CN104707154A - 一种干湿法相结合的等离子体消毒灭菌装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种干湿法相结合的等离子体消毒灭菌装置和方法，其特征在于：装置包括等离子体发生模块、灭菌仓、活化水仓与空气调节器。所述装置的工作方式为低温常压下产生等离子体用于消毒灭菌，通过干湿条件下等离子体产生的活性粒子不同，以及细菌在干湿条件下的耐受能力不同，达到比单独用干法或湿法更好的灭菌效果。湿法灭菌是使等离子体活化水仓内的活性粒子雾化喷入灭菌仓内并凝露于灭菌物品表面与内部，实现无死角的湿法灭菌。干法灭菌是用等离子体发生模块产生高浓度的活化粒子，直接作用于灭菌仓中的物品进行消毒灭菌，并通过干燥热气流去除灭菌处理后的表面残留。干湿法灭菌交替进行，实现灭菌条件可选、低温、高效、无残留。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械灭菌技术领域，特别涉及一种干湿法相结合的等离子体消毒灭菌装置对医疗器械灭菌的装置。
背景技术
目前，微创手术因其对病人损伤小，在医疗领域广泛采用。在微创手术中应用的各种内镜与腔镜器械的灭菌效率及灭菌合格率成为医院的主要问题。为了确保医疗器械消毒灭菌合格，降低患者在手术中的感染率，提供一种可靠、高效、低成本的灭菌方式迫在眉睫。微创手术中采用的医疗器械一般不具有耐高温的特性，因此低温灭菌技术成为唯一选择。
如今常用的低温灭菌技术有三种，分别是环氧乙烷低温灭菌法、2％戊二醛浸泡灭菌法以及过氧化氢等离子低温灭菌法。环氧乙炔低温灭菌法是通过与蛋白质、DNA和RNA的烷基反应导致其失活，阻碍微生物新陈代谢，达到灭菌目的。这种传统的灭菌方式成本低、灭菌范围广、手段成熟，但是其灭菌时间长、环氧乙炔会渗透入某些橡胶制品中。由于其有潜在的致癌性以及毒性，因此需要将灭菌物品中残留的环氧乙炔排除才可给患者使用。2％戊二醛浸泡灭菌法是将医疗器械浸泡入戊二醛溶液中达到杀菌目的。戊二醛溶液反复使用会失效，而且对医疗器械觉有腐蚀性。与环氧乙炔相同，戊二醛也具有一定毒性，侵害人体黏膜与皮肤，暴露在空气中会引起流泪、头痛、肺水肿、慢性咳嗽等症状。而且环氧乙炔与戊二醛是易燃易爆物品，使用时具有一定的危险性。过氧化氢等离子低温灭菌法是由过氧化氢胶囊给灭菌仓中提供灭菌剂，再在低气压下产生等离子体达到消毒灭菌作用。其灭菌时间短、无毒无害，但成本昂贵且医疗器械需要绝对干燥。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种干湿法相结合的消毒灭菌装置及方法，可用于医疗手术器械等需要消毒灭菌场合下的消毒灭菌。
为了实现上述功能：所述装置包括等离子体发生模块、灭菌仓、活化水仓与空气调节器；等离子体发生模块用于在活化水仓内产生活化水，并将所述活化水转化为水雾喷入灭菌仓，通过空气调节器使水雾凝露于灭菌仓表面与内部，实现湿法灭菌；等离子体发生模块还用于产生干燥的活性粒子，所述干燥的活性粒子进入灭菌仓内作用于待灭菌物品实现干法灭菌。
本发明所述的灭菌装置具有以下优点：(1)本发明无需添加其他灭菌剂，就可产生高浓度的臭氧以及过氧化氢；(2)本发明在常压下产生等离子体无需真空负压装置，设备简单，操作方便，降低了装置成本；(3)本发明灭菌方式为干湿法相结合的灭菌方式，可以更有效地杀灭病原微生物；(4)本发明可产生多种活性粒子且密度高，灭菌速度快，效率高；(5)本发明不受医疗器械形状大小、材质限制，水雾以及常压下高密度活性粒子灭菌无死角；(6)本发明可以安全地对医疗器械灭菌，而无有害毒性物质残留。
