Высокотемпературный метод стерилизации: Стерилизация высокой температурой — Студопедия

Стерилизация высокой температурой — Студопедия

Стерилизация высокой температурой является одним из наиболее надежных и распространенных методов стерилизации (табл. 10). Она проводится прокаливанием предметов в пламени горелки, сухим жаром, паром под давлением и текучим паром.

Прокаливанием в пламени горелки в течение 5-7 секунд стерилизуют бактериальные петли, пинцеты, предметные стекла и некоторые мелкие инструменты (иглы, крючки, лопаточки). Температура пламени горелки достигает 900°С. При прокаливании происходит сгорание микроорганизмов и их спор.

Стерилизацию сухим жаром осуществляют в сухожаровых шкафах (печь Пастера). Метод основан на бактерицидном действии нагретого до 165-180°С воздуха. Сухим жаром стерилизуют изделия из стекла, металлов, фарфора и резин на основе силиконового каучука,

лабораторную посуду. Кроме того, сухим жаром можно стерилизовать термостойкие порошкообразные лекарственные средства (тальк, белая глина, окись цинка и др. ), минеральные и растительные масла, жиры, ланолин, вазелин, воск. Режимы стерилизации: при температуре 160°С — 2,5 ч, при 180°С — 60 мин, при 200°С — 15 мин. Началом стерилизации считается тот момент, когда температура в печи достигнет нужной высоты.

Стерилизация паром не требует такой высокой температуры, как стерилизация сухим жаром, т.к. пар из-за большой теплопроводности действует на микробы эффективнее. Обеспложивание паром проводится при температуре 100-130°С. Существуют два способа стерилизации паром: стерилизация насыщенным паром под давлением и стерилизация текучим паром.

Таблица 10 Методы тепловой стерилизации

МЕТОД	АППАРАТ	РЕЖИМ (температура, время, давление)*	МАТЕРИАЛЫ
Однократные методы:
Прокаливание	Спиртовка, газовая горелка	До красного каления	Бактериологические петли, мелкие металлические инструменты
Сухим жаром	Воздушный стерилизатор	180°С,60мин(160°С, 150 мин )	Стеклянная посуда, пипетки, вата, тальк, вазелиновое масло, металлические инструменты
Паром под давлением (1атм=0. 11 МПа 1,1 кгс/см’)**	Паровой стерилизатор (автоклав)	120°С, 45 мин давление 1атм(132°С, 20 мин, 2 атм)	Простые пит. среды (МПБ. МПА), заразный материал, изделия из стекла и металла, резины и латекса, халаты, бельё, перчатки, перевязочный и шовный материал, зеркала, некоторые лекарства и др.
Дробная стерилизация (тиндализация)***:
Текучим паром	Паровой стерилизатор с открытым выпускным краном	100°С, 3 дня по 1 ч в день	Молоко, среды и лекарства с углеводами, некоторые другие лекарства
Щадящее прогревание	Водяная баня с терморегулятором	56-58°С5дней: 1 день 2 ч, остальные дни по 1 ч	Белковые жидкости (питательные среды, содержащие белок, сыворотка крови, асцитическая жидкость)

* приведены некоторые из возможных режимов — стерилизующим фактором является не давление, а температура пара; *** дробно стерилизуют объекты, которые могут быть питательным субстратом для микробов (впромежутках между воздействиями объект оставляют в термостате при 37°С или комнатной температуре для прорастания спор). Образовавшиеся вегетативные формы микроорганизмов убивают при последующем прогревании.

Стерилизация паром под давлением — наиболее надежный и часто применяемый способ. Он основан на нагревании материала насыщенным водяным паром при давлении выше атмосферного в специальных приборах-стерилизаторах водопаровых (автоклавах). Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает высокую эффективность данного способа. При однократной обработке при 1-2 атм. в течение 15-25 мин. как вегетативные, так и споровые формы бактерий погибают. Этим методом стерилизуют перевязочный материал, операционное белье, хирургические инструменты, лабораторную посуду, инфицированный материал, инъекционные растворы и питательные среды. Материал помещают в емкости (биксы). На дно бикса помещают прокладки из ткани, впитывающие влагу после стерилизации. Стерильность материала сохраняется 3 суток. Обычно стерилизуют при давлении до 1 избыточной атмосферы, что соответствует температуре 119-120°С. Таким способом в течение 15-20 минут стерилизуют: 1) перевязочные и операционные материалы и зараженную посуду; 2) приборы с резиновыми деталями; 3) питательные среды, не содержащие нативного белка и углеводов. Некоторые питательные среды (сахара), а также растворы для инъекций, глазные капли, дистиллированную воду и воду для инъекций стерилизуют при 0,5-0,7 атм., что соответствует 112-115°С.

Стерилизация достигается только при полной исправности автоклава и правильной его эксплуатации специально обученным персоналом. Поэтому необходим постоянный контроль за режимом стерилизации, который производится физическим (термометр максимальный и др.), биологическим (биотест со спорами тест-культур микроорганизмов) и химическим (химические тесты, индикаторы типа ИС) способами.

Стерилизацию текучим паром применяют в тех случаях, когда стерилизуемый материал изменяет свои свойства при температуре выше 100°С. Таким способом стерилизуют растворы, содержащие углеводы, витамины, молоко и др. Используют автоклав с незакрепленной крышкой и открытым паровыпускным краном или специальный аппарат Коха. Стерилизацию проводят в течение 30-40 минут с момента выделения пара. Однократная стерилизация текучим паром не обеспечивает полного обеспложивания, т.к. при температуре 100°С погибают только вегетативные формы микробов, споры сохраняют жизнеспособность. Щ

Полное обеспложивание достигается лишь при повторных стерилизациях. Поэтому этот метод стерилизации называется дробной стерилизацией. Суть этого метода заклю-

чается в том, что после первой стерилизации материал оставляют при комнатной температуре, давая оставшимся спорам прорасти в вегетативные формы, на следующий день стерилизацию при 100°С повторяют. Оставшимся в меньшем числе спорам опять дают прорасти, оставляя при комнатной температуре, и через сутки снова стерилизуют при 100°С.. После третьей стерилизации при 100°С материал полностью освобожден от бактерий и спор. Таким образом, стерилизация текучим паром проводится в аппарате Коха или автоклаве при 100 °С 3 дня подряд по 30 минут.

Тиндализация — вид дробной стерилизации который применяют к объектам, содержащим вещества, разлагающиеся и денатурирующиеся при 100°С (сыворотка крови, витамины, некоторые глазные капли, питательные среды). При этом нагревают стерилизуемый объект на водяных банях с терморегулятором температуре 60-65 °С в течение 1 часа 5-6 дней подряд. Недостаток дробной стерилизации — возможность образования спор вегетативными клетками, образовавшимися из проросших спор. Поэтому в промежутках между прогреваниями обрабатываемый материал выдерживают при температуре 37°С для прорастания спор в вегетативные формы, которые погибают при последующих прогреваниях.

Помимо указанных имеются и другие методы тепловой стерилизации. Например, в стоматологической практике получила распространение стерилизация в среде горячих стеклянных шариков в гласс-перленовом стерилизаторе при температуре до 250°С (так стерилизуют зубные боры, рабочие части зондов, гладилок и другие стоматологические инструменты).

Стерилизация облучением.Лучевую стерилизацию используют в различных отраслях медицинской и микробиологической промышленности для стерилизации материалов, не выдерживающих термических или химических способов обработки (некоторые лекарственные^{средства, в том числе антибиотики и гормоны, биологические ткани, изделия из пластмасс одноразового пользования, например систем для переливания крови, шприцев и т.п.)- Выбор дозы облучения зависит от стерилизуемого объекта и его инициальной контаминации. При выборедозы стерилизации необходимо руководствоваться двумя требованиями: во-первых, облучение должно оказывать на микроорганизмы бактерицидное действие; во-вторых, стерилизация не должна изменять качества обрабатываемых объектов. Необходим контроль остаточной радиации изделий. Основные преимущества лучевой стерилизации: возможность обработки термолабильных материалов, стерилизации объектов в упакованном виде, включения стерилизации в непрерывный производственный процесс.}

Солнечный свет, особенно его ультрафиолетовый и инфракрасный спектры, губительно действуют на вегетативные формы микробов в течение нескольких минут.

Стерилизация ультрафиолетовыми лучами. Этот вид стерилизации проводится с помощью любого источника ультрафиолетовых лучей, чаще всего используют бактерицидные лампы. Эти лампы представляют собой ртутно-кварцевые газоразрядные светильники из фиолетового стекла. Ультрафиолетовые лучи оказывают на микробы бактерицидное действие. Лампы ультрафиолетового излучения (БУВ-15, БУВ-30) широко используют для обеззараживания воздуха и поверхностей различных помещениях лечебных учреждений, аптек, бактериологических лабораторий. Повреждающее действие УФ излучения вызвано повреждением ДНК микробных

клеток, приводящим к мутациям и гибели. УФ-лучи можно использовать для стерилизации прозрачных растворов термолабильных веществ (некоторых белков, витаминов, антибиотиков), помещенных в сосуды из кварцевого стекла и налитых тонким слоем.

