Αποστείρωση

η καταστροφή όλων των μορφών ζωής

Η αποστείρωση είναι οποιαδήποτε διαδικασία αφαιρεί, σκοτώνει ή απενεργοποιεί όλες τις μορφές ζωής (ιδιαίτερα μικροοργανισμούς όπως μύκητες, βακτήρια, σπόρια και μονοκύτταρους ευκαρυωτικούς οργανισμούς) και άλλους βιολογικούς παράγοντες όπως τα πράιον που υπάρχουν μέσα ή πάνω σε μια συγκεκριμένη επιφάνεια, αντικείμενο ή υγρό.[1] Η αποστείρωση μπορεί να επιτευχθεί με διάφορα μέσα, όπως θερμότητα, χημικά, ακτινοβόληση, υψηλή πίεση και διήθηση. Η αποστείρωση διαφέρει από την απολύμανση και την παστερίωση, καθώς αυτές οι μέθοδοι μειώνουν αντί να εξαλείφουν όλες τις μορφές ζωής και τους βιολογικούς παράγοντες που υπάρχουν. Μετά την αποστείρωση, ένα αντικείμενο αναφέρεται ως αποστειρωμένο ή άσηπτο.

Μικροργανισμοί που αναπτύσσονται σε άγαρ

ΕφαρμογέςΕπεξεργασία

ΤρόφιμαΕπεξεργασία

Ένα από τα πρώτα βήματα προς την εκσυγχρονισμένη αποστείρωση έγινε από τον Νικολά Απέρ, ο οποίος ανακάλυψε ότι η εφαρμογή θερμότητας για κατάλληλη περίοδο επιβράδυνε την αποσύνθεση των τροφίμων και των διαφόρων υγρών, διατηρώντας τα ασφαλή για κατανάλωση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από το συνηθισμένο. Η κονσερβοποίηση των τροφίμων αποτελεί εφαρμογή της ίδιας αρχής και συνέβαλε στη μείωση των τροφιμογενών ασθενειών («τροφική δηλητηρίαση»). Άλλες μέθοδοι αποστείρωσης τροφίμων περιλαμβάνουν την ακτινοβόληση των τροφίμων[2][3] και την υψηλή πίεση.[4]

Ιατρική και χειρουργικήΕπεξεργασία

 
Συσκευές για την αποστείρωση χειρουργικών εργαλείων (1914 – 1918)

Γενικά, τα χειρουργικά εργαλεία και τα φάρμακα που εισέρχονται σε ένα ήδη άσηπτο μέρος του σώματος (όπως η κυκλοφορία του αίματος ή διεισδύουν στο δέρμα) πρέπει να είναι αποστειρωμένα. Παραδείγματα τέτοιων οργάνων περιλαμβάνουν τα νυστέρια, υποδερμικές βελόνες και τεχνητούς βηματοδότες. Αυτό είναι επίσης απαραίτητο για την παρασκευή παρεντερικών φαρμακευτικών προϊόντων.

Η παρασκευή ενέσιμων φαρμάκων και ενδοφλεβίων διαλυμάτων για θεραπεία υποκατάστασης υγρών απαιτεί όχι μόνο στειρότητα αλλά και καλά σχεδιασμένα δοχεία για την πρόληψη της εισόδου τυχαίων παραγόντων μετά την αρχική αποστείρωση του προϊόντος.

Οι περισσότερες ιατρικές και χειρουργικές συσκευές που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης είναι κατασκευασμένες από υλικά που μπορούν να υποβληθούν σε αποστείρωση με ατμό.[5] Ωστόσο, από το 1950, παρατηρείται αύξηση των ιατροτεχνολογικών προϊόντων και εργαλείων από υλικά (π.χ. πλαστικά) που απαιτούν αποστείρωση σε χαμηλή θερμοκρασία. Το αέριο οξείδιο του αιθυλενίου χρησιμοποιείται από τη δεκαετία του 1950 για ιατρικές συσκευές ευαίσθητες στη θερμότητα και την υγρασία. Τα τελευταία 15 χρόνια, έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση ιατροτεχνολογικών προϊόντων μια σειρά από νέα συστήματα αποστείρωσης σε χαμηλή θερμοκρασία (π.χ. εξατμισμένο υπεροξείδιο του υδρογόνου, εμβάπτιση σε υπεροξικό οξύ, όζον ).[6]

ΔιαστημόπλοιαΕπεξεργασία

Υπάρχουν αυστηροί διεθνείς κανόνες για την προστασία της μόλυνσης των σωμάτων του Ηλιακού Συστήματος από βιολογικό υλικό από τη Γη. Τα πρότυπα ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο της αποστολής και τον προορισμό της. Όσο πιο πιθανό ένας πλανήτης να θεωρείται κατοικήσιμος, τόσο πιο αυστηρές είναι οι απαιτήσεις.

