全自動野戰三氧低溫滅菌器的研制*

陳慶瑩 張新國 宋天一 孟保文

全自動野戰三氧低溫滅菌器的研制*

陳慶瑩①張新國②宋天一③孟保文④*

目的：研制一款全自動野戰三氧低溫滅菌器，以滿足野戰條件下醫療器械快速低溫滅菌的需要。方法：采用微電腦程序自動控制，由滅菌艙、真空系統、三氧發生和注入系統、三氧分解系統和控制系統等部分構成滅菌器，三氧為滅菌劑。滅菌艙體采用316不銹鋼制作，艙內安裝有加熱器、三氧濃度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器；預真空系統采用體積小、重量輕及低噪音的無油真空泵；三氧發生系統由高壓放電式高頻三氧發生器、三氧存儲罐、三氧濃度傳感器、壓力傳感器、電磁閥和耐三氧腐蝕管路等構成。采用PLC可編程控制器，在微電腦控制下實現預真空、注入、滅菌、排氣等程序完成低溫滅菌，經微生物模擬現場滅菌實驗評價滅菌效果。結果：經5次模擬現場滅菌實驗結果表明，三氧低溫滅菌器運行滅菌流程后，三氧低溫滅菌器在標準程序下對滅菌包內不銹鋼導管管腔內鋼針上、聚四氟乙烯導管管腔內、止血鉗鉗頭上以及電線外皮各50個載體上污染的枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢均達到完全殺滅。結論：三氧低溫滅菌器滅菌效果可靠，滅菌器整機結構緊湊，功耗小，可與消毒滅菌掛車配合使用，滿足野戰條件下的器械滅菌需要。

三氧；低溫滅菌；野戰衛生裝備；三氧滅菌劑

在野戰救治和搶險救災等特殊環境下，為保證急救手術器械的快速滅菌復用，多采用便攜式高溫蒸汽滅菌器或消毒滅菌掛車來實現，雖然在運輸攜帶和部署方面較方便，但在使用中也存在明顯不足[1-3]。首先是對一些不耐高溫和高壓的手術器械無法進行消毒滅菌，使用范圍有局限；其次是蒸汽滅菌設備功耗大，對水質要求高，需要處理過的軟化水或配備軟水器[4-6]。現有的甲醛、環氧乙烷及戊二醛等低溫滅菌技術，所需滅菌時間長，設備體積大，所使用的滅菌劑毒性強，運輸、攜帶、儲存要求條件高，不適合于野戰條件下的快速消毒滅菌[7-9]。

三氧是一種公認的廣譜高效滅菌劑，具有廣譜、高效、安全、無殘留和易獲取等特點，利用氧氣或壓縮空氣即可隨時制備，無需儲存，十分適合野戰條件下滅菌使用[10-11]。為此，本研究設計一款集預真空、注入、滅菌及排氣為一體的微電腦控制的全自動野戰三氧低溫滅菌器，以滿足對低溫滅菌的需要，同時也可與消毒滅菌掛車組合使用，保障野戰條件下對各類手術器械的快速及安全滅菌。

1 野戰三氧低溫滅菌器滅菌原理

三氧滅菌是一種溶菌級滅菌方法，具有強氧化性，殺菌徹底，無殘留和殺菌廣譜，可通過氧化分解細菌內部葡萄糖所需要的酶，使細菌滅活死亡，也可直接與細菌和病毒作用，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡；或者透過細胞膜組織侵入細胞內，改變細胞的通透性，導致細胞溶解死亡[12-14]。三氧是氣體，能迅速彌漫到整個滅菌空間，滅菌無死角，可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒和真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素，對霉菌也有極強的殺滅作用[15-16]。由于三氧是由氧分子攜帶一個氧原子所組成，性質不穩定，常溫下很快就會自行分解成氧氣，不存在有毒殘留物，是一種無污染的滅菌劑。

2 野戰三氧低溫滅菌器結構設計

野戰三氧低溫滅菌器整機采用微電腦程序自動控制，由滅菌艙、真空系統、三氧發生和注入系統、三氧分解系統及控制系統等部分組成，連接管路及元器件均采用耐三氧腐蝕材料制作，微電腦控制系統通過各類傳感器、電磁閥等控制滅菌器各系統按照程序自動運行工作。整機重量＜100 kg，可作為野戰消毒滅菌模塊的一部分，安裝固定在消毒滅菌掛車上或方艙內，以滿足機動和便攜運輸需要。系統結構如圖1所示。

