外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置的實(shí)現(xiàn)原理及設(shè)計(jì)

鐘里明，曾廣吾

廣西壯族自治區(qū)桂東人民醫(yī)院 1 設(shè)備科，2 骨科（廣西梧州 543001）

嬰兒培養(yǎng)箱是人為營造的一種類似母體子宮環(huán)境的醫(yī)療設(shè)備，可為早產(chǎn)兒生長發(fā)育提供恒溫、恒濕的環(huán)境和潔凈無菌的生活空間[1]；但各種臨床護(hù)理操作和日常生活護(hù)理措施等[2]使嬰兒培養(yǎng)箱被污染的風(fēng)險(xiǎn)較大，加之患兒各系統(tǒng)發(fā)育不全或抵抗力低，一旦發(fā)生污染，輕則增加患兒的痛苦和其家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，重則發(fā)生院內(nèi)交叉感染，甚至危及患兒的生命安全。由此可見，嬰兒培養(yǎng)箱的消毒工作是醫(yī)院感控的一項(xiàng)重要工作[3]。目前，由于各院采用的消毒方式及操作方法不同，造成消毒效果有較大的差異。例如，王英等[4]報(bào)道，在用嬰兒培養(yǎng)箱的合格率為31.25%，待用放置≥7 d 嬰兒培養(yǎng)箱的合格率為16.67%；而張中翠等[5]發(fā)現(xiàn)，嬰兒培養(yǎng)箱經(jīng)終末消毒后 20 d 內(nèi)各部位均未檢測(cè)出細(xì)菌，效果雖好，但工序煩瑣。為了提高嬰兒培養(yǎng)箱的消毒效果及效率，本研究從臭氧的消毒機(jī)理展開討論，根據(jù)嬰兒培養(yǎng)箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和臭氧消毒的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合臨床應(yīng)用得到臭氧消毒的實(shí)現(xiàn)原理，提出一種外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置的設(shè)計(jì)方法。

1 臭氧的消毒機(jī)理

臭氧與氧氣是同素異形體，由單一化學(xué)元素組成，臭氧的化學(xué)式為“O3”，其消毒作用 通常是物理學(xué)、化學(xué)及生物學(xué)等方面的綜合結(jié)果[6]。臭氧的消毒機(jī)理包括：（1）氧化細(xì)菌內(nèi)部的酶；（2）直接破壞細(xì)菌的細(xì)胞器和DNA、RNA，損壞其新陳代謝系統(tǒng)；（3）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，使細(xì)菌畸變、溶解[7]。

2 嬰兒培養(yǎng)箱臭氧消毒的實(shí)現(xiàn)原理

2.1 嬰兒培養(yǎng)箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

嬰兒培養(yǎng)箱由上、中、下三層組成：上層為嬰兒艙，是嬰兒生活的地方；中層為機(jī)箱，是控制儀、加熱器、循環(huán)對(duì)流風(fēng)道及水槽等部件安裝的地方；下層為機(jī)柜或機(jī)腳。嬰兒培養(yǎng)箱的工作原理為：通過上層?jì)雰号摵椭袑訖C(jī)箱的組合形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的密閉空間，利用控制儀單片機(jī)對(duì)加熱器進(jìn)行熱調(diào)節(jié)，并在軸流風(fēng)機(jī)作用下使箱體內(nèi)的空氣產(chǎn)生微循環(huán)，從而營造一個(gè)對(duì)流循環(huán)、干凈舒適的嬰兒生活環(huán)境。

2.2 臭氧消毒的特點(diǎn)

臭氧具有滲透力強(qiáng)、擴(kuò)散性好、濃度均勻、消毒徹底等特點(diǎn)，是一種高效廣譜氣體消毒劑，可以殺滅芽孢、真菌、病毒及細(xì)菌的繁殖體[8]。但臭氧的性質(zhì)很不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在兩方面：（1）極易分解，分解以后的產(chǎn)物是氧氣，不會(huì)形成任何有害的化學(xué)物質(zhì)，不存在二次有害化學(xué)殘留污染的問題；（2）不能儲(chǔ)存和運(yùn)輸，必須通過臭氧發(fā)生裝置現(xiàn)場(chǎng)制備現(xiàn)場(chǎng)使用，這也限制了臭氧的應(yīng)用廣度。

2.3 應(yīng)用實(shí)例

劉正玲等[9]選用床單位臭氧消毒器來產(chǎn)生臭氧消毒氣體，通過消毒前、后對(duì)床單位的檢測(cè)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)臭氧工作濃度＞200 mg/m3，環(huán)境泄漏＜0.2 mg/m3，消毒 30 min 后各床單位用具的細(xì)菌殺滅率高達(dá)98.56%～99.96%，消毒效果滿意，達(dá)到 GB 15982-1995《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》三類環(huán)境表面衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求。韋君[10]采用臭氧消毒器對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱進(jìn)行消毒，結(jié)果顯示，臭氧未發(fā)生泄漏。唐紅裝等[11]對(duì)床單位臭氧消毒器進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)臭氧工作濃度＞600 mg/m3，最低發(fā)生量＞2.5 g/h，消毒30 min 后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)臭氧能夠?qū)雰号囵B(yǎng)箱內(nèi)部的床墊、用品及各部件、風(fēng)道和接縫進(jìn)行全面徹底的消毒，且消毒效果顯著。

