便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置設(shè)計

趙 雯，朱 朋，張春利，賈 珍，孫寶華，車 蕾，王鵬發(fā)(口頜系統(tǒng)重建與再生全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，空軍軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科，陜西 西安 710032)

口腔印模制取是口腔義齒修復(fù)及口腔正畸等治療過程中的重要環(huán)節(jié)?？谇挥∧Ｊ怯每伤苄杂∧２牧先〉玫纳?、下頜牙列和周圍軟、硬組織的陰模。制取口腔印模的過程中病原微生物可通過唾液、血液、齦溝液和牙菌斑吸附到印模表面和深部，使得其表面可能沾染大量的致病菌[1-2]。如不經(jīng)過特殊的清洗消毒處理，口腔印模就可能成為肝炎病毒、單純皰疹病毒、人類免疫缺陷病毒、新型冠狀病毒等傳染性疾病的感染源，易造成患者以及醫(yī)護(hù)、技師人員之間的醫(yī)源性交叉感染和疾病傳播的風(fēng)險[3-4]。因此，口腔印模清洗消毒質(zhì)量關(guān)系臨床安全，做好印模清洗消毒工作十分重要。

臨床中大部分印模材料不能耐受高溫、高壓、高熱，且在清洗消毒過程中極易吸水或脫水變形，造成口腔印模三維尺寸改變和表面細(xì)節(jié)精確度降低[5-7]。印模清洗消毒應(yīng)達(dá)到兩方面的要求，首先消毒劑能有效地殺滅各種微生物，其次清洗消毒不影響印模材料的尺寸穩(wěn)定性和表面結(jié)構(gòu)特征，不會與所翻制的石膏模型產(chǎn)生反應(yīng)[8-10]。市面上簡易式印模清洗消毒機(jī)稀缺，荷蘭Demato DTC425口腔印模清洗機(jī)與國產(chǎn)精工牌JG-33318-YM口腔印模臭氧消毒器均價格昂貴、清洗消毒印模量少且機(jī)內(nèi)自身質(zhì)控存在二次污染[11-13]。目前口腔印模的制取、消毒仍以傳統(tǒng)方法為主[14]。在現(xiàn)有技術(shù)中，尚未有一款實(shí)用性強(qiáng)、適應(yīng)強(qiáng)及清洗消毒效果好的便攜式口腔印模清洗消毒裝置。鑒于此，本文設(shè)計一種便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置[15]，具有適用性廣、效率高和經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，介紹如下。

1 一種便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置的設(shè)計

裝置由消毒倉、放置倉、控制系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備組成。消毒倉主要包括印模固定組件、噴淋組件、浸泡池組件；放置倉主要包括儲液池、供液組件；控制系統(tǒng)主要包括操作面板與控制電路；機(jī)械設(shè)備主要包括風(fēng)干機(jī)、循環(huán)泵。機(jī)構(gòu)如圖1所示。

本裝置依據(jù)總體設(shè)計思路，采用納米銀復(fù)合抗菌材料為消毒倉、放置倉基礎(chǔ)固件，現(xiàn)已完成體積(長、寬、高)為450 mm×450 mm×500 mm驗(yàn)證模型的搭建(圖2)。

圖2 便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置效果圖

1.1 消毒倉設(shè)計

消毒倉主要由印模固定組件、噴淋組件、浸泡池組件組成。其中印模固定組件設(shè)計于消毒倉內(nèi)中心懸掛，噴淋組件設(shè)計于印模固定組件的上方，浸泡池組件設(shè)計于印模固定組件的下方。

印模固定組件用于印模固定，其組成包括牙托固定座、支撐框架和一對伸縮桿。支撐框架由一對橫桿和一對縱桿圍成；一對伸縮桿的一端固定安裝在柜體頂板的下表面，另一端固定安裝在一對縱桿的上表面(圖3)。印模固定組件一對縱桿之間連接有一根橫向設(shè)置的固定板，固定板的上表面安裝有多個用于固定帶有口腔印模的牙托固定座。牙托固定座為底部封閉的方管狀，牙托固定座的閉口端固定安裝在固定板上，牙托固定座的開口端的側(cè)壁上設(shè)置有鎖緊旋鈕，牙托固定座的中軸線與固定板的上表面設(shè)置有夾角，夾角的角度范圍為30°～50°(圖4)。

1：縱桿；2：伸縮桿；3：橫桿；4：固定板；5：鎖緊旋鈕；6：牙托固定座。圖3 印模固定組件的結(jié)構(gòu)示意圖

1：橫桿；2：固定板；3：鎖緊旋鈕；4：牙托。圖4 牙托固定座

噴淋組件為印模提供噴淋消毒功能，其組成為噴淋架，噴淋架包括設(shè)置于牙托固定座上方的橫向噴淋管和設(shè)置于一對縱桿兩側(cè)的豎向噴淋管，橫向噴淋管和豎向噴淋管上均安裝有360°旋轉(zhuǎn)噴淋頭。

