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    VHP空間滅菌技術(shù)

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    點(diǎn)擊次數:402 更新時(shí)間:2022年08月19日05:03:45 打印此頁(yè) 關(guān)閉
         VHP(Vaporized Hydrogen Peroxide)即氣化過(guò)氧化氫,近些年來(lái)關(guān)于氣態(tài)過(guò)氧化氫的滅菌效果不斷有研究報導, 其主要原理是生成游離的氫氧基,用于進(jìn)攻細胞成分,包括脂類(lèi),蛋白質(zhì)和 DNA,并已被廣泛用于生物制藥行業(yè)的滅菌[1-2]。
    VHP滅菌與傳統滅菌方式技術(shù)的比較已經(jīng)有研究[3-4],從各種比較可知,VHP滅菌方式無(wú)論從滅菌的效果、滅菌后的殘留物、滅菌時(shí)間、適用場(chǎng)合以及在實(shí)際滅菌過(guò)程中對作業(yè)人員的傷害性,相對傳統的滅菌方式都有其顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢。

    VHP空間滅菌方法研究

    1. 目前空間滅菌方法簡(jiǎn)介

    滅菌方法有如下幾種:有物理方法、化學(xué)方法及生物方法,生物方法利用生物因子去除病原體,作用緩慢,而且滅菌不徹底,一般不采用,故滅菌主要應用物理及化學(xué)方法。物理滅菌消毒方法有很多種,用在空間滅菌的方法主要有輻射法。引化學(xué)法滅菌能力強,故目前在醫療防疫制藥工業(yè)中應用最廣。以下幾種滅菌消毒方法對比表:

    微信圖片_20220819052249.jpg


    2. VHP滅菌消毒方法的研究

    2.1概念:

    VHP=Vaporized Hydrogen Peroxide--汽化過(guò)氧化氫(汽態(tài)H2O2)

    是一種將過(guò)氧化氫液體轉化為過(guò)氧化氫汽態(tài)的方法,因汽態(tài)過(guò)氧化氫表面積大,能與空間顆粒和懸浮微生物充分接觸,達到滅菌消毒的目的。影響VHP滅菌發(fā)生效率的因數很多,但主要參數三項:濃重比γ、大顆粒占比β、沉降率α。

    2.1.1濃重比γ:

    VHP濃度與消耗的過(guò)氧化氫液體重量的比值,用γ表示,簡(jiǎn)稱(chēng)濃重比,是反應過(guò)氧化氫轉化VHP效率的重要參數,其中環(huán)境達到無(wú)菌狀態(tài)的濃重比STγ最為重要。

    γ=VHP濃度(PPM)/液態(tài)H2O2重量(g)

    以滅菌60min的濃重比表示為:γ60

    通過(guò)浮游菌檢測,無(wú)菌時(shí)濃重比表示為:STγ

    2.1.2大顆粒占比 β

    大顆粒數與小顆粒數的比值,用β表示,簡(jiǎn)稱(chēng)大顆粒占比,是綜合反應VHP滅菌效率、沉降可能性和VHP殘留的重要指標。大顆粒占比越大,表明VHP顆粒沉降就越有可能,滅菌效率就降低,殘留也難除去。

    β=≥10μm的顆粒數/≥0.5μm的顆粒數

    2.1.3沉降率 α

    α=沉降水溶液H2O2濃度(mg/L)/消耗H2O2溶液重量(g)

    從沉降的H2O2濃度、水溶液的瓶口大小和房間的建筑面積能計算出總沉降的過(guò)氧化氫的總量,該沉降的過(guò)氧化氫總量與消耗的H2O2溶液的比值能真實(shí)反應出沉降部分的占比,也就是反方向間接反應出有效的VHP的比例,該比值越大說(shuō)明VHP有效部分的越少,反之,該值越小說(shuō)明VHP有效部分的就越大。為了簡(jiǎn)化計算,就以達到無(wú)菌狀態(tài)時(shí)的沉降水溶液的H2O2濃度與消耗的H2O2溶液重量之比來(lái)表示沉降率。

    2.2 幾種VHP滅菌方法介紹

    根據產(chǎn)生過(guò)氧化氫汽態(tài)的方法分為加熱汽化法、常溫噴霧法、超聲波霧化法等等。幾種方法各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

