Kỹ thuật xử lý bằng sóng siêu âm

Phẫu thuật xâm lấn đã tạo ra sự phát triển của nội soi phức tạp được thiết kế để phù hợp với kỹ thuật phẫu thuật của bác sĩ. Tuy nhiên, việc làm sạch các chất bẩn cũng như khử trùng để có thể tái sử dụng dụng cụ y tế lại không hề dễ dàng.

Trên thực tế, với phương pháp khử trùng bằng nhiệt, một số có các thành phần sợi và dẻo tinh vi dễ bị hư hỏng. Đối với phương pháp khử trùng bằng hơi nước, chúng có khả năng dẫn truyền qua các bề mặt của dụng cụ phẫu thuật và khi ngưng tụ giải phóng năng lượng tiêu diệt ngay cả những vi sinh vật kháng và khó tiếp cận nhất, các chất khử trùng dạng khí, hơi và chất lỏng ở nhiệt độ thấp cần tiếp xúc trực tiếp để có hiệu quả. Hơn nữa, thiết kế vật lý của một số cấu trúc phức tạp này bao gồm lumen hẹp và lỗ phun gây cản trở việc phân phối các tác nhân hóa học ở nhiệt độ thấp đến mọi bề mặt bị ô nhiễm, vì cần phải khử trùng.

Bể rửa siêu âm là công cụ làm sạch dụng cụ y tế tiên tiến

Ngoài ống nội soi mềm, kẹp sinh thiết là một ví dụ của dụng cụ acomplex không giúp làm sạch tất cả các bề mặt có khả năng bị nhiễm bẩn của nó, đặc biệt là cơ chế bản lề điều khiển việc mở và đóng các cốc. Mặc dù phức tạp và được thiết kế với dây dẫn và lòng ống bên trong có thể bị nhiễm bẩn, nhưng 2 kẹp sinh thiết có thể tái sử dụng được thiết kế bằng vật liệu như thép không gỉ có thể chịu được sự khắc nghiệt và căng thẳng của quá trình khử trùng bằng hơi nước. Các báo cáo về việc truyền bệnh bằng kẹp sinh thiết hấp áp lực hấp dẫn không được ghi nhận. Chỉ trong trường hợp kềm sinh thiết được làm sạch không đầy đủ hoặc chất diệt khuẩn ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn như glutaraldehyde 2%, được sử dụng thay cho hơi nước áp suất mới được báo cáo lây nhiễm chéo.

Làm sạch là một phần không thể thiếu của hầu như tất cả các quy trình tái sử dụng thiết bị. Một số tổ chức nội soi và kiểm soát nhiễm trùng đã công bố hướng dẫn về việc làm sạch và khử trùng thích hợp ống nội soi mềm, kẹp sinh thiết và các loại dụng cụ nội soi khác. Nếu được dán nhãn để sử dụng lại, các dụng cụ cần được làm sạch trước thủ công, sử dụng bàn chải và dung dịch tẩy rửa, để loại bỏ các mảnh vụn thô của bệnh nhân. Bởi vì ống nội soi phức tạp có thể vẫn bị nhiễm mảnh vụn của bệnh nhân ngay cả sau khi nghiền thủ công, hầu hết các hướng dẫn xử lý lại đều khuyến nghị sử dụng năng lượng siêu âm để loại bỏ các mảnh vụn nhỏ có thể không tiếp cận được và vẫn còn. Trừ khi quá trình làm sạch loại bỏ hiệu quả các vi sinh vật và các mảnh vụn của tổ chức khỏi ngay cả những bề mặt khó tiếp cận nhất của cơ sở bị ô nhiễm, thì quá trình tiệt trùng có khả năng thất bại. Việc phát triển các công nghệ làm sạch tiên tiến hơn có thể thích ứng với ngay cả những thủ thuật phẫu thuật phức tạp nhất và làm sạch các bề mặt bên trong khó tiếp cận nhất của chúng là yếu tố quan trọng để ngăn ngừa nhiễm trùng cho bệnh nhân.

Năng lượng siêu âm: Nó là gì và nó được tạo ra như thế nào?