圖1 野戰三氧低溫滅菌器系統結構框圖

2.1 滅菌艙

滅菌艙體采用316不銹鋼制作，艙內安裝有加熱器、三氧濃度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器，控制系統通過各個傳感器來精確控制艙內的三氧濃度、溫度及壓力在設定范圍內。滅菌艙通過耐三氧腐蝕管路、電磁閥與真空系統、三氧發生系統、分解系統及大氣相連，艙門設有連鎖保護，確保艙門關閉后程序才能運行。

2.2 預真空系統

預真空系統采用體積小、重量輕及低噪音的無油真空泵，與相關管道和電磁閥組合形成一套小型預真空系統，與三氧儲存器、滅菌艙和三氧分解器相連，在微電腦控制系統控制下工作，按照程序在不同階段對三氧儲存器和滅菌艙進行穩定和高效的預真空，抽出的氣體經過三氧分解系統排出。

2.3 三氧發生和注入系統

三氧發生系統由三氧發生器、三氧存儲罐、三氧濃度傳感器、壓力傳感器、電磁閥和耐三氧腐蝕管路等構成。三氧發生器選用高壓放電式高頻發生器，具有體積小、功耗低及臭氧產量大的優點，以純氧或潔凈壓縮空氣為原料。

三氧發生和注入系統工作過程為：啟動滅菌程序，三氧發生器工作產生三氧氣體，前期達不到要求濃度的三氧氣體不進入存儲罐，由分解系統排出，待三氧濃度達到要求時，將其注入存儲罐，當存儲罐內壓力上升達到設計值后，存儲罐內三氧氣體注入滅菌艙，重復上述過程，直到滅菌艙內壓力達到設定值為止。

2.4 三氧分解系統

三氧分解系統的作用是將滅菌器排出的三氧分解成無害氣體并排出，由分解室、加熱器及溫控器組成，分解室內裝填三氧分解催化劑，分解室工作溫度設定在60 ℃(＞60 ℃三氧會很快分解，同時，也有利于保持催化劑干燥)。三氧分解室與三氧發生系統和抽真空系統相連接，可將三氧發生系統初始工作時產生的低濃度三氧氣體及滅菌艙中抽真空時排出的三氧分解后排出。

2.5 控制系統

控制系統由可編程邏輯控制器、三氧濃度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電磁閥以及液晶操作屏組成，滅菌運行控制程序為：①將待滅菌器械按要求包裝好后放入滅菌艙內，艙門關閉到位后，啟動滅菌程序，三氧發生系統產生設定濃度的三氧氣體到儲氣罐；②真空系統開始對滅菌艙抽真空，排除艙內空氣和水分，當滅菌艙真空度達到設定值(80 Pa)后，儲氣罐內的三氧氣體注入到滅菌艙內；③滅菌艙內三氧濃度達到設定值(80 mg/L)后，在設定的溫度(35 ℃)和壓力(100 kPa)的條件下滅菌30 min；④重新抽真空并重復上面的過程，再次滅菌30 min，最后經抽真空排氣干燥，完成一個滅菌過程。系統控制流程如圖2所示。

圖2 野戰三氧低溫滅菌器系統控制流程圖

3 野戰三氧低溫滅菌器滅菌效果檢測

為檢驗滅菌效果，對野戰三氧低溫滅菌器進行了微生物模擬現場滅菌實驗，分別選取內置沾染枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢鋼針的不銹鋼導管、管腔內沾染枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢的聚四氟乙烯導管、沾染枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢的止血鉗、外皮沾染枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢的電線等4種材料為實驗材料，每種實驗材料各準備10份，分別按要求包裝，采用標準程序對每種實驗材料進行滅菌，完成滅菌后對實驗材料進行滅菌效果檢測。經5次模擬現場滅菌實驗結果表明，三氧低溫滅菌器運行一個滅菌流程后，不銹鋼導管管腔內鋼針上、聚四氟乙烯導管管腔內、止血鉗鉗頭上、電線外皮上沾染的枯草桿菌黑色變種芽孢和嗜熱脂肪桿菌芽孢能完全殺滅，達到滅菌要求。

4 結語

全自動野戰三氧低溫滅菌器采用高效、廣譜、安全以及無殘留的三氧為滅菌劑，以純氧或空氣為原料，獲取簡單，開機即可制備，無需攜帶和儲備；滅菌器整機結構簡單、緊湊，且功耗小，操作簡便；滅菌器可安裝固定于車廂或方艙內，運輸方便，機動能力強。三氧低溫滅菌器滅菌效果可靠，適用范圍廣，可作為野戰消毒滅菌模塊的一部分，與蒸汽滅菌設備組合搭配使用，使野外條件下的滅菌手段更加完善合理，滿足野戰及搶險救災的需要。

[1]高樹田.一款全自動野戰蒸汽滅菌器[J].醫療衛生裝備，2016，37(4)：58.

