汽化过氧化氢与干雾灭菌系统比较

2016-4-02 东中机械设备部

研究背景

近期，我们对汽化过氧化氢技术（HYDROGEN PEROXIDE VAPOUR）和干雾过氧化氢（aHP）做了一个比较，截至今日，尚未有人发布此类文章。因此我们对于此两个系统进行了调研，在一间比较大的单人或双人病房，进行嗜热芽孢杆菌的灭活试验。

瑞典马尔默斯堪大学医院建造了一座新的传染病病区。此病区有50个标准隔离室。这些房间比大多数单人病房都要大，在必要时也可用作双人病房。在此病区，我们很希望尝试一些新的设备来使我们的卫生条例更现代化。在我们新设施的建设阶段，我们仿造了一间全尺寸的隔离病房。在此仿造病房里，新的材料和新的净化技术可以得到检验。

有充分证据表明被感染的表面是院内致病菌感染传播的重要因素，包括艰难梭状芽孢杆菌，抗药性金黄色葡萄球菌（MRSA）,耐万古霉素肠球菌（VRE）和鲍氏不动杆菌。即便在传统方法清洁后，病房表面也经常发现有病菌感染。因此，如果前一个病人上述病菌呈阳性，新病人入住后，会有很大风险感染这些致病菌。

根据这些发现，出现了几种新的区域净化方法。这些方法不需要操作人员去喷洒活性物质，就可以覆盖房间内所有表面。并且相对于传统方法来说，更容易重复再现。

目前市场有两种常用的基于过氧化氢的方法，一种是汽化过氧化氢（HYDROGEN PEROXIDE VAPOUR）,另一种是过氧化氢干雾（aHP）. 这两种方法截然不同。汽化过氧化氢将35% 的过氧化氢液体通过加热至130摄氏度形成蒸汽，气相过氧化氢在空间中扩散。经过曝露后，使用一种活性曝气装置将过氧化氢催化分解成氧气和水。此汽化过氧化氢可以对细菌孢子达到6-log的杀灭率，包括艰难梭菌以及其他医院常见细菌，如MRSA, VRE，鲍氏不动杆菌以及病毒。汽化过氧化氢灭菌后，通过对表面取样显示其可以根除艰难梭菌等医院常见病菌的病原体。还有些研究也表明在使用汽化过氧化氢对暴发性疫情进行控制时，其可以有效减少艰难梭菌的感染。

aHP 过氧化氢干雾使用5%浓度的过氧化氢、50ppm的银离子以及50ppm正磷酸的混合溶液，用压力产生8-10微米的颗粒。曝气后，干雾遗留在空间里被动分解。

过氧化氢干雾可以达到4-log的艰难梭菌孢子杀灭率，不能充分灭活。过氧化氢干雾对于医院常见细菌的效力，如MRSA以及鲍氏不动杆菌，已经得到充分证实。但对于结核杆菌的效力尚未确认。

测试场所描述

测试是在瑞典马尔默斯堪大学医院136立方米的测试间里进行。此区域被分割成4个房间，2件气闸室，1间主试验室，以及一个洗手间。此区域有专用的通风系统。

测试所需物品和方法

一、生物指示剂

测试用BIs是Apex公司的用特卫强Tyvek包装的，6-log嗜热脂肪芽孢杆菌。第一轮测试中，指示剂放置于20个位置，随后两轮测试指示剂放置于14个位置。BIs被放置于主试验室，洗手间以及气闸室的高低对角，以及其他几个位置，比如衣柜里和抽屉里，以便测试系统的分布情况。（具体位置见表1）。在汽化过氧化氢和干雾过氧化氢曝气后，BIs转移至大豆肉汤里进行培养，然后根据厂商的说明书进行细菌计数。

二、灭菌设备和配置

根据厂商建议，2台过氧化氢干雾扩散器放置在主试验室的中心位置，外面的门用胶带密封。使用德尔格 Polytron 7000 放置在室内进行浓度监测。三轮测试的每次测试，均注入3次6mL/m3 过氧化氢溶液。用通风系统进行辅助扩散。当手持传感器监测到气闸室的浓度小于或等于1ppm，或者房间内任一点浓度小于或等于2ppm时，测试结束。（瑞典规定1ppm的过氧化氢浓度是工作中健康和安全的限值，2ppm浓度下可停留15分钟）

根据厂商建议，使用1台汽化过氧化氢发生系统进行测试。放置在主试验室正中位置，其通风装置放置在主试验室气闸间的门口。摇头电风扇分别放置于洗手间门口以及另一个气闸室内。操控台放置于主试验室外面，门用胶带密封。手持传感器用于监测泄漏。室内的过氧化氢浓度，温度以及相对湿度由设备监测。在加药和通风排残期间，每5分钟记录一次数值。三轮测试中，共使用900mL过氧化氢溶液，持续30分钟，相当于6.6g/ m3。测试中使用通风系统进行辅助通风。当气闸室的浓度小于或等于1ppm，或者房间内任一点浓度小于或等于2ppm时，测试结束。

测试结果

汽化过氧化氢（HYDROGEN PEROXIDE VAPOUR）数据参看图1, 随着相对湿度和浓度的增加以及稳定,空气中的过氧化氢达到饱和并凝结在表面。过氧化氢的峰值是338ppm. 三轮测试总的循环时间（包括通风排残）为3小时。三轮测试中，每次测试BIs都被完全灭活。

