Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1529_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана.pdf
Влага делает возможной жизнь и облегчает ее уничтожение
С одной стороны, влага — основа жизни. С другой стороны,
наличие влаги облегчает инактивацию организмов. Таким образом,
присутствие или отсутствие влаги оказывает огромное влияние на
жизнь и на ее инактивацию. Причина, по которой необходимо
различать зоны риска инфекции, а также того, что споры трудно
инактивировать, кроется в наличии либо отсутствии влаги в спорах и
вокруг них:
1.
Причины различия зон риска: отсутствие достаточного
количества влаги вблизи зон низкого риска (на неповрежденной
коже) делает их неопасными. Зоны среднего риска также не могут
быть благоприятной средой для прорастания большинства
спор.
Присутствие влаги в окружении зон высокого риска (под кожей)
позволяет им прорастать, определяя высокий риск инфекции.
2.
Споры так трудно уничтожить по следующей причине:
отсутствие влаги внутри спор затрудняет их инактивацию.
Присутствие влаги
Отсутствие влаги
1.
Позволяет спорам с легкостью
прорастать.
2.
Облегчает инактивацию
микроорганизмов
1.
Затрудняет прорастание спор
2.
Затрудняет инактивацию
любых микроорганизмов
2.4.4.
Уничтожение микроорганизмов
На использовавшемся при хирургической операции
оборудовании могут находиться миллионы микроорганизмов – это
высокая биологическая нагрузка.
Если у прооперированного больного было инфекционное
заболевание или это была «грязная» операция (например, хирурги
зашивали отверстия в кишечнике, вызванные брюшным тифом), то
количество микроорганизмов на инструментах и материалах будет
просто огромным. При очищении большинство их будет смыто, но
некоторое количество все же останется на оборудовании.
В результате достаточного длительного нагревания эти микробы
погибнут. Но они не гибнут все вместе в один и тот же момент. В
природе все индивиды различны. Среди животных бывают более
сильные и более слабые, например, лев сильнее и быстрее антилопы.
59
Но и среди львов найдется один, который будет сильнее всех. К
тому же одни животные переносят жару лучше других. Одним
животным удается выживать в жаре достаточно долго, другие гибнут
раньше. То есть они имеют разную устойчивость к жаре.
Аналогично бывают слабые и сильные микроорганизмы, в том
числе, в пределах одного и того же вида. При воздействии высоких
температур слабые организмы умрут раньше. Более сильные будут
способны дольше выдерживать высокие температуры. Итак, не все
организмы могут быть уничтожены в одно и то же время.
Разные виды микроорганизмов имеют разную устойчивость к
высоким температурам. Поэтому при воздействии нейтрализующего
агента на популяцию микроорганизмов одного вида не все они гибнут
в одно и то же время.
2.4.4.1.
Коэффициент гибели микроорганизмов
Исследования показывают, что процентная доля
микроорганизмов, нейтрализуемых за каждую минуту(или другую
единицу времени) воздействия высокой температурой от их общего
количества в начале каждой новой минуты, — величина постоянная.
Например, при воздействии паром при температуре 120°C на
популяцию некого микроорганизма каждую минуту нейтрализуется
9/10 (90 %) микроорганизмов популяции.
Ниже в таблице представлены число уничтоженных и число
выживших микроорганизмов данного типа после нескольких
последующих минут высокотемпературного воздействия на
популяцию численностью в 1 000 000.
В представленной ниже таблице число выживших
микроорганизмов в определенный момент становится менее 1.
Например, после 7-й минуты это число составляет 0,1. Это означает,
что после 7-й минуты есть вероятность того, что в одном из десяти
испытаний окажется один выживший. То есть можно сказать, что,
если в течение 7 минут воздействовать нейтрализующим агентом на
10 продуктов с одинаковым числом организмов на них, то на одном
продукте останется один выживший.
60
Таблица
Число погибших и выживших микроорганизмов в результате
высокотемпературного воздействия
Минута
Число живых
организмов в
начале новой
минуты
Число уничто-
женных орга-
низмов за одну
минуту
Число выживших
организмов
в конце каждой минуты
1
1.000. 000
900. 000
100,000
10
5
2
100. 000
90. 000
10,000
10
4
3
10. 000
9. 000
1,000
10
3
4
1.000
900
100
10
2
5
100
90
10
10
1
6
10
9
1
10
0
7
1
0,9
0.1
-1
8
0.1
0.09
0.01
-2
9
0.01
0.009
0.001
-3
10
0.001
0.0009
0.0001
-4
11
0.0001
0.00009
0.00001
-5
12
0.00001
0.000009
0.000001
10
-6
В течение каждой минуты уничтожается 90% популяции. Предмет, на
котором находилась эта популяция, будет стерильным после 12-й
минуты.
