莫謙,張磊
江漢大學醫學院,湖北 武漢 430056
目前,常用的空氣消毒法有紫外線照射、機械通風過濾和以過氧化物類為主的化學消毒法等[1-2],存在有毒性、刺激性、不良異味及費用過高等不足之處,如紫外線燈消毒不適合在有人條件下進行;電子消毒機投入量大、費用過高;化學藥物噴灑具有腐蝕性、刺激性,易對人體和設備造成損害等。中藥用于消毒和防治疫病歷史悠久,應用廣泛。《肘后備急方》首先提出了空氣消毒法,利用中草藥燒熏達到空氣環境消毒的目的,并記載諸多燒熏法的辟瘟疫方,如“太乙流金方……中庭燒,溫病人亦燒熏之”等[3];《本草綱目》記載蒼術“能除惡氣,古今病疫及歲旦,入家往往燒蒼術以辟邪氣,故時疫之病多用之[4]”。中藥空氣消毒法相較于其他消毒方法,具有純天然、無毒、安全系數高、適合在人員密集、易污染的環境中運用等優點,使其關注度日益提升。因此,本文就近10年來中藥在空氣消毒中的應用狀況進行總結。
1.1 熱揮發法
1.1.1 中藥煙熏法中藥煙熏法作為歷史最悠久的空氣消毒法,春秋時期《莊子》中就記載有“越人熏以艾”。至今民間仍有于端午節高掛艾葉、蒼術、菖蒲等中草藥以避晦、祛邪的習俗。有學者利用蒼術、艾葉為主要成分的空氣消毒包,以1 000 mg·m-3的室內消毒用量煙熏3~4 h。結果發現,自然菌的平均消滅率高達91%,空氣消毒滅菌組50%的采樣樣本可達到衛生部《消毒管理辦法》Ⅱ類環境標準:≤200 cfu·m-3[5-6]。也有研究者用檀香、蒼術、石菖蒲、艾葉等中藥材干燥粉碎,制成長約10 cm、直徑1 cm的熏香抗菌條,置于室內四個角落與室中間(2根)進行煙熏,結果表明,中藥熏香抗菌條煙熏消毒4 h后除菌率可達78.92%,與2%過氧乙酸消毒相比,差異無統計學意義[7]。中藥煙熏法具有“簡、便、廉、效”的特點,但使用明火存在安全隱患,同時,藥材燃燒產生煙霧,容易對室內空氣造成污染,嚴重影響室內空氣質量[8],存在刺激呼吸道的弊端。
1.1.2 中藥藥液蒸汽消毒法蒸汽消毒法是目前中藥空氣消毒的臨床應用及理論研究最常見的方法之一。將中藥藥材浸泡液或提取劑加熱,使其有效成分隨蒸汽均勻地揮發到空氣中,從而達到空氣消毒的目的,且可增加空氣濕度,提高空氣質量。章潔等[9]取桂枝、厚樸、佩蘭、細辛、矮地茶、連翹等中藥在呼吸科病房煮沸熏蒸30 min,結果顯示,與紫外線消毒效果相當;也有研究取公丁香、香薷、桂枝、連翹等按2∶3∶3∶3的比例加入清水,配制濃度為0.2 g·mL-1的藥液,以生藥4 g·m-3取藥,煮沸消毒。在20次取樣中,Ⅲ類環境衛生標準達標率為100%,高于單用艾條或蒼術熏蒸組[10]。亦有研究發現,運用蒼艾提取液進行熏蒸后,與紫外線消毒效果進行對比,結果顯示蒼艾提取液消毒效果優于紫外線消毒,且持續時間較紫外線消毒長[11]。
1.1.3 中藥電熱揮發消毒法即從有效成分易揮發、具有芳香辟穢作用的中藥中提取揮發油,制成片劑或油劑,利用電加熱的方法使其有效成分快速揮發以對空氣進行熏蒸消毒。徐旭紅等[12]將香薷、桂枝、荊芥、連翹、蒼術5種飲片分別制成揮發油制劑(純度≥99%),用電加熱器消毒30 min后,進行各組間比較,發現無論是在密閉環境還是流通環境中,30 min時各類揮發油80%以上均已揮發,120 min時幾乎完全揮發;隨后對室內空氣進行檢測發現,香薷組、連翹組、桂枝組消毒效果與紫外線照射組效果相當,而蒼術、荊芥揮散劑的抗菌效果明顯弱于上述3組,但與空白組相比,具有顯著性差異(P<0.01)。此法具有無煙霧、無明火隱患、氣味芳香、安全快捷等優點,適用于居家、辦公場所、運輸車內等小范圍、相對密閉空間的空氣消毒。
