Sterilizacija i dezinfekcija

SterilizacijaDezinfekcijaDezinficijensAntiseptikBakteriostatikBaktericidVirucid, fungicid, sporocid

Sterilizacija je metod kojim se ubijaju ili uklanjaju svi oblici ivih mikroorganizama : sve bakterije (vegetativni i sporogeni oblici), svi virusi, sve gljive i parazitiSterilizacija je apsolutni pojam (prioni ?), to znai da ne postoje razliiti stepeni sterilizacije

DEZINFEKCIJADezinfekcija je postupak kojim se smanjuje broj ivih mikroorganizama, u prvom redu patogenih bakterija, njihovim ubijanjem ili uklanjanjem

Fizike metode: kuvanje, pasterizacija, para koja struji, UV zraenjeHemijske metode: dezinficijensi (za predmete) i antiseptici (za kou, sluzokoe, tkiva)

Semmelweis (spasitelj majki) uveo postupak dezinfekcije u akuerstvu (1846)

Definicije pojmova

Postupak sterilizacije se primenjuje u pripremi hirurkih instrumenata za operaciju i za sva medicinska sredstva koja su u kontaktu sa primarno sterilnim regijama organizma (vetaki zalisci, igle, intravenski kateteri i dr.)

U cilju sterilizacije mogu se primeniti fizike (toplota, radijacija, filtracija) i hemijske metode (etilen oksid)

FIZIKI AGENSI temperaturazraenjeosmotski pritisakliofilizacijafiltracijasupersonine vibracije

TEMPERATURAoptimalna temperaturaminimalna temperaturamaksimalna temperaturaletalna ili taka termalne smrti D (decimalno redukciono vreme), D800C

TEMPERATURAtoplotasniena temperatura

TDP (thermal death point)- najnia temperatura na kojoj su svi mikroorganizmi u tenom medijumu ubijeni za 10 min.TDT (thermal death time)-najkrae vreme za koje su svi mikroorganizmi ubijeni pri odreenoj temperaturi

DRT (decimal reduction time) vreme u minutima, za koje je 90% bakterijske populacije ubijeno pri odreenoj temperaturi

Uticaj poviene temperature

D (decimalno redukciono vreme)

Bacillus cereusD121= 2,4 min.Bacillus stearothermophilus D122 = 3,4 min.Clostridium botulinumD1o4= 5,5 min.

TOPLOTASuva (denaturacija proteina i oksidacija gradivnih komponenti)

Vlana (denaturacija proteina, promene na nivou nukleinskih kiselina i membrana)

Denaturacija proteina: raskidanje vodoninih i disulfidnih veza, hidroliza, oksidacija, vezivanje novih atomskih grupa

SUVA TOPLOTADirektna primena plamena (arenje, opaljivanje, spaljivanje)Vreo vazduh (suvi sterilizator)

SUVI STERILIZATOR1600C 2 h1700C 1 h1800C 30 minutaU suvom sterilizatoru steriliu se predmeti od stakla, porcelana, pojedini metalni predmetiNE: guma, plastika, tkanine

Temperatura na kojoj dolazi do denaturacije je obrnuto proporcionalna koliini prisutne vode VLANA TOPLOTA

albumin + 50% vode koagulacija 560Calbumin + 25% vode koagulacija 74-800Calbumin + 0% vode koagulacija 160-1700C

VLANA TOPLOTA

Kuvanje, 1000C, 10 - 15 minuta (spore?)Pasterizacija, u industriji hrane (ubija Mycobacterium i Salmonella spp.)62,80C 30 minuta, 71,70C 15 sekundiTindalizacija Vodena para koja struji, 1000C, 60-90 minuta, Kohov lonac (spore?)Vodena para pod pritiskom - autoklav

TINDALIZACIJAFrakciona sterilizacija30-45 minuta na 560CTermostat 370CTri danaTermolabilni materijali

AUTOKLAVKorelacija izmeu pritiska i temperature iste vodene pare1210C, 103 kPa, 15 minuta1150C, 69 kPa, 35 minuta1340C, 207 kPa, 4 minuta

AUTOKLAVU autoklavu se mogu sterilisati svi materijali koji podnose visoku temperaturu i vlagu (staklo, termostabilna plastika, metal, guma, bakterioloke podloge, zavojni materijal, hirurki instrumenti)

AUTOKLAVU autoklavu ne bi trebalo sterilisati citostatike, toksina hemijska jedinjenja, radioizotope, isparljiva hemijska jedinjenjaPrioni mogu biti uniteni autoklaviranjem na 1340C tokom 18 minuta.

