消毒在医学中为对传播媒介上的微生物,特别是病原微生物进行杀灭或清除使达无害化处理的总称。达到无菌程度的消毒又称灭菌;对活组织表面的消毒又称抗菌;防止食品等无生命有机物腐败的消毒又称防腐。
消毒为预防微生物引起疾病的重要手段之一。平时,除发生传染病需进行疫源地消毒外,尚需对可能被病原微生物污染的物品、场所和人体表面等进行经常的预防性消毒处理,如饮水消毒、食品消毒、医疗器材消毒、公共场所消毒以及污水、污物消毒等等。战时,消毒更是清除生物战剂污染的重要手段。由于消毒处理的对象复杂,涉及面广,工作量大,在技术上要求不断改进,因此已成为医学研究中的一个重要方面。
消毒的历史(见下表),可追溯到微生物发现以前。当时人类根据生活经验已不自觉地在某些方面采取了消毒措施。如我国人民早已应用加热、干燥、烟熏、盐腌、糖渍、酸化等法保存食物; 纪元前阿里斯多德曾建议士兵饮用煮沸的水; 中世纪阿拉伯医生曾使用升汞处理开放性伤口等等。现代消毒,始于19世纪,是在对微生物与传染学说有较清楚的认识以后,逐步发展起来的。
我国解放前,无专业消毒队伍。解放后,消毒事业取得较快发展。各省、市以至大多数县卫生防疫站均已设有消毒科,部分大城市设有消毒站,有的单位更成立专门研究组织探索新的方法和药物。此类措施均促进了消毒工作专业化的加强。
消毒可以利用物理、化学与生物学等方法进行。利用物理因子作用于微生物,将之杀灭或清除的方法称物理消毒法。物理因子按其作用可分为五类: ①具灭菌作用者: 如热力、红外线、微波、激光、电离辐射等,杀灭微生物的能力强,处理时易达灭菌要求; ②具一定杀菌作用者: 如紫外线、超声波等,可杀灭大部分微生物,但难达灭菌要求; ③具防腐与自然净化作用者:如寒冷、冰冻、干燥等,杀灭微生物能力有限,仅于防腐与自然净化中发挥作用,尚未见用于其他人工消毒措施; ④具除菌作用者: 如机械擦拭、冲洗、过滤等,虽不能杀灭微生物,但可将之清除以达灭菌或其他消毒目的; ⑤具辅助作用者: 如真空、磁力、压力等,能为杀灭或清除微生物创造有利条件,缩短消毒时间或加强消毒效果。
利用化学药物杀灭微生物称化学消毒法,所用药物统称消毒剂。消毒剂中可杀灭一切类型微生物者,如漂白粉、过氧乙酸、环氧乙烷、甲醛、戊二醛等,因可用于灭菌处理,故又称灭菌剂。消毒剂中主要为抑菌作用的药物,如吖啶黄、结晶紫、苯甲酸、8羟基喹啉等,多仅用于抗菌或防腐,故又称抗菌剂或防腐剂。化学消毒用药方法有溶液浸泡、擦拭、喷洒法,气体或烟雾薰蒸法和粉剂直接处理法等。
利用生物于新陈代谢过程中形成的条件将微生物杀灭或清除者,称生物消毒法。如污水净化,可利用厌氧微生物的生长来阻碍需氧微生物的存活;粪便垃圾堆肥,可利用嗜热菌发酵产生的热杀灭病原微生物;水的过滤,可利用生物在新陈代谢过程中形成的生物膜将微生物滤除。生物消毒法作用慢,效果不完全可靠,但比较经济,对大量的粪便、垃圾、污水等仍不失为一种基本的处理方法。
主要消毒方法发展表
年分 | 创始人 | 消 毒 方 法 |
1804 | Appert | 食品煮沸后密封保存 |
1928 | Gates | 确定紫外线杀菌作用最强波段 |
1933 | Underwood | 集中供应灭菌器材 |
各种理化因子对微生物的杀灭机理,主要有以下四类作用: ①作用于细胞膜使其功能受到损害,如季铵盐类、双胍类、酚类等消毒剂的杀菌作用; ②作用于菌体核酸与蛋白质使之变性,如电离辐射、加热、醇类、酚类、卤素等的杀菌作用;③作用于微生物的酶与辅酶使之灭活,金属离子的杀菌作用多属此类反应,环氧乙烷、乙型丙内酯、甲醛等亦可使酶的硫氢基烷化而破坏微生物的新陈代谢; ④抑制核酸的合成,如吖啶类药物可与DNA结合而影响其在RNA合成中的模板作用。