Πολλά εξαρτήματα οργάνων που χρησιμοποιούνται στα διαστημόπλοια δεν μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλές θερμοκρασίες, επομένως τεχνικές που δεν απαιτούν υπερβολικές θερμοκρασίες χρησιμοποιούνται, συμπεριλαμβανομένης της θέρμανσης τουλάχιστον στους 120 °C (248 °F), χημική αποστείρωση, οξείδωση, υπεριώδης ακτινοβολία και ακτινοβόληση.[7]

ΘερμότηταΕπεξεργασία

ΑτμόςΕπεξεργασία

Η αποστείρωση με ατμό χρησιμοποιεί θερμασμένο κορεσμένο ατμό υπό πίεση για να απενεργοποιήσει ή να σκοτώσει μικροοργανισμούς μέσω μετουσίωσης μακρομορίων, κυρίως πρωτεϊνών.[8] Αυτή η μέθοδος είναι ταχύτερη διαδικασία από την ξηρή θερμική αποστείρωση. Η αποστείρωση με ατμό πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας αυτόκαυστο (κλίβανος), που μερικές φορές ονομάζεται μετατροπέας ή αποστειρωτής ατμού. Το αντικείμενο τοποθετείται στον θάλαμο του κλιβάνου, ο οποίος στη συνέχεια σφραγίζεται και θερμαίνεται με χρήση ατμού υπό πίεση σε καθορισμένη θερμοκρασία για μια καθορισμένη χρονική περίοδο. Οι κύκλοι αποστείρωσης με ατμό μπορούν να κατηγοριοποιηθούν είτε ως πριν από το κενό είτε ως μετατόπιση βαρύτητας. Οι κύκλοι μετατόπισης της βαρύτητας βασίζονται στη χαμηλότερη πυκνότητα του εγχυόμενου ατμού για να εξαναγκάσουν ψυχρότερο και πυκνότερο αέρα να βγει από τον θάλαμο. [2] Συγκριτικά, οι κύκλοι προ-κενού αντλούν κενό στο θάλαμο για να αφαιρέσουν τον ψυχρό ξηρό αέρα πριν από την έγχυση κορεσμένου ατμού, με αποτέλεσμα ταχύτερη θέρμανση και μικρότερους χρόνους κύκλου. Οι τυπικοί κύκλοι αποστείρωσης με ατμό είναι μεταξύ 3 και 30 λεπτών στους 121–134 °C (250–273 °F) στα 100 kPa (15 psi), αλλά μπορεί να γίνουν προσαρμογές ανάλογα με το βιοφορτίο του αντικειμένου που αποστειρώνεται, την αντίστασή του ( τιμή D ) στην αποστείρωση με ατμό, την ανοχή του προϊόντος στη θερμότητα και το απαιτούμενο επίπεδο διασφάλισης στειρότητας. Μετά την ολοκλήρωση ενός κύκλου, τα υγρά σε ένα αυτόκλειστο υπό πίεση πρέπει να ψύχονται αργά για να αποφευχθεί ο βρασμός όταν εκτονωθεί η πίεση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί αποσυμπιέζοντας σταδιακά τον θάλαμο αποστείρωσης και αφήνοντας τα υγρά να εξατμιστούν υπό αρνητική πίεση, ενώ ψύχονται τα περιεχόμενα.

Η σωστή επεξεργασία με αυτόκαυστο θα αδρανοποιήσει όλα τα ανθεκτικά βακτηριακά σπόρια εκτός από μύκητες, βακτήρια και ιούς, αλλά δεν αναμένεται να εξαλείψει όλα τα πράιον, τα οποία ποικίλλουν ως προς την αντοχή τους. Για την εξάλειψη των πράιον, διάφορες συστάσεις αναφέρουν 121–132 °C (250–270 °F) για 60 λεπτά ή 134 °C (273 °F) για τουλάχιστον 18 λεπτά.[9] Στελέχη της νόσου Κρόιτσφελντ-Γιάκομπ (CKD) και της σπογγώδους εγκεφαλοπάθειας των βοοειδών (ΣΕΒ) είναι πιο ανθεκτικά. Χρησιμοποιώντας ποντίκια ως πειραματόζωα, ένα πείραμα έδειξε ότι η θέρμανση του εγκεφαλικού ιστού θετικού σε ΣΕΒ στους 134–138 °C (273–280 °F) για 18 λεπτά είχε ως αποτέλεσμα μόνο 2,5 log μείωση της μολυσματικότητας των πράιον.[10]