NISKE TEMPERATURE0-70C (nekoliko dana)-200C (nekoliko meseci)U tenom azotu, -1800C

LIOFILIZACIJA

Mikrobiolozi koriste za dugotrajno uvanje kultura mikroorganizamaSuenje materijala na niskim temperaturama (-1960C) u vakumuBrzo smrzavanje ivih mikroorganizama u alkoholu i suvom ledu ili u tenom azotu Nekoliko godina

ZRAENJE (RADIJACIJA)UV zraenje (ne jonizujue)jonizujue zraenje :

- X zraci (0,1-40 nm) - g zraci - snop elektronaRad- jedinica za radijacionu energiju koju absorbuje 1gr tkiva.Bakterije ubija 0,3-0,4 milirada, virusi su otporniji.

JONIZUJUE ZRAENJEDirektno oteenje DNK i RNKMedicinski predmeti za jednokratnu upotrebuDeinococcus radiodurans- moe da preivi 1000 puta veu radijaciju od one koja ubija oveka !

UV ZRAENJEDovodi do nastanka timinskih dimera253,7 nmMogua reparacija oteene DNKKoristi se za dezinfekciju vazduha, radnih povrina, vode

UV ZRAENJEEfikasnost UV zraenja zavisi od intenziteta zraenja, udaljenosti predmeta, relativne vlanosti i vrste mikroorganizamaMala prodorna mo

FILTRACIJA

FILTRACIJA

FILTRI: porcelan, azbest, dijatometejska zemlja staklo, nitroceluloza (membranski filtri)Medijumi, farmaceutski proizvodi (lekovi, vitamini, serumi), vazduhVakcine*HEPA (high efficiency particulate air) filtriu ventilacionim sistemima (0,3 mm, laminari)

FILTRACIJAVeliina pora (mm)10531,20,450,220,100,025ultrafiltri

ProputajuER, bakterije, gljive, viruse, molekuleBakterije, gljive, viruse, molekuleNeke gljive, bakterije, viruse, molekuleVeinu bakterija, viruse, molekuleMali broj bakterija,viruse, molekuleViruse, molekuleMale viruse, molekuleNajmanje viruse, molekulNajmanje molekule

SUPERSONINE VIBRACIJE15 000 Hz (cikla/sek)Oteenje bakterija usled stvaranja vakuuma u citoplazmazmatskoj tenostiDenaturacija proteina

OSMOTSKI PRITISAKHipertonina sredinaIzlazak vode iz elijaSpreavanje rasta novih mikroorganizamaHipotonina sredina

kuvanje10 min1000Cdenaturacija proteina i oteenje membranepasterizacija30 min5 sek62,80C71,70Cdenaturacija proteina i oteenje membraneautoklav15 min1210Cdenaturacija proteina i oteenje membranesuvi sterilizator2 h1 h30 min1600C1700C1800Cdenaturacija proteina, oteenje membrane,oksidacija metabolitaspaljivanjenekoliko sekundi 10000Cdenaturacija proteina, oteenje membrane,oksidacija metabolitafiltracijaveliina filteraporaUklanjanje mikroorganizama

niske temperature manje 00C0-70CInhibicija metabolikih procesasuenjerazliito,zavisno od koliine vode koja se uklanjaInhibicija metabolikih procesa

liofilizacija-1960C, nekoliko minuta dok traje suenjeInhibicija metabolikih procesa

osmotski pritisakhipertonina sredinaInhibicija metabolikih procesa

jonizujue zraenjenekoliko sekundi do nekoliko asovaOteuje DNKnejonizujue zraenje260 nmTiminski dimeriInhibicija transkripcije i replikacije

HEMIJSKI AGENSIMehanizam delovanja:Denaturacija proteinaPromena integriteta (propustljivosti) citoplazmatske membraneInterakcija sa proteinimaOteenje DNK (etilen oksid) Hemijski antagonizam (antagonisti koji inhibiu energetske i oni koji inhibiu biosintetske procese)

Fizike metode dezinfekcije su filtracija, pasterizacija, kuvanje, vodena para koja struji (u Kohovom loncu) i UV zraenje

Hemijska metoda dezinfekcije podrazumeva primenu razliitih hemijskih jedinjenja koja deluju jednim (ili vie) od sledeih mehanizama : dovode do denaturacije i koagulacije proteina, oteuju funkciju elijskih ovojnica i reaguju sa reaktivnim grupama razliitih proteina