2.4.4.2.
Параметр D: десятикратное уменьшение
числа жизнеспособных спор
Другой способ обозначения скорости уничтожения – по времени,
необходимому для уничтожения 90% организмов. Таким образом, по
истечении этого времени выживает 1/10 первоначальной популяции.
Иначе говоря, число жизнеспособных организмов уменьшается в 10
раз. Это время называют временем десятикратного уменьшения
числа жизнеспособных спор, или параметр D. У каждого типа
микроорганизма свой параметр D.
Параметр D: время в минутах, необходимое (при определенной
температуре) для сокращения числа жизнеспособных
микроорганизмов в 10 раз. Картина инактивации микроорганизмов,
представленная в Таблице, может быть изображена в виде графика.
61
По горизонтальной оси отложено время воздействия, по
вертикальной оси – численность популяции. Каждое деление на
шкале отражает определенное заданное число. Это называется
линейной шкалой.
Число организмов быстро уменьшается. Уже после нескольких
минут число выживших равно нулю. Однако приведенные в таблице
данные свидетельствуют: еще есть вероятность того, что осталось
несколько выживших.
Эта вероятность может стремиться к нулю, но с точки зрения
целей стерилизации этого недостаточно. Такой график недостаточно
точен для отображения результатов стерилизации. Поэтому
микробиологи используют другую шкалу для отображения
сокращения популяции микроорганизмов.
Таблица
Параметр D для некоторых микроорганизмов при
воздействии на них насыщенным паром (при 121°C)
Микроорганизм
D
121
(мин)
Clostridium botulinum
0,204
Clostridium sporogenes
0,8-1,4
Споры Geobacillus stearothermophilus
2,0
Споры Bacillus atrophaeus
0,5
Bacillus cereus
0,007
В таблице представлен параметр D для некоторых
микроорганизмов при воздействии на них насыщенным паром (при
121°C). Как видим, особой устойчивостью к воздействию высоких
температур обладает G. Stearothermophilus.
2.4.4.3.
Логарифмическое уменьшение
При воздействии на популяцию нейтрализующим агентом в
течение периода, равного времени десятикратного уменьшения числа
жизнеспособных спор для данного агента, число выживших
микроорганизмов сокращается до 1/10. Коэффициент уменьшения =
10 = 10
1
.
Иначе говоря, логарифмическое уменьшение популяции
равняется 1. Когда популяция уменьшается до 1/100 (коэффициент
уменьшения = 100 = 10
2
), говорят, что логарифмическое уменьшение
62
равняется 2. Log происходит от слова логарифм, математическая
функция.
Логарифм x по основанию b для числа y это степень (экспонента),
в которую должно быть возведено основание, чтобы получить в
результате y. x = log
b
(y). Например: для числа 1000: log
10
(1000) = 3
(так как 10
3
=1000).
При уменьшении до1/1000 (коэффициент уменьшения = 1000 =
10
3
) логарифмическое уменьшение равняется 3 и т.д. Иными словами,
логарифмическое уменьшение (LRV) — это число нулей
коэффициента уменьшения популяции. Или: степень основания 10
коэффициента уменьшения.
Логарифмическое уменьшение обычно используется в качестве
одного из показателей, характеризующих процесс инактивации. Для
стерилизации усиленным методом требуется логарифмическое
уменьшение популяции, равное 12.
2.4.4.4.
Параметр Z
Очевидно, что при более низкой температуре организмы гибнут
не так быстро, как при высокой: при более низкой температуре
параметр D для организма больше, чем при болеевысоких
температурах.
Изменение летальности под влиянием изменения температуры
выражается параметром Z данного организма:
Параметр Z: число градусов Цельсия, необходимое для
сокращения параметра D в 10 раз. Например, для Geobacillus
stearothermophilus параметр D при 121°C составляет 2 минуты. При
более высоких температурах организмы будут уничтожены быстрее.
Когда температура повышается до 127°C, для 10-кратного
сокращения популяции необходимо всего 0,2 минуты. То есть при
127°C параметр D составляет 0,2 минуты. Таким образом, параметр Z
для G. stearothermophilus равняется 127–121= 6°C.
Для разных типов микроорганизмов параметр Z тоже разный.
Разумеется, параметр Z зависит также от того, какой
нейтрализующий агент используется.
Скорость уменьшения популяции Geobacillus stearothermophilus
зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее
происходит инактивация.
63
2.4.5. Влияние первоначальной контаминации
При высокой первоначальной численности микробов
потребуется больше времени, чтобы уменьшить число выживших
микробов до определенного уровня, чем в случае, когда
первоначально было всего несколько микробов.
