过氧化氢灭菌培训教程(1)

是否可以通过 可以 验证 灭菌原理 利用达到微冷凝后， D值是 1.08min
是否需要除湿 不需要， 对空间的温湿度要 运行条件需要除湿，除湿剂 求不高 。 饱和后需要再生，不能连续 运转，空间的湿度要求控制 在30%以下
“干式”和“湿式”对比
技术参数
运行时间 消耗过氧化氢量 回路情况 短 少 双回路， 双回路在消毒时不用除 湿和分解，使用浓度低 ，节省试剂并减少通风 时间，设备可连续工作 不停机 低
喷雾器和雾化器产生更大的粒 子使得扩散更困难，因此灭菌 效果及灭活生物指示剂不稳定 ，使验证灭菌效果变得很困难
灭菌循环四个阶段
1、准备阶段 对蒸发器，管道和喷嘴进行预热。 2、汽化阶段 过氧化氢溶液滴落到蒸发器后，迅速汽化成蒸汽，喷射入 灭菌空间内，直至达到饱和状态。过氧化氢蒸汽会变成微 冷凝状态。此状态即对微生物有最好的杀灭效果。 3、维持阶段 此阶段，不断会有过氧化氢蒸汽被喷射入空间内，维持蒸 汽的饱和状态，以实现对灭菌表面的持续覆盖和对微生物 的持续杀灭。 4、通风阶段 灭菌空间内的过氧化氢蒸汽通过催化过滤器，被分解为氧 气和水蒸气，也可采用辅助通风设备将蒸汽排出传递舱外 ，直至监测到的过氧化氢浓度低于1ppm。
1.00E +03
在生物灭菌产所产生 微冷凝.
10 5 0
微 冷 凝 层
达到 微冷 凝时 灭率
1.00E +00 1 6 11 16 21 26 31 G a ssing Time M inute s
蒸汽发生时间 产生饱和蒸汽后即可快速杀灭
H2O2 的作用模式
对细菌细胞的作用机制 对包膜的作用机制
2
蒸汽发生器
HPV: 微冷凝 对比 VHP: 干式灭菌
产生的蒸汽
1
“干”式
过氧化氢 溶液-30% 浓度
3
“湿”式
蒸汽灭菌过程
灭菌-6log孢子杀灭 效果
凝露点
4b
“干”汽状态 残留物分解为水 和氧气
约20~30度
饱和蒸汽
4a
残留物分解为水 和氧气
6a
再蒸发
7
6b
5b
5a
快速杀灭.
过氧化氢分子接触表面产生氧化作 用，并释放出自由基对分子内部造 成破坏从而达到杀灭目的.
完全移动式系统应用
隔离器系统应用
� 下面的图例示意了蒸汽发生器连接于一个复杂的封闭网络 中，从简单到更复杂的隔离器其消毒的原理是一样的，我 们建议一般对隔离器封闭舱内用过氧化氢蒸汽直喷，通过 高效过滤器管道返回。对于小型隔离器一个喷头可能就足 够了，但对于大型多个隔间的隔离器可能需要更多的喷射 点进入每个隔间内，一般一个独立的空间需要一个喷射点 。发生器通过弹性供回气软管与隔离器连接，更大的隔离 器可能需要根据喷射点的数量来配置固定连接。下面图例 的配置包括一台蒸汽发生器，通过固定的绝缘并在线加热 的管道，与隔离器舱体上的喷头连接，为了选择需要灭菌 的空间，管道上必须安装阀门控制。
H2O2 蒸汽分子 H-0 /0-0 键 + 氧原子共价 键 = 297 皮米 (直径) 气溶胶-喷雾粒子 (直径) 高尔夫球 (diameter) 帝国大厦 (高) 1 公里 (0.63 英里) 地球(直径r)
数值范围 （米）
微米 ( 10-6)
10-12 10-6 10-2 102 103 107
过氧化氢蒸汽（HPV）灭菌 原理和应用
HPV（过氧化氢蒸汽）---气态的生物医药灭 菌解决方案
采用过氧化氢蒸汽发生器进行生物灭菌 , 微米级覆盖层和残留物清除技术 :
细菌孢子
艰难梭菌
格兰氏阴性杆菌 格兰氏阳性杆菌
鲍氏不动杆菌 结核分枝杆菌
DNA / RNA病毒 MRSA（耐甲氧西林金 黄色葡萄球菌） 真菌和霉菌
“湿”式
长
“干”式
