Ngành y tế áp dụng công nghệ Ozone để khử trùng thiết bị và kiểm soát nhiễm trùng

Trên khắp các bệnh viện ở Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Á, các quy trình kiểm soát nhiễm trùng đang trải qua một sự thay đổi cơ bản. Bối cảnh chăm sóc sức khỏe sau đại dịch đã thúc đẩy nhu cầu về các công nghệ khử trùng vừa hiệu quả cao vừa không có dư lượng hóa chất. Ozone—từ lâu đã được công nhận vì đặc tính oxy hóa mạnh—đang nổi lên như một giải pháp được ưa chuộng để khử trùng các thiết bị y tế, dụng cụ phẫu thuật, phòng bệnh nhân và thậm chí cả thiết bị bảo hộ cá nhân.

Nghiên cứu lâm sàng gần đây cung cấp bằng chứng thuyết phục về hiệu quả của ozone trong môi trường chăm sóc sức khỏe thực tế. Một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nhiễm trùng Bệnh viện đã đánh giá hệ thống ozon hóa tự động trong phòng tiêm nội hấp tại Bệnh viện de Manises ở Tây Ban Nha. Căn phòng được xử lý bằng ozone ở nồng độ 9–10 ppm trong 20 phút bằng hệ thống điều khiển từ xa. Kết quả cho thấy lượng vi khuẩn giảm đáng kể: lượng vi khuẩn ở giữa phòng giảm từ hơn 250 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) xuống chỉ còn 10 CFU (giảm 96%), trong khi ô nhiễm nấm giảm 93,1%. Trên ghế thủ tục—bề mặt quan trọng thường xuyên được chạm vào—tải lượng vi khuẩn đã giảm 86,3%. Nghiên cứu kết luận rằng quá trình ozon hóa tự động bổ sung một cách hiệu quả cho việc vệ sinh và thông gió thường xuyên để duy trì gánh nặng sinh học môi trường ở mức thấp trong không gian lâm sàng.

Công nghệ Máy Ozone đã được chứng minh là đặc biệt có giá trị trong việc khử trùng các thiết bị y tế phức tạp. Trong đại dịch COVID-19, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng ozone có thể loại bỏ SARS-CoV-2 khỏi những vật dụng khó làm sạch bao gồm màn hình máy tính, bàn phím, ống áp lực dương liên tục và thiết bị bảo hộ cá nhân. Ở nồng độ ozone cao (4000 ppm) trên các bề mặt nhỏ, vi rút đã bị loại bỏ chỉ trong 10 phút. Đối với khối lượng lớn hơn, 90 ppm trong 120 phút ở điều kiện môi trường xung quanh sẽ đạt được sự bất hoạt hoàn toàn. Những phát hiện này đã xác nhận ozone là một công cụ bổ sung để kiểm soát sự lây truyền virus trong môi trường chăm sóc sức khỏe.

Máy tạo Ozone công nghiệp hiện đang được triển khai trên nhiều ứng dụng y tế đa dạng. Tại Ý, hệ thống bệnh viện đại học đã mua 23 máy tạo ozone trong thời kỳ đại dịch, giao chúng cho các khoa có nhu cầu vệ sinh môi trường cao. Bệnh viện đã thành lập một đội khử trùng bằng ozone chịu trách nhiệm vệ sinh các phòng bệnh, đồ đạc và thậm chí cả xe cứu thương sau khi vận chuyển bệnh nhân COVID-19. Tất cả các hoạt động đều được giám sát bằng thẻ truy xuất nguồn gốc, chứng minh cách ozone có thể được tích hợp một cách có hệ thống vào các chương trình kiểm soát nhiễm trùng bệnh viện.

Trong khi công nghệ ozone tiếp tục được chú ý thì nhiều cơ sở chăm sóc sức khỏe cũng dựa vào các phương pháp khử trùng bổ sung cho các ứng dụng cụ thể. Máy tiệt trùng huyết tương của bệnh viện vẫn cần thiết để xử lý các dụng cụ phẫu thuật nhạy cảm với nhiệt và độ ẩm, sử dụng hơi hydro peroxide kết hợp với huyết tương ở nhiệt độ thấp để khử trùng nhanh chóng, không có cặn ở nhiệt độ thường dưới 60°C. Những hệ thống này đặc biệt có giá trị để khử trùng ống nội soi, máy ảnh và các thiết bị y tế phức tạp khác không thể chịu được việc hấp tiệt trùng bằng hơi nước truyền thống.

