[发明专利]基于氩气和乙醇混合气体的等离子体灭菌及抗感染装置

说明书

本公开揭示了一种基于氩气和乙醇混合气体的等离子体灭菌及抗感染装置，包括气液控制模块、等离子体发生模块、电源激励模块和等离子体处理模块。本公开通过在氩气中掺杂微量乙醇和氧气(或水蒸气)，一方面能够实现氩激发态的彭宁电离，使放电从丝状变为弥散形式以形成弥散放电，并降低起始放电电压和气体温度，从而改善放电特性，提高装置的安全性和可靠性；另一方面能够产生高效灭菌物质过氧乙酸，使得灭菌及抗感染效果比现有的等离子体灭菌及抗感染装置强几个数量级以上，且本公开使得过氧乙酸的半衰期极大地缩短，在灭菌及抗感染后几分钟内无残留。

技术领域

本公开属于生物医学领域，具体涉及一种基于氩气和乙醇混合气体的等离子体灭菌及抗感染装置。

背景技术

医疗器械的灭菌有严格的国际标准，一般要求达到无菌水平(SAL＜10^-6)，即只允许不超过百万分之一的微生物存活。一些重复使用的医疗器械如内窥镜、止血夹等都需要按照标准进行灭菌，否则很容易引起交叉感染，甚至导致生命危险。

传统方法一般包括湿热灭菌与干热灭菌两种：湿热灭菌需要在121℃条件下处理15min，而干热灭菌需要在160℃条件下处理2h。相比于传统灭菌方法，大气压冷等离子灭菌的主要优势在于：1、具有低温(接近室温)特点，适用于临床中大量应用的热敏感材料的杀菌；2、能够高效处理细长管道(如内窥镜)内部，且无有害物质残留，并可以大大节省处理时间，例如，传统的环氧乙烷用于内窥镜消毒往往需要处理24h(消毒+通风去残留)，而研究发现使用等离子体灭菌只需要几分钟；3、大气压冷等离子体的广谱抗菌特性，研究发现它能高效灭活耐药性很强的微生物，如超级细菌MRSA、朊病毒、细菌生物膜等，相比于传统高温灭菌方法更加安全(朊病毒能耐高温)。

当细菌、朊病毒、真菌等病原体入侵人体时，会引起局部组织发生损伤性病变和全身性炎症反应，严重时会出现败血症，甚至会导致人体死亡。由于大气压冷等离子的低温(接近室温)特点和广谱抗菌特性，当等离子体用于人体灭菌抗感染时，一方面能高效灭活病菌，特别是抗生素难以灭活的细菌生物膜，另一方面也能保证对人体处理时的安全性。

目前，大气压等离子体在医疗领域的应用越来越广泛，例如皮肤病的治疗、牙齿根管的治疗、伤口愈合等。实验中可以通过氦气放电或氩气放电产生等离子体，其中，氦气的放电特性比较好(均匀性好、稳定性好、等离子体气体温度低)，但是价格昂贵，化学活性比较低，用于灭菌、材料表面改性的效率不高；氩气价格便宜，放电产生的等离子体化学活性较高，但是放电特性不好(均匀性差、稳定性差、等离子体气体温度高)。实验发现，采用现有的等离子体灭菌及抗感染装置需要较长时间才能灭杀造成疾病的微生物，且在微生物的浓度较高时，灭菌效果不理想。特别是用于人体抗感染时，现有的等离子体灭菌及抗感染装置存在处理温度较高，容易引起人体不适，且对感染中常见的细菌生物膜灭活效果不佳的缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的目的在于提供一种基于氩气和乙醇混合气体的等离子体灭菌及抗感染装置，通过在氩气中掺杂微量乙醇和氧气/水蒸气，能够产生具有高效灭菌及抗感染作用的低温等离子体。

本公开通过以下技术方案实现上述目的：

一种基于氩气和乙醇混合气体的等离子体灭菌及抗感染装置，包括：

气液控制模块，用于控制氩气中的乙醇气体和氧气或乙醇气体和水蒸气的含量，生成氩气、乙醇气体、氧气或氩气、乙醇气体、水蒸气的混合气体；

等离子体发生模块，与所述气液控制模块相连，用于对所述气液控制模块产生的混合气体施加强电场通过彭宁电离降低起始放电电压和所述混合气体的温度，产生高活性的低温等离子体；

电源激励模块，与所述等离子体发生模块相连，用于为所述等离子体发生模块提供高电压激励；

等离子体处理模块，与所述等离子体发生模块相连，用于利用所述等离子体发生模块产生的低温等离子体进行直接灭菌及抗感染或将所述低温等离子体活化后进行灭菌。