Стерилизация относится к любому процессу, который устраняет, удаляет, убивает или дезактивирует все формы жизни и другие биологические агенты (такие как грибы , бактерии , вирусы , споровые формы, прионы , одноклеточные эукариотические организмы, такие как Plasmodiumи т. Д.), присутствуют в указанной области, такой как поверхность, объем жидкости, лекарственное средство или в таком соединении, как среда биологической культуры . Стерилизация может быть достигнута с помощью различных средств, включая: тепло , химикаты, облучение , высокое давление и фильтрацию . Стерилизация отличается от дезинфекции , дезинфекции и пастеризации , поскольку стерилизация убивает, дезактивирует или устраняет все формы жизни и другие биологические агенты, которые присутствуют.
Медицина и хирургия
В общем, хирургические инструменты и лекарства, которые входят в асептическую часть тела (например, кровоток или проникают в кожу), должны быть стерильными. Примеры таких инструментов включают скальпели , иглы для подкожных инъекций и искусственные кардиостимуляторы . Это также важно при производстве парентеральных лекарственных средств.
Приготовление инъекционных лекарств и внутривенных растворов для замещающей жидкости требует не только стерильности, но и хорошо спроектированных контейнеров для предотвращения поступления аддитивных агентов после первоначальной стерилизации продукта.
Большинство медицинских и хирургических устройств, как шкаф для стерильных инструментов используемых в медицинских учреждениях, изготовлены из материалов, которые могут проходить под паровой стерилизацией. Однако с 1950 года увеличилось количество медицинских приборов и инструментов из материалов (например, пластмасс), которые требуют низкотемпературной стерилизации. Газ с этиленоксидом использовался с 1950-х годов для медицинских и влагочувствительных медицинских устройств. В течение последних 15 лет был разработан ряд новых низкотемпературных систем стерилизации (например, газовая плазма перекиси водорода, погружение надуксусной кислоте, озон), которые используются для стерилизации медицинских устройств. Паровая стерилизация является наиболее широко используемых и наиболее надежных. Паровая стерилизация является нетоксичной, недорогой, быстро микробицидной, спорицидной и быстро нагревается и проникает в ткани.
Широко используемый метод термической стерилизации — автоклав, иногда называемый конвертером или паровым стерилизатором. Автоклавы используют пар, нагретый до 121-134 ° C под давлением. Для достижения стерильности изделие помещают в камеру и нагревают впрыском пара до тех пор, пока изделие не достигнет заданного значения времени и температуры. Почти весь воздух удаляется из камеры, потому что воздух нежелателен в процессе стерилизации влажным теплом (это одна черта, которая отличается от типичной скороварки, используемой для приготовления пищи).Материал выдерживают при заданной температуре в течение периода времени, который варьируется в зависимости от того, какая бионагрузка находится на стерилизованном изделии, и его сопротивление (D-значение) стерилизации паром. Общий цикл должен составлять от 3 до 15 минут (в зависимости от генерируемого тепла) при 121 ° C при 100 кПа, что является достаточным для обеспечения уровня гарантии стерильности 10 -4 для продукта с бионагрузкой 10 6 и D-значение 2,0 минуты. После стерилизации жидкости в автоклаве под давлением необходимо медленно охлаждать, чтобы избежать кипения при отпускании давления. Это может быть достигнуто путем постепенного разгерметизации камеры стерилизации и обеспечения возможности испарения жидкостей под отрицательным давлением при охлаждении содержимого.
Надлежащая автоклавная обработка инактивирует все резистентные бактериальные споры в дополнение к грибкам , бактериям и вирусам, но не ожидается, что они исключит все прионы , которые различаются по их устойчивости. Для устранения прионов различные рекомендации указывают на 121-132 ° C в течение 60 минут или 134 ° C в течение по меньшей мере 18 минут. 263K скрепи прион инактивируется относительно быстро спомощью таких процедур стерилизации; однако другие штаммы скребков и штаммы CJD и BSE более устойчивы. Используя мышей в качестве тестовых животных, один эксперимент показал, что нагревание положительной ткани мозга BSE при 134-138 ° С в течение 18 минут приводило к уменьшению прионной инфекционности лишь на 2,5 log .
В большинстве автоклавов имеются счетчики и диаграммы, которые записывают или отображают информацию, в частности температуру и давление в зависимости от времени. Информация проверяется, чтобы убедиться, что условия, необходимые для стерилизации, выполнены. Индикаторная лента часто помещается на упаковках продуктов до автоклавирования, а на некоторых упаковках имеются индикаторы. Индикатор меняет цвет при воздействии пара, обеспечивая визуальное подтверждение .
Биоиндикаторы также могут использоваться для независимого подтверждения эффективности автоклава. Простые биоиндикаторные устройства коммерчески доступны на основе микробных спор. Большинство из них содержат споры жаропрочного микроба Geobacillus stearothermophilus (ранееBacillus stearothermophilus ), который чрезвычайно устойчив к паровой стерилизации. Биологические индикаторы могут принимать форму стеклянных пузырьков спор и жидких сред, или как споры на полосках бумаги внутри конвертов из стекла . Эти индикаторы размещаются в местах, где трудно достичь пара, чтобы проверить, что пара там проникает.
Для автоклавирования чистка имеет решающее значение. Постороннее биологическое вещество или грязь могут защищать организмы от проникновения пара. Правильная очистка может быть достигнута путем физической чистки, ультразвука , ультразвука или пульсирующего воздуха. Приготовление иконсервирование под давлением аналогично автоклавированию, а при правильном выполнении — стерильность продуктов.
Влажное тепло вызывает разрушение микроорганизмов путем денатурации макромолекул, прежде всего белков. Этот метод является более быстрым процессом, чем стерилизация сухого тепла.
Сухое тепло было первым методом стерилизации и является более длительным процессом, чем стерилизация влажным теплом. Разрушение микроорганизмов за счет использования сухого тепла является постепенным явлением. При более длительном воздействии смертельных температур число убитых микроорганизмов увеличивается. Принудительная вентиляция горячего воздуха может использоваться для увеличения скорости передачи тепла организму и снижения температуры и времени, необходимого для достижения стерильности. При более высоких температурах для уничтожения организмов требуется меньшее время экспозиции. Это может уменьшить повреждение, вызванное нагревом пищевых продуктов.
Стандартная установка для печи с горячим воздухом составляет не менее двух часов при 160 ° C. Быстрый метод нагревает воздух до 190 ° C в течение 6 минут для разворачиваемых предметов и 12 минут для обернутых предметов. Сухое тепло имеет то преимущество, что его можно использовать на порошках и других термостойких изделиях, на которые оказывает неблагоприятное воздействие пар (например, он не вызывает ржавления стальных предметов).
