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辐照设备

  • 辐射灭菌设备

辐射灭菌设备

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什么是辐射灭菌

辐射灭菌是利用电离辐射杀死大多数物质上微生物的一种有效方法。用于灭菌的电磁波包括微波、紫外线、X射线和伽马射线。
辐射灭菌的三种辐射形式包括:γ辐射、电子束(电子束)辐射和X射线辐射。

两种辐照灭菌设备

  • 一种是使用Co-60γ源;
  • 另一种是使用加速器。从辐射功率来看,一台14kw的加速器相当于100万居里的钴-60辐射源,但由于钴-60源辐射呈球形,辐射利用率低,只有20%左右,其他方向的射线都被浪费掉了。而加速器的射线方向是单向的,辐射利用率高达93%。所以如果考虑到470万-470万电子源的利用率。

辐照灭菌技术

在灭菌过程中,靶样品受到高能电子或高能电磁辐射的轰击,形成极不稳定的自由基、分子离子和二次电子。这些辐射产物随后与附近的分子发生反应,破坏并改变化学键。特别是DNA对辐射的破坏作用非常敏感,在电离辐射下会发生断裂、解聚、突变和结构改变。DNA损伤的不完全修复最终将导致遗传信息的丢失和细胞的死亡。因此,辐射可以杀死有害微生物,并被用作一种杀菌技术。

辐射灭菌周期有多长?

一般产品的辐射时间为2至8小时,而医疗产品的辐射时间为30小时以上。出来后,身上的细菌会被辐射的辐射彻底消灭。
灭菌时间的长短与灭菌装置的功率有关。功率越大,单位时间内提供的剂量越大,照射时间越短。它还与辐照物体的初始细菌含量有关。初始细菌含量越高,所需剂量越大,所需时间越长。一般来说,用电子加速器灭菌,一天可灭菌30吨左右的中药。
辐射灭菌利用电离辐射对医疗器械进行消毒。近几十年来,随着越来越多的设施建设、抗辐射材料的发展以及对剂量水平的更严格定义,它的使用也越来越多。电子束灭菌的引入也扩大了辐射灭菌的应用范围。

伽马射线

使用来自钴-60(60Co)同位素源或机器产生的加速电子的伽马射线。伽玛辐射是最常见的辐射灭菌方式。当材料对高温高压灭菌敏感但与电离辐射兼容时,使用伽马辐射。当包裹在暴露的60Co源周围运输一段指定的时间时,即达到暴露。医疗器械灭菌最常用的有效剂量是25kgy。
γ射线的杀菌效果取决于生物组织的氧化作用。是一种简便、快速、有效的灭菌方法。然而,资金成本高是一个主要的不利因素。大多数金属医疗器械可以用辐射消毒。然而,众所周知,用伽马射线对生物医学聚合物进行灭菌会导致物理变化,包括脆化、变色、产生异味、硬化、软化、熔体温度升高或降低以及分子量减少。
这些变化涉及两种机制:断链和交联,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、剪切强度和伸长率等力学性能可能受到影响。据报道,一些生物医用聚合物在辐照后强度降低。可能发生脆化,结晶度可能发生变化。也有报道称,γ射线可以放大某些生物医学聚合物的表面缺陷,傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究表明,一些生物医学聚合物具有明显的氧化作用。
γ射线辐照也有不良后果,因为它可能产生有毒降解产物,如'-亚甲基二苯胺(MDA),这种产物可在高分子量聚氨酯材料辐照分解时产生。在暴露于γ辐照的聚氨酯样品后也报告了细胞毒性效应,这被认为是由低分子量副产品的影响引起的。

辐射灭菌防护三原则

  • (1) 时间保护:不管暴露在什么地方,人体暴露的累积剂量与暴露时间成正比。受辐射时间越长,辐射危害越严重。尽可能减少放射性工作的时间,以达到降低暴露剂量的目的。
  • (2) 距离防护:一个地方的辐射剂量率与离放射源距离的平方成反比。离放射源越远,那里的剂量率越小。所以在工作期间尽量远离放射源。达到保护的目的。
  • (3) 屏蔽防护:是在人与放射源之间设置防护屏障。因为射线穿过原子序数很高的物质,它们会被大量吸收,因此到达人体的辐射剂量减少。常用的屏蔽材料有铅、钢筋混凝土、铅玻璃等。

辐照灭菌的优缺点

辐照灭菌优势

  • 与传统的化学灭菌或热灭菌相比,辐射灭菌有许多优点:
  • 终端处理:由于电离辐射的穿透深度,产品可以在其完全密封的最终包装中进行加工。这限制了灭菌后的污染风险。
  • 冷法/温度独立性:治疗期间的温升最小。此外,辐射灭菌无热依赖性,在环境温度和零下温度下都有效。它与温度敏感材料如药物和生物样品兼容。
  • 化学独立性:不需要挥发性或有毒化学物质。在X射线或电子束辐照的情况下,需要加工的最终产品不会在程序中产生。
  • 无残留:辐射不会在灭菌产品上留下残留物。
  • 灵活性:辐射可以对任何相(气体、液体或固体材料)、密度、尺寸或厚度的产品以及均质或非均质系统的产品进行消毒。此外,灭菌可以在任何温度和压力下进行。
  • 时间效率:电子束灭菌可以在几秒钟到几分钟内完成。
  • 无菌保证水平(SAL):辐射处理可产生10-6或更高的SAL,确保少于百万分之一的微生物在灭菌过程中存活。
  • 易用性:只有一个变量,暴露剂量/时间,必须监测,使辐射灭菌简单,易于控制。

辐照灭菌缺点

然而,辐射灭菌技术确实有许多缺点:
  • 工具:资金成本高,通常需要专门的设施。伽马辐射需要一个技术堆;电子束/X射线辐射是用电子束加速器产生的。
  • 产品降解:基于辐射的方法并不适用于所有材料,可能会对包装材料和/或产品造成损坏。普通塑料,如聚氯乙烯(PVC)、缩醛和聚四氟乙烯(PTFE)对γ射线敏感。电子束辐射所涉及的高能也会导致包装聚合物主链断裂(长链主链断裂)和化学交联。
  • 放射性物质:当伽马射线用作电离源时,辐射灭菌需要处理和处置放射性物质。注意,在通常的辐射水平下,伽马射线辐照不会在处理过的样品中产生放射性。

辐射灭菌类型

辐射分为两类:电离辐射和非电离辐射。
  • 电离辐射具有波长短、频率高、辐射强度大等特点能量。电离辐射包括宇宙射线、X射线和放射性物质的辐射。
  • 非电离辐射包括紫外线、热辐射、无线电波和微波。
一般有两种辐射用于消毒,电离辐射和非电离辐射。电离辐射是利用短波长、高强度的辐射来破坏微生物。这种辐射可能以伽马射线或X射线的形式出现,它们与DNA发生反应,导致细胞损伤。非电离辐射使用更长的波长和更低的能量。因此,非电离辐射失去穿透材料的能力,只能用于表面消毒。紫外线是工业中最常用的非电离光。

辐射灭菌中心

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