中国的抗菌家电发展于上世纪90年代,1998年海尔集团和中科院理化所合作推出了系列抗菌家电产品,自此开始,抗菌技术在中国家电行业实现产业化应用。经过20多年的发展,目前抗菌技术在国内家电行业的市场渗透率为10%左右。随着新冠肺炎疫情的发生,微生物的风险有哪些?如何识别家电中的微生物风险?当面对微生物风险时,都有哪些调控策略?面对未来具有较大发展潜力的抗菌家电市场,都有哪些适用于家电的微生物风险调控策略?对于微生物风险,专家都给了我们哪几点提示?本篇中将一一揭晓。
本文特邀专家:张迎增秘书长 | 全国卫生产业企业管理协会抗菌产业分会 | 中关村汇智抗菌新材料产业技术创新联盟
一、微生物风险:病原体生物,机体感染,群体传染,产生的危害
病原微生物是指具有致病性,能入侵宿主引起感染的微生物。有些微生物正常情况下不致病,只在特定条件或者合适机会下(菌群失调、宿主免疫功能低下或菌群寄居部位改变等),在微生物之间(如人体常驻菌) 、微生物和宿主之间(如常驻菌与人体)的生态平衡被打破的情况下才会致病,这类微生物被称为条件性病原微生物或机会性病原微生物 。
微生物的致病力是病原体微生物引起宿主的患病能力,病原体生物需要一定的毒力、数量和适当侵入途径才能引起机体发生感染。
外部的微生物粘附到皮肤和粘膜,穿透表皮侵入身体,定植和生长产生毒力因子,在局部区域向外部扩散,产生外部微生物,进而循环,与此同时毒力带来的毒素在局部或全身起作用,加上侵染力在原始部位或迁延部分进一步生长,向外进一步扩散,产生外部微生物,进而循环,共同作用组织损伤,发病。
病原微生物的数量与致病力成正比。不同病原体引起感染发生的最低数量差别很大,如沙门氏菌需十万个菌体,而志贺氏痢疾杆菌仅需十个菌体,鼠疫耶尔森菌仅需7个。
病原微生物需要适合侵入途径才能致病,如伤寒沙门菌须经口进入,脑膜炎奈瑟氏菌通过呼吸道吸入,破伤风梭菌的芽胞需要在深部创伤的厌氧微环境中才能发芽、繁殖、产生外毒素等。
病原体微生物会频繁导致SARS、MERS 等公共卫生事件的发生,会使工业产品、农副产品和生活用品发生霉烂、腐蚀等,减少其使用寿命。会引起禽流感、鸡霍乱、牛炭疽等动物性疾病,以及水稻白叶枯病、小麦赤霉病、大豆病毒病等植物性疾病,日常生活中会引起“冰箱综合征”、“空调病”、“大楼综合症”等现代病。每年全球因病菌导致的死亡人口超过总死亡人口5200万的1/3强。
二、识别家电的微生物风险
微生物传播的重要途径〡微生物滋生的重要场所〡产生的危害
水体中的微生物会经由饮水机、热水器等家电产品进入使用环境;空气中的微生物会经由家用空调、空气净化机、新风系统、中央空调等进入使用环境;通过空气沉降或接触等方式并定植到家电上的微生物会经空气、水体或者物表接触进入使用环境。
家电是病原微生物生长繁殖的重要载体。
空气中的微生物、水体中的微生物,以及人或动植物等其他因素带来的微生物会通过沉降、流经等方式接触到家电物表,并在其上粘附、定植,进而大量滋生繁殖。
病原微生物在家电上定植和滋生,会导致家电的理化性能降低,零部件老化、使用寿命减少。
病原微生物经由家电传播至使用空间,会导致该场景中的物品老化、腐败或变质,会对该场景中的人和动植物的健康带来风险,甚至引起病变。
三、微生物风险调控策略
控制病原体微生物数量〡切断病原微生物传播路径〡病原微生物风险调控策略
病原微生物需要有一定的毒力、数量和适合的侵入途径才能引起机体感染。控制其中的一个环节,就不会引起机体感染。这一环节不是毒力和侵入途径,而是数量。
控制水体中的病原微生物数量,通过除菌/消毒方式,对经由家电的水体中的病原体微生物数量进行控制。
控制空气中的病原微生物数量,通过除菌/消毒/灭菌等方式,对经由家电的空气中的病原体微生物数量进行控制。
控制物表的病原体微生物数量,通过抗菌杀灭或抑制病原体微生物在物体表面的滋生繁殖,将数量控制在较低水平。
病原微生物需要有传染源,经合适途径传播,有易感人群,才能形成传染。缺少其中任一环节,新的感染就不会发生,流行也不会形成。
传染源很难做到对传染源进行实时准确甄别,因此也就无法做到及时隔离。
易感人群以触摸形式,或者通过衣服、鞋子以及其他携带的物品等,滞留于物品表面(悬浮于空气中的病原微生物会逐渐沉降、定植到环境/物品表面并进行滋生繁殖)。
