Уничтожение микробов в окружающей среде

Для уничтожения микробов (бактерий, виру­сов, грибов и простейших) на различных пред­метах и в материалах, используемых в медицине, в пищевой промышленности и в быту, применя­ют два способа: стерилизацию и дезинфекцию.

4.4.1. Стерилизация

Стерилизация (от лат. sterilis — бесплодный) предполагает полную инактивацию микробов в объектах, подвергающихся обработке.

Существует три основных метода стерили­зации: тепловой, лучевой, химической.

Тепловая стерилизация основана на чувстви­тельности микробов к высокой температуре. При 60 °С и наличии воды происходит денату­рация белка, деградация нуклеиновых кислот, липидов, вследствие чего вегетативные фор­мы микробов погибают. Споры, содержащие очень большое количество воды в связанном состоянии и обладающие плотными оболоч­ками, инактивируются при 160—170 °С.

Для тепловой стерилизации применяют, в основном, сухой жар и пар под давлением.

Стерилизацию сухим жаром осуществля­ют в воздушных стерилизаторах (прежнее название — «сухожаровые шкафы или печи Пастера»). Воздушный стерилизатор пред­ставляет собой металлический плотно закры­вающийся шкаф, нагревающийся с помощью электричества и снабженный термометром. Обеззараживание материала в нем произво­дят, как правило, при 160 °С в течение 120 мин. Однако возможны и другие режимы: 200 °С - 30 мин, 180 °С - 40 мин.

Стерилизуют сухим жаром лабораторную посуду и другие изделия из стекла, инстру­менты, силиконовую резину, т. е. объекты, которые не теряют своих качеств при высокой температуре.

Большая часть стерилизуемых предметов не выдерживает подобной обработки, и поэтому их обеззараживают в паровых стерилизаторах.

Обработка паром под давлением в паровых стерилизаторах (старое название — «автокла­вы») является наиболее универсальным мето­дом стерилизации.

Паровой стерилизатор (существует множес­тво его модификаций) — металлический ци-

линдр с прочными стенками, герметически закрывающийся, состоящий из водопаровой и стерилизующей камер. Аппарат снабжен манометром, термометром и другими конт­рольно-измерительными приборами. В авто­клаве создается повышенное давление, что приводит к увеличению температуры кипения (табл. 4.1).

Поскольку кроме высокой температуры на микробы оказывает воздействие и пар, споры погибают уже при 120 " С. Наиболее распростра­ненный режим работы парового стерилизатора: 2 атм — 121 °С — 15—20 мин. Время стерилиза­ции уменьшается при повышении атмосфер­ного давления, а следовательно, и температуры кипения (136 °С — 5 мин). Микробы погибают за несколько секунд, но обработку материала производят в течение большего времени, так как, во-первых, высокая температура должна быть и внутри стерилизуемого материата и. во-вторых, существует так называемое поле безопасности (рассчитанное на небольшую не­исправность автоклава).

Стерилизуют в автоклаве бульшую часть предметов: перевязочный материал, белье, коррозионно-устойчивые металлические инструменты, питательные среды, растворы, инфекционный материал и т. д.

Эффективность стерилизации в паровом стерилизаторе зависит от правильного вы­бора упаковки, соблюдения правил загрузки для свободного прохождения пара (например, перевязочный материал укладывают в камеру параллельно движению пара), плотности за­грузки камеры и других факторов.

Одной из разновидностей тепловой стери­лизации является дробная стерилизация, ко­торую применяют для обработки материалов, не выдерживающих температуру выше 100 " С, например, для стерилизации питательных сред с углеводами, желатина. Их нагревают в во­дяной бане при 80 °С в течение 30—60 мин, в

результате чего вегетативные формы погибают. Процедуру повторяют три дня подряд, в про­межутках между манипуляциями питательные среды выдерживают в термостате, что способс­твует прорастанию спор. Иногда эту процедуру производят в автоклаве при давлении 0, 5 атм.

В настоящее время применяют еще один метод тепловой стерилизации, предназначен­ный специально для молока — ультравысоко­температурный (УВТ): молоко обрабатывают в течение нескольких секунд при 130—150 С.

