STERRAD100S低溫過氧化氫等離子滅菌系統(tǒng)的工作原理及偶發(fā)性故障分析

孫 偉

溫州市第三人民醫(yī)院 設備科，浙江溫州325000

STERRAD100S低溫過氧化氫等離子滅菌系統(tǒng)的工作原理及偶發(fā)性故障分析

孫 偉

溫州市第三人民醫(yī)院 設備科，浙江溫州325000

本文介紹了等離子滅菌原理，STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)工作過程以及該系統(tǒng)的組成結構，并闡述了幾例偶發(fā)故障及其處理方法。

過氧化氫;等離子滅菌;偶發(fā)性故障

在常見的低溫滅菌方法中，較之環(huán)氧乙烷滅菌方法，過氧化氫等離子為新興的低溫滅菌方法，滅菌成本高，受滅菌物品直徑、長度、材料等因素影響，滅菌時間短、毒副作用少，適用于緊急和連臺手術時手術器械的滅菌，放置在手術室較適宜。

我院手術室結合自身條件和需求，于2009年購買了一臺STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)。經(jīng)臨床應用證明，該系統(tǒng)較好地滿足了如內窺鏡、不耐熱、不耐濕高分子材料，各種金屬器械、玻璃器械和陶瓷制品等物品的快速滅菌需求。

本文介紹該系統(tǒng)的工作原理，并將該系統(tǒng)工作過程中碰到的偶發(fā)性故障和處理方法總結如下，供同行參考。

1 等離子滅菌原理

等離子體是氣體原子在一定的物理條件下部分或空氣電離，電子和原子核相互共存，宏觀上正負電量相等，呈現(xiàn)電中性，這種狀態(tài)的物質稱為等離子體。是物質存在的第四態(tài)。等離子體具有能量密度高，化學活性強，自由基和紫外線豐富等顯著特點。

STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)是采用一定劑量的過氧化氫作為滅菌劑，在特定的滅菌條件下在滅菌艙內將過氧化氫“激發(fā)”成活性極強的過氧化氫等離子體。在等離子體的作用下，過氧化氫將產(chǎn)生豐富的氧原子與微生物細胞壁，酵素發(fā)生分解反應。同時由于是空氣產(chǎn)生等離子體中具有豐富的激發(fā)態(tài)的氮氧化物(NOx)，這些氮氧化物放出波250～320 mm的紫外線，其中波長220～270 mm的紫外線對微生物細胞的脫氧核酸糖核酸(DNA)的遺傳物質具有最有效的破壞作用。

由于過氧化氫特有的分子結構和易分解的性質，在所有反應鍋內壓力恢復到一個大氣壓時而結合成簡單的化合物水分子(H2O)及氧分子(O2)，完全無毒害物質殘留，具有安全及環(huán)保性，對人及環(huán)境都安全。

2 STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)工作過程

STERRAD100S采用雙循環(huán)滅菌，每個單循環(huán)的滅菌器分為四個階段，第一階段為準備期(真空階段、等離子前階段、通風階段);第二階段為第一滅菌期(注射階段、擴散階段、等離子階段);第三階段為第二滅菌期(注射階段、擴散階段、等離子階段);第四階段為最后通風階段。

(1)真空期是滅菌過程的第一階段(1托即1 Torr=1 mmHg=1.33322×102Pa)，艙內壓力經(jīng)過抽真空降到700毫托，進入等離子階段，這時艙內壓力被控制在500毫托，短循環(huán)10分鐘，長短循環(huán)15分鐘，水分蒸發(fā)并通過真空泵抽出艙外，有助于將物品表面或內部的殘留濕氣驅除干凈。15分鐘后通風閥打開，經(jīng)過過濾的空氣進入艙體，當壓力達到大氣壓時，真空泵再次工作，將艙內壓力降低到0.4托。然后進入第二階段，也即第一滅菌期。

(2)第一滅菌期分注射階段、擴散階段、等離子階段。首先注射針頭刺穿含濃度為58%－59%過氧化氫的膠囊，由于艙內已抽為高真空，過氧化氫迅速汽化并充分擴散，這一過程過氧化氫已有對生物組織的致死作用。膠囊位于卡盒中，每盒含十個膠囊，可以完成五個消毒滅菌周期，卡盒的位置和注射由軟件控制和監(jiān)測，注射過程持續(xù)6 min。然后經(jīng)過過濾的空氣進入艙內(短循環(huán)2 min，長循環(huán)10 min)，使得過氧化氫擴散到艙內各個角落以及被滅菌器械的表面。真空泵再次將艙內壓力由760托降到0.5托，進入等離子階段，艙內被載入持續(xù)兩分鐘的射頻，發(fā)生輝光放電，過氧化氫衍生出等離子體，它能干預和破壞微生物的生成，一旦射頻停止，等離子氣就轉換為無害的水汽和氧氣。最后真空泵再次將壓力從0.5托降低到0.4托，進入第三階段，也即第二滅菌周期。

