張津，張怡琳，薛園園，寧娜，李素霞

山東省眼科醫(yī)院 a. 消毒供應(yīng)中心；b. 護(hù)理部；c. 門診部；d. 院感科；e. 角膜病科，山東 濟(jì)南 250021

引言

壓力蒸汽滅菌法是一種蒸汽濕熱滅菌的方法，它已成為現(xiàn)代醫(yī)院進(jìn)行滅菌的首選方法，具備無殘留、不污染環(huán)境、不破壞產(chǎn)品表面、容易控制和重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療滅菌等行業(yè)[1-2]。由于蒸汽源、滅菌設(shè)備的不合理選擇及蒸汽系統(tǒng)的不規(guī)范安裝，導(dǎo)致了許多醫(yī)院蒸汽質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而影響了滅菌效果。

1 蒸汽滅菌效果保證的要素

濕熱蒸汽滅菌原理是在高溫高壓下使微生物的蛋白質(zhì)及核酸變性導(dǎo)致其死亡。這種變性首先是分子中的氫鍵分裂，若氫鍵破裂的數(shù)量未達(dá)到微生物死亡的臨界值，則其分子很可能回復(fù)到它原有的形式，微生物就沒有被殺死。為有效地使蛋白質(zhì)變性，就需要水蒸氣有足夠的溫度和持續(xù)時(shí)間，這對滅菌效果十分重要[3]。高溫飽和水蒸氣可迅速使蛋白質(zhì)變性，在規(guī)定操作條件下，蛋白質(zhì)發(fā)生變性的過程即微生物死亡的過程，是可預(yù)見和重復(fù)的。

從蒸汽滅菌的原理我們可以看出，蒸汽質(zhì)量、滅菌溫度、滅菌時(shí)間構(gòu)成了滅菌效果保證的三要素。其中，滅菌溫度和滅菌時(shí)間是可以直觀監(jiān)測和控制的，而蒸汽由于其高溫高壓的特性，難以通過簡單的測量和處理實(shí)現(xiàn)其質(zhì)量的精確控制，只有通過規(guī)范化蒸汽的產(chǎn)生和運(yùn)輸來保證其質(zhì)量。

1.1 蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)及對滅菌效果的影響

衡量蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)有蒸汽干度、非凝結(jié)性氣體含量以及潔凈度等。

1.1.1 蒸汽干度

蒸汽干度是指蒸汽中含有飽和蒸汽的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比，是衡量蒸汽含水量即蒸汽飽和度的物理量，干度越高，蒸汽的含水量越低。由于蒸汽中水分的存在降低了蒸汽的蒸發(fā)焓，同時(shí)蒸汽中包含的水分會增加蒸汽冷凝時(shí)形成的冷凝水膜，產(chǎn)生額外的傳熱熱阻，影響滅菌過程的傳熱效果[4]。

蒸汽飽和度低的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面表現(xiàn)在滅菌過程中，降低了蒸汽的蒸發(fā)焓，同時(shí)蒸汽中包含的水分會增加蒸汽冷凝時(shí)形成的冷凝水膜，產(chǎn)生額外的傳熱熱阻，影響滅菌過程的傳熱效果，引起濕包，造成滅菌失敗。另一方面在蒸汽輸送過程中，隨蒸汽高速運(yùn)動(dòng)的冷凝水會慢慢沖蝕蒸汽管路，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，對整個(gè)蒸汽系統(tǒng)造成破壞。蒸汽干度的測量方法分化驗(yàn)法、非熱力學(xué)法和熱力學(xué)法[5]。

1.1.2 非凝結(jié)性氣體含量

研究表明，含有少量非凝結(jié)性氣體就會大大影響蒸汽冷凝[6]。蒸汽中的非凝結(jié)性氣體主要為空氣和CO2。理想情況下，蒸汽的飽和壓力和飽和溫度是一一對應(yīng)的關(guān)系。但是，如果蒸汽中含有空氣或其他不凝性氣體，在蒸汽壓力達(dá)到了預(yù)定要求的情況下，蒸汽溫度難以達(dá)到預(yù)定要求。