[2]孟保文，汪鵬飛，張永壽，等.軍隊醫院機動衛勤分隊衛生裝備的管理[J].中國醫學裝備，2014，11(3)：72-74.

[3]羅躍全，魏靜蓉，李斌，等.便攜式脈動真空壓力蒸汽滅菌器的研制及效果評價[J].中華護理雜志，2017，52(4)：489-492.

[4]彭雪，馬炬.野戰醫療所消毒滅菌模塊基地化訓練中的問題及對策[J].解放軍醫院管理雜志，2016，23(6)：597-598.

[5]王素珍，楊海波.野戰條件下高原部隊壓力蒸汽滅菌方法的改進[J].中華醫院感染學雜志，2005，15(9)：1017-1018.

[6]黃詠梅，何偉華，董興寶，等.消毒滅菌掛車快速展開及手術器械供應流程演練體會[J].實用醫藥雜志，2015，32(12)：1064-1065.

[7]高樹田.PSD-85型野戰過氧化氫滅菌器[J].醫療衛生裝備，2016，37(10)：159.

[8]舒艷，楊建國，李素英，等.4種消毒方法在急救車物體表面消毒的應用效果[J].中華醫院感染學雜志，2011，21(6)：1164-1165.

[9]王愛貞.低溫等離子體滅菌器對十二指腸鏡滅菌效果的分析[J].中國醫學裝備，2015，12(2)：51-53.

[10]宋天一，何玉宏，薛煉，等.臭氧水消毒機對口腔綜合治療臺水路系統的消毒效果研究[J].中華醫院感染學雜志，2014，24(9)：2320-2322.

[11]張秀文，張永壽，何多多，等.便攜式野戰預真空三氧消毒滅菌器的研制[J].中國醫學裝備，2012，9(2)：30-32.

[12]陳佑東，武雪冰，郭香.臭氧低溫滅菌器的研究[J].中國消毒學雜志，2016，33(2)：101-104.

[13]蘭俊，許宗穎，劉興蘭.臭氧治療儀3種治療方式不同聯合方法滅菌效果比較[J].現代醫藥衛生，2014，30(23)：3664-3665.

[14]史利克，馬景學，趙桂榮，等.臭氧水滅菌效果的試驗觀察[J].中華醫院感染學雜志，2003，13(4)：348-349.

[15]宋天一，薛煉，趙汗青，等.醫療設備維修工具的表面細菌監測與消毒研究[J].醫療衛生裝備，2017，38(3)：94-96.

[16]胡彥君，王雅琪，伍振峰，等.臭氧滅菌技術在中藥及其制劑應用中的研究進展[J].中國中藥雜志，2015，40(16)：3137-3141.

Development of full-automatic low temperature ozone sterilizer of using in field/

從
CHEN Qing-ying, ZHANG Xin-guo, SONG Tian-yi, et al//
China Medical Equipment,工2017,14(10):1-3.

Objective: To develop an full-automatic low temperature ozone sterilizer of using in field so as to satisfy the requirement of rapidly low temperature sterilization for instrument and apparatus under field condition.Methods: Ozone was adopted as sterilizing agent, and the low temperature sterilization was achieve through forevacuum, injection, sterilization and exhaustion under the control of microcomputer. And then the sterilization effects were evaluated through simulated field experiment of sterilization for microorganism. Results: The results of 5 times simulated field experiment of sterilization for microorganism indicated that all of the contaminated black varietas endospore of Bacillus subtilis and Bacillus stearothermophilus endospore, which respectively existed in 50 carriers of draw point in stainless steel conduit, 50 carriers of the cavity of polytetrafluoroethylene conduit,50 carriers of tip of haemostatic forceps and 50 carriers of scarfskin of electric wire in sterilization package, were completely exterminated under the standard procedure of ozone low temperature sterilizer after one sterilization flow of the sterilizer. Conclusion: The ozone low temperature sterilizer has series of advantages, such as reliable effect, compact construction and low power dissipation, and it can match with trailer of sterilizer for satisfying the requirement of sterilization under field condition.

Ozone; Low temperature sterilization; Field medical device; Ozone disinfectant

Jinan Military General Hospital of PLA, Jinan 250031, China.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.10.001

陳慶瑩,男,(1965- ),碩士，副主任醫師。濟南軍區總醫院副院長，

2017-07-24

1672-8270(2017)10-0001-03

R197.39

A

原濟南軍區醫藥衛生面上項目(CJN14C069)“野戰三氧低溫滅菌器的研制”

①濟南軍區總醫院 山東 濟南 250031

②濟南軍區總醫院醫務部 山東 濟南 250031

③濟南軍區總醫院醫學工程科 山東 濟南 250031

④濟南軍區總醫院消毒供應中心 山東 濟南 250031

*通訊作者：mbw163sd@163.com