Τα περισσότερα αυτόκαυστα διαθέτουν μετρητές και χάρτες που καταγράφουν ή εμφανίζουν πληροφορίες, ιδιαίτερα τη θερμοκρασία και την πίεση ως συνάρτηση του χρόνου. Οι πληροφορίες ελέγχονται για να διασφαλιστεί ότι πληρούνται οι προϋποθέσεις που απαιτούνται για την αποστείρωση. Συχνά τοποθετείται ενδεικτική ταινία στις συσκευασίες των προϊόντων πριν από το αυτόκαυστο και ορισμένες συσκευασίες ενσωματώνουν δείκτες. Η ένδειξη αλλάζει χρώμα όταν εκτίθεται στον ατμό, παρέχοντας οπτική επιβεβαίωση.[11]

Για τη χρήση κλιβάνου, ο καθαρισμός είναι κρίσιμος. Εξωγενής βιολογική ύλη ή βρωμιά μπορεί να προστατεύσει τους οργανισμούς από τη διείσδυση ατμού. Ο σωστός καθαρισμός μπορεί να επιτευχθεί μέσω φυσικού καθαρισμού, υπερήχων ή παλμικού αέρα.[12]

Ξηρή αποστείρωσηΕπεξεργασία

 
Αποστειρωτής ξηρής θερμότητας

Η ξηρή θερμότητα ήταν η πρώτη μέθοδος αποστείρωσης και είναι μια μακρύτερη διαδικασία από την αποστείρωση με υγρή θερμότητα. Η καταστροφή μικροοργανισμών με τη χρήση ξηρής θερμότητας είναι ένα σταδιακό φαινόμενο. Με μεγαλύτερη έκθεση σε θανατηφόρες θερμοκρασίες, ο αριθμός των νεκρών μικροοργανισμών αυξάνεται. Ο εξαναγκασμένος αερισμός του θερμού αέρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αυξηθεί ο ρυθμός με τον οποίο η θερμότητα μεταφέρεται σε έναν οργανισμό και να μειωθεί η θερμοκρασία και ο χρόνος που απαιτείται για την επίτευξη στειρότητας. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, απαιτούνται μικρότεροι χρόνοι έκθεσης για να σκοτωθούν οι οργανισμοί. Αυτό μπορεί να μειώσει τη ζημιά που προκαλείται από τη θερμότητα στα τρόφιμα.[13]

Η τυπική ρύθμιση για ένα φούρνο ζεστού αέρα είναι τουλάχιστον δύο ώρες στους 160 °C (320 °F). Μια γρήγορη μέθοδος θερμαίνει τον αέρα στους 190 °C (374 °F) για 6 λεπτά για μη τυλιγμένα αντικείμενα και 12 λεπτά για τυλιγμένα αντικείμενα.[14][15] Η ξηρή θερμότητα έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σκόνες και άλλα θερμοσταθερά αντικείμενα που επηρεάζονται αρνητικά από τον ατμό (π.χ. δεν προκαλεί σκουριά σε χαλύβδινα αντικείμενα).

ΦλόγαΕπεξεργασία

Η χρήση φλόγας εφαρμόζεται σε συρμάτινους βρόχους ενοφθαλμισμού και ευθύγραμμα σύρματα σε μικροβιολογικά εργαστήρια. Αφήνοντας τον βρόχο στη φλόγα μίας λυχνίας Μπούνσεν ή καυστήρα αλκοόλης μέχρι να λάμπει με κόκκινο χρώμα διασφαλίζει ότι οποιοσδήποτε μολυσματικός παράγοντας έχει απενεργοποιηθεί. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως για μικρά μεταλλικά ή γυάλινα αντικείμενα, αλλά όχι για μεγάλα αντικείμενα. Ωστόσο, κατά την αρχική θέρμανση, το μολυσματικό υλικό μπορεί να απομακρυνθεί από την επιφάνεια του σύρματος πριν σκοτωθεί, μολύνοντας κοντινές επιφάνειες και αντικείμενα. Ως εκ τούτου, έχουν αναπτυχθεί ειδικοί θερμαντήρες που διασφαλίζει ότι τέτοιου είδους ψεκασμένο υλικό δεν μολύνει περαιτέρω την περιοχή. Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι οι φλόγες αερίου μπορεί να αφήσουν άνθρακα ή άλλα υπολείμματα στο αντικείμενο εάν το αντικείμενο δεν θερμανθεί αρκετά. Μια παραλλαγή της φλόγας είναι η βύθιση του αντικείμενου σε συμπυκνωμένο διάλυμα αιθανόλης 70% ή περισσότερο και, στη συνέχεια και στη συνέχεια η τοποθέτηση του αντικειμένου σε μια φλόγα λυχνίας Μπούνσεν. Η αιθανόλη αναφλέγεται και καίγεται γρήγορα, αφήνοντας λιγότερα υπολείμματα από μια φλόγα αερίου.

