【科普】氣體電離等離子體清潔技術在醫(yī)療器械中的滅菌應用

　　目前，氣體電離等離子清潔技術越來越多地應用于醫(yī)療器械或醫(yī)療設備的表面滅菌。等離子體的消毒滅菌特性使其能夠用于生物材料設備制造或外科手術。與電子束滅菌相比，等離子體滅菌成本更低;與環(huán)氧乙烷滅菌相比，等離子體滅菌毒性較低;此外，等離子體滅菌是在常溫下進行的，因此材料不會受到蒸汽滅菌產(chǎn)生的熱量和水解的影響。因此，等離子體滅菌更適用于對熱或輻射敏感的材料。與傳統(tǒng)滅菌技術相比，等離子體滅菌可以節(jié)省更多的時間和成本。例如，它可以直接應用于包裝物品的滅菌，與一些化學滅菌技術相比，還可以節(jié)省通風時間。

　　人體對所有植入材料最基本的要求是無菌。滅菌是使用適當?shù)奈锢砘蚧瘜W方法殺死或消除感染載體上的所有致病源?！盁o菌保證上限”(SAL)通常用于定量評估滅菌過程的效果。SAL定義為滅菌后微生物存活的概率。數(shù)值越小，微生物的存活率越小。根據(jù)國際規(guī)定，Sal不得大于10-6，即滅菌后微生物的存活率不得大于百萬分之一。

　　常用的滅菌方法有干熱滅菌、化學試劑滅菌和輻射滅菌。高壓蒸汽滅菌器用于在一定氣壓下，在溫度高達120℃的蒸汽中滅菌30分鐘或更長時間。目前，醫(yī)用和外科器械中廣泛使用的高分子材料在高溫滅菌后會產(chǎn)生嚴重的化學劣化和物理變形。實驗表明，當材料的主體、界面或表面性質(zhì)發(fā)生變化時，材料的功能將被破壞。

　　許多化學品可用于消毒。20世紀50年代末，醫(yī)院開始使用環(huán)氧乙烷作為低溫滅菌方法對醫(yī)療和外科器械進行滅菌。環(huán)氧乙烷通過烷基化核酸中的胺基來殺滅微生物，從而達到殺菌的目的。環(huán)氧乙烷是一種有毒且公認的致癌物。除了為員工提供安全培訓和防護服外，醫(yī)院還需要安裝昂貴的檢測、通風和通風設備;滅菌后的器械需要在空氣中長期清洗，以去除表面殘留的環(huán)氧乙烷，這迫使醫(yī)院擁有大型昂貴的存儲設備以適應滅菌周期;此外，由于環(huán)氧乙烷具有爆炸性，必須與二氧化碳、氟利昂和其他阻燃劑混合。雖然環(huán)氧乙烷有很多缺點，但直到最近，還沒有找到合適的低溫滅菌替代方法。

　　20世紀70年代初，X射線γ輻射滅菌已成為一種簡單有效的滅菌方法。γ輻射會破壞大多數(shù)聚合物的交聯(lián)鏈，從而使其降解。在規(guī)定劑量γ下，在X射線輻射下，通過降解交聯(lián)聚合物需要很長時間才能滅菌。射線滅菌時使用γ，操作程序和放射源的放置、安裝和使用都有嚴格的程序規(guī)范。放射源還必須存放在特定位置，并嚴格按照程序操作和使用。

　　醫(yī)療器械材料的等離子表面處理設備（等離子清洗機）

　　等離子體放電產(chǎn)生的高活性自由基和離子是實現(xiàn)滅菌的關鍵因素。采用射頻輝光放電技術的等離子體滅菌系統(tǒng)可用于各種生物表面的清潔和滅菌。在實驗室中，采用惰性氣體輝光放電預處理的組織培養(yǎng)基質(zhì)，大大改善了組織細胞在基質(zhì)表面的吸附，細胞種植率也提高了一倍。因此，經(jīng)等離子體處理的基板的可靠性也得到了提高。在基板的表面處理過程中，基板的滅菌也完成了。

　　傳統(tǒng)的滅菌消毒效果并不理想，低溫等離子體滅菌消毒技術更能滿足現(xiàn)代產(chǎn)品的消毒需求。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、酶標板酶標板的材料一般為聚苯乙烯(pS)，其表面能低，親水性差。低溫等離子體接枝處理后，可將醛基、氨基、環(huán)氧基等活性官能團引入底物表面，提高底物表面的潤濕性和表面能，使酶牢固固定在載體上，提高酶的固定度。

　　2、糖化血紅蛋白測試卡糖化血紅蛋白測試卡主要由吸水墊、聚乙烯纖維膜、反光條和pet底板組成。低溫等離子體可以改變聚乙烯纖維膜表面的微觀結構，提高其親水性。

　　3、導尿管通常由天然橡膠、硅橡膠或聚氯乙烯(pVC)材料制成。由于其生物相容性差，需要進行等離子體改性以提高基質(zhì)的潤濕性，并在PVC表面涂覆三氯生和溴腈。改性PVC材料可以殺滅細菌，抵抗細菌粘附，從而減少材料在使用過程中引起的患者感染，提高了材料的生物相容性。

　　4、輸液器在使用過程中，有時拔出針頭時，針座與針管因接觸不良而分離。為了避免此類醫(yī)療事故的發(fā)生，對針座進行表面處理是非常必要的。銷座孔很小，普通方法很難實現(xiàn)，但非常適合采用低溫等離子體技術進行處理。等離子體活化后的表面潤濕性很好，可以提高與針管的結合強度，確保它們不會相互分離。

　　5、血液過濾器血液過濾器的主要功能是過濾血液中的白細胞、部分血小板、微聚合物和細胞代謝碎片，減少非溶血性輸血反應的發(fā)生。血液過濾器的濾芯通常采用聚酯纖維無紡布作為濾芯。由于高分子材料的疏水性，血液過濾器的內(nèi)壁和濾芯需要進行等離子體抗凝處理，以提高其過濾能力、潤濕性和使用壽命。

　　6、人體使用的心血管支架生物材料必須具有生物相容性，尤其是與血液接觸的材料，如血管內(nèi)支架必須具有血液相容性，因此支架表面將形成藥物涂層。低溫等離子體預處理可以改善支架表面的潤濕性和涂層與基體的粘結強度，提高涂層在支架表面的均勻性和粘結牢度。

　　7、人工晶狀體疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體是一種新型軟性材料，具有良好的屈光度和柔韌性，表面粘度大，能與后囊產(chǎn)生更強的粘附力，有效抑制晶狀體上皮細胞的遷移和增殖，降低后囊混濁的發(fā)生率。然而，由于聚丙烯酸酯的強疏水性，容易吸附細胞和細菌，導致嚴重的術后炎癥反應。低溫等離子體改性可以提高聚丙烯酸酯的表面能和潤濕性

　　罕見或新發(fā)現(xiàn)的病毒和細菌日益猖獗，醫(yī)院感染控制的挑戰(zhàn)更加嚴峻。在這種情況下，更需要重視和推廣這種高效的等離子體滅菌技術。