光触媒技术在医院临床应用进展

光触媒技术在医院临床应用进展?370?第19卷第4期2006年4月医学研究生JournalofMedicalPostgraduatesVo1.19No.4Apr.2006?综述?光触媒技术在医院临床应用进展张皖瑜,尹湘毅,丁艳综述,金均,张国磅审校(南京军区南京总医院感染管理科,江苏南京210002)摘要:光触媒技术是近20年在国际上研发的新型消毒灭菌技术,国外使用较广泛.在我国医学领域内,于2003年有学者报道并使用于实验室及环境建筑材料和医院卫生学.它是融纳米技术,光技术净化,触酶(催化),药学技术,生物化学为一体的新技术,新方法.它处于临床医学,预防医学之前沿,应用防疫早期.该产品科技含量高,杀菌效果好.该作者就近年来医学领域使用光触媒技术情况作一综述.关键词:光触媒;消毒;临床中图分类号:R187文献标识码:A文章编号:10088199(2006)04-0370-03Prospectoflight-catalystapplicationinhospitalZHANGWanyu,YINXiangyi,DINGYahreviewing,JINJun,ZHANGGuoxiuchecking(DepartmentofInfectionControl,NanjingGeneralHosphalofNanjingMilitaryCommand,JP,Nanjing210002,Jiangsu,China)Abstract:Lightcatalysttechniqueisanewformofdisinfectandsterilizationdevelopedinternationallyinrecent20years,itisusedwidelyabroad.Ithasbeenknowninmedicalfieldsince2003inourcountryandusedinlaboratory,environmentalbuildingmaterialandhospitalhygiene.Itiscombined-withnanotechnique,lightpurgetechnique,catalyzation,pharmaceuticsandbiochemistry.Itisinthefrontofclinicalmedicineandpreventivemedicine,especiallyforepidemicprevention.Itisaproductofhighlydevelopedscienceandtechnology.ItssterilizationeffectCanmaintainover10years,especiallyonSARSandbirdflu.Thisarticlemakesacoherentreportaboutlightcatalystusedinmedicalfieldinrecentyears?Keywords:Lightcatalyst;Disinfect;Clinic0引言20世纪70年代日本研发了光触媒技术,其最早指导思想是针对材料学的环保,健康问题而引发的一次材料绿色革命.目的是为了改善环境卫生状况,减少环境污染对人体健康的影响,提高抗病能力.2003年我国暴发传染性非典型肺炎(SARS)之后,世界卫生组织(WHO)在中国指导工作时特别强调使用光触媒技术,以预防并控制SARS的流行及蔓延.由此引起国家卫生部及学者们高度重视,将光触媒技术从材料学导入医药卫生领域,并成为近3年来消毒防疫新技术的热门话题.1光触媒原理光触媒是一种以纳米级二氧化钛(titaniumdioxide,TiO)为代表的具有光催化功能的光半导体收稿日期:2006-01-09;修订日期:2006-0210基金项目:南京军区医药卫生基金资助课题(批准号:2005南联卫字第23号)作者简介:张皖瑜(1956一),女,安徽合肥人,副主任技师,管理本科,从事医院管理专业.第4期张皖瑜,等光触媒技术在医院临床应用进展?371?材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料之一.