17. Холодные методы стерилизации (лучевая, уфо, ультразвук, газами и парами химических веществ)

Радиационная стерилизация применима для крупного производства. Лучистая энергия при определенных величинах поглощенных доз вызывает в клетках нарушение метаболических процессов, вызывающих их гибель. Бактерицидный эффект достигается при 15—25 кГр (при наивысших значениях споры погибают).

Источники ионизирующего излучения:

1. ускорители электронов прямого действия;

2. линейные ускорители электронов;

3. долгоживущие изотопы Со, Cs.

Ранее применение этого метода стерилизации было ограничено из-за того, что при облучении многие вещества разрушаются, в воде обнаруживаются продукты разрушения (например, водорода пероксид).

Способы, позволяющие избавиться от побочных реакций:

1. добавление стабилизаторов (акцепторов продуктов радиолиза);

2. облучение предварительно замороженных растворов (программированная криорадиационная стерилизация);

3. снижение доз стерилизации с 10—25 кГр до 2,5—6 кГр, что возможно при применении субстерилизации в малой дозе, выдерживании в течение 0,5—3 месяцев, а затем повторной стерилизации объекта в малой дозе.

Эффективность радиационной стерилизации зависит и от внешних факторов, таких как температура, наличие влаги и др.

Ультрафиолетовая радиация используется для обеззараживания воздуха, воды и многих других объектов в различных отраслях народного хозяйства. Применение данного вида обеззараживания в аптечных условиях приобрело большое практическое значение благодаря тому, что имеет множество преимуществ перед другими способами обеззараживания. Ультрафиолетовая радиация — очень мощный стерилизующий фактор, убивающий вегетативные и споровые формы микроорганизмов, при этом исключающий вероятность адсорбирования лекарственными веществами резких запахов (как это часто бывает при использовании дезинфицирующих средств).

Для создания условий асептики и стерилизации объектов метод стерилизации ультрафиолетовой радиацией часто применяется в аптеках и производственных помещениях, но при этом он не включен в Государственную фармакопею XI.

Ультрафиолетовая радиация — невидимая коротковолновая часть солнечного света с длиной волны менее 300 нм. Воздействие на протоплазму микробной клетки приводит к фотохимическому нарушению ферментных систем, образованию ядовитых пероксидов и фотодимеризации тиаминов.

Бактерицидное воздействие ультрафиолетовой радиацией зависит от ряда факторов:

1. длины волны излучателя;

2. дозы излучения;

3. вида микроорганизмов;

4. запыленности и влажности среды.

Лучи с длиной волны 254—257 нм обладают наиболее высокой бактерицидной активностью. Воздействие излучения на микробные клетки вызывает в них следующие стадийные изменения: стадию стимуляции, стадию угнетения и стадию гибели. Разная доза излучения требуется для гибели вегетативных клеток и для споровых форм (для спор доза выше в среднем в 10 раз).

В аптеках чаще всего применяются лампы БУВ (бактерицидные увиолевые).

Эта лампа состоит из прямой трубки, изготовленной из специального увиолевого стекла (способного пропускать ультрафиолетовую радиацию), вольфрамовых спиралевидных электродов, покрытых стронция и бария гидрокарбонатами. В трубке находятся ртуть и газ аргон при давлении в несколько миллиметров ртутного столба. При подаче напряжения на электроды, происходит разряд ртути, который и является источником ультрафиолетовых лучей. Для увиолевого стекла коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения составляет 75 %. Лампа БУВ имеет приближенные к максимально бактерицидным значениям длины волн (254 нм). При этом отношение образовавшихся окислов азота и озона на долю волн, повлекших выделение этих продуктов, составляет 0,5 %. Существует несколько разновидностей ламп БУВ, различающиеся между собой мощностью (БУВ-15, БУВ-30, БУВ-60 и др.).

Итак, ультрафиолетовые лампы нашли широкое применение в аптеках для обеззараживания воздуха, дистиллированной воды, воды для инъекций, различных вспомогательных материалов.

В аптечных помещениях для обеззараживания воздуха применяются бактерицидные лампы (настенные, потолочные, экранированные, неэкранированные). При этом вид, мощность и количество ламп подбираются так, чтобы при прямом облучении на 1 м3 объема помещения приходилось не менее 2—2,5 Вт мощности излучателя, для экранированных ламп этот показатель составляет 1 Вт. Равномерно по всему помещению, по ходу конвекционных потоков воздуха на высоте 1,8—2 м от пола размещают настенные и потолочные бактерицидные облучатели. Стерилизацию воздуха неэкранированными лампами проводят из расчета 3 Вт мощности лампы на 1 м3 помещения в течение 1,5—2 ч в отсутствие обслуживающего персонала.