过氧化氢干雾测试的浓度. 测试在同一天依次进行，所以浓度有累积现象。因为第一轮测试中过氧化氢的峰值小于100ppm, 第二轮测试中峰值约为130ppm，而到了第三轮峰值为150ppm。第一轮测试中，10%的生物指示剂被灭活，而第二轮和第三轮测试中79%的生物指示剂被灭活。总的循环时间约为3.5小时。

总结与探讨

过氧化氢是一种强效消毒和杀菌剂，它可以通过被动扩散渗透入细胞壁，然后使蛋白质、DNA以及细菌细胞中其他部分变性。它能分解成氧气和水，对环境无害，也没有有毒副产品。我们认为过氧化氢灭菌是一项非常重要的空间灭菌方法，可以为杀灭病房的MRSA, VRE, 不动杆菌属种,艰难梭菌或其他细菌

我们测试了两种基于过氧化氢的空间灭菌技术。两种技术的主要区别在于形成机制的不同，汽化过氧化氢技术（HYDROGEN PEROXIDEVAPOUR）将35%的过氧化氢溶液转变为气相。而过氧化氢干雾技术(aHP)将5%浓度的过氧化氢混合液雾化成8-10微米的液滴。并采用银离子和其他化学品作为稳定剂，以防止液滴在达到目标位置之前凝聚。另外一个不同就是，过氧化氢峰值浓度，汽化过氧化氢的峰值浓度是过氧化氢干雾的两倍。而且汽化过氧化氢总的浓度也高于过氧化氢干雾

生物指示剂经常被用来监测消毒以及更别灭菌的效果，比如高压蒸汽灭菌和汽化灭菌方法。在我们的研究中，汽化过氧化氢对于三轮测试中所有位置的生物指示剂均能灭活。

对于过氧化氢干雾（aHP）之前已经有一些研究。虽然在另一个单独实验中，三轮测试中，22间外科门诊和救护车里的所有BIs都被灭活。但是其中有一个研究，医院的一间病房，在经过三轮连续测试后，使用了146个BIs, 只有13%的BIs被灭活。

在我们这个研究中，由于1轮或2轮测试对于BIs的影响较小，我们选择采用3轮连续测试来观测过氧化氢干雾（aHP）的效果。然而，在第一轮测试中只有10%的BIs被灭活，在随后的两轮中有79%的BIs被灭活。厂商对于第一轮测试失败原因的解释是，或许是因为设备对于湿度的检测有误。此误差在随后的测试中得以纠正。然后即使调整到状态，过氧化氢干雾（aHP）对于第二轮和第三轮测试中的14个BIs，仍各有3个没有灭活。并且那些经培养,细菌可以生长的BIs，并未总是来自于相同的位置。

试验中用了一台过氧化氢发生器（HYDROGEN PEROXIDE VAPOUR）,两台过氧化氢干雾扩散器（aHP）。尽管如此，一台汽化过氧化氢发生器对于生物指示剂的灭活效果也优于两台aHP，且循环周期更短（3小时VS3.5小时）.循环周期是汽态灭菌技术很重要的一个部分。Zui近有几个关于过氧化氢干雾扩散器（aHP）的研究，只测试一轮。这虽然会减少总的循环时间，但会进一步减少微生物对于系统的影响。根据Andersen et al的研究，少于三轮试验，BIs几乎不可能被aHP灭活.

过氧化氢发生器的浓度峰值可以达到338ppm。根据其他研究发现，即使相对湿度发生变化，其峰值也可以保持一致。然而，在此次测试中过氧化氢干雾扩散器的峰值高于其他研究中的峰值。比如，有一个研究记录的峰值是2-60ppm，另外一个研究记录的峰值是43-114pm，而在本次研究中的峰值为150ppm.考虑到两种设备溶液浓度的不同（汽化过氧化氢 35% VS aHP 5%）, 汽化过氧化氢浓度的峰值高也是理所应当的。

我们在测试中使用了两种不同类型的过氧化氢传感器，它们的性能也有差异，要准确直接的比较它们的数值是不可能的。

此次测试中没有测量两种设备的腐蚀性。目前的文献报告中也没有对于腐蚀性的描述。

但已知的是，过氧化氢干雾发生器（aHP）溶液中的银离子如果残留在环境中，会引发细菌的耐药性。

由于灭菌过程中，通风装置被关闭，门被密封，汽化过氧化氢和aHP过氧化氢达到的浓度对病人和职员会产生毒害。因此灭菌过程有专业训练过的，经验丰富的人员进行操作和监控。对于细菌传染性高的医院，需要购买此类设备，并培训专门的人员来进行日常灭菌。对于传染性较低的医院，可以在疫情突发情况下租用设备。

我们的研究表明：1台汽化过氧化氢系统比2台aHP系统对于嗜热脂肪芽孢杆菌BIs灭活效力好。，而且循环周期快。由于研究数据表明临床应该采用汽化过氧化氢系统，aHP系统对于院感细菌的灭活率（特别是氧化酶阳性菌）低。因此基于我们的研究，汽化过氧化氢更优。