Năng lượng siêu âm là một công nghệ hiệu quả thường được các cơ sở y tế sử dụng để làm sạch các dụng cụ phẫu thuật và nha khoa trước khi khử trùng giai đoạn cuối. Các loại thiết bị làm sạch khác nhau, được thiết kế cho nhiều mục đích làm sạch khác nhau.

Năng lượng này được tạo ra bởi các đầu dò gắn bên ngoài bồn xử lý của thiết bị làm sạch, thường được cấu tạo bằng thép không gỉ. Khi được cung cấp bởi một máy phát điện tử, các bộ truyền động giãn nở và co lại ở tần số rất cao, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng sóng siêu âm. Các sóng âm thanh cường độ cao này thường truyền ở tần số từ 20 đến 120 kHz (1 kHz bằng 1000 Hz, dao động mỗi giây) trong toàn bộ lưu vực xử lý. Để tăng cường hiệu quả truyền các sóng năng lượng này, việc ngâm các chất bẩn trong môi trường lỏng thích hợp, chẳng hạn như dung dịch tẩy rửa, là điều cần thiết.

Khi chúng truyền qua dung dịch tẩy rửa, các sóng siêu âm tạo ra các lực kéo và nén xen kẽ dao động ở cùng tần số như các đầu dò tạo ra chúng. Các lực dao động này khiến hàng triệu lỗ hổng có kích thước siêu nhỏ hình thành trong dung dịch tẩy rửa, năng lượng sóng xung kích thủy lực tạo ra hiệu ứng hút mạnh mẽ. Những sóng xung kích này, có thể đạt nhiệt độ cao tới 10.000 °F và áp suất thủy động lực học thấp tới 10.000pounds mỗi inch vuông (PSI), nới lỏng vật lý và loại bỏ vi sinh vật và các mảnh vụn bám dính khác từ ngay cả những bề mặt khó tiếp cận nhất của một dụng cụ bị bẩn.

Đầu tạo sóng siêu âm tạo ra các luồng sóng siêu âm

Làm sạch bằng sóng siêu âm hiệu quả như thế nào?

Qua nhiều năm, nhiều nghiên cứu chứng minh độ tin cậy và hiệu quả của việc làm sạch bằng sóng siêu âm đã được công bố. Một số nghiên cứu đánh giá hiệu quả của việc làm sạch bằng sóng siêu âm trong việc tiêu chuẩn hóa quy trình làm sạch và loại bỏ huyết thanh khô, máu và vi rút khỏi các dụng cụ bị ô nhiễm. Các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng chất tẩy rửa siêu âm hiệu quả và hiệu quả hơn đáng kể so với chất tẩy rửa bằng tay, rất khó tiêu chuẩn hóa và có thể không hiệu quả tùy theo từng người. Trái ngược với tẩy rửa thủ công, máy làm sạch bằng sóng siêu âm được tự động hóa và tiêu chuẩn hóa và được thiết kế để làm sạch các bề mặt có thể không thể tiếp cận được.

Trong khi làm sạch thủ công nhằm mục đích loại bỏ các mảnh vụn thô từ bề mặt của cơ sở nghiên cứu, thì thiết bị làm sạch bằng sóng siêu âm được thiết kế để loại bỏ vi sinh vật và các mảnh vụn nhỏ khác khỏi các bề mặt ít tiếp cận hơn.

Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng chỉ cần ba phút tiếp xúc với sóng siêu âm là đủ để loại bỏ hơn 99,9% chất bẩn trên các dụng cụ bị ô nhiễm. Mặc dù dữ liệu chứng minh hiệu quả của nó trong lumen hẹp và các kênh của một số thiết bị phức tạp còn hạn chế, nhưng chất tẩy rửa siêu âm được khuyến nghị để tăng hiệu quả làm sạch, đặc biệt đối với các dụng cụ phẫu thuật, như kẹp sinh thiết, có các khớp, bản lề và bề mặt bên trong phức tạp, rất khó, nếu không muốn nói là không thể làm sạch bằng tay.

