Lääketieteellinen mikrobiologia II: Sterilointi, laboratoriodiagnoosi ja immuunivaste

By Nikolas Morein, Merim Kumars and Gerald Dunders

Steriloinnilla tarkoitetaan mitä tahansa prosessia, joka eliminoi, tappaa tai deaktivoi kaikki elämän muodot (erityisesti mikro-organismit, kuten sienet, bakteerit, virukset, itiöt, yksisoluiset eukaryoottiset organismit, kuten Plasmodium jne.) ja muut biologiset tekijät, kuten prionit, jotka ovat tietyllä pinnalla, esineessä tai nesteessä. Tartuntataudin kliininen esitys heijastaa isännän ja mikro-organismin vuorovaikutusta. Laboratoriodiagnoosi vaatii yhdistelmä tietoja, mukaan lukien historia, fyysinen tutkimus, radiografiset havainnot ja laboratoriotiedot. Immuunivaste on reaktio, joka tapahtuu organismissa puolustamiseksi hyökkääjiä vastaan. Nämä hyökkääjät sisältävät laajan valikoiman erilaisia mikro-organismeja, mukaan lukien virukset, bakteerit, loiset ja sienet, jotka voivat aiheuttaa vakavia ongelmia isäntäorganismin terveydelle, jos niitä ei poisteta kehosta. Tämän kirjan sisältö: Sterilointi, Kostea lämpösterilointi, Steriliteetin varmuustaso, Tyndalointi, Kuivatermisterilointi, Asepsis, Antiseptinen, Luettelo mikrobiologisessa steriloinnissa ja desinfioinnissa käytetyistä välineistä, mikrobilääkeresistenssistä, monilääkeresistenssistä, tarttumiseen perustuvista varotoimenpiteistä, diagnoosin periaatteista, virusinfektioiden laboratoriodiagnoosista, in vitro, ekstrapoloinnista in vitro in vivo, mikroskopia, molekyylidiagnostiikka, patogeneomiikka, nukleaarinen happokoe, serologia, vasta-aine, mikrobiologiassa käytetyt instrumentit, impedanssimikrobiologia, eristäminen, bakteriologinen vesianalyysi, määritys, Eristäminen, bakteriologinen vesianalyysi, määritys, Eristäminen, bakteriologinen vesianalyysi, määritys, Immunoassay, antigeeni, vasta-aine microarray, antigeeni-vasta-ainevuorovaikutus, immuunijärjestelmä, immuunivaste, polyklonaalinen B-soluvaste, luontainen immuunijärjestelmä, mukautuva immuunijärjestelmä, immuunitoleranssi, synnynnäinen imusolu, immunostimulantti, yhteisstimulaatio, tulehdus
Authors: Nikolas Morein, Merim Kumars, Gerald Dunders

• Language: Suomi
• Publisher: Cambridge Stanford Books
• Release date: Sep 24, 2020
• ISBN: 9781005472733

Book preview

Sterilointi

Steriloinnilla tarkoitetaan mitä tahansa menetelmää, joka eliminoi, tappaa tai deaktivoi kaikki elämän muodot (erityisesti mikro-organismit, joita kuvaavat sienet, bakteerit, virukset, itiöt, yksisoluiset eukaryoottiset organismit, kuten Plasmodium havainnollistavat) ja muut biologiset tekijät kuten tietyn pinnan, esineen tai nesteen läsnä olevat prionit, kuten ruoka tai biologiset kasvustusaineet. Sterilointi voidaan saavuttaa eri tavoin, mukaan lukien lämpö, ​​kemikaalit, säteilyttäminen, korkea paine ja suodatus. Sterilointi eroaa desinfioinnista, desinfioinnista ja pastöroinnista siinä mielessä, että nämä menetelmät vähentävät sen sijaan, että eliminoivat kaikki läsnä olevat elämän muodot ja biologiset tekijät. Steriloinnin jälkeen esineelle viitataan steriilinä tai aseptisena.

Sovellukset

Elintarvikkeet

Yksi ensimmäisistä askeista kohti modernisoitua sterilointia suoritti Nicolas Appert, joka huomasi, että perusteellinen lämmön käyttö sopivana ajanjaksona hidasti elintarvikkeiden ja erilaisten nesteiden rapistumista säilyttäen ne turvallisen kulutuksen ajaksi pidemmälle kuin oli tyypillistä. Ruoanvalmistus on saman periaatteen jatko, ja se on auttanut vähentämään ruoasta aiheutuvia sairauksia (ruokamyrkytys). Toisiin elintarvikkeiden sterilointimenetelmiin sisältyy ruoan säteilytys ja korkea paine (paskallointi). Ruoan sterilointi on yksi suurimmista askeleista elintarvikkeiden säilymisen varmistamiseksi elintarviketeollisuudessa. Tämän menetelmän tukemiseksi käytetään monia tekniikoita. Yksi näistä prosesseista olisi lämpökäsittely.Lämpökäsittely lopettaa bakteerien ja entsyymien toiminnan, mikä johtaa vähentämään huonolaatuisten ruokien mahdollisuuksia pitäen samalla pilaamattomien ruokien eliniän. Erityinen käytetty lämpökäsittelytyyppi olisi UHT-sterilointi (Ultra-High Temperature). Tämän tyyppinen lämpökäsittely keskittyy sterilointiin yli 100 celsiusasteessa. Kaksi muuta sterilointityyppiä ovat kostea ja kuumasterilointi. Kostean lämpösteriloinnin aikana käytetyt lämpötilat vaihtelevat välillä 110 - 130 astetta. Vähimmäisaika, jonka sterilointi tapahtuu kostealla kuumuudella, olisi 20 minuuttia ja enimmäisaika 40 minuuttia. Scilicet, mitä korkeampi lämpö, ​​sitä sterilointiaika lyhenee.Kuivalla steriloinnilla käytetään pidempiä herkkyyden aikoja, jotka voivat kestää jopa 2 tuntia ja joissa käytetään paljon korkeampia lämpötiloja kosteaan kuumasterilointiin verrattuna. Nämä lämpötilat voivat vaihdella välillä 160 - 180 astetta.

Lääketiede ja kirurgia

Yleensä kirurgisten instrumenttien ja lääkkeiden, jotka pääsevät jo aseptiseen kehon osaan (kuten verenkiertoon tai ihon läpi), on oltava steriilejä. Esimerkkejä sellaisista välineistä ovat skalpeleet, ihon alla olevat neulat ja keinotekoiset sydämentahdistimet. Tämä on välttämätöntä myös parenteraalisten lääkkeiden valmistuksessa.

Injektoitavien lääkkeiden ja laskimonsisäisten liuosten valmistaminen nestekorvaushoitoon edellyttää paitsi steriiliyttä, myös hyvin suunniteltujen astioiden lisäksi estämään satunnaisten aineiden pääsy tuotteen alkuperäisen steriloinnin jälkeen.

Suurin osa terveydenhuollon tiloissa käytetyistä lääketieteellisistä ja kirurgisista laitteista on valmistettu materiaaleista, jotka voidaan steriloida höyrysteriloinnissa. Vaikka lääketieteelliset laitteet ja välineet, jotka on valmistettu materiaaleista (esim. Muovista), jotka vaativat sterilointia matalassa lämpötilassa, ovat lisääntyneet vuodesta 1950 lähtien. Eteenioksidikaasua on käytetty 1950-luvulta lähtien lämpö- ja kosteusherkissä lääkinnällisissä laitteissa. Viimeisen 15 vuoden aikana on kehitetty joukko uusia, matalan lämpötilan sterilointijärjestelmiä (esim. Höyrystynyt vetyperoksidit, peretikkahappo upotus, otsoni), joita käytetään lääketieteellisten laitteiden sterilointiin.

Höyrysterilointi on yleisimmin käytetty ja luotettavin. Höyrysterilointi on myrkytöntä, halpaa, nopeasti mikrobisidiä, itiömäisiä ja kuumenee nopeasti ja tunkeutuu kankaisiin.

Avaruusalus

Aurinkokunnan elinten saastumisen suojaamiseksi maapallon biologisesta materiaalista on tiukat kansainväliset säännöt. Standardit vaihtelevat sekä operaation tyypistä että sen määräpaikasta; mitä todennäköisemmin planeettaa pidetään asuttavana, sitä tiukemmat vaatimukset ovat.

