CN101041082A - 一种双子效应医用消毒剂的制备装置 - Google Patents
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Abstract
一种双子效应医用消毒剂的制备装置，包括壳体，壳体内设置有羟基发生室，该羟基发生室内分布有阳极和阴极，该阳极和阴极分别与恒流电源相连接，所述阳极具有催化层，该催化层包括涂覆烧结于阳极基材上的TiO2，并在TiO2表层涂覆烧结铂、铑或铜－二氧化铈合金作为活性催化物质。本发明利用电子、粒子效应激发水体中的氢、氧根和氯离子产生羟基自由基和氧自由基对医疗器械上的病毒、病菌进行有效的杀灭，从而保证医疗器械的洁净，杜绝病毒交替传播和病毒交替感染。羟基自由基遇到细菌时，直接破坏细菌的细胞膜，使细菌的细胞死亡，并自身分解。羟基自由基遇到病毒时，羟基自由基能直接凝固病毒的蛋白质，并使之失去活性达到杀灭病毒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种提供无害消毒剂对医疗器件消毒的制备装置，特别是一种双子效应医用消毒剂的制备装置，该装置能够产生强氧化剂对残留在医疗器件上的病毒病菌进行彻底杀灭，适用于胃镜镜片、镜管子、手术刀柄、手术钳子及医务人员的手消毒和非一次性器具的消毒。
背景技术
现有医疗灭菌方法主要分为物理和化学两大类，其中物理灭菌包括：热力、电离辐射、微波等。化学灭菌剂包括：甲醛、戊二醛、环氧乙烷、过氧乙酸、过氧化氢等。物理灭菌主要是针对一些耐高温、高湿的简单手术器械，而现有医疗器械因结构复杂、价格昂贵、精度要求高，往往需要采用化学制剂灭菌。但化学制剂存在污染环境，对人体有害，配制浓度标准要求高，灭菌不彻底，容易残留等，往往不能满足临床的需要。
目前，医院使用的消毒液包括工作人员消毒和医疗器械消毒二种。临床工作人员使用的消毒液主要是工作人员使用的洗手液：3M(国外进口)和丹尼尔二个品种，其中主要成分洗必泰酒精，洗必泰酒精作用持久、酒精作用快速，二者结合达到消毒和挥发快的目的，比较来讲3M护肤成分较好。器械消毒液主要目前使用的是1)戊二醛，但戊二醛①刺激味大，需保持通风；②长期使用工作人员有接触致癌作用；③消毒时间长，需要20分钟；④对设备有较强腐蚀性；2)氧氯灵有腐蚀性、可以穿透有机物质，消毒效果好，且作用时间短(3分钟)，目前，在内镜等医疗器械上使用较多，但因为需用含氯的成分，也是一种强腐蚀性液体，不能用于洗手等，且时间长会带来器械的受损。3)酸化水清洗器械，主要作用消毒，不是灭菌剂，不如氧氯灵和戊二醛，但在临床使用中由于生成的酸化水不稳定，①达不到氧化还原电位；②始终保持pH2.7-2.8，＜3.0；③有效氯要求30-40ppm，＜50ppm；④遇到有机物还原成NaCl和H2O，没有消毒作用，当腔镜内含有血污、组织等清洗不彻底时，使酸化水遇有机物还原成水，达不到消毒作用。
鉴于目前医疗市场需要开发一种既能够彻底对工作人员消毒和医疗器械消毒，对人体无害，且无味、不损害器械的高效消毒液，我们在多年研究的基础上进行了微电流催化激发双子效应制备羟基自由基技术，在医学临床中的应用将会起到积极的作用。
发明内容
本针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种双子效应医用消毒剂的制备装置，该制备装置能够通过无毒无味的羟基自由基对医疗器械、医务人员消毒，可广泛应用于医学临床中。
本创新发明的技术构思为，利用电子、粒子效应激发水体中的氢、氧根和氯离子产生羟基自由基、氧自由基和游离氯对医疗器械上的病毒、病菌进行有效的杀灭，从而保证医疗器械的洁净，杜绝病毒交替传播和病毒交替感染。羟基自由基遇到细菌时，直接破坏细菌的细胞膜，使细菌的细胞死亡，并自身分解。羟基自由基遇到病毒时，羟基自由基能直接凝固病毒的蛋白质，并使之失去活性达到杀灭病毒的效果。
本发明的技术方案如下：
一种双子效应医用消毒剂的制备装置，包括壳体，壳体内设置有羟基发生室，该羟基发生室内分布有阳极和阴极，该阳极和阴极分别与恒流电源相连接，其特征在于：所述阳极具有催化层，该催化层包括涂覆烧结于阳极基材上的TiO2，并在TiO2表层涂覆烧结铂、铑或铜-二氧化铈合金作为活性催化物质。
