STERRAD100S低温过氧化氢等离子灭菌系统的工作原理及偶发性故障分析

孙 伟

温州市第三人民医院 设备科，浙江温州325000

STERRAD100S低温过氧化氢等离子灭菌系统的工作原理及偶发性故障分析

孙 伟

温州市第三人民医院 设备科，浙江温州325000

本文介绍了等离子灭菌原理，STERRAD100S低温等离子灭菌系统工作过程以及该系统的组成结构，并阐述了几例偶发故障及其处理方法。

过氧化氢;等离子灭菌;偶发性故障

在常见的低温灭菌方法中，较之环氧乙烷灭菌方法，过氧化氢等离子为新兴的低温灭菌方法，灭菌成本高，受灭菌物品直径、长度、材料等因素影响，灭菌时间短、毒副作用少，适用于紧急和连台手术时手术器械的灭菌，放置在手术室较适宜。

我院手术室结合自身条件和需求，于2009年购买了一台STERRAD100S低温等离子灭菌系统。经临床应用证明，该系统较好地满足了如内窥镜、不耐热、不耐湿高分子材料，各种金属器械、玻璃器械和陶瓷制品等物品的快速灭菌需求。

本文介绍该系统的工作原理，并将该系统工作过程中碰到的偶发性故障和处理方法总结如下，供同行参考。

1 等离子灭菌原理

等离子体是气体原子在一定的物理条件下部分或空气电离，电子和原子核相互共存，宏观上正负电量相等，呈现电中性，这种状态的物质称为等离子体。是物质存在的第四态。等离子体具有能量密度高，化学活性强，自由基和紫外线丰富等显著特点。

STERRAD100S低温等离子灭菌系统是采用一定剂量的过氧化氢作为灭菌剂，在特定的灭菌条件下在灭菌舱内将过氧化氢“激发”成活性极强的过氧化氢等离子体。在等离子体的作用下，过氧化氢将产生丰富的氧原子与微生物细胞壁，酵素发生分解反应。同时由于是空气产生等离子体中具有丰富的激发态的氮氧化物(NOx)，这些氮氧化物放出波250～320 mm的紫外线，其中波长220～270 mm的紫外线对微生物细胞的脱氧核酸糖核酸(DNA)的遗传物质具有最有效的破坏作用。

由于过氧化氢特有的分子结构和易分解的性质，在所有反应锅内压力恢复到一个大气压时而结合成简单的化合物水分子(H2O)及氧分子(O2)，完全无毒害物质残留，具有安全及环保性，对人及环境都安全。

2 STERRAD100S低温等离子灭菌系统工作过程

STERRAD100S采用双循环灭菌，每个单循环的灭菌器分为四个阶段，第一阶段为准备期(真空阶段、等离子前阶段、通风阶段);第二阶段为第一灭菌期(注射阶段、扩散阶段、等离子阶段);第三阶段为第二灭菌期(注射阶段、扩散阶段、等离子阶段);第四阶段为最后通风阶段。

(1)真空期是灭菌过程的第一阶段(1托即1 Torr=1 mmHg=1.33322×102Pa)，舱内压力经过抽真空降到700毫托，进入等离子阶段，这时舱内压力被控制在500毫托，短循环10分钟，长短循环15分钟，水分蒸发并通过真空泵抽出舱外，有助于将物品表面或内部的残留湿气驱除干净。15分钟后通风阀打开，经过过滤的空气进入舱体，当压力达到大气压时，真空泵再次工作，将舱内压力降低到0.4托。然后进入第二阶段，也即第一灭菌期。

(2)第一灭菌期分注射阶段、扩散阶段、等离子阶段。首先注射针头刺穿含浓度为58%－59%过氧化氢的胶囊，由于舱内已抽为高真空，过氧化氢迅速汽化并充分扩散，这一过程过氧化氢已有对生物组织的致死作用。胶囊位于卡盒中，每盒含十个胶囊，可以完成五个消毒灭菌周期，卡盒的位置和注射由软件控制和监测，注射过程持续6 min。然后经过过滤的空气进入舱内(短循环2 min，长循环10 min)，使得过氧化氢扩散到舱内各个角落以及被灭菌器械的表面。真空泵再次将舱内压力由760托降到0.5托，进入等离子阶段，舱内被载入持续两分钟的射频，发生辉光放电，过氧化氢衍生出等离子体，它能干预和破坏微生物的生成，一旦射频停止，等离子气就转换为无害的水汽和氧气。最后真空泵再次将压力从0.5托降低到0.4托，进入第三阶段，也即第二灭菌周期。

(3)第二灭菌周期和第一灭菌周期完全相同，等离子阶段结束后，进入第四阶段，即通风阶段。

(4)在通风阶段，进气阀打开，经过过滤的空气进入舱内，压力回到大气压力，灭菌过程结束。整个灭菌过程持续55 min，长循环72 min。

3 系统组成结构

STERRAD100S低温等离子灭菌系统主机主要由如下部分组成:AC电源模块，真空系统，注射系统，控制模块，灭菌舱及舱门系统，气动控制系统，等离子系统。

AC电源模块为整个灭菌系统提供工作电源。输入是380 V，50 Hz的三相电源。模块含有断路器，热动继电器，电机启动器和电流分配板。

真空系统由真空泵、排气过滤器、油气分离器、多路阀、真空阀、HEPA过滤器、通风阀、回油阀、灭菌舱体和真空压力表组成。真空系统受到灭菌舱压力传感器和控制模块信号的控制。真空泵可达到1 m Torr的压力真空，其抽真空速度是271.7 L/min。多路阀在真空期，扩散期的降压阶段及通风期打开;在注射期及扩散期的压力上升阶段关闭;在等离子期，控制舱内压力保持在500 mtorr左右。