Monet avaruusaluksilla käytettävien välineiden komponentit eivät kestä hyvin korkeita lämpötiloja, joten tekniikoita, jotka eivät vaadi liiallisia lämpötiloja, käytetään sietävästi, mukaan lukien lämmitys vähintään 120 ° C: seen (248 ° F), kemiallinen sterilointi, hapetus, ultravioletti ja säteilytykset.

Kvantifiointiin

Steriloinnin tavoitteena on alun perin läsnä olevien mikro-organismien tai muiden mahdollisten patogeenien vähentäminen. Sterilointiaste ilmaistaan ​​selvästi desimaalimäärän vähentämisajan tai D-arvon kerrannaisina, jotka osoittavat ajan, joka tarvitaan alkuperäisen numeron N 0 pienentämiseksi kymmenesosaan (10 - 1) sen alkuperäisestä arvosta. Sitten mikro-organismien lukumäärä N sterilointiajan jälkeen t saadaan:

N ∕ N 0 = 10 (- t ∕ D)

D-arvo on sterilointiolosuhteiden palvelu ja vaihtelee mikro-organismin tyypin, lämpötilan, vesiaktiivisuuden, pH: n jne. Höyrysteriloinnissa (katso alla) lämpötila, Celsius-asteina, annetaan yleensä indeksinä.

Teoreettisesti yksittäisen mikro-organismin selviytymisen todennäköisyys ei ole koskaan nolla. Tämän kompensoimiseksi käytetään usein ylikuormitusta. Ylitappiovaikutusta käyttämällä sterilointi suoritetaan steriloimalla pidempään kuin steriloitavassa esineessä tai esineessä olevan biologisen taakan tappaamiseksi vaaditaan. Tämä antaa steriiliyden varmuustason (SAL), joka on yhtä suuri kuin epästeriilin yksikön todennäköisyys.

Suuririskisissä sovelluksissa, kuten lääketieteelliset laitteet ja injektiot osoittavat, Yhdysvaltojen elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) vaatii vähintään ¹⁰–⁶steriiliyden varmuustason .

Lämpö

Höyry

Laajaksi käytetty toimenpide lämpösteriloinnissa on autoklaavi, jota joskus kutsutaan muuntajaksi tai höyrysterilointilaitteeksi. Autoklaavit käyttävät paineen alaisena 121–134 ° C: seen (250–273 ° F) kuumennettua höyryä. Steriiliyden saavuttamiseksi esine asetetaan kammioon ja kuumennetaan injektoidulla höyryllä, kunnes esine saavuttaa lämpötilan ja ajan asetusarvon. Lähes kaikki ilma poistetaan kammiosta, koska ilmaa ei toivota kosteassa lämpösterilointimenetelmässä (tämä on yksi ominaisuus, joka eroaa tyypillisestä ruoanlaittoon käytetystä painekattilasta). Tuotetta pidetään lämpötilan ohjearvossa ajanjakson ajan, joka vaihtelee riippuen siitä, mitä biorasitusta on steriloitavassa tuotteessa ja sen kestävyydestä (D-arvo) höyrysteriloinnille. Yleinen sykli olisi välillä 3-15 minuuttia,(riippuen muodostuneesta lämmöstä) lämpötilassa 121 ° C (250 ° F) 100 kPa: ssa (15 psi), mikä riittää tarjoamaan 10: n steriiliyden varmuustaso-4varten tuotteen biologinen kuormitus 10 ⁶ ja D-arvo on 2,0 minuuttia. Steriloinnin jälkeen paineistetussa autoklaavissa olevat nesteet on jäähdytettävä hitaasti kiertymisen välttämiseksi paineen vapautuessa. Tämä voidaan saavuttaa alentamalla sterilointikammion paine vähitellen ja antamalla nesteiden haihtua negatiivisessa paineessa samalla jäähdyttämällä sisältöä.

Oikea autoklaavihoito inaktivoi kaikki resistentit bakteerien itiöt samalla tavalla sienille, bakteereille ja viruksille, mutta sen ei odoteta poistavan kaikkia prioneja, joiden resistenssi vaihtelee. Prionin eliminointia varten eri suositusten tila on 121–132 ° C (250–270 ° F) 60 minuutin ajan tai 134 ° C (273 ° F) vähintään 18 minuutin ajan. Scrapie-prioni 263K inaktivoidaan suhteellisen nopeasti sellaisilla sterilointimenettelyillä; vaikka toiset scrapie-kannat ja Creutzfeldt-Jakob-sairauden (CKD) ja naudan spongiformisen enkefalopatian( BSE) kannat ovat resistenttejä. Käyttämällä hiiriä koe-eläiminä, yksi koe osoitti, että BSE -positiivisen aivokudoksen kuumentaminen lämpötilassa 134–138 ° C (273–280 ° F) 18 minuutin ajan johti prionin tarttuvuuteen vain 2,5 log laskua.

Useimmissa autoklaaveissa on mittarit ja kartat, jotka tallentavat tai näyttävät tietoja, erityisesti lämpötilan ja paineen ajan palveluna. Tiedot tarkistetaan sen varmistamiseksi, että sterilointiin tarvittavat ehdot täyttyvät. Indikaattorinauha asetetaan usein tuotepakkauksiin ennen autoklaavointia, ja joissakin pakkauksissa on osoittimet. Ilmaisin muuttaa väriä, kun se altistetaan höyrylle, mikä antaa visuaalisen vahvistuksen.

Bioindikaattoreita voidaan lisäksi käyttää autoklaavin suorittamisen itsenäisen varmistamiseksi. Yksinkertaisia ​​bioindikaattorilaitteita on kaupallisesti saatavana, jotka perustuvat mikrobioreihin. Suurin osa niistä sisältää itiöitä lämmönkestävästä mikrobista Geobacillus stearothermophilus (entinen Bacillus stearothermophilus), joka on erittäin kestävä höyrysteriloinnille. Biologiset indikaattorit voivat olla itiöiden ja nestemäisten väliaineiden lasipulloja tai itiöitä lasimaisten kirjekuorien sisällä oleville paperinauhoille. Nämä osoittimet on sijoitettu paikoille, joihin höyryn on vaikea päästä tarkistamaan, että höyry tunkeutuu sinne.

Autoklaavien puhdistaminen on kriittistä. Vieraat biologiset aineet tai lika voivat suojata organismeja höyryn tunkeutumiselta. Oikea puhdistus voidaan saavuttaa fyysisellä pesulla, sonikaatiolla, ultraäänellä tai pulssitetulla ilmalla.

Painekeittäminen ja purkitus on samanlainen kuin autoklaavointi, ja kun se suoritetaan oikein, se tekee ruuan steriiliksi.

Kostea lämpö aiheuttaa mikro-organismien tuhoamista makromolekyylien, pääasiassa proteiinien, denaturoinnilla. Tämä toimenpide on nopeampi menetelmä kuin kuumasterilointi.

Kuiva lämpö

Kuiva lämpö oli steriloinnin ensimmäinen toimenpide ja se on pidempi menetelmä kuin kostea lämpösterilointi. Mikro-organismien tuhoaminen kuivan lämmön avulla on asteittainen ilmiö. Pidemmällä altistumisella tappaville lämpötiloille tapettujen mikro-organismien määrä kasvaa. Kuuman ilman pakotettua ilmanvaihtoa voidaan käyttää lisäämään lämmön siirtymisen nopeutta organismiin ja vähentämään lämpötilaa ja steriloinnin saavuttamiseen tarvittavaa aikaa. Korkeammissa lämpötiloissa organismien tappamiseen tarvitaan lyhyempi altistusaika. Tämä voi vähentää lämmön aiheuttamia vaurioita elintarvikkeille.

Kuumailmauunin vakioasetus on vähintään kaksi tuntia 160 ° C: ssa. Nopea toiminta kuumentaa ilmaa lämpötilaan 190 ° C (374 ° F) 6 minuutin ajan käärimättömien esineiden ja 12 minuutin ajan käärittyjen esineiden. Kuivalla kuumuudella on se etu, että sitä voidaan käyttää jauheissa ja muissa lämmönkestävissä esineissä, joihin höyry vaikuttaa haitallisesti (esim. Se ei aiheuta terästuotteiden ruostumista).