Тепловая стерилизация — наиболее надеж­ный, экологически безопасный, дешевый и хорошо контролируемый метод. Однако его невозможно применять тогда, когда предме­ты повреждаются от высокой температуры. В этих случаях прибегают к другим методам.

Химическая стерилизация предполагает ис­пользование токсичных газов: оксида этиле­на, смеси ОБ (смеси оксида этилена и бро­мистого метила в весовом соотношении 1: 2, 5) и формальдегида. Эти вещества являются ал-килирующими агентами, их способность в присутствии воды инактивировать активные группы в ферментах, других белках, ДНК и РНК приводит к гибели микроорганизмов.

Стерилизация газами осуществляется в присутствии пара при температуре от 18 до 80 °С в специальных камерах. В больницах используют формальдегид, в промышленных условиях — оксид этилена и смесь ОБ.

Перед химической стерилизацией все из­делия, подлежащие обработке, должны быть высушены.

Этот вид стерилизации небезопасен для персонала, для окружающей среды и для па­циентов, пользующихся простерилизованны-ми предметами (большинство стерилизующих агентов остается на предметах).

Однако существуют объекты, которые мо­гут быть повреждены нагреванием, например, оптические приборы, радио- и электронная аппаратура, предметы из нетермостойких по­лимеров, питательные среды с белком и т. п., для которых пригодна только химическая сте­рилизация. Например, космические корабли и спутники, укомплектованные точной ап­паратурой, для их деконтаминации обезв­реживают газовой смесью (оксид этилена и бромистого метила).

В последнее время в связи с широким рас­пространением в медицинской практике изде­лий из термолабильных материалов, снабжен­ных оптическими устройствами, например эндоскопов, стали применять обезврежива­ние с помощью химических растворов. После очистки и дезинфекции прибор помещают на определенное время (от 45 до 60 мин) в сте­рилизующий раствор, затем прибор должен быть отмыт стерильной водой. Для стери­лизации и отмывки используют стерильные емкости с крышками. Простерилизованное и отмытое от стерилизующего раствора изделие высушивают стерильными салфетками и по­мещают в стерильную емкость. Все манипу­ляции проводят в асептических условиях и в стерильных перчатках. Хранят эти изделия не более 3 суток.

Лучевая стерилизация осуществляется либо с помощью гамма-излучения, либо с помо­щью ускоренных электронов.

Источником гамма-излучения, получаемо­го в специальных гамма-установках, являются радиоактивные изотопы, например ⁶⁰Со, ¹³⁷Cs. Для получения электронного излучения при­меняют ускорители электронов (с высоким уровнем энергии — 5-10 MeV).

Гибель микробов под действием гамма-лу­чей и ускоренных электронов происходит прежде всего в результате повреждения нук­леиновых кислот. Причем микробы более ус­тойчивы к облучению, чем многоклеточные организмы.

Лучевая стерилизация является альтернати­вой газовой стерилизации в промышленных условиях, и применяют ее также в тех случаях, когда стерилизуемые предметы не выдержи­вают высокой температуры. Лучевая стерили­зация позволяет обрабатывать сразу большое количество предметов (например, одноразо­вых шприцев, систем для переливания крови). Благодаря возможности широкомасштабной стерилизации, применение этого метода впол­не оправданно, несмотря на его экологичес­кую опасность и неэкономичность.

Еще одним способом стерилизации является фильтрование. Фильтрование с помощью раз­личных фильтров (керамических, асбестовых, стеклянных), а в особенности мембранных уль­трафильтров из коллоидных растворов нитроцел-

люлозы или других веществ позволяет освободить жидкости (сыворотку крови, лекарства) от бак­терий, грибов, простейших и даже вирусов. Для ускорения процесса фильтрации обычно создают повышенное давление в емкости с фильтруемой жидкостью или пониженное давление в емкости с фильтратом.

В настоящее время все более широкое при­менение находят современные методы стери­лизации, созданные на основе новых техно­логий, с использованием плазмы, озона.