1.2 中藥香囊消毒法早在殷商時期,人們就開始佩帶或懸掛某些具有芳香氣味的藥物來驅趕害蟲,防治疫病[13]。趙鴻等[14]取檀香、蒼術、艾葉、白芷、桂枝、石菖蒲等中藥材制成中藥香囊(8 cm×8 cm,100 g/個),置于70 m3教室的四個角落和中央,進行空氣消毒,結果表明,中藥香囊對空氣中的自然菌有一定清除作用,但效果劣于2%過氧乙酸組(P<0.01)。也有學者將艾葉、檀香、蒼術、白芷、辛夷、佩蘭等藥物混合粉碎后制成中藥香囊,置于75 m3教室的四周和中央進行空氣消毒,結果發現,中藥香囊消毒1 h與2 h后,空氣中細菌平均數(每平方米)均顯著小于未消毒時,并對金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、綠膿桿菌和大腸桿菌均有一定的抑制效果[13]。中藥香囊具有攜帶方便、凈化空氣等優點,對空氣中的微生物具有抑制作用,但其消毒效果還有待提高。
1.3 氣溶膠法
1.3.1 中藥藥液噴霧法中藥藥液噴霧法即提取中藥有效成分制成藥液,經空氣加壓或超聲噴霧器將藥液均勻地噴到空氣中。空氣加壓法噴出的微粒大小約為20~60μm,超聲霧化器噴出的霧粒可低于5μm,此法具有消毒、沉降塵埃、濕化及清新空氣的特點。胡捷等[15]借助氣溶膠噴霧機將復方香艾制劑(艾葉、蒼術、公丁香、貫眾、石菖蒲等)噴灑至采血車內,其消毒效果與三氯異氰尿酸溶液無差異,且60 min后即達到衛生計劃生育委員會Ⅲ類空氣消毒衛生標準,維持時間長達4 h。張慧等[16]運用蘭花空氣消毒劑(板藍根、金銀花、連翹、生黃芪等)與2%的過氧乙酸的消毒效果進行對比,結果顯示,兩者消毒效果相當。動物急性毒性實驗也表明,蘭花空氣消毒劑安全可靠。
1.3.2 中藥藥液加濕器消毒法將中藥有效成分制成的藥液加入加濕器,在達到氣溶膠微粒消毒效果的同時,能適度增加空氣濕度,提高空氣質量。有學者將艾蘭方(艾葉、蒼術、佩蘭、桂枝、藿香等)使用加濕器進行空氣消毒1 h后,與紫外線消毒效果進行比較,發現兩者消毒效果基本相同,但艾蘭方中藥湯劑消毒前后,病房空氣濕度明顯優于紫外線消毒組[17-18]。盧美珠等[19]將中藥復方制劑(板藍根、金銀花、黃芪、黃芩、虎杖、野菊花)運用蒸餾法提取揮發油,配制成10%乙醇的中藥消毒制劑,運用負離子增濕器噴霧1 h,發現消毒后病房菌落明顯減少,相關病房院內感染率及抗菌藥物使用率均有不同程度的降低。也有研究表明,將中藥復方(黃芩、黃連、銀花、大青葉、貫眾、荊芥)熬制湯液后,利用加濕器對普外病房進行噴霧消毒,其效果優于艾條煙熏和紫外線照射法[20-22]。
致病微生物經空氣傳播所引起的傳染病可歸屬于中醫學“疫病”“溫病”范疇,此類疾病證型多樣,表現復雜,但究其病因可分為熱、濕和寒三大類。因此,中藥空氣消毒劑主要以芳香化濁、清熱解毒、燥濕祛風為主[21]。
2.1 單味中藥目前,對單味中藥空氣消毒的研究較多,常用藥物有艾葉、蒼術、桂枝、訶子、香薷、連翹、大青葉、板藍根等[22-23]。此處僅對使用頻次較多的藥物進行概述。
