Микробиология. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие

паром и из выпускного клапана пойдет насыщенный «сухой пар», крышку герметично закрывают. Пар доводят до нужного для стерилизации давления, которое определяют по имеющемуся на автоклаве манометру, и проводят стерилизацию в течение 20 мин. По окончании стерилизации автоклав отключают, ждут, пока давление не снизится до нуля, выпускают постепенно пар и открывают автоклав. Для контроля надежности работы автоклава и режима стерилизации применяют физические, химические методы и бактериологические тест-объекты.

Рис. 1. Автоклав для стерилизации насыщенным паром

Рис. 2. Промышленный автоклав

11

В автоклаве обычно стерилизуют при давлении 1–1,5 атм различные питательные среды, растворы, белье, резину, перевязочный материал. При давлении 2 атм обеззараживают инфицированный материал и отработанные культуры микробов. Стерилизация в автоклаве вазелина, масла, песка малоээфективна, так как в них пар проникает плохо или совсем не проникает. Некоторые питательные среды, например содержащие сахар, нельзя стерилизовать паром под давлением, так как они карамелизуются. Такие среды стерилизуют текучим паром.

Стерилизация текучим паром проводится в аппарате Коха (рис. 3) или в автоклаве при незавинченной крышке и открытом выпускном кране. На дно аппарата Коха наливают воду и нагревают до 100 0С. Образующийся пар движется вверх через заложенный материал, стерилизуя его. Однократное действие паров воды не убивает споры, поэтому проводят дробную стерилизацию – 3 дня подряд по 30 мин. Споры, не погибшие при первом прогревании, к следующему дню прорастают в вегетативные формы и погибают при втором и третьем прогреваниях.

Рис. 3. Аппарат Коха

Для веществ, которые разрушаются при температуре 100 0С, например жидкостей, содержащих белок, применяется дробная стерилизация – тиндализация. При этом стерилизуемое вещество прогревают на водяной бане в течение часа при 56–60 0С на протяжении 5–

12

6 дней. Чтобы избавиться от вегетативных форм микроорганизмов, применяется пастеризация – однократное прогревание при 70 0С в течение 30 мин с последующим быстрым охлаждением и хранением на холоде, чтобы не проросли споры. Этот метод применяется для обеззараживания молока.

1.3.2. Химический метод стерилизации

Химическая стерилизация проводится в тех случаях, когда объекты нельзя подвергать воздействию высоких температур. Например, таким способом стерилизуют медицинскую аппаратуру, инструменты, питательные среды в микробиологии. Химическая стерилизация используется при обработке приборов, аппаратов, сложных оптических систем, крупногабаритных изделий, изделий из титана, полимерных смол, резин. Химическое вещество, используемое для стерилизации, должно быть не только токсичным, но и летучим для быстрого исчезновения из простерилизованного объекта.

Применяется стерилизующий газ, в частности окись этилена, температура кипения которого 10,7 0С. При химической стерилизации используют газы и средства из различных химических групп (перекисные, фенольные, галоидосодержащие, альдегиды, щелочи и кислоты, поверхностно-активные вещества и др.). Можно использовать следующие средства:

−бианол– 20 % раствор однократного применения, время экспозиции 600 минут;

−лизоформин-3000 – 8 % раствор, при температуре 40 0С, однократного применения, время экспозиции 60 минут;

−сайдекс – готовый раствор, годен в течение 14 сут, время экспозиции 240–600 мин;

−деконекс 50 Плюс – 8 % раствор, температура 50 0С, однократного применения, время экспозиции 60 мин;

−гигасепт ФФ – 10 % раствор, однократного применения, время экспозиции 600 мин.

Для химических средств применяют стерильные емкости из стекла, термостойких пластмасс, выдерживающих стерилизацию паровым методом, из металлов, покрытых эмалью. Температура растворов, за исключением специальных режимов применения перекиси водорода и

13

средства «Лизоформин 3000», должна быть не менее 20 0С для альдегидсодержащих средств и не менее 18 0С – для остальных средств.

Для использования в быту выпускаются моющие, чистящие, отбеливающие и другие средства, оказывающие противомикробное действие за счет введения в их состав различных химических веществ. Эти препараты используются для очистки и обеззараживания санитар- но-технического оборудования, посуды и белья.

