Medische microbiologie II: sterilisatie, laboratoriumdiagnose en immuunrespons

By Nikolas Morein, Merim Kumars and Gerald Dunders

Sterilisatie verwijst naar elk proces dat alle levensvormen elimineert, doodt of deactiveert (in het bijzonder met betrekking tot micro-organismen zoals schimmels, bacteriën, virussen, sporen, eencellige eukaryote organismen zoals Plasmodium, etc.) en andere biologische agentia zoals prionen die aanwezig zijn in een specifiek oppervlak, object of vloeistof. De klinische presentatie van een infectieziekte weerspiegelt de interactie tussen de gastheer en het micro-organisme. Laboratoriumdiagnose vereist een samengestelde informatie, inclusief geschiedenis, lichamelijk onderzoek, radiografische bevindingen en laboratoriumgegevens. Een immuunreactie is een reactie die binnen een organisme plaatsvindt om zich te verdedigen tegen indringers. Deze indringers bevatten een grote verscheidenheid aan verschillende micro-organismen, waaronder virussen, bacteriën, parasieten en schimmels, die ernstige problemen kunnen veroorzaken voor de gezondheid van het gastorganisme als ze niet uit het lichaam worden verwijderd. Inhoud van dit boek: Sterilisatie, Vochtige warmte-sterilisatie, Steriliteitsborgingsniveau, Tyndallisatie, Droge hitte-sterilisatie, Asepsis, Antiseptisch, Lijst van instrumenten die worden gebruikt bij microbiologische sterilisatie en desinfectie, antimicrobiële resistentie, resistentie tegen meerdere geneesmiddelen, op transmissie gebaseerde voorzorgsmaatregelen, diagnoseprincipes, laboratoriumdiagnose van virale infecties, in vitro, in vitro naar in vivo extrapolatie, microscopie, moleculaire diagnostiek, pathogenomica, nucleaire zuurtest, serologie, antilichaam, instrumenten die worden gebruikt in de microbiologie, impedantiemicrobiologie, isolatie, bacteriologische wateranalyse, test, Isolatie, bacteriologische wateranalyse, test, Isolatie, bacteriologische wateranalyse, test, Immunoassay, antigeen, antilichaam microarray, antigeen-antilichaam-interactie, immuunsysteem, immuunrespons, polyklonale B-celrespons, aangeboren immuunsysteem, adaptief immuunsysteem, immuuntolerantie, aangeboren lymfoïde cel, immunostimulant, co-stimulatie, ontsteking
Authors: Nikolas Morein, Merim Kumars, Gerald Dunders

• Language: Nederlands
• Publisher: Cambridge Stanford Books
• Release date: Sep 24, 2020
• ISBN: 9781005654948

Book preview

Sterilisatie

Sterilisatie verwijst naar elke methode die alle vormen van leven elimineert, doodt of deactiveert (met name verwijzend naar micro-organismen zoals geïllustreerd door schimmels, bacteriën, virussen, sporen, eencellige eukaryote organismen zoals geïllustreerd door Plasmodium, enz.) En andere biologische agentia. zoals prionen die aanwezig zijn in een specifiek oppervlak, object of vloeistof, zoals voedsel of biologische gewasmedia. Sterilisatie kan op verschillende manieren worden bereikt, waaronder warmte, chemicaliën, bestraling, hoge druk en filtratie. Sterilisatie is niet hetzelfde als desinfectie, ontsmetting en pasteurisatie, in die zin dat die methoden alle vormen van leven en aanwezige biologische agentia verminderen in plaats van elimineren. Na sterilisatie wordt een object steriel of aseptisch genoemd.

Toepassingen

Voedingsmiddelen

Een van de eerste stappen in de richting van gemoderniseerde sterilisatie werd gezet door Nicolas Appert, die ontdekte dat het grondig toepassen van warmte gedurende een geschikte periode het bederf van voedsel en verschillende vloeistoffen vertraagde, waardoor ze langer dan normaal geconserveerd werden voor veilige consumptie. Het inblikken van voedsel is een uitbreiding van hetzelfde principe en heeft bijgedragen tot het verminderen van door voedsel overgedragen aandoeningen (voedselvergiftiging). Andere methoden om voedsel te steriliseren zijn onder meer voedselbestraling en hoge druk (pascalisatie). Sterilisatie in voedsel is een van de grootste stappen om de conservering van voedsel in de voedingsindustrie te waarborgen. Er worden veel technieken gebruikt om deze methode te ondersteunen. Een van deze processen zou warmtebehandeling zijn.Warmtebehandeling stopt de bacteriële en enzymactiviteit, wat vervolgens leidt tot een afname van de kans op voedsel van lage kwaliteit terwijl de levensduur van niet-bederfelijke voedingsmiddelen behouden blijft. Een specifiek type warmtebehandeling dat wordt gebruikt, is UHT-sterilisatie (Ultra-High Temperature). Dit type warmtebehandeling richt zich op sterilisatie boven 100 graden Celsius. Twee andere soorten sterilisatie zijn sterilisatie door vochtige en droge hitte. Tijdens sterilisatie met vochtige warmte variëren de temperaturen die worden gebruikt van 110 tot 130 graden Celsius. De minimale hoeveelheid tijd dat sterilisatie zou plaatsvinden met vochtige warmte zou 20 minuten zijn en 40 minuten is het maximum. Scilicet, hoe hoger de hitte, de tijd voor sterilisatie wordt korter.Het gebruik van sterilisatie met droge hitte maakt gebruik van langere vatbaarheidstijden die tot 2 uur kunnen duren en die veel hogere temperaturen gebruiken in vergelijking met sterilisatie met vochtige hitte. Deze temperaturen kunnen variëren van 160 tot 180 graden Celsius.

Geneeskunde en chirurgie

In het algemeen moeten chirurgische instrumenten en medicijnen die een reeds aseptisch deel van het lichaam binnendringen (zoals de bloedbaan of de huid binnendringen) steriel zijn. Voorbeelden van dergelijke instrumenten zijn onder meer scalpels, injectienaalden en kunstmatige pacemakers. Dit is bovendien essentieel bij de vervaardiging van parenterale geneesmiddelen.

De bereiding van injecteerbare medicijnen en intraveneuze oplossingen voor vloeistofvervangingstherapie vereist niet alleen steriliteit, maar ook goed ontworpen houders om het binnendringen van onvoorziene middelen na de initiële productsterilisatie te voorkomen.

De meeste medische en chirurgische apparaten die in zorginstellingen worden gebruikt, zijn gemaakt van materialen die met stoom kunnen worden gesteriliseerd. Ook al is er sinds 1950 een toename geweest van medische hulpmiddelen en instrumenten die zijn gemaakt van materialen (bijv. Plastic) die bij lage temperatuur moeten worden gesteriliseerd. Ethyleenoxidegas wordt sinds de jaren vijftig gebruikt voor warmte- en vochtgevoelige medische hulpmiddelen. In de afgelopen 15 jaar is een aantal nieuwe sterilisatiesystemen bij lage temperatuur ontwikkeld (bijv. Verdampt waterstofperoxide, onderdompeling in perazijnzuur, ozon) en deze worden gebruikt om medische hulpmiddelen te steriliseren.

