G8341-几种热湿交换过滤器过滤效果比较-译文

2021年2月7日发(作者：回龙观附近的医院)
《麻醉学》
，
1992
年，第
47
期，
414-4 20
页

设备

几种热湿交换过滤器过滤效果比较

R. M. HEDLEY
和
J. ALL T-GRAHAM
著

摘要

如今，
临床治疗中越来越多地使用热湿交换器作为过滤器，
防 止呼吸设备污染，
限制交叉感
染。
研究人员同时开发了一系列实验室试验，
评 估这些设备的微生物过滤和气流阻力特性。
这些试验设计旨在模拟临床情况，
因此可在干燥和加 湿条件下评估设备。
受测设备
(Engstrom
Edith
、
Pall BB50T
、
Dar Hygrobac
、
Intersurgical Filtatherm
和
Intersurgical Filtaguard)
分别
代表一类过滤器类型。简易吸湿过滤器

(Engstrom
Edith)
过滤空气细菌和液体细菌的效率较
差，但在所有条件下的空气阻力都相对较低。复 合式过滤器
(Dar
Hygrobac
、
Intersurgical
Filtatherm
和
Intersurgical Filtaguard)的过滤材料孔隙较大，空气细菌过滤效率良好，但液体
细菌过滤效率交叉且可能出现气流阻力大幅升 高的情况。折叠膜过滤器
(Pall
BB50T)
的过滤
材料孔隙较小，过 滤空气细菌的效率良好，能防止液体渗透。得益于防止液体渗透的特性，
折叠膜过滤器可有效防止液体污 染，
并在加湿条件下维持较低的气流阻力。
因此，
从感染控
制和气流阻力角度 来说，
折叠薄膜过滤器的安全性比吸湿热湿交换器或复合式过滤器高得多
。

关键词：

设备、热湿交换器、细菌过滤器

一次性热湿交换器(HMEs)
可湿化气管插管病人的上呼吸道
[1-8]
，可谓方便高效的设备。 临
床治疗中越来越多地将一次性热湿交换器用作过滤器，防止病患（尤其是重症监护病患
[10 -12]
）的呼吸设备
[9]
污染，控制交叉感染。目前并无针对“病患端”过滤设备 的标准，
且有关设备选择依据的信息也很少。
脓毒症、
多器官功能衰竭和病毒感染的发 病率和死亡率
很高，因此确定病患过滤设备标准至关重要。

重症监护病房和手术室中 使用的过滤器应防止设备污染空气中的细菌和病毒，
且有效阻隔感
染性唾液或肺水肿体液。这类过滤器应性能可靠且使命寿命长。
此外，
过滤器还应避免雾状
药水的影响。< br>
现在市面上的过滤器设备设计各不相同，
但都缺乏相关信息指导医师如何根据不同的临 床环
境选择合适的过滤设备。
吸湿热湿交换器的过滤材料一般由羊毛、
泡沫或纸质材料 制成，
且
通常涂有氯化钙或氯化锂等保湿性化学物质。
这些材料孔隙较大，
无 法阻挡气流，
也限制了
吸湿热湿交换器的过滤特性。过度的保水性还可能导致热湿交换器的气流 阻力增加。

复合过滤器的过滤材料包括吸湿层和大孔隙毡滤层。部分情况下，可对毡滤层叠加 电子场，
增加极性（驻极体毡滤）
。这一做法可提高热湿交换器对干燥气体的过滤效率和水的相 斥性
（疏水性）
。

折叠膜过滤器的过滤材料主要由折叠式疏水膜组成。水膜表面积大、
孔隙小，
可防止水滴渗
入和体液穿过，确保在潮湿条件下仍保持较 低的气流阻力。

R.M. Hedley,* MB, BS, FRCAnaes,
专科住院医师，

J. Allt-Graham BSc, FFARACS,
圣乔治医院麻醉科麻醉
咨询师（
Blackshaw Road, London SW17 OQT
）

*
现任职衔：

爱金森莫利医院专科住院医师（
Copse Hill, Wimbledon, London SW20 ONE
）

信函请致于
Dr J. Alit- Graham
博士

1991
年
11
月
6
日接收

0003-2409/92/050414+07 $$03.00/0

? 1992
大不列颠爱尔兰麻醉学会
414

热湿交换器的过滤特性


415


图
1
受测设备：后排（从左到右）
：
Dar
Hygrobac
、
Pall
BB50TIntersurgical
Filtatherm
和
Intersurgical Filtaguard
前排：

Engstrom Edith
随着新材料的开发，新一代的热湿 交换器应运而生，多样化的过滤性能
[12]
影响了热湿交换
器在临床实践中的作用。
研究人员同时开发了一系列简易实验室试验，
测定热湿交换器的抵
抗性、疏水性（包括 保留人工唾液）
、体液和空气细菌的过滤效率，以及雾化药水对气体流
通特性的影响。

受测过滤器设备型号包括：
Dar Hygrobac
、
Pall BB50T
、
Intersurgical Filtatherm
、
Intersurgical
Filtaguard
和
Engstrom
Edith
（图
1
）这些设备各代表一类设备类型：简易吸湿热湿交换器
(Engstrom
Edith)
、复合过滤器

(Filtatherm
和
H ygrobac)
和折叠膜过滤器（
Pall
BB50T
）
。Filtaguard
仅作为过滤器，
Engstrom Edith
仅用作热湿 交换器，
而复合型设备主要作为复合热
湿交换过滤器在市场上销售。颇尔过滤器可作为“病患端 ”呼吸通路热湿交换过滤器或“机
器端”
/
通路的过滤器。
Filtagua rd
仅可作为过滤器，无其他功能（热湿交换过滤器）
。本次
研究涉及
Fil taguard
主要是为了参考不同设备结构，讨论热湿交换过滤器的特性。