1.3.3. Радиационный метод стерилизации

Использование радиации для обеспложивания объектов, нуждающихся в консервации и предназначенных для медицинского применения, называется радиационной стерилизацией. При лучевой стерилизации обеспложивание достигается без высокой температуры, поэтому радиационную или лучевую стерилизацию называют также холодной. Радиоактивное излучение убивает все виды микроорганизмов как в вегетативных, так и в споровых формах.

Метод радиостерилизации должен удовлетворять двум требованиям: 1) облучение должно оказывать на микроорганизмы с разной радиочувствительностью бактерицидное действие; 2) радиостерилизация не должна изменять качеств и свойств обрабатываемых объектов.

Радиоактивное излучение широко применяется для стерилизации на предприятиях, выпускающих стерильную продукцию и стерильные изделия медицинского назначения одноразового пользования, для дезинфекции сточных вод и сырья животного происхождения. Ионизирующие излучения используют также для производства вакцин

истерилизации токсинов. Вместе с тем внедрение лучевой стерилизации в практику затруднено в связи с необходимостью значительных затрат на строительство специальных радиационных установок и закупку радиоактивных источников, стоимость которых остается пока повсеместно очень высокой.

Стерилизация ионизирующим излучением происходит за счет бактерицидного действия гамма-лучей. Ее осуществляют в специальных установках мощными защитными приспособлениями. Источником лучей являются долгоживущие изотопы кобальта-60 и цезия-137. Стерилизацию проводят на гамма-установках, ускорителях электронов

идругих установках с ионизирующим излучением в дозе 25 кГр в конечной упаковке.

14

Ультрафиолетовыми лучами стерилизуют воздух, рабочие поверхности, приборы и аппараты асептического блока по индивидуальным рецептам и требованиям с применением бактерицидных облучателей. Облучатели снабжены открытыми лампами для быстрой дезинфекции воздуха и поверхностей в отсутствие персонала (за 1–2 ч до начала работы) и закрытыми (экранированными), устанавливаемыми не ниже 2 м от пола, – для облучения верхних слоев воздуха в присутствии персонала. Экранированные лампы могут работать до 8 ч в сутки.

При использовании бактерицидных ламп для санации воздуха необходимо учитывать вредное воздействие длительного облучения на человека. Применение неэкранированных бактерицидных ламп в присутствии людей не допускается. Вход в помещение разрешается только после отключения неэкранированной бактерицидной лампы, а длительное пребывание в указанном помещении – не ранее чем через 15 мин после отключения облучателя. При работе с бактерицидными лампами глаза должны быть защищены очками из темного стекла, руки – перчатками, лицо – марлевой повязкой.

Для обеззараживания очищенной воды используют лампу, помещенную в начале трубопровода в трубку из стекла особого состава. Стерилизация с помощью ультрафиолетового облучения лекарственных веществ в штангасах и их растворов в ампулах, флаконах, бутылках невозможна, так как обычное стекло поглощает ультрафиолетовое излучение.

1.3.4. Фильтрационный метод стерилизации

Стерилизация фильтрованием через бактериальные фильтры применяется для обеззараживания жидкостей, которые портятся при нагревании. Этот метод также применятся в тех случаях, когда необходимо отделить бактериальные клетки от растворимых продуктов их жизнедеятельности (например, эндотоксинов). Фильтрационный метод применяется для обеззараживания инфузионных растворов лекарственных препаратов. Бактериальные фильтры изготавливают из фарфора, каолина, мелкопористого стекла, асбеста, целлюлозы и нитроклетчатки.

Бактериальные клетки оседают на стенках пор фильтров при пропускании жидкостей через фильтровальные приборы. В процессе стерилизации фильтрационным способом имеют значение размеры

15

пор материалов, используемых в фильтре. Размер пор фильтров разный, поэтому механические включения, микроорганизмы задерживаются на пересечении волокон и адсорбируются. Чем толще фильтр, тем больше задерживается им частиц. Однако нарушение температурного режима, изменение столба жидкости, pH, удар могут привести к проникновению микроорганизмов и загрязнению профильтрованных растворов. Кроме того, при длительной фильтрации растворов (более 8 ч) в глубине фильтра микроорганизмы могут прорастать, что приводит к контаминации раствора. Отрыв волокон фильтра из асбеста или стекловолокна также вызывает загрязнение фильтрата. Поэтому фильтры из стеклянных и асбестовых волокон для стерилизации инъекционных растворов к применению запрещены.