Đối với các cơ sở ngoại trú và các cơ sở y tế nhỏ hơn, Máy tiệt trùng huyết tương của phòng khám cung cấp các giải pháp nhỏ gọn, khép kín mang lại hiệu suất khử trùng cấp bệnh viện trong một kích thước nhỏ gọn. Các thiết bị này sử dụng công nghệ plasma lạnh tiên tiến để tạo ra các loài phản ứng giúp loại bỏ hiệu quả các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi rút và bào tử, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các văn phòng nha khoa, trung tâm phẫu thuật cấp cứu và phòng khám chuyên khoa nơi không gian hạn chế nhưng yêu cầu khử trùng vẫn nghiêm ngặt.

Hiệu quả của công nghệ này còn mở rộng sang hàng dệt may bệnh viện, một vật thường xuyên bị bỏ qua đối với các bệnh nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe (HAI). Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Pathogens đã thử nghiệm khí ozone trên vải bông, polyester và vải pha trộn bị nhiễm các mầm bệnh phổ biến liên quan đến HAI bao gồm Staphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa. Tiếp xúc với ozone trong 25 phút làm giảm đáng kể lượng vi sinh vật trên tất cả các vật liệu, trong khi chu trình 45 phút đã loại bỏ gần như hoàn toàn tất cả các mầm bệnh được thử nghiệm. Điều quan trọng là, ozone đã khử trùng hiệu quả các lớp và nếp gấp bên trong của vải—các khu vực thường kháng lại các phương pháp làm sạch thông thường—mang lại giải pháp thay thế bền vững, không có cặn cho quá trình khử nhiễm trên vải.

Sự phát triển của Máy khử trùng Ozone tiếp tục phát triển với các thiết kế sáng tạo. Các nhà nghiên cứu ở Indonesia gần đây đã phát triển một nguyên mẫu máy tiệt trùng y tế kết hợp công nghệ UV-C và ozone chế độ kép dựa trên hệ thống điều khiển bằng Arduino. Thiết bị này có các ngăn riêng biệt: ngăn trên sử dụng ozone cho các vật dụng như mặt nạ gạc và ngăn dưới sử dụng UV-C cho các dụng cụ kim loại như nhíp. Thử nghiệm cho thấy việc tiếp xúc với ozone trong 20 phút đã làm giảm 96,67% vi khuẩn E. coli và giảm 94% khuẩn lạc vi khuẩn trên khẩu trang KN95. Nguyên mẫu đạt được độ chính xác về thời gian là 98,79%, chứng tỏ tính khả thi của việc khử trùng bằng ozone tự động, chính xác cho các ứng dụng y tế.

Đối với các cơ sở chăm sóc sức khỏe cần khử trùng bề mặt nhanh chóng, không dùng hóa chất mà không lo ngại về phơi nhiễm ozone, Máy tiệt trùng UV của Bệnh viện là một giải pháp thay thế hiệu quả. Các hệ thống này sử dụng ánh sáng UV-C cường độ cao để vô hiệu hóa vi sinh vật trên bề mặt và trong luồng không khí, với các thiết bị hiện đại có khả năng di chuyển bằng robot, vận hành từ xa và phân phối liều lượng đã được xác nhận nhằm đảm bảo giảm vi khuẩn nhất quán trong các phòng bệnh nhân, phòng mổ và khu vực chờ. Nhiều bệnh viện hiện triển khai cả công nghệ ozone và tia cực tím như những lớp bổ sung trong các chương trình phòng chống nhiễm trùng toàn diện.

Nghiên cứu quân y cũng đang thúc đẩy công nghệ ozone cho môi trường khắc khổ. Các nhà khoa học tại Đơn vị Nghiên cứu Y tế Hải quân (NAMRU) San Antonio đang tiến hành các nghiên cứu liên tục về Hệ thống Khử trùng Ozone Rugged Model M1 (ROSS M1), một thiết bị cầm tay có khả năng khử trùng các dụng cụ y tế và nha khoa trên chiến trường. Hệ thống này tạo ra ozone kết hợp với hydrogen peroxide hóa hơi để đạt được hiệu quả khử trùng trong vòng một giờ và đủ nhẹ để một nhân viên y tế có thể mang theo. Nguyên mẫu thế hệ thứ ba, được giao vào tháng 5 năm 2025, có phần cứng được cập nhật, kết nối Wi-Fi để tối ưu hóa chu trình, cảm biến độ ẩm và ozone tích hợp cũng như hệ thống máy phun sương được sửa đổi với ba vòi phun để phân phối đều hydro peroxide. Các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm hệ thống chống lại các chủng nấm và vi khuẩn, đánh giá khả năng tương thích của thiết bị in 3D và đánh giá tuổi thọ pin cho nhiều lần chạy liên tục.