Mặc dù các hướng dẫn xử lý lại của hầu hết các dụng cụ phẫu thuật đều khuyến khích làm sạch bằng sóng siêu âm như một bước không thể thiếu trong quá trình chuẩn bị cho quá trình tiệt trùng ban đầu, nhưng một số dụng cụ có thể được làm bằng vật liệu tinh tế bị hư hỏng bởi sức mạnh của nó, loại trừ việc sử dụng năng lượng siêu âm. có thể bị ăn mòn hoặc bị ăn mòn sau khi tiếp xúc lâu với sóng siêu âm. Tuy nhiên, có thể giảm thiểu sự ăn mòn do năng lượng siêu âm gây ra bằng cách giảm công suất và thời gian làm sạch của máy làm sạch bằng siêu âm.

Làm sạch bằng sóng siêu âm thường là một trong quy trình gồm nhiều bước bắt đầu bằng việc làm sạch thủ công để loại bỏ các mảnh vụn thô. Bước này được thực hiện ngay sau khi sử dụng dụng cụ để tránh làm khô. Sau khi được làm sạch thủ công, thiết bị sau đó được đặt vào máy làm sạch bằng sóng siêu âm. Bước làm sạch này đặc biệt quan trọng để loại bỏ các chất bẩn có thể chưa được loại bỏ trong quá trình làm sạch thủ công. Một số chất tẩy rửa siêu âm có thể tự động bơm chất tẩy rửa vào bồn xử lý của thiết bị, cũng như bôi trơn bộ phận này để ngăn chặn sự ăn mòn trước khi khử trùng đầu cuối. Một số cũng có thể được trang bị bộ điều hợp kênh để rửa sạch dung dịch tẩy rửa qua các ống hút của dụng cụ cách nhiệt.

Máy làm sạch bằng sóng siêu âm có tính năng hẹn giờ và điều khiển nhiệt độ để điều chỉnh thời gian làm sạch và để tăng nhiệt độ của độ phân giải chất tẩy rửa, tương ứng. Chúng cũng có thể được trang bị các bộ điều khiển cho phép điều chỉnh công suất đầu ra (Watts) và tần số (kHz).

Các yếu tố có thể nâng cao hoặc hạn chế hiệu quả làm sạch

Tần số siêu âm

Một số yếu tố có thể tăng cường hoặc hạn chế hiệu quả làm sạch của chất tẩy rửa anultrasonic. Không có tính chất vật lý nào quan trọng bằng các đặc tính vật lý của dung dịch làm sạch (hoặc môi trường lỏng khác) mà qua đó sóng siêu âm lan truyền. Nói một cách ngắn gọn, biên độ của sóng siêu âm tỷ lệ thuận với công suất điện được áp dụng cho các đầu dò. Cavitation không thể xảy ra trừ khi biên độ của các sóng này, và do đó là công suất điện, vượt quá một giá trị ngưỡng tối thiểu. Các đặc tính của độ phân giải làm sạch, bao gồm nhiệt độ, độ nhớt, tỷ trọng, áp suất hơi và sức căng bề mặt, làm cho giá trị ngưỡng này thay đổi đến mức những thay đổi về bất kỳ một trong những đặc tính này đều có khả năng ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch.

Sự khác biệt về tần số siêu âm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình làm sạch

Chất tẩy rửa siêu âm

Ngoài việc hỗ trợ loại bỏ các mảnh vụn của bệnh nhân từ các chất bẩn, chất tẩy rửa làm tăng hiệu quả làm sạch bằng cách giảm sức căng bề mặt của nước. Hiệu ứng này làm tăng hiệu quả làm sạch bằng cách:

(a) tạo điều kiện cho việc truyền sóng siêu âm qua chất tẩy rửa;

(b) giảm mức năng lượng siêu âm tối thiểu cần thiết để xảy ra hiện tượng rung lắc;

(c) giảm khả năng chống dòng chảy của chất tẩy rửa qua các lỗ và lumen hẹp của thiết bị.

Chất tẩy rửa được pha chế theo công thức đặc biệt cho sóng siêu âm và được biết là tương thích với các chất cần làm sạch, được khuyên dùng để tăng hiệu quả làm sạch. Chất tẩy rửa trung tính hoặc kiềm là công thức được bệnh viện sử dụng phổ biến nhất với chất tẩy rửa siêu âm.

