過氧化氫溶液在醫藥衛生方面研究與應用進展

潘得駒

[巴司德尼（上海）消毒用品有限公司，上海 201114]

過氧化氫是一種無色透明液體，它的水溶液是一種弱酸性的強氧化劑，它的化學特性十分活躍，很容易被分解成氧和水，釋放出大量的熱量。由于過氧化氫不會產生二次污染，因此被譽為最潔凈的化學制品。隨著對它的研究，它的應用范圍越來越廣，對它的需求也在逐年增加，目前我國年產量已經達到了一百余萬噸。在生產工藝方面，已研發了電解法、氫氧直接化學法等過氧化氫生產方法。不同的制程、原料等，生產出的過氧化氫濃度和雜質含量也不盡相同。純過氧化氫具有較低的刺激性和極低的腐蝕性，在一定的儲存環境下，可以長時間地儲存而不會被破壞。過氧化氫可以按任意比例與水混合，其水溶液又稱雙氧水，可與乙醇或乙醚進行混合，在苯和油醚中不溶解。通過配以去離子水為原料，添加穩定劑可以制備出各種濃度穩定的過氧化氫。過氧化氫在配制過程中仍存在大量的雜質和重金屬，不但會影響到水溶液的穩定性，而且會給環境和人類帶來危害。本文主要分析過氧化氫在醫療、環保等領域的研究和應用。

1 過氧化氫介紹

1.1 過氧化氫特點

（1）物理特點

過氧化氫易溶于水，溶于酒精和乙醚，不溶于苯和石油醚，透明液體，熔點較低，沸點150.2℃，純過氧化氫的分子結構導致其沸點也在變化。在固化點處，固體的密度為1.71g/cm3，隨著溫度的增加密度逐漸降低，其結合度大于H2O，因此其介電常數和沸點高于水。

（2）化學特點

①過氧化氫是一種極強的氧化劑，它的氧化能力很強。②它是一種能與氯氣、高錳酸鉀等強氧化劑發生反應而產生氧的還原作用。③在高錳酸鉀中，出現了大量的氣泡，而紫色則逐漸褪去。④遇有機物，受熱分解，釋放氧、水，與金屬、碳酸反應強烈。添加少量的穩定劑，如錫酸鈉、焦磷酸鈉等，以防其分解。⑤純凈的過氧化氫達到一定的溫度時，會劇烈地分解成水和氧。

1.2 過氧化氫殺菌機理

過氧化氫的殺菌效果在100多年前已經被證明，但是它的殺菌劑不是它的分子，它的主要成分是它分解后所形成的自由基和反應的衍生物。其殺菌機制如下：①過氧化氫中的羥基分子及其衍生物對細菌的細胞壁、細胞膜有直接的影響，破壞了細胞的滲透性，導致細胞內的物質泄漏，導致菌體死亡。②氧化氫氣中的羥基自由基會直接作用于細菌的蛋白質和核酸，使其結構受到損傷，從而導致細胞的死亡。③氧化氫氧化鈉的分解產物能在一定程度上抑制細菌的酶體系，并能與酶中的氨基酸進行反應。④在細菌的細胞膜中引入過氧化氫的羥基，從而破壞 DNA中的磷酸二酯結合。

（1）液態過氧化氫

液體過氧化氫的消毒作用在100多年前就被廣泛接受，大量的實驗表明，在一定的濃度下，H2O2溶液可以殺死細菌，真菌，病毒，芽孢等。其作用機制是通過破壞微生物的外膜保護結構，使其通透性發生變化，進而影響細胞的滲透壓。

（2）汽化過氧化氫

蒸發汽化后的過氧化氫與液體過氧化氫的殺菌作用類似，但蒸發后的過氧化氫會產生自由的羥基，從而使其與細菌的接觸機會極大增加，所以相對于高濃度的過氧化氫，其殺菌性能要高得多。因為過氧化氫的穿透能力較弱，所以通常只能用于對物體的表面和空氣進行殺菌。

（3）過氧化氫等離子體

等離子體是一種離子型氣體，其運動主要受電磁場的影響，與固體、液體、氣體不同。由于其高能量、高動能和豐富的化學成分，使其殺菌迅速、效果顯著。滅菌的方法是將過氧化氫溶液倒入一個真空、恒溫的消毒槽中，然后蒸發，覆蓋在管子的內外，然后激活等離子源，產生等離子，殺死細菌，在電漿供應中斷時，過氧化氫會轉化為水和氧。該工藝不需要進行任何后續的工藝處理，極大縮短了殺菌時間，而且沒有任何有害物質的殘留量。孟月東通過實驗，發現在400W的射頻功率下，在26℃的高溫下等離子體放電1min即可將枯草桿菌的黑色芽孢全部殺死，而在殺死嗜熱性脂肪桿菌芽孢的過程中，等離子體僅需要30s。