附图说明
图1为本发明的装置示意图；其中包括等离子体发生模块100、灭菌仓200、活化水仓300与空气调节器400；
图2为实施例的结构示意图；其中包括等离子体发生模块100、灭菌仓200、活化水仓300、空气调节器400、风扇201、活性粒子入口202、臭氧浓度探头与过氧化氢浓度探头203、入水口301和水雾发生单元302。
具体实施方式
现结合具体的实施例对本发明做详细的解释；
本发明提供一种干湿法相结合的消毒灭菌装置。该装置包括等离子体发生模块、灭菌仓、活化水仓与空气调节器。等离子体发生模块采用介质阻挡结构可产生臭氧、过氧化氢、硝酸与亚硝酸粒子，可直接对医疗器械灭菌，也可与水作用可产生pH值小于4.8的活化水，通过雾化装置喷出对医疗器械进行灭菌。
下面结合附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明的干湿法相结合的消毒灭菌的装置包括等离子体发生模块100、灭菌仓200、活化水仓300与空气调节器400。
空气调节器400包括温控单元以及无菌空气循环单元，用于调节灭菌仓温度，温度档为0℃～10℃与40℃～120℃。无菌空气循环单元包含风机、水汽过滤器以及空气过滤器，用于排出湿法灭菌后灭菌仓内水汽。
活化水仓300包含多个水槽，水从水阀进入水槽中，通过水槽流动至最底部的出水口，期间水槽上方的等离子体模块产生等离子体将水活化。水雾发生单元将活化水粉碎成直径为微米级别的小液滴后喷入灭菌仓内。
等离子体发生模块100包括高压电源与放电电极。在高压电源的激励下，放电电极放电产生等离子体。放电电极为介质阻挡放电结构，也可为针-筒放电结构、沿面放电结构或其它大气压下等离子体放电结构。
等离子体模块在活化仓内产生的高密度活性粒子会扩散进入水中，例如HNO3、HNO2、H2O2及O3，使得活化水pH值小于4.8呈现酸性，溶液中包含大量的氢离子、硝酸根、亚硝酸根、过氧化氢以及臭氧。随后活化水通过雾化喷头以水雾的形式分散灭菌仓中。控制灭菌仓温度，可使水雾冷凝与灭菌物品表面，确保活化水与灭菌物品充分接触。在湿法灭菌进行到设定时间后，自动启动干法灭菌。干法灭菌时，等离子体装置直接产生一层很薄的等离子体(微米级别)，经过一系列化学反应就可快速在灭菌仓中产生高密度的活性粒子，主要是O3以及H2O2。高密度的臭氧与过氧化氢混合气体是一种高效、安全、环保的灭菌剂，适合杀灭各种病原体以及微生物，经常用于医疗器械的消毒与灭菌中。病原体微生物在干燥与湿润环境中对活性粒子的抵抗能力有差异，某些病原微生物在湿润环境下易杀死而另一些则在干燥环境下易杀死，故而湿法灭菌与干法灭菌结合应用更有效地杀灭病原微生物。干湿法相结合的消毒灭菌装置用于医疗器械消毒灭菌，具有高效迅速、低成本、无残留物、安全环保等优点。
如图2，下面对灭菌过程进行详细说明。
湿法灭菌阶段，等离子体活化水雾化为水雾喷入灭菌仓内，对其中的医疗器械进行灭菌处理。干法灭菌阶段，可由等离子体产生的高密度活性粒子直接进行灭菌处理。
湿法灭菌阶段：空气调节器400中温控单元将灭菌仓200温度提升至40℃～120℃并保持恒温。水由活化水仓300上方的入水口301缓缓进入内部的水槽，水流速度由入水口301的阀门控制。等离子体模块100产生等离子体将水槽中的水活化，使其包含大量H+、H2O2、O3、NO3 -与NO2 -等粒子。活化水通过水雾发生单元302转变为活化水水雾进入灭菌仓200内。灭菌物品浸没于饱和水雾中一段时间后，空气调节器400中温控单元将灭菌仓200温度降低至0℃～10℃，使水雾凝露于灭菌物品表面与内部，使活化水与灭菌物品充分接触。
