Лучевая стерилизация. Что такое радиационная стерилизация

Эффективность стерилизации контролируют химическими индикаторами (веществами, имеющими определенную точку плавления), реже - биологической пробой. При первом способе вещество-индикатор, смешанное с каким-нибудь красителем, в запаянной стеклянной трубочке помещают в автоклав и по его расплавлению и окрашиванию определяют температуру, при которой проводили стерилизацию. Для этой цели употребляют бензонафтол (t° плавления 110°), антипирин (t° плавления 110- 112°), (t° плавления 110°), (t° плавления 120°), бензойную кислоту (t° плавления 121,7°). При втором способе внутрь автоклава в стерильной упаковке кладут шелковые нити, смоченные споровым материалом; после окончания стерилизации их переносят на и выращивают в течение 2-3 суток при t° 37°. Отсутствие роста указывает на хорошее качество обработки материала.

Лучевая (холодная) стерилизация - метод, при котором в качестве стерилизующего агента применяются некоторые виды ионизирующих излучений, пригодных для стерилизации , лечебных и диагностических препаратов, антибиотиков, вакцин.

Для стерилизации обычно используют радиоактивных веществ и высоких энергий, полученные на ускорителях. Для получения стерилизующего эффекта необходимы высокие дозы облучения. Так, для гибели дрожжевых клеток необходимо облучение в дозе 200 000 р, а бактерий кишечной группы - 400 000-600 000 р. Для обеспложивания материалов, содержащих , необходимы еще большие дозы - 1,5- 2,5 млн. р.

Стерилизация ультрафиолетовым облучением проводится с помощью любого источника ультрафиолетовых лучей, чаще всего бактерицидных ламп. Бактерицидные лампы можно применять для обеззараживания воздуха и поверхностей помещений, различных предметов и оборудования, воды и пищевых продуктов. При работе с бактерицидными лампами, когда они находятся в , надо обязательно защитить глаза специальными очками и иметь в виду, что облучение бактерицидной лампой может вызвать ожог кожи лица и рук.

Стерилизация при помощи бактериальных фильтров (см.) применяется в тех случаях, когда стерилизуемые растворы (среды) не переносят нагревания, когда необходимо удалить микробы из той или иной жидкости, существенно не нарушив ее состава и свойств. Например, фильтруют воду, загрязненную микробами, мочу, асцитическую жидкость, кровяную сыворотку, а также бульонные культуры для получения содержащихся в бульоне продуктов обмена веществ бактерий (микробные яды, антибиотики и пр.). После все эти жидкости оказываются стерильными, так как фильтры надежно задерживают микробы.

Химическая стерилизация в лабораторной практике применяется для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред, которые консервируют прибавлением , иногда . Для освобождения от консерванта среду нагревают в водяной бане до t° 56°. Вакцины и лечебные консервируют фенолом (0,25-0,5%), хлороформом (0,5%), (0,05%) или мертиолатом (в конечной концентрации 1: 5000- 1: 10 000). Для консервирования агглютинирующих сывороток пользуются борной кислотой, толуолом или глицерином. Химические соединения нашли широкое применение в лабораторной практике для дезинфекции (см.).

Начало осваиванию радиационной стерилизации было положено около 15 лет назад. Ученые обнаружили, что существующие на тот момент методики обеззараживания и консервирования продуктов питания ухудшают состояние озонового слоя планеты. Был разработан новый способ - обработка гамма-лучами и ускоренными электронами.

Этот метод оказался гораздо эффективнее - продукты питания дольше оставались пригодными к употреблению. В течение длительного времени сохранялся прежним их внешний вид и вкусовые свойства. Методика была одобрена представителями Всемирной организации здравоохранения. Теперь радиационная стерилизация осуществляется в около семидесяти государств мира.

Согласно статистическим данным, собранным участниками Международной радиационной ассоциации, европейские страны каждый год отправляют на рынок более 200 тыс. тонн облученных продуктов питания. Для большинства товаров разработан оптимальный режим обработки гамма-лучами. Проведено исследование их безвредности и пригодности к употреблению.