Thị trường phản ánh sự áp dụng ngày càng tăng này. Thị trường máy khử trùng ozone bằng tia cực tím toàn cầu được định giá khoảng 948 triệu USD vào năm 2024 và dự kiến ​​đạt 1,17 tỷ USD vào năm 2031, tăng trưởng với tốc độ CAGR là 3,1%. Đặc biệt, phân khúc máy khử trùng không khí bằng ozone y tế dự kiến ​​sẽ tăng từ 3,3 triệu USD vào năm 2025 lên 3,7 triệu USD vào năm 2031. Những công ty chủ chốt trong lĩnh vực này bao gồm Thiết bị khử trùng Aojie Tứ Xuyên, Thiết bị điện Ozone Kengewang Thành Đô, Thiết bị khử trùng Hanbang Tô Châu và Công nghệ y tế Shandong Jiajing.

Các sản phẩm thương mại ngày càng có sẵn cho các cơ sở y tế. Máy khử trùng không khí bằng Ozone của ConductScience, một hệ thống di động tạo ra 20g/giờ ozone cho không gian lên tới 60m³, đạt được hiệu suất khử trùng 99,99% đối với Staphylococcus albus và tỷ lệ tuyệt chủng vi khuẩn tự nhiên là 94%. Với mức tiêu thụ điện năng 130W và thiết kế nhỏ gọn 7,2kg, các thiết bị này cho phép triển khai linh hoạt trên khắp các phòng thí nghiệm, không gian lâm sàng và phòng sạch.

Các công nghệ được cấp bằng sáng chế tiếp tục xác nhận các ứng dụng y tế của ozone. Bằng sáng chế năm 2024 (US 7.323.149) đề cập đến việc xử lý bằng ozone bổ sung để đảm bảo tính vô trùng trong hệ thống làm sạch dụng cụ, đặc biệt là giải quyết vấn đề nhiễm bẩn của buồng, đường ống và bộ lọc sạch hơn. Phương pháp này liên quan đến việc xả nước ozon hóa qua các thành phần của hệ thống để đạt được mức giảm lớn hơn log-6 đối với vi khuẩn, bào tử và nấm.

Các chuyên gia trong ngành nhấn mạnh rằng các đặc tính độc đáo của ozone thúc đẩy việc áp dụng nó trong y tế. Với khả năng oxy hóa 2,07 volt - cao hơn đáng kể so với 1,36 volt của clo - ozone tiêu diệt vi sinh vật bằng cách phá vỡ màng tế bào và oxy hóa các thành phần tế bào. Nó phân hủy nhanh chóng thành oxy, không để lại dư lượng độc hại và tốc độ phân hủy của nó nhanh hơn khoảng 3.000 lần so với các chất oxy hóa hóa học khác. Sự kết hợp giữa hiệu lực và độ an toàn này làm cho ozone đặc biệt có giá trị đối với môi trường chăm sóc sức khỏe, nơi dư lượng hóa chất có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của bệnh nhân hoặc gây trở ngại cho các thiết bị nhạy cảm.

Khi các bệnh nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe tiếp tục thách thức các cơ sở y tế trên toàn thế giới—với Trung tâm Phòng chống và Kiểm soát Dịch bệnh Châu Âu dự đoán có hơn 3,5 triệu trường hợp hàng năm—các công nghệ khử trùng không có dư lượng đã được xác nhận ngày càng trở nên cần thiết. Ozone cung cấp một giải pháp đã được chứng minh: có hiệu quả chống lại vi khuẩn, vi rút và nấm; có khả năng xuyên qua các thiết bị và lớp vải phức tạp; và lành tính với môi trường với oxy là sản phẩm phụ duy nhất của nó. Từ hệ thống khử trùng phòng tự động tại các bệnh viện ở Tây Ban Nha đến máy khử trùng di động trên chiến trường được phát triển cho Hải quân Hoa Kỳ, công nghệ ozone đang trở thành cơ sở hạ tầng không thể thiếu để kiểm soát nhiễm trùng hiện đại.