所述阴极包括涂覆烧结于阴极基材上的TiO2。
所述阳极与阴极之间的距离在5cm-0.5cm之间，极板之间的距离主要用来控制羟基自由基、氧自由基浓度，从而对细菌、病毒杀灭率进行调节。
当电流密度大于0.5mv/cm2小于5mv/cm2，电流强度3至10安培时，羟基自由基浓度比值在0.3mg/L-3.5mg/L。
所述恒流电源为模块式拼装结构，带有液晶显示屏，所述恒流电源与羟基发生室之间有绝缘层和防水处理层。
所述阳极和阴极的基材采用金属材料。
所述双子效应是指，在通电状态下，阳极表面形成电场激发电子跳跃，电子受到激发后通过水为媒介引发水中粒子效应，使水体中的氢、氧、氯离子相成络合成过度状的·OH、·O、·Cl、H2O2，由此生成的羟基自由基、氧自由基对器械进行杀毒灭菌。
壳体内还设置有消毒室，该消毒室用于放置器械。
所述消毒室与羟基发生室相邻，在消毒室与羟基发生室的间隔墙的上部设置有溢流槽。
本发明的技术效果如下：
由于本创新发明的双子效应医用消毒剂的制备装置具有良好的强氧化杀毒灭菌能力，对器械、人体无伤害，对细菌的杀灭率达到100％，对病毒的杀灭率达到100％。
由于双子效应医用消毒剂的制备装置降低了医院的耗材、提高了消毒能力而适用于各大医院、实验室、科研机构。
总之，该装置可广泛用于涉及消毒灭菌医学临床。并且具有以下技术特性：耗电量低，操作简单无耗材，无二次污染，无中间产物，使用寿命长达10年。
附图说明
图1为本发明双子效应医用消毒剂的制备装置的结构示意图。
图2为具有催化层的阳极结构示意图。
图3羟基自由基与细菌、病毒的浓度-致死率关系曲线图。
图4为羟基自由基与细菌、病毒的反应时间-致死率关系曲线图。
附图标记列示如下：
1-壳体，2-恒流电源，3-绝缘墙，4-防水墙，5-进水口，6-接线端子，7-电极，8-羟基发生室，9-放空管，10-溢流槽，11-消毒室，12-泄空管，13-极板基材，14-二氧化钛涂层，15-富金属涂层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种双子效应医用消毒剂的制备装置，包括壳体1，壳体1内设置有羟基发生室8，该羟基发生室8内分布有电极7，该电极7包括阳极和阴极，该阳极和阴极分别与恒流电源2相连接，阳极具有催化层，该催化层包括涂覆烧结于阳极基材上的TiO2，并在TiO2表层涂覆烧结铂、铑或铜-二氧化铈合金作为活性催化物质。阴极包括涂覆烧结于阴极基材上的TiO2。阳极与阴极之间的距离在5cm-0.5cm之间，极板之间的距离主要用来控制羟基自由基、氧自由基浓度，从而对细菌、病毒杀灭率进行调节。当电流密度大于0.5mv/cm2小于5mv/cm2，电流强度3至10安培时，羟基自由基浓度比值在0.3mg/L-3.5mg/l。恒流电源2为模块式拼装结构，带有液晶显示屏，恒流电源2与羟基发生室8之间有绝缘墙3和防水墙4。阳极和阴极的基材采用金属材料。
所述双子效应是指，在通电状态下，阳极表面形成电场激发电子跳跃，电子受到激发后通过水为媒介引发水中粒子效应，使水体中的氢、氧、氯离子相成络合成过度状的·OH、·O、·Cl、H2O2，由此生成的羟基自由基、氧自由基对器械进行杀毒灭菌。壳体1内还设置有消毒室11，该消毒室11用于放置器械。消毒室11与羟基发生室8相邻，在消毒室11与羟基发生室8的间隔墙的上部设置有溢流槽10。
羟基发生室8设置有进水口5和放空管9，消毒室11设置有泄空管12。羟基发生室8内的电极7通过接线端子6连接恒流电源2。
图2表示了具有催化层的阳极结构：极板基材13，二氧化钛涂层14，富金属涂层15。催化层包括二氧化钛涂层14和富金属涂层15，也就是涂覆烧结于阳极基材上的TiO2，并在TiO2表层涂覆烧结铂、铑或铜-二氧化铈合金作为活性催化物质。
图3表示了羟基自由基与细菌、病毒的浓度-致死率关系曲线，图4表示了羟基自由基与细菌、病毒的反应时间-致死率关系曲线，从图中可以看出本发明的显著效果。
实施例一：
实验地点：某医院内窥室胃镜科
