Der Sterilisationsprozess (Autoklaven)

Schon in historischen Zeiten haben Menschen Feuer zum Reinigen von Gegenständen verwendet. Durch hohe Temperaturen erzeugte Wärme zerreißt die Membrane und denaturiert Proteine und Nukleinsäuren. Verbrennen ist für den alltäglichen Gebrauch jedoch zu aufwendig.

Übertragbare Erreger (wie Sporen, Bakterien und Viren) können durch Sterilisation vernichtet werden. Dies unterscheidet sich von der Desinfektion dadurch, dass hier nicht nur krankheitserregende Organismen entfernt werden.

Sterilisation kann durch verschiedene Methoden bewerkstelligt werden:

Autoklaven: Hocheffizient und kostengünstig. Nicht geeignet für wärmeempfindliche Objekte.
Heißluftöfen: Uneffizient im Vergleich zu Autoklaven.
Ethylenoxid: Geeignet für wärmeempfindliche Objekte, hinterlässt jedoch toxische Rückstände auf den sterilisierten Objekten.
Niedertemperatur-Dampf und Formaldehyd: Effektiv für Geräte mit Aushöhlungen oder schlauchförmigen Öffnungen.
Sporizide Chemikalien: Oft zur Desinfektion verwendet, sind über längere Perioden jedoch auch zur Sterilisation von Geräten geeignet.
Bestrahlung: Gammastrahlen und beschleunigte Elektronen sind bestens für die Sterilisation geeignet.
Gasplasma

Die bevorzugte Sterilisationsmethode ist die Sterilisation durch Wärme in einem Autoklaven.

In einem Trockenluftofen dauert es zwei Stunden bei 160°C, um die Sporen des Bakteriums Clostridium botulinium (in Zusammenhang mit konservierten Lebensmitteln) abzutöten. Gesättigter Dampf benötigt zur Abtötung derselben Sporen nur fünf Minuten bei 121°C. Damit ist bewiesen, dass feuchte Wärme effektiver ist als trockene Wärme.

Autoklaven-Design und -Steuerung

Damit Autoklaven effektiv gegen sporenbildende Bakterien und Viren vorgehen können, benötigen sie Folgendes:

Der Dampf muss in direkten Kontakt mit dem zu sterilisierenden Material kommen (d. h. die Beladung der Autoklave ist sehr wichtig).
Es muss ein Vakuum erzeugt werden, bei dem die gesamte ursprünglich in der Autoklave vorhandene Luft durch Dampf ersetzt wird.
Ein gut strukturiertes Regelsystem für die Dampfevakuierung und die Abkühlung, so dass das Gut nicht verdirbt.

Die Effizienz des Sterilisationsprozesses hängt von zwei wesentlichen Faktoren ab. Zum einen ist das die thermische Todzeit, d. h. die Zeit, die Mikroben einer bestimmten Temperatur ausgesetzt sein müssen, bevor sie alle absterben. Der zweite Faktor ist der thermische Totpunkt oder die Temperatur, bei der alle Mikroben im Objekt abgetötet werden.

Dampf und Druck stellen sicher, dass genügend Wärme in den Organismus abgegeben wird, um ihn zu abzutöten. Eine Serie negativer Druckimpulse dient dazu, eventuelle Lufttaschen zu evakuieren, während das Eindringen des Dampfes durch Anwendung einer Abfolge von positiven Impulsen maximiert wird.

Typische Druckzyklen in Autoklaven sind:

1.Zyklus für Gewebe, zusammengesetzte Filter und Ausschussware.

2.Zyklus für Gerätekunststoff und -glas.

3.Zyklus, der primär für Ausschussware genutzt wird.

Die Prozessleistung kann bestätigt werden, indem die Farbänderungen auf Indikatorstreifen, die auf die zu sterilisierenden Packungen oder Produkte aufgeklebt werden, überwacht werden. Ebenfalls können biologische Indikatoren wie Attests eingesetzt werden. Diese enthalten Sporen des Bacillus sterothermophilus, einem der am schwersten in Autoklaven zu zerstörenden Organismus. Nach der Behandlung im Autoklav wird das in der Attestphiole enthaltene Glas zerbrochen, so dass die darin enthaltenen Sporen in eine Differentialflüssigkeit gelangen. Wurden die Sporen im Autoklav vollständig vernichtet, bleibt die Flüssigkeit blau. Andernfalls verändern sich die Sporen und erzeugen nach zwei Tagen Inkubationszeit bei 56°C eine Gelbfärbung der Flüssigkeit.

Ein Regelungssystem muss daher in der Lage sein, Flexibilität auf eine Art zu bieten, in der eine akkurate und wiederholbare Sterilisation erzielt wird und welches die folgenden Merkmale aufweist:

Präzise Regelung mit Programmierung von Sollwertprofilen
Rezeptmanagementsystem mit einfacher Parametrierung
Ablaufsteuerung für komplexe Regelungsstrategien
Sicheres Speichern von On-Line-Daten aus dem Sterilisationssystem für Analyse und Nachweis
Lokales Bedienerdisplay mit klaren Grafiken und überwachtem Zugriff auf alle Parameter

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