過氧化氫消毒在醫(yī)藥潔凈室應用的技術探討

陳谷珺

摘? 要：簡要闡述過氧化氫的消毒原理，將幾種常見的過氧化氫消毒方式從系統(tǒng)原理、運行操作和消毒效果等方面進行對比描述，最后總結得出這幾種過氧化氫消毒方法的特點及運用上的區(qū)別。

關鍵詞：消毒;過氧化氫;汽化;干霧;光能

中圖分類號：R187? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0139-02

Abstract： This paper introduces the principle of hydrogen peroxide disinfection and compares several common disinfection methods of hydrogen peroxide from the aspects of system principle， operation and disinfection effect. In the end， it concludes the characteristics and application differences of these methods.

Keywords： disinfection; hydrogen peroxide; vaporization; dry fog; light energy

引言

如今，我國藥品的生產和研發(fā)已成為了醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，醫(yī)藥工業(yè)潔凈室必須達到規(guī)定的環(huán)境參數標準。潔凈室空氣中的微粒，可通過凈化空調系統(tǒng)中設置的三級過濾器（粗效+中效+高效）有效地濾除，而要殺滅浮游在機械設備、模具、容器和建筑物表面上的微生物（如：浮游菌、沉降菌）數量，則需要采用一些消毒滅菌的方法。本文將簡要闡述過氧化氫的消毒原理并將幾種常見的過氧化氫消毒方式從系統(tǒng)原理、運行操作和消毒效果等方面進行對比描述，總結得出這幾種過氧化氫消毒方法的特點及運用上的區(qū)別。

1 過氧化氫的消毒原理

過氧化氫（H2O2）是一種天然存在的化學物質，它對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲乙型肝炎病毒及真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。其消毒原理是由于過氧化氫中的氧（O-）是以高能態(tài)的形式存在，非常不穩(wěn)定，在常溫下隨時可分解還原成氧（O2）。在過氧化氫還原的過程中，會有氧原子分離出來，此時的氧原子具有極強的氧化和分解能力。它能迅速穿透細菌的細胞膜，與其發(fā)生不可逆的反應，殺死細菌，它還可與病毒包膜發(fā)生氧化反應，迅速殺死病毒。當氧原子碰到有機或無機物時還會發(fā)生氧化作用，去除空氣中的有機污染物及異味，生成無毒的物質，在消毒完成后分解為氧氣和水蒸氣。

2 常用過氧化氫消毒方法

現在市場上有諸多的過氧化氫消毒方式，常見的有汽化、干霧、光能等，這幾種技術手段各有千秋，現就系統(tǒng)原理、運行操作和消毒效果三個方面進行對比描述。

2.1 系統(tǒng)原理

2.1.1 汽化過氧化氫

汽化過氧化氫消毒方法利用在常溫下，氣態(tài)過氧化氫的滅菌能力強于液態(tài)過氧化氫的特點，可達到徹底滅菌效果的一種手段。其系統(tǒng)原理是使用濃度為35%左右的雙氧水（液態(tài)H2O2），經發(fā)生器汽化產生氣態(tài)過氧化氫，通過軟管送至潔凈室進行滅菌消毒。這種消毒方式適用于小空間（200m3以下）的滅菌，如傳遞倉、隔離器及小型實驗室。

該消毒工藝分為兩種，干氣滅菌VHP（Vaporized Hydrogen Peroxide）和微冷凝HPV（Hydrogen Peroxide Vapor）[1]。其中干氣滅菌通過閃蒸技術，將過氧化氫中的水分去除，同時產生濃度均勻的消毒氣體。這種滅菌方式適用于耐高溫且宜受潮的物品消毒，如固體制劑、纖維產品和金屬制品等，該系統(tǒng)初始和運行成本均較高。微冷凝工藝用于遇高溫和潮濕均不發(fā)生變化或損壞的物品消毒，不適用于醫(yī)藥潔凈室的空間消毒，在此不再贅述。

2.1.2 過氧化氫干霧

過氧化氫干霧滅菌系統(tǒng)的工作原理是使用電機帶動葉片高速旋轉，將液態(tài)過氧化氫打碎至直徑小于10微米的液體顆粒，形成氣溶膠狀態(tài)的干霧，向潔凈空間噴撒進行消毒工作。這種消毒方式適用于大空間（200m3以上）的滅菌，例如GMP潔凈車間和醫(yī)院手術室等。該裝置的初始成本低，僅為汽化過氧化氫裝置的1/25左右。

其滅菌原理是利用干霧在空中作無規(guī)則運動且不會沉降、無法聚合在一起產生大液滴和其接觸后會反彈且不破裂的獨有特性進行空間滅菌，當干霧顆粒越小時，在空氣中懸浮時間就越長，其消毒效果越好[2]。使用干霧滅菌具有良好的擴散性和不易腐蝕彩鋼板及設備的優(yōu)點，但干霧系統(tǒng)裝置也有占用空間大和散熱量高的缺點。

