口罩消毒技術(shù)專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析

尹光斌

摘要：受新型冠狀病毒疫情的影響，口罩行業(yè)對(duì)快速高效的消毒技術(shù)提出了更高需求，通過潛在的能夠應(yīng)用于口罩消毒的技術(shù)分析可知，輻照技術(shù)由于快速、無污染、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，其已廣泛應(yīng)用于口罩相關(guān)的醫(yī)療用品消毒領(lǐng)域。中國(guó)企業(yè)為廣泛運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)立足口罩輻射消毒的核心技術(shù)，充分運(yùn)用中國(guó)的口罩規(guī)模市場(chǎng)，積極進(jìn)行專利布局，加強(qiáng)技術(shù)保護(hù)。

關(guān)鍵詞：口罩消毒 專利申請(qǐng) 輻照技術(shù)

一、引言

根據(jù)GB 19083—2010《醫(yī)用防護(hù)口罩技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)用口罩消毒后的真菌菌落總數(shù)、細(xì)菌菌落總數(shù)分別不超過100 CFU/g、200 CFU/g。目前產(chǎn)業(yè)上，口罩滅菌消毒基本上采用環(huán)氧乙烷（EO）消毒法。環(huán)氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑，對(duì)消毒物品的穿透力強(qiáng)，在低溫滅菌領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠滿足醫(yī)用口罩的消毒標(biāo)準(zhǔn);但消毒后口罩上會(huì)有環(huán)氧乙烷殘留，而環(huán)氧乙烷本身是一種有毒的致癌物質(zhì)。因此，口罩如經(jīng)環(huán)氧乙烷消毒，其殘留量應(yīng)不超過10μg/g，口罩解析消毒的標(biāo)準(zhǔn)流程一般為7-14天，造成公共疫情時(shí)無法快速滿足口罩供應(yīng)，口罩消毒技術(shù)的發(fā)展越來越受到關(guān)注[1]。本節(jié)將對(duì)口罩消毒技術(shù)的全球?qū)＠暾?qǐng)態(tài)勢(shì)、在華專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析。

二、全球?qū)＠暾?qǐng)態(tài)勢(shì)分析

目前消毒技術(shù)中直接限定口罩生產(chǎn)的專利申請(qǐng)，經(jīng)人工標(biāo)引降噪后，共30項(xiàng)，可能原因在于口罩消毒整體技術(shù)趨于成熟。下表示出了口罩消毒全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)據(jù)，按已公開專利申請(qǐng)的最早優(yōu)先權(quán)統(tǒng)計(jì)為30項(xiàng)，每項(xiàng)專利申請(qǐng)已公開的同族申請(qǐng)總量合計(jì)41件。

口罩消毒的全球及中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)從全球范圍看，國(guó)外申請(qǐng)起步較早，早在80年代就申請(qǐng)了專利，2016年前口罩消毒一直處于低位，每年年均一項(xiàng)申請(qǐng)。2017-2018年呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)，原因主要在于中國(guó)申請(qǐng)量的快速增長(zhǎng)，中國(guó)申請(qǐng)量近幾年比較活躍，主要申請(qǐng)人是海寧愛康醫(yī)療科技有限公司（6件）。

三、口罩生產(chǎn)消毒的技術(shù)主題分析

從口罩消毒技術(shù)的技術(shù)分布可知，相關(guān)消毒技術(shù)主要包括環(huán)氧乙烷消毒、紫外線消毒、輻照消毒，這三種消毒技術(shù)的專利申請(qǐng)量占74%。從消毒處于口罩生產(chǎn)的環(huán)節(jié)分布可以看出，口罩消毒主要集中在將制作合格的口罩進(jìn)行集中消毒處理，為保證基材以及生產(chǎn)環(huán)境的潔凈，消毒技術(shù)處理環(huán)節(jié)也涉及到基材選取和產(chǎn)品組裝環(huán)節(jié)，而口罩包裝后再進(jìn)行消毒處理主要是采用了輻照技術(shù)，原因在于電子束或X射線具有較強(qiáng)的穿透能力。

