เทคโนโลยีเครื่องฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาทำงานอย่างไรในระบบสุขภาพยุคใหม่

เครื่องฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาคืออะไร และทำงานอย่างไร?

เครื่องฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาทำงานเป็นระบบฆ่าเชื้อแบบเย็น โดยใช้ไอของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เปลี่ยนเป็นพลาสมา เพื่อทำความสะอาดเครื่องมือการแพทย์ที่ละเอียดอ่อน ซึ่งไม่สามารถทนต่อความร้อนสูงได้ เริ่มแรก ไอจะแทรกซึมเข้าไปในทุกซอกทุกมุมของอุปกรณ์ จากนั้นพลังงานคลื่นวิทยุจะเปลี่ยนไอเหล่านี้ให้กลายเป็นพลาสมาที่มีปฏิกิริยา แล้วเกิดอะไรขึ้นต่อ? พลาสมานี้จะทำลายดีเอ็นเอและโปรตีนของจุลินทรีย์อย่างมีประสิทธิภาพ ที่สำคัญคือ กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 45 ถึง 50 องศาเซลเซียส ซึ่งเย็นกว่าเครื่องอบฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำแบบดั้งเดิมที่เราใช้กันมานานหลายทศวรรษถึงร้อยละ 60 เมื่อจบวงจร การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เหลืออยู่จะแยกลงเป็นสารที่ไม่เป็นอันตราย เช่น ไอน้ำและออกซิเจน จึงไม่มีสารตกค้างอันตรายใดๆ เหลืออยู่หลังการรักษา

หลักการทางวิทยาศาสตร์ของการฆ่าเชื้อแบบพลาสมาอุณหภูมิต่ำ

การฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาทำงานโดยใช้ก๊าซที่ถูกไอออไนซ์ ซึ่งถือว่าเป็นสถานะที่สี่ของสสาร เพื่อกำจัดจุลินทรีย์โดยไม่ทำให้วัสดุที่ไวต่อความร้อนเสียหาย กระบวนการนี้จะน่าสนใจขึ้นเมื่อไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เปลี่ยนสถานะกลายเป็นพลาสมา ณ จุดนี้ มันจะสลายตัวเป็นอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาแรงอย่าง ไฮดรอกซิล (OH·) และ ไฮโดรเพอร์ออกซิล (HO₂·) สิ่งที่ทำให้วิธีนี้โดดเด่นคือ ความสามารถของอนุภาคที่มีประจุในการแทรกผ่านผนังเซลล์แบคทีเรียได้ดีกว่าวิธีแบบดั้งเดิม เช่น ออกไซด์เอทิลีน งานวิจัยชี้ว่า พวกมันสามารถแทรกซึมได้ดีขึ้นประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิร่างกาย เมื่อมองผลลัพธ์จริงจากงานวิจัยล่าสุด เราพบว่าจำนวนจุลินทรีย์ลดลงประมาณหกล็อก (log reduction) หลังจากรอบการบำบัดที่ใช้เวลานานระหว่าง 28 นาที ไปจนถึงเกือบหนึ่งชั่วโมงสิบห้านาที ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องการฆ่าเชื้อ งานศึกษาทางคลินิกที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วก็สนับสนุนข้อมูลนี้ โดยแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีพลาสมายังคงประสิทธิภาพมากกว่า 99.99 เปอร์เซ็นต์ แม้แต่กับเครื่องมือที่มีหลายช่องลูเมนและซับซ้อน ในขณะเดียวกันยังคงรักษาส่วนประกอบพอลิเมอร์ที่ละเอียดอ่อนให้มีความยืดหยุ่นเพียงพอสำหรับการทำงานที่เหมาะสมในเครื่องมือส่องกล้องและเครื่องมือประเภทเดียวกัน

ข้อได้เปรียบหลักของระบบฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาแก๊สไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สำหรับอุปกรณ์ที่มีความไว

การรักษาความสมบูรณ์ของเครื่องมือผ่าตัดที่ไวต่อความร้อน

วิธีการฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาแก๊สไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ช่วยแก้ปัญหาใหญ่ในการทำความสะอาดอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ละเอียดอ่อน เช่น กล้องส่องไฟเบอร์ออปติก และเครื่องมือพลาสติก เครื่องอบไอน้ำแบบเดิมใช้อุณหภูมิสูงประมาณ 121 องศาเซลเซียส ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ แต่เทคโนโลยีพลาสมาทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก เพียง 45 ถึง 50 องศา จึงไม่มีความเสี่ยงที่วัสดุจะบิดงอหรือเสื่อมสภาพ สำหรับอุปกรณ์ที่มีรอยต่อแบบกาวหรืออิเล็กทรอนิกส์ในตัว สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง และยังเกี่ยวข้องกับมูลค่าทางการเงินจำนวนมากด้วย — ตามข้อมูลจากองค์การอนามัยโลกปี 2023 การทำลายอุปกรณ์เนื่องจากเทคนิคการฆ่าเชื้อแบบเดิมมีมูลค่าสูญเสียประมาณ 1.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี นี่จึงเป็นเหตุผลที่โรงพยาบาลหลายแห่งกำลังเปลี่ยนมาใช้วิธีที่อ่อนโยนกว่านี้

ประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิต่ำ: การแก้ไขภาวะขัดแย้งในอุตสาหกรรม