光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的催化反应,产生出氧化能力极强的自由基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能.消毒原理为二氧化钛吸收紫外线光作为催化剂产生氢氧基,通过破坏细菌,真菌孢子和病原体的DNA起杀菌作用.同时,TiO受光后生成的氢氧自由基对有机物质和有害气体进行氧化还原反应,将其转化为无害的水和二氧化碳.因此,具有极强的杀菌,灭毒,除臭,防霉,防污自洁和净化空气等功能.光触媒反应的原理借以紫外线或太阳光的照射,使光触媒表面的电子吸收足够能量而脱离,并在电子脱离的位置形成带正电的电洞,将附近水分子游离出的氢氧基(?OH一)氧化使其成为活性极大的氢氧自由基.一旦遇上有机物质,便会将电子夺回,有机分子因键结的溃散而分崩离析.当波长在400nm以下之紫外线照射在超微粒TiO时,在负电子带(valenceband,VB)的电子(e一)被紫外线之能量(3ev)所激发跃升至传导带(conductionband,CB),此时在负电子带便会产生带正电子之正孔,而形成一组电子一电洞对.TiO则利用所产生大电洞之氧化力及电子的还原力和表面接触的HO,O发生作用,产生氧化力极强的自由基?O一,?Oi,?O一,?O及?OH一而进行杀菌,除臭,分解有机物等作用,可将碳氧化合物分解成二氧化碳和水.触媒的反应机制从理论上证实:当纳米级二氧化钛超微粒子接受波长为388nm以下的紫外线照射时,其内部由于吸收光能而激发产生电子?空穴时,即光去载流子,然后迅速迁移至其表面并激活被吸附的氧和水分子,产生活性自由氢氧基(?OH一)和活性氧(?O),使污染物以及有害微生物,病毒等吸附至它的表面时,就会发生链式降解反应L3J.2光触媒特性及功能光触媒是利用空气总的氧分子,水分子,将所接触的有机物转换为二氧化碳和水,自身却不起变化,同时还可以促进化学反应.从理论上讲,其有效期长,相对费用低.由于二氧化钛本身无毒无害,因此在国际上已被广泛用于各个领域.其主要功能包括:净化空气:对医疗机构建筑设施如病房,诊室,检查室,手术室等建筑材料及内饰材料中的甲醛,苯,氨及挥发性有机化合物(TVOC)等污染物可以快速分解,从而达到净化空气的效果.灭活病原体:对革兰阴性球菌,杆菌和阳性球菌,杆菌及真菌等致病菌具有极强的杀伤力,灭活率达99.99%,同时能有效地抑制固化各种病毒,预防疾病传播.除臭抗污作用:光触媒还可强力分解臭源,加快有机物质,有毒气体的分解,提高空气净化效果.如甲醛,氨,氧化氮,苯酸,尼古丁等是空气中异臭味的主要来源,经光触媒的作用能彻底分解以上有机物质,除去空气中散布的臭味或异昧及有毒气体.另外,清水自洁用光触媒可使落在被喷面(如玻璃,不锈钢塑脂板材,镜面)的水珠扩散成膜状,改善水流对喷涂面的洗净力【JJ,从而保持喷涂面具有清晰的视觉感和洁净感.3光触媒材料可用来作为光触媒的化合物有TiO,ZnO,Nb2O5,WO3,SnO2和ZrO2等氧化物及Cds,ZnS等硫化物,其中TiO因其具有强大的氧化还原能力,化学稳定性高及无毒的优点,常被用作光催化剂或实验用物质.TiO为N型半导体,其在分子的结构中属闪锌晶格,其中钛原子具有22个电子,利用外围3d轨域的4个价电子与氧原子形成共价键(cova-lentbond).在自然界中TiO2以锐钛矿(anatase),金红石(futile)及板钛矿(brookite)三种结晶组合存在.其中最常见及最广泛使用的是前两种组合,后者则极为罕见.用作光触媒材料的TiO:为锐钛矿结晶或锐钛矿与金红石的混合结晶;而一般广泛被用作工业颜料的钛白粉则为金红石结晶L6j.4在医学领域中的应用4.1光催化氧化消毒机美国产品(PhotoCatalyticOxidation,P.C.c),利用TiO2光触媒与紫外光源结合技术形成光催化作用,已经美国EPA注册,试验证明,对微生物杀灭有效率达96%以上,能破坏40余种有害气体.4.2光触媒空气净化器其主要结构是在超高效滤器加活性炭过滤网基础上,再结合超强紫外线光源与光触媒陶瓷海绵,可作为120m空间内净化空气.4.3光触媒洁净灯将特制光触媒喷镀于灯管上,形成均匀镀膜,在灯管发光时激活杀菌因子和化学分解因子,可清除空气中浮游微生物及有害气体,日本已生产出040w不同功率的直管形和圆管形灯具,在民用和医用中使用.4.4纳米光触媒溶液(V8TiO2)将v8光触媒液注人手动或机械喷雾罐中,喷涂时采用喷枪,喷枪口径O.5mln以形成雾化状,1次即可.