Воздействие температуры на микробы. Стерилизация. Пастеризация. Стерилизация сухим жаром. Автоклавирование. Тиндализация.
Обновлено: 01.05.2024
Стерилизация представлена физическим, химическим, механическим и биологическим методами и различными способами.
Целесообразность применения того или иного метода стерилизации и его способов зависит от особенности материала, подлежащего стерилизации, его физических и химических свойств. Продолжительность стерилизации зависит от стерилизуемого объекта, стерилизующего агента и его дозы, температуры и влажности окружающей среды.
Физический метод стерилизации
К способам физического метода стерилизации относятся высушивание, сжигание и прокаливание, кипячение, пастеризация и тиндализация, горячий воздух (сухой жар), ультразвук, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, ток высокой частоты, солнечный свет.
Наиболее распространенным способом стерилизации предметов, допускающих применение высокой температуры, является стерилизация огнем, горячим воздухом и насыщенным водяным паром под давлением.
Огонь используют для сжигания инфицированных предметов, не представляющих какой – либо ценности (ненужные бумаги, старые обои, тряпки, мусор), для обеззараживания мокроты больных туберкулезом, трупов людей и животных, погибших от особо опасных инфекций, а также для обжигания и прокаливания разных предметов.
Обжигание и прокаливание широко применяется в микробиологической практике для обеззараживания инструментов, лабораторной и аптечной посуды.
Прокаливание в пламени горелки или фламбирование – способ стерилизации, при котором происходит полное обеспложивание объекта, так как погибают и вегетативные клетки, цисты и споры микроорганизмов. Обычно прокаливанием стерилизуют петли, шпатели, пипетки, предметные и покровные стекла, мелкие инструменты и другие зараженные предметы, если их нельзя кипятить. Не рекомендуется стерилизовать прокаливанием ножницы и скальпели, так как под воздействием огня режущая поверхность становится тупой.
Одним из наиболее простых и распространенных способов физического метода стерилизации, применяемых в медицинской практике, является стерилизация горячим воздухом (сухим жаром). Сухожаровая стерилизация осуществляется в сушильных шкафах (печах Пастера). Сухой горячий воздух оказывает бактерицидное, вирусоцидное, спороцидное действие и используется в основном для стерилизации изделий из стекла (лабораторная посуда- чашки Петри, колбы, пипетки, пробирки и др.), а также изделий из металла, которые могут быть простерилизованы паром под давлением. Кроме того, сухой жар используется для стерилизации предметов из фарфора и термостойких веществ (тальк, белая глина), а также минеральных и растительных масел, жиров, вазелина, ланолина, воска. Наиболее эффективным режимом для этого способа стерилизации, обеспечивающего гибель вегетативных форм и спор, является температура 160 – 180 градусов в течение 15 минут.
Нельзя стерилизовать сухим жаром питательные среди, изотонический раствор, предметы из резины и синтетических материалов, так как жидкости вскипают и выливаются, а резина и синтетические материалы плавятся.
Стерилизация насыщенным паром под давлением – это наиболее надежный и чаще всего примеряемый способ стерилизации перевязочного материала, воды, некоторых лекарственных средств, питательных сред, мягкого инвентаря, инструментов, а также для обеззараживания отработанного зараженного материала.
В хирургической практике перевязочный материал, халаты хирургов, белье для оперируемого обеззараживают при помощи пара в автоклавах. Стерилизация паром под давлением осуществляется в специальных аппаратах – автоклавах.
При автоклавировании происходит полное уничтожение всех микроорганизмов и спор. Метод стерилизации паром под давлением основан на нагревании материала насыщенным водяным паром под давлением выше атмосферного. Совместное действие высокой температуры и пара обеспечивают особую эффективность данного способа. При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов.
Споры микробов под действием насыщенного водяного пара погибают в течение 10 минут, а вегетативные формы – от 1 до 4 минут.
Высокая бактерицидная сила насыщенного пара обусловлена тем, что под воздействием водяного пара под давлением белки микробной клетки набухают и свертываются, в результате чего микробные клетки гибнут.
Бактерицидное действие насыщенного водяного пара усиливается при избыточном давлении.
Стерилизацию в автоклаве проводят при разных режимах.
Так, простые питательные среды (мясо – пептонный агар и мясо – пептонный бульон) стерилизуют 20 минут при 120 градусах (1 атм.). Но при этом режиме нельзя стерилизовать среды, содержащие белки, углеводы и другие легко изменяющиеся от нагревания вещества. Среды с углеводами стерилизуют в автоклаве при 0,5 атм. 10 – 15 минут или дробно текучим паром.
С помощью высокой температуры можно уничтожить самые стойкие формы патогенных микроорганизмов (включая и спорообразующие) не только на поверхности обеззараживаемых объектов, но и глубине их. В этом и заключается большое преимущество высокой температуры, как надежного средства стерилизации. Однако, некоторые предметы портятся под действием высокой температуры и в этих случаях приходится прибегать к другим способам и средствам обеззараживания.