Наиболее эффективным способом холодной стерилизации является стерилизация газами в специальных газовых стерилизаторах, работающих в автоматическом режиме. Существует три метода газовой стерилизации: озоновый, формальдегидный и этиленоксидный.

Озоновая стерилизация. Озон обладает сильными бактерицидными свойствами. Положительными сторонами метода являются:

низкая температура стерилизации (20 °С);

короткий относительно других методов холодной стерилизации цикл 90 мин);

отсутствие необходимости дегазации.

Недостатками этого метода являются:

отсутствие упаковочных средств, что ограничивает его использование непосредственно в операционном зале – в ЦСО его использовать нельзя;

коррозирующий эффект, оказываемый на низкосортные стали;

разрушение изделий из резины;

возможность стерилизации изделий только с гладкой поверхностью;

отсутствие индикаторов концентрации газа в камере во время цикла стерилизации.

Таким образом, применение озоновой стерилизации носит весьма ограниченный характер.

Формальдегидная стерилизация. Формальдегид обладает хорошими бактерицидными свойствами, он чрезвычайно токсичен, обладает мутагенными и канцерогенными свойствами. В области формальдегидной стерилизации в мире накоплен значительный опыт, иностранными фирмами поставляются вполне совершенные конструкции, обеспечивающие безопасную для медицинского персонала эксплуатацию. Например, хорошие показатели у оборудования фирмы Getinge, которая поставляет комбинированный паровой и формальдегидный стерилизаторы. Положительным качеством этого метода стерилизации, по сравнению с этиленоксидным, является относительно малое время дегазации, недостатком – токсичность стерильного нашатыря, которым проводится дегазация, и довольно высокие (до 80 °С) температурные режимы стерилизации. Из-за этого обстоятельства довольно большой круг медицинских изделий выпадает из формальдегидной стерилизации.

Таким образом, формальдегидная стерилизация носит также весьма ограниченный характер и может использоваться только в качестве вспомогательной.

Стерилизация окисью этилена. Этиленоксид является сильным бактерицидом, он чрезвычайно токсичен, обладает наркологическим, мутагенным и канцерогенным свойствами. Тем не менее конструкции современных этиленоксидных стерилизаторов позволяют осуществлять абсолютно безопасную для медицинского персонала эксплуатацию.

Опыт работы на стерилизаторах различных фирм показал, что самой оптимальной конструкцией являются этиленоксидный стерилизатор Steri-Vac 5XL фирмы 3М (США). Одним из его главных преимуществ является то, что утилизация газа производится на месте эксплуатации в расположенном рядом со стерилизатором уничтожителе газа Abator. Газ поступает туда по герметическому трубопроводу (длиной не более 1 м), а при сжигании превращается в углекислый газ. Отпадает, таким образом, необходимость выводить на крышу трубу для удаления из помещения взрывоопасных и токсичных газов.

Стерилизация окисью этилена, или ЭО-стерилизация, производится в условиях вакуума, при довольно низких температурах 37 и 55 °С, благодаря чему ЭО-стерилизация является универсальной – можно стерилизовать любые изделия и материалы, в т. ч. эндоскопы, лапароскопы, электронику, имплантаты. Единственным недостатком ЭО-стерилизаторов является довольно длительная дегазация (в среднем 24 ч, имплантаты – 72 ч). Для того чтобы увеличить пропускную способность газового стерилизатора, можно после стерилизации дегазировать изделия в аэраторе.

Установка ЭО-стерилизатора либо парового стерилизатора требует отдельного помещения, разделенного стенкой, в которую эти стерилизаторы устанавливаются, на две зоны: чистую и стерильную с отдельной вентиляцией 18-кратным обменом воздуха. Во время работы стерилизатора необходимо измерять специальными сенсорами германской фирмы “Dreger” уровень газа в помещении. За 8 лет эксплуатации ЭО-стерилизатора в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко не было ни одного случая обнаружения газа в помещении ЦСО.

Для формальдегидной и этиленоксидной стерилизации используются те же упаковочные материалы, что и для паровой, имеющие специальные индикаторы газовой стерилизации.