Стерилизация инфракрасными лучами. Этот метод стерилизации основан на способности инфракрасных лучей, при поглощении веществом, нагревать это вещество. Инфра-красные лучи не обладают специфическим действием на микроорганизмы, последние погибают не от лучей, а от воздействия высокой температуры 300°С в течение 30 мин. Инфракрасные лучи оказывают воздействие на свободно-радикальные процессы, в результате чего нарушаются химические связи в молекулах микробной клетки. Этот метод используют для стерилизации ряда хирургических инструментов. Для этого выпускают специальные инфракрасные печи с глубоким вакуумом.

Ионизирующая радиация обладает мощным проникающим и повреждающим клеточный геном микробов действием. Для стерилизации инструментов одноразового использования (игл, шприцев) используют гамма-излучение, источником которого являются радиоактивные изотопы ⁶°Со и ¹³⁷Сs в дозе 1,5-2,5 Мрад, получаемые в специальных гамма-установках. Для получения электронного излучения применяют ускорители электронов (с высоким уровнем энергии — 5-10 МеV). Гибель микробов под действием гамма-лучей и ускоренных электронов происходит прежде всего в результате повреждения нуклеиновых кислот. Причем микробы более устойчивы к облучению, чем многоклеточные организмы.

Стерилизация ультразвуком.Этим методом стерилизуют также системы переливания крови и шовный материал. Действие ультразвука в определенных частотах на микроорганизмы вызывает деполимеризацию органелл клетки, денатурацию входящих в их состав молекул в результате локального нагревания или повышения давления. Стерилизация объектов ультразвуком осуществляется на промышленных предприятиях, так как источником УЗ являются мощные генераторы. Стерилизации подвергаются жидкие среды, в которых убиваются не только вегетативные формы, но и споры.

Стерилизация фильтрованием— освобождение материала, который не может быть подвергнут нагреванию (растворы белков, сыворотки, некоторые витамины, летучие вещества, ряд лекарств) от находящихся в нем бактерий, а также для отделения бактерий от вирусов, фагов и экзотоксинов. Для фильтрации используют специальные фильтры, задерживающие микробные клетки как механически, так и путем адсорбции клеток на фильтрующем материале. Для изготовления фильтров применяют мелкопористые материалы (каолин, нитроцеллюлоза (мембранные фильтры), асбестовые пластинки (фильтр Зейтца) и др.), способные задерживать бактерий. Наиболее широко используют два типа фильтров: мембранные ультрафильтры и фильтры Зейтца. Для ускорения процесса фильтрации обычно создают повышенное давление в емкости с фильтруемой жидкостью или пониженное давление в емкости с фильтратом. Фильтрование происходит под повышенным давлением, жидкость нагнетается через поры фильтра в приемник или создается разрежение воздуха в приемнике и жидкость всасывается в него через фильтр. К фильтрующему прибору присоединяется нагнетающий или разрежающий насос. В результате образующей разности давлений фильтруемая жидкость проходит через поры фильтра в приёмник. Микроорганизмы остаются на поверхности фильтра.

Промышленная технология лекарств. Электронный учебник

5.10. Методы стерилизации

По требованиям Государственной Фармакопеи ХI-го издания все готовые лекарственные препараты должны выдерживать тест на микробиологическую чистоту. Поэтому процесс стерилизации имеет большое значение при изготовлении всех лекарственных форм, а особенно инъекционных.

Под стерилизацией (обеззараживание, обеспложивание) понимают совокупность физических, химических и механических способов освобождения от вегетативных и покоящихся форм микроорганизмов (H. Horn, 1984).

ГФ ХI издания определяет стерилизацию как процесс умерщвления в объекте или удаления из него микроорганизмов всех видов, находящихся на всех стадиях развития.

Поскольку к производству стерильных лекарственных форм предъявляют высокие требования по микробиологической чистоте (надежность стерильных инъекционных препаратов должна быть не ниже 10^–6), то обеспложиванию подвергаются не только готовый продукт, но и используемое оборудование, вспомогательные материалы, фильтры, растворители, исходные вещества. Выбор того или иного способа стерилизации должен основываться на экономических соображениях и технологичности обработки, включая возможность ее автоматизации. От правильно подобранного метода стерилизации зависит качество производимой стерильной продукции.

В технологии лекарственных форм промышленного производства в настоящее время используют 3 группы методов стерилизации:

• Механические
• Химические
• Физические

Механические методы стерилизации

Стерилизующая фильтрация. Микробные клетки и споры можно рассматривать как нерастворимые образования с очень малым (1-2 мкм) размером частиц. Подобно другим включениям, они могут быть отделены от жидкости механическим путем – фильтрованием сквозь мелкопористые фильтры. Этот метод стерилизации включен в ГФ ХI для стерилизации термолабильных растворов.

По механизму действия фильтрующие перегородки, используемые для стерильной фильтрации, подразделяют на глубинные и поверхностные (мембранные) с размером пор не более 0,3 мкм.

Глубинные фильтры характеризуются сложным механизмом задержания микроорганизмов (ситовым, адсорбционным, инерционным). Ввиду большой толщины таких фильтров удерживаются и частицы меньшего размера, чем размер пор фильтрующей перегородки.

Глубинные фильтры бывают: керамические и фарфоровые (размер пор 3-4 мкм), стеклянные (около 2 мкм), бумажно-асбестовые (1-1,8 мкм). Недостатками керамических и фарфоровых фильтров является продолжительность стерилизации, потеря раствора в порах толстого фильтра, образование микротрещин из-за хрупкости материала и, следовательно, ненадежность стерилизации.

Стеклянные фильтры малопроизводительны, бумажно-асбестовые фильтры не рекомендуются для стерилизации инъекционных растворов, поскольку они состоят из волокнистых материалов и имеется угроза отрыва волокон от фильтра. Попадая в организм с раствором, такие волокна могут вызывать различные патологические реакции.

Получившие в последние годы большое распространение для стерилизующей фильтрации микропористые мембранные фильтры, лишены этих недостатков.

Мембранные фильтры представляют собой тонкие (100-150 мкм) пластины из полимерных материалов, характеризующиеся ситовым механизмом задержания микроорганизмов и постоянным размером пор (около 0,3 мкм). Во избежание быстрого засорения фильтра мембраны используют в сочетании с префильтрами, имеющими более крупные поры. При стерилизации больших объемов растворов оптимальным является применение фильтров обоих типов.

Использование глубинных и мембранных фильтров обеспечивает необходимую чистоту, стерильность и апирогенность растворов для инъекций.

Стерилизующая фильтрация имеет преимущества по сравнению с методами термической стерилизации. Для многих растворов термолабильных веществ (апоморфина гидрохлорид, викасол, барбитал натрия и другие) он является единственно доступным методом стерилизации. Метод весьма перспективный в производстве глазных капель.

Химические методы стерилизации

Эти методы основаны на высокой специфической (избирательной) чувствительности микроорганизмов к различным химическим веществам, что обусловливается физико-химической структурой их клеточной оболочки и протоплазмы. Механизм антимикробного действия многих таких веществ еще не достаточно изучен. Считают, что некоторые вещества вызывают коагуляцию протоплазмы клетки, другие – действуют как окислители, ряд веществ влияет на осмотические свойства клетки, многие химические факторы вызывают гибель микробиологической клетки благодаря разрушению ферментной системы. Основой любого варианта химической стерилизации является взаимодействие бактерицидного вещества с компонентами микробной клетки или споры.

Химическая стерилизации подразделяется на стерилизацию растворами (веществами) и стерилизацию газами (газовая стерилизация).

Стерилизация растворами или веществами. Стерилизацию растворами (веществами) серийно выпускаемой инъекционной продукции в заводских условиях не используют, так как введение в раствор постороннего биологического активного вещества нежелательно из-за возможного химического взаимодействия стерилизующего агента с действующими компонентами, а также из-за возможных побочных действий этого агента на организм человека. Еще одно принципиальное ограничение данного метода связано с тем, что практически любое бактерицидное вещество обладает определенной селективностью и его эффективность проявляется при высоких концентрациях или часто в определенных интервалах рН, недопустимых для живых организмов. Этот вид стерилизации используют для обеззараживания различной аппаратуры, трубопроводов и другого оборудования, применяемого в производстве стерильной продукции.

