美国众议院监管和政府改革委员会从美国食品药品监督管理局(FDA)获得最新数据称，2010年~2015年，全球有41家以上医院报告了与内窥镜相关的细菌感染，有300~500名患者因接受污染的内窥镜检查而感染致命细菌。
据商业时报2018年12月11日消息，全球最大医用内窥镜的生产制造商奥利巴斯旗下一家子公司因可重复使用的十二指肠肠镜消毒不彻底，导致190多名患者感染抗生素难以起效的耐药菌，并致多名患者死亡，该公司也为此支付了8500万美元(约合5.85亿元)罚款。
上述事件发生的重要原因之一就是内窥镜因清洗消毒方法不规范或消毒剂选择错误而引发的医源性传播感染。
目前内窥镜常用消毒剂进行消毒，每一种消毒剂都有其特殊的消毒效果、消毒对象和杀菌机制。当微生物和消毒剂的不断接触，其抗性就可能不断增强。
如果滥用消毒剂，不但达不到消毒效果，其后反而创造出抗性更强的微生物，因此防控工作更加难以开展。
除此之外，诸多含氯消毒剂的使用，会导致水质污染，进而危害人类饮水健康。本文通过分析目前内窥镜常用消毒剂及其杀菌原理，探讨内窥镜消毒剂新品种开发的可能性和必要性。
戊二醛是继甲醛和环氧乙烷后，用途最广泛的化学消毒剂，因此，被誉为化学消毒剂发展史的第三个“里程碑”。
按照国家卫生部编写的消毒技术规范、消毒剂杀菌水平，戊二醛属于高效消毒剂，具有广谱、低毒、对金属腐蚀性小等特点，广泛应用于内窥镜消毒。戊二醛对芽孢有一定的杀灭能力，但属在双醛类化合物中杀灭效果最佳。
戊二醛的杀菌作用主要依靠的是其结构中的两个醛基，而醛基的活性与pH和温度密切相关。
酸性戊二醛中，戊二醛单体容易水解成类似乙缩醛和环状的半乙缩醛多聚体，单体戊二醛含量非常少，因此其杀菌效果并不好，而戊二醛在碱性环境下(pH7.5~8.5)，两个醛基的生物活动极高，可杀灭大部分细菌甚至芽孢，但当pH>8.5时戊二醛的几个醛基作用加强，活性开始减弱。
同时，温度对碱性戊二醛的影响也较大，随着温度的升高，戊二醛的聚合度不断增加，聚合作用不断加强，可导致活性不断降低。
在戊二醛发挥重大作用的这些年里，也不断爆发出它的缺点。据相关文献发现从事内窥镜消毒工作或其他经常处在戊二醛环境中的工作人员，患化学伤害性肠胃炎、职业性哮喘等疾病的概率明显升高。
也就因为这个原因，戊二醛使用时必须佩戴防护工具(如手套口罩等)，使用结束后，需使用大量蒸馏水反复冲洗。
过氧化氢在外科领域应用较广泛，并且兼具防腐、氧化和杀菌等作用。一般医院所使用的过氧化氢浓度为3%。过氧化氢最大的优点是能够通过较强的氧化性降低受伤创面的感染率，与此同时，为感染创面提供足量氧，从而达到快速愈合的效果。
生物体细胞内，适当水平的活性氧(ROS)可维持干细胞和内皮细胞的生长，据文献研究表明，低浓度ROS发挥的作用类似于生长因子。
据研究表明，小鼠经口摄入浓度分别为1‰和1%的过氧化氢后，小鼠的心肌细胞线粒体损伤程度与过氧化氢浓度呈正比。
另外，有文献报道，与生理盐水相比，当过氧化氢浓度达到20%时，导致大鼠背部皮肤大面积损伤，当剂量达到40μL/d时，大鼠背部表皮明显变厚(P<0.05)。
过氧化氢的杀菌机制是其具有较强的氧化作用，从而产生大量羟自由基导致DNA损伤，导致细菌细胞死亡。
由此可见，过氧化氢作为消毒剂使用时都有明显的利弊，且临床使用过程中，对皮肤黏膜或皮肤创面是否会造成不可逆伤害还有待研究。
1987年，日本首先独立研发出一种新型高效消毒剂，从此开始了关于酸性氧化电位水(ElectrolyzedOxidizingWater，EOW)的漫长研究。
酸性氧化电位水制备过程需在特定的生成器中进行，进入生成器前的水需进行软化处理，然后添加一定量的NaCl作为电解质，然后进入特定的离子膜电解槽进行电离分解。
研究表明，增加电解质浓度和电流密度、延长电解时间、缩小电极间距，并且选择阴离子膜电解，钛基涂钌铱(高铱含量电极)，比电极面积是1/4cm-1均可提高电解效率。酸性氧化电位水最大的优势是灭菌的同时确保了使用的安全性。
目前，关于酸性氧化电位水的杀菌机制研究的主导观点是较低的pH环境、较高氧化还原电位值(ORP值)和较高浓度的活性氧(ROS)和有效氯。
