房间湿度、过氧化氢浓度与冷凝因素在汽化过氧化氢杀菌时的影响作用

文献导读

本文来自德国博世集团与德国霍恩海姆大学共同做的研究报告

摘要

   本研究报告调查了汽化过氧化氢对物体表面杀菌时的效果影响因素。文章进行了相对湿度与汽化过氧化氢浓度的调查研究，并比较分析了不同消毒剂的冷凝点。鉴于研究目的，科学家们开发了一系列不同的H2O2灭菌循环过程，并使用接种＞10⁶嗜热脂肪芽胞杆菌的生物指示剂进行效果验证。实验结果表明，在气相阶段，增加过氧化氢的浓度并有较高的湿度水平能很快地杀灭微生物。但气相阶段过氧化氢的浓度越高，湿度水平对杀菌效果的影响越不相关。如果过氧化氢的浓度较低时，要达到相同的杀菌效果就要依赖较高的湿度水平。肉眼不可见的冷凝被发现能缩短杀菌时间，但可见范围内的冷凝并没有被发现能进一步增强杀菌功效。水和过氧化氢在物体表面的分子沉积是微生物失活的决定因素，而过氧化氢在气相阶段的浓度是次要因素。

关键词

冷凝  净化  D值  嗜热脂肪芽胞杆菌  过氧化氢  失活  隔离器  相对湿度  蒸汽

引言

过氧化氢作为杀菌剂已经有一个多世纪的历史。在制药领域，汽化过氧化氢用于屏障系统的净化已经超过十年，但是关于循环参数对灭菌效果的影响仍然存在争议，需进一步调查研究。本文献探讨了相对湿度、过氧化氢浓度与温度的在适宜标准定义上的分歧。同时也有争论关于冷凝是否是杀灭微生物的必要机制以及干法循环的选择是否合适。目前，对于评估过氧化氢灭菌效果的影响因素并没有已经确定的标准规范或参数。本文献为开放系统提供了一份汽化过氧化氢灭菌效果的参数影响分析。本文研究的目的是深化了解灭菌机制，以便优化灭菌周期。

实验设计

本研究进行了如下调查：

1、Tyvek(高密度聚乙烯合成纸）密封的生物指示剂 D值研究（四种不同湿度水平HLs[25%~65%,65%~76%,66%~97%,85%~94%]与三种不同过氧化氢浓度水平[400,600,800ppm]）。研究影响D值的因素如下：

     i. 相对湿度和过氧化氢的浓度

     ii. 过氧化氢的消耗量

     iii.冷凝

2、Tyvek（高密度聚乙烯合成纸）密封与不密封的生物指示剂 D值研究（四种不同HLs与一种过氧化氢浓度水平[600ppm]）

3、使用最近似数（MPN）的灭菌动力学方法（四种不同HLs与两种不同过氧化氢浓度水平[400,600ppm]）

结果

A. 相对湿度与过氧化氢浓度   

 数据揭示，高浓度过氧化氢条件（等于或高于800ppm），提升湿度对于杀灭没有显著影响。在低浓度过氧化氢条件下（400ppm），需要更高的湿度才能达到与800ppm浓度相同的杀灭水平。

B．过氧化氢消耗量   

 实验发现最经济的灭菌循环方案是：①高过氧化氢浓度与低湿度的结合（800ppmH2O2, HLs 1与HLs 2；②中等过氧化氢浓度与中等湿度（600ppmH2O2, HL 2）；或③低过氧化氢浓度与高湿度（400ppmH2O2, HL3）。过氧化氢蒸汽浓度与湿度因素共同决定着杀菌功效。

C.  冷凝    

本研究的实验结果表明，使用汽化过氧化氢消毒时微冷凝是杀菌循环的一阶段，适当的冷凝是有效杀菌的需求条件。因此，为了更有效地杀菌，在循环中开发需要的冷凝量是合情合理，但是并没有充分的依据显示循环过程中可以允许过量的冷凝量，因为那会导致材料受影响与通风时间的延长。

D．使用Tyvek^TM密封与不密封的生物指示剂的D值研究    

正如预期的，未密封的孢子比使用Tyvek^TM密封的孢子更快失活，并且在较高的湿度水平条件下，所有的生物指示剂都相对更快地被杀灭。Tyvek^TM干扰了蒸汽对生物指示剂的扩散速度。对于更高的湿度水平时，未密封与密封的生物指示剂的D值与较低湿度水平条件是不一样的，D值从0.8分钟（HL1）减少至0.2分钟（HL4）。随着湿度的增加与更有效的冷凝，Tyvek^TM屏障对D值的影响逐渐减少。湿度的增加可以帮助促进Tyvek^TM屏障的渗透性。

E.  孢子存活曲线（MPN 方法）   

图14显示了高浓度环境下杀菌率更快（600ppm对比400ppmH2O2），以及增加湿度水平可以导致孢子更快失活。400ppmH2O2循环对比600ppm循环时，湿度范围的不同变化更加明显。600ppmH2O2，HL1与400ppmH2O2，HL4循环周期证明了较低的过氧化氢浓度条件可以通过较高的湿度水平达到等同的杀菌效果。这个结果表明了水和过氧化氢在物体表面的沉积是使微生物失活的主要因素，而过氧化氢蒸汽浓度是次要因素。

总结

这篇研究报告表明过氧化氢蒸汽成功杀灭嗜热脂肪芽胞杆菌是几个循环参数的综合作用。过程中发现相对湿度、过氧化氢蒸汽浓度与冷凝点的水平是比较敏感的因素。高湿度与高过氧化氢浓度条件被发现能提高微生物失活率。观察结果表明，起主要灭菌作用的因素是水和过氧化氢在物体表面的总沉积。对于800ppm的过氧化氢浓度，微生物失活率与湿度水平不相关。但较低的过氧化氢浓度得依赖有较高的湿度环境才能达到杀菌效果。相比之下，较高的过氧化氢浓度只需较低的湿度水平。这表明了可以通过开发不同的参数实现有效的微生物杀灭。在显微镜下才可见的冷凝被发现能增强杀菌率，但过多的冷凝产生的水滴需要避免，因为其可能会造成材料的损害、通风时间延长以及灭菌效果的不一致。

参考文献：

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