Использование радиационной стерилизации в медицине

Гамма-излучение получает все более широкое распространение в качестве методики обеззараживания перевязочных материалов, медикаментов, хирургических инструментов. Применяется оно и для фармацевтических сывороток, продуктов питания и пр. Этот способ относится к числу холодных стерилизаций, так как температура облучаемого объекта поднимается незначительно.

В такой промышленной отрасли используются специальные установки, эксплуатация которых производится в строгом соответствии с инструкциями. Когда необходима стерилизация в солидных масштабах, создаются конвейеры. Материалы обрабатывают в упакованном виде.

На предприятиях устанавливаются ускорители электронов и гамма установки. В процессе прохождения электронов сквозь вещество большая доля их энергии тратится на ионизацию. В результате осуществляется уничтожение микроорганизмов. Уровень вирусов и болезнетворных бактерий сокращается пропорционально количеству использованной энергии электронов.

Преимущества радиационной стерилизации перед газовой

Товары обрабатываются, будучи помещенными в герметичные упаковки. Благодаря этому увеличиваются сроки их хранения. Приступать к использованию продукции можно непосредственно после облучения.

В области эксплуатации облучающей установки не создаются сопутствующие вредные вещества. Стерилизованные гамма-лучами изделия остаются сухими и не содержат канцерогенных составляющих.

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.

Метод радиостерилизации должен удовлетворять двум требованиям:

Облучение должно оказывать на микроорганизмы с разной радиочувствительностью бактерицидное действие;

Радиостерилизация не должна изменять качеств и свойств обрабатываемых объектов.

С помощью ионизирующих излучений стерилизуют перевязочные и шовные материалы, некоторые лекарственные препараты, в том числе антибиотики и гормоны, биологические ткани и т.д.

Ионизирующие излучения используют также для производства вакцин и стерилизации токсинов. Особенно перспективен метод лучевой стерилизации различных изделий одноразового пользования, изготовляемых из пластмасс, например, систем службы крови и шприцев. Однократное употребление этих шприцев ликвидирует опасность заражения инфекционным гепатитом, что наблюдается при стерилизации шприцев обычным способом. Широко радиационная стерилизация внедряется в производство таких медицинских изделий из полимерных материалов, как шприцы, системы службы крови, а также лекарственные препараты и биологические ткани.

Вместе с тем, внедрение лучевой стерилизации в практику встречает некоторые трудности, связанные с необходимостью значительных затрат на строительство специальных радиационных установок и закупку радиоактивных источников, стоимость которых остается пока повсеместно очень высокой. Однако, как показали экономические расчеты, произведенные зарубежными фирмами, затраты окупаются в течении первых нескольких лет.

Стерилизация медицинских изделий из полимерных материалов

В эту группу входят изделия, которые используются однократно. Однократность использования определяется двумя условиями:

1) Наиболее важным является необходимость исключить возможность передачи инфекции при повторном или многократном использовании изделия даже в том случае, когда оно стерилизуется после употребления.

2) ограничивающее многократное использование изделия, зависит от степени радиационной стойкости полимерного материала, который изменяет свою структуру, деформируется, теряет эластичность, прочность и прозрачность, может начать выделять вещества, оказывающие на организм токсическое действие. Наибольшее распространение получили шприцы. Самых разных объемов и конструкций, с иглами и без игл, для подкожных инъекций, шприцы одноразового использования выпускаются миллионами штук в год и подвергаются лучевой стерилизации.

Пластмассовые шприцы производятся и стерилизуются радиационным способом в США, Англии, в Швеции, Дании, Норвегии, Финляндии, во Франции, в Канаде, Италии, ФРГ и других странах. Обычно каждый шприц (с иглой или без иглы) имеет индивидуальную упаковку, обеспечивающую стерильность изделия после лучевой обработки в течение длительного срока (1-2 года). Иногда некоторые фирмы выпускают шприцы в двойной упаковке, что в большей степени гарантирует от попадания микроорганизмов на изделие из внешней среды. Однако большей частью несколько шприцев в индивидуальной упаковке помещают в общую вторую упаковку.