2.1.1 艾葉艾葉為菊科植物艾的葉,具有抗菌、抗炎、抗氧化等作用[24]。研究表明,艾煙有預防疾病及瘟疫的作用,對結核桿菌、枯草桿菌、大腸埃希氏菌及金黃色葡萄球菌等抑制效果顯著[25]。范紅英等[11]用艾葉復方中藥提取物對產科病房進行消毒,效果優于紫外線組,且維持時間更長。現代研究認為,艾煙除了對多種真菌、細菌、病毒有抑制或殺滅作用外,還具有一定鎮痛效果[26]。
2.1.2 蒼術蒼術為菊科蒼術屬植物的根狀莖。研究表明,蒼術的主要成分為蒼術素、蒼術酮、茅蒼術醇和β-桉葉油醇等揮發油成分,對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白假絲酵母菌、紅色毛癬菌等病原菌的生長均有抑制作用,且北蒼術中揮發油抗球菌作用要強于南蒼術[27]。王桂芝等[28]將中藥蒼術按1∶2比例浸泡于95%的酒精中72 h,取其浸泡液,采用2 mL·m-3的用量進行燃燒消毒,發現蒼術浸泡液的空氣消毒效果與紫外線基本相同。
2.1.3 桂枝桂枝為樟科植物肉桂干燥嫩枝,其有效成分對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、青霉菌、漢森酵母菌及毛霉菌等具有一定的抑制效果,但對黏膜炎莫拉菌、流感嗜血菌、肺炎鏈球菌的抗菌作用顯著[23]。徐旭紅等[12]將桂枝揮發油用于流通或密閉的病房進行空氣消毒,顯示桂枝揮發油揮散劑的空氣消毒效果與紫外線效果無異。
2.1.4 訶子訶子為使君子科植物訶子或絨毛訶子的干燥成熟果實,含有多酚、多糖、鞣質、揮發油等化學成分,具有抗菌、提高免疫功能、抗腫瘤等藥理作用[29]。研究表明,訶子水提物抑菌譜廣,對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌等具有明顯的抑菌作用[30]。詹小平等[31]研究發現,訶子醇提物以0.5 g·m-3燃燒煙熏,對重癥監護病房內的空氣具有明顯的抗菌效果。
2.2 中藥復方
2.2.1 芳香化濁類常見的芳香化濁類中藥有藿香、艾葉、香薷、蒼術、佩蘭、訶子、厚樸等,此類藥物有芳香辟濁化濕的作用,可除四時穢濁之氣,是中醫溫病治療中的主要藥物。明溪等[32]取蒼術、艾葉、藿香、佩蘭、蒼術、艾葉、香薷、丁香、花椒用現代制劑工藝制成蒼艾香薰油,研究其體外抑菌作用,結果發現,蒼艾香熏油對乙型鏈球菌、白色念珠球菌、金黃色葡萄球菌均有體外抑菌作用,且在相應劑量范圍內具有量效聯系,但對綠膿桿菌不敏感。舒進等[33]在兒科病房中運用蒼術、艾葉及桉葉聯合熏蒸消毒,結果發現,中藥熏蒸對細菌的消殺率要優于紫外線消毒,且能提高病房內空氣的舒適度。
2.2.2 清熱解毒類以清熱解毒類藥物組成為主,常見金銀花、青蒿、板藍根、大青葉、野菊花、黃芩、黃柏、大蒜等。金銀花為忍冬科植物忍冬及同屬植物干燥花蕾或初開的花,具有抑菌、抗炎、抗病毒等作用[34],研究發現,金銀花水煎液對于肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌和大腸埃希菌等致病菌及呼吸道合胞病毒、流感病毒等均具有抑制效果[35]。青蒿為菊科植物黃花蒿的干燥地上部分,具有抗瘧疾、抗腫瘤、抑菌殺蟲、解熱、抗炎、免疫調節等功效[36],研究發現,青蒿種子揮發油對乳酸球菌和大腸桿菌的抑制作用顯著[37]。