Стерилизация – задача со звездочкой

Давайте поставим себе цель – избавиться от микроорганизмов.

Задача звучит нереально, если мыслить глобально. Но в рутинной работе микробиологической или бактериологической лаборатории с этим справляются каждый день. Для стерилизации используют несколько методов, которые условно можно разделить на три группы:

• Тепловые методы
• Методы, использующие другие агенты, чаще всего газы (например, формальдегид или оксид этилена)
• Физические методы (фильтрация, стерилизация излучением)

В этой статье поговорим только о методах тепловой стерилизации. Специфику и особенности других способов стерилизации обсудим в следующих публикациях.

Тепловые методы

В основе всех тепловых методов лежит принцип передачи тепловой энергии объекту. Передавать ее можно с помощью носителя или размещать объект непосредственно в источнике тепла. На практике задача реализуется так:

• Сухожаровая стерилизация (носитель – воздух)
• Паровая стерилизация (носитель – водяной пар)
• Стерилизация в пламени горелки
• Сжигание

Как выбрать?

Выбор метода в каждом случае зависит от цели и объекта.

Так, если необходимо утилизировать опасные биологические отходы (например, операционный материал), применяют сжигание. Если нужно быстро простерилизовать небольшой участок металлического инструмента (например, бактериологическую петлю) – выбирают пламя горелки.

Но чаще всего в лаборатории используют суховоздушную и паровую стерилизацию. Выбор между ними осуществляют на основании физических и биологических свойств объектов. Так, если объект устойчив к длительному воздействию высокой температуры и не выделяет опасных веществ, выбирают суховоздушную стерилизацию. В этом случае носителем тепла выступает сухой воздух с температурой около 180 ^оС, который в течение длительного времени равномерно прогревает все поверхности и полости.

А как поступить, если объект не выдерживает длительного действия высоких температур? Выбрать паровую стерилизацию!

В отличие от сухого воздуха водяной пар имеет большую теплопроводность, а значит, эффективнее передает тепловую энергию. Таким образом, эффекта стерилизации можно добиться при меньших температурах (чаще всего 121 °С) и за меньшее время. Этот вариант отлично подходит для стерилизации:

• Питательных сред (при длительном нагревании теряют свойства)
• Одежды (при обработке сухим воздухом может загореться)
• Гибких изделий из резины и силикона (при многократном воздействии высоких температур теряют свойства)
• Посуды (отлично переносит высокую температуру, но суховоздушная стерилизация занимает несколько часов)

Для паровой стерилизации используют специальные приборы – автоклавы. По принципу работы они похожи на скороварки: в герметичную камеру заливается вода и нагревается до кипения (получаем носитель – пар). За счет герметичности в камере достигается повышенное давление (порядка 1,1 атм), что позволяет увеличить температуру пара и эффективность передачи тепловой энергии.

Важные функции

Пока задача касается приготовления пищевых продуктов, скороварка отлично справляется, но для лабораторных задач этого недостаточно.

В таблице ниже мы собрали все необходимое для удобной и эффективной работы в лаборатории.

Как это реализовано, мы рассмотрим на примере автоклавов компании Tuttnauer.

• Быстрое охлаждение (схема представлена на графике).  По завершению фазы стерилизации камера заполняется сжатым воздухом, который поступает через микробиологический фильтр: давление в камере повышается, что позволяет избежать кипения и расплёскивания жидкости, а также растрескивания посуды в условиях низкого давления. На этой стадии холодная вода циркулирует по спиральному контуру вокруг камеры. Таким образом стерилизуемые жидкости охлаждаются быстро и безопасно.
• Супербыстрое охлаждение. Для ускорения охлаждения используется вентилятор в камере автоклава. Принудительная циркуляция позволяет направлять тепло от нагретых материалов к охлаждаемым стенкам камеры, что сокращает время охлаждения материалов до 90%.
• Эффективное удаление воздуха и влаги. Для этого система дополняется вакуумным насосом. С помощью фракционированных импульсов вакуумным насосом создаётся предварительный вакуум, для того чтобы удалить более 99% воздуха из камеры, что позволяет также высушить материалы внутри автоклава.
• Эффективный нагрев. Насыщенный пар из парогенератора заполняет камеру автоклава через змеевик вокруг камеры. Это обеспечивает моментальный полный нагрев камеры автоклава. Такой способ значительно сокращает время нагрева по сравнению с использованием обычной нагревательной пластины.
• Активное и полное высушивание загруженных материалов. Обеспечивается использованием нагревательной пластины и вакуумного насоса. Такая комбинация гарантирует высушивание даже для таких материалов, как текстиль и полые сосуды.

Таким образом получается полноценная система, которая позволяет стерилизовать все необходимые материалы: текстиль, посуду и жидкости. Функции прибора позволяют сделать процесс:

• Быстрым: эффективный нагрев и охлаждение
• Эффективным: змеевик, через который подается нагревающий агент, обеспечит равномерность распределения тепла
• Безопасным: двойной замок позволит открыть сосуд только после полного охлаждения
• Удобным: не нужно досушивать стерильные материалы
• Соответствующим требованиям: управление процессом осуществляется при помощи программного обеспечения, которое соответствует требованиям 21 CFR Part 11. С прибором поставляется пакет необходимых документов

Более подробно с линейкой оборудования Вы можете ознакомиться здесь.