روش‌های شیمیایی استریلیزاسیون: گازی و مایع

فهرست مطالب نمایش

مقدمه‌ای بر روش‌های شیمیایی استریلیزاسیون: استریلیزاسیون شیمیایی چیست؟

استریلیزاسیون شیمیایی فرآیند حذف میکروارگانیسم‌ها با استفاده از عوامل شیمیایی ضد باکتری است.
حتی اگر روش‌های فیزیکی استریلیزاسیون برای استریل‌سازی مؤثر مناسب‌تر باشد، استفاده از آن برای مواد حساس به حرارت مانند پلاستیک، فیبر نوری و نمونه‌های بیولوژیکی، همیشه مناسب نیست.
در چنین شرایطی می‌توان از مواد شیمیایی چه در حالت مایع و چه در حالت گاز برای استریل کردن استفاده نمود. با این حال اطمینان از سازگاری موادی که می‌خواهیم استریل کنیم با مواد شیمیایی مورد استفاده بسیار مهم است.
علاوه بر این، اتخاذ قوانین ایمنی مرتبط با محیط کار در هنگام استفاده از عوامل شیمیایی مهم است.
روش شیمیایی استریلیزاسیون را می توان به دو گروه استریلیزاسیون مایع و گاز دسته‌بندی کرد.

استریلیزاسیون گازی

استریلیزاسیون گازی شامل فرآیند قرار دادن تجهیزات یا دستگاه‌ها در معرض گازهای مختلف در یک محفظه گرم یا تحت فشار بسته است.
استریلیزاسیون گازی روش موثرتری است زیرا گازها می‌توانند از یک روزنه کوچک عبور کرده و نتایج موثرتری ارائه دهند.
علاوه بر این معمولاً از گازها همراه با حرارت دادن استفاده می‌شود که کارکرد گازها را نیز تسهیل می‌کند.
با این حال برخی از گازهای سمی در طول فرآیند، انتشار می‌یابند که باید به طور منظم از سیستم حذف شوند.
مکانیسم اثر برای انواع مختلف گازها متفاوت است.
برخی از گازهای رایج مورد استفاده برای استریلیزاسیون گازی در زیر شرح داده شده است:

الف. اتیلن اکساید (Ethylene oxide)

گاز اتیلن اکساید (EO) گازی رایج است که به دلیل سازگاری گسترده با مواد مختلف، به عنوان یک عملیات شیمیایی جهت استریل کردن، پاستوریزه کردن یا ضدعفونی انواع تجهیزات و سطوح استفاده می‌شود.
در مواردی که اجسام به سایر تکنیک‌های استریل‌سازی مانند گرما، تشعشع و حتی مواد شیمیایی حساس هستند، استریلیزاسیون با EO اغلب جایگزین این تکنیک‌ها می‌شود.
این روش یک روش متداول است که تقریباً در 70٪ از کل استریلیزاسیون‌ها و حدود 50٪ استریلیزاسیون وسایل پزشکی یکبار مصرف استفاده می‌شود.
مکانیسم اثر ضد میکروبی این گاز از طریق آلکیلاسیون (Alkylation) گروه‌های سولفیدریل (Sulphydryl)، آمینو (A mino)، هیدروکسیل (Hydroxyl) و کربوکسیل (Carboxyl) بر روی پروتئین ها و گروه های ایمنو اسیدهای نوکلئیک (Nucleic acid)، در نظر گرفته می‌شود.
استریلیزاسیون‌ با EO معمولاً در محدوده دمایی 30 تا 60 درجه سانتی‌گراد برای چند ساعت انجام می‌شود که به فعالیت گاز کمک می‌کند.
کارایی گاز به غلظت گاز موجود برای هر ماده بستگی دارد که به شدت به ماهیت نفوذ خوب گاز کمک می کند و به راحتی در بسیاری از مواد بسته‌بندی از جمله لاستیک، پلاستیک، پارچه و کاغذ پخش می‌شود.
اتیلن اکساید همه میکروارگانیسم‌های شناخته شده مانند باکتری‌ها (از جمله اسپورها (Spore))، ویروس‌ها و قارچ‌ها (از جمله مخمرها و کپک‌ها) را از بین می‌برد و تقریباً با همه مواد سازگار است، حتی در صورت استفاده مکرر.
با این حال این فرآیند بدون اشکال نیست زیرا سطح گاز در استریل کننده به دلیل جذب گاز کاهش می‌یابد و مواد زائد باقی‌مانده سمی در محصولات استریل شده باید تحت یک فرآیند دفع، حذف شوند.
ارگانیسم‌ها در شرایط محیطی خشک، نسبت به استریلیزاسیون با اتیلن اکساید مقاوم‌تر هستند، زیرا آن‌ها با قرار گرفتن در رسوبات آلی کریستالی یا خشک شده از گاز محافظت می‌شوند.