Stoomsterilisatie is de meest gebruikte en meest betrouwbare. Stoomsterilisatie is niet giftig, goedkoop, snel microbicide, sporicide, en verwarmt snel en dringt door in weefsels.

Ruimtevaartuig

Er zijn strikte internationale regels om de verontreiniging van zonnestelsellichamen door biologisch materiaal van de aarde te beschermen. Normen variëren afhankelijk van zowel het type missie als de bestemming; hoe waarschijnlijker het is dat een planeet als bewoonbaar wordt beschouwd, hoe strenger de eisen zijn.

Veel componenten van instrumenten die op ruimtevaartuigen worden gebruikt, zijn niet bestand tegen zeer hoge temperaturen, dus technieken die geen buitensporige temperaturen vereisen, worden gebruikt zoals toegestaan, waaronder verwarming tot ten minste 120 ° C (248 ° F), chemische sterilisatie, oxidatie, ultraviolet en bestraling.

Kwantificering

Het doel van sterilisatie is het verminderen van initieel aanwezige micro-organismen of andere potentiële pathogenen. De mate van sterilisatie wordt duidelijk uitgedrukt door veelvouden van de decimale reductietijd, of D-waarde, waarmee de tijd wordt aangegeven die nodig is om het aanvankelijke getal N 0 terug te brengen tot een tiende (10 - 1) van de oorspronkelijke waarde. Vervolgens wordt het aantal micro-organismen N na sterilisatietijd t gegeven door:

N ∕ N 0 = 10 (- t ∕ D)

De D-waarde is een service van sterilisatieomstandigheden en varieert met het type micro-organisme, temperatuur, wateractiviteit, pH enz. Voor stoomsterilisatie (zie hieronder) wordt gewoonlijk de temperatuur, in graden Celsius, als index gegeven.

Theoretisch is de overlevingskans van een individueel micro-organisme nooit nul. Om dit te compenseren wordt vaak de overkill-actie gebruikt. Met behulp van de overkill-actie wordt sterilisatie uitgevoerd door langer te steriliseren dan nodig is om de bioburden die aanwezig is op of in het te steriliseren item te doden. Dit levert een steriliteitsgarantieniveau (SAL) op dat gelijk is aan de waarschijnlijkheid van een niet-steriele eenheid.

Voor toepassingen met een hoog risico, zoals geïllustreerd door medische hulpmiddelen en injecties, is een steriliteitsgarantieniveau van ten minste 10 −6vereist door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA).

Warmte

Stoom

Een veel gebruikte handeling voor hittesterilisatie is de autoclaaf, ook wel een converter of stoomsterilisator genoemd. Autoclaven gebruiken stoom die onder druk wordt verwarmd tot 121–134 ° C (250–273 ° F). Om steriliteit te bereiken, wordt het artikel in een kamer geplaatst en verwarmd met geïnjecteerde stoom totdat het artikel een ingestelde temperatuur en tijd heeft bereikt. Bijna alle lucht wordt uit de kamer verwijderd, omdat lucht ongewenst is bij de sterilisatiemethode met vochtige hitte (dit is een eigenschap die verschilt van een typische snelkookpan die wordt gebruikt voor het koken van voedsel). Het artikel wordt op het temperatuurinstelpunt gehouden gedurende een periode die varieert afhankelijk van de bioburden die aanwezig is op het artikel dat wordt gesteriliseerd en de weerstand (D-waarde) tegen stoomsterilisatie. Een algemene cyclus zou ergens tussen de 3 en 15 minuten duren,(afhankelijk van de gegenereerde warmte) bij 121 ° C (250 ° F) bij 100 kPa (15 psi), wat voldoende is om een ​​steriliteitsgarantieniveau van 10 te bieden−4voor een product met een bioburden van 10 ⁶ en een D-waarde van 2,0 minuten. Na sterilisatie moeten vloeistoffen in een onder druk staande autoclaaf langzaam worden afgekoeld om overkoken te voorkomen wanneer de druk wordt opgeheven. Dit kan worden bereikt door de sterilisatiekamer geleidelijk drukloos te maken en vloeistoffen onder een negatieve druk te laten verdampen, terwijl de inhoud wordt afgekoeld.

Een juiste autoclaafbehandeling zal alle resistente bacteriesporen op dezelfde manier inactiveren als schimmels, bacteriën en virussen, maar naar verwachting zal niet alle prionen, die variëren in resistentie, worden geëlimineerd. Voor de eliminatie van prionen stellen verschillende aanbevelingen 121–132 ° C (250–270 ° F) gedurende 60 minuten of 134 ° C (273 ° F) gedurende ten minste 18 minuten. Het 263K-scrapie-prion wordt relatief snel geïnactiveerd door dergelijke sterilisatieprocedures; hoewel andere soorten scrapie, en stammen van Creutzfeldt-Jakob ziek (CKD) en boviene spongiforme encefalopathie( BSE) resistenter zijn. Door muizen als proefdieren te gebruiken, toonde één experiment aan dat het verhitten van BSE -positief hersenweefsel bij 134–138 ° C gedurende 18 minuten resulteerde in een afname van slechts 2,5 log in prion-infectiviteit.

De meeste autoclaven hebben meters en grafieken die informatie registreren of weergeven, met name temperatuur en druk als een dienst van de tijd. De informatie wordt gecontroleerd om er zeker van te zijn dat aan de voorwaarden voor sterilisatie is voldaan. Indicatortape wordt vaak vóór het autoclaveren op de verpakkingen van producten aangebracht, en sommige verpakkingen bevatten indicatoren. De indicator verandert van kleur bij blootstelling aan stoom en zorgt voor een visuele bevestiging.

Bio-indicatoren kunnen bovendien worden gebruikt om de uitvoering van een autoclaaf onafhankelijk te bevestigen. In de handel zijn eenvoudige bio-indicatorapparaten op basis van microbiële sporen verkrijgbaar. De meeste bevatten sporen van de hittebestendige microbe Geobacillus stearothermophilus (voorheen Bacillus stearothermophilus), die extreem goed bestand is tegen stoomsterilisatie. Biologische indicatoren kunnen de vorm aannemen van glazen flesjes met sporen en vloeibare media, of als sporen op stroken papier in omhulsels van pergamijn. Deze indicatoren zijn geplaatst op plaatsen waar het moeilijk is om stoom te bereiken om te verifiëren dat daar stoom binnendringt.

Voor autoclaveren is reiniging van cruciaal belang. Vreemd biologisch materiaal of vuil kan organismen beschermen tegen het binnendringen van stoom. Een goede reiniging kan worden bereikt door fysiek schrobben, ultrasoonapparaat, ultrasoon geluid of gepulseerde lucht.