可选的，所述水雾发生单元302可为超声雾化装置，也可为静电雾化装置与压力雾化装置等其他雾化装置。
更优的，活性粒子入口202下方安装风扇201，可将活化水水雾与活性粒子迅速充满灭菌仓200，提高灭菌效率与合格率。
更优的，在灭菌仓中加装气动压力装置。当干法灭菌时可加压使灭菌仓内活性粒子密度上升。此外在烘干阶段可降低灭菌仓的压力至大气压以下，降低水沸点，使汽化过程加速。
干法灭菌阶段：空气调节器400中温控单元将灭菌仓200温度提升至40℃～120℃并保持恒温，干燥灭菌物品，水汽由空气调节器400中的无菌空气循环单元排出灭菌仓300。等离子体模块100产生活性粒子，主要是O3与H2O2，通过活性粒子入口202进入灭菌仓中，对放置在支架上的灭菌物品进行灭菌。
更优的，在灭菌仓中部加设臭氧浓度探头与过氧化氢浓度探头203，用于检测干法灭菌时臭氧与过氧化氢含量是否达到灭菌标准。
更优的，在空气调节器400内部加设湿度测量探头，用于检测水雾是否排除干净可以开始干法灭菌。
可选的，所述装置可选择湿法或干法灭菌的独自灭菌次数以及灭菌时间。也可在设置独自灭菌次数与时间的基础上设置湿法-干法灭菌循环次数。也可单独使用其中一种灭菌方式。
优选的，活化水仓包含多个水槽与水雾发生单元，水从水阀进入水槽中，通过水槽流动至最底部的出水口，期间水槽上方的等离子体模块产生等离子体将水活化。水雾发生单元将活化水粉碎成直径为微米级别的小液滴后喷入灭菌仓内。
可选的，等离子体发生模块可以包括高压电源与放电电极。高压电源可调节放电电压、频率及放电时间，可在高压电源上加装脉冲调制器调节电源波形。所述放电电极为介质阻挡结构，也可为针-筒结构、沿面放电结构或其他大气压下等离子体放电结构。
在另一个实施例中，本发明还公开了一种干湿法相结合的消毒灭菌的方法，具体为等离子体发生模块采用沿面放电产生大量H2O2、O3、HNO3、HNO2活性物质。这些活性物质可直接作用于医疗器械灭菌。也可作用于水，制得等离子体活化水通过水雾发生单元生成活化水雾，进入灭菌仓再凝露于医疗器械表面进行灭菌。
干湿法相结合的消毒灭菌步骤为：(1)湿法灭菌阶段：在活化水仓产生的等离子体活化水，包含大量H+、O3、H2O2、NO3 -及NO2 -，通过水雾发生单元进入40℃～120℃的灭菌仓，将灭菌物质以水雾的形式分散到灭菌仓内。随后灭菌仓降温至0℃～10℃，使灭菌仓内饱和水汽凝露于灭菌物品表面与内部，使活化水与灭菌物品充分接触。(2)干法灭菌阶段：湿法灭菌结束后将灭菌仓温度回升至40℃～120℃，空气调节器将灭菌仓烘干；等离子体装置产生O3及H2O2等活性粒子充满灭菌仓，对医疗器械灭菌。
可选的，所述空气调节器温度可根据需要设定为0℃～10℃与40℃～120℃两档内任意温度。
可选的，所述装置可选择湿法或干法灭菌的独自灭菌次数以及灭菌时间。也可在设置独自灭菌次数与时间的基础上设置湿法-干法灭菌循环次数。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种干湿法相结合的等离子体消毒灭菌装置，其特征在于：所述装置包括等离子体发生模块、灭菌仓、活化水仓与空气调节器；等离子体发生模块用于在活化水仓内产生活化水，并将所述活化水转化为水雾喷入灭菌仓，通过空气调节器使水雾凝露于灭菌仓表面与内部，实现湿法灭菌；等离子体发生模块还用于产生干燥的活性粒子，所述干燥的活性粒子进入灭菌仓内作用于待灭菌物品实现干法灭菌。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：优选的，所述活化水中包含H+、NO3 -、NO2 -、H2O2、O3液相活性粒子；所述干法灭菌产生包括O3、H2O2气相活性粒子。