Liekehtivä

Flaming tehdään silmukoiden ja suoraviirojen inokuloimiseksi mikrobiologian laboratorioissa juovaamista varten. Jos silmukka jätetään Bunsen- tai alkoholipolttimen liekkiin, kunnes se palaa punaisena, varmistetaan, että kaikki tartunta-aineet inaktivoituvat. Tätä käytetään selvästi pieniin metalli- tai lasiesineisiin, mutta ei suuriin esineisiin (katso jäljempänä polttaminen). Vaikka alkuperäisen kuumennuksen aikana tarttuvaa ainetta voidaan ruiskuttaa langan pinnalta ennen sen lopettamista, saastuttaen lähellä olevat pinnat ja esineet. Viime kädessä on kehitetty erityisiä lämmittimiä, jotka ympäröivät siirrostetun silmukan lämmitetulla häkillä varmistaen, että tällainen suihkutettu materiaali ei saastuta lisäksi aluetta. Toinen ongelma on, että kaasuliekit voivat jättää esineelle hiiltä tai muita jäämiä, jos esinettä ei kuumenneta tarpeeksi.Vaihtoehto palamisessa on upottaa esine 70-prosenttiseen tai enemmän väkevöityyn etanoliliuokseen ja koskettaa sitten kohdetta lyhyesti Bunsen-polttimen liekkiin. Etanoli syttyy ja palaa nopeasti, jolloin jäämiä on vähemmän kuin kaasuliekin

Polttaminen

Poltto on jätteenkäsittelymenetelmä, johon sisältyy jätemateriaaleissa olevien orgaanisten aineiden polttaminen. Tämän toiminnan lisäksi poltetaan mikä tahansa organismi tuhkaksi. Sitä käytetään lääketieteellisen ja muun biologisesti vaarallisen jätteen sterilointiin ennen sen hävittämistä vaarattomalla jätteellä. Bacteria polttouunit ovat miniuuneja, jotka polttavat ja tappavat kaikki mikro-organismit, jotka voivat olla inokuloivassa silmukassa tai langassa.

Tyndallization

John Tyndalliksi nimetty, on vanhentunut ja pitkä menetelmä, joka on suunniteltu vähentämään itiöiden aiheuttamien bakteerien aktiivisuusastetta, jotka jätetään yksinkertaisella kiehuvalla vedellä. Menetelmässä keitetään ajanjakson ajan (tyypillisesti 20 minuuttia) ilmakehän paineessa, jäähdytetään, inkuboidaan yhden päivän ajan ja toistetaan sitten menetelmä yhteensä kolme-neljä kertaa. Inkubointiaikojen on sallittava edellisestä kiehumisjaksosta selvinneiden kuumuutta kestävien itiöiden itäminen muodostaen lämpöherkkä vegetatiivinen (kasvava) vaihe, joka voidaan tappaa seuraavalla kiehumisvaiheella. Tämä on tehokasta, koska monet itiöt stimuloivat kasvua lämpöšokin avulla. Toimintatapa toimii vain väliaineille, jotka tukevat bakteerien kasvua, eivätkä steriloi ravinteettomia substraatteja kuten vettä. On lisäksi tehoton prioita vastaan.

Lasipallosterilointilaitteet

Lasihelmien sterilointilaitteet toimivat kuumentamalla lasihelmet lämpötilaan 250 ° C (482 ° F). Sen jälkeen instrumentit doositaan nopeasti näihin lasihelmiin, jotka lämmittävät esineen, kun taas epäpuhtaudet fysikaalisesti kaapivat niiden pinnalta. Lasipallosterilointilaitteet olivat kerran tavanomaisia ​​sterilointitoimenpiteitä, joita käytettiin hammaslääkäritoimistoissa sekä biologisina laboratorioina, mutta Yhdysvaltojen elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) ja vaikeuksien torjunta- ja ehkäisykeskukset( CDC) eivät ole hyväksyneet niitä käytettäväksi sterilointiaineita vuodesta 1997. Ne ovat edelleen suosittuja eurooppalaisissa ja israelilaisissa hammaslääketieteellisissä käytännöissä, vaikka tämän sterilointilaitteen käytöstä ei ole nykyisiä näyttöpohjaisia ​​ohjeita.

Kemiallinen sterilointi

Kemikaaleja käytetään lisäksi sterilointiin. Lämmitys tarjoaa luotettavan tavan poistaa esineet kaikista tarttuvista aineista, mutta se ei ole aina tarkoituksenmukaista, jos se vaurioittaa lämpöherkkiä materiaaleja, kuten biologiset materiaalit, kuituoptiikka, elektroniikka ja monet muovit osoittavat. Näissä tilanteissa kemikaaleja, joko kaasumaisessa tai nestemäisessä muodossa, voidaan käyttää sterilointiaineina. Kaasun ja nestemäisten kemiallisten sterilointiaineiden käytöllä vältetään lämpövaurioiden ongelma, käyttäjien on varmistettava, että steriloitava esine on kemiallisesti yhteensopiva käytetyn sterilointiaineen kanssa ja että sterilointiaine pääsee kaikkiin steriloitaviin pintoihin (tyypillisesti ei voi tunkeutua pakkauksiin). Samoin kemiallisten sterilointiaineiden käyttö asettaa uusia haasteita työturvallisuudelle,koska ominaisuudet, jotka tekevät kemikaaleista tehokkaita sterilantteja, tekevät niistä yleensä haitallisia ihmisille. Toimintatapa steriloivan jäännöksen poistamiseksi steriloiduista materiaaleista vaihtelee käytetyn kemikaalin ja menetelmän mukaan.

Etyleenioksidi

Eteenioksidikaasu (EO, EtO) -kaasukäsittely on yksi yleisimmistä menetelmistä, joita käytetään esineiden sterilointiin, pastörointiin tai desinfiointiin sen laajan materiaalien yhteensopivuuden vuoksi. Sitä käytetään lisäksi kohteiden, jotka ovat herkkiä prosessoinnille muilla menetelmillä, menetelmille, kuten säteily (gamma, elektronisuihku, röntgen), lämpö (kostea tai kuiva) tai muu kemikaali kuvaa. Eteenioksidikäsittely on yleisin kemiallinen sterilointitoimenpide, jota käytetään noin 70%: iin kokonaissteriloinneista ja yli 50%: iin kaikista kertakäyttöisistä lääkinnällisistä laitteista.

Eteenioksidikäsittely suoritetaan jatkuvasti lämpötiloissa 30 - 60 ° C (86 - 140 ° F) suhteellisessa kosteudessa yli 30% ja kaasupitoisuuden ollessa 200 - 800 mg / l. Yleensä menetelmä kestää useita tunteja. Eteenioksidi on erittäin tehokas, koska se tunkeutuu kaikkiin huokoisiin materiaaleihin ja se voi tunkeutua joidenkin muovimateriaalien ja kalvojen läpi. Eteenioksidi tappaa kaikki tunnetut mikro-organismit bakteerien (mukaan lukien itiöt), virusten ja sienten (mukaan lukien hiivat ja homeet) havainnollistamana, ja se on yhteensopiva melkein kaikkien materiaalien kanssa, jopa toistuvasti levitettäessä. Se on syttyvää, myrkyllistä ja syöpää aiheuttavaa; vaikka vain ilmoitetulla mahdollisella haitallisella terveysvaikutuksella, kun sitä ei käytetä julkaistujen vaatimusten mukaisesti. Eteenioksidisterilointilaitteet ja prosessit vaativat biologisen validoinnin sterilointilaitteen asennuksen jälkeen,merkittäviä korjauksia tai menetelmän muutoksia.

Perinteinen menetelmä koostuu esikäsittelyvaiheesta (erillisessä huoneessa tai kennossa), käsittelyvaiheesta (selkeämmin tyhjiöastiassa ja joskus paineistetussa astiassa) ja ilmastusvaiheesta (erillisessä huoneessa tai kennossa) poistamiseksi EO-tähteet ja pienemmät sivutuotteet, kuten havainnollistavat etyleenikloorihydriini (EC tai ECH) ja, vähemmän tärkeätä, etyleeniglykoli (EG). Joissakin tuotteissa on lisäksi vaihtoehtoinen menetelmä, joka tunnetaan all-in-one-prosessointina, jossa kaikki kolme vaihetta suoritetaan tyhjiö- tai painekattilassa olevassa astiassa. Tämä jälkimmäinen vaihtoehto voi helpottaa nopeampaa ja suurta käsittelyaikaa ja jäännösten häviämistä.