浸泡池組件為印模提供浸泡空間，其組成包括浸泡池、液位感應(yīng)器、超聲波振蕩板、供液管、排水管等。位于印模固定組件的下方，內(nèi)側(cè)壁上方設(shè)置有液位感應(yīng)器，底部設(shè)置有第二排水管，第二排水管的出口端設(shè)置于儲液池內(nèi)，第二排水管上設(shè)置有第五閥門。浸泡池下方設(shè)置有超聲波振蕩板，超聲波振蕩板與浸泡池的底面相接觸。

1.2 放置倉設(shè)計

放置倉主要由儲液池、供液組件組成。儲液池設(shè)置于放置倉內(nèi)，主要用于循環(huán)消毒液體的臨時存儲。其組成通過三通閥連接第一循環(huán)管、第二循環(huán)管和第三循環(huán)管，第一循環(huán)管與儲液池的底部相連接，第二循環(huán)管與第一供液管的一端相連接，第三循環(huán)管與第一排水管相連接，第二循環(huán)管上設(shè)置有循環(huán)泵，第三循環(huán)管上設(shè)置有排水泵。供液組件包括設(shè)置于放置倉內(nèi)的純水箱、清洗酶箱、第一消毒液箱、第二消毒液箱，為各液體提供支持通道，其組成為純水箱連接第一閥門，清洗酶箱連接第二閥門，第一消毒液箱連接第三閥門，第一閥門、第二閥門和第三閥門與第一供液管的一端相連接，第一供液管的另一端穿過隔板與噴淋架相連接。

1.3 控制系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)主要由操作面板與控制電路組成。操作面板上設(shè)置有顯示屏和操作按鍵，作為控制系統(tǒng)的輸入輸出，完成人機(jī)交互?？刂齐娐窞樵撗b置的操作按鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別與伸縮桿、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、三通閥、循環(huán)泵、排水泵、超聲波震蕩板、風(fēng)干機(jī)和液位感應(yīng)器相連接。應(yīng)用工業(yè)級最新PLC為主控系統(tǒng)，借鑒了該領(lǐng)域眾多資深專家[1-3，6-11]有關(guān)印模清洗消毒經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合不同耗材特性進(jìn)行逐步驗(yàn)證，最終形成一個包含了預(yù)洗、霧化、浸泡、二次漂洗、干燥的普適性清洗消毒的最佳程序算法[16]。

1.4 機(jī)械設(shè)備設(shè)計

機(jī)械設(shè)備主要由風(fēng)干機(jī)、循環(huán)泵、循環(huán)管、排水管、閥門組成。在柜體的上方輔助箱體內(nèi)設(shè)置有風(fēng)干機(jī)，柜體的頂部開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，柜體的側(cè)壁上開設(shè)有出風(fēng)口，風(fēng)干機(jī)出風(fēng)管的出口端與進(jìn)風(fēng)口相連接，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口上均安裝氣體單向閥。在本裝置底部設(shè)有循環(huán)泵，通過循環(huán)泵使不同的液體對口腔印模進(jìn)行循環(huán)清洗和噴淋消毒。

2 使用方法

2.1 口腔印模安裝

打開消毒倉的柜門，將多個帶有口腔印模的牙托依次插入對應(yīng)的牙托固定座的開口端內(nèi)，通過鎖緊旋鈕將其牢固地固定在牙托固定座上，關(guān)閉柜門。

2.2 口腔印模預(yù)沖洗

通過第一閥門開啟純水箱，在循環(huán)泵的作用下，通過噴淋組件循環(huán)沖洗牙托固定座上的口腔印模1 min，沖洗完成后，開啟排水泵將消毒倉和儲液池內(nèi)的液體排出柜體外，預(yù)沖洗過程完成。

2.3 口腔印模主沖洗

通過第二閥門開啟清洗酶箱，在循環(huán)泵的作用下，用清洗酶溶液通過噴淋組件循環(huán)沖洗牙托上的口腔印模3 min，沖洗完成后，開啟排水泵將消毒倉和儲液池內(nèi)的液體排出柜體外，主沖洗過程完成。

2.4 口腔印模噴淋消毒

通過第三閥門開啟第一消毒液箱，在循環(huán)泵的作用下，用消毒液通過噴淋組件循環(huán)對牙托上的口腔印模噴淋消毒5 min，噴淋完成后，開啟排水泵將消毒倉和儲液池內(nèi)的液體排出柜體外，噴淋消毒過程完成。