实验器具：连接管道、流量计、双子效应医用消毒剂的制备装置、恒流源电源、取样瓶(500ml)2个。
实验步骤：将系统安装固定在器械消毒室，接通电源。流量为6升/分，流速≤2米/秒，实验装置容积10升。输入电压220V。
调节电流3.5A，电压为36V。
取原水水样500ml。处理水500ml。送谱尼检测中心检测。
消毒剂制备装置中单位水体停留时间为2-3s，电解电流密度为3.75mA/cm。
医院用自来水直接进入医用消毒剂制备设备，水体在羟基发生室进行反应，通过溢流槽进入消毒室，对医疗器械进行消毒。
医用消毒剂制备装置的阳极与阴极之间的距离为5cm，产生的羟基自由基浓度为0.3mg/L。
从医用自来水箱(管)取水样，以放置相应时间的空白水样菌落数作参照，其杀灭细菌的性能测试方法参照GB15979，测试结果见下表。
空白水样直接取自医院用自来水，实验水样PH：7.6，电导率：800μs/cm，Cl-：25ppm。
| 检测项目 | 大肠菌群(MPN/100ml) | 细菌总数(cfu/ml) | 游离余氯(mg/l) |
| 原水 | 未检出 | 22 | 0.05 |
| 处理水 | 未检出 | ＜1 | 0.75 |
| 去除率 | - | ＞95 | - |
实施例二：
实验地点：某医院内窥室胃镜科
实验器具：连接管道、流量计、双子效应医用消毒剂的制备装置、恒流源电源、取样瓶(500ml)2个。
取洗胃镜内镜洗涤水
双子效应医用消毒剂的制备装置，通过管路与(Greenforce)泵、供水水箱相连，形成医用消毒剂制备装置。输入电压为220V/380V，输出电压为36V，电流为0-40A。
消毒剂制备装置工作条件为电流I＝10A，电压U＝3.5V，单位水体停留时间为2-3s，电解电流密度为2.5mA/cm。
取原水水样500ml，处理水500ml。送谱尼检测中心检测。
实验结果
医用消毒剂制备装置的阳极与阴极之间的距离为3cm，产生的羟基自由基浓度为1.5mg/L。
以放置相应时间的空白水样菌落数作参照，其杀灭细菌的性能测试方法参照GB15979，测试结果见下表。
水样直接取自消化科胃镜洗涤水。
| 检测项目 | 大肠菌群(MPN/100ml) | 细菌总数(cfu/ml) | 真菌(cfu/ml) | 余氯浓度(mg/l) |
| 原水 | 25 | 86 | 15.5 | 0.025 |
| 处理水 | 未检出 | 未检出 | 未检出 | ＞1.7 |
| 去除率 | 99％ | ＞99％ | ＞99％ | - |
双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：用不锈钢焊接制备成的容器和液体流动的连接通道作为装置的外壳(图1)，在容器内安装了涂覆的纳米尺度的高分子催化材料制备成高比表面积层为电子、粒子效应的催化层阳极(图2)和同样方法制备成的阴极，阴极表面不涂覆烧结富金属。电子、粒子效应依靠专用的电源装置提供安全电压下的(0-36V)微电流进行工作。在装置的后部专设了一个供放置器械用的消毒仓。
所述的阳极其特征在于：阳极的基材可以是所有烧结的金属板或是融化后拉成的金属网，或是在无机材料在其表面烧结纳米尺度的催化材料。同样电子激发转移过程中的阴极基材和阳极一样的材料。
所述阳极表面的催化层其特征在于：所涂覆烧结的表层材料为TiO2，在TiO2表层二次涂覆至少是铂、铑、铜-二氧化铈合金或其他的活性催化物质，在高温下烧结其表面形成高密度的催化电场。
极板的基材可以是任何的金属材料。
所述的催化电极特征在于：阳极与阴极之间的距离在5cm---0.5cm。极板之间的距离主要是来控制羟基自由基、氧自由基浓度对细菌、病毒杀灭率而进行有效的调节。羟基浓度根据检测的细菌杀灭率来决定调节电流的大小。
当电流密度大于0.5mv小于5mv时，电流强度3至10安培时羟基自由基础浓度比值在0.3mg/L-3.5mg/l。羟基自由基础浓度比值对细菌、病毒的杀灭率关系见曲线图3。
所述的专用电源特征在于：电源为模块式拼装，带有液晶显示屏。电源内嵌在装置的外壳内，和外壳的壁体有绝缘层和防水处理层。输入电压为220伏，输出电压为12-36伏。