Yleisin EO-prosessointitoimenpide on kaasukammion toiminta. Mittakaavaetujen hyödyntämiseksi EO on perinteisesti toimitettu täyttämällä suuri kammio kaasumaisen EO: n yhdistelmällä joko puhtaana EO: na tai muilla kaasuilla, joita käytetään laimentimina; laimennusaineita ovat kloorifluorihiilivedyt (CFC), kloorifluorihiilivedyt (HCFC) ja hiilidioksidi.

Eteenioksidia käytetään edelleen laajalti lääketieteellisten välineiden valmistajissa. Koska EO on räjähtävä yli 3%: n pitoisuuksissa, EO: lle toimitettiin perinteisesti inertti kantokaasu, kuten CFC tai HCFC kuvaa. CFC-yhdisteiden tai HCFC-yhdisteiden käyttö kantajakaasuna kiellettiin otsonikatoa aiheuttavien huolenaiheiden vuoksi. Nämä halogenoidut hiilivedyt korvataan järjestelmillä, jotka käyttävät 100-prosenttista EO: ta, säädösten ja seosten korkeiden kustannusten vuoksi. Sairaaloissa useimmat EO-sterilointilaitteet käyttävät kertakäyttöisiä patruunoita mukavuuden ja helppokäyttöisyyden vuoksi verrattuna aikaisempiin putkimaisiin kaasupulloihin, joissa on EO-seoksia.

On tärkeää noudattaa potilaiden ja terveydenhuollon henkilöstön hallitusten määrittelemiä EO-jäämien rajoja jalostetuissa tuotteissa ja / tai niiden pinnalla, käyttäjän altistumista prosessoinnin jälkeen, EO-kaasupullojen varastoinnin ja käsittelyn aikana sekä EO: ta käytettäessä syntyviä ympäristöpäästöjä.

Yhdysvaltain työturvallisuus- ja työterveyslaitos (OSHA) on asettanut sallitulle altistumisrajalle (PEL) 1 ppm - laskettuna kahdeksan tunnin aikapainotettuna keskiarvona (TWA) - ja 5 ppm 15 minuutin retkänä. raja (EL). Kansallisen työturvallisuus- ja työterveyslaitoksen (NIOSH) henkeä ja terveyttä vaarantava raja (IDLH) EO: lle on 800 ppm. ppm Hajukynnys on noin 500 ppm, joten EO: ta ei voida havaita, kunnes pitoisuudet ovat selvästi OSHA PEL: n yläpuolella. Viime kädessä OSHA suosittelee jatkuvien kaasunvalvontajärjestelmien käyttöä työntekijöiden suojelemiseksi, jotka käyttävät EO: ta jalostukseen.

Typpidioksidi

Typpidioksidi (NO 2) on nopea ja tehokas sterilointiaine käytettäväksi monenlaisia ​​mikro-organismeja vastaan, mukaan lukien yleiset bakteerit, virukset ja itiöt. Ainutlaatuiset fysikaaliset ominaisuudet NO 2 kaasun mahdollistaa steriloivan dispersio suljetussa tilassa huoneenlämpötilassa ja ilmakehän paineessa. Mekanismia kuolleisuutta on hajoamista DNA on itiöiden ydin kautta nitraamalla fosfaattirungon, joka tappaa alttiina organismin se absorboi NO 2. Tämä hajoaminen tapahtuu jopa erittäin alhaisissa kaasupitoisuuksissa. NO 2 kiehumispiste on 21 ° C (70 ° F) meren pinnan tasolla, joka johtaa suhteellisen pitkälle höyrynpaine ympäristön lämpötilassa. Tämän vuoksi nestemäinen NOKuviota 2 voidaan käyttää sopivana lähteenä steriiloivalle kaasulle. Neste NO 2 viitataan usein nimityksellä sen dimer, dityppitetroksidi (N 2 O 4). Samalla tavalla vaadittavat alhaiset pitoisuustasot yhdessä korkean höyrynpaineen kanssa varmistavat, että steriloitavissa laitteissa ei tapahdu kondensoitumista. Tämä tarkoittaa, että laitteiden ilmanvaihtoa ei tarvita heti sterilointijakson jälkeen. NO 2 on lisäksi vähemmän syövyttävä kuin toiset steriilevät kaasut ja on yhteensopiva useimpien lääketieteellisten materiaalien ja liimojen kanssa.

Resistentin organismi (MRO) sterilointiin NO 2 -kaasulla on Geobacillus stearothermophilus itiö, joka on sama MRO sekä höyry- että vetyperoksidisterilointiprosesseissa. G. Stearothermophiluksen itiömuoto on karakterisoitu vuosien varrella hyvin biologiseksi indikaattoriksi sterilointisovelluksissa. G. Stearothermophiluksen mikrobi-inaktivointi NO 2: llakaasu etenee nopeasti log-lineaarisella tavalla, kuten on tyypillistä toiselle sterilointiprosessille. Noxilizer, Inc. on kaupallisuttanut tämän tekniikan tarjotakseen sopimussterilointipalveluita lääkinnällisille laitteille Baltimoressa, Marylandissa (USA). Tätä on osoitettu Noxilizerin laboratoriossa useissa tutkimuksissa, ja sitä tukee toisen laboratorion julkaisemia raportteja. Nämä samat ominaisuudet mahdollistavat lisäksi sterilointiaineen ja jäännöskaasujen nopeamman poistamisen ilmastosta suljetussa ympäristössä. Nopean tappavuuden ja kaasun helpon poiston yhdistelmä mahdollistaa lyhyemmät ja suuret sykliajat sterilointimenetelmän (tai dekontaminaation) aikana ja pienemmän sterilointiainejäämien tason kuin muilla sterilointimenetelmillä.

Otsoni

Otsonia käytetään teollisuusympäristössä veden ja ilman sterilointiin, lisäksi pintojen desinfiointiaineeksi. Sillä on etuna kyky hapettaa suurin osa orgaanisista aineista. Se on kuitenkin myrkyllinen ja epävakaa kaasu, joka on tuotettava paikan päällä, joten sitä ei ole käytännöllistä käyttää monissa ympäristöissä.

Otsoni tarjoaa monia etuja steriloivana kaasuna; otsoni on erittäin tehokas sterilointiaine vahvojen hapettavien ominaisuuksiensa (E = 2,076 vs. SHE) perusteella, joka pystyy tuhoamaan monenlaisia ​​patogeenejä, mukaan lukien prionit, ilman tarvetta käsitellä vaarallisia kemikaaleja, koska otsoni syntyy sterilointilaitteessa lääketieteellisestä -laatu happea. Otsonin korkea reaktiivisuus tarkoittaa, että jäteotsoni voidaan tuhota ohittamalla yksinkertainen katalyytti, joka palauttaa sen happea ja varmistaa, että kiertoaika on suhteellisen lyhyt. Otsonin käytön haittana on, että kaasu on erittäin reaktiivinen ja erittäin vaarallinen. NIOSH: n otsonille välittömät ihmisille ja terveydelle vaaralliset rajat (IDLH) on 5 ppm, 160 kertaa pienempi kuin 800 ppm IDLH etyleenioksidille. NIOSH ja OSHA ovat asettaneet otsonin PEL-arvoksi 0,1 ppm laskettuna kahdeksan tunnin aikapainotettuna keskiarvona. Steriiloivien kaasujen valmistajat sisällyttävät tuotteisiinsa monia turvaominaisuuksia, mutta varovainen käytäntö on tarkkailla otsonialtistusta jatkuvasti, jotta vuotojen varalta voidaan antaa nopea varoitus. Monitorit, joilla määritetään otsonialtistus työpaikoilla, ovat kaupallisesti saatavissa.