Neki dezinficijensi mogu delovati na dva ili sva tri navedena naina

Kiseline i bazeSapuni, deterentiHalogeni (jod, hlor, njihova jedinjenja)

Teki metaliFenoli

Denaturacija proteinaSmanjuju povrinski naponOksidacija elijskih komponenti u odsustvu organskih materijaDenaturacija proteinaOteuju membranu, denaturacija proteina, inaktivacija enzima

Aliklirajui agensi

Bakterioloke boje

Oksidaciona sredstva (KMnO4) Oteuju proteine i nukleinske kiselineDNK (akridin), inhibicija rasta bakterija u kulturi (metilensko plavo), inhibicija sinteze elijskog zida (kristal violet)

Razaranje disulfidnih veza

Kiseline: benzoeva kiselina, persiretna kiselina, borna kiselinaTeki metali: soli srebra, ive, bakra Halogeni: hipohlorasta kiselina (voda za pie, bazeni), tinktura joda, jodofori, hloramin AlkoholFenol, derivati fenola: lizol, krezol,heksahlorfenBakterioloke boje

Alkilirajui agensiEtilen oksid FormaldehidGlutaraldehidMehanizam: alkilacija sulfhidril, hidroksil, karboksilnih, amino grupa proteina, DNK, RNK

ETILEN OKSIDAlkilirajui agensIsparljiv na temperaturi 10,80C (gas)Razreuje se i mea sa drugim gasovima (ugljen dioksidom, azotom)Etilen oksid ispoljava toksian efekat za razliita tkiva (koa, mukozne membrane, oi) i ima kancerogeni efekat

ETILEN OKSID500 ml/l na 500C, 5-6 hSpecijalne komoreKoristi se za sterilizaciju plastinih materija, optikih instrumenata, vetakih sranih implantanata, katetera

STERILIZACIJAFizike metode: suva toplota, vlana toplota (autoklav,tindalizacija), jonizujue zraenje, filtracija (?)

Hemijske metode: etilen oksid, formaldehid, glutaraldehid, persiretna kiselina

KONTROLA STERILIZACIJEFizike metodeHemijski indikatori (promena boje ili agregatnog stanja, jodoform 1190C)Bioloki metod (spore Bacillus subtilis, Bacillus stearothermophilus, Bacillus pumilus)

ISPITIVANJE EFIKASNOSTI DEZINFICIJENASAOdreivanje fenolnog koeficijenta

Filter papir metod

Dilucioni test

EN 12054, EN 1276 (European suspension test)- Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae

Harmonizacija testova vodi za baktericidnu, tuberkulocidnu, fungicidnu i virocidnu efikasnost dezinficijenasa Kampf et al. 2002

FILTER PAPIR METOD

DILUCIONI METOD

Uzorak bakterijske kulture je nanet na male cilindre od ne rajueg elika i osuen.Cilindri su uneti u razliita razblaenja ispitivanog dezinficijensa, 10 minuta, a zatim, u epruvete sa tenim medijumom....

Promena permeabilnosti membrane bakterijaEfluksne pumpe izbacuju antibiotike i biocide iz bakterijske elije (familije efluksnih pumpi : SMR, MFS, ABC, RND, MATE) Enzimska inaktivacija (npr. aldehid dehidrogenaze)Modifikacija target molekula, prekomerna sinteza ciljnih molekula (overproduction of targets) Promena metabolikog puta Mehanizmi rezistencije na biocide

Porast rezistencije mikroorganizama na dezinficijense i antiseptike znaajan problem, posebno mikroorganizmi unutar biofilma

Bakterije koje preivljavaju i posle uticaja dezinficijenasa koji ispoljavaju visok stepen dezinfekcije (glutaraldehid, vodonik peroksid)

Intrinzina (uroena) i steena rezistencija na biocide

Faktori koji utiu na efikasnost dezinfekcije:

Priroda predmeta koji se dezinfikujeVrsta i koncentracija dezinficijensaVreme delovanja dezinficijensaTemperaturapHPrisustvo organskih materijaVrsta i broj mikroorganizama

Dezinfekcija ima tri stepena efikasnosti:Visok (koriste se sredstva koja deluju na spore)Srednji (sredstva koja deluju na mikobakterije)Nizak (ne deluju na spore i mikobakterije)