（4）過氧化氫氣溶膠噴霧

過氧化氫氣溶膠是一種通過旋轉氣流將液體霧化為氣霧劑，這種霧狀劑通常直徑小于50μm，能在空中形成致密的氣態網絡，在一定程度上可以與空氣中的微生物進行接觸，從而達到消毒的作用。美國自20世紀50年代起研發了過氧化氫氣溶膠噴霧法，在70年代初，中國就已經開展了大量的研究。微粒氣溶膠消毒最初用于大規模殺滅衛生害蟲，由于效果良好，已逐步用于醫院的空氣及地面消毒。采用過氧化氫微粒氣溶膠消毒，其殺菌效果好，工作效率高，對環境影響較低。張等人發現，用質量分數3%的氧化氫納米氣溶膠可以降低（1.5±0.7）lg（cfu/mL）。高君等證實，過氧化氫微粒氣溶膠消毒比一般的過氧化氫噴霧消毒更有效。

1.3 過氧化氫毒性

工作環境中的過氧化氫最大限值為1.4mg/m3。當生產環境中的過氧化氫蒸氣濃度超出國家標準1.4mg/m3時，操作人員必須佩戴防毒面具。過氧化氫中的人體短期接觸濃度為75mg/kg，超過100mg/kg就會危及生命。超過300g/L的過氧化氫溶液會導致皮膚灼傷，局部皮膚會出現白色，產生刺痛、瘙癢等癥狀，不同劑量、不同時間和不同作用部位的化學灼傷，劑量過大，沖洗不及時，會造成永久性的傷疤。蒸汽對眼睛有刺激性作用，在接觸后立即消除；如果水滴進入眼睛，會造成結膜炎，造成視覺障礙，甚至造成全盲。皮膚接觸后，要馬上用清水清洗，或者用3%高錳酸鉀或2%的蘇打溶液進行稀釋。一旦眼睛被污染，立刻用清水沖洗15min，再去醫院檢查。誤食后，應及時進行催吐或洗胃，并及時就醫。醫用級別的過氧化氫消毒是比較安全的。黃曉波等通過動物實驗，觀察了過氧化氫急性毒性、亞急性毒性及皮膚刺激作用。實驗結果顯示：30g/L的過氧化氫消毒水為無毒級別，對家兔的皮膚和眼睛沒有刺激，對家兔的損傷和陰道黏膜有輕微的刺激作用。亞急性毒性實驗結果顯示：醫用過氧化氫對小鼠血液生化指標影響不大，但能顯著降低實驗組大鼠的血紅蛋白水平，而不影響主要臟器。梁金平和陳越英的毒理實驗結果顯示，以過氧化氫為主要殺菌劑的復方消毒劑是無毒的。

1.4 過氧化氫應用不良反應預防

1.4.1 過氧化氫應用不良反應

（1）皮下氣腫

王云其等報告1例74歲男性，患有慢性肩周炎，用30mL/L的過氧化氫溶液10mL，3min后，左眶下區腫脹，膨脹，像是充氣的氣球，5min后，腫脹達到高峰，左側鼻唇溝消失，左下眼眶隆起，皮膚光滑，色澤正常，有扭曲的聲音，沒有任何觸覺疼痛，根管中有氣泡，病人有眼睛困難，視力模糊，局部有脹麻感，但沒有任何不適。治療：用棉花捻入根管，根管打開，并進行抗菌治療，大約36h后，紅腫全部消失。

（2）肺氣體栓塞

Jones等報告一位66歲的病人，在手術中將60mL3%的過氧化氫注入瘺管，以確定其內部開口，結果顯示低氧血癥，PETCO2下降，血壓下降，中心靜脈壓升高，心臟雜音。血氣分析顯示，缺氧，高碳酸血癥。32min后，癥狀消失。

（3）過敏反應

張瓊芝報告1例病人用3%的過氧化氫沖洗左手大拇指，出現頭暈、大汗淋漓、面色蒼白、血壓70/48mmHg、心率50次/min。8d后，由于右腳被刺傷，用3%的過氧化氫沖洗，病人出現了上述的休克，經過治療后，病情得到了控制。

（4）腦栓塞

彭發言等報告1例膽囊切除病人，在手術中使用3%的雙氧水溶液清洗膽總管時，發現肝體積迅速增大，焦慮不安，血壓下降到57/40mm汞柱，經靜脈注射地塞米松、甘露醇、呋塞米后，血壓、心率恢復正常，但病人仍然處于昏迷狀態，左下肢出現去腦僵硬、右下肢麻痹。CT顯示：左側頂葉有缺血性病變。CT顯示：左側顳、額、頂葉均有多發性缺血性病變。病人于手術第八天因腦水腫死亡。