传播途径:经空气进行传播,通过呼吸、讲话、咳嗽等方式,以飞沫或气溶胶的形式悬浮于空中(植物及土壤中扬起的病原微生物,也会悬浮于空中);经水体进行传播,通过吐痰、排泄等行为,以痰液、粪便的形式进入水体;表面接触传播,以触摸形式,或者通过衣服、鞋子以及其他携带的物品等,滞留于物品表面,(悬浮于空气中的病原微生物会逐渐沉降、定植到环境/物品表面并进行滋生繁殖)。
病原微生物风险调控策略:通过智能感应(红外、声控等)检测体温,表面易洁、结构无死角等,抗菌(抗菌、防霉、抗病等),除菌(紫外、臭氧、等离子、高温等),消毒(消毒剂、消毒湿巾、消毒装置等)疫情期间,减少接触,戴口罩、勤消毒,
四、适用于家电微生物风险调控策略
源头策略〡立体策略〡集成创新策略〡场景策略〡制高点策略
对家电产品的微生物风险进行调控,只靠单一技术是不够的,单一策略是不完整的。
1、源头策略
了解敌人,才能订立针对性的策略,对微生物污染状况进行研究,才能对产品进行功能规划。
目前基本还没有家电企业对微生物进行针对性的研究,因此对产品功能的规划、处理部位/部件的选择、(标准中)典型菌的确立等缺乏一定的针对性。在这方面还有很多工作可做,有很大潜力可挖。
2、立体策略
从控制微生物数量、切断传播途径方面全面考量,并采取针对性的应对策略。
控制数量:减少或者杜绝微生物的粘附和定植一旦定植,则要抑制其大量滋生繁殖直接将(空气/水体/物表)微生物杀灭。
切断传播途径:切断微生物经由空气进行传播的路径切断微生物经由水体进行传播的路径切断微生物经物表进行传播的路径。03
3、集成创新策略
多种技术,多种功能进行集成。
减少接触的技术:声控、红外感应等。
减少微生物粘附和定植技术:勤清洁、结构创新(比如减少卫生死角)、材料创新(比如不宜粘附)。
抑制微生物过度滋生繁殖技术:无机/有机/天然/复合前处理/后处理。
空气和水体除菌技术:紫外、臭氧、微波、热力(巴氏杀菌、高温短时灭菌、超高温瞬间杀菌、干热灭菌等)、超高压、远红外、负离子、磁力、高压脉冲、超声波、辐照、膜过滤、化学杀菌等。
相对较新的技术:等离子体、益生菌、抗除菌(格兰仕阳性菌和格兰仕阴性菌、真菌)、防霉(霉菌)、抗病毒(包膜病毒、非薄膜病毒)。
4、场景策略
每个人每天都在具体的场景中生活,如家庭、办公室、酒店等。对这些场景中的一件产品进行处理,一定有用,但远远不够。这个时候,就需要从产品思维上升到场景高度:以场景微生物调控的视角去思考家电产品功能的设计,以及家电产品的组合使用,乃至与场景中所有物品的组合使用。
5、制高点战略
在微生物风险调控方向,从微生物研究开始,到产品开发、性能评价、专利申请、标准建立,全面建立市场竞争壁垒/门槛,使竞争对手在家电产品的微生物风险调控策略方面难以突破(定义产品、确定哪些部件/部位需要进行处理,以及该做什么样的处理(抗菌/除菌/消毒功能规划)、制定抗菌/除菌/消毒技术指标及试验方法(包括试验菌种)、明确抗菌/除菌/消毒功能标注要求)。
几点提示:定义的科学理解〡性能的可视化表达〡关注新方向/趋势
定义的科学理解
采用化学、物理等方法杀灭包括细菌、真菌等在内的微生物或妨碍包括细菌、真菌等在内的微生物生长繁殖及其活性的过程。(来源:T/CIAA 101《抗菌产业术语和定义》)。
性能的可视化表达
1. 抗菌产品开发及性能评价:
①卫生安全性能
②抗菌性能
2. 企业资质准备
①在中国境内注册且具有独立法人资质
②在国家企业信用信息公示系统中的诚信记录
③在单位内部设立抗菌产品管理责任者
④抗菌产品纳入ISO产品质量锅里体系
关注新方向/趋势
低温抗菌/杀菌/消毒:目前已经有在低温环境下适用的消毒剂,但还没有抗菌/杀菌/消毒装置是否可以考虑适用于低温抗菌/杀菌/消毒装置。
可以设想为:
▪ 家用冰箱中增加一个室,具备低温抗菌/杀菌/消毒功能;
▪ 商用冰柜中增加低温抗菌/杀菌/消毒功能;
▪ 或者干脆开发一个专用的低温抗菌/杀菌/消毒箱(最好是能够同时兼容常温和低温两项功能)。
面临的技术难点:
▪ 适应低温抗菌技术的研究
目前缺乏抗菌技术在低温下的性能研究,因此需要研究其是否适应低温,如果不适应还要开发新的适应低温的抗菌技术;
▪ 适应低温消毒技术的研究
需要开发能够适应低温的消毒装置,以便能够完成对低温空间及其中放置的物品的消毒处理。
从上述分析和解读中可以看出,对于微生物风险调控策略的研究给家电产品带来一大进步,让抗菌类健康家电产品在中国家电行业实现产业化应用。从而带动家电产业的不断创新迭代更新。