Представьте себе, что вы хотите достичь уровня контаминации
инструментария не более одного микроорганизма на инструменте.
Если начать стерилизацию при наличии на инструменте 1 000 000
микроорганизмов, то для достижения нужного эффекта потребуется
гораздо больше времени, чем если бы их было 1000. Это еще раз
доказывает важность обработки перед стерилизацией. При
надлежащем очищении надежность дезинфекции и стерилизации
заметно повышается.
2.5.
Сокращение биологической нагрузки
при дезинфекции
Требования к сокращению биологической нагрузки при
дезинфекции ниже, чем при стерилизации. Часто дезинфицирующее
средство используется для определенного ряда микроорганизмов.
Чтобы можно было проверить действенность дезинфицирующих
средств и процессов дезинфекции, был разработан специальный тест.
Тест 5-5-5
Этот тест принят на вооружение несколькими организациями
здравоохранения и известен как тест 5-5-5. Тест 5-5-5 теперь
называется Европейский стандарт Средства дезинфицирующие и
антисептики химические. Количественные испытания с применением
бактерийной взвеси для оценки бактерицидной активности
химических дезинфицирующих средств и антисептиков,
используемых в пищевой промышленности, а также
производственных, бытовых и общественных помещениях. Метод
испытания и требования (описан в EN 1276).
Процесс дезинфекции испытывают на предмет его способности
сокращать популяции микроорганизмов, достигая следующих
параметров:
1)
5 видов микроорганизмов
2)
за 5 минут
64
3)
с коэффициентом уменьшения 10
5
(100 000; логарифмическое
уменьшение популяции равняется 5).
Иными словами, по истечении пяти минут число выживших в
каждом из 5 видов микроорганизмов должно быть не более 1/100 000
от их первоначальной численности. Для таких тестов требуется
чувствительное высокотехнологичное оборудование. Поэтому
обычно испытания проводятся специально оснащенными
организациями. Эти организации тестируют выпускаемые
промышленностью изделия, и на основании этих тестов процесс или
продукт будет принят на рынке.
2.6.
Когда объект стерилен?
Как мы уже видели, при высокотемпературном воздействии на
популяцию микроорганизмов по истечении определенного времени
некоторая часть популяции выживает. Получается, что, как бы долго
вы ни применяли высокотемпературную обработку, какая-то часть
популяции выживет, по крайней мере, есть вероятность выживания
отдельных микроорганизмов.
Следовательно, никогда нельзя быть уверенным, что будут
уничтожены все микроорганизмы. Об этом свидетельствуют данные в
таблице: число микроорганизмов становится очень малым, но
никогда не достигает нулевого значения. Это значит, что абсолютной
стерильности достичь невозможно.
Какой уровень стерильности считается приемлемым?
Абсолютной стерильности достичь невозможно, поэтому решено
было определить, какое число организмов, выживших после процесса
стерилизации, является приемлемым.
На основании исследований НАСА (Национальное агентство по
аэронавтике и исследованию космического пространства США) и
ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) было установлено,
что приемлемым можно считать следующий уровень: один
выживший микроорганизм на миллион стерилизованных продуктов.
Это стало стандартом гарантированного уровня стерильности
(Sterility Assurance Level — SAL).
Таким образом, продукт считается стерильным, если при
стерилизации одного миллиона продуктов осталось не более одного
жизнеспособного микроорганизма. Иначе можно сформулировать
65
так: Продукт считается стерильным, если на 1 000
000
стерилизованных продуктов находится не более 1 микроорганизма.
2.6.1.
Стерилизационная доза; время стерилизации
Для достижения стерильности необходимо применять к
популяции организмов определенное количество, или дозу
нейтрализующего агента (высокой температуры, химиката, радиации,
газа). Эта доза зависит от интенсивности нейтрализующего агента и
времени воздействия им на организмы.
Таблица
Применяемая доза нейтрализующего агента определяется его
интенсивностью и продолжительностью воздействия.
АГЕНТ
ДОЗА
Интенсивность
Продолжительность
Высокая температура
Яд (химикат)
Радиация
Температура
Концентрация
Мощность/интенсивность
Время воздействия
Доза агента, необходимая для достижения стерильности,
называется стерилизационная доза. Какая стерилизационная доза
требуется, зависит от «силы» находящихся на продукте
микроорганизмов и от их численности (численности популяции)
перед стерилизацией.
Параметр F
Воздействие стерилизационной дозой занимает определенное
время. Обратимся к таблице 7.4. Мы рассматриваем популяцию 1000
000 микроорганизмов, подвергшихся воздействию влажным жаром,
при параметре D, равном 1 минуте. По истечении 1-й минуты число
микроорганизмов сокращается до 100 000. Через 6 минут — до 1, а
через 12 минут — до 10
-6
. Таков был заданный уровень стерильности.