Glutaraldehydi ja formaldehydi

Glutaraldehydi- ja formaldehydiliuokset (joita käytetään myös kiinnittiminä) ovat hyväksyttyjä nestemäisiä sterilointiaineita, edellyttäen että upotusaika on riittävän pitkä. Kaikkien itiöiden tappaminen kirkkaassa nesteessä voi kestää jopa 22 tuntia glutaraldehydillä ja vielä pidempään formaldehydillä. Kiinteiden hiukkasten läsnäolo voi pidentää tarvittavaa ajanjaksoa tai tehdä hoidosta tehottoman. Kudoslohkojen sterilointi voi viedä paljon kauemmin sen ajan takia, joka tarvitaan kiinnittimen tunkeutumiseen. Glutaraldehydi ja formaldehydi ovat haihtuvia ja myrkyllisiä sekä ihokosketuksessa että hengityksessä. Glutaraldehydillä on lyhyt varastointiaika (<2 viikkoa) ja se on kallis. Formaldehydi on halvempaa ja sillä on paljon pidempi varastointiaika, jos metadolia lisätään estämään polymeroitumista paraformaldehydiin, mutta se on paljon haihtuvampi.Formaldehydiä käytetään lisäksi kaasumaisena sterilointiaineena; tässä tapauksessa se valmistetaan paikan päällä depolymeroimalla kiinteä paraformaldehydi. Monet rokotteet, kuten alkuperäisestä Salk-poliorokotteesta käy ilmi, steriloidaan formaldehydillä.

Vetyperoksidi

Vetyperoksidi, sekä nestemäisessä muodossa että höyrystyneenä vetyperoksidina (VHP), on toinen kemiallinen sterilointiaine. Vetyperoksidi on vahva hapetin, joka antaa sille mahdollisuuden tuhota monenlaisia ​​patogeenejä. Vetyperoksidia käytetään steriloimaan lämpö- tai lämpöherkkiä esineitä, kuten jäykät endoskoopit kuvaavat. Lääketieteellisessä steriloinnissa vetyperoksidia käytetään suurempina pitoisuuksina, jotka vaihtelevat noin 35% - 90%. Vetyperoksidin suurin etu sterilointiaineena on lyhyt sykliaika. Vaikka eteenioksidin sykliaika voi olla 10-15 tuntia, joillakin nykyaikaisilla vetyperoksidisterilointilaitteilla on sykliaika niin lyhyt kuin 28 minuuttia.

Vetyperoksidin haitoihin sisältyy materiaalien yhteensopivuus, alhaisempi tunkeutumiskyky ja käyttäjän terveysriskit. Selluloosaa sisältäviä tuotteita, kuten paperilla on havainnollistettu, ei voida steriloida VHP: llä, ja nailonia sisältävät tuotteet voivat tulla hauraiksi. Vetyperoksidin tunkeutuva isku ei ole yhtä hyvä kuin eteenioksidi, ja siksi esineille, jotka voidaan tehokkaasti steriloida, ontelon pituudelle ja halkaisijalle on rajoituksia. Vetyperoksidi on ensisijainen ärsyttäjä ja nestemäisen liuoksen kosketus ihon kanssa aiheuttaa valkaisua tai haavaumia pitoisuudesta ja kosketusajasta riippuen. Se on suhteellisen myrkytön laimennettuna alhaisiin pitoisuuksiin, mutta on vaarallinen hapetin korkeissa pitoisuuksissa (> 10 paino / paino). Höyry on vaarallisten lisäksi myös pääasiassa silmiin ja hengityselimiin.Jopa lyhytaikainen altistuminen voi olla vaarallista, ja NIOSH on asettanut IDLH: n arvoon 75 ppm, vähemmän kuin kymmenesosa etyleenioksidin IDLH: sta (800 ppm). Pitkäaikainen altistuminen pienemmille pitoisuuksille voi aiheuttaa pysyviä keuhkovaurioita, ja siksi OSHA on asettanut sallitun altistumisrajan arvoon 1,0 ppm laskettuna kahdeksan tunnin ajan painotettuna keskiarvona. Sterilointilaitteiden valmistajat pyrkivät tekemään tuotteistaan ​​turvallisia huolellisella suunnittelulla ja monien turvaominaisuuksien sisällyttämisellä toisiinsa. FDA MAUDE-tietokannassa on kuitenkin vielä työpaikalla tapahtuvia vetyperoksidien altistumisia kaasusterilointilaitteista. Käytettäessä minkä tahansa tyyppistä kaasusterilointiainetta harkittuihin työtapoihin tulisi sisältyä hyvä ilmanvaihto, jatkuva kaasunvalvonta vetyperoksidia varten sekä hyvät työtavat ja koulutus.

Höyrystynyttä vetyperoksidia (VHP) käytetään suurten suljettujen ja suljettujen alueiden sterilointiin, kuten kokonaiset huoneet ja lentokoneiden sisätilat kuvaavat.

Vaikka VHP on myrkyllinen, se hajoaa lyhyessä ajassa veteen ja happea.

Peretikkahappo

Perietikkahappo (0,2%) on FDA: n tunnustama sterilointiaine käytettäväksi lääketieteellisten laitteiden sterilointiin endoskooppien havainnollistamana.

Mahdollisuus prionien kemialliseen sterilointiin

Prionit ovat erittäin kestäviä kemialliselle steriloinnille. Käsittely aldehydeillä, kuten formaldehydi havainnollistaa, on todella osoitettu lisäävän prioniresistenssiä. Vetyperoksidin (3%) tunti osoittautui tehottomaksi, sillä se antoi vähemmän kuin 3 lokit(¹⁰-³) vähentynyttä kontaminaatiota. Jodi, formaldehydi, glutaraldehydi ja peretikkahappo lisäksi epäonnistuvat tässä testissä (tunnin käsittely). Vain kloori, fenoliyhdisteet, guanidiniumtiosyanaatti ja natriumhydroksidi vähentävät prionitasoja yli 4 logilla; kloori (liian syövyttävä käytettäväksi tietyissä esineissä) ja natriumhydroksidi ovat kaikkein yhdenmukaisimpia. Monet tutkimukset ovat osoittaneet natriumhydroksidin tehokkuuden.

Säteilysterilointi

Sterilointi voidaan saavuttaa käyttämällä sähkömagneettista säteilyä, kuten elektronisäteet, röntgensäteet, gammasäteet tai alaatomisten hiukkasten säteilyttäminen havainnollistavat. Sähkömagneettinen tai hiukkasmainen säteily voi olla riittävän energinen atomien tai molekyylien ionisoimiseen (ionisoiva säteily) tai vähemmän energinen (ionisoimaton säteily).

Ionisoimaton säteilyssterilointi

Ultraviolettivalon säteily (ultravioletti, germisisidilampusta) on hyödyllinen pintojen ja joidenkin läpinäkyvien esineiden steriloinnissa. Monet esineet, jotka ovat läpinäkyviä näkyvälle valolle, imevät UV: n. UV-säteilytystä käytetään rutiininomaisesti steriloimaan biologisten turvallisuuskaapien sisätilat käytön välillä, mutta se on tehoton varjostetuilla alueilla, mukaan lukien lian alla olevat alueet (jotka saattavat muuttua polymeroituneiksi pitkäaikaisen säteilytyksen jälkeen, joten niiden poistaminen on erittäin vaikeaa). Se vahingoittaa lisäksi joitain muoveja, kuten polystyreenivaahto osoittaa, jos niitä altistetaan pitkään.

Ionisoiva säteilyssterilointi

Säteilytyslaitosten turvallisuutta säätelee Yhdistyneiden Kansakuntien kansainvälinen atomienergiajärjestö ja sitä valvovat erilliset kansalliset ydinsäätelykomissiot (NRC). Virasto dokumentoi aikaisemmin tapahtuneet säteilyaltistusonnettomuudet ja analysoi perusteellisesti syyn ja parannusmahdollisuuksien määrittämiseksi. Tällaiset parannukset on sitten valtuutettu nykyisten tilojen jälkiasennukseen ja tulevaisuuden ulkoasuun.

Gammasäteily tunkeutuu hyvin ja sitä käytetään selvästi kertakäyttöisten lääkinnällisten laitteiden sterilointiin, kuten ruiskuilla, neuloilla, kanyyleilla ja IV-sarjoilla sekä ruoalla on havainnollistettu. Sitä emittoi radioisotooppi, tavallisesti koboltti-60(⁶⁰Co) tai cesium-137(¹³⁷Cs), jonka fotonienergia on vastaavasti korkeintaan 1,3 ja 0,66 MeV.