Газовая стерилизация. Своеобразной химической стерилизацией является метод стерилизации газами. Преимуществом метода является возможность стерилизации объектов в пластмассовой упаковке, проницаемой для газов. В герметическую камеру вводят стерилизант – смесь этиленоксида и углерода диоксида в соотношении 9:1. Углекислый газ добавляют в связи со взрывоопасностью окиси этилена. При стерилизации стерилизант поступает в аппарат под давлением до 2 кгс/см² (196133 Н/м²) при температуре 43-45°С. Продолжительность стерилизации зависит от проницаемости упаковки, толщины слоя материала и продолжается от 4 до 20 часов. Затем этиленоксид удаляют продуванием стерильным воздухом (азотом) или путем вакуумирования.

При химической стерилизации газами погибают все вегетативные формы микроорганизмов и плесневые грибы.

Для стерилизации донорского материала, растворов кровезаменителей или продуктов, полученных из крови, широко применяют β-пропиолактон.

Главный недостаток химических методов стерилизации – необходимость освобождения простерилизованного объекта от остатков стерилизанта и продуктов возможного взаимодействия. Широкому распространению этого метода препятствуют длительность стерилизации, высокая стоимость, возможность побочного действия химического агента на обслуживающий персонал и, тем не менее, для ряда лекарственных препаратов – это единственно надежный способ стерилизации в современных условиях.

Использование консервантов. Добавление консервантов условно можно отнести к методам химической стерилизации. Введение консервантов в растворы проводится в тех случаях, когда нельзя гарантировать сохранение стерильности. При этом возможно снижение температуры стерилизации или сокращение времени ее проведения.

Механизмы воздействия консервантов на микроорганизмы очень различны и определяются их химическим строением. Основным результатом при этом является нарушение жизненных функций клетки, в частности, инактивация белковой части клеточных ферментов. В зависимости от степени инактивации наступает либо гибель клетки, либо замедление ее жизненных функций.

Физические методы стерилизации

Тепловая (термическая) стерилизация. В настоящее время монопольное положение среди возможных методов стерилизации в фармацевтическом производстве занимает тепловая стерилизация.

В зависимости от температурного режима тепловая стерилизация подразделяется на:

Стерилизация паром под давлением. Автоклавирование – это стерилизация растворов, устойчивых к нагреванию, паром под давлением 1,1 атм при температуре 119-121°С. В данных условиях погибают не только вегетативные, но и споровые микроорганизмы за счет коагуляции белка клетки.

Этот традиционный способ стерилизации обладает сегодня преимуществом перед другими по трем причинам. Во-первых, он дает возможность стерилизации препаратов в конечной герметичной упаковке, что исключает опасность вторичной контаминации. Во-вторых, благодаря длительной практике использования он обеспечен достаточно надежной аппаратурой. И, в-третьих, на сегодняшний день он наиболее экономичен.

При этом методе происходит комбинированное воздействие на микроорганизмы высокой температуры и влажности, при этом погибают самые стойкие споры. Коагуляция белковых веществ в этих условиях начинается при температуре 56°С.

Стерилизацию паром под давлением проводят в стерилизаторах различной конструкции цилиндрической или квадратной формы. Стерилизаторы квадратной формы типа АП-7 (рис. 5.25.), АП-18 имеют двери с двух сторон: через одну происходит загрузка нестерильной продукции; через другую – выгрузка простерилизованной. Корпус автоклава нагревается глухим паром, чтобы не было его конденсации в рабочей камере. Затем в камеру для вытеснения воздуха подается острый пар. Отчет времени стерилизации начинается с момента достижения заданного давления по манометру. Стерилизаторы оснащены автоматической контрольной аппаратурой, с помощью которой на контрольной ленте записывается давление и время стерилизации. Условия стерилизации продукции указаны в промышленных регламентах или другой нормативно-технической документации.

Рис. 5.25. Устройство парового стерилизатора АП-7

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – теплоизоляция; 4 – стерилизационная камера; 5 – клапан предохранительный; 6 – пульт управления; 7 – полка; 8 – подача острого пара

Стерилизацию растительных масел и жиров в заводских условиях осуществляют паром под давлением в герметически закрытых сосудах при температуре 119-121°С и давлении 1,0-1,1 атм. в течение 2 часов.

Автоклавированию также подвергаются установки для стерилизующего фильтрования, фильтрующие перегородки и другой вспомогательный материал, используемый в технологическом процессе производства инъекционных лекарственных форм.

Среди недостатков метода можно выделить невозможность стерилизации растворов, содержащих термолабильные вещества, опасность работы с паром под давлением, отсыревание многих материалов во время стерилизации и др.

Стерилизация текучим паром. Растворы веществ, термически малоустойчивые, иногда стерилизуют при 100°С текучим паром (без примеси воздуха и избыточного давления). Насыщенный пар убивает только вегетативные формы микроорганизмов и при наличии в объекте споровых форм этот метод неэффективен.

Тиндализация (дробная стерилизация). Для термолабильных веществ, а также для растворов в шприц-ампулах стерилизацию иногда проводят методом тиндализации. Суть метода заключается в трехкратном нагревании растворов до 40-60°С с перерывами в сутки, в течение которых объекты термостатируют при температуре 37±1°С для прорастания споровых форм в вегетативные.

Стерилизация сухим жаром (воздушная стерилизация). Стерилизация сухим жаром, проводимая в аэростерилах или других аппаратах этого типа, также высокоэффективна. При этом погибают все формы микроорганизмов за счет пирогенетического разложения белковых веществ. Однако, высокая температура нагрева (160-200°С), длительное время воздействия (1-2 часа) и сухой горячий воздух оказывает повреждающее действие на стерилизуемые объекты и, следовательно, ограничивают возможности данного способа.

Инъекционные растворы не подвергают стерилизации сухим жаром, так как из-за плохой теплопроводности воздух не обеспечивает быстрый нагрев растворов до температуры стерилизации, а длительный прогрев – приводит к разложению большинства лекарственных веществ.

Сухим жаром стерилизуют некоторые термостойкие порошки, масла, стеклянную тару (ампулы, флаконы и необходимую посуду), вспомогательные материалы.

Лучшими являются стерилизаторы с ламинарным потоком стерильного воздуха, нагретого до требуемой температуры, что улучшает создание равномерного температурного поля и устраняет загрязнения от обогреваемых стенок  камеры и из воздуха, попадаемого в момент выгрузки объекта.

Радиационная стерилизация. Лучистая энергия губительно действует на клетки живого организма, в том числе и на различные микроорганизмы. Принцип стерилизующего эффекта этих излучений основан на способности вызывать в живых клетках при определенных дозах поглощенной энергии такие изменения, которые неизбежно приводят их к гибели за счет нарушения метаболических процессов и коагуляции белка.

Источником ионизирующих γ-излучений служат долгоживущие изотопы ⁶⁰Со₂₇, ¹³⁷Cs₅₅, ускорители электронов прямого действия и линейные ускорители электронов. Для бактерицидного эффекта достаточно от 15 до 25 кГр, причем верхний предел необходим для инактивации споровых форм.

В настоящее время накоплен большой опыт применения этого метода, точно установлены типичные дозы излучения, необходимые для надежной стерилизации, разработано радиационное оборудование для высокопроизводительного процесса стерилизации, решены вопросы безопасности работы установок для обслуживающего персонала.

Этот метод по экономическим показателям превосходит асептическое изготовление растворов со стерильной фильтрацией, но несколько уступает тепловой стерилизации. Однако, в будущем может приблизиться к ней из-за неизбежного снижения относительной стоимости изотопов, которые являются побочным продуктом атомной энергетики.

Ультразвуковая стерилизация. Прохождение ультразвука (УЗ) в жидкой среде сопровождается чередующимися сжатиями, разрежениями и большими переменными ускорениями. В жидкости образуются разрывы, называемые кавитационными полостями. В момент сжатия эти полости захлопываются. Избыточное давление, создаваемое УЗ-волной, накладывается на постоянное гидростатическое и суммарно может составлять в пузырьках несколько атмосфер. В качестве «зародышей» кавитационных полостей могут быть пузырьки газа, пара в жидкости, твердые частицы и места неровностей твердой поверхности. Большие импульсные давления кавитаций приводят к разрушению целостности клеточной мембраны микроорганизмов, споровых образований и других частиц. Важно установить оптимальные параметры процесса стерилизации, так как высокие импульсные давления могут приводить к механическому разрушению ампул. Стерилизующая частота  звука должна быть в пределах 18-22 кГц.

И, хотя метод очень эффективен, он не нашел широкого применения из-за сложности аппаратурного оснащения и возможных сложных химических превращений компонентов растворов. Вопросы стабильности компонентов при УЗ-стерилизации имеют много общего с аналогичными проблемами радиационной стерилизации. Для повышения устойчивости лекарств при ультразвуковом воздействии необходимо подобрать такие условия стерилизующей обработки, которые обеспечивают снижение вводимой в систему энергии на тех частотах ультразвука, которые одновременно со стерилизацией не приводят к разложению компонентов лекарственных препаратов.