同時(shí)，非凝結(jié)性氣體會在滅菌物體表面形成一層隔熱層，使得蒸汽的熱量難以直接傳導(dǎo)至滅菌物體，降低了換熱效率，使滅菌物體難以在規(guī)定的時(shí)間達(dá)到滅菌溫度或者達(dá)到滅菌溫度后難以維持足夠長的時(shí)間，從而造成滅菌失敗。

實(shí)驗(yàn)證明，即使水蒸氣中含有非常少的非凝結(jié)性氣體，也會引起傳熱系數(shù)的大幅度減小。非凝結(jié)性氣體主要是通過在壁面處凝結(jié)液膜附件形成一層非凝結(jié)性氣體層，阻止蒸汽向壁面的移動(dòng)，從而增加了傳熱熱阻[7]。

蒸汽經(jīng)過不同物品的溫度變化曲線，見圖1。從圖1可以看出，蒸汽在經(jīng)過很薄的冷空氣后溫度會急劇下降，說明非凝結(jié)性氣體是非常大的熱阻。

圖1 蒸汽經(jīng)過不同物品的溫度變化曲線

不同物質(zhì)的傳熱系數(shù)，見表1。從表1可以看出，空氣的傳熱系數(shù)約只有銅的1.5萬分之一，所以1 mm厚的非凝結(jié)性氣體層的熱阻約相當(dāng)于15 m厚的銅產(chǎn)生的熱阻。

表1 不同物質(zhì)的傳熱系數(shù)

因此控制蒸汽中非凝結(jié)性氣體的含量，對于保證滅菌效果是至關(guān)重要的。非凝結(jié)性氣體含量通常用其所占的體積比進(jìn)行衡量。即：

1.1.3 蒸汽潔凈度

重復(fù)使用的手術(shù)器械、敷料等診療物品，使用后會經(jīng)過清洗、消毒、滅菌、干燥等環(huán)節(jié)的處理。在這些處理過程中，各種有害化學(xué)物質(zhì)，均會對被滅菌物品造成污染。造成器械的腐蝕生銹，影響器械的壽命，同時(shí)銹漬成為細(xì)菌的溫床，影響滅菌效果，造成滅菌失敗[8]。

蒸汽中的雜質(zhì)可能會在滅菌過程中沉積在被滅菌物品上，造成黃包、器械腐蝕染銹，這樣被污染的醫(yī)療器械和診療用品可能對病人產(chǎn)生危害，存在潛在感染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)雜質(zhì)沉積在被滅菌物品上會影響蒸汽的穿透，導(dǎo)致滅菌失敗。除此之外，蒸汽中的有害物質(zhì)還會造成蒸汽管道、閥門以及滅菌設(shè)備的腐蝕，危害蒸汽系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行，見圖2。因此需要通過控制蒸汽冷凝物中的重金屬離子含量、電導(dǎo)率等指標(biāo)，來控制蒸汽中的有害化學(xué)物質(zhì)含量在可接受范圍內(nèi)。

圖2 黃包(a)、器械染銹（b）及設(shè)備腐蝕（c）

1.2 蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)要求

為保證滅菌效果，蒸汽質(zhì)量應(yīng)滿足[9]：干度≥0.95，非凝結(jié)性氣體含量≤3.5%以及潔凈度（表2）。

表2 蒸汽潔凈度要求

1.3 蒸汽質(zhì)量的現(xiàn)狀

1.3.1 我院蒸汽質(zhì)量

按照EN285的測試方法，對我院消毒供應(yīng)中心的蒸汽質(zhì)量進(jìn)行了測試，其中潔凈度僅選取了蒸汽冷凝物中有代表性的氯離子含量、電導(dǎo)率和pH進(jìn)行測試，具體測試結(jié)果：干度為0.95，非凝結(jié)性氣體含量為3.4%，氯離子為1.6 mg/L，電導(dǎo)率為5.27 μs/cm，pH值為6.31。

1.3.2 其他醫(yī)院蒸汽質(zhì)量

咨詢某滅菌器廠家對全國各地蒸汽質(zhì)量進(jìn)行抽樣調(diào)研的情況，其每個(gè)省選取3個(gè)醫(yī)院進(jìn)行了蒸汽質(zhì)量測試，具體測試結(jié)果：干度為0.7～0.98，非凝結(jié)性氣體含量為1.8%～7.4%，氯 離 子 0.1～59.6 mg/L， 電 導(dǎo) 率 1.27～29.2 μs/cm，pH 值 為4.31～9.3。

1.3.3 小結(jié)

國內(nèi)消毒供應(yīng)中心滅菌用蒸汽達(dá)標(biāo)率較低，主要原因是大部分用的是普通的工業(yè)蒸汽，且蒸汽管道為醫(yī)院公用蒸汽管道，未單獨(dú)敷設(shè)潔凈蒸汽管道，同時(shí)蒸汽輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理，未設(shè)置蒸汽干度的提升及非凝結(jié)性氣體的排出等裝置。某醫(yī)院管道和滅菌設(shè)備內(nèi)部照片，見圖3。

圖3 某醫(yī)院蒸汽管道及滅菌設(shè)備內(nèi)部

2 方法

為了提高蒸汽質(zhì)量，保證滅菌效果，應(yīng)控制蒸汽流通的各個(gè)環(huán)節(jié)，從產(chǎn)蒸汽到輸送蒸汽再到用蒸汽全盤考慮，即要從蒸汽源、蒸汽輸送系統(tǒng)及滅菌設(shè)備三方面控制蒸汽質(zhì)量，進(jìn)而保證蒸汽的潔凈度、干度、非凝結(jié)氣體含量符合滅菌要求。

2.1 提高蒸汽干度

2.1.1 主管道

蒸汽主管應(yīng)沿流動(dòng)方向布置有不小于1:100的坡度（每100 m有1 m的下降）。該坡度將確保冷凝水在重力和蒸汽流動(dòng)的作用下流向冷凝水排放點(diǎn)。每隔30～50 m布置疏水點(diǎn)，并且布置在管道的最低處，如上升管道的底部（圖4）[4]。

圖4 蒸汽主管道疏水示意圖

蒸汽主管道疏水應(yīng)當(dāng)設(shè)置集水槽，集水槽的尺寸應(yīng)當(dāng)滿足表3，集水槽的底部安裝一個(gè)盲板法蘭或排污閥，用于清理管道內(nèi)雜質(zhì)。集水槽規(guī)范安裝方法，見圖5。

表3 集水槽尺寸選擇表（mm）

圖5 集水槽設(shè)置示意圖

2.1.2 分支管道

疏水閥只能去除蒸汽中的明水，對于夾雜在蒸汽中的細(xì)小水滴，需用汽水分離器進(jìn)一步去除。

在距離滅菌器30 m內(nèi)應(yīng)加裝含有汽水分離器的穩(wěn)壓疏水系統(tǒng)，如蒸汽分支管道應(yīng)當(dāng)加裝汽水分離器，見圖6。

2.1.3 蒸汽分配

為了便于蒸汽分配和提高蒸汽飽和度，應(yīng)加裝分汽缸，分汽缸底部必須安裝疏水閥組。分汽缸連接示意圖，見圖7。

圖6 穩(wěn)壓疏水系統(tǒng)

圖7 分汽缸連接示意圖

2.2 降低非凝結(jié)性氣體含量

當(dāng)蒸汽進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，它會推動(dòng)空氣到達(dá)排放點(diǎn)或離蒸汽進(jìn)口的最遠(yuǎn)端。因此在排放點(diǎn)安裝的疏水閥應(yīng) 該具有足夠的排空氣能力，在管道的最遠(yuǎn)端應(yīng)該安裝自動(dòng)排空氣閥。管道末端排空氣示意圖，見圖8。

圖8 管道末端排空氣示意圖

2.3 提高蒸汽潔凈度

2.3.1 保證蒸汽源潔凈

（1）產(chǎn)蒸汽用水指標(biāo)。為了保證蒸汽源的潔凈度，產(chǎn)蒸汽用水應(yīng)滿足表4要求[11]。

表4 產(chǎn)蒸汽用水質(zhì)量指標(biāo)