板藍根為十字花科植物菘藍的干燥根,研究發現,板藍根水提液對金黃色葡萄糖菌、大腸桿菌、流感桿菌和肺炎球菌等多種病原菌具有抗菌活性[38]。孟昭蓉等[39]利用中藥青蒿20 g,石菖蒲20 g,薄荷20 g,陳皮30 g,藿香20 g組成防疫熏劑進行熏蒸,觀察在呼吸道傳染病流行、地震自然災害等突發公共衛生事件中醫院空氣中的菌落情況,結果表明,中藥熏蒸能有效抑制院內空氣中的細菌生長,降低院內感染發生率。田秋姣等[40]發現,中藥板藍根、大青葉、黃柏、魚腥草、黃芩等組成的空氣消毒劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率高達100%。也有研究將金銀花、大青葉、板藍根、連翹等制成40%乙醇提取液進行噴霧消毒,結果顯示對病室空氣自然菌殺滅率達91.13%[41]。
2.2.3 燥濕祛風類常見的燥濕祛風中藥有白芷、細辛、蛇床子、苦參等。白芷為傘形科植物白芷或杭白芷的干燥根,其有效成分主要為香豆素類和揮發油成分,對傷寒桿菌、鏈球菌、大腸埃希菌、革蘭陽性菌、結核桿菌和綠膿桿菌等致病菌均有抑制作用[42]。細辛為馬兜鈴科多年生草本植物,以根部為藥用部位。研究發現,細辛活性成分有甲基丁香酚、細辛脂素、黃樟醚等,具有抗病毒、抗菌和免疫抑制作用等[43]。周玉梅[44]將中藥苦參、蛇床子、大青葉、藿香、黃芩等制成30%乙醇提取液進行噴霧消毒,發現對公共場所中空氣的細菌消除率可達83.75%。
3.1 劑量在一定范圍內,中藥濃度與消毒效果成正相關。范紅英等[11]研究表明,隨著艾葉復方提取液(艾葉、蒼術)藥物濃度的提高,細菌消殺作用也隨之增強,且能延長持續時間。陳小萍等[45]研究煙熏消毒時的最佳燃燒用量,發現空病房應以單根艾條兩頭燃燒為宜,平均殺菌率達到91%。在有人病房以兩根艾條雙端點燃進行滅菌,平均滅菌率可達88%。也有學者對香囊劑量進行優化,提出中藥香囊標準:藥粉細度40目,載藥量30 g,棉花用量40 g[46]。
3.2 劑型于麗華等[47]利用中藥熏蒸、煙熏和噴霧3種方法觀察蒼術對室內空氣消毒的殺菌效果,結果顯示3種方法均對室內空氣中的細菌、真菌具有消殺作用,其中高濃度噴霧法的抑菌效果最好。徐秀紅等[48]觀察蒼術-艾葉酊噴霧、蒼術-艾葉熏蒸與紫外線消毒進行空氣消毒的效果,發現蒼術-艾葉酊噴霧和蒼術-艾葉熏蒸的消毒效果優于紫外線燈消毒,且符合我國室內空氣質量標準。中藥消毒方式較多,如煙熏法、噴霧劑、氣霧劑、香囊劑、艾炷劑等。不同制劑類型各有其優缺點,如煙熏法操作簡便,但有使用明火的安全隱患,而噴霧劑在使用過程中會出現大量微小液滴,可能會沾染患者及醫務人員衣物,但無明火隱患等。因此,在實際操作過程中可結合不同的場合需求,選擇不同劑型進行消毒。
3.3 消毒時間李長蘭[49]用細辛、桂枝、金銀花、厚樸、蒼術、佩蘭、連翹、冰片、艾葉在感染科病房進行熏蒸空氣消毒,選擇不同消毒時間(0 min、30 min、60 min、90 min、120 min)檢測感染病房內細菌數。結果顯示,中藥熏蒸消毒60 min時效果最佳,隨著熏蒸時間延長,消毒效果并無統計學差異,且中藥熏蒸消毒60 min時與紫外線消毒效果基本相同。也有研究觀察5種中藥飲片揮發油制劑的消毒情況,發現電加熱30 min后,各類揮發油揮發80%以上,120 min時幾乎完全揮發[12]。由此可見,最佳消毒時間的選擇是運用中藥消毒的重要因素,時間過短達不到理想消毒效果,時間過長則效果不會增加,且浪費中藥資源。