Чаще метод применим при производстве эмульсий и суспензий с целью  лучшего диспергирования веществ в них и одновременно получения стерильных гетерогенных систем для парентерального применения.

Стерилизация токами высокой и сверхвысокой частоты. К настоящему времени нет единой точки зрения на механизм инактивации микроорганизмов при ВЧ- и СВЧ-облучении. Существует мнение об исключительно тепловом механизме действия токов высокой частоты на биологические объекты.  Принцип действия высокочастотного поля заключается в его активном воздействии на ориентацию молекул вещества. Изменение направленности поля вызывает изменение ориентации молекул и поглощение части энергии поля веществом. В результате происходит быстрый нагрев вещества во всех точках его массы.

Менее широко распространены представления о том, что, помимо тепловых процессов, на гибель микроорганизмов оказывает влияние специфическое действие ВЧ- и СВЧ-излучения.

С помощью СВЧ-энергии возможно стерилизовать в расфасованном виде готовую продукцию:  глазные мази, пасты в тубах, лекарственные средства в конвалютах, порошки, таблетки, пористые лиофилизированные массы, не содержащие гидрофильные жидкости. Стерилизация ампулированных растворов и жидких лекарственных форм, укупоренных герметически нежелательна, так как в замкнутой емкости возникает избыток давления паров испарившейся жидкости, взрывающий ее. В результате наступает разгерметизация в виде растрескивания стенок ампул или срыва укупорочного материала.

Метод также не нашел широкого применения из-за сложности аппаратурного оснащения и возможности неблагоприятного воздействия быстрого кратковременного нагрева инъекционного раствора.

Стерилизация ультрафиолетовым излучением. Из-за возможности образования ядовитых продуктов и возможности разложения биологически активных компонентов инъекционных растворов под действием УФ-излучения, метод не нашел своего применения для стерилизации препаратов для инъекций. Однако он широко используется для стерилизации порошков, воды для инъекций, вспомогательных материалов, воздушной среды производственных помещений, технологического оборудования и других объектов.

При стерилизации воздушной среды производственных помещений в качестве источников УФ-радиации используют специальные лампы БУВ (бактерицидная увиолевая), которые изготавливают в виде трубки из специального увиолевого стекла, способного пропускать УФ-лучи, с электродами из длинной вольфрамовой спирали, покрытой бария и стронция гидрокарбонатами. В трубке находится ртуть и аргон при давлении в несколько мм рт.ст. Источником УФ-лучей является разряд ртути, происходящий между электродами при подаче на них напряжения. Излучение лампы БУВ обладает большим бактерицидным действием, так как максимум излучения лампы близок к  максимуму бактерицидного действия (254 нм).

Количество и мощность бактерицидных ламп подбирается так, чтобы при прямом облучении на 1 м³ объема помещения приходилось не менее 2-2,5 Вт мощности излучателя. Промышленностью выпускаются лампы БУВ-15, БУВ-30, БУВ-60 и др. (цифра обозначает мощность в Ваттах), а также бактерицидные облучатели: настенный ОБН, состоящий из двух ламп БУВ-30; потолочный ОБП – из 4 ламп БУВ-30; передвижной маячного типа ОБПЕ – из 6 ламп БУВ-30. Облучатели используют только при отсутствии в помещении людей.

Для стерилизации воды применяют аппараты с погруженными и непогруженными источниками УФ-радиации. В аппаратах первого типа источник УФ-излучения (бактерицидная увиолевая лампа, покрытая кожухом из кварцевого стекла) помещается внутри водопровода и обтекается водой. Данный способ стерилизации больших объемов воды для инъекций является наиболее экономичным.

В аппаратах с непогруженными лампами последние помещаются над поверхностью облучаемой воды. В связи с тем, что обычное стекло практически непроницаемо для ультрафиолетовых лучей, водопровод в местах облучения делают из кварцевого стекла, а это значительно повышает стоимость аппарата. В настоящее время разработана возможность замены кварцевого стекла полиэтиленовым, свободно пропускающим УФ-радиацию.

Как положительный фактор, следует отметить, что при стерилизации воды не происходит накопления пероксидных соединений и под действием УФ-излучения инактивируются некоторые пирогенные вещества, попавшие в воду.

Стерилизация ИК- и лазерным излучением. Электронная стерилизация. Эти перспективные виды стерилизации практически не находят сегодня применения, хотя возможности для этого имеются.

Облучение инъекционных водных систем инфракрасным (ИК) излучением в областях поглощения воды (l = 2,7 мкм) может быть эффективным средством ее нагрева и тем самым является по сути еще одним вариантом тепловой стерилизации. Наличие достаточно мощных источников ИК-излучения позволяет надеяться на возможность создания оборудования для высокопроизводительной технологии. Преимуществом этого метода перед традиционным автоклавированием может считаться возможность отказа от небезопасного в обслуживании и нетехнологичного перегретого пара.

Принципиально возможны  способы стерилизации с применением лазерного и электронного излучения, при этом можно достичь высокой эффективности стерилизации как путем интенсивного нагрева вследствие поглощения мощного излучения в воде, так и за счет селективного поглощения излучения макромолекулами микроорганизмов в многоквантовых процессах. Однако исчерпывающих исследований применительно к какой-либо конкретной системе, совокупность которых дала бы основание о создании хотя бы основ таких методов стерилизации, пока не проведено.

Современные методы стерилизации — Мегаобучалка

К современным методам стерилизации по праву можно отнести гласперленовый метод предназначен для быстрой стерилизации небольших цельнометаллических инструментов, не имеющих полостей, каналов и замковых частей. Метод крайне прост — инструмент погружается в среду мелких стеклянных шариков, нагретых до температуры 190 — 290⁰С (таким образом, чтобы над рабочей поверхностью инструмента оставался слой шариков не менее 10 мм) на 20 — 180 секунд, в зависимости от размера и массы инструмента.

Этот метод используется, в основном, стоматологами для экспресс-стерилизации мелких инструментов — боров, пульпоэкстракторов, корневых игл, алмазных головок и др., а также рабочих частей более крупных — зондов, гладилок, экскаваторов, шпателей и т.д. Так же можно стерилизовать акупунктурные иглы.

Преимущества метода — короткое время стерилизации и отсутствие расходных материалов.

Для термолабильных медицинских изделий (эндоскопы и принадлежности к ним, диализаторы, катетеры и т.п.) наиболее приемлемым является метод газовой стерилизации. Для этого используются химические соединения, обладающие безусловным спороцидным действием: окись этилена, бромистый метил, смесь окиси этилена и бромистого метила (смесь ОБ) и формальдегид. Несмотря на то, что окись этилена является токсическим веществом (при однократном воздействии проявляет себя как малоопасное вещество 4-го класса опасности, при постоянном воздействии — как вещество 2-го класса опасности), она чрезвычайно популярна в качестве стерилизующего агента. Однако, ее токсичность вынуждает проводить дегазацию стерильных изделий (с дожиганием выделяющейся окиси этилена — она весьма горюча).

Газовая стерилизация — метод значительно более сложный, чем традиционные методы стерилизации паром и горячим воздухом. При этом необходимо на строго определенном уровне поддерживать температуру, влажность, концентрацию стерилизующего газа, давление и экспозицию.

Самым известным этиленоксидным стерилизатором является установка «Комбимат» . Стерилизация проводится при температуре 42 — 55⁰С за 60 — 90 минут. Результат практического использования показывает значительное превосходство этиленоксидного метода стерилизации над альтернативными в универсальности, экономичности, ремонтопригодности и технической обеспеченности. Применение данного метода для стерилизации высокоточной термолабильной медицинской аппаратуры получило высокую оценку специалистов ЦСО Центральной Клинической Больницы (Москва) , где этиленоксидные стерилизаторы применяются более 20-ти лет. По заключению специалистов, применение этиленоксидной стерилизации позволяет обеспечить своевременную стерилизацию всего объема термолабильной аппаратуры и инструментария, имеющегося в данном ЛПУ, снизить капитальные затраты на оборудование, текущие затраты на закупку расходных материалов, повысить производительность оборудования, оборачиваемость стерилизуемых изделий и продлить сроки их эксплуатации.

Рисунок 1

Стерилизация термолабильных изделий формальдегидом стоит на втором месте после этиленоксида. Оптимальный диапазон температуры при формальдегидной стерилизации должен быть 60 — 80⁰С, давление — от 0,25 до 0,475 бар, при концентрации формальдегида от 8 до 15 мг/л. Реально формальдегид используется в концентрации около 30 мг/л, экспозиция до 60 минут; при этом общая продолжительность цикла составляет 3,5 часа (с учетом дегазации простерилизованных изделий (аэрации)).

