野外手術(shù)條件下空氣消毒裝置的設(shè)計(jì)及研制

何金圣，徐立平

解放軍第100醫(yī)院 設(shè)備科，江蘇 蘇州215007

隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，對(duì)手術(shù)時(shí)的無(wú)菌要求更加嚴(yán)格，空氣中細(xì)菌和微生物的數(shù)量在一定程度上關(guān)系到手術(shù)的成敗。如何進(jìn)行有效的空氣消毒，減少因空氣污染造成的手術(shù)感染，采用經(jīng)濟(jì)的、靈活的、節(jié)能的、快速的和可靠的空氣消毒技術(shù)來(lái)控制獲得性手術(shù)感染，一直是人們關(guān)注的課題，勢(shì)必成為人們面臨的挑戰(zhàn)性、戰(zhàn)略性任務(wù)和不懈努力的戰(zhàn)略目標(biāo)[1-3]。目前，市面廣泛采用的空氣消毒方法多為終末消毒（紫外線、臭氧、化學(xué)熏蒸、噴霧等）[4]，這些方法既不適宜有人活動(dòng)的場(chǎng)所，還可能對(duì)環(huán)境造成二次污染，對(duì)人體造成不可逆性傷害。且市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品也未考慮到野外手術(shù)條件下的使用要求，無(wú)電源補(bǔ)給時(shí)，手術(shù)區(qū)空氣即無(wú)法持續(xù)消毒滅菌，隨著人員活動(dòng)的影響，環(huán)境空氣中的細(xì)菌數(shù)則很快回升，甚至超出原有水平，傷口極易引起感染。因此，為控制野外條件下手術(shù)獲得性感染，研發(fā)出一款充分利用回歸自然的物理性能原理的空氣消毒裝置，即將該裝置加以塵埃過(guò)濾、活性炭濾網(wǎng)吸附雙重因子，自帶不間斷發(fā)電系統(tǒng)的空氣消毒裝備，力求達(dá)到安全有效，無(wú)污染，可移動(dòng)、可持續(xù)的動(dòng)態(tài)空氣消毒的目的。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 消毒手段及原理

采用的消毒手段：① 初、中效塵埃過(guò)濾（網(wǎng)）；② 氧離子電暈技術(shù)；③ 活性炭（網(wǎng)）吸附。使中性的空氣分子通過(guò)進(jìn)風(fēng)機(jī)吸進(jìn)箱體內(nèi)，經(jīng)過(guò)有效過(guò)濾網(wǎng)和活性炭吸附，空氣中帶菌的塵埃被初濾，在風(fēng)力推動(dòng)下，通過(guò)專用電暈管電離成正電荷和負(fù)電荷的氧離子、且形成磁化效應(yīng)，由此生成外在中性的氧原子簇。其中，正氧離子能穿透細(xì)菌細(xì)胞壁，深入細(xì)胞壁內(nèi)部，破壞細(xì)胞電解質(zhì)的平衡，損壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)菌地迅速死亡。另外，氧離子群具有極強(qiáng)的氧化活性，能使生物大分子如DNA、ANA鏈斷裂，使蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而殺滅微生物，以達(dá)到凈化滅菌的效果。

1.2 電源部分

采用雙重電源供電：① 交流主電源， 220V、50Hz；②直流備用電源。當(dāng)主電源供給正常時(shí)，以主電源工作，同時(shí)通過(guò)電源逆變器給24V干電池充電。當(dāng)主電源斷開時(shí)，干電池通過(guò)電源逆變器來(lái)保證主機(jī)正常工作，當(dāng)備用電源使用至額定低電壓時(shí)，通過(guò)附加的腳踏發(fā)電機(jī)給備用電源充電，從而實(shí)現(xiàn)不間斷電源供給的目的。

1.3 外殼部分

為了方便、快捷地運(yùn)輸，防止電危險(xiǎn)，以及節(jié)約成本，擬采用玻鋼外殼。

1.4 附機(jī)功能及綜合性能

（1）附機(jī)功能。具有風(fēng)速高、中、低可調(diào)；濾網(wǎng)清洗提醒；低電壓報(bào)警；腳踏發(fā)電等功能。

（2）綜合性能。采用工頻低電壓，使氧離子電暈管電離和磁化，輔助過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾及活性炭吸附作用，真正實(shí)現(xiàn)了II、III類消毒環(huán)境下，空氣無(wú)菌的目的。基于野外手術(shù)環(huán)境的消毒，該裝置支持交、直流兩用，輔助腳踏發(fā)電功能，克服了電源供給的局限性。

