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VHP空间灭菌方法研究

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浏览:- 发布日期:2017-09-20 09:16:33【

1.目前空间灭菌方法简介

灭菌方法有如下几种:有物理方法、化学方法及生物方法,生物方法利用生物因子去除病原体,作用缓慢,而且灭菌不彻底,一般不采用,故灭菌主要应用物理及化学方法。物理灭菌消毒方法有很多种,用在空间灭菌的方法主要有辐射法。引化学法灭菌能力强,故目前在医疗防疫制药工业中应用最广。以下几种灭菌消毒方法对比表:

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2.VHP灭菌消毒方法的研究

2.1概念:

VHP=Vaporized Hydrogen Peroxide--汽化过氧化氢(汽态H2O2)

是一种将过氧化氢液体转化为过氧化氢汽态的方法,因汽态过氧化氢表面积大,能与空间颗粒和悬浮微生物充分接触,达到灭菌消毒的目的。影响VHP灭菌发生效率的因数很多,但主要参数三项:浓重比γ、大颗粒占比β、沉降率α。

2.1.1浓重比γ:

VHP浓度与消耗的过氧化氢液体重量的比值,用γ表示,简称浓重比,是反应过氧化氢转化VHP效率的重要参数,其中环境达到无菌状态的浓重比STγ最为重要。

γ=VHP浓度(PPM)/液态H2O2重量(g)

以灭菌60min的浓重比表示为:γ60

通过浮游菌检测,无菌时浓重比表示为:STγ

2.1.2大颗粒占比 β

大颗粒数与小颗粒数的比值,用β表示,简称大颗粒占比,是综合反应VHP灭菌效率、沉降可能性和VHP残留的重要指标。大颗粒占比越大,表明VHP颗粒沉降就越有可能,灭菌效率就降低,残留也难除去。

β=≥10μm的颗粒数/≥0.5μm的颗粒数

2.1.3沉降率 α

α=沉降水溶液H2O2浓度(mg/L)/消耗H2O2溶液重量(g)

从沉降的H2O2浓度、水溶液的瓶口大小和房间的建筑面积能计算出总沉降的过氧化氢的总量,该沉降的过氧化氢总量与消耗的H2O2溶液的比值能真实反应出沉降部分的占比,也就是反方向间接反应出有效的VHP的比例,该比值越大说明VHP有效部分的越少,反之,该值越小说明VHP有效部分的就越大。为了简化计算,就以达到无菌状态时的沉降水溶液的H2O2浓度与消耗的H2O2溶液重量之比来表示沉降率。

2.2 几种VHP灭菌方法介绍

根据产生过氧化氢汽态的方法分为加热汽化法、常温喷雾法、超声波雾化法等等。几种方法各有各的优点和缺点。

下面根据实验结果,对这几种VHP发生方法做详细阐述。三种灭菌方法对一个可密闭的长4.6m,宽3.9m,高2.5m的房间进行灭菌实验。在房间的墙壁上开一孔,安装灭菌管道。灭菌器的出气管接入至室内。每20min检测一组数据,记录并对数据进行分析。这里几种灭菌方法的检测仪表和检测方法都一样。

2.2.1加热闪蒸法

将过氧化氢液体通过蠕动泵抽取,滴在加热温度长期保持在120~130℃的不锈钢板上,过氧化氢液体瞬间快速蒸发为蒸汽,这些过氧化氢蒸汽被气流送入灭菌环境灭菌。

根据实验数据分析如下:

1)室内温度变化较大,随着VHP蒸汽的注入逐渐升高,最后较开始室温升高了18.8℃。

2)室内湿度随着VHP蒸汽的注入逐渐升高,最后到几乎100%RH。

3)VHP浓度到最高后,随着继续向室内注入VHP蒸汽,其浓度反而下降。

4)悬浮粒子数中的小颗粒数达到最高后,随着继续向室内注入VHP蒸汽,湿度升高,颗粒数反而下降。

5)悬浮粒子数中的大颗粒数,随着向室内注入VHP蒸汽,湿度升高,颗粒数也随之升高。

6)悬浮粒子大颗粒和小颗粒的差值到了最大值之后,随着向室内注入VHP蒸汽,湿度升高到90%RH以上,差值越来越小。

7)沉降的H2O2溶液随着VHP蒸汽的注入其浓度逐渐增加。

得出如下推论:

1)VHP浓度达到最高浓度后,如果继续向室内注入VHP蒸汽,因达到了饱和状态,VHP会有大量沉降,整个灭菌房内处于高湿状态,导致检测VHP汽态的传感器检测到的VHP浓度反而会下降。

