اصول سترون‌سازی (Sterilization)، ضدعفونی (Disinfection) و گندزدایی (Antisepsis) در مراکز پزشکی (4)

اتوکلاو

اصول سترون‌سازی (Sterilization)، ضدعفونی (Disinfection)

 و گندزدایی  (Antisepsis)در مراکز پزشکی (4)

مردانی

تألیف:

دکتر احمد مردانی

مرکز تحقیقات سازمان انتقال خون، مؤسسه عالی آموزشی و پژوهشی طب انتقال خون

 

روش‌هاي کنترل ميکروارگانيسم‌ها (Methods of Microorganisms Control)

الف- روش‌هاي فيزيكي (Physical Methods)

بروش‌هاي شيميايي (Chemical Methods)

ج- روش‌های ترکیبی و یا فیزیکوشیمیایی (Physicochemical Methods)

 

روش‌هاي فیزیکی کنترل ميکروارگانيسم‌ها

1- روش‌هاي گرمايي شامل حرارت مرطوب و حرارت خشك

2- روش‌هاي مكانيكي مانند تصفیه (فیلتراسیون)

3- تشعشع و پرتوها مانند اشعه X، اشعه ماورای بنفش و اشعه گاما

4- امواج صوتي و مافوق صوت

5- انجماد

 

روش‌های گرمایی (Thermal Methods)

حرارت مرطوب (Moist Heat) و خشک (Dry Heat)، جزو بهترین روش‌های سترون‌سازی و ضدعفونی وسایل پزشکی و آزمایشگاهی می‌باشند که نسبت به سایر روش‌های کنترل میکروارگانیسم‌ها از کارایی بالاتر و کاربرد بیشتری برخوردار هستند. در این روش‌ها، سرعت مرگ میکروارگانیسم‌ها رابطه مستقیمی با درجه حرارت دارد. به‌طور کلی، حرارت سبب اکسیداسیون (Oxidation) ماکرومولکول‌های ساختار سلولی، تغییر ماهیت یا دناتوراسیون (Denaturation) پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک و انعقاد یا کواگولاسیون (Coagulation) پروتئین‌ها می‌شود.

نکته 1: وجود مواد معدنی و آلی، pH محیط، تعداد و سن میکروارگانیسم‌ها از عوامل مؤثر در مقاومت میکروب‌ها نسبت به گرما است.

نکته 2: گسستگی ساختمان سوم پروتئین‌ها را تغییر ماهیت یا دناتوراسیون می‌گویند.

 

1- حرارت مرطوب (Moist Heat)

حرارت مرطوب به اشکال مختلفی شامل بخار (دمای بالای 100 درجه سانتی‌گراد)، جوشاندن (دمای 100 درجه سانتی‌گراد) و یا پاستوریزاسیون (Pasteurization) و تَندلی‌سازی (Tyndallization) یا تیندالیزاسیون (دمای زیر 100 درجه سانتی‌گراد) برای عفونت‌زدایی وسایل و ابزار پزشکی و آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به تفصیل به تشریح آنها می‌پردازیم.

 

الف- سترون‌سازی با بخار (Steam)

استفاده از بخار، مؤثرترين، متداول‌ترين، كم‌هزينه‌ترين، قدیمی‌ترین و کارآمدترین روش سترون‌سازی وسايل و ابزار پزشكي و آزمایشگاهی است كه به رطوبت و گرما حساس نیستند و مجدداً مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

اتوكلاو (Autoclave)، دستگاهي است كه با استفاده از عواملی شامل بخار، فشار و زمان فرایند استریلیزاسیون را انجام می‌دهد و براي سترون‌سازی وسایل فلزي و شيشه‌ای، مايعات و برخی مواد پلاستيكي به‌كار مي‌رود. در اين دستگاه، بايستي “هوا” با “بخار” جابجا شود. اين جابجايي يا با نيروي گرانش زمین (Gravity) و يا با مكش پمپ و ایجاد خلأ (Vacuum) انجام مي‌گيرد. اگر هواي داخل محفظه یا اتاقک (Chamber) دستگاه كاملاً تخليه نشود، به علت اختلاف وزن مخصوص هوا و بخار، درجه حرارت به حد مطلوب نخواهد رسيد. دستگاه‌های اتوکلاو از نظر شکل ظاهری به انواع رومیزی، پایه‌دار، یک درب و دو درب و از نظر منبع سوخت به انواع برقی و گازی طبقه‌بندی می‌شوند. لازم به ذکر است که دستگاه اتوکلاو توسط چارلز چمبرلن (Charles Chamberland) میکروب‌شناس فرانسوی در سال 1879 اختراع گردید و واژه اتوکلاو از ترکیب دو کلمه Auto به معنای خودکار در زبان یونانی و Clavis به معنای کلید در زبان لاتین تشکیل شده است.