Несколько маленьких партий шприцев в двойной упаковке укладывают в ящики и стерилизуют большими партиями. Для стерилизации используют радиационные установки двух типов:

1. изотопные, в которых применяют в качестве источника гамма-излучения Со 60 ;

2. ускорители электронов.

Споры разгораются при выборе стерилизующей дозы облучения для шприцев. Существуют две точки зрения. В США и Англии для стерилизации шприцев принята доза 25 кГр, а в Скандинавских странах минимальная стерилизующая доза равна 32 кГр (при стерилизации на гамма-установках)-35 кГр (при стерилизации на ускорителях). Доза 25 кГр была выбрана в США на основании работ Van Winkle , проводившихся в 50-х годах и показавших, что самые устойчивые микроорганизмы, обсеменявшие изделия, выпускаемые с США" могут погибнуть при 19 кГр, даже если они присутствуют в концентрациях больших, чем при обычном обсеменении. В зависимости от ряда коэффициентов ("коэффициент безопасности", изменение плотности) доза, гарантирующая стерильность, колебалась от 23 до 26 кГр . Эти величины определили выбор дозы в 25 кГр для медицинских изделий одноразового использования из пластмасс. Несколько позже в Дании в связи с началом промышленного выпуска радиационно-стерилизованных шприцев одноразового использования Э. Кристенсеном были проведены фундаментальные исследования, показавшие, что в воздухе производственных помещений и на самих изделиях могут находиться высокорадиоредистентные микроорганизмы. Для достижения бактерицидного эффекта при обсеменении этими высокорадиоредистентными бактериями требовалась доза, значительно превышающая 25 кГр. Увеличения дозы облучения для надежной стерилизации требовала не только высокая степень радиорезистентности выявленных бактерий, но и количество бактерий на единицу стерилизуемых изделий до облучения - инициальная контаминация продукции .

В настоящее время величина инициальной контаминации играет решающую роль при выборе дозы облучения и для гигиенических требований на производстве, поэтому даже в тех странах, где для стерилизации пластмассовых изделий принята доза 25 кГр, производят обязательное исследование инициальной контаминации изделий. В последние годы в связи с возрастающей потребностью здравоохранения в шприцах одноразового использования некоторые страны закупают шприцы. Таким образом, они пользуются изделиями, простерилизованными в дозах, значительно превышающих 25 кГр. Скандинавские страны, широко использующие радиационную стерилизацию пластмассовых изделий медицинского назначения одноразового использования, при выборе дозы облучения обязательно учитывают величину инициальной контаминации шприцев и исходят при этом из того, что чем большее количество микроорганизмов обсеменяет изделие, тем больше шансов, что среди них могут встретиться микроорганизмы с высокой радиорезистентностью. В этом случае доза 25 кГр не гарантирует стерильности всех изделий.

Метод радиационной стерилизации широко используется также для обеспложивания изделий службы крови (системы переливания и взятия крови, мешки для хранения крови). Для этих изделий, так же как и для различных пластмассовых трубок и катетеров, которые вводятся в организм при операциях и исследованиях, предъявляются повышенные требования к надежности стерилизации. Понятна особая требовательность к стерильности этих изделий. Она связана с тем, что системы службы крови (взятия и переливания крови, мешки или резервуары для хранения крови) используют в лечебной практике для переливания крови больным людям с ослабленной резистентностью к инфекции. Поэтому попадание в такой ослабленный организм даже единиц микроорганизмов может привести к тяжелым осложнениям, например, к заражению крови.

Системы службы крови состоят из различных составных частей: трубки, капельницы, фильтры, иглы, зажимы. Все эти части сделаны из различных полимерных материалов и из металла. При ручной сборке частей системы происходит загрязнение их и поэтому инициальная контаминация систем службы крови значительно больше по сравнению с инициальной контаминацией шприцев или катетеров, не требующих ручной сборки. Сложность изделий и наличие твердых деталей, имеющих угловатую форму, нередко приводит к нарушению герметизации индивидуальной упаковки, как при стерилизации, так и при хранении систем. Поэтому везде используют двойную упаковку; либо каждое изделие заключают в два мешочка (внутренний, непосредственно прилегающий к изделию, и внешний, в который вкладывают уже заделанный герметически внутренний мешочек с изделием), либо несколько систем (5--10 штук, каждая в индивидуальной упаковке) заключают в общий внешний мешок. Сравнительно большая инициальная контаминация систем службы крови и использование их для организма с пониженной устойчивостью к инфекции, для ослабленного организма, требуют особенно внимательного подхода к выбору стерилизующей дозы облучения. В этом случае для большей гарантии предпочитают облучать в дозах, приближающихся к 40 кГр или даже более 42--45 кГр .