1.4.2 預防措施

（1）嚴格掌握適應證和禁忌證

目前，過氧化氫在臨床上已得到了廣泛的應用，特別是在傷口清洗、手術清創等方面的應用，但是，在臨床上要嚴格把握好它的適應證和禁忌。過氧化氫中毒的臨床表現形式多種多樣，而且發病速度快，例如肺內氣體栓塞，它的發生非常突然，非常嚴重，難以診斷和治療，嚴重者可能會造成致命的后果。所以，使用過氧化氫清洗封閉的組織腔時要謹慎，不要使用過氧化氫，以免造成氣體栓塞或腸壞疽，也不要將過氧化氫注入閉合腔中。

（2）預防不良反應的發生

對過敏體質、心肺功能不全的患者，要及時用過氧化氫清洗傷口，以預防過敏。必要時，醫務人員應降低其濃度，并適當地減少其劑量，在沖洗過程中要注意觀察病人的反應，如果出現胸悶等癥狀，應立即停止用藥，避免出現嚴重的心肺栓塞和過敏性休克。術中應用過氧化氫進行沖洗時，要注意觀察病人生命體征、血氧飽和PETCO2等情況。當PETCO2、PETCO2含量顯著降低時，應立即停止使用過氧化氫，清除殘留的過氧化氫，用生理鹽水清洗，減少副作用。

2 過氧化氫溶液在醫藥衛生方面的應用

2.1 醫療環境消毒

以適當劑量的過氧化氫消毒，采用氣溶膠噴霧法，以8mL/m3的濃度，殺菌60min，再進行通風換氣，達到殺菌的目的。沈建中等使用含有5 000mg/L的過氧化氫、5 000mg/L碘化鉀的復合消毒劑，以8mL/m3的劑量，對室內環境中人為污染的大腸桿菌、綠膿桿菌等進行了30min的殺菌，其殺傷力達到99.99%；對室內環境中的天然細菌也有很好的抑制作用。

2.2 醫療器械消毒

對抗腐蝕性醫用設備進行高水平消毒和滅菌，在60g/L的雙氧水中浸泡120min，清洗完畢后要用無菌水清洗以除去殘留的消毒劑。在不能耐受高溫、濕熱等醫療設備及設備消毒時，最好采用腹腔鏡、膀胱鏡等。過氧化氫對附著在儀器上的膿液、血塊和壞死組織具有很好的去除作用。用30g/L過氧化氫浸泡2min，用自來水沖洗，使用一次性注射器對帶有管腔的設備進行2~3次沖洗。

2.3 傷口感染消毒

馮筠等的研究表明，在治療宮頸支原體感染時，使用30g/L的過氧化氫與多西環素聯合使用，療效確切，副作用少。用30g/L的過氧化氫進行宮頸局部擦拭，可以清除黏附子宮頸上皮細胞表面的解脲支原體等。

2.4 臨床護理消毒

孔亞閣等人的研究結果表明，在適宜的條件下，向生理鹽水或者漱口水中加入過氧化氫溶液，可以用于臨床牙齒疾病的護理消毒，通常所采用的方法是將制成的過氧化氫/生理鹽水混合溶液作為護理牙齒前的消毒，不僅有利于牙齒疾病的恢復，也能在一定程度上預防其他牙齒疾病的發生。

2.5 臨床治療應用

李守銀報告，用過氧化氫注入肛瘺，是一種簡單、快捷、成功率高的治療方法，在臨床上具有一定的應用價值。過氧化氫與過氧化氫酶接觸后，會迅速分解，產生新的氧，能夠輕易地看到空氣中的氣泡，方便找到肛瘺內口。另外，在治療扁桃體炎、口腔炎、白喉、中耳炎、鼻出血等方面也有一定的應用價值。

2.6 水消毒與環境保護應用

過氧化氫和臭氧混合殺菌，不僅可以殺死賈第蟲、大腸桿菌和噬菌體，而且可以降低三鹵甲烷的生成，消除水中的臭味。近年來，H2O2協同殺菌的研究雖然已經有了一定的進展，但由于其適用范圍較窄，或者由于設備的成本較高，很難在市場上推廣，同時對某些H2O2的協同效應機制也不甚了解，相信隨著科技的進步，H2O2將會得到越來越廣泛的應用。它可以有效地處理各類有機、無機有毒物質，尤其是含硫化物、氰化物等三廢的治理，同時還可作為吸附材料的活化劑，從而增加有害氣體的吸附量，保護大氣環境。

3 結束語

過氧化氫是一種環保的重要化工原料，目前已被廣泛用于醫療衛生領域，對傷口、皮膚黏膜的清洗、空氣的消毒，而過氧化氫等離子體則用于不耐高溫、不耐濕的物體的消毒與滅菌。市面上常用的消毒劑過氧化氫溶液的濃度一般在30g/L左右，消毒的濃度在10~30g/L，稀釋的比例很小，用量大時占據更大的空間，不便于攜帶和儲存，在一定程度上限制了過氧化氫在環境中的應用。過氧化氫在其他方面的應用越來越廣泛，但是高純度的過氧化氫仍然是國內亟待解決的問題。