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置的灭菌方式为先进行湿法灭菌随后进行干法灭菌，并且同时可以设置这两种灭菌方式的灭菌时间与湿法-干法的总循环次数。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述等离子体发生模块包括高压电源与放电电极；在高压电源的激励下，放电电极产生电晕放电或介质阻挡放电；所述放电电极的放电结构可为针-筒放电结构、沿面放电结构或其它大气压下等离子体放电结构；所述等离子体模块通过电压、频率、电压波形、放电功率来调节所述装置的灭菌强度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述活化水仓包含入水口、多个水槽与水雾发生单元，所述入水口处设置有阀门；水通过水槽的速度由入水口处的阀门控制；水通过入水口进入水槽并通过水槽流动至活化水仓底部的出水口，期间水槽上方的等离子体模块产生等离子体将水活化产生活化水；水雾发生单元将活化水粉碎成直径为微米级别的小液滴后喷入灭菌仓内。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述空气调节器包括温控单元以及无菌空气循环单元，用于调节灭菌仓的温度；所述空气调节器还包括湿度测量探头，用于检测水雾是否排除干净以便为干法灭菌作准备。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述灭菌仓中部包括臭氧浓度探头与过氧化氢浓度探头，用于检测干法灭菌时O3及H2O2含量是否达到灭菌标准；所述灭菌仓设置有活性粒子入口，所述活性粒子入口下方安装风扇，用于将活化水水雾与活性粒子充满灭菌仓。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述水雾发生单元可为超声雾化方式，也可为静电雾化方式与压力雾化方式。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述温控单元包括低温档和高温档；所述低温档用于促进湿法灭菌的凝露过程，高温档用于辅助干法灭菌及去除灭菌后的表面残留物质；所述低温档的温度为0℃～10℃，高温档的温度为40℃～120℃。
10.一种干湿法相结合的等离子体消毒灭菌方法，其特征在于：所述方法分为湿法灭菌阶段和干法灭菌阶段；
湿法灭菌阶段包括以下步骤：
1)、产生活化水：等离子体模块产生等离子体将水槽中的水活化，所述活化水中包含H+、H2O2、O3、NO3 -与NO2 -液相粒子；
2)、产生水雾：活化水通过水雾发生单元转变为活化水水雾，不断进入灭菌仓内，灭菌仓温度可为室温或设定为高温档，所述高温档温度为40℃～120℃；
3)、实现湿法灭菌：启动空气调节器中温控单元将灭菌仓温度降低至0℃～10℃，使活化水水雾凝露于灭菌物品表面与内部，使活化水与灭菌物品充分接触，实现湿法灭菌；
干法灭菌阶段包括以下步骤：
1)、启动灭菌：在湿法灭菌进行到设定时间后，自动启动干法灭菌；
2)、干燥灭菌仓：空气调节器中温控单元将灭菌仓温度提升至40℃～120℃并保持恒温，干燥灭菌物品，水汽由空气调节器中的无菌空气循环单元排出灭菌仓；
3)、实现干法灭菌等离子体模块产生活性粒子O3与H2O2，通过空气入口进入灭菌仓中，对放置在支架上的灭菌物品进行灭菌。
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