دستگاه‌های اتوکلاو از نظر ساختار و عملکرد تفــاوت‌هایی با هم دارند؛ بر این اساس، سه نوع اتوکلاو وجود دارد که عبارتند از:

1- اتوکلاو جابجایی گرانشی (Gravity Displacement Autoclave)

در این نوع اتوکلاوها بخار تحت فشار از قسمت فوقانی وارد محفظه دستگاه می‌شود و چون سبک‌تر از هوا است، هوای موجود در محفظه را بر اساس نیروی گرانش به سمت پایین می‌راند. در ادامه، هوای رانده شده به قسمت‌های تحتانی محفظه، از طریق یک دریچه مجهز به فیلتر HEPA از اتاقک دستگاه خـارج می‌شود (شکل 2-1). محیط‌های کشت میکروبی، مایعات، محصولات دارویی، زباله‌های عفونی و وسایل فاقد خلل و فرج که سطوح آنها تماس مستقیم با بخار دارند، توسط این نوع اتوکلاوها سترون می‌شوند. به دلیل خروج ناقص هوای موجود در خلل و فرج وسایل که منجر به عدم نفوذ کامل بخار به آن نقاط می‌گردد، بهتر است فقط وسایل فاقد منفذ با این نوع اتوکلاوها استریل شوند. در این نوع اتوکلاوها، غالباً دمای بخار به علت مکانیسم عملکرد دستگاه از 127 درجه سانتی‌گراد بالاتر نمی‌رود.

شکل 2-1: نمایش شماتیک عملکرد دستگاه اتوکلاو جابجایی گرانشی

(Gravity Displacement Autoclave)

 

2- اتوکلاو پیش‌خلأ یا کمک‌خلأ (Pre-vacuum or Vacuum-assisted Autoclave)

در این دستگاه‌ها پمپی وجود دارد که قبل از ورود بخار به محفظه، هوای موجود در اتاقک دستگاه را به‌طور کامل تخلیه می‌نماید. در ادامه، هوای تخلیه‌شده از طریق دریچه‌ای که مجهز به فیلتر HEPA است به خارج از دستگاه هدایت می‌شود. با توجه به تخلیه کامل هوای موجود در محفظه دستگاه، این نوع اتوکلاوها برای سترون‌سازی تمامی وسایل و ابزارها به‌ویژه وسایل دارای منفذ مناسب می‌باشند. از این نوع اتوکلاوها به دلیل وجود خلأ نمی‌توان برای سترون‌سازی مایعات استفاده کرد. این دستگاه‌ها قادر هستند در دمای 134 درجه سانتی‌گراد یا سلسیوس (Celsius)، فشار 30 پوند بر اینچ‌ مربع (psi) و مدت زمان سه دقیقـه عمل سترون‌سازی را که اصطلاحـاً استریلیزاسیون سریع (Flash Sterilization) نامیده می‌شود، انجام دهند. لازم به ذکر است که در سترون‌سازی سریع نیازی به بسته‌بندی وسایل نیست، به همین دلیل از این روش در اتاق‌های عمل در موارد اضطراری یا اورژانس استفاده می‌شود.

 

3- اتوکلاو Fuel-heated Pressure Cooker

این نوع اتوکلاوها فقط زمانی که امکان دسترسی به اتوکلاوهای جابجایی گرانشی وجود نداشته باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. درب فولادی این دستگاه‌ها از بالا باز و بسته می‌شود و در کف اتاقک دستگاه، ظرف مخصوص آب تعبیه شده است. پس از قرار دادن وسایل در اتاقک دستگاه و بستن درب آن، آب موجود در ظرف در اثر حرارت تبخیر می‌شود و بخار حاصله هوای موجود در محفظه را از طریق یک دریچه به خارج می‌راند. با خروج کامل هوا و بستن دریچه، درجه حرارت و فشار داخل اتاقک تا رسیدن به دما و فشار تنظیم‌شده، بالا می‌رود.

دستگاه‌های اتوکلاو بر اساس توانایی سترون‌سازی وسایل و ابزارهای دارای پوشش (پارچه و یا کاغذ) و یا بدون پوشش و حفره‌دار (A and/or B) و یا بدون حفره و همچنین مواد نساجی، به سه رده (Class) طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از:

1- کلاس N : این نوع اتوکلاو، فاقد پمپ خلأ است و قادر است فقط وسایل بدون پوشش و بدون حفره را سترون نماید.