    下面根據實(shí)驗結果,對這幾種VHP發(fā)生方法做詳細闡述。三種滅菌方法對一個(gè)可密閉的長(cháng)4.6m,寬3.9m,高2.5m的房間進(jìn)行滅菌實(shí)驗。在房間的墻壁上開(kāi)一孔,安裝滅菌管道。滅菌器的出氣管接入至室內。每20min檢測一組數據,記錄并對數據進(jìn)行分析。這里幾種滅菌方法的檢測儀表和檢測方法都一樣。

    2.2.1加熱閃蒸法

    將過(guò)氧化氫液體通過(guò)蠕動(dòng)泵抽取,滴在加熱溫度長(cháng)期保持在120~130℃的不銹鋼板上,過(guò)氧化氫液體瞬間快速蒸發(fā)為蒸汽,這些過(guò)氧化氫蒸汽被氣流送入滅菌環(huán)境滅菌。

    根據實(shí)驗數據分析如下:

    1)室內溫度變化較大,隨著(zhù)VHP蒸汽的注入逐漸升高,最后較開(kāi)始室溫升高了18.8℃。

    2)室內濕度隨著(zhù)VHP蒸汽的注入逐漸升高,最后到幾乎100%RH。

    3)VHP濃度到最高后,隨著(zhù)繼續向室內注入VHP蒸汽,其濃度反而下降。

    4)懸浮粒子數中的小顆粒數達到最高后,隨著(zhù)繼續向室內注入VHP蒸汽,濕度升高,顆粒數反而下降。

    5)懸浮粒子數中的大顆粒數,隨著(zhù)向室內注入VHP蒸汽,濕度升高,顆粒數也隨之升高。

    6)懸浮粒子大顆粒和小顆粒的差值到了最大值之后,隨著(zhù)向室內注入VHP蒸汽,濕度升高到90%RH以上,差值越來(lái)越小。

    7)沉降的H2O2溶液隨著(zhù)VHP蒸汽的注入其濃度逐漸增加。

    得出如下推論:

    1)VHP濃度達到最高濃度后,如果繼續向室內注入VHP蒸汽,因達到了飽和狀態(tài),VHP會(huì )有大量沉降,整個(gè)滅菌房?jì)忍幱诟邼駹顟B(tài),導致檢測VHP汽態(tài)的傳感器檢測到的VHP濃度反而會(huì )下降。

    2)當向室內注入VHP蒸汽時(shí),濕度會(huì )急劇上升,VHP小顆粒會(huì )因布朗運動(dòng)相互碰撞,結合為大顆粒,當顆粒直徑達到足夠大時(shí)會(huì )因顆粒重量大于浮力而沉降到地面,所以小顆??倲禃?huì )下降。小顆粒數與大顆粒數的差值越來(lái)越小,也能解釋為小顆粒碰撞結合為大顆粒。

    3)隨著(zhù)VHP蒸汽的注入,濕度越來(lái)越大,沉降的過(guò)氧化氫也越來(lái)越多。

    2.2.2常溫高壓噴霧法

    運用文丘里原理,壓縮空氣垂直于毛細管吹動(dòng)時(shí),在毛細管口形成局部負壓,從插在過(guò)氧化氫液體瓶里的沒(méi)毛細管里將過(guò)氧化氫吸入至壓縮空氣管口并粉碎為顆粒,吹入滅菌空間。通過(guò)調節壓縮空氣壓力和毛細管的直徑可改變形成的顆粒的大小。

    高壓噴霧實(shí)驗數據分析如下:

    1)室內溫度隨著(zhù)VHP霧汽的注入逐漸微跌。

    2)室內濕度隨著(zhù)VHP霧汽的注入逐漸升高,最后到幾乎100%HR。

    3)VHP濃度隨著(zhù)繼續向室內注入VHP霧汽而增加。

    4)懸浮粒子數中的小顆粒數達到最高后,隨著(zhù)繼續向室內注入VHP霧汽,濕度升高,顆粒數反而下降。

    5)懸浮粒子數中的大顆粒數,隨著(zhù)向室內注入VHP霧汽,濕度升高,顆粒數也隨之升高。

    6)懸浮粒子大顆粒和小顆粒的差值到了最大值之后,隨著(zhù)向室內注入VHP霧汽,濕度升高到90%HR以上,差值越來(lái)越小。

    7)沉降的H2O2溶液隨著(zhù)VHP霧汽的注入其濃度大幅增加。

    得出如下推論:

    1)VHP濃度在40min后就達到400ppm以上,繼續向室內注入VHP霧汽,VHP濃度會(huì )繼續增加。

    2)當向室內注入VHP霧汽時(shí),濕度會(huì )急劇上升,VHP小顆粒會(huì )因布朗運動(dòng)相互碰撞,結合為大顆粒,當顆粒直徑達到足夠大時(shí)會(huì )因顆粒重量大于浮力而沉降到地面,所以小顆??倲禃?huì )下降,大顆粒越來(lái)越增加,小顆粒數與大顆粒數的差值越來(lái)越小,也能解釋為小顆粒碰撞結合為顆粒。

    3)隨著(zhù)VHP霧汽的注入,濕度越來(lái)越大,沉降的過(guò)氧化氫也越來(lái)越多。

    2.2.3超聲波霧化法

    運用高頻超聲波的震動(dòng)將液體變?yōu)轭w粒的原理,在過(guò)氧化氫管路上安裝超聲波振動(dòng)器,能將過(guò)氧化氫液體變?yōu)閂HP顆粒。超聲波的振動(dòng)頻率能改變顆粒大小。

    根據實(shí)驗數據分析如下:

    1)室內溫度隨著(zhù)VHP霧汽的注入逐漸微跌。
    2)室內濕度隨著(zhù)VHP霧汽的注入逐漸升高,最后到幾乎接近100%RH的飽和狀態(tài)。

    3)VHP濃度隨著(zhù)繼續向室內注入VHP霧汽而大幅增加。

    4)懸浮粒子數中的小顆粒數隨著(zhù)繼續向室內注入VHP霧汽而逐漸增加。

    5)懸浮粒子數中的大顆粒數,隨著(zhù)向室內注入VHP霧汽,顆粒數也隨之逐漸升高,但大顆粒數增加值不大。

    6)懸浮粒子大顆粒和小顆粒的差值隨著(zhù)向室內注入VHP霧汽,差值越來(lái)越大。

    7)沉降的H2O2溶液隨著(zhù)VHP霧汽的注入其濃度逐漸增加,但增加的幅度不大。

    得出如下結論:

    1)VHP濃度在40min后就達到400ppm以上,繼續向室內注入VHP霧汽,VHP濃度會(huì )繼續增加,而且增幅較大。

    2)當向室內注入VHP霧汽時(shí),濕度會(huì )急劇上升,VHP小顆粒會(huì )急劇增加,但大顆粒增加很緩慢,小顆粒數與大顆粒數的差值越來(lái)越大,可解釋為霧化的VHP大部分為小顆粒,大顆粒較少。

    3)隨著(zhù)VHP霧汽的注入,濕度越來(lái)越大,沉降的過(guò)氧化氫也有,但總量和增幅都較小。


    3. 結論

    根據以上實(shí)驗數據和推論,匯總做如下比較:

    微信圖片_20220819052306.jpg

    VHP滅菌發(fā)生器的超聲波霧化法對于霧化的效率最高、滅菌的效率最好、滅菌時(shí)間較短、沉降率最低,應作為首選的VHP沒(méi)滅菌方法。

    參考文獻:

    [1]丁曉明,梁毅。國外汽化過(guò)氧化氫(VHP)低溫滅菌系統的最新動(dòng)態(tài)觀(guān)察與探討[J].機電信息,2010(5):85.

    [2]郁朝陽(yáng)。汽化過(guò)氧化氫滅菌技術(shù)及其在動(dòng)物設施消毒中的應用[J].制藥裝備應用與研究,2012(2):89.

    [3]王朋。過(guò)氧化氫消毒滅菌技術(shù)介紹[J].醫藥工程設計,2012(11):47.

    [4]陳琦。汽化過(guò)氧化氫的滅菌技術(shù)及其驗證分析[J].制藥裝備,2016(2):30.


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