Наиболее популярным аппаратом для формальдегидной стерилизации является установка «Формомат». Пару лет назад стерилизатор подвергся модернизации и теперь выпускается под маркой «Евро-Формомат».

Рисунок 2

Так называемая плазменная стерилизация, действующим стерилизантом которой являются пары перекиси водорода в сочетании с низкотемпературной плазмой, представляющей собой продукты распада пероксида водорода (гидроксильные группы ОН, ООН), образующиеся под воздействием электромагнитного излучения с выделением видимого и ультрафиолетового излучения, в настоящее время находится в стадии становления и, возможно, со временем получит определенное распространение в учреждениях здравоохранения. Пероксид водорода и плазма не обладают такими проникающими способностями, как этиленоксид, но имеют большое преимущество — распадается на нетоксичные продукты — воду и кислород, не оказывая вредного воздействия на окружающую среду.

Стерилизация проводится при температуре 46 — 50⁰С за 54 — 72 минуты. На сегодняшний день отсутствуют общепризнанные международные стандарты для данного метода. Имеются определенные ограничения в отношении стерилизации материалов, содержащих целлюлозу и каучук.

Высокая стоимость оборудования и расходных материалов сужает спектр применения данного метода стерилизации. Кроме того, стерилизация полых многоканальных изделий требует применения дополнительных расходных приспособлений, еще более увеличивающих стоимость цикла стерилизации.

Один из самых высоких потенциалов окисления имеет озон. Именно поэтому он уже давно привлекает внимание специалистов, занимающихся проблемами стерилизации. В течение многих лет озон используется для обеззараживания питьевой воды и воздуха, и лишь только недавно он был предложен для стерилизации в медицине. Стерилизация производится озоно-воздушной смесью, продуцируемой генератором озона из атмосферного воздуха. Однако, окислительная способность озона и ограничивает его спектр применения. При контакте с ним могут повреждаться изделия из стали, меди, резины и др. Кроме того, озон токсичен, а имеющиеся сегодня аппараты не позволяют обезопасить персонал от контакта с ним. Немаловажным обстоятельством является то, что повторяемость метода до сих пор под вопросом. Для контролирования процесса существуют только индикаторы первого класса (свидетели процесса).

Рисунок 3

Стерилизантом при радиационной стерилизации является проникающее гамма- или бета-излучение. Наиболее широко используется гамма-излучающий изотоп кобальта-60, реже изотоп цезия-137, в связи с его низким уровнем энергии и излучения. Бета-излучающие изотопы используются вообще крайне редко, так как бета-излучение обладает гораздо меньшей проникающей способностью.

Эффективность радиационной стерилизации зависит от общей дозы излучения и не зависит от времени. Средняя летальная доза для микроорганизмов всегда одинакова, проводится ли облучение при низкой интенсивности в течение длительного промежутка времени или недолго при высокой интенсивности излучения. Доза 25 кГр (2,5 Мрад) надежно гарантирует уничтожение высокорезистентных споровых форм микроорганизмов.

Радиационная стерилизация обладает рядом технологических преимуществ: высокая степень инактивации микроорганизмов, возможность стерилизации больших партий материалов, автоматизация процесса, возможность стерилизации материалов в любой герметичной упаковке (кроме радионепрозрачной). Немаловажным обстоятельством является то, что температура стерилизуемых изделий в ходе стерилизации не повышается.

Заключение

Подводя итоги, следует отметить следующее. Уничтожение микроорганизмов физическими и химическими методами, которые используются при стерилизации медицинских изделий, подчиняется экспоненциальному закону. Это означает, что неизбежно имеется конечная вероятность того, что микроорганизм может выживать независимо от степени проведенной обработки. Для конкретной обработки вероятность выживания определена количеством и типами микроорганизмов и условиями их существования до и во время обработки. Следовательно, стерильность любого изделия в ряду изделий, подвергнутых стерилизации, может выражаться только в терминах вероятности существования нестерильного изделия.

Применение современных стерилизантов, тепловая и холодная стерилизация гибкого инструментария после каждого исследования позволяют достигать высокого уровня дезинфекции и стерильности аппаратуры.

В качестве стерилизантов используют насыщенный высокотемпературный водяной пар (стерилизация паром), сухой горячий воздух (стерилизация жаром), химические вещества (стерилизация химическая), газ (стерилизация газовая), реже используют ионизирующие излучения (лучевая стерилизация), фильтрование через мелкопористые фильтры (механическая стерилизация), многократное прогревание жидкостей на водяной бане при 100 0С (дробная стерилизация) или 56 0С (тиндализация).

Список использованной литературы:

1. ГОСТ Р ИСО 11135-2000 (Введен постановлением госстандарта РФ ОТ 27.10.2000 №279-СТ) «Валидация и текущий контроль стерилизации оксидом этилена.

2. Абрамова И.М. Пути оптимизации способов и средств предстерилизационной очистки, стерилизации и методов их контроля // Актуальные проблемы дезинфектологии в профилактике инфекционных и паразитарных заболеваний. Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В.И.Вашкова / Под ред. М.Г.Шандалы. — М: ИТАР-ТАСС, 2002. -С. 31-37.

3. Абрамова И.М. Современные возможности выбора химических стерилизующих средств для изделий медицинского назначения из термолабильных материалов в лечебно-профилактических учреждениях // Дезинфекционное дело, 2003. — № 2. — С. 35-38.

4. Благовидов Д.Ф., Зарубин Г.Л., Федяев Б.П., Рубан Г.И. Вопросы контроля централизованной стерилизации в лечебно-профилактических учреждениях.// Журнал микробиологии. -1996.- № 10. -С. 129-133.

5. Вашков В.И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине. -М.: Медицина, 1999.- 368 с.

6. Методические рекомендации по организации централизованных стерилизационных в лечебно-профилактических учреждениях. Утверждены Минздравом СССР 21.12.1989 г., №15-6/8.- М., 1989. -322 с.

7. Основы инфекционного контроля: Практическое руководство/ Американский международный союз здравоохранения. Пер. с англ., 2-е изд. — М.: Альпина Паблишер, 2003. — 478 с.

8. Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Пути повышения устойчивости к коррозии металлических медицинских инструментов при обработке анолитом АНК с различной минерализацией и концентрацией оксидантов // Задачи современной дезинфектологии и пути их решения. Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию НИИ дезинфектологии Минздрава России. Часть 1. Под общей ред. М.Г.Шандалы. — М.: ИТАР-ТАСС, 2003. — С. 186-187.

9. Рамкова Н.В. Разработка условий стерилизации изделий медицинского назначения. Дезинфекция и стерилизация. Перспективы развития. Материалы Всесоюзной научной конференции. Волгоград, 1983.-С. 109-110.

10. Рамкова Н.В. Стерилизация изделий медицинского назначения в профилактике внутрибольничных инфекций. Актуальные проблемы внутрибольничных инфекций. Российская научно-практическая конференция. — М., 1993.-243 с.

11. Рубан Г.И. Совершенствование стерилизационного дела в медицинских учреждениях: Автореф. дисс. канд. мед. наук., М., 1983.-182 с.

12. Руководство по инфекционному контролю в стационаре. Пер.с англ. / Под ред. Р.Венцеля, Т.Бревера, Ж-П.Бутцлера. — Смоленск: МАКМАХ, 2003. — 272 с.

13. Шандала М.Г. Дезинфектология как научная специальность // Дезинфекционное дело.- 2004. — № 4. — С. 25-27.

Методы стерилизации питательных сред и посуды, микробиология

Методы стерилизации питательных сред и посуды, микробиология / Methods of sterilization of nutrient media and dishes, microbiology

Стерилизация является одним из важнейших и необходимых приемов в микробиологической практике. Слово «стерилизация» в переводе с латинского означает обеспложивание. В практической работе под стерилизацией понимают методы, применяемые для уничтожения всех форм жизни как на поверхности, так и внутри стерилизуемых объектов. Различают термическую и холодную стерилизацию. Способы термической стерилизации: прокаливание в пламени и обжигание, сухожаровая стерилизация (горячим воздухом), стерилизация насыщенным паром под давлением (автоклавирование), дробная стерилизация (тиндализация), кипячение. Методы холодной стерилизации: стерилизация фильтрованием, газообразными средствами, ультрафиолетовыми лучами и другими видами излучений.

Физико-химические свойства материала и стерилизация / Physical and chemical properties of the material and sterilization

Возможность и целесообразность применения того или иного способа определяется в первую очередь физико-химическими свойствами материала, подлежащего стерилизации, а иногда и целью исследования.

Стерилизация питательных сред насыщенным паром под давлением (автоклавирование) Совместное действие высокой температуры и давления пара обеспечивает особую эффективность данного способа (табл. 1).