2.5 口腔印模漂洗

控制一對伸縮桿將支撐框架從浸泡池內(nèi)上升帶動固定有帶有口腔印模的牙托固定座懸空至噴淋架下方，通過第一閥門開啟純水箱，在循環(huán)泵的作用下，用純水通過噴淋組件循環(huán)漂洗牙托上的口腔印模1 min，漂洗完成后，開啟排水泵將消毒倉和儲液池內(nèi)的液體排出柜體外，漂洗過程完成。

2.6 口腔印模風(fēng)干

開啟風(fēng)干機(jī)，干燥氣體通過出風(fēng)管由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到消毒倉內(nèi)，再從出風(fēng)口排出到柜體外，持續(xù)循環(huán)吹風(fēng)5～10 min，將消毒完成后的口腔印模完全風(fēng)干，再打開消毒倉的柜門將帶有口腔印模的牙托從牙托固定座上取下，整個清洗消毒完成。

3 便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置主要創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 形成了口腔印模清洗消毒保障新模式

口腔印模清洗消毒應(yīng)達(dá)到兩方面的要求：首先消毒劑能有效地殺滅各種微生物；其次不影響印模材料的尺寸穩(wěn)定性和表面結(jié)構(gòu)特征，不會與所翻制石膏模型產(chǎn)生反應(yīng)。由于口腔印模材料其特殊性，不能耐受高溫高壓，目前我國各層級口腔診療部門印模清洗消毒方式方法不盡相同，尚未形成一套完善的公認(rèn)的消毒方法。

應(yīng)用工業(yè)級最新PLC為主控系統(tǒng)，以各領(lǐng)域多專家多年印模清洗消毒數(shù)據(jù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)形成的清洗消毒程序算法，采用納米銀復(fù)合抗菌材料為裝置基礎(chǔ)固件，完成構(gòu)建清洗消毒裝置。本裝置整體結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，旨在提高口腔印模上細(xì)菌病毒殺滅效果，避免交叉感染，避免影響口腔印模的尺寸和穩(wěn)定性，提高修復(fù)體的精密度，實(shí)現(xiàn)對口腔印模的快速、精準(zhǔn)、便攜式全自動化清洗消毒，有效提升了口腔印模清洗消毒保障能力和裝備水平，形成了我國口腔印模清洗消毒保障新模式。

3.2 有效解決基層口腔醫(yī)院口腔印模清洗消毒迫切需求

該項(xiàng)目的順利實(shí)施與開展，對提升基層醫(yī)院的口腔印模消毒效果有重要作用，具有顯著的社會效益。①醫(yī)院效益：降低了長期成本，全自動設(shè)備的使用有利于提高醫(yī)院整體運(yùn)營管理水平和醫(yī)院整體運(yùn)營效益。改善了工作環(huán)境，提升了醫(yī)院整體形象。②醫(yī)護(hù)工作者效益：設(shè)備的作用，保護(hù)醫(yī)護(hù)人員，降低交叉感染概率，安全高效，避免醫(yī)患感染風(fēng)險。全自動化的清洗消毒設(shè)備減少印模清洗消毒的工作時間，節(jié)約了人力成本，提高了臨床工作效率。③社會效益：一種便攜式全自動口腔印模清洗消毒系統(tǒng)裝置的應(yīng)用，減少了口腔印模在清洗消毒過程中的損耗，提高了印模精度，保證了修復(fù)體等質(zhì)量[17]，減少患者就診次數(shù)，為患者提供了更好的服務(wù)，從而提高了患者滿意度。④經(jīng)濟(jì)效益：本清洗消毒裝置實(shí)用性強(qiáng)，制造成本低，使其必然具有很好的市場推廣價值，能得到有效普及，有潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

口腔印模清洗消毒質(zhì)量關(guān)系臨床安全與品質(zhì)[13]。預(yù)防與控制感染是目前醫(yī)院工作中的重中之重，在三甲醫(yī)院評審以及國際醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)認(rèn)證聯(lián)合委員會評審當(dāng)中，如發(fā)生重大醫(yī)院感染事件，均為一票否決。本課題組研制的便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置，整體結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，有效提高口腔印模清洗消毒效果，預(yù)防交叉感染，減少對口腔印模的尺寸和穩(wěn)定性影響，從而實(shí)現(xiàn)對口腔印模的快速、精準(zhǔn)、便攜式全自動化清洗消毒。此外，本口腔印模清洗消毒裝置采用納米銀復(fù)合抗菌材料為裝置基礎(chǔ)固件，與現(xiàn)有相關(guān)的產(chǎn)品相比，納米銀復(fù)合抗菌材料成本較高，在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用，尚待進(jìn)一步推廣使用和反饋分析。該便攜式全自動口腔印模清洗消毒裝置體積小、實(shí)用性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)場的印模清洗消毒，在我國各層級口腔醫(yī)療部門均有潛在應(yīng)用前景。