УСТРОЙСТВО АНТИМИКРОБНОЙ ЗАЩИТЫ АППАРАТОВ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ (ИВЛ) И ИНГАЛЯЦИОННОЙ АНЕСТЕЗИИ (ИН)

Решение проблем обеззараживания аппаратов искусственной вентиляции и ингаляционной анестезии (в дальнейшем аппаратов) -необходимая мера предупреждения перекрестного заражения пациентов, так как дыхательный контур быстро инфицируется бактериальной и вирусной микрофлорой. Технология обеззараживания аппаратов предусматривает очистку, дезинфекцию и стерилизацию как элементов дыхательного контура, так и непроточных элементов аппаратов. Все эти мероприятия являются достаточно сложными и дорогостоящими процедурами, для некоторых типов аппаратов - не решают проблем антимикробной защиты.
Как альтернативную меру предупреждения заражения аппаратов сегодня применяют одноразовые или многоразовые автоклавируемые бактериальные фильтры, которые устанавливаются в дыхательном контуре.
Название полезной модели
Устройство антимикробной защиты (в дальнейшем УАМЗ) аппаратов искусственной вентиляции легких и ингаляционной анестезии.
Область техники к которой относится
УАМЗ аппаратов УАМЗ используется в аппаратах как альтернатива бактериальным фильтрам с целью антимикробной защиты дыхательного контура и непроточных элементов аппаратов, как в стационарных, так и в переносных вариантах.
Уровень техники
Аналогами УАМЗ аппаратов являются бактериальные фильтры отечественных и импортных образцов. Наиболее близким аналогом является отечественный бактериальный фильтр марки ФБ-1. Этот фильтр описан в ряде публикаций журнала «Новая медицинская техника» в том числе выпуск 5 за 1975 год: Трушин А.И., Черкасова А.А., Алексеева М.И. «Некоторые вопросы проектирования бактериальных фильтров для аппаратов ИН и ИВЛ». Основными признаками бактериального фильтра ФБ-1, совпадающими с признаками УАМЗ являются:
- его установка в дыхательном контуре аппарата является альтернативой мер по обеззараживанию аппаратов в том числе: промывки, стерилизации и дезинфекции,
- фильтрующая способность в условиях заданного уровня зараженности и требований эксплуатации составляет не менее 99,98%,
- основные эксплуатационные характеристики: гидравлическое сопротивление, устойчивая работа при оптимальной скорости просасывания воздуха, утечка воздуха при номинальном давлении (герметичность), устойчивость к использованию
анестетиков в воздушно-газовой смеси,
- возможность многократной стерилизации.
Раскрытие УАМЗ аппаратов
В бактериальном фильтре используется специальный фильтрующий материал, который под воздействием нанесенного при его изготовлении электростатического заряда, обеспечивает «прилипание» микроорганизмов к нитям ткани. Время эффективной фильтрации определяется временем удержания электростатического заряда на нитях ткани. После потери заряда фильтр перестает удерживать микроорганизмы и воздушный поток разносит их по аппарату. Это является причиной ограничения срока работы фильтра и обязательного требования по его замене. Кроме того, годовая стоимость приобретения фильтров для районной городской больницы в среднем составляет 4-6 мн. рублей.
Принцип действия УАМЗ аппаратов основан на использовании антимикробных свойств электромагнитного излучения в области 254 нм (область ультрафиолетового излучения, зона С). Такое излучение широко применяется при профилактике инфицирования воздушной среды помещений и поверхностей, нормативной базой по использованию ультрафиолетового излучения является Руководство Р.3.5. 1904-04. «Использование ультрафиолетового излучения для обеззараживания воздуха в помещениях». Однако в данном устройстве к требованиям Руководства добавляется ряд требований по предупреждению токсичности и составу воздушно-газовой смеси, недопустимо превышение ПДК по парам ртути, озону, оксиду и диоксиду азота. Глубокого анализа потребует результат взаимодействия этих соединении с анестетиками, применяемыми сегодня при ингаляционной анестезии.
Конструктивно УАМЗ представляет собой антимикробную камеру с блоком управления. Камера подключаются к дыхательному контуру аналогично бактериальному фильтру посредством входного и выходного конических соединений (коннекторов). Внутри камеры установлен источник электромагнитного излучения с антимикробными свойствами как вариант - источник ультрафиолетового излучения. Воздушно - газовый поток в дыхательном контуре проходит через источник ультрафиолетового излучения и большинство микроорганизмов, находящиеся в нем, теряют способность к делению, инфицирование аппарата и внешней воздушной среды прекращается. Форма и размер антимикробнйй камеры, мощность источника ультрафиолетового изучения Определяются на основании расчетов математической модели УАМЗ и заданных условий эксплуатации. Варианты УАМЗ аппаратов предполагают установку одной камеры в линии выдоха или двух камер в линиях вдоха и выдоха. Схема УАМЗ аппаратов для защиты двух линий показана на фиг.1. По линии вдоха от аппарата 1 дыхательная газовая смесь поступает через антимикробную камеру 4 в легкие пациента 6. В этой линии газовая смесь очищается от микроорганизмов, попадающих из внешней среды помещения. Если газовая смесь стерильна и поступает из специальных источников, антимикробная камера в линию вдоха аппарата может не устанавливаться. От пациента 6 выдыхаемая газовая смесь возвращается по линии выдоха 3 через антимикробную камеру 2 в аппарат 1, где осуществляются измерения параметров воздушно-газовой смеси. В этой линии антимикробная камера 2 уничтожает микроорганизмы, которые поступают от пациента 6 в аппарат, предотвращая его инфицирование. Обеззараженный выдыхаемый поток воздушно-газовой смеси выходит в помещение. Работа УАМЗ аппаратов проста и предполагает достижение следующих основных технических результатов:
- значительное увеличение срока и надежности антимикробной защиты аппарата за счет отказа от сменных элементов,
- возможность адаптации к любой модели аппаратов в стационарном и подвижном варианте,
- существенное снижение стоимости эксплуатационных расходов на обеззараживание аппаратов,
- достижение неограниченного количества циклов стерилизации,
- сокращение процедур по дезинфекции аппаратов.