Полное обеспложивание материалов и предметов, не допускающих применения стерилизации высокой температурой, достигается путем повторно проводимой стерилизации водяным паром в аппарате Коха при температуре не выше 100 градусов. Этот способ носит название дробной стерилизации. Он сводится к тому, что остающиеся неубитыми споровые формы микробов, через сутки в термостате при 37 градусах прорастают в вегетативные клетки, гибель которых наступает при последующей стерилизации данного объекта текучим паром. Обработку текучим паром проводят три раза по 30 – 40 минут. Однократный прогрев материала при температуре ниже 100 градусов известен под названием пастеризации. Пастеризация предложена Пастером и предназначена в основном для уничтожения в основном безспоровых микроорганизмов. Пастеризацию проводят при 60 – 70 градусах от 15 до 30 минут, при 80 градусах от 10 до 15 минут.
В микробиологической практике пастеризацией посевного материала часто пользуются для выделения чистых культур спорообразующих микроорганизмов и для выявления способности микроорганизмов к образованию спор.
Для жидкостей, теряющих вкусовые и другие ценные качества при воздействии высокой температуры (молоко, ягодные и фруктовые соки, пиво, питательные среды, содержащие углеводы или мочевину и др.) стерилизацию текучим паром проводят при 50 – 60 градусах в течение 15 – 33333330 минут или при 70 – 80 градусах в течение 5 – 10 минут. При этом погибают микробы средней резистентности, а более стойкие и споры сохраняются.
Дробная 5 – 6 кратная стерилизация при 60 градусах в течение 1 часа носит название тиндализации.
Многие изделия медицинского назначения, изготовленные из полимерных материалов, не выдерживают стерилизации паровым способом по общепринятым режимам. Для многих изделий из – за особенностей, содержащихся в них жидкостей (консервант, лекарственные и другие средства) невозможно стерилизовать общепринятыми способами и методами. Для таких изделий разрабатываются индивидуальные режимы стерилизации, обеспечивающие надежное обеспложивание объектов.
Так, стерилизация ротора для разделения крови на фракции проводится водяным паром при температуре 120 градусов в течение 45 минут. Стерильность контейнеров для консервантов достигается при 110 градусах в течение 60 минут.
Кипячение – способ стерилизации, применяемый для обеспложивания шприцев многоразового пользования, хирургических инструментов, резиновых трубок, стеклянной и металлической посуды.
Стерилизацию кипячением проводят в стерилизаторах. Споровые формы в кипящей воде погибают через 20 – 30 минут. Кипячение в течение 45 минут широко используют для обеззараживания выделений и других заразных материалов, белья, посуды, игрушек, предметов ухода за больными.
Горячую воду (60 – 100 градусов) с моющими средствами используют при стирке и уборке для механического удаления загрязнений и микроорганизмов.
Большинство вегетативных клеток погибают при 70 градусах через 30 минут.
Стерилизация фильтрованием применяется в тех случаях, когда субстраты не выдерживают нагревания, в частности, для сред, содержащих белки, для сывороток, некоторых антибиотиков, витаминов, летучих веществ. Этот прием довольно широко применяется для стерилизации культуральной жидкости, когда необходимо освободить ее от клеток микроорганизмов, но сохранить все содержащиеся в ней продукты обмена в неизмененном виде. Способ заключается в фильтровании жидкостей через специальные фильтры, имеющие мелкопористые перегородки и поэтому задерживающие клетки микроорганизмов.
Наиболее широко используются два типа фильтров: мембранные фильтры и фильтры Зейтца.
Мембранные фильтры готовят из коллодия, ацетата, целлюлозы и других материалов.
Фильтры Зейтца изготовлены из смеси асбеста с целлюлозой.
Кроме того, для стерилизации применяются фильтры, изготовленные из каолина с примесью кварцевого песка, из инфузорной земли и из других материалов («свечи» Шамберлана, Беркфельда).
Мембранные и асбестовые фильтры рассчитаны а одноразовое использование.
При ультрафиолетовом облучении бактерицидный эффект обеспечивают лучи длиной 200 – 450 нм., источником которых являются бактерицидные лампы.
При помощи бактерицидных ламп производят стерилизацию ультрафиолетовыми лучами воздуха в лечебно – профилактических учреждениях, боксах микробиологических лабораторий, на предприятиях пищевой промышленности, в боксах по производству вакцин и сывороток, в операционных, манипуляционных, детских учреждениях и др.
Ультрафиолетовые лучи обладают высокой антимикробной активностью и могут вызывать гибель не только вегетативных клеток, но и их спор.
Солнечный свет вызывает гибель микроорганизмов в результате действия ультрафиолетового облучения и высушивания. Высушивание при помощи солнечного света губительно действует на многие виды микроорганизмов, но действие его поверхностное и поэтому в стерилизационной практике солнечный свет играет вспомогательную роль.
