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研究生:廖峻儀
研究生(外文):Chun-Yi Liao
論文名稱:複合式壓力脈衝對於濕熱型滅菌器的效能研究
論文名稱(外文):Performance of moist heat sterilizer with modified pressure pulses
指導教授:蔡正倫蔡正倫引用關係
指導教授(外文):CHENG-LUN TSAI
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:生物醫學工程研究所
學門:生命科學學門
學類:生物化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:濕熱型滅菌器、複合式壓力脈衝、不飽和蒸汽、蒸汽滲透、滅菌乾燥度
外文關鍵詞:moist heat sterilizercomposite pressure pulsesnon-saturated steamsteam penetrationsterilization and dryness index
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摘要
在經濟效益考量下,外科醫療器械的循環再利用是必然的選項,這些重複使用的醫療器材如果滅菌不徹底,將會導致病患之間交叉感染的風險。濕熱型滅菌器具有極高的滅菌效能,但是在滅菌程序的乾燥階段中,如果沒能讓滅菌物完全的乾燥,將導致已完成滅菌的物品在儲放期間裡容易發生再次污染。因此,如何確保醫療器械在濕熱型滅菌器中獲得完整有效的滅菌與良好的乾燥效果就極為重要。本研究的目的是針對濕熱型滅菌器設計產生複合式壓力脈衝,藉由控制滅菌程序以提升滅菌器的工作效率。
濕熱型滅菌器裝置中的複合脈衝技術,是透過調控排氣閥、真空泵、蒸汽進氣閥、真空破壞閥與空氣加熱器等的交互切換來達成。理想的濕熱型滅菌器需具有良好的滅菌蒸汽品質、滅菌溫度、蒸汽滲透能力以及乾燥效果。為了獲得滅菌器的效能值,在不同脈衝程序的滅菌實驗裡,監測了滅菌物中各點的溫度變化、蒸汽品質、滅菌相關數據、滅菌確效與乾燥效能等。實驗結果的統計分析顯示,濕熱型滅菌器的蒸汽品質與滅菌物理數值的比對t檢定(p<0.05)都有明顯改善,故應可以提升滅菌器在臨床運用的效能。


Abstract
To reuse surgical instruments and medical devices has obvious economic benefits. There would be a high risk of cross infection between patients if the reusable medical devices were not completely sterilized. Moist heat sterilizer has high efficiency sterilization. If the sterilized items were not fully dried in the final stage of sterilization, it would be easily polluted during storage. So, how to ensure a complete and effective sterilization with good dryness in the moist heat sterilizer is very important. The aim of this research is to design a modified pressure control sequency to improve the sterilization efficiency.
The modified pressure pulses technique of moist heat sterilizer is accomplished by regulating exhaust valve, vacuum pump, steam inlet valve, vacuum release valve and air heater. An ideal moist heat sterilizer should have good steam quality, sterilization temperature, steam permeability and drying effect. In order to obtain the performance of sterilizer, the temperature at different positions in the sterilized object, steam quality, sterilization data, sterilization validation and drying efficacy were measured during the experiments. The statistical analysis of comparison t-test (p<0.05) for steam quality and physical ratio of sterilization shows significant difference. Therefore, it should be able to improve the sterilization efficiency of sterilizers in clinical use.


摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖索引 VII
表索引 X

第1章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究目的 3
1-3 研究方法 5
第2章 背景與原理 6
2-1 濕熱型滅菌器發展與原理 6
2-2 感染管制措施在滅菌階段之要求 17
2-3 滅菌品質測量方法 19
2-4 長型微孔器械之滅菌技術探討 21
2-5 滅菌濕包原因分析 23
2-6 氣體定律與蒸汽壓 25
2-7 基本熱傳遞原理 30
2-8 文獻小結 32
第3章 研究架構及方法 33
3-1 研究材料與設備 33
3-2 研究架構與步驟 35
3-3 複合式壓力脈衝滅菌技術程式設計 38
3-3-1 控制架構與元件說明 39
3-3-2 一般脈衝滅菌程式 40
3-3-3 複合式壓力脈衝滅菌程式 41
3-4 實驗量測方法 44
3-4-1 滅菌艙室內之不飽和蒸汽之測量 44
3-4-2 蒸汽之乾燥度值之測量 47
3-4-3 滅菌艙室內滿載之溫度與壓力之測量 49
3-4-4 蒸汽滲透之測量 52
3-4-5 螺旋管狀物之測量 52
3-4-6 滅菌負載物之乾燥度測量 53
第4章 結果 56
4-1 蒸汽品質分析結果 56
4-1-1 不飽和蒸汽取樣與數值比較 57
4-1-2 蒸汽乾燥度值(Steam Dryness value)比較 60
4-2 溫度、壓力與時間分佈記錄結果 63
4-3 蒸汽滲透之測試結果 75
4-4 螺旋管狀物之滅菌測試結果 76
4-5 乾燥效能測試結果 77
第5章 討論 89
第6章 結論與未來展望 97
6-1 結論 97
6-2 未來展望 99
參考文獻 102