通常用于医疗场所如科室,诊室,检查室,处置室以及物体表面,空气,污物,污水,卫生用品等.通常120m需要2h.4.5光触媒溶液分解氧化有害物体微酸质能补充人体养分,滋润各器官有益菌群活跃,达到新陈代谢功能.分解皮肤毛孔微酸,氧化,排泄有机化?372?医学研究生2006年4月第19卷合物的毒素,达到微纳米分子化,活络,润滑人体排泄解毒器官,净化过量微酸质脂肪.可护理皮肤,化解因受紫外线照射的酸化,红肿,龟裂等问题,可防止皮肤传染病.5光触媒在其他领域中的应用在环境空气洁净方面,可安装带光触媒与紫外线装置的空气净化器.在墙壁,橱柜,床,地板等室内表面喷镀液体光触媒,可加强室内光照.另外,在公共场所如商场,交通工具等方面可用于净化,防霉,防锈,防蛀等处理.应用在制药工业,食品工业中可有防腐,防臭,防霉,保质,保鲜且高效持久的作用,使产品安全环保绿色.此外,在日用化学产品中的应用可起到护肤美容,滋润皮肤,洁净除异味和增白防晒等作用.6光触媒科技在世界各国的发展在日本,光触媒技术着重应用在居住空间之杀菌,净化等方面,以居家微弱光源即可发生作用,故在民用领域内专利最多.另外,在室外大气处理如高速公路NO去除之研究亦颇有成果.为了扩大光触媒的应用范围,日本已成功开发出可见光(390780nm)适用的光触媒;另一方面,应用纳米科技将TiO制成纳米级颗粒,则可藉由表面积与体积的比例,提高光触媒效率.这些发展预期将带动更多的光触媒应用.在欧美,则着重在受污染地下水中致(上接第366页)围和提高护理技能,在日常护理活动中不断提高护患沟通技巧,总结护理体会,并用所学理论来指导自己的护理行为,提高护理质量.从而激发护士的智慧,潜能和创新精神J.对于新人科室的护士,我们有计划地安排产科不同工作的轮换,使其熟练地掌握不同的操作技能.并根据个人的素质特点和业务特长,进行定向培训.我们还利用教学医院的优势,不定期地请专家讲课,对特殊病例进行讨论,坚持护理查房和教学查房,进行授课比赛,外出培训等方式,使年轻护士的专业知识和护理技能得到进一步的提高,并能在日常护理活动中得到充分的实践.同时,在对产科危重患者实施护理的过程中,又促使护理人员带着问题从书中找理论依据.这种从理论到实践,又从实践到理论的学习方法使不同层次的癌物去除,下水道废水处理,港湾废油处理,大气污染处理等.目前相关专利全球已超1000件,并在持续增长中.综上所述,光触媒技术是以高科技推动各产业链向健康环保绿色发展的新技术,是符合人类生存高质量,高标准的新产品,是医院感染管理工作发展的重要方面.其实际效果尚待实践中评价,故积极引进并吸收采纳这项先进技术是科技工作者的专业责任.参考文献:1杨华明,崔森.光触媒净化技术的研究及其应用J.中国消毒学杂志,2004,21(4):368-370.2王琦,刘移民,张顺铃,等.光触媒技术在控制医院感染中的应用J.华南预防医学,2004,30(6):38-40.3石峰,张红,李丽,等.光触媒空气净化器净化效果评价J.中国卫生工程学,2005,4(1):32-34.4韩伟,张泮河,曹务春,等.一种新型网膜对SARS冠状病毒的抑制作用J.生物化学与生物物理进展,2004,31(11):982-986.5张志琨,陈红瑞,李桂村,等.纳米”rio2光触媒及其高分子复合材料的结构与性能J.青岛大学,2003,24(1):4244.6施利毅,李春忠,房鼎业.氯化洁金红石型二氧化钛制备技术进展研究J.化工生产与技术,1997,4(1):21_24.7马小敏,王怡中.二氧化钛光催化杀菌的研究进展J.环境治理技术与设备,2002,3(5):1516.(责任编辑:鲁立;英文编辑:郭联庆)护理人员都获益不浅.参考文献:1易学明.探索建设现代化医院的实践J.中国医院,2005,9(3):l8-20.2宋