กระบวนการสองขั้นตอนที่ใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในรูปไอระเหยเป็นอันดับแรก จากนั้นตามด้วยชนิดของสารที่มีปฏิกิริยาจากพลาสมา สามารถทำให้เกิดการฆ่าเชื้อได้ถึงระดับ 6 log โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายจากความร้อน การทดสอบเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าสปอร์ของ Geobacillus stearothermophilus ถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์เมื่อดำเนินการที่อุณหภูมิเพียง 55 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าน่าประทับใจมาก เนื่องจากให้ผลลัพธ์เทียบเท่ากับเครื่องอบฆ่าเชื้อแบบดั้งเดิม แต่ใช้พลังงานเพียง 40% ของที่เครื่องดังกล่าวต้องการ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) ได้รวมวิธีนี้ไว้ในคำแนะนำฉบับปรับปรุงปี 2024 โดยเฉพาะสำหรับการทำความสะอาดเครื่องมือที่ใช้ซ้ำได้ในการผ่าตัดสมองและหัวใจ ซึ่งวิธีมาตรฐานทั่วไปมักไม่สามารถทำได้ผลสำเร็จ

การประยุกต์ใช้งานที่สำคัญของเครื่องฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาในสถานพยาบาล

การฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีช่องลูเมนแคบและรูปร่างซับซ้อน

เครื่องฆ่าเชื้อด้วยพลาสม่าทำงานได้ดีมากสำหรับการทำความสะอาดอุปกรณ์การแพทย์ที่ซับซ้อน เช่น แหนบจับสำหรับการส่องกล้องผ่านช่องเล็กๆ และสว่านผ่าตัดระบบประสาทที่มีลักษณะซับซ้อน ซึ่งวิธีฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำแบบทั่วไปไม่สามารถเข้าถึงช่องแคบทั้งหมดได้ งานวิจัยปี 2021 ระบุว่า ระบบพลาสม่าเหล่านี้สามารถทำลายจุลชีพได้เกือบหมดเกลียง คิดเป็นประมาณ 99.99% แม้ในพื้นที่ขนาดเล็กกว่า 1 มม. โดยใช้เทคโนโลยีพลาสม่าไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ศัลยแพทย์ชื่นชอบวิธีนี้เพราะมีผลอย่างมากในการป้องกันการติดเชื้อระหว่างการผ่าตัดกระดูกและการผ่าตัดหัวใจ จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Hospital Infection ในปี 2022 พบว่า ฟิล์มชีวภาพ (biofilms) ที่ดื้อรั้นและซ่อนตัวอยู่ตามซอกของอุปกรณ์ เป็นสาเหตุของการติดเชื้อที่บริเวณแผลผ่าตัดประมาณ 1 ใน 5 ดังนั้นการกำจัดสิ่งเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของผู้ป่วย

บทบาทในการประมวลผลอุปกรณ์ส่องกล้องและอุปกรณ์ผ่าตัดแบบแผลเล็ก

การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ในปี 2023 พบว่า กล้องส่องตรวจที่ได้รับการฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาจะมีความเครียดของวัสดุเหลือเพียงประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับกล้องที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยเอทิลีนออกไซด์ กระบวนการนี้ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก อยู่ที่ประมาณ 45 ถึง 55 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้กาวยึดเลนส์ที่ละเอียดอ่อนในกล้องข้อเข่าเสียรูประหว่างรอบการทำความสะอาด นอกจากนี้ยังสามารถกำจัดเชื้อโรคที่ดื้อยา เช่น MRSA ซึ่งกลายเป็นปัญหาใหญ่ในโรงพยาบาลช่วงหลัง ศูนย์ทางเดินอาหารหลายแห่งรายงานว่า เวลาในการนำกลับมาใช้งานใหม่ลดลงประมาณสามในสี่ เมื่อเปลี่ยนจากการใช้สารเคมีเหลวแบบดั้งเดิมมาเป็นระบบพลาสม่าใหม่เหล่านี้ บางสถานพยาบาลยังระบุด้วยว่าสามารถเตรียมเครื่องมือให้พร้อมใช้งานสำหรับผู้ป่วยได้เร็วเกือบสองเท่าของเดิม

กรณีศึกษา: การลดอัตราการติดเชื้อในศูนย์ผ่าตัดผู้ป่วยนอก

จากการศึกษาคลินิกผู้ป่วยนอก 23 แห่งที่ตั้งอยู่ในหลายพื้นที่ นักวิจัยพบว่าการเปลี่ยนมาใช้การฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาช่วยลดการติดเชื้อหลังการผ่าตัดลงได้ประมาณสองในสาม ซึ่งเป็นผลที่สมเหตุสมผลเนื่องจากเทคโนโลยีนี้ทำงานได้ดีกับชิ้นส่วนพลาสติกที่ใช้ในการผ่าตัดแบบหุ่นยนต์ ทำให้โรงพยาบาลประหยัดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอุปกรณ์ได้ประมาณหนึ่งหมื่นแปดพันดอลลาร์สหรัฐต่อปี ตามรายงาน Ambulatory Surgery Benchmark Report ปี 2023 สิ่งที่น่าประทับใจเป็นพิเศษคือ ความสามารถในการรักษาระดับการประกันความปลอดเชื้อ (sterility assurance levels) ให้คงอยู่ที่มาตรฐาน 10^-6 แม้จะผ่านการใช้งานไปแล้วถึง 12,000 รอบ โดยยังคงรักษาเส้นใยแก้วนำแสงที่บอบบางในเครื่องมือผ่าตัดแผลเล็กไว้ให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์และใช้งานได้อย่างถูกต้อง