盡管可以找到大量關(guān)于滅菌方法及設(shè)備的文獻,但很少涉及滅菌法對電子器件的影響。本文對常見的滅菌法進行了比較,并討論了其對含有電子器件的對象的適用性。
物理法
有多種物理滅菌法,其中最有效的是將熱、濕和壓力組合在一個稱為高壓蒸汽滅菌器的裝置中。
高壓蒸汽滅菌器滅菌法
醫(yī)療設(shè)備的熱滅菌法早在古羅馬已經(jīng)得到應(yīng)用。蒸汽的存在明顯加速了熱量滲透(蒸汽滅菌)。發(fā)明于1879年的高壓蒸汽滅菌器融合了熱、濕和高壓。
工作原理1
高壓蒸汽滅菌器是類似于高壓鍋的容器。將待滅菌的對象置于其中,然后密封。接著,在高壓下充入高溫蒸汽,從而替代空氣。濕熱通過酶類和結(jié)構(gòu)蛋白的不可逆凝固和變性殺死微生物。實現(xiàn)這一目的的時間和溫度取決于壓力及被滅殺的微生物類型。經(jīng)過必要的時間之后,釋放蒸汽,取出被滅菌的對象。整個周期持續(xù)15至60分鐘(批量處理)。
問題
高壓蒸汽滅菌器滅菌適合于能承受濕氣、高壓(高于環(huán)境1至3.5個大氣壓)及高溫(+121°C至+148°C)的對象。典型例子有外科器械。半導(dǎo)體器件通??沙惺茏罡?125°C的溫度。然而,嵌入式電池處于高溫下會大大縮短壽命。采用浮柵技術(shù)的存儲器件,例如EEPROM,對高溫很敏感。然而,如果規(guī)定數(shù)據(jù)保持能力在+125°C下為10年,就不應(yīng)該破壞數(shù)據(jù)完整性。否則,就可能意外刷新(重寫)存儲器數(shù)據(jù),在浮柵上恢復(fù)滿電荷。這適用于激光微調(diào)EEPROM。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料中往往不給出微調(diào)類型,所以就有必要聯(lián)系廠商獲取詳細信息。
化學(xué)法
有很多化學(xué)法可用于醫(yī)療領(lǐng)域的滅菌。本節(jié)討論常見的幾種方法。化學(xué)法和物理法可組合應(yīng)用。
環(huán)氧乙烷(ETO)滅菌
環(huán)氧乙烷(ETO)首次報告于1859年,早在20世紀初期就在工業(yè)領(lǐng)域占有重要地位。用于保存香料的ETO滅菌法在1938獲得專利。由于幾乎沒有替代方案可用于對熱和濕氣敏感的醫(yī)療裝置進行滅菌,所以ETO的用途得到了不斷發(fā)展。
工作原理2
ETO滅菌器是一種可容納待滅菌對象的容器?;镜腅TO滅菌周期包括5個步驟(蒸汽抽空、氣體注入、擴散、抽空,及空氣沖洗),需要大約2 1/2個小時,不包括通風(fēng)時間(排盡ETO)。機械通風(fēng)在+50至+60°C下需要8至12個小時;也可以被動通風(fēng),但可能需要7天。完成通風(fēng)后,取出被滅菌對象(批處理)。ETO與氨基酸、蛋白質(zhì)及DNA發(fā)生化學(xué)反應(yīng),阻止微生物繁殖3。
問題
ETO滅菌適合于不能承受蒸汽(高壓蒸汽滅菌器)滅菌所必需的高溫和蒸汽的對象。由于溫度條件為+30°至+60°C,所以ETO滅菌非常適合于含有嵌入式電子的醫(yī)療器械。然而,嵌入式電池可能不能接受真空。此外,該方法有個不利因素:ETO是一種高易燃、石油基氣體和致癌物。
二氧化氯(CD)氣體滅菌
二氧化氯(CD)發(fā)現(xiàn)于1811年或1814年(這兩年均有列出),作為造紙行業(yè)的漂白劑得到廣泛應(yīng)用。1988年,EPA將其登記為一種殺菌劑。這為醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用打開了大門。
工作原理4, 5
CD滅菌器是一種可容納待滅菌對象的容器?;镜腃D滅菌周期包括5個步驟(潮濕預(yù)處理、調(diào)理、產(chǎn)生和供應(yīng)二氧化氯氣體、擴散,及通風(fēng)),需要大約2 1/2個小時,包括通風(fēng)時間(排盡CD)。完成通風(fēng)后,取出被滅菌對象(批處理)。二氧化氯(ClO2)作為氧化劑與幾種細胞成分發(fā)生反應(yīng),包括微生物的細胞膜。CD通過從對象中“盜竊”電子(氧化),斷開其分子鍵,使有機物細胞破裂而死亡。由于CD改變微生物結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì),酶功能被破壞,導(dǎo)致細菌快速死亡。CD的威力歸因于對許多蛋白質(zhì)同時進行氧化侵蝕,因此能防止細胞突變?yōu)榭剐汀4送?,由于二氧化氯的低活性,其制菌作用在存在有機物的情況下能保持較長時間。
問題
CD滅菌適合于不能承受蒸汽(高壓蒸汽滅菌器)滅菌所必需的高溫和蒸汽的對象。由于溫度條件為+15°至+40°C,所以CD滅菌非常適合于含有嵌入式電子的醫(yī)療器械。CD氣體在該方法使用的濃聚物中為非易燃性,也非致癌物。它不需要高濃度即可達到殺死孢子的效果。
過氧化氫滅菌
過氧化氫于1818年首次被隔離出來。它在制藥行業(yè)具有很長的使用歷史,是環(huán)氧乙烷(ETO)的常見替代品。過氧化氫有兩種使用方法:a)汽化過氧化氫滅菌和b)過氧化氫離子滅菌。
汽化過氧化氫(VHP®)滅菌
工作原理6, 7
首先將待滅菌的對象置于VHP滅菌器中?;镜腣HP滅菌周期包括3個步驟(包括真空發(fā)生的調(diào)理、H2O2注入和通風(fēng)),需要大約1 1/2個小時,包括通風(fēng)時間(排盡H2O2)。完成通風(fēng)后,取出被滅菌對象(批處理)。HPV的準確作用機理尚待完全理解,并且可能依微生物的不同而有所不同。H2O2通過生成活性氧粒子,例如羥基,從而發(fā)生氧化應(yīng)激,攻擊多個目標,包括核酸、酶類、細胞壁蛋白質(zhì)及脂類。
問題
VHP滅菌適合于不能承受蒸汽(高壓蒸汽滅菌器)滅菌的高溫環(huán)境和蒸汽處理的對象。由于溫度條件為+25°至+50°C,所以VHP滅菌非常適合于含有嵌入式電子的醫(yī)療器械。然而,嵌入式電池可能不能接受真空。VHP的滲透能力不如ETO,并且美國FDA尚未批準將該方法用于衛(wèi)生保健機構(gòu)的醫(yī)療器械滅菌。