Фильтры из керамики или из фарфора представляют собой полые цилиндры, запаянные с одной стороны, с размером пор 3–4 мкм. Фильтрация через них возможна под давлением, а чаще – с использованием вакуума. Процесс фильтрации длительный, фильтры трудно очищать от механических включений и микроорганизмов, лекарственных веществ, в глубине стенок фильтра возможно развитие микрофлоры. При появлении в них невидимых микротрещин возникает опасность микробного загрязнения растворов.

Стеклянные фильтры с размером пор около 2 мкм изготавливают из сваренных стеклянных зерен в виде пластинок или дисков, закрепленных в стеклянных сосудах. Фильтрация через них осуществляется под разрежением. Стеклянные фильтры хрупкие, в процессе работы возможны сколы частиц и попадание стеклянной пыли в раствор, поэтому необходима последующая мембранная фильтрация, а для защиты фильтров от крупных частиц перед ними устанавливают предфильтр из ваты и марли. Все это затрудняет применение стеклянных фильтров в аптечной практике.

Фильтры из волокнистых материалов (ваты медицинской, фильтровальной бумаги с величиной пор 19 мкм, марли, материалов из ткани, сетки из натурального шелка, синтетических волокон, стекловолокон, асбеста и др.). Толщина этих фильтров 2–6 мм, они устойчивы к высоким температурам, фильтрация с их использованием высокопроизводительна.

Для фильтрации стерильных растворов объемом не менее 100 мл в настоящее время используют «Комплект фильтрующий погружной П-40М», фильтрующие и процеживающие элементы которого выполнены из специальной тканой металлической мелкоячеистой сетки,

16

имеющей металлическую окантовку. В последнее время глубинные фильтры вытесняются мембранными.

Мембранные фильтры характеризуются ситовым механизмом задержания микроорганизмов и постоянным размером пор. Полупроницаемые мембранные фильтровальные элементы изготавливают из эфиров целлюлозы (АЦ, ЭЦ, нитроцеллюлозы), регенерированной целлюлозы, ПВХ, акрила, нейлона и других полимеров методом спекания, отливки, растягивания. Мембраны для фильтрующей стерилизации – тонкие полимерные диски разных диаметров, толщиной 10– 30 мкм, с размером пор 0,1–10 мкм. В фармацевтической технологии применяют:

−мембранные фильтры «Владипор» из ацетата целлюлозы типа

сразмерами пор 0,25–0,35 и 0,35–0,45 мкм;

−мембраны марки МФА-А № 1, задерживающие частицы размером 0,2 мкм и более; марки МФА-А № 2 размером 0,5 мкм и более (применяют для фильтрации воды);

−мембраны «Владипор» типа МФЦ на основе регенерированной целлюлозы 0,15-, 0,2-, 0,45-, 0,6-мкм;

−фильтрационные капроновые мембраны «Мифил» с размером пор 0,2 мкм;

−полиядерные лавсановые фильтры 0,02–5-мкм;

−мембраны «Владипор» типа МФА-МА № 1–10 с размером пор от 0,05 до 1 мкм (для фильтрации воды).

Мембранные фильтры можно стерилизовать насыщенным паром или с применением антисептиков. Преимущества стерилизации фильтрованием: высокая производительность фильтрующих установок; удобство в работе (по сравнению с тепловой и химической стерилизацией); безопасность для персонала; сохранение свойств лекарственных веществ.

1.4. Дезинфекция и антисептика

Дезинфекция (de – устранение, urnetiid – заражение) – это комплекс мероприятий, направленных на уничтожение патогенных микроорганизмов в окружающей человека среде. Дезинфекция проводится с целью профилактики распространения инфекций. Мероприятия по дезинфекции осуществляются в медицинских учреждениях, в местах об-

17

щественного пользования, пищевых объектах, местах торговли пищевыми продуктами, лабораториях, в сооружениях водоснабжения и др.

Очаговая дезинфекция проводится в том месте, где находится инфекционный больной (в больнице или дома). Текущая дезинфекция необходима для обеззараживания предметов, с которыми соприкасался больной (мебель, посуда, одежда и т. д.).

Дезинфекция проводится механическими, физическими и химическими способами. Механические способы включают мытье рук, проветривание и влажную уборку помещения, стирку белья. Физические способы дезинфекции: кипячение, сжигание, автоклавирование. Химическая дезинфекция проводится с применением специальных химических средств, вызывающих гибель микроорганизмов, – дезинфицирующих средств.

Асептика – это способ предупреждения попадания микробов в рану путем уничтожения их на всех предметах, соприкасающихся с раной, например, при оперативных вмешательствах (на руках хирурга, перевязочном материале и др.), физическими и химическими средствами. Проводится обработка рук хирургов, медицинского персонала перед контактом с пациентами, а также обработка операционного поля.