2.4 實(shí)現(xiàn)原理

由以上分析可見，嬰兒培養(yǎng)箱是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的密閉空間結(jié)構(gòu)，可保證臭氧不泄漏；另外，臭氧具有滲透力強(qiáng)、擴(kuò)散性好、濃度均勻及消毒無死角、無二次殘留等顯著優(yōu)點(diǎn)，也使臭氧消毒在安全性和有效性上具有顯著優(yōu)勢(shì)[12]。因此，嬰兒培養(yǎng)箱采用臭氧消毒在原理上是可以實(shí)現(xiàn)的。

3 一種外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置的設(shè)計(jì)

3.1 指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)

嬰兒培養(yǎng)箱是安全級(jí)別要求較高的醫(yī)療設(shè)備之一。為了確保箱體內(nèi)所有的電氣元件在各種極端條件下不會(huì)發(fā)生致命的電擊和電火花事件，外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和安全系數(shù)必須同時(shí)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 9706.1-2007《醫(yī)用電氣設(shè)備 第1部分：安全通用要求》[13]和GB 11243-2008《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2部分：嬰兒培養(yǎng)箱安全專用要求》[14]。

3.2 技術(shù)背景

在目前缺少既安全又可靠的嬰兒培養(yǎng)箱專用臭氧消毒裝置的情況下，個(gè)別醫(yī)院采用床單位臭氧消毒器對(duì)嬰兒培養(yǎng)箱進(jìn)行消毒，此方法解決了制備臭氧的難題，但使用麻煩，操作復(fù)雜，消毒效果難以控制。

一種內(nèi)置式臭氧消毒裝置[15]通過將消毒裝置置于嬰兒培養(yǎng)箱內(nèi)部進(jìn)行消毒，雖然解決了上述操作復(fù)雜等不足，但是其破壞了嬰兒培養(yǎng)箱的原有內(nèi)部安全結(jié)構(gòu)，降低了嬰兒培養(yǎng)箱的安全系數(shù)，不符合“電氣元件與可能積聚氧氣的艙室隔開”[14]和“可能產(chǎn)生火花或引起表面溫度升高從而成為引燃源的電路應(yīng)設(shè)計(jì)成不會(huì)發(fā)生點(diǎn)燃”[14]的要求，存在潛在的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置的設(shè)計(jì)

針對(duì)以上分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置[16]，在不改變嬰兒培養(yǎng)箱原箱體內(nèi)部任何結(jié)構(gòu)且不影響其安全系數(shù)的前提下，在箱體外底部的安全位置安裝一個(gè)電子臭氧發(fā)生器，由該電子發(fā)生器產(chǎn)生臭氧消毒氣體，通過輸氣管將臭氧消毒氣體源源不斷地注入嬰兒培養(yǎng)箱箱體內(nèi)，在一定濃度和時(shí)間的作用下達(dá)到消毒的目的。圖1為該裝置的結(jié)構(gòu)組成，圖2為該裝置的工作原理，圖3為實(shí)物圖。

圖1 結(jié)構(gòu)組成

圖2 工作原理

圖3 實(shí)物圖

如圖所示，首先將電子臭氧發(fā)生器6安裝在嬰兒培養(yǎng)箱箱體1外底部安全位置，當(dāng)嬰兒培養(yǎng)箱需要消毒時(shí)，將快速轉(zhuǎn)接接口3卡接在嬰兒培養(yǎng)箱箱體進(jìn)風(fēng)口2上，快速連接并形成通路，然后將電子臭氧發(fā)生器6電源插頭插到嬰兒培養(yǎng)箱電源插座5上，在定時(shí)器7上設(shè)定好消毒時(shí)間，讓電子臭氧發(fā)生器6開始工作，利用高壓放電制取臭氧消毒氣體，在電子臭氧發(fā)生器內(nèi)部氣泵作用下源源不斷地將臭氧消毒氣體送至輸氣管4，經(jīng)快速轉(zhuǎn)接接口3和嬰兒培養(yǎng)箱箱體進(jìn)風(fēng)口2注入嬰兒培養(yǎng)箱箱體內(nèi)，在一定濃度和時(shí)間的作用下快速殺滅細(xì)菌、病毒，從而完成嬰兒培養(yǎng)箱箱體內(nèi)的全面消毒工作；當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，定時(shí)器7切斷電子臭氧發(fā)生器6的工作電源，電子臭氧發(fā)生器6停止工作，將快速轉(zhuǎn)接接口3從嬰兒培養(yǎng)箱箱體進(jìn)風(fēng)口2上分離并取下，消毒工作結(jié)束，嬰兒培養(yǎng)箱復(fù)原待用。

綜上所述，臭氧可被用于嬰兒培養(yǎng)箱的消毒中，利用電子臭氧發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制取臭氧可解決臭氧不能儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)碾y題，外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒裝置可在確保嬰兒培養(yǎng)箱箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全系數(shù)不變的前提下，實(shí)現(xiàn)臭氧的現(xiàn)場(chǎng)制取和現(xiàn)場(chǎng)使用，為嬰兒培養(yǎng)箱消毒提供了一套安全有效、簡單實(shí)用的臭氧消毒方法，具有設(shè)計(jì)合理、創(chuàng)意新穎、制作簡單、操作方便，以及消毒無死角、無二次殘留污染等優(yōu)點(diǎn)。該裝置經(jīng)廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所科技查新未見廣西區(qū)內(nèi)有開展上述外置注入式嬰兒培養(yǎng)箱消毒效果研究的公開文獻(xiàn)報(bào)道[17]，同時(shí)獲得全國醫(yī)療器械創(chuàng)新賽三等獎(jiǎng)和國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用專利。