圖索引
圖2-1 一般常見的滅菌方法 9
圖2-2 高壓蒸汽滅菌週期圖 10
圖2-3 典型脈動預真空高壓蒸汽滅菌週期圖 10
圖2-4 活菌數目與D值的對數關係圖 12
圖2-5 D值與Z值的對數關係圖 13
圖2-6 濕包示意圖 24
圖2-7 理想氣體壓力變化與體積的P-V關係圖 25
圖2-8 定量氣體在定壓下其體積與溫度的關係圖 26
圖2-9 物質的壓力-容積圖 29
圖3-1 VM7000A Data Viewer 操作介面 35
圖3-2 研究架構與步驟流程圖 37
圖3-3 濕熱型滅菌器基本控制流程方塊圖 39
圖3-4 一般脈衝滅菌技術之控制流程與溫度控制圖 40
圖3-5 複合式壓力脈衝滅菌技術之控制流程與溫度控制圖 41
圖3-6 複合式壓力脈衝真空乾燥 44
圖3-7 SAT-450HP不飽和蒸汽取樣圖 46
圖3-8 SAT-600HPD不飽和蒸汽取樣圖 46
圖3-9 SAT-600HPD蒸汽乾燥度值測試圖 49
圖3-10 被滅菌物(織布)溫度感應裝置放置分佈圖 50
圖3-11 SAT-450HP滿載乾燥測試放置 51
圖3-12 SAT-600HPD 滿載測試布包溫度放置圖 51
圖3-13 Helix 測試治具放置圖 53
圖3-14 乾燥測試標準包秤重 54
圖3-15 SAT-600HPD滿載布包乾燥測試分布圖 55
圖4-1 不飽和蒸汽分佈圖 60
圖4-2 蒸汽乾燥度值分佈圖 62
圖4-3 SAT-600HPD 一般脈衝@121℃滅菌溫度分布曲線圖 64
圖4-4 SAT-600HP一般脈衝@121℃Time 3溫度分布曲線圖 65
圖4-5 SAT-450HP複合脈衝@134℃溫度感應曲線圖 67
圖4-6 SAT-600HP複合脈衝@134℃溫度分布曲線圖 69
圖4-7 SAT-600HP複合脈衝@134℃Time 3溫度分布曲線圖 7069
圖4-8 平衡時間分佈圖 71
圖4-9 滅菌期間溫度差距分佈圖 72
圖4-10 一般脈衝平均溫度、壓力滅菌週期曲線圖 73
圖4-11 複合式脈衝平均溫度、壓力滅菌週期曲線圖 74
圖4-12 SAT-600HP單一真空乾燥階段121℃/30min記錄圖 78
圖4-13 SAT-600HP單一真空乾燥階段134℃/30min記錄圖 78
圖4-14 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段121℃/30min(air)記錄圖 80
圖4-15 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段134℃/30min(air)記錄圖 80
圖4-16 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段121℃/15min(air)記錄圖 82
圖4-17 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段134℃/15min(air)記錄圖 82
圖4-18 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段121℃/30min(Steam)記錄圖 83
圖4-19 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段134℃/30min(Steam)記錄圖 84
圖4-20 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段134℃/15min(steam)記錄圖 85
圖4-21 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段121℃/15min(steam)記錄圖 85
圖4-22 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段121℃/15min(Hot air)記錄圖 86
圖4-23 SAT-600HPD脈衝真空乾燥階段134℃/15min(Hot air)記錄圖 87
圖4-24 乾燥測試滅菌物濕度統計圖 88
圖5-1 SAT-600HP一般脈衝@111℃至121℃溫度時間分布曲線圖 92


表索引
表2-1 水在不同溫度時的飽和蒸氣壓 28
表3-1 實驗設備與器材表 34
表4-1 SAT-450HP一般排氣移除空氣模式之不飽和蒸汽取樣結果 57
表4-2 SAT-450HP多階段移除空氣模式之不飽和蒸汽取樣結果 58
表4-3 SAT-600HPD多階段移除空氣模式之不飽和蒸汽取樣結果 59
表4-4 蒸汽品質在Cn%上之t檢定結果 59
表4-5 SAT-450HP一般脈衝移除空氣模式之蒸汽乾燥度值取樣結果 61
表4-6 SAT-450HP複合脈衝移除空氣模式之蒸汽乾燥度值取樣結果 61
表4-7 SAT-600HPD複合脈衝移除空氣模式之蒸汽乾燥度值取樣結果 62
表4-8 蒸汽品質在蒸汽乾燥度值上之t檢定 62
表4-9 SAT-450HP一般脈衝移除空氣模式之蒸汽滲透溫度取樣結果 65
表4-10 SAT-600HPD一般脈衝模式之蒸汽滲透溫度取樣結果 66
表4-11 SAT-450HP複合脈衝移除空氣模式之蒸汽滲透溫度取樣結果 68
表4-12 SAT-600HPD複合脈衝移除空氣模式之蒸汽滲透溫度取樣結果 70
表4-13 蒸汽滲透在平衡時間與滅菌期間溫度差異上之t檢定 70
表4-14 一般脈衝預抽真空階段平均溫度、壓力記錄值 73
表4-15 複合式脈衝預抽真空階段平均溫度、壓力記錄值 74
表4-16 B.D.挑戰包成功率 75
表4-17 Helix治具測試結果 76
表4-18 SAT-450HP單一真空乾燥30min標準包滅菌後濕度結果 79
表4-19 SAT-600HPD單一真空乾燥30min標準包滅菌後濕度結果 79
表4-20 SAT-450HP脈衝真空乾燥30min(air)標準包滅菌後濕度結果 81
表4-21 SAT-600HPD脈衝真空乾燥30min(air)標準包滅菌後濕度結果 81
表4-22 SAT-600HPD脈衝真空乾燥15min(air)標準包滅菌後濕度結果 83
表4-23 SAT-600HPD脈衝真空乾燥30min (steam)標準包滅菌後濕度結果 84
表4-24 SAT-600HPD脈衝真空乾燥15min(steam)標準包滅菌後濕度結果 86
表4-25 SAT-600HPD脈衝真空乾燥15min(Hot air)標準包滅菌後濕度結果 87



參考文獻
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