В последнее время при лечении ран и ожогов используют в виде гелей покрытия из синтетических и природных полимеров. Для местного лечения ран и ожогов широко применяют полимерные антисептические пленки. В состав их входят такие антимикробные средства широкого спектра действия, как катапол, диоксидин, синий йод, а также сорбит, содержащий глутаровый альдегид. Для стерилизации этих пленок применяется ионизирующее излучение в дозе 20,0 кГр. При промышленном выпуске полимерных антисептических пленок и сорбента стерильность их при таком режиме стерилизации обеспечивается полностью.
Радиоактивное излучении убивает все виды микроорганизмов как как в вегетативной, так и в споровой форме. Оно широко применяется для стерилизации на предприятиях, выпускающих стерильную продукцию и стерильные изделия медицинского назначения одноразового пользования, для дезинфекции сточных вод и сырья животного происхождения.
Механический метод стерилизации
Механические способы стерилизации позволяют удалить микробы с поверхности предметов. К ним относятся обмывание, вытряхивание, подметание, влажное протирание, проветривание, вентиляция, обработка пылесосом, стирка.
Химический метод стерилизации
В медицинской практике в настоящее время все более широкое применение находят пластмассы. Они используются в стоматологии, в челюстно – лицевой хирургии, в травматологии, ортопедии, хирургии. Большинство пластмасс не выдерживают тепловых способов стерилизации паром под давлением и сухим жаром (сухим нагретым воздухом). Применяемые для стерилизации таких объектов растворы спирта, диоцида, тройного раствора не обеспечивают стерильности обрабатываемых изделий. Поэтому для стерилизации изделий из пластмасс используют газовый и радиационный методы, а также растворы химических препаратов.
Внедрение в практику лечебных учреждений большого числа изделий из термолабильных материалов способствует внедрению радиационного, газового способов обеззараживания и стерилизации растворами дезинфицирующих средств.
При химической стерилизации используют газы и средства из различных химических групп (перекисные, фенольные, галоидосодержащие, альдегиды, щелочи и кислоты, поверхностно – активные вещества и др.). Для использования в быту выпускаются моющие, чистящие, отбеливающие и другие препараты, оказывающие антимикробное действие за счет введения В их состав различных химических веществ. Эти препараты используются для очистки и обеззараживания санитарно – технического оборудования, посуды, белья и пр.
Пар формальдегида (пароформ) может применяться в лечебных учреждениях для стерилизации металлических изделий медицинского назначения (скальпели, иглы, пинцеты, зонды, зажимы, крючки, кусачки и др.). Перед стерилизацией парами формальдегида изделия необходимо подвергнуть предстерилизационной очистке и тщательно просушить.
При стерилизации каким – либо химическим способом регламент обработки того или иного объекта зависит от особенностей обеззараживаемого объекта, резистентности микробов, особенностей свойств химического препарата, температуры окружающей среды, влажности и других факторов. Так, стерильность металлических инструментов достигается за пять часов выдерживания в герметичной камере с парофомом при температуре не ниже 20 градусов и относительной влажности 95 – 98%, при температуре 15 градусов полная стерильность этих объектов достигается только через 16 часов.
Спороцидная активность глутарового альдегида зависит от температуры. Оптимум его действия наступает при температуре 15 – 25 градусов. При повышении температуры активность спороцидного действия этого препарата снижается.
Стерилизацию химическим методом применяют несколько ограничено. Чаще всего этот метод используют для предупреждения бактериального загрязнения питательных сред и иммунобиологических препаратов (вакцин и сывороток). К питательным средам чаще всего добавляют такие вещества, как хлороформ, толуол, эфир. При необходимости освободить среду от этих консервантов ее нагревают на водяной бане при 56 градусах и консерванты испаряются.
Для консервации вакцин или сывороток используют мертиолат, борную кислоту, формалин.
Биологический метод стерилизации
Биологическая стерилизация основывается на применении антибиотиков. Этот метод широко используется при культивировании вирусов.
Методы стерилизации
Цель процесса стерилизации состоит в полном удалении или уничтожении всех живых микроорганизмов и спор внутри или на поверхности предмета. Стерилизации подвергаются питательные среды, лабораторная посуда, инструменты, растворы и т. д. Можно выделить термическую и холодную стерилизацию.
К методам термической стерилизации относят: прокаливание и обжигание в пламени спиртовки; кипячение; сухожаровую (горячим паром) стерилизацию; стерилизацию насыщенным паром под давлением (автоклавирование); дробную стерилизацию (тиндализацию), пастеризацию.
Прокаливание и обжигание в пламени – наиболее быстрые и доступные методы стерилизации. Однако их использование ограничивается только термоустойчивыми материалами. Такими методами стерилизуют бактериологические петли, иглы, шпатели, пинцеты, предметные и покровные стекла, фарфоровые ступки и другие инструменты.
Кипячение – простейший способ стерилизации. Кипячением в дистиллированной воде стерилизуют мембранные фильтры. Режим стерилизации для мембранных фильтров – 30 – 60 мин с момента энергичного закипания воды. Металлические инструменты, мелкие стеклянные детали лучше всего кипятить в специальных закрытых приборах – стерилизаторах.