疏水性和气流阻力

本
试
验
的
目
的
在
于
对
比
各
设
备
的
疏
水
性
，
测
定
干
湿
条
件
下
设
备
的
气
流
阻
力
。


















试验还针对空气阻力评估模拟呼气效果，确定设备加湿的效果是暂时性的还是长期性的。
试验将各受测设备与压缩空气源连接，
并使用校准器确保气体流量为
60L/min

，
测定各设备
的气流阻力。设备间的压力差主要通过
Poddy
公司的水柱压力计测定。试验时，将
15ml
的
水灌入立式设备中。若水通过设备，记 录具体情况，并测定气流阻力。然后将自充气式贮气
囊（挪威挪度公司的呼吸球）与设备病患端相连接， 手动按压贮气囊，从而通过设备提供人
工呼吸（
3
秒钟
800 ml
）
。安装于贮气囊和设备之间的呼吸量计（微型医疗器械公司提供）
确保恒定的呼吸容量。按 照上述方式提供一次“呼吸”后测定气流阻力，然后在十五次“呼
吸”后重复测定气流阻力。

采用人工唾液模拟测定设备的临床疏水性

唾液的表面张力为水表面张力的三分之二，
采用人工唾液不仅能够确保疏水性试验时设备运
转良好，
且无需对设备实施充分保护，
防止唾液分泌物污染。
将容量为
2L
的橡胶贮气囊
（沃
特世 公司）与
Bennett Cascade Mk
（普瑞坦
-
贝内特公司）二 代加湿器（图
2
）相连接，充当
病患。采用
900C
型呼吸机（德国 西门子公司）给贮气囊换气。试验设备应安装于病患和导
管接合器间的“病患端”系统上。在设备病患端 储存六毫升的人工唾液（
《英国国家药典》
(British National Formu lary)
）
。
在仪器运转过程中，
重新连接设备并仔细观察。
若人 工唾液在
24
小时内渗透穿过设备，则记录具体的时间并停止运转呼吸机。


416
R.M. Hedley
和
J. A/It-Graham


Tubing
Temperature control box
2L rubber lung
Female/female connector
Sparger
Catheter mount
Test device
?
T
‘
piece all male connectors
?
Y
‘
piece all male connectors
Ventilator tubing
ventilator
导管

温控箱

橡胶呼吸器（容量
2L
）

雌性接口
/
接套

起泡装置

导管接合器

受测设备

“
T‖
型插头

―Y‖
型插头

呼吸机导管

呼吸机

图
2
为采用人工唾液评估设备临床疏水性的人工病患试验台。
在试验设备和导管接合器间 安
装药品雾化器，形成相同的试验装置模拟药品雾化过程，评估设备在该条件下的过滤阻力。

液体细菌阻隔

本项实验的目的在于研究设备去除液体生细菌的特性。首先准备含缺陷假单胞菌
(NCIB < br>[109])
的细菌悬液
（每毫升水中的菌落形成单位为
10
6
个）
。
然后，
将
100 ml
的缺陷假单胞菌
悬液注入长
15 cm
、
直径为
22 mm
的无菌呼吸器导管中，
导管直立连接试验设备。
设备连接
的无菌玻璃烧杯 将收集通过设备的悬液。计数玻璃烧杯收集废液的活菌数。
24
小时和
48
小
时后采用胰蛋白胨大豆琼脂板对菌落形成单位进行计数，
并分别计算细菌悬液在通过试验设备前后每毫升液体内的菌落形成单位数。

根据下列公司计算各设备的细菌滴定度减少量。

空气细菌阻隔

本 方法旨在通过单分散空气细菌测定设备的过滤效果。
本试验主要采取性质稳定且体积极小
（0.3-2.0
μm
）
的缺陷假单胞菌
(NCIB [109])。
由于缺陷假单胞菌的体积比多数普通细菌性病
原体小，因此采用其进行设备过滤效果试验 可确保试验的严谨性。浮质阻隔装置
[11]
主要使
雾化器喷出的大水滴（通常为2
μm
）到达受测设备前蒸干，从而确保采用干燥单分散悬浮
细菌测定设备的过 滤效果。

热湿交换器的过滤特性


417

下图
3
的装置包括德百世医疗公司出产的
40
型雾化器，雾化器连接经高压灭 菌法除菌的不
锈钢试验装置。
受测设备应无菌连接至试验台的另一端。
采用含无菌水的 全玻璃液体冲击采
样器（
A.W. Dixon
公司）收集通过受测设备的细菌。在容 量为
300L
的无菌纤维增强塑料过
滤器（颇尔过滤器有限公司）下游安装真空泵，将 空气吸入装置。通过装置的气流速率应保
持在
28L/min
。各设备分别选取五个样 本进行实验，实验时间为
15
分钟。
15
分钟后，测定
雾化器中液体 的容量，连续稀释上述液体，然后将液体置于胰蛋白胨大豆琼脂板进行培养。
在冲击采样过程中，对上述 液体重复上述流程。

滴定度减少量
(TR)=
初始细菌量（过滤量
*
菌落形成单位
/ml

）

细菌回收量（排放量
*
菌落形成单位
/ml
）

采用下列公式计算各设备的过滤效果：

效率
%=100-[
细菌回收量（排放量
*
菌落形成单位
/ml
）

初始细菌量（过滤量
*
菌落形成单位
/ml

）

×
100]

图
3

空气细菌测试用试验台

Vacuum (>15 in mmHg)
DFA 3OOI FRP
Vacuum guage
真空泵

(>15 in mmHg)
DFA
菌纤维增强塑料过滤器（
300L
）

真空计