多，在运行阶段大概是“湿”式使 用量的5倍 单回路 单回路在消毒过程要不断的除湿 及分解过氧化氢，试剂用量很大 ，除湿剂饱和后机器不能连续工 作，需要对除湿剂再生。既麻烦 又增加了成本 高 需要除湿剂和大量的过氧化 氢
运行成本
甲醛熏蒸的危害
过氧化氢可减少的危害
根据世界卫生组织的分类，甲醛属 于致癌物质，其使用也受到越来越 多的限制. 甲醛产生残留物 --多聚甲醛 (白色粉 末)必须在使用后清除 , 该物质有毒 性并且很难从空气管道中清除 ; 甲醛对电器和电子设备存在安全隐 患，可能引起火灾
过氧化氢蒸汽
初始阶段的相对湿度对微冷凝的产生并 无太大影响，因为气体会及时调整，达 到凝露点—即饱和蒸汽状态 H2O2 不易被吸收，接触时间，杀灭时 间更短，因而整个灭菌过程更快
分子随机接触到灭菌物 体表面
微冷凝过程可将分子“运送”到灭菌物体表面
HPV 灭菌 – 微冷凝
� 产生纳米级覆盖层 –微冷凝状态的过氧化氢覆盖在孢子/病毒表面 � 灭菌过程采用高耐受性孢子验证
V H P 发 生 器
微冷凝杀灭条件的参数控制
From “Sterilization by Vapour Condensation ” Pharmaceutical Technology Europe Feb 1996 Vol.. 8 No. 2 by M.-A. Marcos, A.Bardat. R. Schmitthaeusler, and D. Beysens.
饱和蒸汽灭菌动力学
在达到凝露点和微冷凝前，D值是 120 分钟 形成不可视的微冷凝后D值是 1.08 分钟
<凝露点
1.00E +06
未达到微冷
凝时的杀灭
率
25 20 15
的杀
Su rv iv ors
微 生 物 存 活 量
微生物杀灭率
Con d en sation Layer
采用光学传感器探测浓 度
黑曲霉
过氧化氢灭菌
经蒸发作用后产生的高温过氧化氢蒸 汽不断被发生器喷射出来，直至达到空间 内过氧化氢蒸汽饱和状态，高温饱和过氧 化氢蒸汽接触到较冷的被消毒物品表面会 达到微冷凝状态，在各种微生物等表面形 成微米级的包围层，过氧化氢分子会释放 出强氧化性的自由基，对各种微生物进行 杀灭。自由基可对微生物达到6-log 的杀灭 效果。
产生H202 微米覆盖层 利用微冷凝过程将过 氧化氢“运送”到目标污染物，实现快速杀灭
输送
皮米级 ( 10-12)
灭菌介质粒子大小 喷雾 H202
清除 清除过程不可控 = 残留物 = >>>>> 可能对表面造成损 坏 喷雾的分子 8 – 12 microns
汽化的过氧化氢分子 ~ 297 pm.
蒸汽和雾化分子大小对比
灭菌循环四个阶段
HPV浓度时间原理图
1、HPV 进入 2、HPV 饱和/达到“凝露点” 3、HPV 平台期 4、保持阶段 (保持接触时间) 5、通风阶段
H202 灭菌原理在生命科学中的应用
物料在传递过程 中需要灭菌
固定系统应用
�此系统包括远程的蒸汽发生器和固定的供 回气管路系统
半固定系统应用
(过氧化氢)
ð-
.. .. O
ð- (过氧化氢) ð+
V H P 发 生 器
ð+
Байду номын сангаас
H
..
..
喷嘴扩散 冷却
.. H O
..
ð+
H
O .. ð .H .
.. O
ð+
R i b o s o m e s
灭活病毒，细菌，真菌 ，霉菌和孢子 .. 杀灭过程
H
ð-
氢键
ð+
需要提供一定的动能克服氢键 作用
(水)
P l a s m i d P i l l i
成本和时间
•成本符合要求 •过氧化氢消毒和传递的时间影响到项 目完成时间的改变.