В микробиологической практике таким способом стерилизации пользуются редко в связи с тем, что продолжительное кипячение может повредить обрабатываемый материал, а сокращение времени кипячения может не обеспечить стерильности.
Дробная стерилизация (тиндализация или стерилизация текучим паром) используется для стерилизации питательных сред и растворов, которые портятся при использовании температур выше 100 °С. Метод разработан в 1877 году Дж. Тиндалем и согласно этому методу, жидкость доводят до 100 °С и продолжают выдерживать при этой температуре 10 мин. За это время все вегетативные клетки погибают, жизнеспособными остаются только споры. Затем жидкость охлаждают до температуры, оптимальной для прорастания спор (30 °С) и через несколько часов снова пропускают пар. Двух-трех подобных циклов обычно бывает достаточно для уничтожения всех имеющихся спор. Эффективность этого метода особенно велика потому, что нагревание обычно приводит к активации спор. Тиндализацию проводят либо с помощью пара, подаваемого от внешнего источника, либо в специальных аппаратах. Резервуар с кипящей водой расположен в нижней части аппарата, над ним расположена сетка с устанавливаемыми стерилизуемыми растворами.
Пастеризация заключается в однократном прогреве материала при температурах ниже 100 °С и направлена на уничтожение вегетативных клеток. Этот метод широко используется в пищевой промышленности для обработки продуктов, которые теряют вкусовую и пищевую ценность при кипячении: молока, ягодных и фруктовых сиропов, соков, вин, пива и т. д. В микробиологической практике пастеризацией пользуются для получения накопительных культур спорообразующих бактерий. В лабораторных условиях пастеризацию проводят либо на водяной бане, либо в ультратермостате при следующих режимах: 60 – 70 °С в течение 15 – 30 мин; 80 °С в течение 10 – 15 мин.
Сухожаровая стерилизация или стерилизация сухим горячим воздухомпроводится в сушильных шкафах. Режим стерилизации:
160 – 170 °С на протяжении 2 часов. При этом предполагается, что погибают как клетки, так и споры. Таким способом стерилизуют стеклянную посуду, инструменты и др.
Стерилизация насыщенным паром под давлением или автоклавирование – один из наиболее эффективных методов стерилизации, так как стерилизуемый объект подвергается одновременному воздействию как высокой температуры, так и повышенному давлению пара. Погибают как вегетативные клетки, так и споры микроорганизмов. Процесс проводится в специальных приборах – автоклавах, закрывающихся герметично. Основные используемые режимы стерилизации следующие: 15 – 30 мин при избыточном давлении 0,5 атм (температура достигает 110 – 112 °С); 15-45 мин при избыточном давлении 1,0 атм. (температура достигает 121 °С); 10 – 30 мин при избыточном давлении 1,5 атм. (температура достигает 126 °С). Таким способом стерилизуют питательные среды, растворы, посуду, инструменты, фильтры и т. д.
При холодной стерилизации используют химические вещества или проводят воздействие на объект факторами физической природы. Химические методы подавления жизнедеятельности микроорганизмов предполагают использование дезинфектантов и антисептиков, имеющих неспецифический эффект, либо использование антибиотиков и синтетических антимикробных препаратов с избирательным противомикробным действием. Дезинфицирующие вещества классифицируются по группам: кислоты или щелочи, галогены, тяжелые металлы, четвертичные аммониевые основания, фенольные соединения, альдегиды, кетоны, спирты, амины и перекиси. Устойчивость микроорганизмов к их действию может существенно меняться в зависимости от таких факторов как концентрация активного компонента, длительность контакта, рН, температура, влажность, и присутствие органического вещества. Химические средства неспецифического действия используются для обработки помещений, оборудования, различных предметов. Например, спирты используются в концентрации 60 – 70 % и эффективны в отношении вегетативных клеток. Фенолы и их производные применяются для дезинфекции помещений, дезинсекции.
Среди используемых летучих стерилизующих веществ можно указать на окись этилена, окись пропилена, озон, метилбромид, формальдегид, глютаровый альдегид. Указанные вещества могут быть использованы для стерилизации пластмассовых центрифужных пробирок, пластмассовых чашек Петри, оптических инструментов, сыворотки крови и др.