Антисептика (anti – против, septicas – гнилостный) – комплекс лечебно-профилактических мероприятий, направленных на борьбу с микробами в ране, снижение интоксикации организма, вызванной микробным заражением раны, и повышение защитных сил.

2. ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИЕ И АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Воздействие дезинфицирующих и антисептических средств на микроорганизмы может либо вызывать их гибель, либо тормозить их развитие и размножение. В основе механизмов действия дезинфектантов и антисептиков лежат изменения рН среды, дегидратация микробных клеток, нарушения процессов окисления, синтеза белков и денатурация белков микробных клетках.

Основные механизмы антимикробного действия следующие:

−деструктивный;

−окислительный;

−мембраноатакующий;

−антиметаболический и антиферментный механизмы.

18

Деструктивный (разрушающий) механизм характерен для 95 % этилового спирта, высоких концентраций фенола, галогенов, кислот и щелочей, некоторых солей тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ (ПАВ) с выраженными детергентными свойствами. Все эти вещества обладают широким спектром действия и вызывают гибель микробов.

Окислительный механизм имеют перекись водорода, перманганат калия, галогены. Они также обладают широким спектром действия и вызывают гибель микробов.

Мембраноатакующий механизм заключается в способности воздействовать на мембраны микробов (повышать их проницаемость, нарушать транспорт веществ через мембрану). Такой механизм действия имеют детергенты, имидазольные препараты, антибиотики полимиксины и грамицидин.

Антиметаболический механизм заключается в том, что используемые вещества являются структурными аналогами нормальных метаболитов (аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований) и вступают вместо них в реакции, в которых участвуют данные метаболиты. Так, например, сульфаниламиды являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты. Антиферментное действие характерно для 8-оксихинолинов.

Современные дезинфицирующие средства должны отвечать ряду требований:

−обладать широким спектром действия;

−оказывать микробоцидное действие, вызывать гибель микроорганизмов в кратчайшие сроки;

−быть хорошо растворимыми в воде или образовывать с ней или воздухом стойкие активные суспензии, эмульсии, аэрозоли;

−сохранять активность в обеззараживаемой среде и в присутствии органических веществ;

−быть нетоксичными или малотоксичными для человека и животных;

−не иметь резкого неприятного запаха;

−не портить обеззараживаемые предметы.

Дезинфицирующие средства чаще применяют в виде растворов или суспензий в определенных концентрациях, придерживаясь соблюдения сроков годности.

К антисептикам предъявляются следующие требования. Они должны:

− обладать широким спектром действия;

19

−оказывать микробоцидное действие (для обработки рук хирурга, операционного поля);

−быть хорошо растворимыми в липидах и плохо в воде (хорошая растворимость в липидах способствует накоплению антисептика в месте нанесения, а хорошая растворимость в воде затрудняет создание противомикробной концентрации на достаточное время);

−быть нетоксичными и не вызывать аллергию.

Кроме того, желательно, чтобы используемое антисептическое средство не окрашивало обрабатываемые объекты, было устойчиво к свету и температуре, сохраняло активность при хранении и стерилизации, а также в присутствии органических веществ.

Пути повышения эффективности средств для дезинфекции и антисептиков:

1. Подготовка объектов для дезинфекции (в частности, очистка и влажная уборка помещений с последующим подсушиванием).

2.Соблюдение технологических циклов проведения дезинфекции (соблюдение концентрации действующего вещества в дезинфицирующем растворе, соблюдение сроков экспозиции, температурного режима и т. д.).

3.Применение комбинаций дезинфицирующих средств (нескольких средств с разным механизмом действия).

4.Использование горячих растворов средств для дезинфекции (повышение температуры приводит к усилению дезинфицирующих свойств).

5.Применение дезинфицирующих средств в форме аэрозолей, пен (уменьшение расхода дезинфектанта при неизменном эффекте).

6.Контроль качества дезинфекции.

2.1. Соединения металлов

Соединения металлов оказывают как антимикробное, так и местное действие на ткани организма (вяжущее, раздражающее, прижигающее). Действие солей тяжелых металлов зависит от способности ионов металлов при взаимодействии с белками образовывать альбуминаты. В качестве второго продукта этой реакции выделяется свободная кислота. Чем выше плотность образующихся альбуминатов, тем в большей степени выражено вяжущее действие. Наиболее плот-

20