國(guó)外企業(yè)在環(huán)氧乙烷消毒技術(shù)的專利申請(qǐng)起步較早，如美國(guó)消毒公司在80年代就環(huán)氧乙烷針對(duì)熱敏感性的醫(yī)療面具消毒控制申請(qǐng)了專利US4671936A，3M和強(qiáng)生公司均在1994年就分別針對(duì)環(huán)氧乙烷消毒柜運(yùn)行時(shí)的含量控制作了說明;中國(guó)專利在環(huán)氧乙烷有關(guān)方面起步較晚，但近幾年申請(qǐng)較為活躍，主要申請(qǐng)人是海寧愛康醫(yī)療科技有限公司，均是將制作完成且合格的口罩放入專業(yè)的環(huán)氧乙烷消毒設(shè)備中進(jìn)行消毒處理。紫外消毒技術(shù)的專利申請(qǐng)集中在中國(guó)，口罩生產(chǎn)流程中的消毒作業(yè)平臺(tái)可以單獨(dú)采用紫外燈殺菌系統(tǒng)（CN105615041A），也可以將紫外消毒與其它消毒技術(shù)相結(jié)合，比如通過紫外和水蒸氣結(jié)合（CN108653771A）、紫外和臭氧結(jié)合（CN208160773U）、紫外和高溫蒸汽（CN108464547A）結(jié)合的方式來提高消毒能力。X射線或電子束等輻照消毒技術(shù)集中在美國(guó)等少數(shù)國(guó)家，US8357329B1主要利用X射線或電子束在自動(dòng)傳輸生產(chǎn)過程中進(jìn)行毒滅菌，發(fā)明改進(jìn)點(diǎn)主要涉及電子束發(fā)射裝置的構(gòu)造以及輻照劑量的控制;中國(guó)在X射線或電子束消毒研究方面較少，CN108310406A主要針對(duì)改善X射線滅菌儀的工藝控制性能。

四、潛在的能夠應(yīng)用于口罩生產(chǎn)消毒的相關(guān)技術(shù)分析

由于口罩消毒的標(biāo)準(zhǔn)要求比較高，產(chǎn)業(yè)上所普遍采用的環(huán)氧乙烷消毒具有消毒解析時(shí)間長(zhǎng)、毒性高等缺陷，因而需要潛在能夠應(yīng)用于口罩消毒的其它方式，以彌補(bǔ)環(huán)氧乙烷消毒法的缺陷。結(jié)合現(xiàn)有各消毒技術(shù)的特點(diǎn)，輻照消毒由于穿透力比較強(qiáng)、消毒時(shí)間短，具備應(yīng)用于口罩消毒的可能性。

輻照技術(shù)是通過電離輻射殺死大多數(shù)物質(zhì)上附著微生物的一種有效方法。其原理是電子加速產(chǎn)生的電子束，甚至X射線作用于微生物，直接或間接破壞微生物的核糖核酸、蛋白質(zhì)和酶，起到消毒作用。

目前口罩消毒技術(shù)產(chǎn)業(yè)上主要采用環(huán)氧乙烷消毒法，結(jié)合輻照消毒滅菌在口罩相關(guān)醫(yī)療用品消毒的特點(diǎn)，其較之常規(guī)的環(huán)氧乙烷消毒有如下優(yōu)點(diǎn)：①輻照消毒滅菌快速?gòu)氐祝啾容^于環(huán)氧乙烷的7-14天消毒解析時(shí)間，輻照消毒大大縮短了消毒周期;②輻照消毒無殘留、無污染，采用輻射消毒后的一次性醫(yī)療用品可避免交叉感染，消毒后的產(chǎn)品可長(zhǎng)期保存，而環(huán)氧乙烷具有強(qiáng)的致癌效應(yīng)，且其很強(qiáng)的氧化性易破壞待消毒醫(yī)療產(chǎn)品的結(jié)構(gòu);③輻照消毒操作簡(jiǎn)單快捷，對(duì)產(chǎn)品的直接包裝材料沒有特殊要求，可大規(guī)模連續(xù)作業(yè)，而環(huán)氧乙烷滅菌時(shí)間長(zhǎng)，還需要控制相應(yīng)的溫度、濕度等因素。

基于輻照消毒滅菌技術(shù)在口罩相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，輻照消毒滅菌最有可能成為逐步取代常規(guī)的化學(xué)消毒方法，并廣泛應(yīng)用于口罩消毒技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

早在上世紀(jì)80年代，US4652763A就系統(tǒng)分析了電子束輻照滅菌技術(shù)的工藝可控性，可以應(yīng)用于對(duì)熱和輻射敏感的醫(yī)用產(chǎn)品，通過調(diào)節(jié)電子束電壓的工作狀態(tài)和包裝層的尺寸，來控制作用于產(chǎn)品和介質(zhì)上的吸收劑量，從而保護(hù)內(nèi)部材料直接輻射所造成的輻射損傷，這為應(yīng)用于口罩消毒技術(shù)時(shí)需保護(hù)內(nèi)部過濾材料和駐極體提供了技術(shù)基礎(chǔ)。近年來，利樂拉瓦爾集團(tuán)公司在電子束輻照工藝的系統(tǒng)控制方面進(jìn)行了深入研究，比如通過在滅菌表面布置傳感器組件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電子束的劑量，精準(zhǔn)控制工藝各個(gè)環(huán)節(jié);通過電子出射窗與傳送通道的組合設(shè)計(jì)優(yōu)化等方式來提高滅菌工藝的自動(dòng)化控制（CN106031320B 、EP2729939B1 、EP3107585B1 、US2017049914 A1）。可見，輻照消毒裝置與工藝在醫(yī)療用品消毒方面的技術(shù)發(fā)展為應(yīng)用于口罩生產(chǎn)消毒提供了技術(shù)保證，能夠達(dá)到消毒產(chǎn)業(yè)化且符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，3M通過研究消毒傷口敷料中的聚合物層，以使這些制品能夠通過電子束或γ輻射消毒（US9439809B2），CN101366954B的技術(shù)要點(diǎn)在于采用鈷60-γ射線對(duì)生物涂層或攜載基因涂層的醫(yī)療裝置進(jìn)行輻射滅菌前，采用冷凍干燥處理，可以避免γ射線照射對(duì)生物活性成分的破壞，該滅菌處理方式安全實(shí)用，有較高的工業(yè)實(shí)用性;CN101476172A記載了醫(yī)用纖維材料可以在包裝后通過鈷60-γ射線照射消毒，能夠達(dá)到醫(yī)用消毒標(biāo)準(zhǔn)且不損壞纖維結(jié)構(gòu)。上述聚合物層、生物涂層或攜載基因涂層和醫(yī)用纖維在采用輻照消毒后依然能保證其材料本身結(jié)構(gòu)不被破壞，并能達(dá)到醫(yī)用消毒標(biāo)準(zhǔn)，因而口罩在采用輻照消毒后也能保持其結(jié)構(gòu)性能。

通過以上兩個(gè)方向的專利技術(shù)分析可知，輻照在醫(yī)療用品的消毒方面的技術(shù)發(fā)展為應(yīng)用于口罩的消毒提供了多方位的改進(jìn)，應(yīng)用范圍廣，并能達(dá)到醫(yī)用口罩的消毒標(biāo)準(zhǔn)且不破壞過濾材料性能，成為潛在的能夠應(yīng)用于口罩生產(chǎn)的消毒技術(shù)。

小結(jié)

本文分析了口罩生產(chǎn)中消毒技術(shù)的專利申請(qǐng)狀況及技術(shù)分布，由于口罩消毒整體技術(shù)趨于成熟，口罩生產(chǎn)企業(yè)采用環(huán)氧乙烷消毒即可滿足成本低、符合醫(yī)用消毒標(biāo)準(zhǔn)的需求，企業(yè)在口罩消毒技術(shù)方面的研發(fā)投入的意愿較低、專利申請(qǐng)量較少。通過口罩消毒的主要技術(shù)主題的專利技術(shù)分析及消毒處于口罩生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，得知除了較為成熟的環(huán)氧乙烷消毒外，輻照消毒、紫外消毒已成為專利研究熱點(diǎn)，口罩消毒主要集中在將制作合格的口罩進(jìn)行集中消毒處理，在基材選取環(huán)節(jié)、產(chǎn)品組裝環(huán)節(jié)、包裝后環(huán)節(jié)也可消毒處理，為口罩生產(chǎn)企業(yè)的消毒技術(shù)提供新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 江明. 醫(yī)療救援過程中的消毒與防護(hù)[J]. 中國(guó)消毒學(xué)雜志，2008;25（3）：315-316