Стерилизация фильтрованием используется для веществ, которые не выдерживают термической обработки (растворов белков, углеводов, витаминов, углеводородов, антибиотиков, сыворотки). Способ заключается в пропускании жидкостей и газов через специальные мелкопористые фильтры (бактериальные), диаметр пор которых не превышает 0,45 – 0,2 мкм. Фильтры задерживают микроорганизмы благодаря поровой структуре их матрикса. Для пропускания раствора через фильтр требуется вакуум или давление. Существуют два основных типа фильтров – глубинные и мембранные. Глубинные состоят из волокнистых или гранулированных материалов, которые спрессованы, свиты или связаны в лабиринт проточных каналов. Частицы задерживаются в них в результате адсорбции и механического захвата в матриксе фильтра. Мембранные фильтры имеют непрерывную структуру и захват ими частиц определяется размером пор. Фильтры содержат различные природные (коалин, асбест, целлюлоза) или синтетические (производные целлюлозы) материалы. Различают фильтры: мембранные, получаемые на основе нитроцеллюлозы; асбестовые или фильтры Зейтца, получаемые на основе смеси асбеста и целлюлозы; фарфоровые или свечи Шамберлана, получаемые из смеси кварцевого песка и коалина, сплавленных между собой; стеклянные, полученные из стекла «Пирекс».
Стерилизация с использованием облучения пригодна для термолабильных материалов. Ультрафиолетовые лучи (250 – 270 нм) используются для стерилизации центрифужных пробирок, наконечников для пипеток, материалов из термолабильной пластмассы. Время облучения определяется мощностью лампы, временем воздействия, степенью и видовым составом микроорганизмов загрязненного материала. Вегетативные формы более чувствительны к облучению, чем споры, которые в 3 – 10 раз более устойчивы. От УФ-облучения микроорганизмы могут быть защищены органическими веществами, пылью или другими защитными оболочками. Ограничением при использовании данного метода стерилизации является низкая проникающая способность УФ-лучей и высокая поглощающая способность воды и стекла. Рентгеновское и g-облучение также эффективно для стерилизации пластмасс, пищевых продуктов, но требует строгого соблюдения правил безопасности. Наиболее чувствительны к g-облучению вегетативные клетки бактерий, затем идут плесневые грибы, дрожжи, бактериальные споры и вирусы.
На практике проводят и контроль стерилизации, при котором о работе стерилизующих агентов и аппаратов судят по: 1) эффективности гибели спор в процессе стерилизации; 2) прямым измерением температуры и 3) с помощью химических индикаторов.
Влияние на микробов физических факторов. Стерилизация. Пастеризация. Тиндализация
Влияние температуры.Различные группы микроорганизмов развиваются при определенных диапазонах температур. Бактерии, растущие при низкой температуре, называют психрофилами, при средней (около 37 °С) — мезофилами, при высокой — термофилами.
Высушивание. Обезвоживание вызывает нарушение функций большинства микроорганизмов. Наиболее чувствительны к высушиванию патогенные микроорганизмы (возбудители гонореи, менингита, холеры, брюшного тифа, дизентерии и др.). Более устойчивыми являются микроорганизмы, защищенные слизью мокроты.
Высушивание под вакуумом из замороженного состояния — лиофилизацию — используют для продления жизнеспособности, консервирования микроорганизмов. Лиофилизированные культуры микроорганизмов и иммунобиологические препараты длительно (в течение нескольких лет) сохраняются, не изменяя своих первоначальных свойств.
Действие излучения. Неионизирующее излучение — ультрафиолетовые и инфракрасные лучи солнечного света, а также ионизирующее излучение — гамма-излучение радиоактивных веществ и электроны высоких энергий губительно действуют на микроорганизмы через короткий промежуток времени. УФ-лучи применяют для обеззараживания воздуха и различных предметов в больницах, родильных домах, микробиологических лабораториях. С этой целью используют бактерицидные лампы УФ-излучения с длиной волны 200—450 нм.
Ионизирующее излучение применяют для стерилизации одноразовой пластиковой микробиологической посуды, питательных сред, перевязочных материалов, лекарственных препаратов и др. Однако имеются бактерии, устойчивые к действию ионизирующих излучений, например Micrococcus radiodurans была выделена из ядерного реактора.
Действие химических веществ.Химические вещества могут оказывать различное действие на микроорганизмы: служить источниками питания; не оказывать какого-либо влияния; стимулировать или подавлять рост. Химические вещества, уничтожающие микроорганизмы в окружающей среде, называются дезинфицирующими. Антимикробные химические вещества могут обладать бактерицидным, вирулицидным, фунгицидным действием и т.д.
Химические вещества, используемые для дезинфекции, относятся к различным группам, среди которых наиболее широко представлены вещества, относящиеся к хлор-, йод- и бромсодержащим соединениям и окислителям.
Антимикробным действием обладают также кислоты и их соли (оксолиновая, салициловая, борная); щелочи (аммиак и его соли)
Стерилизация - предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергшихся обработке.
Пастеризация - способ уничтожения микроорганизмов в жидкостях и пищевых продуктах однократным нагреванием (обычно при 60-70C в течение 15-30 мин). Предложен Л. Пастером. Применяется для консервирования молока, вина, пива и др.
Тиндализация - способ униточжения микробов и их спор в определенном объекте. Осуществляется дробной обработкой паром обычно при температуре 100 °С. В периоды между нагреваниями объекты выдерживают в условиях, способствующих прорастанию спор. Применяется в основном для стерилизации жидкостей и пищевых продуктов, портящихся при температуре выше 100 °С.