ب. فرمالدهید (Formaldehyde)

فرمالدهید گاز واکنش‌پذیر بسیار مهم دیگری است که برای استریل کردن استفاده می‌شود.
این گاز با حرارت دادن فرمالین (Formalin) (37% وزنی-حجمی (w/v)) در دمای 70 تا 80 درجه سانتی‌گراد به دست می‌آید.
این ماده دارای طیف وسیعی از فعالیت بیوسیدال (Biocidal) است و در استریل کردن ابزارهای جراحی قابل استفاده مجدد، تجهیزات پزشکی، تشخیصی و الکتریکی خاص، و استریل کردن سطحی پودرها کاربرد دارد.
فرمالدهید قدرت نفوذ مشابه اتیلن اکساید را ندارد اما بر اساس همان اصل اصلاح پروتئین و اسید نوکلئیک عمل می‌کند.
در نتیجه قدرت نفوذ کم، استفاده از آن اغلب به کاغذ و پارچه‌های نخی محدود می‌شود.
فرمالدهید عموماً از طریق بوی آن در غلظت‌های کمتر از حد مجاز در اتمسفر، قابل تشخیص است و بنابراین در هنگام نشت یا سایر حوادث از این قبیل می‌توان متوجه آن شد.

ج. دی‌اکسید نیتروژن (Nitrogen dioxide (NO₂))

دی‌اکسید نیتروژن یک استریل کننده سریع و موثر است که می‌تواند برای حذف باکتری‌ها، قارچ‌ها و حتی اسپورهای معمولی استفاده شود.
NO₂ دارای نقطه جوش کم (20 درجه سانتی‌گراد) است که اجازه می‌دهد یک فشار بخار بالا در دمای استاندارد وجود داشته باشد.
این خاصیت NO₂ امکان استفاده از این گاز را در دما و فشار استاندارد می‌دهد.
عمل بیوسیدال این گاز شامل تجزیه DNA به وسیله نیتراسیون (Nitration) ستون فسفات (Phosphate) می‌شود که اثرات کشنده‌ای بر روی ارگانیسم در معرض جذب NO₂ می‌گذارد.
مزیت این گاز این است که به دلیل سطح پایین گاز مصرفی و فشار بخار زیاد، جمع شدگی گاز روی سطح وسایل ایجاد نمی‌شود. این امر از نیاز به هوادهی مستقیم پس از فرآیند استریلیزاسیون جلوگیری می‌کند.

د. ازن (Ozone)

ازن یک گاز صنعتی بسیار واکنش‌پذیر است که معمولاً برای استریل کردن هوا و آب و همچنین به عنوان ضدعفونی کننده سطوح استفاده می‌شود.
ازن دارای یک خاصیت اکسید کنندگی قوی می‌باشد که می‌تواند طیف وسیعی از ارگانیسم‎ها از جمله پریون‌ها (Prion) را بدون استفاده از مواد شیمیایی خطرناک از بین ببرد، زیرا ازن معمولاً از اکسیژن مدیکال گرید (Medical-grade) تولید می‌شود.
به طور مشابه، واکنش‌پذیری بالای ازن امکان حذف ازن زائد را با تبدیل ازن به اکسیژن به وسیله عبور آن از یک کاتالیزور ساده فراهم می‌کند.
با این حال، از آنجا که ازن یک گاز ناپایدار و واکنش‌پذیر است، باید در محل تولید شود که این امر استفاده از ازن را در محیط‌های مختلف محدود می‌کند.
این گاز همچنین بسیار خطرناک است و بنابراین باید فقط در غلظت ppm 5 استفاده شود که 160 برابر کمتر از غلطت اتیلن اکساید است.