2.1.3 光能過氧化氫

光能過氧化氫的消毒原理是通過光子管發(fā)出的高能光輻射，使空氣中的氧氣和水蒸汽吸收光能量，引起分子間的變化，使分子鍵斷裂，從而激發(fā)產生以過氧化氫為主的高級氧化氣體，包括過氧化氫、羥基自由基等[3]，再與光波協同共生對空間進行消毒，當今較為先進的光能技術為納米光子凈化技術。

該消毒系統(tǒng)無需加入消毒劑，僅通過光子管就可產生過氧化氫為主的高級氧化氣體，其散熱量遠低于傳統(tǒng)方式。其運行能耗相對傳統(tǒng)方式僅20%左右，且可連續(xù)運行大于8000小時，因此光能過氧化氫裝置的初始和運行成本均比汽化過氧化氫和過氧化氫干霧低。

2.2 運行操作

任何方式的過氧化氫滅菌在啟動消毒模式前，必須使?jié)崈魠^(qū)域內人流和物流出入口處的門保持關閉狀態(tài)。為保證消毒效果的均勻性，系統(tǒng)內其他潔凈室的門都應保持開啟狀態(tài)。

汽化過氧化氫（VHP）的滅菌周期為2-3小時。該滅菌方式在啟動消毒程序之前必須對滅菌空間除濕，避免出現冷凝的情況，且在消毒的過程中，氣態(tài)過氧化氫會不斷地分解產生水蒸氣和氧氣，需全程調節(jié)濕度避免結露。在消毒完成后，還需通風將剩余消毒氣體排出，直至接觸表面殘留濃度小于1ppm。

過氧化氫干霧系統(tǒng)的滅菌周期約3小時。干霧擴散設備應設置在潔凈區(qū)域內的主要房間內，為避免遮擋噴霧，其噴嘴應距離墻壁和設備1米以上，以便于干霧的擴散，達到最佳消毒效果。

光能過氧化氫方式與上述兩種消毒方式的操作方式不同。該消毒裝置設置在凈化空調機組的送風段內，利用空調系統(tǒng)的循環(huán)風作為過氧化氫、羥自由基的載體，即將消毒氣體由空調系統(tǒng)中風機產生的風壓，通過送風管擴散送至每個房間，如此便能均勻全面地對整個潔凈區(qū)域滅菌，其消毒周期約1-2小時。剩余的過氧化氫在消毒完成后分解為水和氧氣，再通過回風至空調機組進行過濾循環(huán)，所以無需設置消毒排風系統(tǒng)，可節(jié)省初始投資費用?？照{系統(tǒng)啟動消毒模式及恢復工作模式時，必須遵循圖1所示控制步驟。

2.3 消毒效果

瑞典倫德大學對汽化過氧化氫和過氧化氫干霧的消毒效果進行了研究。他們使用1臺過氧化氫發(fā)生器和2臺過氧化氫干霧擴散器，用6-log嗜熱脂肪芽孢桿菌生物指示劑進行實驗，并且每種技術重復三次。在三輪測試中，所有的生物指示劑均被汽化過氧化氫滅活，而干霧過氧化擴散器在第一輪測試中滅活率僅為10%，在隨后兩輪測試中，滅活率為79%。

光能過氧化氫系統(tǒng)不同于前兩種消毒方式，在滅菌過程中，對空調系統(tǒng)內的風管也進行了消毒，同時對高效過濾器也起到溶菌疏導作用。但其過氧化氫僅由光子管激發(fā)產生，因此消毒氣體的濃度及消毒效果取決于光子管的技術及質量。上海市疾病預防中心對某個光能過氧化氫消毒裝置進行空氣消毒模擬現場試驗，在體積為20m3的實驗室（溫度：20℃，相對濕度60%）內使用氣溶膠發(fā)生器，用FA-1型多級撞擊式空氣微生物采樣器采樣，使用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基進行試驗。試驗表明，該消毒裝置開機60分鐘后，對白色葡萄球菌殺滅率為99.97%-99.99%。

3 總結

汽化過氧化氫、過氧化氫干霧及光能過氧化氫消毒方式之間的對比結論見表1。

通過表1可發(fā)現這幾種過氧化氫消毒方法的特點以及在運用上的區(qū)別，在設計時根據實際應用需要，選擇適合的消毒方法，發(fā)揮其最大的功能優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]劉萬忠.淺談過氧化氫消毒技術的發(fā)展趨勢[J].工藝與裝備，2016，29（10）：41-49.

[2]宋大海.制藥廠干霧過氧化氫滅菌最新技術替代傳統(tǒng)熏蒸[J].工藝與裝備，2015，20（7）：44-49.

[3]朱大慶，林忠平.病床表面殺菌消毒的試驗研究[J].質控與安全，2008，29（8）：115-117.