Таблица 1

Температура насыщенного пара при разных давлениях Давление Температура, нормальное, атм кПа °С 1,0 101,32 100 1,5 151,98 111 2,0 202,65 121 2,5 251,20 128 3,0 299,75 134 При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Установлено, что споры большинства микроорганизмов не выдержи6 вают и 5-минутную экспозицию в насыщенном паре при 121 °С.

Стерилизацию текучим паром под давлением осуществляют в автоклавах. Автоклав представляет собой металлический двустенный резервуар, способный выдерживать высокое давление, в который помещают стерилизуемый материал на специальную подставку. Предметы следует размещать не слишком плотно, так как пар должен проходить между ними, иначе они не нагреваются до нужной температуры и могут остаться нестерильными. По окончании времени стерилизации автоклав открывают, когда давление в нем сравняется с атмосферным. Преждевременное открывание крана автоклава недопустимо, так как перегретые среды при резком снижении давления сразу же бурно закипают, смачивают и даже иногда выталкивают ватные пробки, что нарушает впоследствии стерильность материала. К работе с автоклавом допускаются только подготовленные лица! Подготовка сред к стерилизации.

При автоклавировании 3 — 5 % жидкости теряются в результате испарения, поэтому рекомендуется в приготавливаемые среды добавлять сверх объема примерно 5% дистиллированной воды. Тогда после стерилизации среда (раствор) будет иметь требуемую концентрацию. Среды обычно стерилизуют в пробирках, колбах, бутылях.

Емкости заполняют средой не более чем на половину их высоты, чтобы предотвратить смачивание пробок. Сосуды со средами закрывают ватными пробками с бумажными колпачками. Стеклянные, резиновые, корковые и другие пробки завертывают в двойной слой оберточной бумаги и стерилизуют привязанными к склянке, закрытой ватной пробкой. Выбор режима автоклавирования. В микробиологической практике стерилизацию в автоклавах осуществляют при температуре в пределах 111-138 °С, т.е. от 0,5 до 2,5 атм. Температура ниже 111 °С не может считаться надежной; а выше 138 0С, как правило, не является необходимой, к тому же, чем выше давление пара, тем сложнее условия эксплуатации автоклава. Микробиологи чаще всего стерилизуют среды при 0,5 и 1 атм. Температура и длительность автоклавирования питательных сред определяются, прежде всего, их составом, термоустойчивостью или термолабильностью компонентов.

Стерилизация легко разрушающиеся субстраты при 0,5 атм в течение 15-30 мин / Sterilization of easily degraded substrates at 0.5 atm for 15-30 minutes

Внимание! Легко разрушающиеся субстраты, как молоко или желатиновые среды, а также субстраты, содержащие сахара, 7 витамины (пивное сусло, соки, дрожжевой автолизат и др.) обычно стерилизуют при 0,5 атм в течение 15-30 мин.

Мясопептонные среды можно стерилизовать при 1,0 атм 20 мин. С трудом поддаются стерилизации в автоклаве различные порошки (например тальк) и вязкие жидкости (глицерин, вазелиновое масло), поэтому их лучше стерилизовать в сушильных шкафах при 160 °С в течение 2 или 1 ч при 170 °С. В этом случае слой масла или порошка в сосуде не должен превышать 1,5 см. После автоклавирования среды для проверки стерильности выдерживают 2 — 3 сут в термостате при 30 0С. Если в средах обнаруживается рост микроорганизмов, их готовят заново.

Дробная стерилизация (тиндализация) и пастеризация Тиндализация, дробная стерилизация, была предложена в 1877 г. Тиндалем. Она применяется для сред, портящихся под действием температур выше 100 °С. Тиндализацию осуществляют текучим паром а автоклаве с незавинченной крышкой или в аппарате Коха. Среды прогревают несколько раз по 10 — 15 мин. Между прогреваниями среды ставят в термостат при температуре 3 0 0 С н а 8 — 1 2 ч для прорастания жизнеспособных спор. Среды, не выдерживающие нагревания при 100 °С, прогревают более осторожно при 60 — 80 °С через каждые 8 — 1 2 ч 4 — 5 дней подряд. Однократный прогрев материала при температуре ниже 100 0С известен под названием пастеризация. Этот метод, предложенный Пастером, предназначен для уничтожения только бесспоровых форм микроорганизмов. Следовательно, в подавляющем большинстве случаев он не обеспечивает стерильности.

Пастеризацию проводят при 60-80 0С 10 — 30 мин. Этот процесс используют в пищевой промышленности для обработки молока, фруктовых соков, вина, пива и др.

Стерилизация фильтрованием Фильтрованием стерилизуют синтетические среды строго определенного состава, которые содержат легкоразрушающиеся или летучие компоненты — витамины, аминокислоты (цистеин и цистин), белки, углеводы, антибиотики и др. Фильтрование жидкостей осуществляют через мелкопористые материалы, легко адсорбирующие клетки микроорганизмов: асбест, целлюлозу, фарфор, каолин и др.

Стерилизующими фильтрами теоретически считают такие, размер пор которых не превышает 0,20 мкм. Наиболее широкое распространение в микробиологической практике получили мембранные фильтры, которые в зависимости от величины пор применяют для фильтрования и стерилизации. Для стерилизации используют отечественные фильтры фирм «Владипор», «Владисарт» с диаметром пор 0,20 мкм. Плотные диски, изготовленные из смеси асбеста с целлюлозой, называются фильтрами Зейтца. В зависимости от диаметра пор они обозначаются разными индексами.

Стерилизующими являются СФ-3 и СФ-4. Мембранные фильтры стерилизуют автоклавированием при 1 атм 15 мин или длительным кипячением. Стерилизация стеклянной посуды. Основным способом стерилизации стеклянной посуды является обработка ее сухим горячим воздухом при температуре не выше 180 ° в течение 1 — 3 ч (табл. 2). При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Стерилизацию осуществляют в специальных суховоздушных (сухожаровых) стерилизаторах и сушильных шкафах, приспособленных для стерилизации и обеспечивающих автоматическое поддержание необходимой температуры.

Таблица 2 Время, необходимое для стерилизации стеклянной посуды сухим жаром Температура, °С Время, мин 140 180 150 150 160 120 170 60 Посуда перед стерилизацией должна быть тщательно вымыта и завернута в бумагу для сохранения стерильности после прогревания. После этого еѐ загружают в стерилизатор (или в сушильный шкаф) не слишком плотно, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха и равномерный надежный прогрев стерилизуемого материала. По окончании стерилизации шкаф не открывают до тех пор, пока температура в нем не упадет до 80 °С, так как при резком охлаждении иногда нарушается стерильность материала, а сильно нагретое стекло может растрескаться. Стерилизация инструментов и приборов.

Стерилизация прокаливанием в пламени перед использованием, металлические инструменты / Flame sterilization before use, metal tools

Внимание! Мелкие лабораторные металлические инструменты — петли, иглы, пинцеты, ножницы, шпатели — стерилизуют прокаливанием в пламени (т.е. нагреванием докрасна) непосредственно перед использованием.

На пламени кратковременно обжигают предметные и покровные стекла, стеклянные шпатели и палочки, фарфоровые ступки и пестики, горлышки колб, пробирок, бутылок, а также ватные пробки при посевах культур и разливе сред. В пламени погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Шприцы лучше всего стерилизовать сухим жаром при 160 0С либо в собранном, либо в разобранном виде. В первом случае длительность стерилизации 75, во втором — 60 мин. Собранные шприцы вместе с иглой стерилизуют в пробирке, закрытой ватной пробкой, разобранные заворачивают в бумагу или ткань.

Можно стерилизовать шприцы и в автоклаве при 1 атм в течение 15-20 мин. Автоклавируют их только в разобранном виде, иначе они повреждаются.

Стерилизация газообразными веществами / Sterilization with gaseous substances

Лабораторную аппаратуру, имеющую зеркальное, оптическое и радиоэлектронное оборудование, а также изделия из термолабильных пластмасс, например центрифужные пробирки, стерилизуют газовым методом. Для газовой стерилизации применяются только те соединения, которые обладают спороцидными свойствами. Это оксид этилена, метилбромид, оксид пропилена, формальдегид, глютаральдегид, бета-пропиолактон, озон и др. Газовую стерилизацию проводят в специальных герметически закрывающихся аппаратах.