استریلیزاسیون مایع

استریلیزاسیون مایع یک فرآیند استریلیزاسیون است که شامل غوطه‌ور کردن تجهیزات در مایع ضدعفونی‌کننده برای از بین بردن همه میکروارگانیسم‌های زنده و اسپورهایشان می‌شود.
اگرچه استریلیزاسیون مایع به اندازه استریلیزاسیون گازی مؤثر نیست، اما در شرایطی که سطح آلودگی پایینی وجود دارد، مناسب است.
مواد شیمیایی مایع مختلف مورد استفاده برای استریلیزاسیون مایع شامل موارد زیر است:

الف. آب اکسیژنه (Hydrogen peroxide)

آب اکسیژنه یک ماده استریل کننده شیمیایی مایع است که یک اکسیدکننده قوی بوده و می‌تواند طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها را از بین ببرد.
آب اکسیژنه در استریل کردن تجهیزات حساس به حرارت یا دما مانند آندوسکوپ‌ها (Endoscope) مفید است. در کاربردهای پزشکی از غلظت بالاتر (35 تا 90 درصد) استفاده می‌شود.
H₂O₂ چرخه استریلیزاسیون کوتاهی دارد زیرا مدت زمان این چرخه‌ها به 28 دقیقه است، در حالی که چرخه استریلیزاسیون اتیلن اکساید 10 تا 12 ساعت می‌باشد.
با این حال پراکسید هیدروژن دارای معایبی مانند سازگاری کم با مواد، ظرفیت نفوذ کمتر و خطرات مربوط به سلامتی می‌باشد.
پراکسید هیدروژن تبخیر شده (Vaporized hydrogen peroxide (VHP)) برای استریل کردن نواحی که تا حد زیادی بسته و مهر و موم شده‌اند مانند فضاهای بسته و فضای داخلی هواپیما استفاده می‌شود.

ب. گلوتارآلدهید (Glutaraldehyde)

گلوتارآلدهید یک عامل استریل کننده مایع پذیرفته شده است که به زمان غوطه‌وری نسبتا طولانی نیاز دارد. برای از بین بردن همه اسپورها، گلوتارآلدئید به 22 ساعت زمان غوطه وری نیاز دارد.
وجود ذرات جامد، زمان غوطه‌وری را بیشتر می‌کند.
قدرت نفوذ آن نیز ناچیز است زیرا ساعت‌ها طول می کشد تا به یک بلوک از بافت نفوذ کند.
بنابراین استفاده از گلوتارآلدئید به سطوح خاصی با آلودگی کمتر محدود می‌شود.

ج. هیپوکلریت (Hypochlorite)

محلول هیپوکلریت که سفیدکننده مایع نیز نامیده می‌شود، یکی دیگر از مواد شیمیایی مایع است که می‌تواند به عنوان ضد عفونی کننده استفاده شود، با این وجود استریلیزاسیون با این ماده شیمیایی دشوار است.
غوطه‌ور کردن وسایل برای مدت کوتاهی در سفید کننده مایع ممکن است برخی از ارگانیسم‌های بیماری‌زا را از بین ببرد، اما برای رسیدن به استریلیزاسیون، به غوطه‌وری به مدت 20 تا 24 ساعت نیاز است.
هیپوکلریت یک عامل اکسیدکننده است و بنابراین با اکسید کردن ترکیبات آلی عمل می‌کند که منجر به تعدیل پروتئین‌ها در میکروب‌ها گشته و در نهایت ممکن است منجر به مرگ آن‌ها شود.
غلظت مناسب هیپوکلریت را می‌توان برای ضد عفونی محل کار و حتی سطوح برای تمیز کردن خون و سایر مایعات ریخته شده، استفاده کرد.

مطالب مرتبط:

منبع

مترجم: صادق حسینی‌کیا

از این مطلب چقدر راضی بودید؟

روی ستاره کلیک کنید تا نظرتون ثبت بشه