ТАБЛИЦА № 1. МЕТОДЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ
Дезинфекция и стерилизация – мощные факторы воздействия внешней среды на микроорганизмы. Они применяются в виде комплекса мер асептики и антисептики в различных областях медицины, а также являются важнейшим звеном воздействия на механизм передачи инфекции при организации противоэпидемических мероприятий. Выбор того или иного способа дезинфекции или стерилизации определяется особенностями микрофлоры, а также качественными характеристиками объекта. Кроме того, важно знать, что успех тех или иных антимикробных воздействий (мероприятий) зависит от целого ряда факторов, действующих на микроорганизмы взаимосвязано (комплексно): концентрации, температуры, экспозиции и пр.
Знание общих принципов проведения того или иного вида дезинфекции или стерилизации как методов борьбы с инфекционным началом помогут правильно сделать выбор параметров обеззараживания объектов окружающей среды в каждой конкретной ситуации.
Прежде, чем приступить к освоению новой темы, ответьте устно на следующие вопросы:
1. В каких жизненных формах существуют некоторые виды патогенных бактерий в организме и во внешней среде?
2. Почему споры бактерий чрезвычайно устойчивы к воздействию факторов внешней среды?
3. Перечислите физическиефакторы внешней среды, воздействующие на микроорганизмы.
4. Назовите химическиефакторы внешней среды, влияющие на микроорганизмы.
5. Что такое «бактерицидное» и «бактериостатическое»действие факторов среды на микроорганизмы?
6. От каких факторов зависит бактерицидный или бактериостатический эффект физического или химического воздействия на микроорганизмы?
Чувствительность микроорганизмов к тем или иным воздействиям определяется рядом факторов: структурно-функциональными особенностями микроорганизма и его физиологическим состоянием, силой и продолжительностью воздействия, наличием сопутствующих факторов, усиливающих или ослабляющих антимикробную активность.
Наибольшей устойчивостью к различным воздействиям обладают споры бактерий, что объясняется их особым строением (толстая оболочка, гелеподобная концентрированная протоплазма, наличие дипиколиновой кислоты, высокое содержание кальция при пониженном содержании воды) и тем, что у спор практически отсутствует метаболизм. Повышенная устойчивость микобактерий туберкулеза обусловлена высоким содержанием в их клетках липидов и воска.
Следует отметить, что одно и то же воздействие может быть антимикробным в отношении одних микроорганизмов и в то же время стимулировать рост и размножение других. Так, кислород губителен для анаэробов, но стимулирует рост аэробных микроорганизмов, а применение антибактериальных антибиотиков может способствовать росту грибов.
АЛГОРИТМ ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЛОК
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
ЧАСТЬ 1
1.1. Составьте словарь основных терминов и понятий темы, для чего выпишите эти термины и поясните их значение:
Антисептика– это различные способы обеззараживания объектов (ран, предметов), в том числе воздействие на инфекцию в организме больного посредством применения убивающих микробы химических веществ. Меры антисептики направлены в основном на уничтожение источника инфекции. Недостаток этого метода заключается во вредном воздействии химических веществ на организм, поэтому в настоящее время наиболее широко используются методы асептики.
Асептика –предупреждение заражения микроорганизмами какого-либо объекта путём обеззараживания всех окружающих предметов, соприкасающихся с ним. Наиболее широко асептика применяется в хирургии и связанных с ней медицинских специальностях, а также в бактериологической лаборатории. Методы асептики препятствуют распространению инфекции путём обеззараживания факторов передачи инфекции.
Стерилизация– полное уничтожение всех микроорганизмов (т.е. вегетативных клеток и спор) в каком-либо объекте. Выбор того или иного способа стерилизации определяется качеством и свойствами микрофлоры, а также качественными характеристиками объекта.
Дезинфекция – уничтожение или удаление вегетативных форм возбудителей инфекционных болезней из объектов внешней среды, которые могут послужить факторами передачи заразного начала.
1.2. Устноответьте на вопросы:
1) Чем отличается антисептика от асептики?
2) Укажите основной недостаток антисептики.
3) Чем отличается дезинфекция от стерилизации?
ЧАСТЬ 2
Методы стерилизации
Наиболее широко в медицине используются физические методы стерилизации, в основе которых лежит губительное действие на микроорганизмы таких факторов внешней среды, как температура и пар (тепловая стерилизация), излучение (лучевая стерилизация). Для химической стерилизации в основном используют бактерицидное действие на микробы газов - окиси этилена и формальдегида (газовая стерилизация). Иногда применяют холодную стерилизациюс использованием бактериальных фильтров. Выбор метода стерилизации зависит от качественных характеристик стерилизуемого объекта. (см. таблицу №1).
2.1. Внимательно изучите и оформите в тетради таблицу №1 "Методы стерилизации".