(3)第二滅菌周期和第一滅菌周期完全相同，等離子階段結束后，進入第四階段，即通風階段。

(4)在通風階段，進氣閥打開，經(jīng)過過濾的空氣進入艙內，壓力回到大氣壓力，滅菌過程結束。整個滅菌過程持續(xù)55 min，長循環(huán)72 min。

3 系統(tǒng)組成結構

STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)主機主要由如下部分組成:AC電源模塊，真空系統(tǒng)，注射系統(tǒng)，控制模塊，滅菌艙及艙門系統(tǒng)，氣動控制系統(tǒng)，等離子系統(tǒng)。

AC電源模塊為整個滅菌系統(tǒng)提供工作電源。輸入是380 V，50 Hz的三相電源。模塊含有斷路器，熱動繼電器，電機啟動器和電流分配板。

真空系統(tǒng)由真空泵、排氣過濾器、油氣分離器、多路閥、真空閥、HEPA過濾器、通風閥、回油閥、滅菌艙體和真空壓力表組成。真空系統(tǒng)受到滅菌艙壓力傳感器和控制模塊信號的控制。真空泵可達到1 m Torr的壓力真空，其抽真空速度是271.7 L/min。多路閥在真空期，擴散期的降壓階段及通風期打開;在注射期及擴散期的壓力上升階段關閉;在等離子期，控制艙內壓力保持在500 mtorr左右。

注射系統(tǒng)是由注射系統(tǒng)控制板、氣動結構的注射泵和注射閥組成。它自動對卡匣進行定位，并將卡匣傳送到正確的膠囊位置，刺穿膠囊，加熱過氧化氫溶液，使其氣化進入滅菌艙。

控制模塊由主控制板、I/O板(輸入及輸出板)、A/D板(模數(shù)轉換板)組成。該控制模塊控制著電流分配板、等離子系統(tǒng)、多路閥及真空閥、氣動控制板、操作面板(按鍵、顯示和打印)、注射系統(tǒng)和滅菌艙門位置感應器。

滅菌艙及艙門系統(tǒng) 滅菌艙為可用容積100 L的圓桶形帶密封圈艙體，外部有加熱條可加熱艙體到50°。滅菌艙頂部安裝注射閥，艙內有等離子電極網(wǎng)通過雙芯銅線連接到等離子系統(tǒng)，艙體下部與真空系統(tǒng)相連。艙門系統(tǒng)有光學感應器探測們的開合與移動，門移動動力來自于儲氣瓶內的空氣壓力和艙門配重塊的力學關系。

氣動控制系統(tǒng)由氣動控制板、儲氣瓶、空氣壓縮泵、氣壓分配閥、速度控制閥和門移動活塞。它控制著整個系統(tǒng)中需氣動控制的組件。

等離子系統(tǒng)低溫等離子系統(tǒng)110 VAC電源輸入，由控制模塊的信號控制，產(chǎn)生13.56 MHz，能量為400 W的高頻激發(fā)源，通過傳輸系統(tǒng)，在滅菌艙內激發(fā)過氧化氫氣體，產(chǎn)生過氧化氫等離子體。

4 偶發(fā)故障分析與處理

只要操作者能夠按照滅菌器的操作要求嚴格清洗，正確適量裝載，該滅菌系統(tǒng)的滅菌循環(huán)會有效完成。

結合儀器的原理與結構以及使用過程中的維修經(jīng)驗，現(xiàn)將遇到的偶發(fā)故障及其處理方法介紹如下。

(1)使用過程中，顯示屏幕無顯示，設備滅菌循環(huán)仍繼續(xù)。待滅菌循環(huán)結束后，打開操作面板的外殼，發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏的插頭與板座的接觸不緊密，可能與設備工作時機身震動有關。重新拔插顯示屏，開機后顯示正常。