Radioisotoopin käyttö edellyttää suojausta käyttäjien turvallisuuden kannalta käytön ja varastoinnin aikana. Useimmissa malleissa radioisotooppi lasketaan vedellä täytettyyn lähteen varastotilaan, joka absorboi säteilyä ja sallii huoltohenkilökunnan päästä säteilysuojaan. Yksi variantti pitää radioisotoopin jatkuvasti veden alla ja laskee säteilytettävää tuotetta vedessä hermeettisesti suljetuissa kelloissa; suojausta ei vaadita tällaisissa malleissa. Toisessa epätavallisesti käytetyssä mallissa käytetään kuivavarastoa, joka tarjoaa siirrettäviä suojauksia, jotka vähentävät säteilytasoja säteilykammion alueilla. Yhdysvaltain Decaturissa, Georgian osavaltiossa tapahtunut vaaratilanne, jossa vesiliukoinen cesium-137 vuotanut lähteen varastotilaan, edellyttäen NRC: n interventiota, on johtanut tämän radioisotoopin käytön lopettamiseen melkein kokonaan kalliimpien hyväksi,ei vesiliukoinen koboltti-60. Koboltti-60-gamma-fotoneilla on cesium-137: n tuottaman säteilyn kaksinkertainen energia ja väistämättä suurempi tunkeutumisalue.

Elektronisäteen prosessointia käytetään lisäksi selvästi sterilointiin. Elektronisuihkut käyttävät on-off-tekniikkaa ja antavat paljon suuremman annosnopeuden kuin gamma- tai röntgensäteet. Suuremman annosnopeuden vuoksi tarvitaan vähemmän altistusaikaa, ja siten mahdollinen hajoaminen polymeereiksi vähenee. Koska elektronit kantavat varauksen, elektronisuihkut tunkeutuvat vähemmän kuin sekä gamma- että röntgensäteet. Laitokset luottavat huomattaviin betonikilpeihin työntekijöiden ja ympäristön suojelemiseksi säteilyaltistukselta.

Korkean energian röntgensäteet (tuottaa bremsstrahlung) mahdollistavat lääketieteellisten laitteiden suurten pakkausten ja kuormalavojen säteilyttämisen. Ne ovat riittävän läpäiseviä hoitamaan pienitiheyspakkausten useita lavakuormia erittäin hyvillä annoksen tasaisuussuhteilla. Röntgensäteiden sterilointi ei vaadi kemiallista tai radioaktiivista ainetta: korkean energian röntgensäteitä syntyy suurella intensiteetillä röntgengeneraattori, joka ei vaadi suojausta, kun sitä ei käytetä. Röntgensäteet saadaan pommittamalla tiheää materiaalia (objektiivia), kuten tantaali tai volframi havainnollistaa korkean energian elektroneilla, menetelmässä, joka tunnetaan nimellä bremsstrahlung-muuntaminen. Nämä järjestelmät eivät ole energiatehokkaita ja vaativat paljon enemmän sähköenergiaa kuin muut järjestelmät, joilla on sama vaikutus.

Röntgensäteiden, gammasäteiden tai elektronien säteilyttäminen ei tee materiaaleista radioaktiivisia, koska käytetty energia on liian matala. Jatkuvasti vähintään 10 MeV: n energiaa tarvitaan radioaktiivisuuden aikaansaamiseksi materiaalissa. Neutronit ja erittäin korkean energian hiukkaset voivat tehdä materiaaleista radioaktiivisia, mutta niiden tunkeutuminen on hyvä, kun taas pienemmät energiahiukkaset (muut kuin neutronit) eivät voi tehdä materiaaleista radioaktiivisia, mutta niiden tunkeuma on huonompi.

Sterilointi säteilyttämällä gammasäteillä saattaa vaikuttaa materiaalien ominaisuuksiin.

Säteilytystä käyttää Yhdysvaltain postilaitos steriloimaan postin Washington DC: n alueella. Jotkut elintarvikkeet (esim. Mausteet ja jauhelihat) steriloidaan säteilyttämällä.

Subatomiset hiukkaset voivat olla enemmän tai vähemmän läpäiseviä ja ne voidaan tuottaa radioisotoopin tai laitteen avulla hiukkasten tyypistä riippuen.

Steriili suodatus

Nesteet, jotka vaurioituvat kuumuuden, säteilytyksen tai kemiallisen steriloinnin avulla, kuten lääkeliuos havainnollistaa, voidaan steriloida mikrosuodatuksella membraanisuodattimilla. Tätä toimintoa käytetään selvästi lämpölabiilien lääkkeiden ja proteiiniliuoksien kanssa lääkkeiden prosessoinnissa. Mikrofiltri, jonka huokoskoko on tavallisesti 0,22 um, poistaa tavallisesti tehokkaasti mikro-organismit. Joidenkin stafylokokkilajien on osoitettu olevan riittävän joustavia kulkemaan 0,22 um suodattimien läpi. Biologian prosessoinnissa virukset on poistettava tai inaktivoitava, mikä edellyttää nanosuodattimien käyttöä, joiden huokoskoko on pienempi (20–50 nm). Pienemmät huokoskoot pienentävät virtausnopeutta, joten suuremman kokonaistehon saavuttamiseksi tai ennenaikaisen tukkeutumisen välttämiseksi käytetään esisuodattimien tehoa pienten huokoskalvosuodattimien suojaamiseksi.Tangentiaalivirtaussuodatus (TFF) ja vuorottelevat tangentiaalivirtausjärjestelmät (ATF) vähentävät lisäksi hiukkasten kertymistä ja tukkeutumista.

Tuotantomenetelmissä käytetyt kalvosuodattimet on valmistettu selvästi materiaaleista, kuten seokselluloosaesteri tai polyeetterisulfoni (PES) kuvaa. Suodatuslaitteet ja itse suodattimet voidaan ostaa esisteriloituina kertakäyttöisinä yksikköinä suljetuissa pakkauksissa tai käyttäjän on steriloitava jatkuvasti autoklavoimalla lämpötilassa, joka ei vahingoita hauraita suodatinkalvoja. Suodattimen moitteettoman toiminnan varmistamiseksi kalvosuodattimet testataan eheyden perusteella käytön jälkeen ja joskus ennen käyttöä. Tuhoamaton eheystesti varmistaa, että suodatin ei ole vahingoittunut ja se on lakisääteinen vaatimus. Yleensä terminaalinen farmaseuttinen steriilisuodatus suoritetaan puhtaan tilan sisällä saastumisen estämiseksi.

Steriiliyden säilyttäminen

Steriloinnin suorittaneet instrumentit voidaan ylläpitää sellaisissa olosuhteissa sulkemalla ne suljettuihin pakkauksiin käyttöön asti.

Aseptinen tekniikka on steriiliyden ylläpitäminen toimenpiteiden aikana.

Kostea lämpösterilointi

Kostea lämpösterilointi kuvaa sterilointitekniikoita, joissa käytetään kuumaa ilmaa, joka on kuormitettu voimakkaasti vesihöyryllä ja jossa tällä kosteudella on erityinen merkitys steriloinnissa. Tuotteen lämmittäminen on yksi varhaisimmista sterilointimuodoista. Kostean lämpösterilointimenetelmän suorittamiseen käytetyt erilaiset menettelytavat aiheuttavat mikro-organismien tuhoamista makromolekyylien denaturoinnilla.

Kuvaus

Tuotteen lämmittäminen on yksi varhaisimmista sterilointimuodoista. Kosteat, lämpösterilointiprosessit steriloidaan kuumalla ilmalla, joka on kuormitettu voimakkaasti vesihöyryllä, jolla on erityinen merkitys steriloinnissa. Näytteen keittäminen vähintään 30 minuutin ajan tappaa käytännössä kaikki läsnä olevat vegetatiiviset solut, mutta ei tappaa itiöitä, jotka voivat itää pian sen jälkeen ja jatkaa kasvuaan. Viime kädessä keittäminen on riittämätöntä toimenpide steriloinnin saavuttamiseksi.

Vaikutukset mikro-organismeihin

Kostea lämpö aiheuttaa mikro-organismien tuhoamista makromolekyylien, pääasiassa proteiinien, denaturoitumisella. Solujen tuhoaminen hajottamalla voi lisäksi olla merkitys. Kun steriiliys tarkoittaa näytteessä mahdollisesti kasvavien vapaasti elävien organismien tuhoamista, sterilointi ei välttämättä tarkoita tarttuvan aineen tuhoamista. Prionit ovat esimerkki tartunta-aineista, jotka selviytyvät steriloinnista kostealla kuumuudella olosuhteista riippuen.