Микробиологический контроль объектов, подвергшихся стерилизации, в повседнев­ной практике не производится. Его заменяет косвенный контроль — контроль работы сте­рилизаторов, который осуществляется не­сколькими способами. Во-первых, персонал должен строго соблюдать и документировать установленный режим стерилизации, кото­рый обеспечивает гибель микробов. Во-вто­рых, косвенно о поддержании определенной температуры можно судить по изменению окраски химических индикаторов (либо ин­дикаторных бумажек, либо порошков, жид­костей — бензойной кислоты, мочевины, запаянных в ампулы), которые помещают на поверхности и в глубине стерилизуемого объекта. В-третьих, должен регулярно про­водиться технический контроль аппарату­ры соответствующей службой. В-четвертых, три раза в году осуществляют биологический контроль, помещая внутрь стерилизуемых предметов биотесты, приготовленные из тер­моустойчивых бацилл Вас. stearothermophilus ВКМ-718.

Для проведения микробиологического кон­троля производят посев кусочков материала, смывов с предметов, подвергшихся стерили­зации, на среды, позволяющие обнаружить аэробные и анаэробные бактерии, грибы (са­харный бульон, тиогликолевую среду, сре­ду Сабуро). Отсутствие роста после 14 дней инкубации в термостате свидетельствует о стерильности предмета. Более тщательный контроль стерильности осуществляют в про­мышленных условиях, отбирая случайным методом некоторое количество образцов.

После процедуры стерилизации должна со­храняться стерильность, которую поддержи­вают с помощью упаковки: полимерной плен-

ки, бумаги, фольги, биксов, металлических пеналов и др.

Существует общий стандарт для всех ви­дов стерилизации, принятый Европейской Фармакопеей в 1983 г.: после завершения сте­рилизации на лечебном материале может ос­таваться некоторое количество жизнеспособ­ных микроорганизмов — 1 из 10^⁶.

4.4.2. Дезинфекция

Дезинфекция (от франц. приставки des, обозначающей удаление, уничтожение ин­фекционного начала) — процедура, пре­дусматривающая обработку загрязненного микробами предмета с целью их уничтоже­ния до такой степени, чтобы они не смогли вызвать инфекцию при использовании дан­ного предмета. Как правило, при дезинфек­ции погибает большая часть микробов (в том числе все патогенные), однако споры и некоторые резистентные вирусы могут остаться в жизнеспособном состоянии.

Стерилизация — лучший способ обеззаражи­вания. Однако, если отсутствует возможность подвергнуть предмет стерилизации, проводится дезинфекция. Например, нельзя простерилизо-вать бокс, в котором ведутся работы с заразным материалом, операционный стол, руки хирурга или оптиковолоконные микроскопы.

После дезинфекции, в отличие от стери­лизации, нет необходимости защищать про­дезинфицированный материал от попадания микробов извне. До стерилизации предмет необходимо тщательно отчистить от грязи, крови, химических веществ (в том числе и ле­карств) и вымыть, чтобы сократить количес­тво микробов на нем. Дезинфекция нередко выполняется перед процедурой чистки для обеспечения безопасности медперсонала.

Различают три основных метода дезинфек­ции: тепловой, химический, УФ-облучение. Выбор того или иного метода также зависит от дезинфицируемого материала.

Тепловая дезинфекция. Очень эффективным является действие горячей воды и насыщен­ного пара. Рекомендуется следующее время воздействия: при 80 °С — 10 мин, при 85 °С — 3 мин, при 90 °С — 1 мин. При этом режиме

погибают все вегетативные формы бактерий и большинство вирусов. Температура 100 С в течение 5 мин убивает все вегетативные фор­мы бактерий и все вирусы.

При добавлении в воду 2 % натрия гид­рокарбоната (NaHC0₃) погибают и споры. Кроме того, добавление соды имеет дополни­тельные преимущества: сода растворяет белки и жиры, которые могут находиться на повер­хности предмета, предупреждает коррозию инструментов и оседание на них кальция. Подобным образом можно обрабатывать инс­трументы, иглы, шприцы и т. д.

Более удобным является применение авто­матических моечных машин, в которых пред­меты сначала промываются в холодной воде, затем — в теплой с детергентом, далее — в чистой и, наконец, дезинфицируются в дис­тиллированной воде при 90 °С.

Обычные процессы стирки белья, приго­товление пищи и кипячение питьевой воды являются примером использования дезин­фекции в быту.

Для дезинфекции применяют также сухое тепло, например, прокаливание.

