医用呼吸机空气过滤器

医用呼吸机过滤器

呼吸机过滤器是一种滤过结构简单、成本低、可靠性高、操作简单，弃用型使用，用后更换，无需维护的装置。细菌过滤器的过滤膜一般采用了进口高效过滤介质，可有效截留管路中的杂质、细菌和其他病原体，一般滤除空气中0.5μm以上的微粒其滤除率达到90%以上，因此可有效预防各种致病菌排入病室内而造成的患者之间的交叉感染。

呼吸过滤器的组成及过滤原理

1、过滤材料：呼吸过滤器由铸型外壳和中间的过滤介质组成。过滤介质是影响过滤器过滤效率的重要部分。目前，肺功能检查中常用的过滤介质主要是一种带静电（驻极体）的超细聚丙烯纤维。聚丙烯，是一种疏水的材料，不利于真菌、细菌和病毒的生长，经验证符合美国USP ClassVI医用标准及通过国际标准ISO10993生物相容性测试，包括细胞毒性试验、皮肤刺激试验、皮肤敏感试验和急性毒性试验等测试。驻极体，是能够长期储存空间电荷和偶极电荷的电介质材料。

2、过滤效率与粒子的大小有关。大于1微米的大粒子主要作惯性运动，粒子越大，过滤效率越高；小于0.3微米的小粒子主要作扩散运动，粒子越小，过滤效率越高；在0.3~1微米的中等大小的粒子，单纯通过机械阻隔的过滤效率有一处最低点，联合静电吸附后可使过滤介质对中小微粒的过滤效率显著提高。

3、过滤效率：过滤器捕集细菌或病毒等微生物的量与未过滤气体中微生物的量之比为“过滤效率”。国际上主要有两个公认的验证机构：一是美国犹他州盐湖城的Nelson实验室；一是英国应用微生物研究中心（CAMR）。

目前，市面上已经有多种过滤器，但不同品牌过滤器的过滤效率差异较大。几乎所有品牌都注明自己的产品具有极高的过滤效率。然而，不同品牌的过滤器检测过滤效率所选用的微生物种类、大小、浓度及测试的方法与持续时间均有较大的差异，因此要比较不同研究的结果十分困难。为此，许多学者尝试采用一种相同的测试方法，对多种品牌的呼吸过滤器的过滤效率进行比较。现在常见的检测方法包括采用微生物检测过滤器和采用氯化钠（NaCl）微粒检测呼吸过滤器，NaCl微粒检测呼吸过滤器是英国标准机构提出的一种标准测试方法的方案。

过滤原理：驻极体纤维是带静电的纤维，这些纤维编织成席网状，兼有机械阻隔与静电吸附微粒的作用。机械阻隔主要通过惯性撞击、直接拦截、布朗扩散三种方式实现。

1、惯性撞击：大粒子在气流中做惯性运动。气流通过过滤介质时遇障绕行，大粒子因惯性偏离气流方向并撞到纤维表面上。粒子越大，惯性越强，撞击障碍物的可能性越大，过滤效果越好。

2、直接拦截：中等大小的粒子虽然质量较小，通过过滤介质时，可随气流遇障绕行，但若过滤介质的纤维网间孔径小于粒子直径大小的一半，当粒子随气流绕行时会被直接拦截，粒子与纤维表面间的范德华力使它黏附在纤维上。纤维网间孔径越小，过滤介质直接拦截粒子的可能性越大，过滤效果越好。

3、布朗扩散：小粒子无休止地进行大量不规则的布朗运动，沿着盘旋曲折的路径前进，粒子越小，不规则运动越剧烈，撞击纤维表面的机会越多，过滤效果越好。

4、静电吸附：静电使带电的粒子改变运动轨迹，在库仑力作用下吸附在带相反电荷的纤维表面上；是不带电的粒子转变成偶极子，通过极性作用被吸附。

早在20世纪70年代，呼吸过滤器已应用于重症监护病房（ICU）中。Rober等认为，在机械通气的吸气回路上放置一个有效的呼吸过滤器，可减少患者从周围环境吸入病原微生物的机会，降低患医院内获得性肺炎的危险；在呼气端放置一个有效的呼吸过滤器，可潴留患者呼出气体中的微粒，保护呼吸机内部及避免ICU室内环境的污染。除了应用于呼吸机以外，医用呼吸过滤器还被推荐应用于手术麻醉过程中。