ТАБЛИЦА № 1. МЕТОДЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ
2.2. Прочитайте ВОПРОСЫ НА ПОНИМАНИЕ. Попытайтесь ответить на них, используя информацию из таблицы №1 "Методы стерилизации".
В случае затруднения с ответами Вы можете обратиться к приложению №1.
Запишите вопросы и ответы, которые вызвали затруднения.
ВОПРОСЫ НА ПОНИМАНИЕ
1) Почему фламбированием можно стерилизовать только мелкие предметы?
2) Почему стерилизация кипячением считается неполной, если обрабатывают предметы, инфицированные споровыми формами микроорганизмов?
3) Эффективность автоклавирования (стерилизации перегретым паром под давлением) выше, чем стерилизация текучим паром или кипячением. Почему?
4) В каких случаях Вы предложили бы заменить дробную стерилизацию текучим паром тиндализацией?
5) Можно ли назвать профильтрованную через бактериальный фильтр воду из реки стерильной?
6) Почему для стерилизации питательных сред, жидкостей, масел газовая стерилизация не применяется?
7) Для надёжной стерилизации оборудования ультрафиолетовыми лучами применяется предстерилизационная обработка: влажная уборка с добавлением моющих средств. Почему?
Контроль стерилизации. Контроль объектов, подвергшихся стерилизации, как правило, заменяют контролем работы стерилизаторов с помощью физических, химических и биологических способов.
Физические методы предусматривают контроль работы приборов, характеризующих температуру, время, давление, позволяющих строго соблюдать установленный режим стерилизации, который обеспечивает гибель микробов. Например, в пробирку насыпают какое-либо вещество, плавящееся при температуре около 120 0 С - сера, бензойная кислота. Недостаток этого способа контроля состоит в том, что регистрируется только то, что порошок расплавился и, значит, необходимая температура достигнута, но нельзя быть уверенным, что она была такой на протяжении всего времени экспозиции.
Химический контроль осуществляется косвенно по изменению окраски химических индикаторов (индикаторных бумажек, порошков, жидкостей - бензойной кислоты, мочевины, запаянных в ампулы), которые помещаются на поверхности и в глубине стерилизуемого объекта. Метод имеет тот же недостаток что и физический.
Биологический контроль проводится путем помещения внутрь стерилизуемых предметов биотестов, приготовленных из термоустойчивых спорообразующих бактерий. Для проведения микробиологического контроля объектов, подвергшихся стерилизации, производят посевы кусочков материала, смывов с предметов на питательные среды, позволяющие обнаружить аэробные и анаэробные бактерии и грибы. Отсутствие роста после 48 часов инкубации в термостате свидетельствует о стерильности предмета. Недостаток метода в том, что ответ получаем только спустя 48 часов, а материал считается стерильным после автоклавирования в биксе в течение 48 часов. Значит, материал используются еще до получения ответа из бактериологической лаборатории.
Воздействие температуры на микробы. Стерилизация. Пастеризация. Стерилизация сухим жаром. Автоклавирование. Тиндализация.
Воздействие химических факторов на бактерии. Дезинфектанты. Антисептики.
Способность ряда химических веществ подавлять жизнедеятельность микроорганизмов и предотвращать порчу органических субстратов известна с глубокой древности. В частности, египтяне широко применяли кислоты, щёлочи, природные ароматические вещества для мумификации умерших; персы-огнепоклонники для предохранения дерева и кожи от гниения использовали нефть и ее продукты. Применение химических веществ — основа метода антисептики (предложил Джозеф Листер в 1867 г.).
Эффективность зависит от концентрации химических веществ и времени контакта с микробом. Химические вещества могут подавлять рост и размножение микроорганизмов, проявляя статический эффект, либо вызывать их гибель [микро-бицидный эффект (от лат. caedo, убивать)]. Дезинфектанты и антисептики дают неспецифический микробицидный эффект; химиотерапевтические средства проявляют избирательное про-тивомикробное действие.
Дезинфектанты. Антисептики.
Дезинфектанты — химические средства неспецифического действии, применяемые для обработки помещений, оборудования и различных предметов. Антисептики — вещества, используемые для обработки живых тканей. Дезинфицирующие средства оказывают в рабочих концентрациях бактерицидное действие, а антисептики (в зависимости от концентрации)— бактериостатическое или бактерицидное.
Антисептики и дезинфектанты обычно легко растворимы в воде и действуют быстро; они дёшевы и при правильном применении не оказывают вредного воздействия на организм человека. Дезинфекция позволяет уменьшить число патогенных микроорганизмов на объектах внешней среды. Дезинфекцию проводят с определённой периодичностью (профилактическая дезинфекция), либо при возникновении инфекционного заболевания или подозрении на него (очаговая дезинфекция).
Спирты, или алкоголи (этанол, изопропанол и др.). Как антисептики, наиболее эффективны в виде 60-70% водных растворов. Спирты осаждают белки и вымывают из клеточной стенки липиды. При правильном применении эффективны в отношении вегетативных форм большинства бактерий; споры бактерий и грибов, а также вирусы к ним резистентны. Галогены и галогенсодержащие препараты (препараты йода и хлора) широко применяют как дезинфектанты и антисептики. Препараты взаимодействуют с гидроксильными группами белков, нарушая их структуру.