Validation

Höyryn ja paineen avulla tapahtuvan tehokkaan steriloinnin helpottamiseksi käytetään useita todentamis- ja osoitusmenetelmiä; näihin sisältyy väriä vaihtavat merkkinauhat ja biologiset indikaattorit. Kun käytetään biologisia indikaattoreita, näytteet, jotka sisältävät kuumuutta kestävien mikrobien itiöitä, kuten Geobacillus stearothermophilis havainnollistavat, steriloidaan vakiokuorman vieressä ja inkuboidaan sitten steriileissä väliaineissa (jotka sisältyvät usein näytteeseen lasiampullissa, joka hajottaa steriloinnin jälkeen). Väliaineen värinmuutos (mikä osoittaa bakteerien tuottaman hapon); väliaine on formuloitava tätä tarkoitusta varten) tai sameuden esiintyminen (sameus osoittaa bakteerisolujen valon sirontaa) osoittaa, että sterilointia ei saavutettu ja sterilointisykli saattaa tarvita tarkistaminen tai parantaminen.

Käytetyt menetelmät

Tyndallization

Tehokkaampi toimenpide on se, joka käyttää kolme peräkkäistä höyrykäsittelyä steriloinnin aikaansaamiseksi kolmen päivän kuluessa. Tämä tappaa vegetatiiviset solut, sallii itävien elossa olevien itiöiden itämisen ja tappaa saadut vegetatiiviset solut ennen kuin niillä on aikaa muodostaa lisäksi itiöitä. Kaikki ensimmäisestä käsittelystä selvinneet itiöt tai satunnaisesti muodostuneet itiöt ensimmäisen inkubaatiojakson aikana tapetaan kolmannessa höyrytysjaksossa.

Korkeapaine

Selkeämmin käytetty toimenpide, kun pitkittynyt lämpö ei ole huolenaihe, on käyttää autoklaavia tai painekattilaa. Steriloitaessa tällä tavalla näytteet sijoitetaan höyrykammioon hyllylle tai korotetulle lattialle, ja kammio suljetaan ja lämmitetään siten, että höyry pakottaa ilman ulos tuuletusaukkoista tai poistoilmasta. Paine asetetaan sitten niin, että sisälämpötila saavuttaa 121 ° C (250 ° F), ja tätä lämpötilaa ylläpidetään 15-30 minuutin ajan. Tämä korotettu lämpötila ja paine on riittävä selvästi havaittujen mikrobien tai itiöiden näytteiden sterilointiin. Tämän jälkeen kammion annetaan jäähtyä hitaasti tai passiivisella lämmönpoistolla; on harvinaista, että pakkojäähdytystä käytetään tai paine tuuletetaan tarkoituksella. Painesterilointi on vallitseva toimenpide, jota käytetään kuumuutta kestävien työkalujen lääketieteelliseen sterilointiin,ja mikrobiologisten materiaalien sterilointiin ja muihin aseptista tekniikkaa vaativiin aloihin.

Tapauksissa, joissa esineet on steriloitava välitöntä käyttöä varten, voidaan käyttää flash-sterilointia. Flash-tekniikat toimivat jatkuvasti vähimmäisaika, lämpötila tai paine ja voivat uhrata joitain suojatoimia, kuten osoittaa kyky vahvistaa biologisilla indikaattoreilla tai estää saastuminen. Lisäprotokollia tehdään jatkuvasti uhrauksien lieventämiseksi; flash-sterilointilaitteita pidetään usein leikkaussalin steriilissä kentässä, höyryä läpäiseviä suojapakkauksia voidaan käyttää esineiden pakkaamiseen, ja erityisesti suunnitellut jäykät sterilointisäiliöjärjestelmät voidaan käyttää uudelleen.

Steriliteetin varmuustaso

Mikrobiologiassa steriiliyden varmuustaso (SAL) on todennäköisyys, että yksi sterilointiin altistunut yksikkö pysyy silti steriloimattomana.

Koskaan ei voida todistaa kaikkien organismien tuhoamista, koska yksittäisen mikro-organismin selviytymisen todennäköisyys ei ole koskaan nolla. Joten SAL: ta käytetään ilmaisemaan selviytymisen todennäköisyys. Kuten lääketieteellisten laitteiden valmistajat suunnittelevat sterilointiprosessinsa erittäin matalaa SAL-arvoa varten, kuten ¹⁰–⁶kuvaa, mikä on epästeriilin yksikön mahdollisuus 1: 1 000 000. SAL kuvaa lisäksi sterilointimenetelmän tappotehokkuuden. Erittäin tehokkaalla sterilointimenetelmällä on erittäin alhainen SAL.

Tyndallization

Tyndallisaatio on yhdeksästoista luvulta peräisin oleva menetelmä, jolla steriloidaan aineet, yleensä ruoka, nimeltään keksijänsä, tutkija John Tyndallin mukaan, jota voidaan käyttää kuumuutta kestävien endospoorien tappamiseen. Huolimatta vanhanaikaisesta, sitä käytetään kuitenkin toisinaan.

Yksinkertainen ja tehokas sterilointitoimenpide, jota käytetään selvästi nykyään selvästi, on autoklaavi: steriloitavan aineen kuumentaminen 121 ° C: seen 15 minuutin ajan paineistetussa järjestelmässä. Jos autoklaavi ei ole mahdollista laitteiden puutteen vuoksi tai tarpeen steriloida jotain, joka ei kestä korkeampaa lämpötilaa, paineistamaton kuumennus pitkään 100 ° C: n lämpötilaan, veden kiehumispisteeseen, voi olla käytetty. Lämpö tappaa bakteerisolut; vaikka bakteerien itiöt, jotka kykenevät myöhemmin itämään bakteerisoluiksi, voivat säilyä. Voidaan käyttää itiöiden tuhoamiseen.

Tyndallisointi tarkoittaa aineen kuumentamista kiehumispisteeseen (tai vain vähän kiehumispisteen alapuolelle) ja pitämistä siinä 15 minuutin ajan kolme päivää sarjassa. Jokaisen kuumennuksen jälkeen lepojakso antaa säilyneiden itiöiden itää bakteerisoluiksi; nämä solut tappavat seuraavan päivän lämmityksellä. Lepoaikoina steriloitavaa ainetta pidetään kosteassa ympäristössä lämpimässä huoneenlämpötilassa, mikä edistää itiöiden itämistä. Kun ympäristö on suotuisa bakteereille, se edistää solujen itämistä itiöistä, ja itiöitä ei muodostu soluista tässä ympäristössä (katso bakteerien itiöt).

Menetelmä on tavallisesti tehokas käytännössä. Sitä ei kuitenkaan pidetä täysin luotettavana - jotkut itiöt voivat säilyä ja itää myöhemmin ja lisääntyä. Sitä ei käytetä nykyään usein, mutta sitä käytetään steriloimaan eräitä asioita, jotka eivät kestä paineistettua lämmitystä, kuten kasvien siemenet kuvaavat.

Kuivasterilointi

Tuotteen kuivakuumasterilointi on yksi varhaisimmista sterilointimuodoista. Se käyttää kuumaa ilmaa, jossa ei ole joko vesihöyryä tai josta sitä on vain vähän, kun tällä kosteudella on minimaalinen merkitys sterilointimenetelmässä tai ei ollenkaan.

Menetelmä

Kuivatermosterilointimenetelmä suoritetaan johtamalla; tällöin esineen ulkopinta absorboi lämpöä ja siirtää sitten sisäänpäin seuraavaan kerrokseen. Lopulta koko esine saavuttaa oikean lämpötilan, jota tarvitaan steriloinnin saavuttamiseksi. Oikea aika ja lämpötila kuivan lämpösteriloinnin aikana on 160 ° C (320 ° F) 2 tunnin ajan tai 170 ° C (340 ° F) yhden tunnin ajan tai jos kyse on suurten nopeuksien kuumailmasterilointilaitteista 190 ° C (375 ° F).) 6 - 12 minuutin ajan.

Kohteiden tulee olla kuivia ennen sterilointia, koska vesi häiritsee menetelmää. Kuiva lämpö tuhoaa mikro-organismit aiheuttamalla proteiinien denaturoitumisen.

Kosteuden läsnäolo, kuten höyrysteriloinnissa havainnollistetaan, nopeuttaa merkittävästi lämmön tunkeutumista.