所述的双子反应区特征在于：在安全电压下形成高密度电流使电子受到激发后通过水为媒介引发水中粒子效应，使水体中的氢、氧、氯离子相成络合成过度状的·OH、·O、·Cl、H2O。表层的电流密度在2mv-20mv/cm2。微电流调节范围在0-50A之间。
在通电状态下，阳极表面形成电场激发电子跳跃，带动粒子做效应使水体中的氢氧根离子、氯离子被激活并生成羟基自由基、氧自由基对器械进行杀毒灭菌。
由于本创新发明的双子效应医用消毒剂的制备装置具有良好的强氧化杀毒灭菌能力，对器械、人体无伤害，对细菌的杀灭率达到100％，对病毒的杀灭率达到100％。由于双子效应医用消毒剂的制备装置降低了医院的耗材、提高了消毒能力而适用于各大医院、实验室、科研机构。总之，该装置可广泛用于涉及消毒灭菌医学临床。并且具有以下技术特性：耗电量低，操作简单无耗材，无二次污染，无中间产物，使用寿命长达10年。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本创新发明，但不以任何方式限制本创新发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本创新发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本创新发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本创新发明专利的保护范围当中。
Claims (9)
1.一种双子效应医用消毒剂的制备装置，包括壳体，壳体内设置有羟基发生室，该羟基发生室内分布有阳极和阴极，该阳极和阴极分别与恒流电源相连接，其特征在于：所述阳极具有催化层，该催化层包括涂覆烧结于阳极基材上的TiO2，并在TiO2表层涂覆烧结铂、铑或铜-二氧化铈合金作为活性催化物质。
2.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述阴极包括涂覆烧结于阴极基材上的TiO2。
3.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述阳极与阴极之间的距离在5cm-0.5cm之间，极板之间的距离主要用来控制羟基自由基、氧自由基浓度，从而对细菌、病毒杀灭率进行调节。
4.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：当电流密度大于0.5mv/cm2小于5mv/cm2，电流强度3至10安培时，羟基自由基浓度比值在0.3mg/L-3.5mg/L。
5.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述恒流电源为模块式拼装结构，带有液晶显示屏，所述恒流电源与羟基发生室之间有绝缘层和防水处理层。
6.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述阳极和阴极的基材采用金属材料。
7.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述双子效应是指，在通电状态下，阳极表面形成电场激发电子跳跃，电子受到激发后通过水为媒介引发水中粒子效应，使水体中的氢、氧、氯离子相成络合成过度状的·OH、·O、·Cl、H2O2，由此生成的羟基自由基、氧自由基对器械进行杀毒灭菌。
8.根据权利要求1所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：壳体内还设置有消毒室，该消毒室用于放置器械。
9.根据权利要求8所述的双子效应医用消毒剂的制备装置，其特征在于：所述消毒室与羟基发生室相邻，在消毒室与羟基发生室的间隔墙的上部设置有溢流槽。
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2007
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