消毒时,处理剂量是杀灭微生物所需的基本条件,包含两个因素,一为强度,一为时间。强度在热力消毒中指温度,在电离辐射消毒中指照射强度,在化学消毒中指药物浓度。时间指所使用处理方法对微生物作用的时间。一般强度愈高,微生物愈易死亡; 时间愈长,微生物遭到杀灭的机率也愈大。强度与时间可互相补偿,但均有一定极限。消毒时必须正确规定处理的强度与时间。对化学消毒,多以浓度系数(n值)表示其药物浓度与作用时间的关系:
(药物浓度为C1时,所需杀菌时间为T1; 药物浓度为C2时,所需杀菌时间为T2)
浓度系数大的消毒剂,浓度效应较明显,使用时应注意浓度的准确性。例如,石炭酸的浓度系数为4~6,将浓度减半时,作用时间需延长16~64倍(24~26)。系数小的消毒剂,浓度效应较差,相对来说时间的影响就比较突出。例如环氧乙烷的浓度系数为1,如将作用时间缩短一半,浓度即要加大一倍。
不同种类微生物对各种消毒处理的耐受性不一样。细菌芽胞抗力最强,一般多用之作为最难杀灭的微生物代表; 结核杆菌、真菌孢子、肠道病毒与肉毒杆菌毒素等,对某些消毒措施比较敏感,但对某些则具一定耐力,因此在选择方法上应予慎重;至于其他细菌繁殖体与病毒,以及螺旋体、支原体、立克次体、科克斯体与衣原体等,对消毒处理的耐受力差,常用方法一般均可收到较好的效果。
消毒的效果可受环境条件影响,研究最多者为温度因素。其影响程度多以温度系数(Q10)表示,即在一定条件下,温度每增加10℃,杀灭微生物所需时间与原需时间的比值。系数愈大,温度效应愈明显。一般,温度愈高,杀菌效果愈好,但亦有少数例外,如臭氧消毒饮水,温度过高,不利其溶解,效果反而降低。此外,作用因子穿透的难易,有机物的多少,化学拮抗物质的有无,溶液酸碱度的强弱,空气湿度的高低等亦均可严重影响消毒效果。
消毒效果的鉴定,在某些情况下,可用物理学或化学法间接进行。例如: 热力灭菌时,可观察温度、压力的变化或化学指示剂的反应; 电离辐射灭菌或环氧乙烷灭菌时,可观察化学指示剂的反应; 饮水消毒时可测定余氯含量等。此类方法虽然简便,但准确性较差,鉴定时仍多以微生物学测定法为基础,即根据处理前后微生物存活情况判断其效果。其结果多用杀灭率表示。杀灭率是指消毒处理时,杀灭微生物的百分率(见“消毒剂杀菌试验”条)。与其相似的尚有: 清除率,即清除掉微生物的百分率,多用于评价机械擦洗消毒效果; 阻留率,系指过滤除菌法中微生物被阻留的百分率; 衰亡率,系指微生物自然死亡的百分率; 消亡率,系指空气中微生物沉降与死亡总和所占的百分率; 灭除率,则指污染于表面的微生物被杀灭与清除总和所占的百分率。另一种与杀灭率相对应的表达方式为灭活指数,即消毒处理中使微生物减少的指数。它是用处理后微生物存活个数去除原有微生物,然后将结果化为10的乘方以表示。例如,原有菌数为100,000个,处理后只留下100个,其灭活指数即为103。灭活指数13,相当于杀灭率99.9%,为大多数情况下消毒处理所要求达到的杀菌程度。
目前,消毒工作需要迫切解决的问题,一是寻找更为简便、有效的方法与药物以满足各种要求; 一是如何正确使用现有方法,使之充分发挥作用。为解决这些问题,不仅需寻找新的杀菌因子,尚须于杀菌机理、消毒动力学、器械设计以及影响因素等方面进行深入研究。
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