ΑποτέφρωσηΕπεξεργασία

Η αποτέφρωση είναι μια διαδικασία επεξεργασίας αποβλήτων που περιλαμβάνει την καύση οργανικών ουσιών που περιέχονται στα απόβλητα. Αυτή η μέθοδος καίει επίσης οποιονδήποτε οργανισμό. Χρησιμοποιείται για την αποστείρωση ιατρικών και άλλων βιοεπικίνδυνων αποβλήτων προτού απορριφθούν με μη επικίνδυνα απόβλητα. Οι αποτεφρωτήρες βακτηρίων είναι μίνι φούρνοι που αποτεφρώνουν και σκοτώνουν τυχόν μικροοργανισμούς που μπορεί να βρίσκονται σε μικρά ιατρικά εργαλεία.

Αποστειρωτές γυάλινων σφαιριδίωνΕπεξεργασία

Οι αποστειρωτές γυάλινων σφαιριδίων λειτουργούν θερμαίνοντας γυάλινους βόλους στους 250 °C (482 °F). Στη συνέχεια, τα όργανα περιχύνονται γρήγορα σε αυτά τα γυάλινα σφαιρίδια, τα οποία θερμαίνουν το αντικείμενο ενώ αποξέουν φυσικά τους ρύπους από την επιφάνειά τους. Οι αποστειρωτές γυάλινων σφαιριδίων ήταν κάποτε κοινή μέθοδος αποστείρωσης που χρησιμοποιούνταν σε οδοντιατρεία καθώς και σε βιολογικά εργαστήρια,[16] αλλά δεν έχουν εγκριθεί από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) και τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC) για χρήση ως ένας αποστειρωτής από το 1997.[17] Εξακολουθούν να είναι δημοφιλή στα οδοντιατρεία της Ευρώπης και του Ισραήλ, αν και δεν υπάρχουν τρέχουσες κατευθυντήριες γραμμές βασισμένες σε στοιχεία για τη χρήση αυτού του αποστειρωτή.[16]

Χημική αποστείρωσηΕπεξεργασία

 
Χημικός κλίβανος

Χημικές ουσίες χρησιμοποιούνται επίσης για αποστείρωση. Η θέρμανση παρέχει έναν αξιόπιστο τρόπο για την απαλλαγή των αντικειμένων από όλους τους μεταδιδόμενους παράγοντες, αλλά δεν είναι πάντα κατάλληλη εάν καταστρέφει ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά όπως βιολογικά υλικά, οπτικές ίνες, ηλεκτρονικά και πολλά πλαστικά. Σε αυτές τις περιπτώσεις χημικές ουσίες, είτε σε αέρια είτε σε υγρή μορφή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποστειρωτικά. Ενώ η χρήση αερίων και υγρών χημικών αποστειρωτικών αποφεύγει τη θερμική ζημιά, οι χρήστες πρέπει να διασφαλίζουν ότι το αντικείμενο που πρόκειται να αποστειρωθεί είναι χημικά συμβατό με το χρησιμοποιούμενο αποστειρωτικό και ότι το αποστειρωτικό μπορεί να φτάσει σε όλες τις επιφάνειες που πρέπει να αποστειρωθούν (συνήθως δεν μπορεί διεισδύουν εντός συσκευασίας). Επιπλέον, η χρήση χημικών αποστειρωτικών θέτει νέες προκλήσεις για την ασφάλεια στο χώρο εργασίας, καθώς οι ιδιότητες που κάνουν τα χημικά αποτελεσματικά αποστειρωτικά τα καθιστούν συνήθως επιβλαβή για τον άνθρωπο. Η διαδικασία για την αφαίρεση υπολειμμάτων αποστειρωτικού από τα αποστειρωμένα υλικά ποικίλλει ανάλογα με τη χημική ουσία και τη διαδικασία που χρησιμοποιείται.