Koken onder hoge druk en inblikken is analoog aan autoclaveren, en wanneer het correct wordt uitgevoerd, wordt voedsel steriel.

Vochtige warmte veroorzaakt de vernietiging van micro-organismen door denaturatie van macromoleculen, voornamelijk eiwitten. Deze actie is een snellere methode dan sterilisatie door droge hitte.

Droge hitte

Droge hitte was de eerste actie van sterilisatie en is een langere methode dan sterilisatie met vochtige hitte. De vernietiging van micro-organismen door het gebruik van droge hitte is een geleidelijk fenomeen. Bij langere blootstelling aan dodelijke temperaturen neemt het aantal gedode micro-organismen toe. Geforceerde ventilatie van hete lucht kan worden gebruikt om de snelheid waarmee warmte wordt overgedragen naar een organisme te verhogen en de temperatuur en hoeveelheid tijd die nodig zijn om steriliteit te bereiken, te verminderen. Bij hogere temperaturen zijn kortere blootstellingstijden vereist om organismen te doden. Dit kan door hitte veroorzaakte schade aan voedselproducten verminderen.

De standaardinstelling voor een heteluchtoven is minimaal twee uur op 160 ° C (320 ° F). Een snelle actie verwarmt lucht tot 190 ° C (374 ° F) gedurende 6 minuten voor onverpakte voorwerpen en 12 minuten voor ingepakte voorwerpen. Droge hitte heeft het voordeel dat het kan worden gebruikt op poeders en andere hittebestendige items die nadelig worden beïnvloed door stoom (het veroorzaakt bijvoorbeeld geen roest van stalen voorwerpen).

Vlammend

Flaming wordt gedaan aan inoculatielussen en rechte draden in microbiologische laboratoria voor strepen. Door de lus in de vlam van een bunsenbrander of alcoholbrander te laten totdat deze rood oplicht, wordt ervoor gezorgd dat elk infectieus agens wordt geïnactiveerd. Dit wordt duidelijk gebruikt voor kleine metalen of glazen voorwerpen, maar niet voor grote voorwerpen (zie Verbranding hieronder). Ook al kan tijdens de eerste verwarming infectueus materiaal van het draadoppervlak worden gesproeid voordat het wordt gedood, waardoor nabijgelegen oppervlakken en objecten worden besmet. Concluderend zijn er speciale verwarmers ontwikkeld die de entlus omringen met een verwarmde kooi, die ervoor zorgen dat dergelijk gespoten materiaal bovendien het gebied niet vervuilt. Een ander probleem is dat gasvlammen koolstof of andere resten op het object kunnen achterlaten als het object niet voldoende wordt verwarmd.Een variatie op vlammen is om het object in een 70% of meer geconcentreerde oplossing van ethanol te dompelen en het object vervolgens kort met een bunsenbrander te raken. De ethanol zal snel ontbranden en afbranden, waardoor er minder residu achterblijft dan een gasvlam

Verbranding

Verbranding is een afvalverwerkingsmethode waarbij organische stoffen in afvalstoffen worden verbrand. Deze actie verbrandt bovendien elk organisme tot as. Het wordt gebruikt om medisch en ander biologisch gevaarlijk afval te steriliseren voordat het wordt weggegooid met niet-gevaarlijk afval. Bacteria verbrandingsovens zijn mini-ovens die alle micro-organismen die zich op een inoculatiekring of -draad bevinden, verbranden en doden.

Tyndallization

Vernoemd naar John Tyndall, is een verouderde en langdurige methode die is ontworpen om de activiteit van sporenvormende bacteriën die worden achtergelaten door een simpele actie met kokend water te verminderen. De methode omvat koken gedurende een periode (meestal 20 minuten) bij atmosferische druk, afkoelen, een dag incuberen en vervolgens de methode in totaal drie tot vier keer herhalen. De incubatietijden zijn bedoeld om hittebestendige sporen die de vorige kookperiode hebben overleefd, te laten ontkiemen om het warmtegevoelige vegetatieve (groei) stadium te vormen, dat kan worden gedood door de volgende kookstap. Dit is effectief omdat veel sporen worden gestimuleerd om te groeien door de hitteschok. De werkingsmodus werkt alleen voor media die bacteriegroei kunnen ondersteunen en zullen geen niet-voedzame substraten zoals water steriliseren. Is bovendien ondoeltreffend tegen prionen.

Sterilisatoren voor glazen kralen

Sterilisatoren voor glasparels werken door glasparels te verhitten tot 250 ° C (482 ° F). Instrumenten worden dan snel overgoten met deze glasparels, die het object verwarmen terwijl ze fysiek verontreinigingen van hun oppervlak schrapen. Sterilisatoren met glasparels waren ooit een veelvoorkomende sterilisatieactie die in tandartspraktijken en als biologische laboratoria werd gebruikt, maar zijn niet goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) en Centers for Ailing Control and Prevention( CDC) om te worden gebruikt als een sterilisatoren sinds 1997. Ze zijn nog steeds populair in Europese en Israëlische tandartspraktijken, ondanks dat er momenteel geen evidence-based richtlijnen zijn voor het gebruik van deze sterilisator.

Chemische sterilisatie

Daarnaast worden chemicaliën gebruikt voor sterilisatie. Verwarming biedt een betrouwbare manier om objecten te ontdoen van alle overdraagbare agentia, maar het is niet altijd gepast als het warmtegevoelige materialen zal beschadigen, zoals geïllustreerd door biologische materialen, glasvezel, elektronica en veel kunststoffen. In deze situaties kunnen chemicaliën, hetzij in gasvormige of vloeibare vorm, als sterilisatiemiddel worden gebruikt. Terwijl het gebruik van gasvormige en vloeibare chemische sterilisatiemiddelen het probleem van hitteschade vermijdt, moeten gebruikers ervoor zorgen dat het te steriliseren artikel chemisch compatibel is met het gebruikte sterilisatiemiddel en dat het sterilisatiemiddel alle oppervlakken kan bereiken die moeten worden gesteriliseerd (meestal niet doordringen verpakking). Op dezelfde manier stelt het gebruik van chemische sterilisatiemiddelen nieuwe uitdagingen voor de veiligheid op de werkplek,omdat de eigenschappen die chemicaliën effectieve sterilisatiemiddelen maken, ze gewoonlijk schadelijk maken voor mensen. De werkwijze voor het verwijderen van resten van sterilisatiemiddel van de gesteriliseerde materialen varieert afhankelijk van de gebruikte chemicaliën en methode.

Ethyleenoxide

Ethyleenoxide (EO, EtO) gasbehandeling is een van de meest gebruikte methoden om items te steriliseren, pasteuriseren of desinfecteren vanwege de brede waaier aan materiaalcompatibiliteit. Het wordt ook gebruikt om items te bewerken die gevoelig zijn voor verwerking met een andere methode, zoals geïllustreerd door straling (gamma, elektronenbundel, röntgenstraling), warmte (vochtig of droog) of andere chemicaliën. Behandeling met ethyleenoxide is de meest gebruikelijke chemische sterilisatieactie, die wordt gebruikt voor ongeveer 70% van het totale aantal sterilisaties en voor meer dan 50% van alle medische wegwerpartikelen.

