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辐照灭菌消毒与其他主要灭菌方式比较

2017-03-29 15:33          原子能射线
辐照灭菌是通过利用原子能射线的能量引起微生物死亡,从而达到杀菌的目的,具有灭菌彻底,无毒、无残留,绿色环保、低能耗、节约能源的优点。商业上多利用钴-60产生的γ一射线和电子加速器产生的低于10MeV电子束来进行辐照灭菌。

EO蒸汽灭菌(环氧乙烷)是一种广谱低温灭菌剂,在常温下杀灭各种微生物,包括芽孢、结核杆菌、细菌、病毒、真菌等。ETO可与蛋白质上的羟基(-COOH)、氨基(-NH2)、巯基、(-SH) 和羟基(-OH) 发生烷基化作用,使微生物蛋白质失去反应基,阻碍其正常化学反应和新陈代谢,从而导致微生物死亡。

高温蒸汽杀菌顾名思义,即利用水蒸汽的高温来达到消毒杀菌的效果。

项目

对包装
特殊要求

化学
残留

有无明
显升温

灭菌效果(是否可以达
到灭菌,即SAL=10-6

批次加工数量

后期处理时间

辐照灭菌

循环灭菌,可以满足任何数量加工

辐照后可以立即使用

EO
蒸汽灭菌

必须使用特殊包材

由消毒箱体积决定,一般小于30M3/

加工后必须最少静置48小时,挥发降低产品内部残留的化学药剂

高温蒸
汽杀菌

必须使用特殊包材

由消毒箱体积决定

加工后需要一定时间冷却

灭菌方法性能的比较:

项目

辐照灭菌

环氧乙烷ETO

高压蒸汽

包装材料的适用性 耐辐射材料 透气性材料 耐压、耐热、透气
毒物的残留 没有 有(残留气体) 没有
处理时间 瞬间 几-十几小时 几十分钟
处理方法 连续式 批量式 批量式
温度变化 2-3度 50-60度 120度以上
规模和处理量
灭菌后处理 通空气去除,放置待分解 冷却

辐射灭菌消毒的医疗用品种类很多,包括金属制品与塑料制品,主要是一次性使用的医疗用品,也可以是多次使用的物品等上千种。此外,中西药与化妆品也都可以用辐射灭菌。

辐射灭菌与化学灭菌法相比,辐射消毒灭菌要比传统的高压蒸汽,常规的ETO化学(环氧乙烷)消毒法具有更多的优点:辐照灭菌的处理是在常温下进行的,适用于对热敏感的塑料制品、生物制品和药物。辐射穿透力强,杀菌均匀彻底,能够辐照密封包装物,不污染环境;辐射灭菌速度快,可连续作业,适合于大规模加工;操作安全,加工易于控制,一旦加工参数确定,时间便是唯一可调因素,不像其他方法需同时控制很多因素。受1989年保护环境的“蒙特利尔议定书”规定的制约:常规的化学ETO灭菌法因具有强的致癌效应并污染环境,将被禁用。辐射灭菌消毒必将成为主流。

辐射灭菌的原理是:电离辐射使组成细胞的分子发生变化,细胞是生物体的基本结构单元,是生物生命活动、遗传、变异的基础,足够剂量的照射,会破坏细胞的结构,影响细胞的功能,甚至使细胞致死。

辐射灭菌方法的比较

项目

γ射线灭菌

电子束灭菌

χ射线灭菌

源种类 钴60和铯-137 电子加速器 电子打金属靶
照射方向性 4π方向 单一方向 单一方向
穿透力
剂量分布不均匀性
剂量率 几十kGy/h 几十kGy/s 几十kGy/min
加工速度 数小时-数十小时 几秒 几分-几十分
对材料影响 对材质有劣化趋势 较γ射线小 与γ射线差不多
射线利用率 小-中
生产特征 大量生产 少量及大量生产 少量及大量生产

电离辐射杀死微生物的作用,可以分为直接作用和间接作用两种。直接作用是指生物体中的生物分子,直接受到电离辐射的作用,吸收辐射能量并导致肌体损伤的作用过程。间接作用是指电离辐射首先与肌体中的水分子作用,产生氢原子、羟基自由基、水合电子等活性粒子,这些活性粒子再与生物分子,如蛋白质、核酸、酶等作用,致使生物体的功能、代谢与结构发生变化,而遭受损伤。由于生物体中80%是水,辐射产生的总效应中,通常主要是间接作用所产生的效应。

不同微生物的辐射敏感度是不同的。微生物的辐射敏感性是指在一定的辐射与环境条件下,杀灭一定量的微生物所需要的剂量大小,所需的剂量越小越敏感。一般来说,害虫和寄生虫对辐射是最灵敏的;病毒是一类比细菌还小的非细胞形态的生物,它结构简单,抗辐射能力比细胞大的多。

国际上普遍采用的有效灭菌剂量为25KGy,这种剂量能够提供10-6灭菌保证水平。通常与受损组织接触的医疗用品(体内),选择10-6的灭菌保证水平;不与受损组织接触的医疗用品(体外),选择10-3的灭菌保证水平。待灭菌的产品应该是在文明生产下制造的,确保产品在辐照之前就具有相对较低的微生物污染数,这是选择灭菌剂量的一个基本前提。



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