(2)真空期1 min左右，滅菌循環(huán)即取消，顯示“Vacuum system interrupt(真空系統(tǒng)中止)”，進行主控復位，即關閉主電源，按住Cancel鍵的同時打開主電源，一直到聽到“滴滴”兩聲提示音后，松開Cancel鍵。問題仍繼續(xù)，打開機器外殼，發(fā)現(xiàn)真空泵未工作。檢查設備左側下方的AC電源盒，所有的斷路器均正常，再接著檢查電源分配板上的真空泵電擊啟動器CR－2，該繼電器上綠色開關已跳出，將綠色開關按回原始位置后進行主復位，真空泵工作正常，問題解決。

(3)屏幕顯示“CLOSE DOOR TIME－OUT(關門超時)”，表示關門后超過15 s，門頂部感應器仍處于聯(lián)通狀態(tài)。未發(fā)現(xiàn)有障礙物阻擋門的運動。關閉電源，檢查設備右側下方的過載保護開關標有CB5的綠色開關，該綠色按鈕未跳出，按下方紅色按鈕使之跳出，再將綠色按鈕按回原位后進行主復位。檢查儲氣瓶內的壓力，壓力處于60－80 psi之間，屬正常值。檢查正壓系統(tǒng)漏率，漏氣率小于3 psi/min，也屬正常值范圍。接著測試門頂部位置感應器，發(fā)現(xiàn)是該感應器故障，更換后正常。

(4)屏幕顯示“Low pressure in injection”，手術室護士已確認滅菌的物品中沒有布、紙等物品。在滅菌艙空的情況下運行新循環(huán)，空循環(huán)仍因為低的注射壓力而取消，表明故障不是出在裝載物上，也不太可能由于膠囊的過氧化氫濃度不夠引起。關閉系統(tǒng)，經(jīng)檢查設備右側下方的過載保護開關CB5正常，清空卡匣，檢查當前卡匣是否存在穿刺空位置錯誤，發(fā)現(xiàn)卡匣塑料外殼非膠囊位置有針眼，表明注射閥的穿刺針打偏了。檢查注射閥，發(fā)現(xiàn)穿刺針折斷，更換注射閥后，問題解決。由于故障發(fā)生在更換新卡匣之后發(fā)生，所以可以推斷放置卡匣操作的不正確是此次故障的原因。

(5)屏幕顯示“No RF Power in Vacuum”，表示系統(tǒng)探測到與等離子期等離子能量小于100 W。檢查機器右側下方的中斷器CB7，該中斷器上的綠色按鈕未跳出。打開滅菌艙門，未發(fā)現(xiàn)有物品接觸艙壁、艙門和電極。架板也未接觸艙壁和電極。滅菌艙門關閉后，門上端的傳感器也能被壓住。在滅菌艙空的情況下運行新循環(huán)，空循環(huán)仍取消，查看設備內部等離子發(fā)生器的散熱風扇，運轉正常。由于電極和艙壁未解除，所以等離子發(fā)生器燒毀的可能性比較小。重新檢查艙內的電極狀況。網(wǎng)狀電極是用一個螺栓固定在等離子接收器連到艙內的通道上，檢查該螺栓上，發(fā)現(xiàn)其與網(wǎng)狀電極連接不緊密，重新擰緊。運行空循環(huán)，循環(huán)正常結束。滅菌系統(tǒng)長時間使用過程中，機身的震動導致此故障的發(fā)生。

5 總結

STERRAD100S低溫等離子滅菌系統(tǒng)是相對無故障的器械，日常的例行維護以及正確地裝載滅菌物品可有效確保滅菌循環(huán)取消盡可能的減少。系統(tǒng)故障時，采用主控復位可以解決部分問題。但是對于那些偶發(fā)性故障，只有全面了解系統(tǒng)的結構和各部件的工作原理，才能在使用過程中有效的查找故障原因并解決問題。

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The principle of Sterrad100S Low Temperature Hydrogen Peroxide Gas Plasma Sterilization System and Troubleshooting of its uncommon malfunctions

SUN Wei
Department of Equipment Management，The Third people’s Hospital of Wenzhou ，325000，China

It is introduced in this article about mechanism of plasma sterilization，process and structure of Sterrad100S Low Temperature Hydrogen Peroxide Gas Plasma Sterilization System，and also introduced the troubleshooting of its uncommon malfunctions.d progress of clinical application.

Hydrogen Peroxide;Plasma Sterilization;uncommon malfunctions

TH771+.4

A

1002－2376(2011)04－0020－03