Sterilizálás, amely egyszerű, biztonságos, pontos, reprodukálható és validálható


Az autoklávval történő sterilizálás meglehetősen összetett feladat lehet. Ilyen például a folyadékok, vagy szilárd anyagok (eszközök, üvegáru, szűrő, vagy textil) sterilizálása, amely anyagokat a későbbiekben fogják elhasználni a laboratóriumi munkához. A sterilizálási folyamatnak kell biztosítania a steril termék – bármely időpontban reprodukálhatóan történő – előállítását.

A laborban felhasználandó steril termékek sterilitásának ellenőrzésére nincs lehetőség, mert a vizsgálat elszennyezi a terméket és azt már nem lehet a munkához felhasználni.

Az autoklávok validálhatósága egyre fontosabb tényezője az ellenőrizhetően reprodukálható eredményeknek. Ugyanakkor minden autoklávozásnál – különösen folyadékok sterilizálásakor – be kell tartani a biztonsági előírásokat. A sterilizálást általában 121 °C-on végzik. Ezen a hőmérsékleten 2 bar körül van a gőz nyomása. Ilyen magas hőmérséklet és a hozzá tartozó nyomás komoly veszélyt jelenthet a kezelőre, ha az alkalmazott autoklávozási technológia nem tökéletes, vagy azt nem megfelelően hajtják végre.

sterilizálási ciklus

Folyadékok – táptalaj és szennyes – üvegekben történő
sterilizálása

A folyadékok sterilizálása a laborban elvégzendő munkák közül az egyik legnagyobb körültekintést igénylő feladat. A sterilizálási művelet nagyon hosszú ideig is tarthat, az üvegeket nyitva kell hagyni (vagy minimum lelazított kupakkal), a folyadék egy része elpárolog, vagy kiforrhat, az üveg pedig akár el is törhet.

Azt a kérdést is meg kell vizsgálni, hogy az üvegekben lévő folyadék vajon elérte-e a sterilizálási hőmérsékletet (pl. 121°C), és mikor vehetőek ki biztonságosan az autoklávból a sterilizálási ciklust követően.

Az 1-es ábrán az autoklávozás egyes fázisait látjuk grafikusan ábrázolva. A kék vonal az autokláv kamrájának nyomását (és hőmérsékletét) mutatja, míg a vörös vonal a sterilizálandó folyadékban mért hőmérsékletet ábrázolja.

Tisztán kivehető, hogy a kamra hőmérséklete gyorsan eléri a kívánt 121 °C-t, míg az üvegekben lévő folyadéknak sokkal több időre van szüksége a sterilizálási hőmérséklet eléréséhez. A felfűtési szakaszban a gőz energiája az üvegeken kondenzálódva adódik át a sterilizálandó folyadékba.

A kondenzálódási folyamat és az ezzel megvalósított energiaátadás meglehetősen sok időt igényel, ezért van
ilyen különbség az időben a kamra és a folyadék hőmérséklete között.

Azt az időt, amely a kamra és a folyadék hőmérsékletének kiegyenlítődéséhez szükséges, equilibrációs időnek
nevezzük.

Sok, a laborokban jelenleg is használt autokláv nincs felszerelve a folyadék hőmérsékletének mérésére alkalmas hőmérsékletszenzorral. Ezeknél az autoklávoknál nincs információnk a sterilizálandó folyadék pontos hőmérsékletéről, így azt az autokláv vezérlésére sem tudjuk felhasználni.

Az ilyen rendszerű autoklávok akkor indítják el a sterilizálási fázist, amikor a karma hőmérséklete már eléri a beállított hőmérsékletet. Ezek a készülékek nem számolnak az equilibrációs idővel, amely a karma és a folyadék hőmérsékletének kiegyenlítődéséhez szükséges. A sterilizálandó folyadék soha nem éri el a 121 °C-os sterilizálási hőmérsékletet, ezért a sterilizálási folyamat biológiai hatékonysága nem biztosítható.

A megsemmisítendő baktériumok ellenálló képességétől függően azok egy részét tudjuk csak inaktiválni, az összeset nem.

Hőmérséklet mérése egy referencia edényben

sterilizálási ciklus

Amennyiben mérni tudjuk a folyadék hőmérsékletét egy referenciaedényben, pontos információnk lesz a folyadék hőmérsékletéről, így ezt fel tudjuk használni az autokláv vezérlésére is.

A sterilizálási idő csak akkor indul, amikor a folyadék hőmérséklete elérte a beállítottat.
A referenciaedénybe vizet teszünk. Létfontosságú, hogy az edény térfogata hasonló legyen az autoklávba tett legnagyobb üvegedényéhez.

Biztonságos ajtónyitási hőmérséklet

A referenciaedénybe behelyezett szenzor feladata, hogy biztosítsa a folyadékban a sterilizálási hőmérséklet elérését és engedélyezze az ajtó kinyitását, amint a – sterilizálást követően – a folyadék hőmérséklete lecsökkent a biztonságos 80 °C alá.

A folyadékokat jelentősen a 100 °C-fokos forráspontjuk fölé melegítjük fel az autoklávban. A hőenergia, amelyet a zárt kamrában fellépő nyomás kíséretében adunk át a folyadéknak, nagy veszélyt jelenthet az autokláv kezelőjére.

Például késleltetett forrás léphet fel, ha az autokláv kamrájának kinyitása túl magas hőmérsékleten történik. Ekkor az üvegekben lévő folyadék hirtelen forrásnak indulhat. Ez a pillanatnyi forrás gőz-, és forróvízhullámot gerjeszt, amely gejzírként tör ki az üvegből.

1 liter vízből – pillanatok alatt – 1000 liter gőz fog képződni! Ezen valós veszélyhelyzet miatt a folyadékok sterilizálásához használatos autoklávok meg kell feleljenek a vonatkozó szabályozásnak.

A DIN EN 61010-2-040 szabvány kiköti, hogy a folyadékok stilizálására szolgáló autoklávokat fel kell szerelni olyan biztonsági eszközzel, amely megakadályozza, hogy az autoklávot azelőtt kinyissák, mielőtt a benne lévő folyadékok a kezelőre már nem veszélyes hőmérsékletre le nem hűlnek.

A biztonságos ajtónyitási hőmérséklet 20 °K fokkal van a működés helyén a víz atmoszférikus forráspontja alatt.

Ez a 80 °C-on történő ajtónyitásnak felel meg. A csúcsminőségű autoklávok rendelkeznek egy hőmérséklet-, és nyomásfüggő ajtóretesszel. A retesz megakadályozza, hogy az autoklávot azelőtt kinyissák, mielőtt a nyomás az atmoszférikus szintre nem esik le, és a folyadék hőmérséklete is a
szabvány által megkövetelt 80 °C felett van.