FATHHOME Trinion消毒器臭氧干法灭菌技术高效灭活BSL-2/3病原体的创新研究

推荐：本研究针对疫情期间个人防护装备（PPE）短缺及环境污染问题，开发了基于臭氧干法灭菌的FATHHOME Trinion消毒器。通过测试其对SARS-CoV-2、AAV、HSV-1、HBV及7种细菌/真菌的灭活效果，证实30分钟60 ppm臭氧暴露可实现99.9%病原体灭活，为PPE安全复用提供了快速、环保的解决方案。

　　

在COVID-19大流行期间，全球个人防护装备（PPE）的激增需求暴露出供应链短缺和一次性废弃物污染的双重危机。传统消毒方法如化学消毒剂存在毒性残留，紫外线灭菌对复杂结构穿透力不足，而高压灭菌会损坏PPE材料。更棘手的是，医疗机构频繁接触的病原体涵盖从细菌（如金黄色葡萄球菌）到高致病性病毒（如SARS-CoV-2），其生物安全等级（BSL）从2级到3级不等，亟需开发兼顾高效、快速且环保的灭菌技术。

臭氧（O₃）因其强氧化性和自发分解为氧气的特性，被视为理想候选。但现有臭氧消毒设备普遍依赖高湿度环境或长达数小时的处理周期，难以满足临床快速周转需求。Lawrence Berkeley National Laboratory（美国劳伦斯伯克利国家实验室）的研究团队对此展开攻关，其研发的FATHHOME Trinion消毒器通过真空干燥环境结合60 ppm臭氧浓度，在《Biosafety and Health》发表了突破性成果。

研究采用四大核心技术：1）建立BSL-2/3病原体库，包括SARS-CoV-2（USA-WA1/2020株）、腺相关病毒（AAV）、单纯疱疹病毒1型（HSV-1）和乙肝病毒（HBV）等7类微生物；2）开发干式臭氧发生系统，集成MnO₂-CuO₂催化转化器实现零残留；3）采用标准菌落形成单位（CFU）和噬斑试验（PFU）定量灭菌效果；4）通过免疫荧光法检测HBV核心抗原评估病毒灭活效率。

3.1 细菌与酵母灭菌效能

在N95口罩、面罩和玻璃载片上测试显示：30分钟臭氧暴露对所有测试微生物均实现>90%灭活率。其中粪肠球菌（E. faecalis）和酿酒酵母（S. cerevisiae）灭活率达97%，玻璃载片因材质致密性表现稍逊。值得注意的是，沙门氏菌（S. typhimurium）在玻璃表面出现4-log超常减少，提示臭氧穿透力存在材质依赖性。

3.2 SARS-CoV-2灭活

10分钟处理使N95口罩和面罩的病毒载量降低3-log（99.9%），噬斑实验证实该效果达到CDC非无菌环境复用标准。

3.3-3.5 病毒广谱灭活

对非包膜病毒AAV同样实现99.9%灭活，荧光显微镜显示GFP表达几乎消失；HSV-1和HBV分别降低2-log（99%），免疫荧光检测显示病毒核心抗原信号显著减弱。

讨论部分指出，该技术相较传统方法具有三大优势：1）10-30分钟短周期适合临床场景；2）真空干燥环境避免湿度控制难题；3）催化分解技术符合OSHA环保标准。但作者也承认，对分枝杆菌等特殊病原体仍需验证，且长期臭氧暴露对PPE材料的影响待评估。

这项研究为医疗废物管理和感染控制提供了范式转变——通过建立标准化臭氧消毒流程，不仅能缓解PPE短缺压力，每年还可减少数百万吨塑料废弃物。未来通过优化臭氧分布均匀性，该技术有望扩展至内窥镜等精密器械的灭菌领域，重塑生物安全防护体系。