Тепловая дезинфекция — это единствен­ный метод, который не вызывает загрязнения окружающей среды; кроме того, он является наиболее эффективным и дешевым.

Разновидностью тепловой дезинфекции яв­ляется пастеризация — метод, созданный Л. Пастером и применяемый для обработки в основном молока, а также соков, вина и пива. При используемом обычно режиме — 60—70 °С в течение 20—30 мин — погибает большинство вегетативных форм бактерий (особенно важно уничтожение бруцелл и Mycobacterium bovis, которые могут находиться в молоке), но сохра­няется часть энтерококков, молочнокислых бактерий и споры. Поэтому пастеризованное молоко помещают на холод для предотвра­щения и прорастания спор и размножения бактерий.

Химическая дезинфекция проводится с помо­щью различных дезинфицирующих веществ. Дезинфектанты действуют, например, раство­ряя липиды клеточных оболочек (детергенты) или разрушая белки и нуклеиновые кислоты (денатураты, оксиданты). Активность каждо­го из дезинфектантов неодинакова для раз-

личных микроорганизмов и зависит от темпе­ратуры, рН и прочих условий.

В качестве контрольных микроорганизмов для изучения действия дезинфектантов ис­пользуют S. typhi и S. aureus.

Обеззараживанию с помощью данного ме­тода подлежат, например, поверхность опе­рационного стола, стены процедурного ка­бинета, кожа, некоторые инструменты — все то, что невозможно обработать теплом. Еще одним примером химической дезинфекции является хлорирование воды.

Использование большинства дезинфициру­ющих веществ опасно для медперсонала, они загрязняют окружающую среду, многие из них дорогостоящи.

Ультрафиолетовое облучение (лучи с длиной волны 200—400 нм) производится с помощью специальных бактерицидных ламп (настен­ных, потолочных, передвижных и др.) для обеззараживания воздуха, различных поверх­ностей в операционных, перевязочных, мик­робиологических лабораториях, предприяти­ях пищевой промышленности и т. д. Действие ультрафиолетовых лучей приводит к разруше­нию ДНК микробов в результате образования тиминовых димеров.

Очень незначительна роль механической дезинфекции: проветривания, вентиляции, обработки пылесосом и т. п.

Различают профилактическую дезинфек­цию в эпидемическом очаге, которая осущест­вляется с целью предупреждения распростра­нения различных болезней. При возникнове­нии эпидемического очага проводят текущую (во время вспышки) и заключительную (пос­ле ее окончания) дезинфекцию; подобные процедуры проводятся как в медицинских учреждениях, так и за их пределами.

4.4.3. Асептика и антисептика

Для профилактики внутрибольничных, и в особенности хирургических, инфекций при­меняют асептику и антисептику.

Асептика, основоположником которой явля­ется Д. Листер (1867), — это комплекс мер, направленных на предупреждение попадания возбудителя инфекции в рану, органы больно­го при операциях, лечебных и диагностических процедурах. Методы асептики применяют для

Зорьбы с экзогенной инфекцией, источниками которой являются больные и бактерионосители.

Асептика включает: стерилизацию и сохране­ние стерильности инструментов, перевязочного материала, операционного белья, перчаток и всего, что приходит в соприкосновение с раной; дезинфекцию рук хирурга, операционного поля, аппаратуры, операционной и других помеще­ний, применение специальной одежды, масок. К мерам асептики относится также планировка операционных (этаж, боксирование, вентиля­ция, кондиционирование воздуха и т. п.).

Методы асептики находят также примене­ние в микробиологических производствах, на предприятиях пищевой промышленности.

Антисептика — совокупность мер, направ­ленных на уничтожение микробов в ране, па­тологическом очаге или организме в целом, на предупреждение или ликвидацию воспалитель­ного процесса. Первые элементы антисептики были предложены И. Земмельвейсом в 1847 г.

Антисептика включает различные методы: ме­ханические (удаление инфицированных некро-тизированных тканей, инородных тел и т.д.), физические (дренирование ран, введение там­понов, наложение гигроскопических повязок), химические (применение антисептиков), био­логические (использование протеолитических ферментов для лизиса нежизнеспособных кле­ток, применение бактериофагов, антибиотиков). Обычно применяют комплекс этих методов.