低温等离子体灭菌器的原理和过程

低温等离子体灭菌设备概述 发布时间：2011-4-6 21:03:14

一、概述及灭菌原理

消毒：消毒（disinfection）从医院除污染的意义上是指用化学的或物理的方法杀灭或消除传播媒介上的病原微生物，使之达到无传播感染水平的处理即不再有传播感染的危险。杀灭或清除医院内环境中和传播媒介上的病原微生物称之为“医院消毒”。

灭菌：灭菌是指杀灭或去除外环境中一切微生物的过程。包括致病性微生物和不致病的微生物，如细菌（含芽胞）、病毒、真菌（含孢子）等，一般认为不包括原虫和寄生虫卵，以及藻类。 灭菌是个绝对的概念，意为完全杀灭所处理微生物，经过灭菌处理的物品可以直接进入人体无菌组织内而不会引起感染，因此，灭菌是最彻底的消毒。然而事实上要达到这样的程度是困难的，因此国际上通用方法规定，灭菌过程必须使物品污染的微生物的存活概率减少到10-6 (灭菌保证水平)，换句话说，要将目标微生物杀灭率达到99.9999%。

1、概述

等离子体（Plasma）是物质的第四态，它是正、负带电粒子、中性原子、他子所形成的一团物质。就像云一样的存在状态，具有能量密度高、化学活性成分丰富的特点。利用待离子体这样的

特点进行灭菌，效果非常明显。而且速度快。等离子体灭菌的关键技术是：灭菌腔体中等离子体必须均匀，不存在死角。有一定的能量要求。

2、等离子体的形成：

等离子体属于物理概念，是自然界中存在的一种物质状态(即固体、液体和气体之外的第四态)。低温等离子体的产生通常是在几帕到几百帕的真空环境下，利用特定电磁电场作用，使某些中性气体的分子产生连续不断的电离，形成带负电荷和等量带正电荷的离子相互共存的物质状态，当电离率与复合率达到平衡时，这种稳定存在的物质形态就称之为等离子体。

同一种物质的不同状态，表示这种物质中粒子所具有不同的能量，例如固体冰获得能量融化成水，水获得能量汽化成水蒸汽，水蒸汽在特定的物理条件下又可形成等离子体，由此可知等离子体是一种能量更高的物质聚集态。组成等离子体的不仅有分子和原子，还有许多带电粒子，其粒子的能量约从几eV（电子福特）到几千eV不等，因而，其具有特殊的理化性能，在与物质的相互作用中会产生许多特殊的物理和化学效应。例如：过氧化氢（双氧水）是普通的临床消毒液，但需要将器械完全浸泡2小时以上，才能达到高级消毒水平；而等离子体灭菌器将极少量双氧水（2～5ml/次）激发成过氧化氢等离子体，可在几十秒钟的时间内、35～45℃条件下将106cpu/片的枯草杆菌芽孢全部杀灭，达到灭菌水平；而用环氧乙烷杀灭同样的芽孢菌片，需要2小时以上。由此

可以看出等离子体灭菌的效率所在。 3、等离子体灭菌器的作用原理：

H2O2等离子体能够在常温条件下实现快速、干燥灭菌的目的，是多种灭菌条件综合作用的结果：

（1） 活性基因的作用：等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极易与细菌、霉菌、芽孢和病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性，从而使各类微生物死亡。 （2） 高速粒子击穿作用：在灭菌实验后通过电镜观察，经等离子体作用后的细菌菌体与病毒颗粒图像，均呈现千疮百孔状，这是由具有高动能的电子和离子产生的蚀刻和击穿效应所致。

（3） 紫外线的作用：在激发H2O2形成等离子体的过程中，伴随有部分紫外线产生，这种高能紫外光子（3.3～3.6eV）被微生物或病毒中蛋白质所吸收，致使其分子变性失活。

（4）过氧化氢分子形成等离子体，反应式为： ·H2O2→HO·＋HO·（ HO·为氢氧自由基） ·HO·＋H2O2→H2O＋HO2·（HO2·为过羟自由基） ·H2O2 →H2O2*（ H2O2*为激发态的过氧化氢分子）

·H2O2*→H2O2＋可见光／紫外线

·HO·＋HO·→H2O＋O·（O·为活化氧原子） ·HO·＋O·→O2＋H·（H·为活化氢原子） ·HO·＋HO2·→H2O＋O2

即将正式实施新的《消毒供应中心管理规范》规定： 灭菌设备及设施：医院应配有压力蒸汽灭菌器、无菌物品卸载车、篮筐等。根据需要配备干热灭菌器和低温灭菌设备。各类灭菌器应符合国家标准，并设有配套的辅助设备。

并在灭菌设备项目内有详细的H2O2等离子灭菌器的介绍的注意事项。 二、过氧化氢

过氧化氢（Hydrogen Peroxide）俗称双氧水，是一种较强的氧化剂。过氧化氢杀菌机制有氧化作用和分解产物的作用两种。过氧化氢的强氧化性及氧化产物可直接氧化细菌外层结构，使细胞通透性屏障遭到破坏，细菌体内物质平衡受到破坏致细菌死亡。 三、灭菌的过程

真空阶段：通过真空泵将灭菌舱内空气抽出，直到达到等离子体放电的真空条件，同时可去除灭菌物上的湿气。值得的注意

的是，如同其他灭菌设备一样，灭菌舱内装载量约占整个舱的80%，可避免真空循环时间过久或因超载所导致的循环取消。

注液扩散阶段：真空期结束后，自动注入2ml60%浓度的过氧化氢，瞬间气化分成分子，均匀扩散到整个灭菌腔室。

等离子阶段：气化的H2O2在RF的作用下产生等离子体，通过低温离子化的活性Free-radical作用，使微生物灭绝。而RF波一停止，离子化状态便瞬间终了。转变成稳定地氧分子及水分子，随后重复注液扩散阶段和等离子阶段，已保证器械的灭菌效果。

充气阶段：灭菌循环的最后阶段。通风阀门开启，使经过过滤后的洁净空气进入灭菌舱，舱内负压恢复到一个大气压时，灭菌过程即告完成。

目前产品有快速灭菌程序、标准灭菌程序、加强灭菌程序。以保证各证灭菌器械的灭菌效果。在灭菌表面物品时，可使用快速灭菌23分钟达到灭菌效果；在灭菌管腔器械时，使用标准灭菌35分钟达到灭菌效果,灭菌较长管腔时可使用加强灭菌程序43分钟即可达到灭菌效果. 四、PS低温等离子体灭菌器的特点

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