Nhiệt độ

Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng đối với vật lý và hiệu quả của việc làm sạch. Sự gia tăng nhiệt độ gây ra sự gia tăng tương ứng trong áp suất hơi của dung dịch chất tẩy rửa và giảm năng lượng tối thiểu cần thiết để tạo bọt. Do đó, nên trộn chất tẩy rửa với nước ấm để nâng cao hiệu quả của chất tẩy rửa siêu âm. Nhiệt độ từ 11 °F đến 140 °F thường được chỉ định cho chất tẩy rửa gốc nước. Tất nhiên, để tránh làm hỏng dụng cụ phẫu thuật, nhiệt độ của nước không được vượt quá thông số nhiệt độ của dụng cụ.

Sử dụng một lượng nước mới để làm sạch và tráng từng mẻ dịch bẩn mới có thể có lợi để giảm thiểu sự tiếp xúc của con người với các vi sinh vật có khả năng gây bệnh. Mặc dù tốn kém và không bắt buộc, sử dụng nước khử ion cũng có thể có lợi, vì ngoài việc hòa tan chất tẩy rửa hiệu quả hơn, nó không chứa các khoáng chất thường làm xỉn màu dụng cụ.

Giỏ chứa đồ vật

Thực sự không thể đánh giá cao lợi ích của máy làm sạch bằng sóng siêu âm nếu không sử dụng giỏ, khay hoặc khay đựng dụng cụ được thiết kế đặc biệt. Những thiết bị cố định này thường được làm bằng thép không gỉ (hoặc vật liệu phản xạ âm thanh khác) và thường có dây, giống như lưới sàng để đảm bảo sóng siêu âm đi qua một cách hiệu quả.

Mỗi thiết bị trong số này đều rất quan trọng, vì nó:

(a) tối đa hóa khả năng tiếp xúc của các thiết bị với sóng siêu âm;

(b) giảm thiểu chuyển động của các dụng cụ bị bẩn so với các dụng cụ khác trong quá trình làm sạch bằng siêu âm, điều này có thể dẫn đến hỏng dụng cụ tốn kém;

(c) tối ưu hóa hiệu quả làm sạch bằng cách ngăn không cho các thiết bị tiếp xúc với đáy bể xử lý của chất làm sạch (phía bên kia của đầu dò thường được gắn) nơi chúng có thể cản trở hoạt động của đầu dò và ngăn chặn sự truyền sóng siêu âm.

Sắp xếp đồ vật đúng cách trong giỏ đựng đảm bảo hiệu quả làm sạch dụng cụ y tế tốt hơn

Cách sắp xếp dụng cụ

Phương pháp bố trí các dụng cụ bị nhiễm bẩn trong buồng xử lý có thể ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả làm sạch như việc lựa chọn chất tẩy rửa. Năng lượng siêu âm là một hướng, truyền từ nguồn của nó (đầu dò) theo một hướng thông qua dung dịch tẩy rửa.

Hạn chế tiềm ẩn này có thể được khắc phục bằng cách sắp xếp đúng cách các dụng cụ bị ô nhiễm trong giỏ chế biến (hoặc khay) để giảm thiểu sự tiếp xúc và tiếp xúc của chúng với sóng siêu âm. Đặt bề mặt bị bẩn nhiều nhất của thiết bị bị nhiễm bẩn về phía đáy của bồn xử lý của máy làm sạch theultrasonic sẽ tối ưu hóa hiệu quả làm sạch.

Thời gian làm sạch

Ngoài loại và nhiệt độ của chất tẩy rửa, thời gian cần thiết để làm sạch dụng cụ, trong số các yếu tố khác, còn phụ thuộc vào:

(a) số lượng và cách bố trí dụng cụ bị nhiễm bẩn trong bể xử lý;

(b) mức độ nhiễm bẩn của dụng cụ (ví dụ: bẩn nhẹ, bẩn nhiều);

(c) tần số và công suất của máy làm sạch bằng sóng siêu âm

Bọt khí

Sự hiện diện của bọt khí trong môi trường làm sạch cũng ảnh hưởng đến thời gian làm sạch. Không giống như sóng âm thanh nghe được phát ra từ loa âm thanh nổi, sóng siêu âm yêu cầu môi trường lỏng để truyền hiệu quả. Các dụng cụ cũng không thể làm sạch hiệu quả bằng năng lượng siêu âm nếu các túi khí vẫn còn giữa chúng. Tuy nhiên, một khi chu kỳ làm sạch bằng sóng siêu âm được kích hoạt, có thể mong đợi quá trình khử khí – tức là loại bỏ không khí và các chất khí khác – dung dịch tẩy rửa hoặc môi trường lỏng khác có thể được mong đợi.