Η επεξεργασία με αέριο οξιράνιο είναι μία από τις κοινές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση, την παστερίωση ή την απολύμανση αντικειμένων λόγω του ευρέος φάσματος συμβατότητας υλικών. Χρησιμοποιείται επίσης για την επεξεργασία αντικειμένων που είναι ευαίσθητα στην επεξεργασία με άλλες μεθόδους, όπως ακτινοβολία (γάμα, δέσμη ηλεκτρονίων, ακτίνες Χ), θερμότητα (υγρή ή ξηρή) ή άλλες χημικές ουσίες. Η επεξεργασία με οξείδιο του αιθυλενίου είναι η πιο κοινή μέθοδος χημικής αποστείρωσης, που χρησιμοποιείται για περίπου το 70% των συνολικών αποστειρώσεων και για πάνω από το 50% όλων των ιατροτεχνολογικών προϊόντων μιας χρήσης.[18][19]

Το αέριο διοξείδιο του αζώτου (NO2) είναι ένα γρήγορο και αποτελεσματικό αποστειρωτικό για χρήση ενάντια σε ευρύ φάσμα μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων κοινών βακτηρίων, ιών και σπορίων. Οι μοναδικές φυσικές ιδιότητες του αερίου NO2 επιτρέπουν την αποστείρωση σε κλειστό περιβάλλον σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση. Ο μηχανισμός για τη θνησιμότητα είναι η αποικοδόμηση του DNA στον πυρήνα των σπορίων μέσω της νίτρωσης των φωσφορικών, η οποία σκοτώνει τον εκτεθειμένο οργανισμό καθώς απορροφά το NO2. Αυτή η υποβάθμιση συμβαίνει ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις του αερίου.[20] Το NO2 έχει σημείο βρασμού 21 °C (70 °F) στο επίπεδο της θάλασσας, που έχει ως αποτέλεσμα μια σχετικά υψηλά κορεσμένη πίεση ατμών σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Εξαιτίας αυτού, το υγρό ΝΟ2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βολική πηγή για το αποστειρωτικό αέριο. Το υγρό ΝΟ2 αναφέρεται συχνά με το όνομα του διμερούς του, τετροξείδιο του διζώτου (N2O4). Επιπλέον, τα χαμηλά επίπεδα συγκέντρωσης που απαιτούνται, σε συνδυασμό με την υψηλή τάση ατμών, διασφαλίζουν ότι δεν υπάρχει συμπύκνωση στις συσκευές που αποστειρώνονται. Αυτό σημαίνει ότι δεν απαιτείται αερισμός των συσκευών αμέσως μετά τον κύκλο αποστείρωσης.[21] Το NO 2 είναι επίσης λιγότερο διαβρωτικό από άλλα αποστειρωτικά αέρια και είναι συμβατό με τα περισσότερα ιατρικά υλικά και κόλλες.[21]

Το όζον χρησιμοποιείται σε βιομηχανικά περιβάλλοντα για την αποστείρωση νερού και αέρα, καθώς και ως απολυμαντικό για επιφάνειες. Έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να οξειδώνει την περισσότερη οργανική ύλη. Από την άλλη πλευρά, είναι ένα τοξικό και ασταθές αέριο που πρέπει να παράγεται επιτόπου, επομένως δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις.

Τα διαλύματα γλουταραλδεΰδης και φορμαλδεΰδης (χρησιμοποιούνται επίσης ως σταθεροποιητικά ) είναι αποδεκτά υγρά αποστειρωτικά μέσα, με την προϋπόθεση ότι ο χρόνος εμβάπτισης είναι αρκετά μεγάλος. Για να σκοτωθούν όλα τα σπόρια σε ένα διαυγές υγρό μπορεί να χρειαστούν έως και 22 ώρες με γλουταραλδεΰδη και ακόμη περισσότερο με φορμαλδεΰδη. Η παρουσία στερεών σωματιδίων μπορεί να επιμηκύνει την απαιτούμενη περίοδο ή να καταστήσει τη θεραπεία αναποτελεσματική. Η αποστείρωση κομματιών ιστού μπορεί να διαρκέσει πολύ περισσότερο, λόγω του χρόνου που απαιτείται για τη διείσδυση του σταθεροποιητικού. Η γλουταραλδεΰδη και η φορμαλδεΰδη είναι πτητικές και τοξικές τόσο κατά την επαφή με το δέρμα όσο και με την εισπνοή. Η γλουταραλδεΰδη έχει μικρή διάρκεια ζωής (<2 εβδομάδες) και είναι ακριβή. Η φορμαλδεΰδη είναι λιγότερο ακριβή και έχει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής εάν προστεθεί λίγη μεθανόλη για την αναστολή του πολυμερισμού στην παραφορμαλδεΰδη, αλλά είναι πολύ πιο πτητική. Η φορμαλδεΰδη χρησιμοποιείται επίσης ως αέριος παράγοντας αποστείρωσης. Στην περίπτωση αυτή, παρασκευάζεται επί τόπου με αποπολυμερισμό στερεάς παραφορμαλδεΰδης. Πολλά εμβόλια, όπως το αρχικό εμβόλιο πολιομυελίτιδας του Σολκ, αποστειρώνονται με φορμαλδεΰδη.