Behandeling met ethyleenoxide wordt consequent uitgevoerd tussen 30 en 60 ° C (86 en 140 ° F) met een relatieve vochtigheid van meer dan 30% en een gasconcentratie tussen 200 en 800 mg / l. Gewoonlijk duurt de methode enkele uren. Ethyleenoxide is zeer effectief, omdat het alle poreuze materialen doordringt, en het kan ook door sommige plastic materialen en films heen dringen. Ethyleenoxide doodt alle bekende micro-organismen, zoals blijkt uit bacteriën (inclusief sporen), virussen en schimmels (inclusief gisten en schimmels), en is compatibel met bijna alle materialen, zelfs wanneer het herhaaldelijk wordt aangebracht. Het is brandbaar, giftig en kankerverwekkend; hoewel, alleen met een gemeld potentieel voor enkele nadelige gezondheidseffecten indien niet gebruikt in overeenstemming met de gepubliceerde vereisten. Ethyleenoxide-sterilisatoren en -processen vereisen biologische validatie na installatie van de sterilisator,belangrijke reparaties of methodewijzigingen.

De traditionele methode bestaat uit een voorconditioneringsfase (in een aparte ruimte of cel), een verwerkingsfase (duidelijker in een vacuümvat en soms in een drukvat) en een beluchtingsfase (in een aparte ruimte of cel) om te verwijderen EO-residuen en lagere bijproducten zoals geïllustreerd door ethyleenchloorhydrine (EC of ECH) en, van minder belang, ethyleenglycol (EG). Daarnaast bestaat er voor sommige producten een alternatieve methode, bekend als alles-in-één verwerking, waarbij alle drie fasen worden uitgevoerd in het vacuüm- of drukvat. Deze laatste optie kan een snellere en grotere verwerkingstijd en residuverspreiding mogelijk maken.

De meest voorkomende EO-verwerkingsactie is de gaskameractie. Om te profiteren van schaalvoordelen, wordt EO traditioneel geleverd door een grote kamer te vullen met een combinatie van gasvormig EO, hetzij als zuiver EO, ​​hetzij met een ander gas dat als verdunningsmiddelen wordt gebruikt; verdunningsmiddelen zijn onder meer chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK's) en kooldioxide.

Ethyleenoxide wordt nog steeds veel gebruikt door fabrikanten van medische gadgets. Omdat EO explosief is bij concentraties van meer dan 3%, werd EO traditioneel geleverd met een inert dragergas, zoals geïllustreerd door een CFC of HCFC. Het gebruik van CFK's of HCFK's als draaggas werd verboden vanwege bezorgdheid over de aantasting van de ozonlaag. Deze gehalogeneerde koolwaterstoffen worden vervangen door systemen die 100% EO gebruiken, vanwege de regelgeving en de hoge kosten van de mengsels. In ziekenhuizen gebruiken de meeste EO-sterilisatoren cartridges voor eenmalig gebruik vanwege het gemak en het gebruiksgemak in vergelijking met de voormalige loodgietersgascilinders van EO-mengsels.

Het is belangrijk om te voldoen aan de door de overheid gespecificeerde limieten van patiënten en medisch personeel voor EO-residuen in en / of op verwerkte producten, blootstelling van de bediener na verwerking, tijdens opslag en hantering van EO-gascilinders en milieu-emissies die worden geproduceerd bij gebruik van EO.

De Amerikaanse Occupational Safety and Health Administration (OSHA) heeft de toelaatbare blootstellingslimiet (PEL) vastgesteld op 1 ppm - berekend als een acht uur tijd gewogen gemiddelde (TWA) - en 5 ppm als een excursie van 15 minuten limiet (EL). Het National Institute for Occupational Safety and Health's (NIOSH) onmiddellijk gevaarlijk voor levens- en gezondheidsgrens (IDLH) voor EO is 800 ppm. De geurdrempel is ongeveer 500 ppm, dus EO is onmerkbaar totdat de concentraties ruim boven de OSHA PEL liggen. Concluderend beveelt OSHA aan om continue gasbewakingssystemen te gebruiken om werknemers te beschermen die EO gebruiken voor verwerking.

Stikstofdioxide

Stikstofdioxide (NO 2) gas is een snel en effectief sterilisatiemiddel voor gebruik tegen een breed scala aan micro-organismen, waaronder veel voorkomende bacteriën, virussen en sporen. De unieke fysische eigenschappen van NO 2 -gas zorgen voor verspreiding van sterilisatiemiddel in een gesloten omgeving bij kamertemperatuur en atmosferische druk. Het mechanisme voor letaliteit is de afbraak van DNA in de sporenkern door nitratie van de fosfaatruggengraat, die het blootgestelde organisme doodt terwijl het NO 2 absorbeert. Deze afbraak treedt zelfs op bij zeer lage concentraties van het gas. NO 2 heeft een kookpunt van 21 ° C (70 ° F) op zeeniveau, wat resulteert in een relatief sterk verzadigde dampspanning bij omgevingstemperatuur. Hierdoor wordt vloeibaar NO2 kan worden gebruikt als een geschikte bron voor het steriliserende gas. Vloeibaar NO 2 wordt vaak aangeduid met de benaming van zijn dimer, distikstoftetroxide (N 2 O 4). Op dezelfde manier zorgen de lage concentratieniveaus die vereist zijn, in combinatie met de hoge dampdruk, ervoor dat er geen condensatie optreedt op de apparaten die worden gesteriliseerd. Dit betekent dat er geen beluchting van de apparaten nodig is onmiddellijk na de sterilisatiecyclus. NO 2 is bovendien minder corrosief dan andere steriliserende gassen en is compatibel met de meeste medische materialen en lijmen.

Het meest resistente organisme (MRO) voor sterilisatie met NO 2 -gas is de sporen van Geobacillus stearothermophilus, dezelfde MRO voor zowel stoom- als waterstofperoxide-sterilisatieprocessen. De sporenvorm van G. Stearothermophilus is in de loop der jaren goed gekarakteriseerd als een biologische indicator bij sterilisatietoepassingen. Microbiële inactivering van G. Stearothermophilus met NO 2gas verloopt snel en log-lineair, zoals typisch is voor andere sterilisatieprocessen. Noxilizer, Inc. heeft deze technologie op de markt gebracht om sterilisatiediensten op contractbasis voor medische apparatuur aan te bieden in zijn faciliteit in Baltimore, Maryland (VS). Dit is in meerdere onderzoeken aangetoond in het laboratorium van Noxilizer en wordt ondersteund door gepubliceerde rapporten van een ander laboratorium. Deze zelfde eigenschappen zorgen bovendien voor een snellere verwijdering van het sterilisatiemiddel en restgassen door beluchting van de omsloten omgeving. De combinatie van snelle letaliteit en gemakkelijke verwijdering van het gas zorgt voor kortere en grotere cyclustijden tijdens de sterilisatiemethode (of decontaminatiemethode) en een lager niveau van sterilisatiemiddelresten dan bij andere sterilisatiemethoden.

Ozon

Ozon wordt in industriële omgevingen gebruikt om water en lucht te steriliseren, en als desinfectiemiddel voor oppervlakken. Het heeft het voordeel dat het de meeste organische stoffen kan oxideren. Het is echter een giftig en onstabiel gas dat ter plaatse moet worden geproduceerd, dus het is in veel omgevingen niet praktisch te gebruiken.

Ozon biedt veel voordelen als sterilisatiegas; ozon is een zeer efficiënt sterilisatiemiddel vanwege zijn sterk oxiderende eigenschappen (E = 2.076 versus SHE), in staat om een ​​breed scala aan pathogenen, waaronder prionen, te vernietigen zonder dat er gevaarlijke chemicaliën moeten worden gehanteerd, aangezien de ozon wordt gegenereerd in de sterilisator door medische -kwaliteit zuurstof. De hoge reactiviteit van ozon betekent dat ozonafval kan worden vernietigd door een eenvoudige katalysator te passeren die het in zuurstof omzet en ervoor zorgt dat de cyclustijd relatief kort is. Het nadeel van het gebruik van ozon is dat het gas erg reactief en erg gevaarlijk is. De onmiddellijk gevaarlijke levens- en gezondheidsgrens (IDLH) van de NIOSH voor ozon is 5 ppm, 160 keer kleiner dan de 800 ppm IDLH voor ethyleenoxide. NIOSH en OSHA hebben de PEL voor ozon vastgesteld op 0,1 ppm, berekend als een tijdgewogen gemiddelde van acht uur. De fabrikanten van sterilisatiegassen nemen veel veiligheidskenmerken op in hun producten, maar het is verstandig om continu de blootstelling aan ozon te bewaken, in de regel om een ​​snelle waarschuwing te geven in geval van een lek. Monitoren voor het bepalen van de blootstelling aan ozon op de werkplek zijn in de handel verkrijgbaar.

Glutaaraldehyde en formaldehyde

Glutaaraldehyde- en formaldehyde-oplossingen (ook gebruikt als fixeermiddelen) zijn geaccepteerde vloeibare sterilisatiemiddelen, mits de onderdompelingstijd voldoende lang is. Het doden van alle sporen in een heldere vloeistof kan tot 22 uur duren met glutaaraldehyde en zelfs langer met formaldehyde. De aanwezigheid van vaste deeltjes kan de vereiste periode verlengen of de behandeling ondoelmatig maken. Sterilisatie van weefselblokken kan veel langer duren vanwege de tijd die het fixeermiddel nodig heeft om door te dringen. Glutaaraldehyde en formaldehyde zijn vluchtig en giftig bij zowel huidcontact als inademing. Glutaaraldehyde heeft een korte houdbaarheid (<2 weken) en is duur. Formaldehyde is goedkoper en heeft een veel langere houdbaarheid als er wat methanol wordt toegevoegd om de polymerisatie tot paraformaldehyde te remmen, maar is veel vluchtiger.Formaldehyde wordt bovendien gebruikt als gasvormig sterilisatiemiddel; in dit geval wordt het ter plaatse bereid door depolymerisatie van vast paraformaldehyde. Veel vaccins, zoals geïllustreerd door het originele Salk-poliovaccin, zijn gesteriliseerd met formaldehyde.

Waterstof peroxide

Waterstofperoxide, zowel in vloeibare als in verdampte waterstofperoxide (VHP), is een ander chemisch sterilisatiemiddel. Waterstofperoxide is een sterk oxidatiemiddel, waardoor het een breed scala aan ziekteverwekkers kan vernietigen. Waterstofperoxide wordt gebruikt om warmte- of temperatuurgevoelige artikelen te steriliseren, zoals geïllustreerd door stijve endoscopen. Bij medische sterilisatie wordt waterstofperoxide in hogere concentraties gebruikt, variërend van ongeveer 35% tot 90%. Het grootste voordeel van waterstofperoxide als sterilisatiemiddel is de korte cyclustijd. Hoewel de cyclustijd voor ethyleenoxide 10 tot 15 uur kan zijn, hebben sommige moderne waterstofperoxide-sterilisatoren een cyclustijd van slechts 28 minuten.

Nadelen van waterstofperoxide zijn onder meer materiaalcompatibiliteit, een lager vermogen tot penetratie en gezondheidsrisico's voor de operator. Producten die cellulose bevatten, zoals geïllustreerd door papier, kunnen niet worden gesteriliseerd met VHP en producten die nylon bevatten, kunnen broos worden. De doordringende kracht van waterstofperoxide is niet zo goed als ethyleenoxide en daarom zijn er beperkingen aan de lengte en diameter van het lumen van objecten die effectief kunnen worden gesteriliseerd. Waterstofperoxide is een primaire irriterende stof en het contact van de vloeibare oplossing met de huid zal bleking of zweren veroorzaken, afhankelijk van de concentratie en de contacttijd. Het is relatief niet giftig bij verdunning tot lage concentraties, maar is een gevaarlijke oxidator bij hoge concentraties (> 10% w / w). De damp is bovendien gevaarlijk en tast voornamelijk de ogen en het ademhalingssysteem aan.Zelfs kortstondige blootstellingen kunnen gevaarlijk zijn en NIOSH heeft de IDLH op 75 gezet ppm, minder dan een tiende van de IDLH voor ethyleenoxide (800 ppm). Langdurige blootstelling aan lagere concentraties kan blijvende longschade veroorzaken en daarom heeft OSHA de toegestane blootstellingslimiet vastgesteld op 1,0 ppm, berekend als een acht-uur tijdgewogen gemiddelde. Fabrikanten van sterilisatoren doen er alles aan om hun producten veilig te maken door een zorgvuldige lay-out en integratie van veel veiligheidskenmerken, maar er zijn nog steeds blootstellingen op de werkplek van waterstofperoxide uit gassterilisatoren gedocumenteerd in de FDA MAUDE-database. Bij het gebruik van elk type gassterilisator, moeten zorgvuldige werkmethoden een goede ventilatie, een continue gasmonitor voor waterstofperoxide en goede werkmethoden en training omvatten.

Vaporized waterstofperoxide (VHP) wordt gebruikt om grote gesloten en afgesloten ruimtes te steriliseren, zoals geïllustreerd door hele kamers en vliegtuiginterieurs.

Hoewel giftig, wordt VHP in korte tijd afgebroken tot water en zuurstof.

Perazijnzuur

Perazijnzuur (0,2%) is een erkend sterilisatiemiddel door de FDA voor gebruik bij het steriliseren van medische hulpmiddelen, zoals geïllustreerd door endoscopen.