Kuuman ilman konvektiota on kahta tyyppiä (konvektio viittaa lämmitetyn ilman kiertoon uunin kammiossa) sterilointilaitteita:

Painovoimainen konvektio

Mekaaninen konvektio

Mekaaninen konvektioprosessi

Mekaaninen kiertoilmauuni sisältää puhaltimen, joka pakottaa aktiivisesti kuumennettua ilmaa kammion kaikilla alueilla. Puhallimen luoma virtaus varmistaa tasaiset lämpötilat ja tasaisen lämmönsiirron koko kuorman ajan. Tästä syystä mekaaninen kiertoilmauuni on tehokkaampi kahdesta prosessista.

Suuren nopeuden kuuma ilma

Vielä tehokkaampi järjestelmä kuin konvektio, käyttää poistoputkea kuumaa ilmaa, joka pakotetaan suihkuverhon läpi nopeudella 3000 jalkaa minuutissa.

Kuivasterilointiin käytetyt instrumentit

Kuivan lämpösteriloinnin välineisiin kuuluvat kuumailmauuni, polttaminen tai polttaminen, liekki, säteily, mikroaaltouuni, bunsen-poltin ja lasipallosterilointilaite.

Vaikutus mikro-organismeihin

Kuiva lämpö hajottaa proteiineja missä tahansa organismissa, aiheuttaa oksidatiivisia vapaiden radikaalien vaurioita, aiheuttaa solujen kuivumista ja voi jopa polttaa ne tuhkaksi, kuten polttamalla.

Aseptisuus

Asepsis on tila, jossa ei ole sairauksia aiheuttavia mikro-organismeja (kuten patogeeniset bakteerit, virukset, patogeeniset sienet ja loiset). Asepsista on kaksi luokkaa: lääketieteellinen ja kirurginen. Nykypäivän käsitys asepsiksesta on johdettu vanhemmista antiseptisistä tekniikoista, siirtymästä, jonka 1900-luvulla aloittivat erilaiset henkilöt, jotka käyttivät käytäntöjä, kuten kirurgisten työkalujen sterilointi ja kirurgisten käsineiden käyttö osoittavat leikkausten aikana. Asepsiksen tavoitteena on poistaa infektio, ei saavuttaa steriiliyttä. Ihannetapauksessa leikkauskenttä on steriili, tarkoittaen, että siinä ei ole kaikkia biologisia epäpuhtauksia (esim. Sienet, bakteerit, virukset), ei vain sellaisia, jotka voivat aiheuttaa vaikeuksia, putoamista tai käymistä. Jopa aseptisessa tilassa voi kehittyä steriilin tulehduksen tila.Termi viittaa usein niihin käytäntöihin, joita käytetään asepsiksen edistämiseen tai indusointiin leikkauksen tai lääketieteen operatiivisella alalla tartunnan estämiseksi.

Toiminta

Asepsis tarkoittaa mitä tahansa toimintatapaa, joka suoritetaan steriileissä olosuhteissa. Tähän sisältyy lääketieteellisiä ja laboratoriotekniikoita (kuten bakteeriviljelmien kanssa). Asepsista on kahta tyyppiä - lääketieteellistä ja kirurgista. Lääketieteellinen tai puhdas asepsis vähentää organismien määrää ja estää niiden leviämistä; kirurginen tai steriili asepsis sisältää toimenpiteet mikro-organismien poistamiseksi alueelta, ja sitä harjoittavat kirurgit ja teknikot. Viime kädessä aseptisten toimintojen onnistunut käyttö riippuu kuitenkin valmistelevien toimien yhdistelmästä. Kuten steriilejä laitteita ja nesteitä käytetään invasiivisten lääketieteellisten ja hoitotyön aikana. Suurin esimerkki tällaisesta aseptisesta tekniikasta on sairaalan leikkaussalissa, joiden tavoitteena on pitää potilaat vapaaina sairaalan mikro-organismeista.

Vaikka kaikkien kirurgisen ryhmän jäsenten tulee osoittaa hyvä aseptinen tekniikka, steriilin kentän asettaminen ja ylläpitäminen on hangattavan sairaanhoitajan tai kirurgisen tekniikan tehtävä. Potilaiden ristikontaminaation estämiseksi instrumentit steriloidaan autoklaavoimalla tai käyttämällä kertakäyttöisiä laitteita; ommelmateriaali tai ksenografit on lisäksi steriloitava etukäteen. Perusaseptisiin toimenpiteisiin kuuluvat käsien pesu, suojakäsineiden, naamioiden ja kylpytakien pukeminen sekä sterilointivälineet ja liinavaatteet. Aseptisiin lääketieteellisiin tekniikoihin kuuluu tartuntatautien leviämisen hillitseminen karanteenilla, etenkin vaikean tartunnan tapaan perustuvat eristysmenetelmät. Kosketus-, pisara- ja ilmassa eristämismenetelmissä esiintyy kaksi erilaista menettelytapaa: tiukka eristäminen vs. käänteinen eristäminen.Tiukka eristämiskaranteeni rajoittaa potilaita estämään heitä tartuttamasta toisiaan, kun taas käänteinen eristäminen estää haavoittuvia potilaita tulemasta.

Aiheeseen liittyvät tartunnat

Aseptisissa olosuhteissa krooninen matalan tason tulehdus, joka tunnetaan nimellä steriili tulehdus, voi kehittyä trauman, stressin tai ympäristötekijöiden seurauksena. Kuten taudinaiheuttajien tai mikrobien aiheuttamissa infektioissa, immuunivastetta säätelevät isäntäreseptorit. Ei-tarttuvista keinoista johtuvat kudosvauriot johtuvat vamman tai solun jälkeen vapautuneista DAMP-molekyyleistä death on tapahtunut, jotka kykenevät stimuloimaan tulehdusvastetta. Steriiliin tulehdukseen liittyviä sairauksia ovat Alzheimerin sairaus, lisäksi syöpäkasvaimen kasvu immuunisolujen tunkeutumisen vuoksi. samalla tavalla aseptinen kudosvaurio voi olla peräisin kortikosteroidi-injektioista, joita lääkkeitä käytetään tuki- ja liikuntaelinten sairauksien hoitamiseen, kuten karpaalitunneli ja nivelrikko kuvaavat, mutta tällä on taipumus johtua epäasianmukaisesta aseptisesta tekniikasta.

Huolimatta pyrkimyksistä säilyttää asepsis leikkauksen aikana, on edelleen 1-3%: n mahdollisuus leikkauskohdan infektioon (SSI). Infektiot luokitellaan pinnallisiksi leikkauksiksi, syviksi leikkauksiksi tai elimiksi; ensimmäinen tyyppi rajoittuu ihoon, toinen lihaksiin ja lähellä oleviin kudoksiin ja kolmas elimiin, jotka eivät ole anatomisesti lähellä prosessipaikkaa. Tarkat tartuntatavat riippuvat leikkauksen tyypeistä, mutta yleisimmät bakteerit, jotka ovat vastuussa SSI: stä, ovat Staphylococcus aureus, koagulaasinegatiiviset stafylokokit, Escherichia coli ja Enterococcus spp. CDC korostaa sekä antiseptisiä ja aseptisten lähestymistapoja välttää SSI, enimmäkseen koska Staphylococcus aureus, kykenevät muiden bakteerien joukossa kehittämään lääkeresistenttejä kantoja, joita voi olla vaikea hoitaa. Vuonna 2017 Yhdysvalloissa kuoli Staphylococcus aureus 20A2: sta lähes 20 000 potilasta verrattuna diagnosoitujen potilaiden 16, 350 potilaaseen HIV .

Antiseptinen

Antiseptit (kreikkalaisesta ἀντί anti, vastaan ja σηπτικός sēptikos, "putrefactive) ovat antimikrobisia aineita, joita levitetään elävään kudokseen / ihoon tartuntojen, sepsiksen tai putoamisen mahdollisuuden vähentämiseksi. Antiseptiset aineet erotetaan johdonmukaisesti antibiooteista viimeksi mainitun kolkien avulla turvallisesti tuhoamaan bakteerit kehossa ja desinfiointiaineista, jotka tuhoavat elottomista esineistä löytyvät mikro-organismit.

Jotkut antiseptiset aineet ovat todellisia bakteereja tappavia aineita, jotka