轻松一体化
•实现与建筑设施一体化 •与BMS实现控制一体化 •工作过程中可更换操作人员
技术和有效性数据
� 可提供过滤性毒菌的灭活数据 � 一研究证明HPV 对包膜病毒和非薄膜病毒均有杀灭效果, 包括杯状病 毒科和禽流感病毒 (如 H5N2)1 � 已通过实验证明了HPV对冠状病毒, 细小病毒和其他病毒—包括腺病 毒, 脊髓灰质病毒和 猫流感病毒 (一种诺如病毒)的效用 � 验证对轮状病毒, 细小病毒, 猫流感病毒和 HIV杀灭效用的实验仍在 进行 � 对病毒的研究十分困难，因为一些病毒脱水后会马上失活，而且病 毒培养介质会对病毒产生保护作用从而混淆实验数据 � 曲霉菌 � 青霉菌 � 假丝酵母
过氧化氢为非致癌物质，且易分解 为无毒的水和氧气 过氧化氢灭菌是低温无残留过程， 全程具有高水平监控确保其安全性 过氧化氢微冷凝过程和再蒸发过程 对电器和电子设备没有影响。
使用甲醛和过氧化氢灭菌主要考虑的因素
甲醛熏蒸
甲醛在灭菌效率上并不完全是广谱灭菌 剂，而且通常需要在相对湿度达到 75 % 以上时才有效
1. Heckert RA, Best M, Jordan LT, Dulac GC, Eddington EL, Sterritt WG. Efficacy of Vapourised Hydrogen Peroxide against Exotic Animal Viruses. App Environ Microbiol 1997; 63: 3916-3918. 2. Neighbor NK, Newberry LA, Bayyari GR, Skeeles JK, Beasley JN, McNew RW. The effect of microaerosolized hydrogen peroxide on bacterial and viral pathogens. Poult Sci 1994; 73: 1151-1156. 3. McDonnell GE, Hartling J, Armiger S, Belete B, Fritz C. Room decontamination with vapour hydrogen peroxide VHP for environmental control of parvovirus. Contemporary Topics in Laboratory Animal Sciences 2001;40:60-61. 4. Cabinet bio-decontamination trial. Centre for Applied Microbiology and Research (CAMR) (now HPA Business Division), Porton Down. March 1995. 5. Information supplied with kind permission of Eli Lilly and Company, Indianapolis, Indiana.
自由基
核糖体es 质粒
对细胞质的作用机制
对DNA/RNA核的作用机制
H2O2 对细菌细胞, 包膜, 细胞质和DNA /
RNA核的多面攻击 .
H2O2 蒸汽流
清除残留阶段: 通风 – 分子再蒸发, 破坏氢键, 排出 气体并分解成水和氧气
过氧化氢汽化成分子 (皮 米级 - 10-12).
ð+
H ..
O
发 生 器
过氧化氢蒸汽-- 消毒技术和验证
1. 过氧化氢蒸汽生物灭菌技术总览 2. 过氧化氢灭菌技术的基本原理及与其他方 法的对比
H2O2 应用于生物医药领域灭菌的主要条件
安全
•气体 – 蒸汽灭菌 •灭菌过程中限制人员进入 •灭菌失败可安全复原
表现
•4log或6log的有效孢子杀灭效果， 6log 孢子标记 + 过滤性毒菌杀灭要素. •循环时间 – 全过程 •使用简单可靠
真菌
病毒
HPV 灭菌的优点
�微冷凝是一个物理化学过程，能有效清除动 物设施内的病毒. �2 – 6微米级的灭菌覆盖层是不可见的. 40-50 微米级的覆盖层才是可视的. �该过程有双重动作: 1) 产生灭菌覆盖层 (杀灭阶段). 2) 可控的再蒸发阶段和残留移除(通风).
“干式”和“湿式”对比
技术参数 杀灭率 6log “湿”式 6log 可以 降低空间的湿度，增加过氧 化氢的浓度来杀灭细菌。 “干”式
蒸汽 > 2-6 微米级覆盖层 > 再蒸发 达到 无残留
灭菌剂 硅烷玻璃上软化芽孢杆菌冻干孢子上形成微米覆盖层 – Nuclei formation.
灭菌时间 = 0 秒 灭菌时间 = 0.5 秒 灭菌时间 = 3秒
From “Sterilization by Vapour Condensation ” Pharmaceutical Technology Europe Feb 1996 Vol.. 8 No. 2 by M.-A. Marcos, A.Bardat. R. Schmitthaeusler, and D. Beysens.