Potentieel voor chemische sterilisatie van prionen

Prionen zijn zeer goed bestand tegen chemische sterilisatie. Van behandeling met aldehyden, zoals geïllustreerd door formaldehyde, is aangetoond dat het de prionresistentie verhoogt. Waterstofperoxide (3%) gedurende één uur bleek ineffectief te zijn en leverde minder dan 3 logs (10 −3) vermindering van de verontreiniging op. Jodium, formaldehyde, glutaaraldehyde en perazijnzuur voldoen bovendien niet aan deze test (behandeling van één uur). Alleen chloor, fenolverbindingen, guanidiniumthiocyanaat en natriumhydroxide verlagen de prionniveaus met meer dan 4 logs; chloor (te corrosief om op bepaalde voorwerpen te gebruiken) en natriumhydroxide zijn het meest consistent. Veel onderzoeken hebben de effectiviteit van natriumhydroxide aangetoond.

Stralingssterilisatie

Sterilisatie kan worden bereikt met behulp van elektromagnetische straling, zoals geïllustreerd door elektronenbundels, röntgenstralen, gammastralen of bestraling door subatomaire deeltjes. Elektromagnetische of deeltjesvormige straling kan energetisch genoeg zijn om atomen of moleculen te ioniseren (ioniserende straling), of minder energetisch (niet-ioniserende straling).

Sterilisatie met niet-ioniserende straling

Bestraling met ultraviolet licht (UV, van een kiemdodende lamp) is nuttig voor het steriliseren van oppervlakken en sommige transparante objecten. Veel objecten die transparant zijn voor zichtbaar licht, absorberen UV. UV-straling wordt routinematig gebruikt om de binnenkant van biologische veiligheidskasten tussen gebruik te steriliseren, maar is niet effectief in gearceerde gebieden, inclusief gebieden onder vuil (dat kan polymeriseren na langdurige bestraling, zodat het erg moeilijk te verwijderen is). Bovendien beschadigt het sommige kunststoffen, zoals geïllustreerd door polystyreenschuim bij langdurige blootstelling.

Sterilisatie met ioniserende straling

De veiligheid van bestralingsinstallaties wordt gereguleerd door het Internationaal Atoomenergieagentschap van de Verenigde Naties en gecontroleerd door de ongelijksoortige nationale Nucleaire Regulerende Commissies (NRC). De ongevallen met blootstelling aan straling die zich in het verleden hebben voorgedaan, worden door het bureau gedocumenteerd en grondig geanalyseerd om de oorzaak en het verbeterpotentieel vast te stellen. Dergelijke verbeteringen zijn dan verplicht om bestaande faciliteiten en toekomstige lay-out aan te passen.

Gammastraling is zeer doordringend en wordt duidelijk gebruikt voor het steriliseren van medische wegwerpapparatuur, zoals geïllustreerd door spuiten, naalden, canules en infuus-sets, en voedsel. Het wordt uitgezonden door een radio-isotoop, gewoonlijk kobalt-60(⁶⁰Co) of cesium-137(¹³⁷Cs), die fotonenergieën tot respectievelijk 1,3 en 0,66 MeV hebben.

Het gebruik van een radio-isotoop vereist afscherming voor de veiligheid van de operators tijdens gebruik en opslag. Bij de meeste ontwerpen wordt de radio-isotoop neergelaten in een met water gevulde bronopslag, die straling absorbeert en onderhoudspersoneel het stralingsscherm kan binnendringen. Een variant houdt de radio-isotoop te allen tijde onder water en verlaagt het te bestralen product in het water in hermetisch afgesloten bellen; Bovendien is voor dergelijke ontwerpen geen afscherming vereist. Een ander ongebruikelijk ontwerp maakt gebruik van droge opslag en biedt beweegbare schilden die het stralingsniveau in delen van de bestralingskamer verminderen. Een incident in Decatur, Georgia, VS, waar wateroplosbaar cesium-137 in de bronopslagpool lekte, waarvoor NRC-interventie vereist was, heeft ertoe geleid dat het gebruik van deze radio-isotoop bijna volledig is stopgezet ten gunste van de duurdere,niet in water oplosbaar kobalt-60. Kobalt-60-gammafotonen hebben twee keer zoveel energie en een onvermijdelijk groter penetratiegebied dan cesium-137-geproduceerde straling.

Elektronenbundelverwerking wordt bovendien duidelijk gebruikt voor sterilisatie. Elektronenstralen gebruiken een aan-uit-technologie en bieden een veel hogere dosering dan gamma- of röntgenstraling. Vanwege de hogere dosissnelheid is er minder belichtingstijd nodig en wordt daardoor elke mogelijke afbraak naar polymeren verminderd. Omdat elektronen een lading dragen, zijn elektronenbundels minder doordringend dan zowel gamma- als röntgenstralen. Faciliteiten vertrouwen op substantiële betonnen schilden om werknemers en het milieu te beschermen tegen blootstelling aan straling.

Hoogenergetische röntgenstraling (geproduceerd door remstraling) maakt bestraling mogelijk van grote pakketten en palletladingen met medische apparatuur. Ze zijn voldoende doordringend om meerdere palletladingen van pakketten met een lage dichtheid te behandelen met zeer goede dosisuniformiteitsverhoudingen. Röntgensterilisatie vereist geen chemisch of radioactief materiaal: hoogenergetische röntgenstralen worden met hoge intensiteit gegenereerd door een röntgengenerator die geen afscherming vereist wanneer deze niet wordt gebruikt. Röntgenstralen worden gegenereerd door een dicht materiaal (objectief) te bombarderen, zoals geïllustreerd door tantaal of wolfraam met hoogenergetische elektronen, in een methode die bekend staat als remstraling-omzetting. Deze systemen zijn energie-inefficiënt en vereisen voor hetzelfde effect veel meer elektrische energie dan andere systemen.

Door bestraling met röntgenstraling, gammastraling of elektronen worden materialen niet radioactief gemaakt, omdat de gebruikte energie te laag is. Consequent is een energie van minstens 10 MeV nodig om radioactiviteit in een materiaal te induceren. Neutronen en zeer hoogenergetische deeltjes kunnen materialen radioactief maken, maar hebben een goede penetratie, terwijl deeltjes met lagere energie (anders dan neutronen) geen materialen radioactief kunnen maken, maar een slechtere penetratie hebben.

Sterilisatie door bestraling met gammastraling kan de materiaaleigenschappen beïnvloeden.

Bestraling wordt gebruikt door de postfunctie van de Verenigde Staten om post in de regio Washington, DC te steriliseren. Sommige voedingsmiddelen (bijv. Specerijen en gemalen vlees) worden gesteriliseerd door bestraling.

Subatomaire deeltjes kunnen meer of minder doordringend zijn en kunnen worden gegenereerd door een radio-isotoop of een gadget, afhankelijk van het type deeltje.