2)当向室内注入VHP蒸汽时,湿度会急剧上升,VHP小颗粒会因布朗运动相互碰撞,结合为大颗粒,当颗粒直径达到足够大时会因颗粒重量大于浮力而沉降到地面,所以小颗粒总数会下降。小颗粒数与大颗粒数的差值越来越小,也能解释为小颗粒碰撞结合为大颗粒。

3)随着VHP蒸汽的注入,湿度越来越大,沉降的过氧化氢也越来越多。

2.2.2常温高压喷雾法

运用文丘里原理,压缩空气垂直于毛细管吹动时,在毛细管口形成局部负压,从插在过氧化氢液体瓶里的没毛细管里将过氧化氢吸入至压缩空气管口并粉碎为颗粒,吹入灭菌空间。通过调节压缩空气压力和毛细管的直径可改变形成的颗粒的大小。

高压喷雾实验数据分析如下:

1)室内温度随着VHP雾汽的注入逐渐微跌。

2)室内湿度随着VHP雾汽的注入逐渐升高,最后到几乎100%HR。

3)VHP浓度随着继续向室内注入VHP雾汽而增加。

4)悬浮粒子数中的小颗粒数达到最高后,随着继续向室内注入VHP雾汽,湿度升高,颗粒数反而下降。

5)悬浮粒子数中的大颗粒数,随着向室内注入VHP雾汽,湿度升高,颗粒数也随之升高。

6)悬浮粒子大颗粒和小颗粒的差值到了最大值之后,随着向室内注入VHP雾汽,湿度升高到90%HR以上,差值越来越小。

7)沉降的H2O2溶液随着VHP雾汽的注入其浓度大幅增加。

得出如下推论:

1)VHP浓度在40min后就达到400ppm以上,继续向室内注入VHP雾汽,VHP浓度会继续增加。

2)当向室内注入VHP雾汽时,湿度会急剧上升,VHP小颗粒会因布朗运动相互碰撞,结合为大颗粒,当颗粒直径达到足够大时会因颗粒重量大于浮力而沉降到地面,所以小颗粒总数会下降,大颗粒越来越增加,小颗粒数与大颗粒数的差值越来越小,也能解释为小颗粒碰撞结合为颗粒。

3)随着VHP雾汽的注入,湿度越来越大,沉降的过氧化氢也越来越多。

2.2.3超声波雾化法

运用高频超声波的震动将液体变为颗粒的原理,在过氧化氢管路上安装超声波振动器,能将过氧化氢液体变为VHP颗粒。超声波的振动频率能改变颗粒大小。

根据实验数据分析如下:

1)室内温度随着VHP雾汽的注入逐渐微跌。
2)室内湿度随着VHP雾汽的注入逐渐升高,最后到几乎接近100%RH的饱和状态。

3)VHP浓度随着继续向室内注入VHP雾汽而大幅增加。

4)悬浮粒子数中的小颗粒数随着继续向室内注入VHP雾汽而逐渐增加。

5)悬浮粒子数中的大颗粒数,随着向室内注入VHP雾汽,颗粒数也随之逐渐升高,但大颗粒数增加值不大。

6)悬浮粒子大颗粒和小颗粒的差值随着向室内注入VHP雾汽,差值越来越大。

7)沉降的H2O2溶液随着VHP雾汽的注入其浓度逐渐增加,但增加的幅度不大。

得出如下结论:

1)VHP浓度在40min后就达到400ppm以上,继续向室内注入VHP雾汽,VHP浓度会继续增加,而且增幅较大。

2)当向室内注入VHP雾汽时,湿度会急剧上升,VHP小颗粒会急剧增加,但大颗粒增加很缓慢,小颗粒数与大颗粒数的差值越来越大,可解释为雾化的VHP大部分为小颗粒,大颗粒较少。

3)随着VHP雾汽的注入,湿度越来越大,沉降的过氧化氢也有,但总量和增幅都较小。


3.结论

根据以上实验数据和推论,汇总做如下比较:

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VHP灭菌发生器的超声波雾化法对于雾化的效率最高、灭菌的效率最好、灭菌时间较短、沉降率最低,应作为首选的VHP没灭菌方法。


参考文献:

[1]丁晓明,梁毅。国外汽化过氧化氢(VHP)低温灭菌系统的最新动态观察与探讨[J].机电信息,2010(5):85.

[2]郁朝阳。汽化过氧化氢灭菌技术及其在动物设施消毒中的应用[J].制药装备应用与研究,2012(2):89.

[3]王朋。过氧化氢消毒灭菌技术介绍[J].医药工程设计,2012(11):47.

[4]陈琦。汽化过氧化氢的灭菌技术及其验证分析[J].制药装备,2016(2):30.

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