3.4 聯合消毒研究表明,使用中藥熏蒸聯合臭氧消毒后檢測空氣樣本,發現消毒后空氣中細菌數量由消毒前(842±312)cfu·m-3降為(17±27)cfu·m-3,效果優于單純使用臭氧消毒組[50]。此外,也有中藥熏蒸聯合84消毒液、黃柏與黃芩聯合戊二醛消毒者,效果均優于單用消毒法[51]。曾薇等[52]在2003年利用蒼術煙熏空氣消毒法與物理、化學空氣消毒法相結合進行消毒,結果北京大學深圳醫院院內無一例SARS感染。由此可見,聯合消毒效果優于單獨消毒方法,但是,在進行聯合消毒用藥時也需考慮多種消毒方法之間是否存在干擾,加強聯合消毒方法關于藥理方面的研究,以找出最佳的聯合用藥增敏方案。
在蘭花空氣消毒劑(板藍根、金銀花、連翹、生黃芪等)的急性吸入與急性經口毒性實驗中,小鼠于實驗日至2周內無任何異常反應[16];田秋姣等[53-54]對中藥空氣消毒劑(魚腥草、大青葉、板藍根、黃芩、黃柏等)進行動物毒性實驗研究,結果發現其對皮膚、眼睛黏膜無刺激,對機體無急、慢性不良反應。龐樹和[55]以北蒼術、艾葉絨、公丁香組成中藥空氣消毒制劑進行急性毒性實驗,結果顯示,小鼠口服中藥消毒劑的最大的耐受量相當于成人一次吸入量的819倍,由此可以推測中藥消毒劑對于人體而言是絕對安全的。
中藥空氣消毒劑研究已取得較大成果,消毒劑種類多樣,可滿足各種場所需要。但是,對近十年來文獻研究可以得知,中藥空氣消毒劑的優勢仍未完全發揮出來,存在有效成分轉移率不高、質量標準不統一、消毒劑作用機制、機理不明確等問題。因此,中藥消毒制劑的組方規律、機制及制作工藝等均值得加大研究投入,同時,選擇先進的工藝流程,結合中醫配伍規律,制備成本低、藥效高、劑量小且不刺激的中藥空氣消毒劑。
綜上可知,優質的空氣消毒制劑一般具有以下特點:可殺滅或抑制多種病原微生物;殺菌迅速且效力持久;對人類或動物無害,有無毒、無臭、無腐蝕性、無刺激性等優點;對周圍環境無污染或污染極低;性質穩定,受光、熱、水質和環境酸堿度等因素影響較小;價格較低且消毒效果較好。目前,醫院和其他公共場所如高校、社區等,常采用紫外線進行空氣消毒,存在消毒時間維持不長且不適合在有人環境下作業等問題,且化學消毒制劑具有腐蝕性、刺激性等缺陷,噴灑后易對人體和醫療設備造成損害。因此,尋找一種既能使患者樂于接受,又能達到國家衛生部相關標準和要求的新型空氣消毒制劑是目前各級醫院等公共衛生場所的迫切需求。
近10年來,運用中藥空氣消毒劑對醫院環境進行空氣消毒的臨床試驗日益增多,研究表明,中藥空氣消毒法是一種經濟安全、快捷有效、獨具中醫特色的消毒方法,但也存在消毒制劑標準不統一、煙熏法安全性不足、藥物原材料質量及提取工藝、部分藥材藥理機制尚不明確和部分消毒方式效果不夠穩定等問題。充分利用中藥資源,發揮中藥抑菌、抗炎等功效,加強在空氣消毒領域中的應用,是現階段研究值得關注的問題。因此,今后需進一步運用數據挖掘技術探討中藥空氣消毒制劑的組方規律,以期為新劑型的研發提供參考。同時,加大與現代科學技術相結合的力度,加強對中藥空氣消毒劑劑型、標準、工藝、藥理等方面的研究,生產出成本低、藥效高、安全性高的新型空氣消毒制劑。