Итак, в этом случае время достижения стерильности равняется
12×D =12×1=12 минут. Разумеется, если первоначальная популяция
больше, то и времени понадобится больше. Время
достижения
стерильности называется также параметр F.
Параметр F: время в минутах, необходимое для достижения
стерильности продукта путем воздействия
определенным
нейтрализующим агентом при определенной температуре.
66
Параметр F при 121°C называется параметром F
0
. Обычно при
разработке процессов стерилизации исходят из расчета контаминации
100 000 микроорганизмов на предмет, имея в виду реальную
устойчивость микроорганизмов.
Выбор для расчетов большего числа высокоустойчивых
микроорганизмов привел бы к нереально завышенным требованиям к
стерилизации. В целом можно сказать следующее:
Процесс стерилизации должен сократить биологическую
нагрузку до гарантированного уровня стерильности 10
-6
. Время,
необходимое для сокращения численности микроорганизмов в 10 раз,
—
это параметр D. Итак, для сокращения уровня контаминации в 100
раз потребуется время 2×D, а для сокращения в 1 000 раз — 3×D.
Для популяции микроорганизмов, отвечающих параметрам,
представленным в Таблице, параметр F составляет: F=12×1=12
минут. То есть объект, на котором была такая популяция, будет
стерильным после воздействия на него влажным жаром при 120°C в
течение 12 минут.
Чтобы обеспечить стерильность при наличии в биологической
нагрузке микроорганизмов любого вида, мы должны гарантировать
уничтожение и самых сильных микроорганизмов – спор.
Наибольшей устойчивостью к высокотемпературному
воздействию обладают споры Bacillus atrophaeus или Geobacillus
stearothermophilus. Если эти организмы убиты, то мы можем быть
уверены, что другие организмы тоже мертвы. Итак,
стерилизационная доза для этих спор является минимальным
условием безопасной стерилизации.
2.6.2.
Воображаемый микроорганизм (ВMO)
Посредством исследований было установлено, что при
температурах выше 129°C вероятность выживания споры Bacillus.
atrophaeus выше, чем Geobacillus stearothermophilus. Поэтому для
абсолютно надежной стерилизации при всех обстоятельствах
процесс, ориентированный на уничтожение G. stearothermophilus, не
лучший вариант.
Согласно фармакопее (официальное издание, содержащее список
лекарств с инструкциями по применению), в настоящее время
приняты следующие требования к стерилизации влажным жаром. В
некоторых странах, например во Франции, стандартные циклы
стерилизации основаны на инактивации прионов и устанавливают
67
следующее параметры: стерилизация паром при температуре 134°C в
течение 18 минут.
Стандарты стерилизации влажным жаром:
15 минут— при 121°C
3 минуты— при 134°C
Организм, который соответствовал бы этим условиям, будет
иметь следующие характеристики: Z = 18,6°C; D
121
= 2,5 минут. Как
видим, при D = 2,5 мин. при 121°C он оказывается более устойчивым,
чем G. Stearothermophilus и значительно более устойчивым, чем B.
atropheus с D = 0,5 мин.
Кроме того, при температурах выше 129°C величина D этого
организма выше, нежели у двух организмов, упомянутых ранее.
Однако организма с такими характеристиками не существует.
Поэтому его принято называть воображаемый микроорганизм, или
ВМО (англ. IMO – Imaginary Micro-Organism) .
Таблица
Комбинации температур и времени, необходимых для стерилизации на
основе ВМО с использованием влажного жара в качестве
нейтрализующего агента
Темп.
(°C)
F
ВМО
(мин.)
Темп.
(°C)
F
ВМО
(мин.)
Темп.
(°C)
F
ВМО
(мин.)
100
201,89
117
24,61
134
3,00
101
178,39
118
21,75
135
2,85
102
157,61
119
19,21
136
2,34
103
139,26
120
16,98
137
2,07
104
123,05
121
15,00
138
1,83
105
108,72
122
13,25
139
1,62
106
95,08
123
11,71
140
1,43
107
84,87
124
10,35
141
1,26
108
74,99
125
9,14
142
1,11
109
66,26
126
8,08
143
0,98
110
58,54
127
7,14
144
0,87
111
51,73
128
6,31
145
0,77
112
46,70
129
5,57
146
0,68
113
40,38
130
4,92
147
0,60
114
35,68
131
4,35
148
0,53
115
31,53
132
3,84
149
0,47
116
27,86
133
3,40
150
0,41
68