• Как антисептики применяют йодсодержащие препараты — спиртовой раствор йода (5% в этаноле); йодинол (1% водный раствор содержит 0,1% йода, 0,3% калия йодида и 0,9% поливинилового спирта, замедляющего выделение йода); йодонат (водный раствор комплекса поверхностно-активного вещества с йодом); повидон-йод (комплекс йода с поли-винилпирролидоном) и раствор Люгбля применяют для обработки слизистых оболочек.
• Как дезинфектанты применяют хлорсодержащие препараты — газообразный хлор (взаимодействуя с водой, образует хлорноватистую кислоту; в присутствии органических веществ противомикробное действие уменьшается); хлорную известь (5,25% NaCIO, также образующую при растворении хлорноватистую кислоту); хлорамин Б (содержит 25-29% активного хлора; для обеззараживания питьевой воды применяют в виде таблеток, содержащих 3 мг активного хлора); хлоргексидина биглюконат (гибитан).
Альдегиды алкилируют сульфгидрильные, карбоксильные и аминогруппы белков и других органических соединений, вызывая гибель микроорганизмов. Альдегиды широко применяют как консерванты. Наиболее известные — формальдегид (8%) и глутаральдегид (2-2,5%) — проявляют раздражающее действие (особенно пары), ограничивающее их широкое применение.
• Циминаль, цимизоль и цидипол — антисептики, действующие за счёт образования формальдегида путём их гидролиза; применяют для индивидуальной профилактики венерических заболеваний у мужчин после случайных половых связей.
Кислоты и щёлочи применяют как антисептики. Среди кислот наиболее известны борная, бензойная, уксусная и салициловая. Применяют для лечения поражений, вызванных патогенными грибами и бактериями. Наиболее распространена салициловая кислота, применяемая в спиртовых растворах (1-2%), присыпках, мазях, пастах (например, для лечения дерматоми-козов в областях, подверженных трению); оказывает также в зависимости от концентрации отвлекающее, раздражающее и кератолитическое действие. Из щелочей наиболее распространён раствор аммиака (нашатырный спирт содержит 9,5-10,5% аммиака), применяемый для обработки рук хирурга (0,5% раствор).
Металлы. Антимикробный эффект основан на способности осаждать белки и другие органические соединения. В качестве антисептиков широко применяют нитрат серебра (ляпис), сульфат меди (медный купорос) и хромат ртути (мербромин). Соединения металлов (особенно свинца, мышьяка и ртути) не рекомендуют применять для дезинфекции и антисептики, поскольку они способны накапливаться в организме человека. Исключение — сулема (ртути дихлорид), иногда применяемая для дезинфекции белья, одежды, предметов ухода за больными.
Фенолы и их замещённые производные широко применяют как дезинфектанты, в меньших концентрациях — в качестве антисептиков. Препараты денатурируют белки и нарушают структуру клеточной стенки. От применения собственно фенола отказались давно вследствие его токсичности, но его производные (например, гексахлорофен, резорцин, хлорофен, тимол, салол) применяют часто.
Катионные детергенты оказывают бактерицидное действие, связанное с изменением проницаемости ЦПМ. Их эффект уменьшают анионные поверхностно-активные вещества (по этой причине катионные детергенты несовместимы с мылами), низкие значения рН (то есть повышенная кислотность), некоторые органические соединения, ионы металлов. Катионные детергенты адсорбируются пористыми и волокнистыми материалами. При нанесении на кожу образуют плёнку, под которой могут оставаться живые микроорганизмы. Наиболее часто применяют для обработки рук хирурга (препараты циригель, дегмицид, роккал).
Газы как дезинфектанты известны с глубокой древности. Двуокись серы ещё в античности широко применяли для обработки складов и предохранения пищевых продуктов. Не менее широкое распространение получила дератизация двуокисью серы. Для уничтожения спор микроорганизмов при стерилизации предметов из пластмасс применяют окиси этилена и пропилена под давлением при 30-60 "С. Метод позволяет эффективно уничтожать большинство микроорганизмов, в том числе в тканях и жидкостях (кровь, гнойное отделяемое). Механизм действия связан со способностью окиси этилена алкилировать белки. В частности, повреждению подвергаются сульфгидрильные группы вегетативных форм и карбоксильные группы оболочек спор.
Красители. В качестве антисептиков давно применяют различные красители (например, бриллиантовый зелёный, метиленовый синий, риванол, основный фуксин).
Окислители. Механизм антимикробной активности связан с окислением метаболитов и ферментов микроорганизмов, либо денатурацией микробных белков. Наиболее распространённые окислители, применяемые как антисептики, — перекись водорода и перманганат калия (в просторечии, марганцовка).
- Вернуться в оглавление раздела "Микробиология."
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Читайте также: