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摘要：环氧乙烷灭菌为一种低温灭菌方法，在医疗卫生等领域应用广泛。本文介绍环氧乙烷灭菌的原理及应用要点，并对其未来发展趋势进行前瞻，为相关研究提供理论依据。
关键词：环氧乙烷灭菌；灭菌原理；EO条件
引言：环氧乙烷灭菌具备对器物损伤小、穿透能力强、灭菌效果稳定等优势，经过长期的研究发展，其成为对温湿条件敏感物品灭菌的主要方式。随着医疗领域的发展，低温灭菌的应用范围及频次也逐渐增加，有必要对环氧乙烷灭菌的原理及应用发展进行总结。
1环氧乙烷灭菌原理
1.1原理分析
环氧乙烷即氧化乙烯，为一种小分子三元环结构，化学性质活泼，且穿透能力强。一般条件下，环氧乙烷液体为无色透明状，融水能力极强，也易溶于多种有机溶剂。环氧乙烷具备较高的易燃易爆性，若其在空气中浓度达到3%，遇明火即会发生爆炸，因此一般被存放在耐压金属瓶中。
环氧乙烷灭菌为一种典型的低温灭菌方式，常温状态下可有效杀灭包括芽孢、细菌、病毒在内的多类微生物，其灭菌原理为：环氧乙烷与微生物蛋白质的羟基、氨基、羧基等发生烷基化反应，使蛋白质因失去反应基而无法正常发生化学反应及新陈代谢，进而促使微生物死亡[1]。环氧乙烷以其穿透力强的优势，可进入到被处理物理内部，达到深层灭菌的效果，因此在医疗行业的应用前景广阔。
经环氧乙烷灭菌后，物体表面会产生一定量的环氧乙烷残留，不同物品对该残留标准要求不同，例如一次性医疗产品出厂检测中，环氧乙烷的残留量不应高于10µg/g。环氧乙烷残留受多重因素的影响，如材料结构、使用环氧乙烷的浓度、反应时间等。
1.2影响因素
1.2.1温度条件
密闭条件下，分子活动速率随温度的提高而上升，可促使环氧乙烷与目标物体充分接触，穿透至常规状态下难以达到的位置，提高环氧乙烷灭菌效果。有实验表明，当温度以10℃呈梯度性上升时，环氧乙烷杀灭芽孢的效率提升幅度在1倍左右。但该促进效果在温度达到一定高度后会逐渐削弱，且温度过高会对物体本身造成负面影响。通常情况下将环氧乙烷灭菌温度条件控制在40～60℃之间，在环氧乙烷作用期内，温度误差不应超过3℃。
1.2.2湿度条件
湿度是环氧乙烷顺利发挥灭菌作用的必备条件，主要原因有三：一是水被作为烷基化反应的反应剂，可开启环氧乙烷环氧基团使其顺利与微生物内蛋白质发生反应；二是水可提高环氧乙烷的穿透能力，达到更深的灭菌效果；三是保持合理的湿度条件能够缩短灭菌周期。通过大量实验，认为环氧乙烷灭菌的最佳湿度条件在40%～80%，若湿度低于30%，环氧乙烷失效的概率会显著上升。
1.2.3压力条件
残留空气会直接影响环氧乙烷进入物体内部的深度，在灭菌过程中，预真空度及加湿前的真空度对环氧乙烷灭菌效果影响显著。
1.2.4 EO条件
除温湿度及压力外，环氧乙烷自身参数也会对其灭菌效果造成显著影响，主要体现在浓度及处理时间两个方面。
（1）浓度。既定温湿度条件下，合理提高环氧乙烷浓度可优化灭菌效果，但环氧乙烷浓度与灭菌效果之间并不存在明显的线性关系。有学者验证，若环氧乙烷的浓度超出500mg/L，浓度对灭菌效果的促进作用将被大幅度削弱，此时再次提升浓度，其灭菌效果的增幅非常有限。因此在环氧乙烷灭菌中，应选择最适宜的浓度条件，并考虑灭菌过程的环氧乙烷损失。实际工作中以300～1000mg/L的浓度条件最为常用，结合灭菌经济性进行分析，通常将浓度选择在600mg/L。
（2）时间。处理时间对环氧乙烷灭菌彻底性影响较大，环氧乙烷灭菌为气体灭菌，其作用效果的发挥需经历一个缓慢的过程，当环氧乙烷与物体接触足够的时间后，才能达到既定的灭菌程度。使用控制变量法及半周期法，验证环氧乙烷灭菌的最佳作用时间，发现最短作用时间为半周期的2倍，且该时长会随着温湿度、压力、环氧乙烷浓度等发生一定变化。