Cường độ và phân bố năng lượng

Hầu hết các phương pháp định lượng đánh giá hiệu quả làm sạch của máy làm sạch bằng sóng siêu âm có thể rất tốn thời gian và cồng kềnh và thường đòi hỏi ít nhất một số diễn giải chủ quan về kết quả. Tuy nhiên, một số phương pháp có thể hữu ích trong việc đánh giá hiệu quả làm sạch của chúng.

Ví dụ: “thử nghiệm xói mòn lá nhôm” đánh giá cả cường độ và sự phân bố năng lượng siêu âm của chất làm sạch. Một số lá nhôm dạng tấm mới được đặt thẳng đứng ở giữa ngăn xử lý của chất làm sạch chứa đầy nước. (Không sử dụng chất tẩy rửa vì thử nghiệm này nhằm đánh giá cường độ và sự phân bố của năng lượng siêu âm – không phải hiệu quả làm sạch.) Sau một vài chu kỳ, các tấm được kiểm tra xem có bị ăn mòn hoặc hư hỏng hay không. Thiệt hại đối với lá càng đáng kể và đồng đều, chúng càng có tác dụng mạnh mẽ và đồng đều về cường độ và sự phân bố của lỗ hổng.

Ứng dụng thực tế của bể rửa siêu âm Skymen trong phòng khám chuyên khoa tạo hình phẫu thuật thẩm mỹ

Sức mạnh của tạo bọt

Có thể đánh giá khả năng tạo bọt của máy làm sạch bằng sóng siêu âm bằng cách đặt các mẫu vật liệu mịn, chẳng hạn như thạch cao, vào buồng xử lý chứa đầy nước. Các mẫu được cân cả trước và sau khi tiếp xúc với năng lượng siêu âm của chất làm sạch, và những thay đổi về trọng lượng của các mẫu cho thấy sự xói mòn cơ học do xâm thực gây ra. Sự gia tăng sức mạnh của năng lượng siêu âm thường sẽ gây ra sự gia tăng hoạt động xâm thực và do đó làm tăng giảm trọng lượng của các mẫu. (Không sử dụng chất tẩy rửa vì thử nghiệm này nhằm mục đích đánh giá sức mạnh siêu âm chứ không phải hiệu quả làm sạch.)

Hiệu quả làm sạch

Một số thử nghiệm đã được đề xuất để đánh giá hiệu quả làm sạch của chất tẩy rửa siêu âm. Mặc dù chủ quan, việc quan sát bằng mắt tiếp theo để loại bỏ đất bệnh nhân khỏi dụng cụ bị ô nhiễm, có thể là một thước đo đáng tin cậy về hiệu quả làm sạch.

Các xét nghiệm định lượng khác có thể đánh giá hiệu quả làm sạch bằng cách đo và so sánh các mức độ của vật liệu được gắn thẻ phóng xạ, chẳng hạn như máu, trước và sau khi làm sạch bằng siêu âm. Chênh lệch giữa hai cấp độ càng nhiều thì hiệu quả mong đợi của máy siêu lọc càng cao. Việc sử dụng mật độ quang học và các kỹ thuật xét nghiệm vi mô để đo lượng protein (ví dụ, máu) được lấy ra khỏi thiết bị bằng chất tẩy rửa siêu âm anultrasonic cũng đã được báo cáo. Nói chung, chất tẩy rửa bằng sóng siêu âm được kỳ vọng sẽ giảm ít nhất 99,9% đất của bệnh nhân trên thiết bị bị nhiễm độc chỉ sau vài phút tiếp xúc. (Những thử nghiệm này thường được thực hiện bằng cách sử dụng dung dịch tẩy rửa.)