Стерилизация лучистой энергией и ультразвуком

Стерилизация лучистой энергией.

Для стерилизации используются УФ-лучи и g-лучи.

Уф-излучение используют для стерилизации воздуха лечебных и детских учреждений, аптек, бактериологических боксов, лабораторий и цехов заводо в, продуктов питания, питательных сред, посуды. В последнее время этот метод входит в практику обработки вакцин и сывороток. Этот метод не изменяет качества продуктов, так как в малых дозах УФ-лучи не нарушают целостность макромолекул белков, витаминов, ферментов, полисахаридов.

Для стерилизации воздуха используют бактерицидные лампы: БУВ-15, БУВ-30. При стерилизации прозрачных растворов термолабильных веществ (белков, витаминов, антибиотиков) их наливают в сосуды из кварцевого стекла тонким слоем и периодически встряхивают, так как УФ-лучи обладают слабой проникающей способностью.

g-лучи используют для стерилизации объектов, которые не выдерживают термических и химических методов.Онине изменяют качества продукта, не вызывают денатурации. Этим способом стерилизуют: одноразовую пластиковую посуду, питательные среды, перевязочный материал, некоторые лекарственные препараты (антибиотики, гормоны), системы для переливания крови, одноразовые шприцы.

В качестве источникаg-лучей используют Со⁶⁰. Этот вид стерилизации включается в непрерывный производственный процесс. После стерилизации необходимо проводить контроль остаточной радиации.

Стерилизация ультразвуком.

Ультразвук используют для стерилизации пищевых продуктов (их питательная ценность при этом сохраняется максимально), вакцин, некоторых объектов лабораторного оборудования, которые портятся при действии повышенной температуры и химической стерилизации. Для стерилизации ультразвуком используются специальные ультразвуковые датчики.

Стерилизация фильтрованием.

Фильтрование относится к механическим факторам, влияющим на микроорганизмы. Для этого используются бактериальные фильтры. Бактериальные фильтры задерживают микроорганизмы и их споры, так как размеры пор на фильтрах меньше, чем размеры микроорганизмов. Фильтрование используют для стерилизации жидких материалов, не выдерживающих нагревание. Фильтрование можно также использовать для получения токсинов, фагов и других продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Аппаратура: асбестовые и мембранные фильтры, воронки Зейтца, специальные колбы, вакуумный насос. Мембранный фильтр стерилизуют кипячением, вставляют в стерильную воронку Зейтца, а воронку – в колбу, присоединенную к вакуумному насосу. Фильтрование производят при помощи насоса. Систему с асбестовым фильтром предварительно стерилизуют в автоклаве.

Стерилизуемый материал: сыворотка крови, антибиотики, растворы гормонов, витаминов, ферментов.

Недостаток этого метода в том, что он не освобождает стерилизуемый материал от вирусов.

Химическая стерилизация.

Газовая стерилизация - стерилизация с использованием стерилизующих газов - формальдегида, окиси этилена, бромид метила, надуксусной кислоты. Чаще используют окись этилена или ее смесь с бромидом метила.

Аппаратура - герметические контейнеры, в которые запускают стерилизующие газы. После стерилизации газ удаляют продуванием стерильного воздуха. Обязательно проводится контроль на остаточную концентрацию газов в материале, так как они токсичны.

Стерилизуемый материал: крупногабаритные изделия, приборы (например, для космических кораблей), аппараты искусственного кровообращения, катетеры, зонды, хирургические перчатки, упакованные в бумагу.

Химические вещества можно использовать для стерилизации воздуха и различных поверхностей. Для этого используют 3% раствор перекиси водорода при ежедневной уборке производственных помещений и 6% раствор – при генеральной уборке. Для стерилизации воздуха в боксах и операционных используют раствор 3% перекись водорода и 0,5% раствор молочной кислоты или 3-6%раствор перекиси водорода и 0,5% раствор сульфонола. Эти растворы распыляют за 40-50 мин до работы. В результате обсемененность воздуха снижается в 30-40 раз.

Контроль стерилизации.

В связи с распространением в последние годы микроорганизмов, высоко резистентных к действию факторов окружающей среды, ужесточаются способы стерилизации и контроля ее качества.

Для контроля стерилизации используются:

1. Физические методы – максимальные и контактные термометры.

2. Химические вещества как температурные индикаторы. Это порошкообразные вещества со строго определенной температурой плавления: бензонафтол(110°С), антипирин (113°С), резорцин и сера (119°С), бензойная кислота (120°С). Эти вещества смешивают с небольшим количеством сухой анилиновой краски (фуксин, метиленовый синий) и помещают в запаянные стеклянные трубочки, которые укладывают между стерилизуемыми предметами. Этот метод используют для контроля режима стерилизации в автоклаве. Если температура в автоклаве была достаточной, вещество в трубочке плавится и окрашивается в цвет красителя, который растворяется в этом веществе.

3. Биологические методы – использование термостойкой спорообразующей тест культуры – Bacillus stearothermophilus. Его споры погибают при 121°С за 15 мин при их содержании в 1 мл среды 10⁶ клеток. Биологический тест используют для контроля режима стерилизации в печи Пастера. Пробирки с полосками марли, фильтровальной бумаги, с шелковой нитью, зараженные спорами, помещают в шкаф между стерилизуемыми предметами. После стерилизации в пробирку вносят питательный бульон и наблюдают за ростом микроорганизмов.

Дезинфекция.