注射系统是由注射系统控制板、气动结构的注射泵和注射阀组成。它自动对卡匣进行定位，并将卡匣传送到正确的胶囊位置，刺穿胶囊，加热过氧化氢溶液，使其气化进入灭菌舱。

控制模块由主控制板、I/O板(输入及输出板)、A/D板(模数转换板)组成。该控制模块控制着电流分配板、等离子系统、多路阀及真空阀、气动控制板、操作面板(按键、显示和打印)、注射系统和灭菌舱门位置感应器。

灭菌舱及舱门系统 灭菌舱为可用容积100 L的圆桶形带密封圈舱体，外部有加热条可加热舱体到50°。灭菌舱顶部安装注射阀，舱内有等离子电极网通过双芯铜线连接到等离子系统，舱体下部与真空系统相连。舱门系统有光学感应器探测们的开合与移动，门移动动力来自于储气瓶内的空气压力和舱门配重块的力学关系。

气动控制系统由气动控制板、储气瓶、空气压缩泵、气压分配阀、速度控制阀和门移动活塞。它控制着整个系统中需气动控制的组件。

等离子系统低温等离子系统110 VAC电源输入，由控制模块的信号控制，产生13.56 MHz，能量为400 W的高频激发源，通过传输系统，在灭菌舱内激发过氧化氢气体，产生过氧化氢等离子体。

4 偶发故障分析与处理

只要操作者能够按照灭菌器的操作要求严格清洗，正确适量装载，该灭菌系统的灭菌循环会有效完成。

结合仪器的原理与结构以及使用过程中的维修经验，现将遇到的偶发故障及其处理方法介绍如下。

(1)使用过程中，显示屏幕无显示，设备灭菌循环仍继续。待灭菌循环结束后，打开操作面板的外壳，发现液晶显示屏的插头与板座的接触不紧密，可能与设备工作时机身震动有关。重新拔插显示屏，开机后显示正常。

(2)真空期1 min左右，灭菌循环即取消，显示“Vacuum system interrupt(真空系统中止)”，进行主控复位，即关闭主电源，按住Cancel键的同时打开主电源，一直到听到“滴滴”两声提示音后，松开Cancel键。问题仍继续，打开机器外壳，发现真空泵未工作。检查设备左侧下方的AC电源盒，所有的断路器均正常，再接着检查电源分配板上的真空泵电击启动器CR－2，该继电器上绿色开关已跳出，将绿色开关按回原始位置后进行主复位，真空泵工作正常，问题解决。

(3)屏幕显示“CLOSE DOOR TIME－OUT(关门超时)”，表示关门后超过15 s，门顶部感应器仍处于联通状态。未发现有障碍物阻挡门的运动。关闭电源，检查设备右侧下方的过载保护开关标有CB5的绿色开关，该绿色按钮未跳出，按下方红色按钮使之跳出，再将绿色按钮按回原位后进行主复位。检查储气瓶内的压力，压力处于60－80 psi之间，属正常值。检查正压系统漏率，漏气率小于3 psi/min，也属正常值范围。接着测试门顶部位置感应器，发现是该感应器故障，更换后正常。

(4)屏幕显示“Low pressure in injection”，手术室护士已确认灭菌的物品中没有布、纸等物品。在灭菌舱空的情况下运行新循环，空循环仍因为低的注射压力而取消，表明故障不是出在装载物上，也不太可能由于胶囊的过氧化氢浓度不够引起。关闭系统，经检查设备右侧下方的过载保护开关CB5正常，清空卡匣，检查当前卡匣是否存在穿刺空位置错误，发现卡匣塑料外壳非胶囊位置有针眼，表明注射阀的穿刺针打偏了。检查注射阀，发现穿刺针折断，更换注射阀后，问题解决。由于故障发生在更换新卡匣之后发生，所以可以推断放置卡匣操作的不正确是此次故障的原因。

(5)屏幕显示“No RF Power in Vacuum”，表示系统探测到与等离子期等离子能量小于100 W。检查机器右侧下方的中断器CB7，该中断器上的绿色按钮未跳出。打开灭菌舱门，未发现有物品接触舱壁、舱门和电极。架板也未接触舱壁和电极。灭菌舱门关闭后，门上端的传感器也能被压住。在灭菌舱空的情况下运行新循环，空循环仍取消，查看设备内部等离子发生器的散热风扇，运转正常。由于电极和舱壁未解除，所以等离子发生器烧毁的可能性比较小。重新检查舱内的电极状况。网状电极是用一个螺栓固定在等离子接收器连到舱内的通道上，检查该螺栓上，发现其与网状电极连接不紧密，重新拧紧。运行空循环，循环正常结束。灭菌系统长时间使用过程中，机身的震动导致此故障的发生。

5 总结

STERRAD100S低温等离子灭菌系统是相对无故障的器械，日常的例行维护以及正确地装载灭菌物品可有效确保灭菌循环取消尽可能的减少。系统故障时，采用主控复位可以解决部分问题。但是对于那些偶发性故障，只有全面了解系统的结构和各部件的工作原理，才能在使用过程中有效的查找故障原因并解决问题。

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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