Стерилизуемые объекты, помещаемые в камеру, упаковывают как при стерилизации в автоклаве или сушильном шкафу. При проведении газовой стерилизации строго соблюдают правила работы с ядовитыми газообразными веществами. Стерилизация облучением Для стерилизации помещений, оборудования, некоторых медицинских принадлежностей, пищевых продуктов используют различные виды излучений: инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновские лучи, а-, Р- и у-лучи радиоактивных элементов. Чаще других в микробиологической практике используют ультрафиолетовое облучение. Мощность ультрафиолета измеряется в бактах. Доза УФ-излучения, губительная для различных видов микроорганизмов (кроме спор), составляет 5 мкб/см2

Методы и средства стерилизации — КиберПедия

Физический метод

Паровой Воздушный Глассперленовый Радиационный

Химический метод

Стерилизация в газовых Стерилизация в растворах

Стерилизаторах химических средств

Выбор метода стерилизации зависит от:

· Материалов, из которых изготовлено изделие

· Конструкции изделия

· Необходимости длительного сохранения стерильности

· Оперативности использования

Физические методы стерилизации

Преимущества физических методов стерилизации:

• надежность, удобство, оперативность
• возможность использования различных видов упаковок
• длительная сохранность стерильности в упаковках
• отсутствие необходимости удаления остатков химических веществ с изделий.

Паровой метод стерилизации — использование парового стерилизатора.

«Паровым стерилизатором»называют стерилизатор, в котором стерилизующим агентом является насыщенный пар под давлением.

Стерилизуют изделия из:

Режимы работы для стерилизаторов новых марок (ГОСТ 19569-89 «Стерилизаторы паровые медицинские. Общие технические требования и методы исследования»):

• 141 гр.+1 гр., время стерилизации 3 минуты
• 134 гр. +1 гр., время стерилизации 5 минут
• 126 гр. + 1 гр., время стерилизации 10 минут

Режимы работы для стерилизаторов старых марок:

• 2 ат 132 гр. 20 минут
• 1,1 ат 120 гр. 45 минут
• 0,5 ат 110 гр. 180 минут

Эффективность стерилизации в паровом стерилизаторе зависит от:

• правильного выбора упаковки
• соблюдения правил загрузки для свободного прохождения пара
• плотности загрузки биксов

Виды упаковок при паровой стерилизации

Бумажные пакеты склеиваются с 4 сторон:

• 10% клеем из поливинилового спирта
• 5% крахмальным клеем

Биксы перед укладкой:

• изнутри обрабатываются 0,5% раствором нашатырного спирта
• укладку изделий при целевой укладке производят справа налево, секторально, рыхло
• укладку изделий при видовой укладке производят рыхло

Воздушный метод стерилизации — использование воздушного стерилизатора

«Воздушный стерилизатор» —это стерилизатор, в котором стерилизующим агентом является горячий воздух.

Стерилизуют изделия из:

Режимы работы воздушных стерилизаторов новых марок

(ГОСТ 22649 — 83 «Стерилизаторы воздушные медицинские. Общие технические условия»):

• 200 гр.+ 3 гр., время стерилизации 30 минут
• 180 гр. + 3 гр., время стерилизации 40 минут
• 160 гр. +3 гр., время стерилизации 120 минут

Режимы работы воздушных стерилизаторов старых марок:

• 180 градусов 60 минут
• 160 градусов 150 минут

Эффективность воздушной стерилизации зависит от:

• равномерности распределения горячего воздуха в стерилизационной камере
• правильности загрузки аппарата
• правильного выбора упаковки

Виды упаковок при воздушной стерилизации

Во время стерилизации воздушным методом без упаковки:

• металлические изделия располагаются так, чтобы они не касались друг друга
• шприцы многоразового использования стерилизуются в разобранном виде

Загрузку и выгрузку из воздушных стерилизаторов желательно проводить при температуре в камере 40 –50 градусов, отсчет времени стерилизации производят с момента достижения температуры стерилизации.

Газовый метод стерилизации- использование газового стерилизатора

«Газовый стерилизатор» — стерилизатор, в котором стерилизующим агентом является газ.

Для стерилизации используются газы:

• окись этилена
• смесь ОБ (смесь окиси этилена с бромистым метилом в соотношении 1 : 2,5)
• пары формалина (формальдегид в 80% этиловом спирте)

Газы (как холодный метод стерилизации) используют для стерилизации:

• термолабильных изделий
• изделий из металла
• стекла
• хлопка

Эффективность газовой стерилизации зависит от:

• соблюдения правил загрузки стерилизатора (не более, чем на 2/3 объема)

Стерилизация прокаливанием в пламени. Стерилизация сухим жаром.

Стерилизация прокаливанием в пламени и стерилизация сухим жаром относятся к однократным методам тепловой стерилизации.

В пламени спиртовки, газовой горелки (до красного каления, t⁰1560⁰) стерилизуют бактериологические петли, мелкие металлические инструменты.

Cтерилизацию сухим жаром производят в воздушном стерилизаторе, который представляет собой металлический шкаф с двойными стенками, снаружи обшитый материалом, плохо проводящим тепло (например, асбестом).

Современные стерилизаторы имеют автоматический терморегулятор. Нагретый воздух циркулирует в пространстве между стенками и выходит наружу через специальные отверстия. В верхней стенке шкафа имеется отверстие для термометра.

Метод основан на бактерицидном действии нагретого до 160-180°С воздуха в течение 150- 60 мин. При более высокой температуре происходит обугливание ватных пробок, бумаги, в которую завернута посуда, а при более низкой температуре требуется больший срок стерилизации.

Стерилизуемый материал, режим стерилизации в воздушном стерилизаторе:

1) стеклянные, металлические, фарфоровые предметы, предварительно завернутые в бумагу и закрытые ватно-марлевыми пробками для сохранения стерильности (после извлечения их из стерилизатора), — при температуре 160-170°С 45 мин.;

2) термостойкие порошкообразные лекарственные средства (тальк, белая глина, окись цинка) при температуре 180-200°С 30-60 мин.;

3) минеральные и растительные масла, жиры, ланолин, вазелин, воск, — при температуре 180-200°С 20-40 мин.

По окончании стерилизации шкаф открывают только после его остывания, иначе стеклянная посуда может потрескаться из-за резкой смены температуры.

Стерилизация паром под давлением, устройство автоклава, режим стерилизации, стерилизуемый материал.

Стерилизация паром под давлением относится к однократным методам тепловой стерилизации. Это один из наиболее эффективных методов стерилизации, широко применяется в микробиологической практике. Её проводят в автоклаве.

В основу устройства автоклава положен принцип кипячения воды в замкнутом пространстве.

Автоклав состоит из двух цилиндрических металлических котлов, вставленных друг в друга, с герметически закрывающейся крышкой, завинчивающейся винтами; снабжен манометром, паровыпускным краном, предохранительным клапаном, водомерным стеклом.

автоклав горизонтальной автоклав вертикальной

конструкции конструкции

Наружный котел — водопаровая камера, внутренний — стерилизационная. В верхней части стерилизационного котла – отверстие, через которое проходит пар из водопаровой камеры. Манометр служит для определения давления в стерилизационной камере. Нормальное атмосферное давление 760 мм рт. ст. принимается за 0. Между показателем манометра и температурой существует определенная зависимость : 0,5 атм. соответствует температуре 112 °С; 1-1,1 атм. – 119-121°С; 2 атм. – 134°С.

Предохранительный клапан служит для защиты автоклава от чрезмерного повышения давления. При превышении заданного давления клапан автоматически открывается и выпускает лишний пар, мешая подъему давления выше заданного.

Перед стерилизацией в автоклав наливают воду, уровень которой контролируют по водомерному стеклу. Поместив в автоклав стерилизуемый материал, плотно завинчивают крышку, оставляя открытым паровыпускной кран; включают нагрев.

После закипания воды кран закрывают лишь тогда, когда будет вытеснен весь воздух. При этом пар будет идти непрерывной сильной сухой струей. Если закрыть кран раньше, показания манометра не будут соответствовать нужной температуре (воздух плохой проводник тепла).

После закрытия крана в котле постепенно повышается давление. Начало стерилизации – тот момент, когда стрелка манометра показывает заданное давление.

Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивает высокую эффективность этой стерилизации, при которой погибают самые стойкие споровые бактерии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Мой научный блог — Исследования и статьи: СТЕРИЛИЗАЦИЯ / КОНТРОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Следует помнить, что микроорганизмы присутствуют повсеместно и, если им будет предоставлена ​​возможность, они заразят все, каждое оборудование, используемое для исследования. При выделении микроорганизмов для детального изучения необходимо проявлять максимальную осторожность, чтобы избежать загрязнения.

Необходимо удалить или убить все микроорганизмы с оборудования и сред, используемых для микробиологических работ, чтобы исключить или уменьшить возможность нежелательного попадания загрязнителей в них впоследствии.Все оборудование, такое как стеклянная посуда, скальпели, иглы, щипцы и т. Д., А также среды для культивирования микроорганизмов необходимо тщательно стерилизовать с соблюдением принципов асептики.

