上个世纪,人们通常生产获取臭氧是采用热化学方法。虽然热化学理论所计算得到的臭氧率(产生臭氧的能量利用效率)理论值是1200g/(kW·h),可实际生产中只有4%~12%的转换比。剩余的能量都转化成了热量逸散,实际产率远远达不到理论值。21世纪以来,为了提高密封容器中臭氧浓度和产率,使生产成本降低,科学家们进行了众多的学术研讨交流。
a随着理论研究不断进行,技术工艺不断完善,其中主要研究方向集中在不同的原料、相关的气体、不同的电极形式、不同的反应介质、电极材料以及放电形式等方面。
等离子体放电过程中产生臭氧的基本原理是含氧气体在放电反应器内所形成的低温等离子体氛围中,一定能量的自由电子将氧分子分解成氧原子,之后通过三体碰撞反应形成臭氧分子,同时也发生着臭氧的分解反应。
(1)消毒无死角,杀菌效率高,除异味。消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧,在相对密闭的环境下,扩散均匀,通透性好,克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题,达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。另外,由于它的杀菌谱广,既可以杀灭细菌繁殖体,芽孢,病毒,真菌和原虫孢体等多种微生物,还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等,同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
(2)无残留、无污染。臭氧利用空气中的氧气产生的,消毒氧化过程中,多余的氧原子在30min后又结合成为分子氧,不存在任何残留物质,解决了消毒剂消毒时残留的二次污染问题,同时省去了消毒结束后的再次清洁。
臭氧是一种强氧化剂,其分子极不稳定,能分解产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH),是独有的融菌型制剂,可迅速融入细胞壁,破坏细菌、病毒等微生物的内部结构,对各种致病微生物有极强的杀灭作用。灭菌过程属生物化学氧化反应。其作用主要是通过以下三种形式实现的:(1)臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡;(2)作用于细菌细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧啶,破坏它们的细胞器和DNA、RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡;(3)臭氧与细菌细胞壁脂类双链反应,透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡;
a(4)臭氧作用于病毒的衣体壳蛋白的4条多肽链,并使RNA受到损伤,破坏形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后,其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上。
臭氧的作用主要集中在抗炎抗感染、止疼阵痛、氧化胆固醇、提高机体免疫力、向缺血组织供氧五个方面。但因臭氧分子结构是三个氧原子组成的特殊分子,虽有很强的氧化性,但也非常不稳定,常温常压下,20 分钟后会自动还原为氧。所以,临床上应用的臭氧都是现用现制的,常用臭氧发生器制取。其生成原理可通过高压放电、电晕放电、电化学、光化学、原子辐射等方法得到,原理是利用高压电力或化学反应,使空气中的部分氧气分解后聚合为臭氧,是氧的同素异形体转变的一种过程。制成臭氧后,可以根据需要,溶解于灭菌水中、血液中、体液中、或者直接作用于组织,达到不同的治疗目的。
臭氧在临床的应用已经从最开始的治疗结肠炎,皮肤坏疽发展到今天的治疗脑中风、风湿性疾病、关节疾病、椎间盘突出症、抗自由基防衰老、急慢性肝炎、前列腺炎、压疮引起的慢性伤口、阴道炎等方面,但从治疗效果、操作技术、推广应用等方面主要体现在以下几方面:
在临床上应用最广泛,技术比较成熟的是治疗颈、腰间盘突出症。现在一般采用经皮激光汽化减压术联合臭氧介入治疗方法,在局麻下采用弯针技术,在激光汽化时将针尖位置不断调整,直到理想位置,置入激光光纤,分两次汽化,汽化后,将一定浓度(50ug/ml)的臭氧用注射器注入椎间盘及椎旁间隙,从而达到消炎,止痛等功效。用此种方法治疗后不容易复发,而且对患者没有副作用,目前是各医院相继采用的一项新技术。