Steriele filtratie

Vloeistoffen die zouden worden beschadigd door hitte, bestraling of chemische sterilisatie, zoals geïllustreerd door medicijnoplossing, kunnen worden gesteriliseerd door microfiltratie met behulp van membraanfilters. Deze actie wordt duidelijk gebruikt voor hittelabiele geneesmiddelen en eiwitoplossingen bij de verwerking van geneesmiddelen. Een microfilter met een poriegrootte van gewoonlijk 0,22 µm zal gewoonlijk effectief micro-organismen verwijderen. Van sommige stafylokokken soorten is echter aangetoond dat ze flexibel genoeg zijn om door filters van 0,22 µm te gaan. Bij de verwerking van biologische geneesmiddelen moeten virussen worden verwijderd of geïnactiveerd, waardoor het gebruik van nanofilters met een kleinere poriegrootte (20-50 nm) vereist is. Kleinere poriegroottes verlagen het debiet, dus in de regel om een ​​hogere totale doorvoer te bereiken of om voortijdige verstopping te voorkomen, wordt de potentie van voorfilters gebruikt om membraanfilters met kleine poriën te beschermen.Tangentiële stroomfiltratie (TFF) en alternerende tangentiële stroom (ATF) systemen verminderen daarnaast de ophoping en verstopping van deeltjes.

Membraanfilters die in productieprocessen worden gebruikt, zijn duidelijk gemaakt van materialen zoals geïllustreerd door gemengde cellulose-ester of polyethersulfon (PES). De filtratieapparatuur en de filters zelf kunnen worden gekocht als voorgesteriliseerde wegwerpeenheden in verzegelde verpakking of moeten door de gebruiker worden gesteriliseerd, consequent door autoclaveren bij een temperatuur die de kwetsbare filtermembranen niet beschadigt. Om een ​​goede werking van het filter te garanderen, worden de membraanfilters na gebruik en soms voor gebruik op integriteit getest. De niet-destructieve integriteitstest verzekert dat het filter onbeschadigd is en is een wettelijke vereiste. Gewoonlijk wordt terminale farmaceutische steriele filtratie uitgevoerd in een cleanroom om besmetting te voorkomen.

Behoud van onvruchtbaarheid

Instrumenten die gesteriliseerd zijn, kunnen in een dergelijke staat worden gehouden door ze tot gebruik in een afgesloten verpakking te bewaren.

Aseptische techniek is het handhaven van steriliteit tijdens procedures.

Sterilisatie door vochtige hitte

Vochtige hittesterilisatie beschrijft sterilisatietechnieken waarbij hete lucht wordt gebruikt die zwaar beladen is met waterdamp en waarbij dit vocht vooral een rol speelt bij de sterilisatie. Het verwarmen van een artikel is een van de vroegste vormen van sterilisatie die wordt toegepast. De verschillende procedures die worden gebruikt om sterilisatiemethoden met vochtige hitte uit te voeren, veroorzaken vernietiging van micro-organismen door denaturatie van macromoleculen.

Omschrijving

Het verwarmen van een artikel is een van de vroegste vormen van sterilisatie die wordt toegepast. Sterilisatieprocessen met vochtige warmte worden gesteriliseerd met hete lucht die zwaar beladen is met waterdamp, die vooral een rol speelt bij de sterilisatie. Door een monster gedurende 30 minuten of langer te koken, worden vrijwel alle aanwezige vegetatieve cellen gedood, maar worden geen sporen gedood, die kort daarna kunnen ontkiemen en de groei hervatten. Kortom, koken is onvoldoende om sterilisatie te bereiken.

Actie tegen micro-organismen

Vochtige warmte veroorzaakt vernietiging van micro-organismen door denaturatie van macromoleculen, voornamelijk eiwitten. Daarnaast kan vernietiging van cellen door lysis een rol spelen. Terwijl onvruchtbaarheid de vernietiging inhoudt van vrijlevende organismen die in een monster kunnen groeien, betekent sterilisatie niet noodzakelijk de vernietiging van infectieuze materie. Prionen zijn een voorbeeld van een infectieus agens dat sterilisatie door vochtige hitte kan overleven, afhankelijk van de omstandigheden.

Validatie

Om een ​​efficiënte sterilisatie met stoom en druk te vergemakkelijken, zijn er verschillende methoden voor verificatie en indicatie gebruikt; deze omvatten kleurveranderende indicatortapes en biologische indicatoren. Bij gebruik van biologische indicatoren worden monsters die sporen van hittebestendige microben bevatten, zoals geïllustreerd door Geobacillus stearothermophilis, gesteriliseerd naast een standaardlading en vervolgens geïncubeerd in steriele media (vaak in het monster in een glazen ampul die na sterilisatie moet worden gebroken). Een kleurverandering in de media (wat wijst op zuurproductie door bacteriën; vereist dat het medium voor dit doel wordt geformuleerd), of het verschijnen van troebelheid (troebelheid duidt op lichtverstrooiing door bacteriële cellen) geeft aan dat sterilisatie niet is bereikt en dat de sterilisatiecyclus mogelijk nodig is herziening of verbetering.

Gebruikte methoden

Tyndallization

Een effectievere actie is om drie opeenvolgende stoombehandelingen te gebruiken om sterilisatie in de loop van drie dagen te bereiken. Dit werkt door vegetatieve cellen te doden, waardoor overlevende sporen kunnen ontkiemen en de resulterende vegetatieve cellen te doden voordat ze tijd hebben om extra sporen te vormen. Overgebleven sporen van de eerste behandeling, of incidenteel gevormde sporen tijdens de eerste incubatieperiode, worden gedood in een derde stoomcyclus.

Hoge druk

Een duidelijker gebruikte actie wanneer langdurige hitte geen probleem is, is het gebruik van een autoclaaf of snelkookpan. Bij het steriliseren op deze manier worden monsters in een stoomkamer op een plank of verhoogde vloer geplaatst en wordt de kamer gesloten en verwarmd zodat stoom lucht uit de ventilatieopeningen of uitlaten duwt. Vervolgens wordt er druk uitgeoefend zodat de binnentemperatuur 121 ° C (250 ° F) bereikt, en deze temperatuur wordt tussen 15 en 30 minuten gehandhaafd. Deze verhoogde temperatuur en druk zijn voldoende om monsters van duidelijk aangetroffen microben of sporen te steriliseren. De kamer wordt dan langzaam afgekoeld of door passieve warmteafvoer; het komt zelden voor dat geforceerde koeling wordt toegepast of dat druk opzettelijk wordt afgeblazen. Druksterilisatie is de gangbare handeling die wordt gebruikt voor medische sterilisatie van hittebestendige gereedschappen,en voor sterilisatie van materialen voor microbiologie en andere gebieden die aseptische techniek vereisen.

