Steripak

Princip plazmové sterilizace

product_fea_HMTS-80Princip plazmové sterilizace je obestřen mnoha tajemstvími. Co je to vlastně „plazmová sterilizace“ a jak funguje se vám pokusíme jednoduše vysvětlit v tomto článku.

Plazmová sterilizace je nejnovější a zatím nejspolehlivější metodou sterilizace dutých nástrojů používaných především ve zdravotnictví. Jedná se v podstatě o využití velice jednoduchých chemických procesů ke zničení veškerých mikroorganismů a potencionálních patogenů.

Název této metody může být ale trochu zavádějící. Nejedná se totiž přímo o sterilizaci plazmou, jak by se mohlo zdát. Na sterilizované nástroje plazma v průběhu procesu nijak zvláště nepůsobí. Plazma zde slouží především k vytvoření reaktivních částic, díky kterým dochází ke sterilizaci samotné.

Plazma (plynná plazma) je definována jako čtvrté skupenství hmoty, které vzniká buď v elektrickém nebo magnetickém poli. Skládá se z oblaku iontů (= částic s elektrickým nábojem), elektronů (= záporně nabitých části atomů) a neutrálních atomů. V přírodě se vyskytuje také přirozeně – jedná se o tzv. „polární záři“.

V zařízení zabudovaném přímo ve sterilizátoru je působením elektrického napětí vytvořeno elektrické pole (nebo je toto pole vytvářeno pomocí vysokofrekvenčních vln). Potom teprve dochází ke vzniku nízkoteplotní plazmy- ta má schopnost doslova rozbíjet všechny částice, které jí projdou. Částice tedy získají obrovskou energii a jsou velice reaktivní, tzn. reagují s jakoukoli jinou částicí, se kterou přijdou do styku.

U této metody je vlastním sterilizačním médiem peroxid vodíku (H2O2, hydrogenperoxid, hydroperoxid). Je to velice silné oxidační činidlo, dříve hojně používané k dezinfekci apod., má totiž silně leptavé a žíravé účinky. Ty samy by ale ke zlikvidování vysoce odolných či obalených patogenů nestačily. Když však necháme na tento peroxid působit plazmu, začnou vznikat, jak už bylo zmíněno velice reaktivní částice. Peroxid je „rozbit“ na tzv. volné radikály (viz následující rovnice).

Rozklad peroxidu na volné hydroxylové radikály (HO*)
H2O2 → HO* + HO*

Působení HO* (viz výše) na další molekuly peroxidu (vznik vody a hydroproxylového radikálu HO2*)
HO* + H2O2 → H2O + HO2*

Excitovaná forma peroxidu (molekula která má 1 elektron na vyšší energetické hladině, má tedy vyšší energii – při návratu zpět do stabilního základního stavu dochází k vyzařování tzv. excitační energie ve formě UV nebo viditelného záření)
H2O2 → H2O2*
H2O2* → H2O2 + viditelné nebo UV záření
Radikál je nejreaktivnější formou částice, která existuje, má tedy obrovskou schopnost vázat jakékoli jiné částice. V případě sterilizace se slučují tyto volné radikály s molekulami živé hmoty (DNA, RNA, enzymy, bílkovinami, atd.)

Všechny děje nejsou přesně popsatelné, protože spektrum probíhajících reakcí je velice široké. Výsledkem je likvidace mikroorganizmu, jeho obalu nebo přinejmenším jeho inaktivace.

Celý proces tedy probíhá následovně. Nejdříve dochází k vytvoření vakua v komoře sterilizátoru, do které je posléze vstříknut roztok peroxidu vodíku. Ten je odpařen a vzniklý oblak zahalí všechny předměty určené ke sterilizaci. Následně dochází ke snížení tlaku v komoře a již zmiňovaným způsobem vzniká nízkoteplotní plazma. Molekuly peroxidu se po průchodu plazmou rozbíjejí na volné radikály.Ty se slučují a reagují s molekulami živé hmoty. Po ukončení sterilizace v komoře žádné volné radikály nezůstávají. Ty, které nejsou využity k reakci s patogeny na nástrojích, totiž vždy beze zbytku zreagují spolu navzájem. Vznikají zde tím pádem jen netoxické vedlejší produkty – kyslík a voda (může vznikat samozřejmě i peroxid vodíku, ale díky tomu, že jsou všechny páry vedeny po ukončení procesu ještě přes filtr, rozkládají se i tyto zbytky činidla na kyslík a vodu. Tím je vyloučeno jakékoli proniknutí škodlivých nebo jedovatých chemikálií do ovzduší).

Výhod této metody je mnoho. Sterilizace probíhá za nízké teploty (35°C), je tedy možné sterilizovat i materiály, které by zvýšená teplota zničila, či nenávratně poškodila. Nízkoteplotní plazma také proniká jen do velmi tenké vrstvy materiálu nástroje (do hloubky několika atomů) nedochází tak k ovlivnění celkových vlastností materiálu (ať už kovového nebo nekovového). Navíc se využívá sekundární plazmy (druhotně vzniklé), předměty nejsou vystaveny přímo primárnímu plazmatickému výboji. V komoře je velice nízká vlhkost, což vylučuje i korozivní účinky a fyzikální změny (nástroje si zachovávají ostrost, ohebnost, optickou jasnost, schopnost tvorby elektrických výbojů apod.)

Touto metodou nelze sterilizovat předměty vyrobené z látek na bázi celulózy, tekutiny, silně absorbující předměty a materiály, které silně narušují oxidační činidla. Naopak přibývá možnost sterilizace materiálů a nástrojů, které podléhají škodlivým vlivům jiných typů sterilizace a tak byly a jsou až dodnes řazeny mezi pomůcky s omezeným opakovaným použitím nebo jednorázové.