Стерилизация является одним из основных способов уничтожения, удаления или дезактивации всех живых микроорганизмов (грибов, бактерий, вирусов, прионов, одноклеточных эукариотических организмов, таких как Plasmodium и т. д.) Из внешней среды, включая наиболее устойчивые формы жизни на Земле — бактериальные споры. Этот метод использует различные физические факторы (тепло, облучение, высокое давление), фильтрацию и химические вещества. В отличие от дезинфекции, в которой выживают некоторые микроорганизмы, стерилизация не оставляет живых форм. Это определяет его большое значение для медицинских, лабораторных, пищевых, фармацевтических и биотехнологий.
Основными методами стерилизации являются:
- стерилизация теплом;
- лучевая стерилизация;
- химическая стерилизация;
- стерилизация фильтрованием.
Термическая стерилизация
Термическая стерилизация является одним из наиболее часто используемых методов на практике. Используются методы стерилизации влажным теплом, которые характеризуются высокой эффективностью и относительно низкой стоимостью. В некоторых из этих методов достигается только дезинфекция, при которой жизненно важные микробные агенты могут оставаться. Водяной пар обладает высокой проникающей способностью и большим количеством тепла, которое быстро приписывается объектам в стерилизационном аппарате. Другой особенностью водяного пара является разрушение нековалентных молекулярных связей, что разрушает вторичную и третичную структуру ряда молекул.
- Один из старых методов термообработки работает с кипящей водой при 100 °C в течение 30 минут до 1 часа. Он разрушает вегетативные формы, но не все бактериальные споры, поэтому расщепление ограничено. Он используется только для дезинфекции нижнего белья, посуды и зараженных предметов. Этот метод не используется для стерилизации медицинского оборудования, инструментов, шприцев или игл.
- Автоклав — это процесс мокрой термической обработки, при котором стерилизация осуществляется с водяным паром под давлением. Это один из самых эффективных методов и осуществляется со специальным устройством — автоклавом. В этом типе устройства вода нагревается в герметичной среде, в которой температура кипения воды повышается с увеличением давления в воде. Стерилизация объектов в автоклавах происходит в среде нагретого водяного пара. Для уничтожения вегетативных форм (бактерий, грибов, вирусов и т. д.), А также резистентных спор (включая C. botulinum ) необходимо достичь давления 100 кПа(1 атмосфера), при которой вода включается при 121 °C в течение 15 минут. Для устранения прионов рекомендуется автоклавирование при 121-132 ° C в течение 60 минут или 134 C в течение по меньшей мере 18 минут. Автоклавирование используется для стерилизации инструментов, контейнеров, белья, резины и пластмассовых изделий.
- Стерилизация водяным паром осуществляется с помощью неотапливаемого автоклава или аппарата Коха. В этом методе объекты обрабатываются парами кипящей воды со скоростью. от 100 ° С в течение 30 мин. Он используется в микробиологических лабораториях для стерилизации питательных веществ и растворов, которые повреждаются при более высоких температурах.
- Пастеризация — это метод обеззараживания молока и других жидких продуктов, которые нагреваются со скоростью. от 60-65 ° С в течение 30-60 мин. Он разрушает только вегетативные формы бактерий, вызывающих болезни, и может заразить молоко у больных коров — сальмонеллы, бруцеллеза, листерии, туберкулезных бактерий (Micobacterium bovis). После пастеризации продукты хранятся в холодильнике, чтобы предотвратить развитие выживших сапрофитных бактерий. Другим методом стерилизации жидкостей является фракционная стерилизация (лужение), используемая в обработке питательных сред, медикаменты, содержащие термолабильные ингредиенты, такие как сахара и белки. Его проводят на водяной бане 3 раза в течение 30 минут при температуре. 100 ° C в аппарате Коха в течение нескольких дней. Первое потепление направлено на уничтожение вегетативных форм, на следующий день при комнатной температуре выживающие споры растут, а когда их нагревание закончено, их растительные формы разрушаются.
- Сухая стерилизация осуществляется в сухих стерилизаторах с электронагревателями. В зависимости от температуры обработка изделий была различной при 121 ° C в течение 16 часов при 106 ° C в течение 2 часов и при 171 ° C в течение 1 часа. Учитывается при обработке стеклянной посуды, инструментов и других термостойких предметов. Лаборатории также являются методом сухой стерилизации. Недостатком метода сухой стерилизации является то, что она проводится в воздушной среде, которая является изолятором, и требуется больше времени для достижения желаемой температуры на стерилизованных изделиях.
Лучевая стерилизация
Лучевая стерилизация достигается за счет использования электромагнитного излучения, такого как электрон, рентгеновское излучение и гамма-излучение или облучение субатомными частицами. В зависимости от энергии электромагнитного излучения ионизирующее и неионизирующее излучение различаются. Использование ионизирующего излучения для стерилизации — это современный метод, используемый при обработке медицинских и лабораторных пластмассовых материалов, хирургических швов, перевязочных материалов, лекарств, пищевых продуктов и т. д. Стерилизация гамма-лучей используется в гамма-камерах и рентгеновских лучах, но метод ограничен из-за его высокой стоимости, возможности химических изменений материала и опасности для рабочих. Ультрафиолетовые лучи являются примером неионизирующего излучения, которое осуществляется с помощью бактерицидных кварцевых ламп. Они используются для дезинфекции воздуха в медицинских учреждениях и для стерилизации лекарств.
Химическая стерилизация
Химическая стерилизация (холодная стерилизация) включает использование газов или растворов, таких как перуксусная кислота и глутаровый альдегид. Газовая стерилизация осуществляется в специальных камерах с парами этиленоксида, формальдегида, перекиси водорода, хлорооксида и газов, таких как диоксид азота и озон. Эти методы рассматриваются при стерилизации теплочувствительных материалов, таких как органические продукты, волоконная оптика, электроника и пластмассовые изделия. Использование газовых и жидких химических стерилизаторов преодолевает проблему повреждения, которое может вызвать тепло, но совместимость стерилизованного изделия с веществами с бактерицидным эффектом. Кроме того, использование химических стерилизующих веществ создает новые проблемы с точки зрения безопасности на рабочем месте, поскольку свойства, которые делают химические эффективные стерилизаторы, обычно делают их вредными для человека.
Стерилизация фильтрацией
Стерилизация фильтрацией широко используется для обеззараживания жидкостей, содержащих термически лабильные ингредиенты, такие как питательные вещества, вакцины, внутривенные инфузионные растворы, вирусные сыворотки, лекарственные средства и тому подобное. Используемые мембранные фильтры, состоящие из полимерных материалов (сложный эфир целлюлозы или полиэфирсульфона), и те из асбеста, стекла или керамики с размером пор 0,2-0,4 мкм. Микрофильтры с размером пор 0,2 мкм обычно эффективны при удалении микроорганизмов. Однако некоторые виды стафилококков достаточно гибкие и проходят через фильтры 0,22 мкм. Недостатком этих фильтров является то, что они не сохраняют вирусы и микоплазмы. влечение биологических жидкостей, вирусы должны быть удалены или инактивированы с использованием нанофильтров с меньшим размером пор (20-50 нм). В специализированных лабораториях для стерильной работы используются специальные высокоэффективные воздушные фильтры (фильтры HEPA) в фармацевтической промышленности.