低pH使微生物生存环境被破坏，致使细菌细胞内某些酶失活，虽然细菌细胞质内蛋白质变性失活，其核酸并未变性失活。
也有研究表明，单增李斯特菌在弱酸性氧化电位水作用下，其细胞质呈现一定程度的损伤，进而呼吸作用受到抑制，细胞膜通透性变大，细胞膜上的Na+/K+-ATP酶活性降低，大量大分子物质从细胞内流失到细胞外，进而导致细胞死亡。
有研究表明，酸性氧化电位水的杀菌能力最依赖的是其有效氯和氧化还原电位值(ORP值)对微生物产生的氧化作用。
氧化还原反应的本质是电子相互转移，电子的得失在细胞内控制着细胞的分化、生长和死亡，而电信号的微弱改变都将会导致细胞死亡。据报道，病原微生物对酸性氧化电位水中的有效氯非常敏感。
通过相关试验发现，酸性氧化电位水中的有效氯浓度对其杀菌能力影响比较大，当其中有效氯浓度达到30.0mg/L以上，对微生物杀灭率可达100%，而当其浓度低于30mg/L时，酸性氧化电位水的杀菌效果则显著降低。
相关研究表明，当含有效氯浓度较高的酸性氧化电位水和细菌接触后，细菌的细胞膜结构会发生破裂和水泡样性变。
酸性氧化电位水中活性氧成分发挥的也是氧化作用，主要包括羟基自由基(·OH)、初生态原子氧([O])、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O3)等。
据文献报道，O3的灭菌浓度为4mg/L，而酸性氧化电位水中O3浓度较之低很多，且存放时间越长，有效氯浓度增加，O3浓度逐渐下降，由此可以得出结论，O3在酸性氧化电位水杀菌作用中作用并不大。
据研究，将5.5-二甲基-吡咯啉-1-氧化物(DMPO)当做自旋捕捉剂，测定不同放置时间下酸性氧化电位水中羟基自由基(·OH)的电子顺磁共振谱图，然后添加甘露醇将羟自由基(·OH)清除，观察其电子顺磁共振信号强度变化，此项研究充分证实了酸性氧化电位水中羟自由基的存在。
据一项研究表明，酸性氧化电位水放置的前45d内，其氧化还原电位值变化很小，基本可维持在1100mV左右，当放置时间到达52~66d时，氧化还原电位值会呈现急速下降。
另一项研究中，利用光谱学分析法发现酸性氧化电位水中氧化还原电位值变化，极大损伤了肠出血性大肠杆菌O157：H7的内外膜蛋白，而改变pH对损伤结果无显著性差异。
此外，次氯酸(HClO)也是酸性氧化电位水中有效氯成分之一。HClO是诸多反应性氯物质(RCS)中的一种，反应性氯物质会引起细菌的诸多应激反应，如常见的过氧化物抵抗、甲硫氨酸氧化、蛋白去折叠、“硫饥饿”等。
同时，反应性氯物质对微生物的杀灭极力也是通过多途径多靶点的方式，目前并无统一定论。
目前，我国绝大多数医疗机构仍然以戊二醛作为内镜清洗消毒的主要消毒剂之一。目前，在内窥镜消毒过程中，强酸性氧化电位水的应用范围正逐步扩大，其最主要原因是其消毒速度快，但它的产生须通过在有隔膜的电解槽快递电解NaCl而成，另一个电极需不断电解水，其产物完全没有杀菌作用，因此产生大量废液。
再者，强酸性氧化电位水需要现配现用，为实际操作带来不便微酸性氧化电位水是由不带隔膜的电解槽电解添加了中和剂的氯化钠溶液而制得，为一室模型，不产生碱性电解水，无废液产生，与酸性氧化电位水相比，微酸性氧化电位水的生产效率较更高。
据研究表明，微酸性氧化电位水消毒灭菌效果确切，用时短，可加快内镜使用的周转，并且具备极强的安全性和稳定性。
除此之外，国外很多规范类书籍中已将微酸性氧化电位水列入消化内镜消毒剂列表，比如《世界胃肠病学消化内镜消毒操作指南(2005版)》《英国胃肠道内窥镜设备去污染BSG指南(2008版)》和《欧洲ESGE—ESGENA消化道内窥镜检查中的清洁和消毒指南(2008版)》等。
综上所述，微酸性基本符合消化内镜理想的高水平消毒剂标准，在国内常规使用具有一定可行性，可作为新型内窥镜消毒剂开发的重点选择。
参考资料：内窥镜常用消毒剂及其杀菌机制的探讨，卢昕等，中国医疗器械信息，2022
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原文始发于微信公众号（艾邦医用高分子）：内窥镜常用消毒剂及其杀菌机制的探讨
