[发明专利]用于产生等离子体和羟基自由基的灭菌设备

说明书

本发明涉及适用于临床使用的灭菌系统。特别地，提供了一种灭菌装置，其包括：壳体，所述壳体限定在用于接收水薄雾的入口与用于将羟基自由基流引导朝向待灭菌的区域的出口之间的水薄雾流体流动路径；能量递送尖端，所述能量递送尖端被构造成产生热等离子体或非热等离子体；同轴传输线，所述同轴传输线被布置成传送射频(RF)和/或微波频率电磁(EM)能量；以及气体导管，所述气体导管位于所述壳体中并且被布置成将气体递送到所述能量递送尖端，其中所述能量递送尖端从所述同轴传输线的远侧端部延伸。所述能量递送尖端包括：第一电极，所述第一电极电连接到所述同轴传输线的内导体；和第二电极，所述第二电极电连接到所述同轴传输线的外导体。所述第二电极限定所述能量递送尖端的内部体积，其中所述第一电极在所述内部体积内纵向延伸。所述第一电极和所述第二电极被构造成：在递送到所述能量递送尖端的所述气体中激发等离子体，并且将所述等离子体引导到所述水薄雾流体流动路径中以在其中形成羟基自由基。

技术领域

本发明涉及适用于例如在人体、医疗设备或医院病床空间上的临床使用的灭菌系统。例如，本发明可以提供一种系统，该系统可以用于破坏或处理与人类或动物生物系统和/或周围环境相关联的某些细菌和/或病毒。本发明特别可用于对封闭或部分封闭的空间进行灭菌或去污染。

背景技术

细菌是单细胞生物，它们几乎随处可见，大量存在，并且能够迅速地分裂和繁殖。大多数细菌是无害的，但是存在三类有害群体；即：球菌、螺旋菌和杆菌。球菌细菌是圆形细胞，螺旋菌细菌是螺旋状细胞，并且杆菌细菌是杆状的。有害细菌引起疾病诸如破伤风和伤寒等。

病毒可仅通过占领其他细胞来生存和繁殖，即它们无法独自存活。病毒引起疾病诸如感冒、流感、腮腺炎和艾滋病。病毒可以通过人与人的接触，或通过与被来自感染者的呼吸道液滴或其他携带病毒的体液污染的区域接触而转移。

真菌孢子和称为原生动物的微小生物可引起疾病。

灭菌是破坏或消除所有生命形式(尤其是微生物)的动作或过程。在等离子体灭菌过程期间，产生活性剂。这些活性剂是高强度紫外光子和自由基，它们是具有化学不成对电子的原子或原子组装体。等离子体灭菌的有吸引力的特征是，可以在相对低的温度诸如体温下实现灭菌。等离子体灭菌还具有对操作者和患者安全的益处。

等离子体通常含有带电电子和离子以及化学活性物质，诸如臭氧、氮氧化物和羟基自由基。羟基自由基在氧化空气中的污染物方面远比臭氧更有效，并且杀菌和杀真菌能力是氯的几倍，这使得它们成为破坏细菌或病毒以及对封闭空间内的物体(例如，与医院环境相关联的物体或物品)执行有效去污染的非常令人感兴趣的候选者。

保持在水的“大分子”(例如，薄雾或雾内的液滴)内的OH基能稳定数秒，并且在相当的浓度下它们比常规灭菌剂有效1000倍。

Bai等人的标题为“Experimental studies on elimination of microbialcontamination by hydroxyl radicals produced by strong ionisation discharge”(Plasma Science and Technology，第10卷，第4期，2008年8月)的文章考虑了使用由强电离放电产生的OH自由基来消除微生物污染。在这项研究中，考虑了对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的灭菌效果。制备了浓度为10⁷cfu/ml(cfu＝菌落形成单位)的细菌悬浮液，并且使用微量移液管将10μl该呈流体形式的细菌转移到12mm×12mm无菌不锈钢板上。将细菌流体均匀地散布在板上并让其干燥90分钟。然后将板放入无菌玻璃盘中，并且将具有恒定浓度的OH自由基喷洒到板上。这项实验研究的结果是：

1.OH自由基可被用于对细胞造成不可逆的损伤，并且最终杀死细胞；

2.用于消除微生物的潜在阈值(threshold potential)是国内外使用的灭菌剂的万分之一；