Вопрос о стерилизующей дозе облучения при радиационном методе стерилизации является основным, если не решающим, во всей проблеме лучевой стерилизации, поскольку доза облучения определяет целесообразность и стоимость процесса. Целесообразность использования метода радиационной стерилизации ограничивается, в свою очередь, радиационной стойкостью полимерных материалов изделий и упаковки. Все это вместе взятое оказывает большое влияние на санитарно-гигиенические требования к заводам - изготовителям изделий, подлежащих радиационной стерилизации, и к упаковке этих изделий: к самим материалам, из которых производятся изделия и в которые они упаковываются, и к герметичности упаковки. При стерилизации других медицинских изделий из пластмасс, используемых однократно, должны соблюдаться те же требования относительно дозы облучения, инициальной контаминации и санитарно-гигиенических условий на производстве, радиационной стойкости материалов, из которых изготовлено изделие, и относительно упаковки .

В еще больших гарантиях стерильности, в более строгих санитарно-гигиенических условиях при изготовлении и возможно меньшей инициальной контаминации нуждаются получившие широкое распространение в хирургии в настоящее время изготовляемые из полимерных материалов искусственные кровеносные сосуды, искусственные сердечные клапаны, пластиковые трубки, используемые при трахеотомии. Номенклатура и количество пластмассовых изделий медицинского назначения все время растут, и продукция, подлежащая радиационной стерилизации, достигает десятков и сотен миллионов штук ежегодно - даже дли таких небольших стран, как Дания, Голландия, Бельгия и Швеция. Неизменное из года в год увеличение потребности в медицинских изделиях из пластмасс одноразового использования, а также использование метода радиационной стерилизации лабораторной посуды из полимерных материалов заставляет развиваться отрасль радиационной техники, создающей крупные стационарные облучательные установки промышленного типа. Эти установки, требующие значительных капиталовложений, удорожают стоимость радиационной стерилизации по сравнению со стоимостью тепловой или газовой стерилизация. Однако, чем дольше работает такая установка, тем меньше с каждым годом ее работы стоит стерилизация медицинских изделии. Следует иметь в виду и то обстоятельство, что современная медицина не может обойтись без использования таких изделий, материалов и лекарственных препаратов, которые требуют радиационной стерилизации. Поэтому, несмотря на то, что стоимость радиационной стерилизации еще надолго останется более высокой по сравнению со стоимостью, других способов стерилизации, отказ от этого способа обеспложивания по экономическим причинам невозможен.