In gevallen waarin items moeten worden gesteriliseerd voor onmiddellijk gebruik, kan flitssterilisatie worden toegepast. Flash-technieken werken consequent voor de minimale tijd, temperatuur of druk, en kunnen enkele voorzorgsmaatregelen opofferen, zoals geïllustreerd door de mogelijkheid om te valideren met biologische indicatoren of om besmetting te voorkomen. Er worden consequent aanvullende protocollen gebruikt om de offers te verzachten; flash-sterilisatieapparatuur wordt vaak bewaard in het steriele veld van een operatiekamer, beschermende verpakkingen voor stoompenetratie kunnen worden gebruikt om artikelen voor te verpakken, en met name ontworpen starre containersystemen voor sterilisatie kunnen worden hergebruikt.

Garantieniveau voor steriliteit

In de microbiologie is het sterility assurance level (SAL) de waarschijnlijkheid dat een enkele eenheid die is gesteriliseerd, toch niet-steriel blijft.

Het is nooit mogelijk om te bewijzen dat alle organismen zijn vernietigd, aangezien de overlevingskans van een individueel micro-organisme nooit nul is. Dus SAL wordt gebruikt om de kans op overleving uit te drukken. Zoals fabrikanten van medische gadgets ontwerpen hun sterilisatieprocessen voor een extreem lage SAL, zoals geïllustreerd door 10 −6, wat een kans van 1 op 1.000.000 is op een niet-steriele eenheid. SAL beschrijft daarnaast de dodende efficiëntie van een sterilisatiemethode. Een zeer effectieve sterilisatiemethode heeft een zeer lage SAL.

Tyndallization

Tyndallization is een methode uit de negentiende eeuw voor het steriliseren van stoffen, gewoonlijk voedsel, genoemd naar de uitvinder, wetenschapper John Tyndall, die kan worden gebruikt om hittebestendige endosporen te doden. Ondanks dat het als ouderwets wordt beschouwd, wordt het toch af en toe gebruikt.

Een eenvoudige en effectieve steriliserende actie die tegenwoordig duidelijk wordt gebruikt, is autoclaveren: het verhitten van de stof die wordt gesteriliseerd tot 121 ° C gedurende 15 minuten in een systeem onder druk. Als autoclaveren niet mogelijk is vanwege een gebrek aan apparatuur, of de noodzaak om iets te steriliseren dat niet bestand is tegen de hogere temperatuur, kan het langdurig onder druk verhitten bij een temperatuur tot 100 ° C, het kookpunt van water, worden gebruikt. De hitte zal de bacteriële cellen doden; hoewel bacteriële sporen die later in bacteriële cellen kunnen ontkiemen, kunnen overleven. Kan worden gebruikt om de sporen te vernietigen.

Tyndallization bestaat eigenlijk uit het verwarmen van de stof tot het kookpunt (of net iets onder het kookpunt) en het daar 15 minuten, drie dagen in serie, vasthouden. Na elke verwarming zal de rustperiode het mogelijk maken dat sporen die overleefd hebben, kunnen ontkiemen tot bacteriële cellen; deze cellen worden gedood door de verwarming van de volgende dag. Tijdens de rusttijden wordt de te steriliseren stof in een vochtige omgeving bij een warme kamertemperatuur bewaard, wat bevorderlijk is voor het ontkiemen van de sporen. Wanneer de omgeving gunstig is voor bacteriën, is het bevorderlijk voor het ontkiemen van cellen uit sporen, en er worden geen sporen gevormd uit cellen in deze omgeving (zie bacteriesporen).

De methode is in de praktijk gewoonlijk effectief. Maar het wordt niet als volledig betrouwbaar beschouwd - sommige sporen kunnen overleven en later ontkiemen en zich vermenigvuldigen. Het wordt tegenwoordig niet vaak gebruikt, maar wordt gebruikt voor het steriliseren van sommige dingen die niet bestand zijn tegen verhitting onder druk, zoals geïllustreerd door plantenzaden.

Sterilisatie door droge hitte

Sterilisatie door droge hitte van een artikel is een van de eerste vormen van sterilisatie die wordt toegepast. Het maakt gebruik van hete lucht die vrij is van waterdamp of die er weinig van heeft, waarbij dit vocht een minimale of geen rol speelt bij de sterilisatiemethode.

Methode

De sterilisatiemethode met droge hitte wordt bereikt door geleiding; dat is waar warmte wordt geabsorbeerd door het buitenoppervlak van een item en vervolgens naar binnen wordt geleid naar de volgende laag. Uiteindelijk bereikt het hele item de juiste temperatuur die nodig is om sterilisatie te bereiken. De juiste tijd en temperatuur voor sterilisatie met droge hitte is 160 ° C (320 ° F) gedurende 2 uur of 170 ° C (340 ° F) gedurende 1 uur of in het geval van hoge snelheid heteluchtsterilisatoren 190 ° C (375 ° F).) gedurende 6 tot 12 minuten.

Items moeten vóór sterilisatie droog zijn, aangezien water de methode zal verstoren. Droge hitte vernietigt micro-organismen door denaturatie van eiwitten te veroorzaken.

De aanwezigheid van vocht, zoals geïllustreerd door stoomsterilisatie, versnelt de penetratie van warmte aanzienlijk.

Er zijn twee soorten heteluchtconvectie (Convectie verwijst naar de circulatie van verwarmde lucht in de kamer van de oven) sterilisatoren:

Zwaartekrachtconvectie

Mechanische convectie

Mechanisch convectieproces

Een mechanische convectieoven bevat een ventilator die verwarmde lucht actief door alle delen van de kamer blaast. De stroming die door de ventilator wordt gecreëerd, zorgt voor uniforme temperaturen en een gelijkmatige overdracht van warmte door de lading. Om deze reden is de mechanische convectieoven de meest efficiënte van de twee processen.

Hoge snelheid hete lucht

Een nog efficiënter systeem dan convectie maakt gebruik van gedestabiliseerde hete lucht die met 3000 ft / minuut door een jetgordijn wordt geperst.

Instrumenten die worden gebruikt voor sterilisatie door droge hitte

Instrumenten die worden gebruikt voor sterilisatie met droge hitte zijn onder meer heteluchtoven, verbranding of verbranding, vlammen, straling, magnetron, bunsenbrander en sterilisator met glasparels.

Effect op micro-organismen

Droge hitte lyseert de eiwitten in elk organisme, veroorzaakt oxidatieve schade door vrije radicalen, veroorzaakt uitdroging van cellen en kan ze zelfs tot as verbranden, zoals bij verbranding.

Asepsis

Asepsis is de toestand waarin het vrij is van ziekteverwekkende micro-organismen (zoals pathogene bacteriën, virussen, pathogene schimmels en parasieten). Er zijn twee categorieën asepsis: medisch en chirurgisch. De moderne notie van asepsis is afgeleid van de oudere antiseptische technieken, een verschuiving geïnitieerd door ongelijksoortige individuen in de 19e eeuw die praktijken introduceerden zoals geïllustreerd door het steriliseren van chirurgische instrumenten en het dragen van chirurgische handschoenen tijdens operaties. Het doel van asepsis is om infectie te elimineren, niet om onvruchtbaarheid te bereiken. Idealiter is een operatiegebied steriel, wat betekent dat het vrij is van