（2）產(chǎn)蒸汽設(shè)備選擇。從理論上說，蒸汽凝結(jié)水是純凈的、高品質(zhì)的水，不會對其載體產(chǎn)生腐蝕，但在實(shí)際應(yīng)用中，蒸汽中或多或少都含有雜質(zhì)[12]。目前，醫(yī)院多選擇工業(yè)鍋爐作為滅菌汽源，因其材質(zhì)多為碳素鋼，導(dǎo)致蒸汽中含有大量的銹等雜質(zhì)，應(yīng)當(dāng)選用全不銹鋼材質(zhì)的純蒸汽發(fā)生器作為滅菌用汽源，見圖9。

圖9 產(chǎn)蒸汽設(shè)備

2.3.2 保證蒸汽輸送通道潔凈

目前醫(yī)院滅菌用蒸汽輸送管道多為碳鋼材質(zhì)，管道產(chǎn)生的銹跡等雜質(zhì)均夾雜在蒸汽中，導(dǎo)致蒸汽潔凈度無法滿足滅菌需求，應(yīng)當(dāng)選用不銹鋼管道作為蒸汽輸送管道，以確保蒸汽輸送通道的潔凈。碳鋼輸送管道導(dǎo)致的銹蝕，見圖10。

圖10 碳鋼輸送管道

2.3.3 保證滅菌設(shè)備潔凈

國內(nèi)市場上的部分滅菌器主體及設(shè)備管道材質(zhì)仍采用碳鋼或304不銹鋼，主體及管道自身因銹蝕產(chǎn)生的雜質(zhì)影響了蒸汽的潔凈度，導(dǎo)致器械等染銹，輕則影響器械使用性能，重則可引發(fā)醫(yī)院感染或直接導(dǎo)致器械報(bào)廢[13]。

碳鋼引起的腐蝕生銹夾層內(nèi)部的剖切照片（圖11），從圖片可以看出夾層內(nèi)部生銹嚴(yán)重。304不銹鋼由于其常溫具有良好的韌性、塑性、焊接性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金機(jī)械、食品加工和儀器儀表等行業(yè)[14-15]。304不銹鋼如果材料本身存在夾雜，以及環(huán)境導(dǎo)致局部腐蝕條件苛刻都有可能導(dǎo)致材料腐蝕[16]。由于蒸汽滅菌器是在高溫環(huán)境下使用，同時(shí)蒸汽中含有的腐蝕物質(zhì)可能超標(biāo)，所以304不銹鋼不適合應(yīng)用于蒸汽滅菌器。

圖11 碳鋼夾層內(nèi)部剖解照片

304不銹鋼引起的腐蝕生銹，見圖12。從圖12可以看到明顯的枝狀應(yīng)力腐蝕開裂的裂紋、起源于晶體內(nèi)和晶界的點(diǎn)腐蝕坑。點(diǎn)腐蝕坑在裂紋的發(fā)展途徑上，說明二者（點(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕）的共同作用加速了鋼板的腐蝕失效。引起304腐蝕的主要因子為Cl-和酸性物質(zhì)，它們是引起和加速點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕及縫隙腐蝕的主要原因。這些腐蝕因子主要來源于產(chǎn)蒸汽用水、蒸汽輸送管道以及器械清洗液殘留物、化學(xué)指示物冷凝水沖刷殘留物、包裝材料冷凝水沖刷殘留物等。因此，應(yīng)當(dāng)選擇耐腐蝕性更強(qiáng)的全316L不銹鋼材質(zhì)的滅菌器。

圖12 滅菌器304腐蝕生銹圖

3 結(jié)果與討論

通過對符合以上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)院進(jìn)行蒸汽質(zhì)量測定，蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)可以達(dá)到相關(guān)指標(biāo)的要求，從而驗(yàn)證了該對策的合理性，值得推廣。

蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)，涉及的環(huán)節(jié)和部門多，既有滅菌設(shè)備生產(chǎn)廠家，也有醫(yī)院設(shè)備科及后勤部，需要多部門共同努力才能確保蒸汽質(zhì)量的達(dá)標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的無菌保障目標(biāo)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步以及人們對醫(yī)療水平提高的迫切要求，高品質(zhì)滅菌是未來發(fā)展的需要，因此蒸汽質(zhì)量的提高必將受當(dāng)更多的重視，本文提及的保證蒸汽質(zhì)量的對策科學(xué)合理，具有很強(qiáng)的借鑒意義。