2环氧乙烷灭菌应用
2.1质量管理
环氧乙烷灭菌前，需对目标物体做彻底清洁，严禁使用0.9%的氯化钠注射液作为清洗剂，并保证清洁后的物体表面干燥。可将物体浸泡在清洗酶中10min，使用清水进行表面冲洗后超声清洗5min，去除物体表面残留后再次冲水，然后在干燥箱内清除水渍。使用医用皱纹纸、聚乙烯塑料等作为包装材料，以保证环氧乙烷的穿透力，将纸塑包装的纸面与透明膜相对应，促进环氧乙烷气体流动，合理安排物品摆放层次。
使用信息化手段对环氧乙烷灭菌过程做实时监控，掌握灭菌温湿度、压强等参数的变化情况，重点关注灭菌器有无泄漏、堵塞及，灭菌条件异常情况出现，保证环氧乙烷灭菌质量。
经处理后的物体应存放在专门位置，保证存放点干燥无菌，并定期进行质量检验。
2.2效果监督
环氧乙烷灭菌效果监督对象主要有三：第一，工艺监督。实时掌握灭菌过程动态信息并进行登记，主要工艺参数有处理时长、完成时间、环氧乙烷浓度、温湿度、压力等。第二，化学监督。灭菌处理结束后，查看包装指示胶带及指示卡的变化情况，若指示胶带呈现为黄色，可视为灭菌达标。第三，生物监督。生物监测借助枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢进行，监测点设置在灭菌难度最大的位置，灭菌完成后，使用快速生物阅读器培养4h以对灭菌效果进行验证。开展阳性对照培养，若表阳性绿灯为-、阳性红灯为+，可视为合格。
3环氧乙烷灭菌发展
有医疗机构对环氧乙烷灭菌及过氧乙酸溶液浸泡法对呼吸机管路的灭菌效果进行分析，目标样本数84根，实验观察时间为1年，最终发现环氧乙烷灭菌在呼吸机管路灭菌合格率要高于过氧乙酸溶液浸泡法，且对管路的损害明显更低[2]。现阶段，环氧乙烷灭菌并未在医疗系统内得到普遍应用，主要是由于其造价及运营成本较高，但其能够有效延长呼吸机等医疗设备的使用寿命，可在某种程度上平衡使用成本高的不足。
环氧乙烷在低温灭菌上的优势已被充分证实，目前有关环氧乙烷灭菌的研究多出于方法安全性的考虑，即过度的环氧乙烷灭菌会给物品甚至人体造成一定负面影响。以医疗行业为例，除环氧乙烷外，常用的灭菌方式还包括低温蒸汽甲醛、过氧化氢离子灭菌等，此类灭菌方式的灭菌效果与环氧乙烷灭菌非常接近，在安全性上更有保证，但存在造价高昂、适用范围窄等缺陷，因此并不能完全取代环氧乙烷灭菌。如过氧化氢离子灭菌的灭菌周期短，无需包装辅助，但其穿透能力与环氧乙烷间差异显著，因此易出现灭菌深度不足的问题。而戊二醛作为一种新型灭菌剂，存在低毒、应用范围广等优势，但其灭菌周期过长，且也存在一定毒害性，物体经戊二醛灭菌后，还需进行蒸馏处理。
环氧乙烷带有刺激性、致敏性和致癌性，环氧乙烷消毒后在物体表面形成的残留，可能随呼吸机等医疗设备进入人体，引发恶心、呕吐、腹泻等临床症状，甚至诱发肝脏、肾脏病变。若环氧乙烷残留直接与人体皮肤接触，会产生灼烧感，并引发皮炎。随着人们健康意识、安全意识的增强，未来一段时间内有关环氧乙烷灭菌替代方式的研究将成为行业发展的重点方向，以找出能够兼具环氧乙烷灭菌优势，又具备较高安全性和稳定性的新型灭菌方式。
结论：环氧乙烷灭菌效果及处理效率优势明显，在之后一段时间内，有关环氧乙烷灭菌的研究将集中在其使用成本降低及安全更高灭菌方式的研发上，通过技术创新不断提高低温灭菌水平，促进相关行业稳定发展。
参考文献：
[1]徐世琴，张丽香，薛娟.环氧乙烷灭菌风险分析与管理[J].实用医药杂志，2020，37（03）：284-286.
[2]鲍海霞.医院消毒供应室对环氧乙烷灭菌器的质量管理及灭菌效果监测要点分析[J].世界最新医学信息文摘，2019，19（81）：227+229.