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          VHP空間滅菌技術

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          點擊次數:320 更新時間:2022年08月19日05:03:45 打印此頁 關閉
               VHP(Vaporized Hydrogen Peroxide)即氣化過氧化氫,近些年來關于氣態過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,用于進攻細胞成分,包括脂類,蛋白質和 DNA,并已被廣泛用于生物制藥行業的滅菌[1-2]。
          VHP滅菌與傳統滅菌方式技術的比較已經有研究[3-4],從各種比較可知,VHP滅菌方式無論從滅菌的效果、滅菌后的殘留物、滅菌時間、適用場合以及在實際滅菌過程中對作業人員的傷害性,相對傳統的滅菌方式都有其顯而易見的優勢。

          VHP空間滅菌方法研究

          1. 目前空間滅菌方法簡介

          滅菌方法有如下幾種:有物理方法、化學方法及生物方法,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。引化學法滅菌能力強,故目前在醫療防疫制藥工業中應用最廣。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--汽化過氧化氫(汽態H2O2)

          是一種將過氧化氫液體轉化為過氧化氫汽態的方法,因汽態過氧化氫表面積大,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濃度與消耗的過氧化氫液體重量的比值,用γ表示,簡稱濃重比,是反應過氧化氫轉化VHP效率的重要參數,其中環境達到無菌狀態的濃重比STγ最為重要。

          γ=VHP濃度(PPM)/液態H2O2重量(g)

          以滅菌60min的濃重比表示為:γ60

          通過浮游菌檢測,無菌時濃重比表示為: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,簡稱大顆粒占比,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氧化氫的總量,該沉降的過氧化氫總量與消耗的H2O2溶液的比值能真實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,該比值越大說明VHP有效部分的越少,反之,該值越小說明VHP有效部分的就越大。為了簡化計算,就以達到無菌狀態時的沉降水溶液的H2O2濃度與消耗的H2O2溶液重量之比來表示沉降率。

          2.2 幾種VHP滅菌方法介紹

          根據產生過氧化氫汽態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點和缺點。

          下面根據實驗結果,對這幾種VHP發生方法做詳細闡述。三種滅菌方法對一個可密閉的長4.6m,寬3.9m,高2.5m的房間進行滅菌實驗。在房間的墻壁上開一孔,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

          將過氧化氫液體通過蠕動泵抽取,滴在加熱溫度長期保持在120~130℃的不銹鋼板上,過氧化氫液體瞬間快速蒸發為蒸汽,這些過氧化氫蒸汽被氣流送入滅菌環境滅菌。

          根據實驗數據分析如下:

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

          2)室內濕度隨著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,隨著向室內注入VHP蒸汽,濕度升高到90%RH以上,差值越來越小。

          7)沉降的H2O2溶液隨著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,VHP會有大量沉降,整個滅菌房內處于高濕狀態,導致檢測VHP汽態的傳感器檢測到的VHP濃度反而會下降。

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

          3)隨著VHP蒸汽的注入,濕度越來越大,沉降的過氧化氫也越來越多。

          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時,在毛細管口形成局部負壓,從插在過氧化氫液體瓶里的沒毛細管里將過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。

          高壓噴霧實驗數據分析如下:

          1)室內溫度隨著VHP霧汽的注入逐漸微跌。

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

          3)VHP濃度隨著繼續向室內注入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,隨著向室內注入VHP霧汽,濕度升高到90%HR以上,差值越來越小。

          7)沉降的H2O2溶液隨著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濃度會繼續增加。

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

          3)隨著VHP霧汽的注入,濕度越來越大,沉降的過氧化氫也越來越多。

          2.2.3超聲波霧化法

          運用高頻超聲波的震動將液體變為顆粒的原理,在過氧化氫管路上安裝超聲波振動器,能將過氧化氫液體變為VHP顆粒。超聲波的振動頻率能改變顆粒大小。

          根據實驗數據分析如下:

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

          3)VHP濃度隨著繼續向室內注入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向室內注入VHP霧汽,差值越來越大。

          7)沉降的H2O2溶液隨著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濃度會繼續增加,而且增幅較大。

          2)當向室內注入VHP霧汽時,濕度會急劇上升,VHP小顆粒會急劇增加,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VHP霧汽的注入,濕度越來越大,沉降的過氧化氫也有,但總量和增幅都較小。


          3. 結論

          根據以上實驗數據和推論,匯總做如下比較:

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          VHP滅菌發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、滅菌時間較短、沉降率最低,應作為首選的VHP沒滅菌方法。

          參考文獻:

          [1]丁曉明,梁毅。國外汽化過氧化氫(VHP)低溫滅菌系統的最新動態觀察與探討[J].機電信息,2010(5):85.

          [2]郁朝陽。汽化過氧化氫滅菌技術及其在動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。過氧化氫消毒滅菌技術介紹[J].醫藥工程設計,2012(11):47.

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


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