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (οξυζενέ), τόσο υγρό όσο και ως ατμοποιημένο υπεροξείδιο του υδρογόνου (VHP), είναι άλλος ένας χημικός παράγοντας αποστείρωσης. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό, το οποίο του επιτρέπει να καταστρέψει ευρύ φάσμα παθογόνων παραγόντων. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιείται για την αποστείρωση αντικειμένων ευαίσθητων στη θερμότητα ή στη θερμοκρασία, όπως τα άκαμπτα ενδοσκόπια. Στην ιατρική αποστείρωση, το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιείται σε υψηλότερες συγκεντρώσεις, που κυμαίνονται από περίπου 35% έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του υπεροξειδίου του υδρογόνου ως αποστειρωτικού είναι ο σύντομος χρόνος κύκλου αποστείρωσης. Ενώ ο χρόνος κύκλου για το οξείδιο του αιθυλενίου μπορεί να είναι 10 έως 15 ώρες, ορισμένοι σύγχρονοι αποστειρωτές υπεροξειδίου του υδρογόνου έχουν χρόνο κύκλου τόσο σύντομο όσο 28 λεπτά.[22]

Το υπεροξικό οξύ (0,2%) είναι αναγνωρισμένο αποστειρωτικό από τον FDA[23] για χρήση στην αποστείρωση ιατρικών συσκευών όπως τα ενδοσκόπια. Το υπεροξικό οξύ είναι μια χημική ένωση που χρησιμοποιείται συχνά σε απολυμαντικά. Συνήθως παράγεται από την αντίδραση οξικού οξέος και υπεροξειδίου του υδρογόνου χρησιμοποιώντας έναν όξινο καταλύτη. Το υπεροξικό οξύ δεν πωλείται ποτέ σε μη σταθεροποιημένα διαλύματα και γι' αυτό θεωρείται φιλικό προς το περιβάλλον.[24] Το υπεροξικό οξύ είναι ένα άχρωμο υγρό και ο μοριακός τύπος του υπεροξικού οξέος είναι C2H4O3 ή CH3COOOH.[25]

Αποστείρωση με ακτινοβολίαΕπεξεργασία

Η αποστείρωση μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως υπεριώδες φως, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα, ή ακτινοβολία από υποατομικά σωματίδια, όπως με δέσμες ηλεκτρονίων.[26] Η ηλεκτρομαγνητική ή η σωματιδιακή ακτινοβολία μπορεί να είναι αρκετά ενεργητική για να ιονίσει άτομα ή μόρια (ιονίζουσα ακτινοβολία) ή λιγότερο ενεργητική ( μη ιοντίζουσα ακτινοβολία ).

Η ακτινοβολία υπεριώδους φωτός (UV, από μικροβιοκτόνο λαμπτήρα ) είναι χρήσιμη για την αποστείρωση επιφανειών και ορισμένων διαφανών αντικειμένων. Πολλά αντικείμενα που είναι διαφανή στο ορατό φως απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία. Η ακτινοβολία UV χρησιμοποιείται συνήθως για την αποστείρωση των εσωτερικών χώρων βιολογικής ασφάλειας μεταξύ των χρήσεων, αλλά είναι αναποτελεσματική σε σκιασμένες περιοχές, συμπεριλαμβανομένων περιοχών κάτω από βρωμιά (που μπορεί να πολυμεριστούν μετά από παρατεταμένη ακτινοβολία, έτσι ώστε να είναι πολύ δύσκολο να αφαιρεθεί).[27] Καταστρέφει επίσης ορισμένα πλαστικά, όπως ο αφρός πολυστυρενίου, εάν εκτεθούν για παρατεταμένες χρονικές περιόδους.

Η ακτινοβολία γάμμα είναι πολύ διεισδυτική και χρησιμοποιείται συνήθως για την αποστείρωση ιατρικού εξοπλισμού μιας χρήσης, όπως σύριγγες, βελόνες, κάνουλες και ενδοφλέβια σετ, και τρόφιμα. Εκπέμπεται από ένα ραδιοϊσότοπο, συνήθως κοβάλτιο-60 (60Co) ή καίσιο-137 (137Cs), τα οποία έχουν ενέργειες φωτονίων έως και 1,3 και 0,66 MeV, αντίστοιχα.

Η δέσμη ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται επίσης συνήθως για αποστείρωση. Οι δέσμες ηλεκτρονίων παρέχουν πολύ υψηλότερο ρυθμό δοσολογίας από τις ακτίνες γάμμα ή τις ακτίνες Χ. Λόγω του υψηλότερου ρυθμού δόσης, απαιτείται λιγότερος χρόνος έκθεσης και έτσι μειώνεται η πιθανή αποικοδόμηση στα πολυμερή. Επειδή τα ηλεκτρόνια φέρουν φορτίο, οι δέσμες ηλεκτρονίων είναι λιγότερο διεισδυτικές από τις ακτίνες γάμμα και τις ακτίνες Χ. Οι εγκαταστάσεις έχουν ασπίδες από σκυρόδεμα για την προστασία των εργαζομένων και του περιβάλλοντος από την έκθεση στην ακτινοβολία.[28]

Η ακτινοβολία με ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα ή ηλεκτρόνια δεν κάνει τα υλικά ραδιενεργά, επειδή η ενέργεια που χρησιμοποιείται είναι πολύ χαμηλή. Γενικά απαιτείται ενέργεια τουλάχιστον 10 MeV για την πρόκληση ραδιενέργειας σε ένα υλικό.[29] Τα νετρόνια και τα σωματίδια πολύ υψηλής ενέργειας μπορούν να κάνουν τα υλικά ραδιενεργά, αλλά έχουν καλή διείσδυση, ενώ τα σωματίδια χαμηλότερης ενέργειας (εκτός από τα νετρόνια) δεν μπορούν να κάνουν τα υλικά ραδιενεργά, αλλά έχουν μικρότερη διείσδυση.

Ωστόσο, η αποστείρωση με ακτινοβολία με ακτίνες γάμμα μπορεί να επηρεάσει τις ιδιότητες του υλικού.[30][31]

ΔιήθησηΕπεξεργασία

Υγρά που θα μπορούσαν να καταστραφούν από θερμότητα, ακτινοβολία ή χημική αποστείρωση, όπως φαρμακευτικά διαλύματα, μπορούν να αποστειρωθούν με μικροδιήθηση χρησιμοποιώντας φίλτρα μεμβράνης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως για θερμικά ασταθή φαρμακευτικά προϊόντα και διαλύματα πρωτεϊνών στην επεξεργασία ιατρικών φαρμάκων. Ένα μικροφίλτρο με μέγεθος πόρων συνήθως 0,22 μm απομακρύνει αποτελεσματικά τους μικροοργανισμούς.[32] Ορισμένα είδη σταφυλοκόκκων, ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι είναι αρκετά εύκαμπτα ώστε να περνούν από τα φίλτρα των 0,22 μm.[33] Κατά την επεξεργασία των βιολογικών ουσιών, οι ιοί πρέπει να αφαιρούνται ή να απενεργοποιούνται, απαιτώντας τη χρήση νανοφίλτρων με μικρότερο μέγεθος πόρων (20–50 nm). Τα μικρότερα μεγέθη πόρων μειώνουν τον ρυθμό ροής, επομένως, προκειμένου να επιτευχθεί υψηλότερη συνολική απόδοση ή να αποφευχθεί η πρόωρη απόφραξη, μπορεί να χρησιμοποιηθούν προφίλτρα για την προστασία των φίλτρων μεμβράνης μικρών πόρων. Τα συστήματα φιλτραρίσματος εφαπτομενικής ροής (TFF) και εναλλασσόμενης εφαπτομενικής ροής (ATF) μειώνουν επίσης τη συσσώρευση σωματιδίων και την απόφραξη.