2- کلاس S: اتوکلاوهای کلاس S می‌توانند وسایل پوشش‌دار، بدون پوشش، فاقد حفره و حفره‌دار نوع B را استریل کنند.

3- کلاس B: این نوع از اتوکلاوها، توانایی سترون‌سازی تمامی انواع وسایل پوشش‌دار، بدون پوشش، فاقد حفره و حفره‌دار نوع A و B و همچنین مواد نساجی را دارند (شکل 2-2).

شکل 2-2: توانایی سترون‌سازی دستگاه‌های اتوکلاو کلاس N، S و B به ترتیب از چپ به راست

 

به‌طور کلی، دستگاه اتوکلاو داراي يك مخزن فولادي ضدزنگ، ضد اسيد و باز و ضدمغناطيس، درب فولادي با واشر نسوز، قفل‌های ايمني، شيرهاي کنترل ورود و خروج آب و بخار، صافي‌هاي هوا و بخار، سوپاپ اطمينان، فشارسنج (Manometer)، حرارت‌سنج (Thermometer)، زمان‌سنج (Timer) و سيستم اِرت (Earth) است و حجمش از پنج ليتر تا بيش از 1000 ليتر متفاوت است. در اين دستگاه دما برحسب درجه سانتي‌گراد و زمان برحسب دقيقه قابل تنظيم است.

برای سنجش فشار از واحدهای مختلفی شامل اتمسفر (atm) یا جو، بار (bar)، کیلوپاسکال (kPa)، پوند بر اینـچ مربع (psi) و میـلی‌متر جیوه (mmHg) استفاده می‌شود که فشار یک اتمسفر برابر با 1/01325 بار، 101/325 کیلوپاسکال، 14/69595پوند بر اینچ مربع و 760 میلی‌متر جیوه است (به‌طور تقریبی يك اتمسفر= يك بار= 100 كيلوپاسكال= 14/7 پوند بر اينچ مربع= 760 ميلي‌متر جیوه). درجه حرارت و فشار استاندارد رایج که در دستگاه‌های اتوکلاو مورد استفاده قرار می‌گیرد، دمای 121 درجه سانتی‌گراد و فشار 15 پوند بر اینچ مربع در مدت زمان 15 دقیقه است. لازم به ذکر است که با افزایش دما و فشار می‌توان مدت زمان لازم برای سترون‌سازی وسایل و مواد را کاهش و بالعکس افزایش داد. همان‌طور که گفته شد، در استریلیزاسیون سريع، وسايل در دماي 134 درجه سانتي‌گراد، فشار 30 پوند بر اینچ مربع و مدت زمان سه دقيقه سترون مي‌شـوند. در جدول 2-1 شرایـط عملی موردنیاز برای سترون‌سازی وسایل و مواد با دستگاه اتوکلاو برحسب دما، فشار و مدت زمان نشان داده شده است.

 

جدول 2-1: شرایط عملی سترون‌سازی با دستگاه اتوکلاو (Autoclave)

دما (سانتی‌گراد)

فشار (psi1) فشار (bar)

مدت زمان (دقیقه)

134

126

121

115

30

20

15

10

2/1

1/4

1/05

0/7

3

10

15

20 و یا 25

1pound per square inch

 

پس از شروع به کار اتوکلاو، هرگز اقدام به بارگذاری و یا خروج وسایل و مواد ننمایید و از دستکاری پیچ‌های محکم‌کننده درب دستگاه بپرهیزید. در استفاده از اتوكلاو، مدت زمان سترون‌سازی كوتاه و نفوذپذيري بالا بوده و وسايل زيادي را مي‌توان با آن سترون كرد، امّا كند شدن وسايل برنده، زمان‌بر بودن فرایند سرد شدن دستگاه اتوکلاو و باقي ماندن رطوبت در بسته‌ها در پايان كار، از معايب اين روش هستند. استفاده نادرست از اتوكلاو، بارگذاری یا چیدمان نامناسب و بيش از ظرفیت دستگاه، تخلیه ناقص هوای درون محفظه، بسته‌بندی نادرست، استـفاده از مـواد نامناسب براي بسته‌بندي، عدم توجه به فشارسنج، حرارت‌سنج و زمان شروع و اتمام استریلیزاسیون، مهم‌ترين دلايل شكست سترون‌سازی با بخار می‌باشند.

