等离子体射流对医疗器械的消毒效果研究

　　0　引言

　　随着医学和生物高新技术的发展,一些不耐高温的医疗器械如纤维窥镜等都需要低温灭菌技术。等离子体灭菌技术是消毒学领域继甲醛、环氧乙烷、戊二 醛等低温灭菌技术之后的又一新的低温灭菌技术[1]。而甲醛、环氧乙烷等虽然能够用于不耐热医疗器械的灭菌,但由于有较多的毒性残留、有刺激性气味、易燃 易爆等缺点,因而在医院使用范围有限。相对于其他灭菌方法,等离子体灭菌技术的突出特点是低温、快速灭菌、毒性残留低,而且对于耐湿热和不耐湿热的医疗器 械均很适用[2]。近来,等离子体灭菌技术在空气、食品工业、航天器等领域的消毒灭菌以及清除生物战剂的污染方面的研究中所显示的良好效果,越来越受人们 的关注[3-5]。

　　目前低温等离子体已被证明具有良好的灭菌效果[6-12],但不同方法(激发源、基础气体、放电方法等因素)产生的等离子体成分不一,同种成分 的浓度也可能不一,杀菌效果就会有差别。因此,对不同方法产生的低温等离子体进行灭菌动力学和灭菌参数的深入研究很有必要。另外,有关低温等体对医疗器械 表面自然菌的灭活研究,国内外尚未见报道。由于采用气体放电产生低温等离子在技术上容易控制和实现,目前工业生产和实验室研究中所用的低温等离子体主要是 通过气体放电方法产生的[13]。产生低温等离子体的气体放电形式主要有电晕放电、辉光放电和介质阻挡放电(DBD)等,DBD在常气压下可产生非平衡态 低温等离子体,具有设备简单的优点,适合大规模工业应用,所以成为国内外研究的热点[14]。本研究采用高压电源为激发源,氩气为基础气体,DBD为放电 方法产生大气压低温等离子体射流,对血压计袖带、医用弯盘以及外科镊子进行处理,以观察其对医疗器械表面自然菌的灭活效果,为此类装置在医院的应用提供一 定的理论基础。

　　1　实验方法

　　1.1　大气压DBD氩等离子体射流的产生

　　图1为试验装置示意图,图中,R1、R2分别为电阻分压器的高压、低压端;r为无感电阻;C为高压电源的匹配电容。电源采用μs级中频谐振高压 电源,实验中电源频率设定为34 kHz,外加电压为2kV。内电极为铜(直径为0.94 mm),阻挡介质为聚四氟乙烯(厚度为1.03 mm),固定在石英玻璃管中央,其中石英玻璃管内直径为6 mm,壁厚为1 mm,石英玻璃管外接环状铜皮电极作为地电极。气流通过流量计进行调节,实验时氩气的体积流量设置为15 L/min。r(22Ω)用于测量放电电流,放电电压由高压探头测量,外加电压和放电电流的波形由示波器记录获得。图2为外加电压峰值Up=2 kV时外加电压及放电电流波形。图中,u1为外加电压;放电电流是通过测量串联于回路中的采样电阻两端的电压ur间接得到的,图2中放电电流由ur表征。 放电时氩等离子体射流的温度用热电偶测得为23°C,接近于室温。