，等离子气就转换成无害的水汽和氧气。经过约十次消毒循环，完成整个消毒。整个消毒循环过程是在干燥状态下进行的，温度不超过50℃，是一种适用于大部分材料(尤其对热和潮气敏感的医疗和手术器材)的理想技术，这种技术对操作人员和病人的健康无害，也不污染环境。 3消毒试验 使许多医疗器械或器材人为地受到细菌孢子的污染，然后加以包装，利用等离子消毒系统进行消毒，根据PaulT，Jacob8博士提供的试验数据和生产厂家提供的试验数据表明，在氧化性气体等离子体中，含有高能粒子和活性自由基，可与细菌体内蛋白质和核酸发生反应，能够摧毁广谱微生物，包括革兰氏阴性和阳性、无性细菌、分枝细菌、酵母菌、真菌、亲脂性和亲水性病毒以及嗜氧和厌氧细菌孢子等。Boucher还把某些醛类化合物气化加入载气流中，以氧气、氩气、氦气混合气体进入消毒室，以增加杀菌效果。研究表明，混合气体的消毒效果比单一中性气体效果更好，以早醛、丁二醛、戊二醛效果最佳。丙二醛、羟基已醛和苯甲醛次之，甲醛和氢气混合无明显增效。这说明混合的气体也是有选择性的。 4等离子体消毒装置 等离子发生装置可有不同的激发种类，如高频电磁场、激光、微波。而等离子云的活性气体可是卤素气体、氮气、氧气等，还可将消毒液汽化后加载气体混和成混合气体用以产生等离子云。目前较典型的系统是通过射频电磁场激发过氧化氢气体，原理如图1。等离子体的产生和浓度与放电真空度及输入功率正相关，所以需先将灭菌腔体抽真空，再将过氧化氢汽化喷人消毒室，由于消毒室已抽为高真空，过氧化氢气雾即充分扩散开来，这一过程中，过氧化氢已有对微生物致死作用。保持腔内一定的真空度，加入射频电场，即发生辉光放电。过氧化氢衍生出等离子体对腔内物品进行消毒。最终等离子气转换成无害的水汽和氧气。且只需不到一小时的消毒时间，即可达到满意效果。 5结束语 自1972年在低温环境下产生等离子