صحت فرایند سترون‌سازی و عملکرد دستگاه اتوكلاو بايستي با بررسي حرارت‌سنج و فشارسنج دستگاه به‌وسیله ترمومتر و مانومتر شاهد، توازن بسته‌ها قبل و بعد از سترون‌سازی جهت بررسي باقي ماندن رطوبت در بستــه‌ها (پایش فیزیکی)، استفاده از نشانگرهای شيميايي (CIs) در هر روز کاری (پایش شیمیایی) و نشانگرهای بيولوژيكی(BIs) مانند اسپورهای ژئوباسيلوس استئاروترموفيلوس (Geobacillusstearothermophilus) هر هفته ارزيابي گردد (پایش بیولوژیکی). از نشانگرهای شیمیایی می‌توان به لوله شیشه‌ایBrowne شماره یک (Browne,s tube No.1) و شماره دو (Browne,s tube No.2)، اسید سوکسینیک (Succinic Acid) با نقطه ذوب (Melting Point) 121 درجه سانتی‌گراد و نوار TST اشاره کرد. لوله‌های شیشه‌ای Browne شماره یک و دو به ترتیب در شرایط دمایی و زمانی 121 درجه سانتی‌گراد و 15 دقیقه و 134 درجه سانتی‌گراد و سه دقیقه مورد استفاده قرار می‌گیرند که در صورت صحت فرایند سترون‌سازی به ترتیب از رنگ قرمز به سیاه و زرد تغییر می‌نمایند (شکل 2-3). نوار TST سه عامل تأثیرگذار زمان، بخار و درجه حرارت را پایش می‌نماید و در صورت انجام کامل و موفق فرایند سترون‌سازی، تغییر رنگ می‌دهد.

 

شکل 2-3: انواع لوله شیشه‌ایBrowne مورد استفاده در پایش شیمیایی فرایند سترون‌سازی

 

در پایش بیولوژیکی، لوله کشت پلاستیکی مقاوم به گرما (Thermoplastic Culture Tube) حاوی یک تکه نوار کاغذی محتوی اسپورهای ژئوباسيلوس استئاروترموفيلوس و ویال (Vial) شیشه‌ای محتوی مایع کشت را به‌صورت افقی در داخل بسته قرار می‌دهند. پس از اتمام فرایند سترون‌سازی، نشانگر را به همراه وسایل و مواد سترون‌شده از دستگاه خارج می‌کنند و در کمتر از 30 دقیقه به همراه یک نشانگر سترون نشده به‌عنوان شاهد مثبت PC)) به آزمایشگاه انتقال می‌دهند. با شکستن ویال شیشه‌ای توسط ابزاری خاص، نوار کاغذی را در محیط کشت مایع غوطه‌ور می‌نمایند. در ادامه، لوله کشت پلاستیکی را به مدت 24 ساعت در دمای 60-55 درجه سانتی‌گراد انکوبه می‌کنند. تغییر رنگ محیط کشت مایع از بنفش به زرد و یا زرد مایل به سبز، نشانه کشت مثبت و نقص عملکرد دستگاه و فرایند سترون‌سازی است. لازم به ذکر است که در صورت نابودی اسپورها، رنگ محیط کشت ثابت (بنفش) باقی خواهد ماند (شکل 2-4).

شکل 2-4: نتایج پایش بیولوژیکی دستگاه اتوکلاو (Autoclave Biological Monitoring)

 

در پايان فرایند سترون‌سازي، بخار دستگاه تخليه مي‌شود تا فشار اتاقك به صفر و دما به حدود 60 درجه سانتی‌گراد برسد. اين مرحله 15 تا 20 دقيقه طول مي‌كشد. پس از اتمام استریلیزاسیون، با استفاده از دستکش مقاوم به حرارت، درب دستگاه را باز نمایید تا باقی‌مانده بخار از محفظه اتوکلاو خارج شود. آنچه اهمیت دارد این است که نبایستی بسته‌ها، وسایل و مواد استریل‌شده تا خشک شدن کامل از دستگاه اتوکلاو خارج گردد، چرا که بسته‌ها، وسایل و مواد استریل شده مرطوب و نمدار، به‌سرعت و خیلی آسان آلودگی‌های محیطی را کسب کرده و آلوده می‌شوند.