Определение терминов в стерилизации

Стерилизация : означает полное уничтожение всех форм нежелательной микробной жизни. Стерильный объект в микробиологическом смысле свободен от всех живых микроорганизмов. Значение этих терминов стерильный и стерилизация является абсолютным.Не существует такого понятия, как «практически бесплодный» или «почти стерильный»; она либо стерильна, либо не стерильна.

Дезинфекция: означает уничтожение (уничтожение) патогенных микроорганизмов.

Дезинфицирующее средство : представляет собой средство, обычно химическое, которое используется для уничтожения (уничтожения) возбудителей болезней.
Гермицид (микробицид): агент, убивающий живые микроорганизмы, но не обязательно их устойчивые споры. На практике гермицид — это почти то же самое, что и дезинфицирующее средство, но гермициды обычно используются для всех видов микроорганизмов и в любом месте.

Бактерицид (микробицид): средство, убивающее бактерии.

Фунгицид (прил. Фунгицидный): средство, убивающее грибки.

Вируцид (прил. Вирулицидный): агент, убивающий вирусы.

Спорицид (прил. Спорицидный): агент, убивающий споры.

Дезинфицирующее средство : средство, снижающее микробную популяцию до безопасного уровня. Обычно это химический агент, убивающий 99,9% растущих бактерий.Обычно их наносят на неодушевленные предметы и обычно используют для ежедневного ухода за оборудованием, посудой и т. Д.

Антисептик : средство, противодействующее сепсису. Последнее слово происходит от греческого языка и означает «гниение, разложение, разложение». Антисептик должен обладать свойством предотвращать размножение микроорганизмов (то есть останавливать рост). Это может быть гораздо более слабое средство, чем дезинфицирующее средство, потому что последнее фактически уничтожает микроорганизмы.

Бактериостат (прил.бактериостатический): средство, останавливающее рост бактерий. Фунгистат (прил. Фунгистатик): средство, останавливающее рост грибов.

Ингибитор : агент, который просто замедляет, но не обязательно предотвращает рост микроорганизмов.

Противомикробный: агент, препятствующий росту, то есть замедляющий рост микроорганизмов.

Антибактериальный : агент, замедляющий рост бактерий.

Противогрибковое: средство, замедляющее рост грибков.

Антивирус: агент, замедляющий рост вирусов.

Antispores : агент, замедляющий рост спор.

Антипатоген : агент, замедляющий рост патогенов.

СПОСОБЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ

Существует много методов стерилизации, но большинство из них подпадают под широкую классификацию физических, химических и газовых.

A. Физические методы стерилизации

Физический метод стерилизации включает высокую температуру, низкую температуру, осушение, облучение, фильтрацию, осмотическое давление и т. Д.

1. Нагрев / высокая температура

1. 1. Сухой нагрев

(a) Пылающий

Мелкие предметы, например, петли и иглы для инокуляции, которые трудно повредить теплом, являются стерилизовать, бросая их в тускло-красный огонь, нагревая до температуры, достаточно высокой, чтобы уничтожить любые организмы, присутствующие на поверхности. При стерилизации иглы для переноса необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить разбрызгивание (разбрызгивание), поскольку отлетающая капля может нести жизнеспособные организмы. в пламя.

(b) Стерилизация горячим воздухом

Автоклавирование не рекомендуется для стерилизации стеклянной посуды, поскольку стеклянная посуда остается влажной после такой стерилизации. Сначала их тщательно просушивают, заворачивают в коричневую бумагу, а затем подвергают воздействию горячего воздуха в электрической или газовой духовке при температуре 160 ° C в течение двух часов. Этой обработки достаточно для полной стерилизации, поскольку при этой температуре происходит разрушение всех живых клеток и жизнеспособных спор из-за деструктивного окисления содержимого клеток.Равномерное нагревание зависит от правильной загрузки духовки. Дальнейшее повышение температуры может привести к обугливанию бумаги или ватной пробки.

Стерилизатор горячим воздухом (печь с горячим воздухом)

Стерилизатор горячим воздухом — это печь, работающая от электроэнергии и используемая для стерилизации стеклянной посуды, например, чашек Петри, колб, пробирок, пипеток в микробиологических лабораториях . Стенки стерилизатора изготовлены из нержавеющей стали или алюминия и сконструированы таким образом, что передача тепла изнутри наружу полностью предотвращена.
Духовка состоит из большой камеры, в которой хранятся стерилизуемые материалы. Внизу печи установлен вентилятор, который заставляет пар из горячего сухого воздуха циркулировать через камеру, что приводит к повышению температуры в камере для стерилизации материалов. Для регистрации температуры духовки установлен термометр. При температуре 160 ° C стеклянная посуда стерилизуется за два часа.

Стерилизатор горячего воздуха

Стена диффузора Воздуходувка

1.2. Влажное нагревание

Влажное нагревание более эффективно при стерилизации, чем сухое нагревание, потому что теплопроводность менее быстрая, процесс занимает намного больше времени и уровень смертности ниже при сухом тепле по сравнению с влажным теплом.
Питательные среды, водные растворы, ткани, резина и другие материалы, которые могут быть разрушены при сухом нагревании, стерилизуют влажным нагреванием. Ниже приведены обычно используемые методы стерилизации влажным теплом.

(a) Поток пара

Поток пара или острого пара обычно осуществляется в паровом стерилизаторе Arnold или другом подобном аппарате, который позволяет пару вступать в контакт с стерилизуемым материалом.Стерилизатор Arnold состоит из поддона, частично заполненного водой, часть которого находится между слоями двойного дна. Эта вода между дном вскоре достигает температуры кипения, когда ее помещают над пламенем, и вытесняется через подходящие отверстия в поддоне наверху так же быстро, как и испаряется.

Пар выходит через большое отверстие в центре и, наконец, выходит через отверстие вверху или вокруг дверей. Острый пар имеет температуру 100 ° C, и однократное воздействие в течение 90 минут может удовлетворительно стерилизовать материалы.

(b) Тиндаллизация или периодическая стерилизация

Некоторые среды, содержащие желатин, молоко и сахар, подвергаются неблагоприятному воздействию нагревания при высокой температуре, поэтому было бы разумно использовать периодическую (также называемую «фракционной») стерилизацию. с помощью ранее описанного парового стерилизатора Arnold. Этот метод включает нагревание материала при 100 ° C в течение 30 минут в течение трех дней подряд с периодами инкубации между ними.

Устойчивые споры прорастают во время инкубационного периода; новообразованные вегетативные клетки разрушаются при последующем воздействии тепла.Недостатком этого процесса является то, что он требует много времени, и непитательный раствор нельзя стерилизовать этим методом, поскольку устойчивые споры могут не прорасти, но оставаться в состоянии покоя в таком растворе.

(c) Пар под давлением

Этот метод полезен для стерилизации сред, а также аппаратов. Лабораторное устройство, предназначенное для использования пара под регулируемым давлением, называется автоклавом . Автоклав — неотъемлемая часть оборудования любой микробиологической лаборатории.

Автоклав
Автоклав — это лабораторное оборудование, используемое для стерилизации сред и аппаратов паром под давлением. Есть разные типы автоклавов; принцип действия одинаков для всех видов. Пар может образовываться во внутреннем цилиндре, слыша воду. Давление пара внутри цилиндра увеличивается со временем нагрева. Повышение давления показывает манометр.

Давление пара повышает температуру внутри до желаемого уровня.Давление, которое обычно может развиваться внутри, превышает атмосферное давление на 15 фунтов / дюйм ² , что эквивалентно температуре 121 ° C (250 ° F) на уровне моря.

Воздействия в течение 15 минут при этой температуре достаточно для стерилизации любой среды, если приняты все меры предосторожности. Однако время работы при температуре или давлении, необходимом для достижения полной стерильности, зависит от природы стерилизуемых материалов, типа контейнера и объема материалов.

Автоклав

Принцип
Пар может образовываться во внутреннем цилиндре автоклава за счет нагрева воды. Давление пара внутри цилиндра увеличивается со временем нагрева, и количество пара отключается. Возникающее внутри давление можно определить по манометру.

Обычно автоклав работает при давлении около 15 фунтов / дюйм2 (121 ° C). Время операции для достижения стерильности зависит от природы стерилизуемого материала, типа контейнера и объема.Например, пробирки с жидкой средой можно стерилизовать за 10-15 минут при 15 фунт / дюйм2 (121 ° C), для той же среды в количестве 10 литров потребуется час или более при той же температуре для полной стерилизации.

По истечении заданного времени воздействия пара под давлением подача тепла прекращается, а давление пара в автоклаве снижается до нуля перед открытием крышки для удаления стерилизованных материалов.

Стерилизация пробирок, содержащих жидкую среду

Периоды воздействия, необходимые для водных растворов или жидкостей в различных контейнерах, обеспечивающие разумный коэффициент безопасности для стерилизации в автоклаве