ΠαραπομπέςΕπεξεργασία

  1. Frerichs, Ralph R. «Definitions». www.ph.ucla.edu. 
  2. Food irradiation: principles and applications. Wiley-IEEE. 2001. σελ. 23. ISBN 978-0-471-35634-9. 
  3. «Food irradiation—past, present and future». Radiation Physics and Chemistry 63 (3–6): 211–215. March 2002. doi:10.1016/s0969-806x(01)00622-3. ISSN 0969-806X. Bibcode2002RaPC...63..211D. 
  4. Brown, Amy Christian (2007). Understanding Food: Principles and Preparation (3 έκδοση). Cengage Learning. σελ. 546. ISBN 978-0-495-10745-3. 
  5. «Disinfection and sterilization in health care facilities: what clinicians need to know». Clinical Infectious Diseases 39 (5): 702–9. September 2004. doi:10.1086/423182. PMID 15356786. 
  6. [1]   Αυτό το λήμμα περιλαμβάνει κείμενο από αυτή την πηγή, που είναι κοινό κτήμα.
  7. «No bugs please, this is a clean planet!». European Space Agency. 30 July 2002. http://sci.esa.int/home/30313-no-bugs-please-this-is-a-clean-planet/. Ανακτήθηκε στις 7 August 2014. 
  8. «Difference Between Moist Heat and Dry Heat Sterilization (with Comparison Chart) - Bio Differences». Bio Differences. 2018-02-22. https://biodifferences.com/difference-between-moist-heat-and-dry-heat-sterilization.html. Ανακτήθηκε στις 2018-09-09. 
  9. «Guideline for disinfection and sterilization of prion-contaminated medical instruments». Infection Control and Hospital Epidemiology 31 (2): 107–17. February 2010. doi:10.1086/650197. PMID 20055640. 
  10. «Archived copy» (PDF). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 24 Οκτωβρίου 2016. Ανακτήθηκε στις 24 Οκτωβρίου 2016. 
  11. «When using autoclave we use autoclave tape which changes color to black indicating autoclaving was successful, what is the molecular mechanism?». ResearchGate. Ανακτήθηκε στις 9 Σεπτεμβρίου 2018. 
  12. «Decontamination and Sterilization». NIH. 
  13. «FOOD STERILIZATION BY HEAT». Liberty Knowledge Reason. 
  14. «– Alberta Health and Wellness» (PDF). Health.gov.ab.ca. Ανακτήθηκε στις 25 Ιουνίου 2010. 
  15. «Chemical Vapor Sterilization». www.tpub.com. 
  16. 16,0 16,1 «[The effectiveness of glass bead sterilizer in the dental practice]». Refu'at Ha-Peh Veha-Shinayim 25 (2): 36–9, 75. April 2008. PMID 18780544. 
  17. https://www.cdc.gov/OralHealth/InfectionControl/faq/bead.htm 2008-09-11
  18. «A comparative study of ethylene oxide gas, hydrogen peroxide gas plasma, and low-temperature steam formaldehyde sterilization». Infection Control and Hospital Epidemiology 26 (5): 486–9. May 2005. doi:10.1086/502572. PMID 15954488. 
  19. «Ethylene oxide» (PDF). Occupational Safety and Health Administration. OSHA. Ανακτήθηκε στις 17 Μαΐου 2016. 
  20. Görsdorf S, Appel KE, Engeholm C, Obe G.; Nitrogen dioxide induces DNA single-strand breaks in cultured Chinese hamster cells: Carcinogenesis. 1990.
  21. 21,0 21,1 «Mechanism Overview, June 2012» (PDF). noxilizer.com. Noxilizer, Inc. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 12 Απριλίου 2016. Ανακτήθηκε στις 2 Ιουλίου 2013. 
  22. «Sterrad NX». Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2015. 
  23. «Cleared Sterilants and High Level Disinfectants with General Claims for Processing Reusable Medical and Dental Devices». United States Food and Drug Administration. Μαρτίου 2015. 
  24. «Peracetic Acid Uses and Hazards». The Synergist (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου 2020. 
  25. PubChem. «Peracetic acid». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου 2020. 
  26. Trends in Radiation Sterilization of Health Care Products, IAEA, Vienna,24 September 2008
  27. «Molecular indications of protein damage in adenoviruses after UV disinfection». Applied and Environmental Microbiology 77 (3): 1145–7. February 2011. doi:10.1128/aem.00403-10. PMID 21131511. PMC 3028702. Bibcode2011ApEnM..77.1145E. https://archive.org/details/sim_applied-and-environmental-microbiology_2011-02_77_3/page/1145. 
  28. «2019 Midwest Medical Device Sterilization Workshop: Summary Report» (PDF). United States Department of Energy. Νοεμβρίου 2019. 
  29. «Potential hazard due to induced radioactivity secondary to radiotherapy: the report of task group 136 of the American Association of Physicists in Medicine». Health Physics 107 (5): 442–60. November 2014. doi:10.1097/HP.0000000000000139. PMID 25271934. 
  30. «Studies on a novel bioactive glass and composite coating with hydroxyapatite on titanium based alloys: Effect of γ-sterilization on coating». J. Eur. Ceram. Soc. 29 (12): 2527–35. 2009. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2009.02.013. 
  31. «Sterilization of polypropylene membranes of facepiece respirators by ionizing radiation». Journal of Membrane Science 619: 118756. February 2021. doi:10.1016/j.memsci.2020.118756. PMID 33024349. 
  32. Guidance for Industry, Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice. U.S. Department of Health and Human Services. 2004. https://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/ucm070342.pdf. 
  33. «Filterability of staphylococcal species through membrane filters following application of stressors». BMC Research Notes 3: 152. May 2010. doi:10.1186/1756-0500-3-152. PMID 20509961.