FFP3口罩的冷大气等离子体灭菌及长期材料效应
等离子体物理
2021-12-09 v1 医学物理
摘要
利用冷大气等离子体（CAP）对敏感表面进行灭菌是应用等离子体物理中一个有趣的新领域。受新冠大流行初期口罩与安全服短缺的推动，我们开展了CAP对FFP3口罩灭菌及其所致材料效应的研究。为此，通过将织物样品接种测试菌种大肠杆菌（E. coli）和萎缩芽孢杆菌（B. atrophaeus），随后在表面微放电（SMD）等离子体装置中进行CAP余辉处理，考察了CAP余辉对FFP3口罩材料的杀菌与杀孢子效力。此外，采用激光显微镜、接触角测量、X射线光电子能谱（XPS）以及织物透气性与电阻测量等表面分析方法，对长期等离子体处理（15h）的口罩材料及其组分——乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）与聚丙烯（PP）——的变化进行了详细分析。实验表明，大肠杆菌与萎缩芽孢杆菌均可在氮气模式（12 kVpp，5 kHz）等离子体处理下被有效灭活。萎缩芽孢杆菌在处理30分钟后实现超过4-log的灭活；大肠杆菌种群在CAP处理1分钟内减少5-log，5分钟后实现完全灭活（> 6-log）。材料分析显示，长期（> 5 h）等离子体处理会影响织物的静电性能。由此可推断，利用SMD装置的CAP余辉对FFP3口罩进行等离子体处理可有效灭活织物上的微生物。FFP3口罩可进行等离子体去污并多次重复使用，但程度有限，否则透气性水平将不再满足DIN EN 149规范。
引用
@article{arxiv.2109.03054,
title = {Cold Atmospheric Plasma Sterilization of FFP3 Face Masks and Long-Term Material Effects},
author = {Alisa Schmidt and Chen-Yon Tobias Tschang and Joachim Sann and Markus H. Thoma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.03054},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 9 Figures