4-01-2012, 12:59

Сравнительно новым направлением в разработке способов консервирования зерновых масс разного состояния является применение различных излучений, т. е. лучевой или холодной стерилизации. Влияние различных излучений на сохранность продуктов изучают во многих странах.
Установлено, что инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи в той или иной степени действуют на микрофлору зерновой массы, находящихся в ней клещей и насекомых, а также на жизнеспособность зерна.
Эффективность стерилизации и угнетающего действия на зерно зависит от рода применяемых лучей, дозы облучения и состояния зерновой массы. Наибольшим стерилизующим эффектом обладают бета- и гамма-лучи.
Работы в области лучевой стерилизации зерна, проведенные во ВНИИЗ, показали, что отдельные группы микроорганизмов проявляют различную устойчивость к ионизирующим излучениям. Однако наиболее устойчивы к воздействию этих излучений грибы. В целом при воздействии на пшеницу лучами Рентгена и гамма-лучами установлено снижение численности микрофлоры.
Влияние дозы облучения и влажности зерновой массы на эффективность облучения видно на примере следующих данных: при дозе облучения 1 млн. р зерно пшеницы влажностью 16 % хранилось в течение трех месяцев без признаков плесневения, влажностью 20 и 25 % покрывалось плесенью через несколько дней. Увеличение дозы до 2 и 5 млн. р было достаточным для защиты от плесневения зерна влажностью 20 % на продолжительное время (более трех месяцев хранения) и явно недостаточным для зерна влажностью 25 %, которое покрывалось колониями плесеней за весьма короткий срок.
Подобные же данные получены А. Д. Чмырь (Одесский технологический институт) при облучении зерна кукурузы гамма-лучами Со60. Дозы в 10 000, 100 000 и 2,5 млн. р значительно подавляли развитие микроорганизмов. Однако сохранить зерно влажностью порядка 19 % без порчи в течение трех месяцев оказалось возможным только при облучении дозой 2,5 млн. р.
Отмечено также, что с увеличением дозы облучения понижается интенсивность дыхания зерна и отделенных от него зародышей. При дозе 2,5 млн. р интенсивность дыхания сухого зерна кукурузы уменьшилась в 2,9 раза, влажного - в 4 раза. При этих же условиях интенсивность дыхания зародышей сократилась в 15...18 раз. Наряду с установлением консервирующего действия различных доз облучения и различных излучений продолжаются исследования по изучению изменений в химическом составе и ферментном комплексе зерна, его технологических и пищевых достоинств.
Радиационные излучения угнетают деятельность вредителей из мира насекомых и клещей.

Понятие об асептике и антисептике. Принципы, методы. Контроль стерильности.

Стерилизация является основой асептики. Методы и средства стерилизации должны обеспечивать гибель всех, в том числе высокоустойчивых микроорганизмов, как патогенных, так и непатогенных. Наиболее устойчивы споры микроорганизмов. Используемые в практике методы и средства должны обладать следующими качествами:

· Быть эффективными в плане бактерицидной и спороцидной активности

· Быть безопасными для больных и медперсонала

· Не должны ухудшать рабочие свойства инструментов.

В современной асептике используют:

I. Физические методы.

1. Термические способы:

1. Обжигание и кипячение

· Стерилизация паром под давлением (автоклавирование)

· Стерилизация горячим воздухом (сухим жаром)

2. Лучевая стерилизация

II. Химические методы:

1. Газовый способ

2. Стерилизация растворами химических препаратов.

Обжигание и кипячение.

В настоящее время в хирургической клинике для стерилизации инструментов не используется. Метод можно применять в домашних условиях при невозможности использования других. Обжигание металлических инструментов проводится открытым пламенем.

Кипячение долгое время было основным способом стерилизации инструментов, но в последнее время применяется редко, так как при этом методе достигается температура лишь 100°С, что недостаточно для уничтожения спороносных бактерий.

Автоклавирование.

При этом способе стерилизации действующим агентом является горячий пар. В автоклаве возможно нагревание воды при повышенном давлении. Это повышает точку кипения водыи, соответственно, температуру пара до 132,9°С (при давлении 2 атмосферы).

Существует три основных режима стерилизации:

· При давлении 1,1 атм. – 1 час

· При давлении 1,5 атм. – 45 минут

· При давлении 2 атм. – 30 минут

При окончании стерилизации биксы некоторое время остаются в горяем автоклаве для просушки при слегка открытой дверце. При извлечении биксов из автоклава закрывают отверстия в стенках биксов и отмечают дату стерилизации (на прикрепленном к биксу кусочке клеенки). Закрытый бикс сохраняет стерильность находящихся в нем инструментов в течении 72 часов.

Стерилизация горячим воздухом.

Действующим агентом при этом способе является нагретый воздух. Стерилизация осуществляется в специальных аппаратах – сухожаровых шкафах – стерилизаторах при закрытой дверце в течении 1 часа при температуре 180°С.

Лучевая стерилизация.

Антимикробная обработка может быть осуществлена с помощью ионизирующего излучения (γ-лучи), ультрафиолетовых лучей и ультразвука. Используются изотопы Со 60 и Сs 137 .