Принципиальная схема конструкции антимикробной камеры показана на фиг.2. Корпус камеры 4 выполнен из материала, устойчивого к деструкции под воздействием ультрафиолетового излучения. Вход и выход воздушного потока для обеспечения универсальности осуществляется через конические соединения 1 и 6. Внутри камеры установлен источник ультрафиолетового излучения 5. Камера обеспечена средствами повышения эффективности бактерицидного потока, сокращения времени разложения озона 2 и 3 и механической фильтрации выдыхаемой газовой смеси. Питание, контроль и управление работой антимикробной камеры осуществляется отдельным блоком 7, который обеспечивает зажигание ультрафиолетовой лампы при любом типе источника питания: стационарном 220 в., от бортовой сети подвижного объекта 12(24) в.
Осуществление устройства антимикробной защиты аппаратов
В целях проверки реализации заявленных признаков и параметров УАМЗ были спроектированы и изготовлены два образца:
лабораторный и опытный. Лабораторный образец должен был ответить на два основных вопроса:
- подтвердить или опровергнуть адекватность построенных физической и математической моделей процесса фактическому обеззараживания воздушного потока в зоне источника антимикробного излучения,
- оценить требуемые характеристики используемых материалов и источника электромагнитного излучения.
Конструктивно лабораторный образец антимикробной камеры имеет прямоугольный металлический корпус с обычными штуцерами входа и выхода воздушного потока. Внутри корпуса установлена ультрафиолетовую лампу компактного типа. Запуск лампы осуществляется электромеханическим пускорегулирующим устройством. Лабораторный образец прошел оценочную проверку в лаборатории НИИД (дезинфектологии). Результаты подтвердили возможность достижения прогнозируемых результатов и помогли определить основные параметры для проектирования опытного образца антимикробной камеры.
Фотография опытного образца антимикробной камеры показана на фиг 3.
Опытный образец антимикробной камеры имеет цилиндрическую форму, диаметр камеры - 60 мм, длина - 300 мм. Конические элементы сопряжения с дыхательным контуром выполнены в соответствии с ГОСТ 24264-80 «Аппараты ингаляционного наркоза и искусственной вентиляции легких. Соединения конические дыхательного контура аппаратов», имеют резьбовые соединения с корпусом камеры. Корпус камеры обеспечивает необходимые параметры по герметичности, гидравлическому сопротивлению, устойчив к деструкции под воздействием ультрафиолетового излучения.
Составные части антимикробной камеры показаны на фотографии фиг 4. Внутри полости камеры установлена бактерицидная ультрафиолетовая лампа компактного типа TUV-9w (Philips), допустимо использовать лампу ДКБ-9 (ОАО «ЛИСМА»). Нижняя и верхняя крышки камеры имеют резьбовые соединения, это необходимо для быстрой разборки камеры при проведении ее обслуживания и стерилизаций. Повышение эффективности бактерицидного потока обеспечивается применением встроенного цилиндра из гофрированного полированного алюминия. Сокращение времени разложения озона достигается использованием окисленной мелкоячеечной железной сетки.
Отдельным элементом УАМЗ является блок питания и управления. Функции блока питания и управления:
- преобразование характеристик электропитания внешнего источника в требуемые,
- стабилизация выходного напряжения,
- контроль наличия напряжения,
- контроль суммарного времени наработки антимикробной камеры,
- индикации предельного времени наработки антимикробной камеры.
В качестве пускового устройства применен электронный пускорегулирующий аппарат с функциями стабилизации выходного напряжения, предупреждения последствий короткозамкнутых линий и электронного таймера, обеспечивающего контроль и индикацию времени наработки ультрафиолетовой лампы.
Опытный образец антимикробной камеры прошел положенные предварительные испытания на электробезопасность в научно-исследовательском институте медицинской техники (г.Москва) и получил подтверждение на соответствие ГОСТ 12.2.025-76 «Изделия медицинской техники. Электробезопасность».
Испытания на соответствие ПДК озона на выходе воздушного потока антимикробной камеры проведены в научно-исследовательском институте экологии человека им. Сысина (г.Москва). Испытания проводились в условиях расчетного воздушного потока газоанализатором 3.02-ПР «ОПЭК». Результаты показали, что концентрация озона не превышает фоновой.
Предварительные испытания подтвердили реальность предлагаемого проекта и являются основанием для проведения полномасштабной проверки антимикробной эффективности и разработки программы клинических испытаний.