با استفاده از یک وسیله استریل، بسته‌ها، وسایل و مواد سترون‌شده را از دستگاه اتوکلاو خارج می‌نمایند و روی سطحی که با کاغذ و یا هر ماده استریلی پوشانده شده است، قرار می‌دهند تا دمای آنها کاهش یابد که این عمل ممکن است چند ساعت به طول انجامد. در ادامه، پس از رسیدن دمای بسته‌ها، وسایل و مواد استریل‌شده به دمای محیط، جهت نگه‌داری به مکان‌های خاص تعبیه‌شده و یا استفاده به بخش‌های مربوطه انتقال داده می‌شوند. لازم به ذکر است که وسایل بسته‌بندی‌شده تا زمان باز شدن بسته‌بندی، سترون بوده و قابل استفاده هستند، امّا وسایل باز یا بسته‌بندی‌نشده بایستی بلافاصله استفاده شوند و یا پس از قرار دادن در یک ظرف مخصوص درب‌دار و استریل حداکثر تا یک هفته قابل نگه‌داری می‌باشند.

روشي موسوم به سترون‌سازی با كمي‌كلاو (Chemiclave) معايب روش سترون‌سازی با اتوكلاو را ندارد، امّا دستگاه کمی‌کلاو بايستي در مكان‌هایي كه از تهويه خوبي برخوردار است، مورد استفاده قرار گيرد (شکل 2-5). در اين روش علاوه بر آب، مخلوطي از الكل (Alcohol)، فرمالدئيد (Formaldehyde) و استون (Acetone) نيز به‌کار برده می‌شود. در دستگاه كمي‌كلاو، وسايل و مواد در دماي 131 درجه سانتي‌گراد، فشار20 پوند بر اينچ‌ مربع و مدت زمان 30 دقيقه سترون مي‌شوند.

 

 

شکل 2-5: دستگاه کمی‌کلاو (Chemiclave)

 

به‌طور کلی، مراحل چرخه کاری سترون‌سازی با بخار عبارتند از:

1- افزایش دما در محفظه اتوکلاو و یا کمی‌کلاو

2- انتشار (نفوذ) بخار به درون محتوای محفظه

3- تثبیت و تداوم دمای مقرر

4- کاهش دمای محفظه

نکته 1: نگه‌داری صحیح وسایل سترون‌شده به‌اندازه فرایند استریلیزاسیون حائز اهمیت است.

نکته 2: ازآنجایی‌که وجود بخار سبب تسریع فرایند سترون‌سازی می‌شود، استريليزاسيون با بخار نسبت به حرارت خشک دمای کمتری نیاز دارد.

نکته 3: استفاده از گرمای مرطوب در یک دمای مشخص، هفت برابر مؤثرتر از گرمای خشک در همان دما است.

نکته 4: رابطه مستقیمی بین تعداد و سن میکروارگانیسم‌ها با مقاومت نسبت به گرما وجود دارد.

نکته 5: استريليزاسيون با بخار، روش سترون‌سازی استاندارد در بیمارستان‌ها است.

نکته 6: فاصله وسایل و بسته‌ها از یکدیگر و از دیواره‌های محفظه دستگاه‌های اتوکلاو و کمی‌کلاو بایستی حداقل پنج سانتی‌متر باشد تا بخار به‌راحتی جریان یابد.

نکته 7: برای سترون‌سازی محیط‌های کشت و محلول‌ها، بهتر است از ارلن (Erlenmeyer) و لوله درب‌پیچ‌دار استفاده شود. لازم به ذکر است که یک‌سوم بالای ارلن‌ها و لوله‌ها بایستی خالی و درب آنها کمی باز (شل) باشد.

نکته 8: به اتوکلاو پیش‌خلأ، اتوکلاو Dynamic-air-removal نیز اطلاق می‌شود.

نکته 9: شکل محفظه اتوکلاو بایستی طوری طراحی شده باشد که بخار به‌صورت یکنواخت در داخل آن توزیع شود.

نکته 10: برای حذف و یا تخریب مقاوم‌ترین عوامل عفونی یعنی پریون‌ها (Prions)، درجه حرارت بالاتر و مدت زمان بیشتر به‌عنوان مثال دمای 121 و یا 134 درجه سانتی‌گراد برای حداقل یک ساعت توصیه می‌شود.

نکته 11: از آنجایی که در سترون‌سازی سریع، وسایل و ابزار نبایستی بسته‌بندی شوند؛ در پایش بیولوژیکی این روش، نشانگر داخل بسته قرار نمی‌گیرد.

ادامه دارد …

اصول سترون‌سازی (Sterilization)، ضدعفونی (Disinfection) و گندزدایی (Antisepsis) در مراکز پزشکی (3)

طيف‌سنجي جرمي

استريليزاسيون و ضد عفونی 

برای دانلود فایل pdf  بر روی لینک زیر کلیک کنید

برچسبها
  • دکتر احمد مردانی
  • سترون‌سازی
  • ضدعفونی
  • گندزدایی
  • ميکروارگانيسم‌

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *