過氧化氫低溫等離子滅菌器工作原理與故障處理

徐 杰，趙志勇，雍 帥，王 旭，梁科俊

過氧化氫低溫等離子滅菌器工作原理與故障處理

徐 杰，趙志勇，雍 帥，王 旭，梁科俊

0 引言

等離子是物質(zhì)的第四態(tài)，由正負(fù)帶電粒子、中性離子所形成的物質(zhì)，具有能量密度高、化學(xué)活性成分豐富等特點(diǎn)。利用過氧化氫（H2O2）等離子體進(jìn)行滅菌，具有低溫、干燥、快速、無毒等優(yōu)越性[1]，很多醫(yī)院手術(shù)室都配備了等離子滅菌器。現(xiàn)就我院配置的一臺白象PS-120 H2O2低溫等離子滅菌器的工作原理和滅菌過程作一介紹，并根據(jù)維修實(shí)例探討該類儀器的維修、維護(hù)要點(diǎn)，以供同行參考。

1 H2O2等離子滅菌原理

1.1等離子體的形成

常見的物質(zhì)狀態(tài)有三態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的第四態(tài)，即等離子態(tài)[2]。其產(chǎn)生條件比較特殊，需要在接近真空且以極低的氣壓環(huán)境中，加上特定電磁場的作用，使某些特殊的中性氣體分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成等量正負(fù)電子共存的物質(zhì)狀態(tài)，當(dāng)電離率與復(fù)合率達(dá)到動態(tài)平衡，這種穩(wěn)定的物質(zhì)狀態(tài)就是等離子態(tài)。

1.2 H2O2等離子體滅菌原理

H2O2作為消毒液，廣泛用于醫(yī)院消毒。實(shí)驗(yàn)表明，利用過氧化氫等離子體進(jìn)行滅菌，只要在常溫（50～55℃）條件下，在真空低壓環(huán)境中施加特定電磁場即可滅菌，而且效果很好，因此等離子滅菌器基本上都是利用過氧化氫產(chǎn)生等離子進(jìn)行滅菌。等離子滅菌是綜合因素所致，主要包括溫度、紫外線、高能粒子和活性自由基等[3]。

（1）帶電粒子高速運(yùn)動產(chǎn)生的擊穿作用。在等離子狀態(tài)下，存在大量的帶電子粒子，由于滅菌器內(nèi)電磁場的作用，使帶電粒子產(chǎn)生高速運(yùn)動，從而使滅菌容器內(nèi)部細(xì)菌菌體與病毒被擊得千瘡百孔，實(shí)現(xiàn)滅菌目的。

（2）紫外線殺菌作用。在H2O2被激發(fā)成等離子狀態(tài)過程中，因?yàn)槠涮厥獾奈锢磉^程，從而產(chǎn)生大量的高能紫外線，微生物和病毒吸收紫外線后，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變失去活力，在極短的時(shí)間內(nèi)殺死微生物，達(dá)到滅菌目的[4]。

（3）化學(xué)作用。H2O2等離子體中大量的活性陽離子、高能自由基團(tuán)成分，極易與細(xì)菌、霉菌、芽孢、病毒中的蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而變性，導(dǎo)致微生物死亡，這也是H2O2等離子滅菌最主要的滅菌方式[5]。

1.3 白象PS-120 H2O2滅菌器滅菌過程

開機(jī)進(jìn)入程序選擇界面，選擇滅菌方式，包括標(biāo)準(zhǔn)滅菌和增強(qiáng)滅菌，如果溫度低于50℃，則需要預(yù)熱。滅菌條件達(dá)到后，點(diǎn)擊所需的滅菌方式啟動，系統(tǒng)自動開始滅菌。滅菌過程如下：

（1）真空階段。把腔體內(nèi)氣壓抽至設(shè)定壓力，為H2O2液體變成等離子態(tài)提供條件。

（2）注液階段。通過注液系統(tǒng)把滅菌劑注入腔體內(nèi)部，滅菌劑瞬間氣化均勻擴(kuò)散到腔體各部。

（3）滅菌階段。氣化的H2O2在真空環(huán)境和電磁場環(huán)境中形成等離子體，并達(dá)到動態(tài)平衡，此時(shí)對腔體內(nèi)的器械進(jìn)行滅菌。

（4）充氣階段。待一次滅菌過程完成后停止電磁場工作，等離子體轉(zhuǎn)化成發(fā)、水和氧分子。打開通氣閥，空氣進(jìn)入滅菌艙，即完成一次滅菌動作，然后又開始抽真空、注液、滅菌、充氣動作。標(biāo)準(zhǔn)滅菌程序循環(huán)2次，增強(qiáng)滅菌程序循環(huán)3次，滅菌時(shí)打印機(jī)同時(shí)工作，滅菌結(jié)束后，系統(tǒng)會將結(jié)果打印出來，以供醫(yī)護(hù)人員參考。

2 等離子滅菌器的故障處理

前面利用大量的篇幅介紹等離子滅菌器原理和滅菌過程，目的是為了更好地了解該儀器的工作流程，為我們維修判斷做好充分的理論基礎(chǔ)。下面將幾個(gè)典型的維修實(shí)例做如下分析。

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)，選擇好滅菌程序后啟動系統(tǒng)，在抽真空階段，開始比較快，到1 000 Pa左右時(shí)，下降速度極慢，有時(shí)第1次可以達(dá)到預(yù)定值，有時(shí)則不能達(dá)到。在進(jìn)行第2次或者第3次循環(huán)時(shí)，則報(bào)滅菌異常，故障代碼為“ER51”，退出程序。

2.1.2 故障分析

根據(jù)現(xiàn)象，可以判斷故障可能為真空系統(tǒng)故障，而且廠家提供的故障代碼信息指向真空系統(tǒng)故障，因此重點(diǎn)檢查真空系統(tǒng)。

2.1.3 故障處理

抽真空達(dá)到一定值后，下降速度很慢，因此懷疑真空泵、通氣閥、傳感器出現(xiàn)故障。首先檢查真空泵，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動作也比較正常，而且真空泵剛換過一次油，出現(xiàn)問題的可能性較小。其次檢查通氣閥，進(jìn)入編輯頁面，打開調(diào)試功能，測試通氣閥，動作正常，然后將各個(gè)連接位置的螺釘擰緊，以防漏氣。完成上述2個(gè)步驟后空鍋試了一次，故障依舊，排除真空泵、通氣閥、漏氣的可能性。最后懷疑傳感器出現(xiàn)異常。通過與廠家工程師聯(lián)系后得知，該傳感器使用時(shí)間過長后可能會出現(xiàn)偏移，需要對傳感器進(jìn)行校正。具體校正方法為：（1）任選一個(gè)程序進(jìn)入編輯模式，輸入管理密碼，進(jìn)入公共參數(shù)，把預(yù)真空壓力和H2O2真空壓力設(shè)置成30 Pa；（2）返回滅菌模式任選一程序并啟動，抽真空約6 min后暫停；（3）打開機(jī)蓋，找到壓力傳感器頂部一個(gè)細(xì)小的孔，用細(xì)針頭按下里面的復(fù)位開關(guān)不松手超過3 s；（4）在屏幕上點(diǎn)擊“取消”，退出滅菌模式，進(jìn)入編輯模式，修改回原來的系統(tǒng)參數(shù)，即完成壓力傳感器校正。校正后該故障消失，至今該設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)非常好，未再出現(xiàn)該故障。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)，選擇好滅菌類型后啟動，無任何聲音，真空泵不動作。

2.2.2 故障分析

引起該現(xiàn)象的原因比較復(fù)雜，主要有：（1）控制問題；（2）電源問題；（3）真空泵故障。

2.2.3 故障處理

如果點(diǎn)擊啟動后，能聽見交流接觸器的吸合聲音，那說明故障出現(xiàn)在交流接觸器到真空泵這一段。很顯然，該處沒有聽見任何聲音，說明接觸器沒有得電。拆機(jī)，檢查缺相保護(hù)器，沒有動作；檢查驅(qū)動電路，發(fā)現(xiàn)一可控硅已經(jīng)裂開。更換相同型號的可控硅后連上線路，開機(jī)試運(yùn)行，故障排除。該驅(qū)動板一直使用至今，未再出現(xiàn)過故障。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)運(yùn)行一小段時(shí)間后突然停止并伴隨一股濃烈的糊味和油味?？諝忾_關(guān)動作，打開腔體的門，腔體內(nèi)部到處布滿油污，檢查真空泵，真空泵發(fā)燙且有糊味。

2.3.2 故障分析

真空泵非常燙且散發(fā)糊味，說明泵短路燒毀的可能性非常大。腔體內(nèi)的泵油說明真空泵因反轉(zhuǎn)導(dǎo)致泵油逆流而進(jìn)入腔體。此外，空氣過濾器和油霧分離器也全是油，檢查真空泵油位液面，泵內(nèi)油只剩小半，印證了泵反轉(zhuǎn)引起的故障。通過營房辦了解，醫(yī)院停電后利用本院發(fā)電機(jī)供電，輸出的三相電相序改變，導(dǎo)致電動機(jī)反轉(zhuǎn)，從而引發(fā)這一嚴(yán)重后果。

2.3.3 故障處理

取下電動機(jī)，測量各個(gè)繞組，阻值無限大，說明繞組已經(jīng)燒斷，電動機(jī)損壞。開機(jī)，測量其他模塊功能，正常。因此只處理泵直腔體這一段的油污，處理方法是利用紗紡反復(fù)擦凈腔體和管路。由于空氣濾芯和油霧分離器已嚴(yán)重污染，只能和真空泵一起更換，更換后儀器功能恢復(fù)。值得強(qiáng)調(diào)的是，如果因?yàn)橄嘈蚋淖兌鴮?dǎo)致電動機(jī)反轉(zhuǎn)，可以在電源輸入端安裝一個(gè)相序保護(hù)器，便可避免該故障。

3 等離子滅菌器的維護(hù)保養(yǎng)

在等離子滅菌器的維修保養(yǎng)過程中，做好日常保養(yǎng)，可以減少儀器故障率。檢查項(xiàng)目包括：（1）主電源線是否牢固；（2）地線是否接好；（3）滅菌劑是否用完；（4）液位開關(guān)是否正常；（5）壓力是否正常；（6）檢查真空泵工作是否正常；（7）泵油是否渾濁或低于標(biāo)準(zhǔn)液位線；（8）空氣濾芯是否堵塞等。

最好制作一個(gè)檢查表標(biāo)上所有查看項(xiàng)目，每次巡檢時(shí)依次檢查，可以節(jié)省檢查時(shí)間和避免漏檢。

4 小結(jié)

在接觸一個(gè)新的設(shè)備時(shí)，如果沒有在驗(yàn)收設(shè)備時(shí)了解到該儀器設(shè)備的知識，我們可以通過各種途徑學(xué)習(xí)該設(shè)備的工作原理、基本結(jié)構(gòu)以及維護(hù)和保養(yǎng)的方法，在每一次拆機(jī)過程中再認(rèn)真觀察其結(jié)構(gòu)，大體了解該儀器的主要功能模塊和運(yùn)行動作，為接下來的維修夯實(shí)理論基礎(chǔ)。其次，遇到故障需要維修，我們利用已有的知識進(jìn)行邏輯判斷，對于一些技術(shù)和密鑰上的問題，可以請教廠家工程師遠(yuǎn)程指導(dǎo)，這樣我們便能在最短的時(shí)間內(nèi)，做出最科學(xué)的維修策略，提高維修效率，降低因停機(jī)造成的損失。

[1]陳大農(nóng).低溫等離子消毒機(jī)理及應(yīng)用技術(shù)[J].中國醫(yī)療器械雜志，2000，24（5）：287-294.

[2]國家自然科學(xué)基金委員會.自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告之十四：等離子體物理學(xué)[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào)，1994（5）：16-19.

[3]練向群.低溫等離子滅菌器的原理與安全使用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（12）：142-143.

[4]童繁富.等離子過氧化氫滅菌技術(shù)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，2010.

[5]顧健.過氧化氫低溫等離子體滅菌新技術(shù)[J].中國消毒學(xué)雜志，2010，27（6）：736-738.

（收稿：2014-11-10 修回：2015-04-20）

R318.6；TH771.4

B

1003-8868（2015）09-0149-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.149

614000四川樂山，武警四川省總隊(duì)醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（徐 杰，雍 帥，王 旭，梁科?。?，醫(yī)務(wù)處（趙志勇）