2 裝置研制

2.1 空氣消毒裝置的結(jié)構(gòu)（圖1）

圖1 空氣消毒裝置的結(jié)構(gòu)圖

機(jī)殼有進(jìn)氣口、出氣口。靠近進(jìn)氣口側(cè)安裝有塵埃過(guò)濾網(wǎng)，靠近出氣口側(cè)安裝活性炭過(guò)濾網(wǎng)，塵埃過(guò)濾網(wǎng)與活性炭過(guò)濾網(wǎng)之間設(shè)有氧離子電暈管，氧離子電暈管與主電源相導(dǎo)通。為了使得氧離子電暈管電離效果更佳，則氧離子電暈管的外表層鍍銀，進(jìn)氣口處安裝一推動(dòng)混合空氣進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)的進(jìn)風(fēng)機(jī)，用以將空氣吸入機(jī)殼內(nèi)。為便捷運(yùn)輸，防止電危險(xiǎn)，以及節(jié)約成本，則機(jī)殼的材料采用玻鋼。

2.2 空氣消毒裝置連接（圖2）

裝置的主電源為220V、50Hz的交流電，為了能在無(wú)電源的情況下該裝置還能運(yùn)作，則還包括一直流備用電源，直流備用電源為24V的干電池，直流備用電源與氧離子電暈管之間連接有電源逆變器，為了能保證直流備用電源有電，還包括一腳踏發(fā)電機(jī)，腳踏發(fā)電機(jī)與直流備用電源相連。

圖2 空氣消毒裝置連接原理圖

3 裝置的工作原理

如圖1中所示，當(dāng)中性的空氣分子通過(guò)進(jìn)風(fēng)機(jī)吸進(jìn)機(jī)殼內(nèi)，經(jīng)過(guò)塵埃過(guò)濾網(wǎng)以及活性炭濾網(wǎng)吸附，就有效地過(guò)濾和吸附了空氣中帶菌的塵埃，在進(jìn)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力推動(dòng)下，氧離子電暈管將空氣中的氧分子電離成正電荷和負(fù)電荷，且形成磁化效應(yīng)，由此生成外在中性的氧原子簇。據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)磁化的氧原子團(tuán)簇應(yīng)由少則十幾個(gè)、多至60萬(wàn)個(gè)單獨(dú)的氧原子構(gòu)成，空氣中的VOC（對(duì)人體有害的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱）被由此產(chǎn)生的帶有極高氧化性的中性化氧原子簇包圍，直到喪失活性，以達(dá)到凈化滅菌的效果[4-6]。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)選擇40m3的手術(shù)間，實(shí)驗(yàn)在有人條件下進(jìn)行，分為3組，在不同作用時(shí)間，用直徑9cm普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板自然沉降采樣5min，再將采樣平板置于溫度為37℃的手術(shù)間培養(yǎng)48h，活菌計(jì)數(shù)，計(jì)算空氣中自然菌下降率[7]，共實(shí)驗(yàn)3次。結(jié)果表明：消毒裝置在啟用30min后，手術(shù)間空氣中自然菌數(shù)為106cfu/m3；消毒裝置持續(xù)運(yùn)行，人數(shù)由4人增加到8人，分別活動(dòng)60min和90min，室內(nèi)空氣自然菌數(shù)分別為（41.3±4.3）cfu/m3和（27.5±6.1）cfu/m3；除菌率分別為95.53%～97.60%。

5 小結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本空氣消毒裝置開機(jī)作用90min后，可以使現(xiàn)用房間內(nèi)空氣中自然菌下降率達(dá)到90%以上，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的消毒要求。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，隨著手術(shù)的進(jìn)行，人員的活動(dòng)使空氣中的菌落數(shù)不斷增加，單純靜態(tài)消毒法無(wú)法使室內(nèi)空氣很快達(dá)到Ⅱ類普通手術(shù)室空氣中細(xì)菌數(shù)標(biāo)準(zhǔn)≤200cfu/m3，而本消毒裝置可以持續(xù)消毒，使室內(nèi)空氣能長(zhǎng)時(shí)間保持高質(zhì)量。同時(shí)，也克服了目前許多空氣消毒方式不能在有人的情況下進(jìn)行消毒的“弊病”。因此，本消毒裝置是一款簡(jiǎn)便、快速、安全、有效的手術(shù)室空氣消毒設(shè)備，值得臨床推廣使用。

[1]朱伯光,徐峰倩,盧明娟.動(dòng)態(tài)空氣消毒器研制及消毒效果觀察[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志,2005,22(2):185-186.

[2]霍恩芳.探討手術(shù)室空氣消毒的發(fā)展動(dòng)向[J].哈爾濱醫(yī)藥,2008,28(2):59-60.

[3]魏鳳英,童瑞琦.醫(yī)院不同環(huán)境中空氣消毒質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析[J].中國(guó)醫(yī)院感染學(xué)雜志,2002,12(6):369-370.

[4]陳寶芝.醫(yī)院空氣消毒的研究進(jìn)展[J].護(hù)理研究,2003,17(11):1258.

[5]胡愛(ài)清,胡和平,段艷芳.光催化空氣消毒器殺菌效果試驗(yàn)研究[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志,2007,24(4):357-359.

[6]孫俊,陳越榮,徐燕,等.兩種不同原理空氣消毒器消毒效果的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)消毒學(xué)雜志,2006,23(3):197-199.

[7]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.醫(yī)院消毒技術(shù)規(guī)范[M].3版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2000.