Дезинфекция – уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды для прерывания путей передачи инфекции с помощью химических веществ. Химические вещества, которые используются для дезинфекции, называются дезинфицирующими веществами. Онинарушают физико-химическую структуру микробной клетки.

По механизму действия дезинфицирующие вещества делят на следующие группы:

1. Окислители – повреждают сульфгидрильные группы белков. К ним относятся галогены (хлор, бром, йод) и их соединения, перекись водорода, перманганат калия.

2. Поверхностно-активные вещества – повреждают клеточную стенку. К ним относятся бактерицидные мыла, сульфонол, амфолан, твины.

3. Соли тяжелых металлов – вызывают коагуляцию белков, образование нерастворимых альбуминатов. К ним относятся соли ртути, серебра, меди, свинца. Их применение ограничено при наличии дополнительных белков, которые затрудняют доступ к возбудителю.

4. Фенол, крезол и их производные – повреждают клеточную стенку, растворяют липиды цитоплазматической мембраны, нарушая ее полупроницаемость, а затем повреждают белки, вызывая гибель микробов.

5. Щелочи, известь – приводят к набуханию и растворению белков. Их применение ограничено из-за повреждающего действия на различные предметы (посуду).

6. Красители – обладают сродством к фосфорнокислым группам, повреждают нуклеопротеиды и вызывают гибель микроорганизмов. К ним относятся бриллиантовый зеленый, метиленовый синий, риванол, трипофлавин и др.

К наиболее распространенным дезинфицирующим веществам относятся хлорная известь (0,1 –10% р-р), хлорамин (0,5 – 5% р-р), фенол (3-5% р-р). лизол (3-5% р-р). двутретьосновная соль гипохлората кальция (ДТСГК (0,1-10% р-р). 0,1 – 0,2% р-р сулемы и др. соединения ртути, 70° этиловый спирт.

В микробиологической практике дезинфицирующие вещества используют для обработки посуды (пипетки, предметные стекла и пр.), рабочего места, рук и др.

Выбор дезинфицирующего вещества, длительность его воздействия определяется особенностями микроорганизма и той средой, в которой он находится (например, мокрота).

Антисептика и асептика.

Асептика и антисептика широко применяются в медицинской, фармацевтической практике и в работе микробиологической лаборатории.

Антисептика – использование химических веществ, убивающих или подавляющих размножение различных микроорганизмов на коже и слизистых оболочках. В качестве антисептиков используются: 70° этиловый спирт, 5% спиртовый раствор йода, 0,1% раствор марганцевокислого калия, 1-2% раствор метиленового синего или бриллиантового зеленого, 0,5-1% раствор формалина и др.

Понятие антисептики тесно связано с асептикой.

Асептика – совокупность мероприятий, предупреждающих попадание микроорганизмов из окружающей среды в ткани, полости организма человека при лечебных и диагностических манипуляциях, в стерильные лекарственные препараты при их изготовлении, а также в материал для исследования, питательные среды, культуры микроорганизмов при микробиологических лабораторных исследованиях.

Для этой цели в бактериологических лабораториях посевы проводят у пламени спиртовки, предварительно прокаленной петлей, для посева используют стерильные питательные среды. Асептика достигается также стерилизацией хирургических инструментов и материалов, обработкой рук хирурга перед операцией, воздуха и предметов операционной, поверхности кожи операционного поля и т.д.

Консервация.

Химические вещества также используются для консервации лекарственных средств. К консервации прибегают в тех случаях, когда невозможна стерилизация лекарств или невозможно изготовление их в упаковке одноразового использования. Для консервации применяют неорганические соединения (соли тяжелых металлов, серебра, ртути), металлоорганические соединения (мертиолат, фенил ртутные соли), органические соединения (спирты, фенолы). Консерванты должны отвечать следующим требованиям:

1) должны быть фармакологически инертными;

2) иметь широкий спектр антимикробного действия;

3) не взаимодействовать с лекарственным веществом;

4) поддерживать стерильность лекарства в течение всего времени его применения.

 

Лекция № 11

Химиотерапия. Химиотерапевтические препараты и антибиотики. Классификация и способы получения антибиотиков. Побочное действие антибиотиков и меры профилактики.

Химиотерапия – наука, изучающая лечение инфекционных заболеваний с помощью химических веществ.

Основателем химиотерапии считается Парацельс, названный Герценом "первым профессором химии от сотворения мира". Парацельс применял для лечения инфекций человека и животных различные неорганические вещества (например, соли ртути и мышьяка).

История современных противомикробных химических средств началась с открытия П. Эрлиха. Он обнаружил способность анилиновых красителей убивать трипаносомы и использовал для лечения сифилиса сальварсан. Препарат спас жизни тысячам больных сифилисом, фрамбезией и др. Эрлих также получил препараты ртути, висмута, сурьмы для лечения спирохетозов.

В 1935 году немецкий химик Домагк обнаружил вещество пронтозил или красный стрептоцид, которое спасало животных от стрептококковых инфекций. Домагк и Эрлих за свои работы были удостоены Нобелевской премии.

Позднее было выяснено, что пронтозил в организме распадается с образованием сульфаниламида. Механизм действия сульфаниламидов (сульфонамидов) на микроорганизмы был открыт Вудсом. Сульфаниламиды по своей структуре похожи на парааминобензойную кислоту (ПАБК). ПАБК участвует в синтезе фолиевой кислоты, необходимой для жизнедеятельности бактерий. Бактерии вместо ПАБК включают в свой обмен сульфаниламиды (из-за сходства в структуре). В результате нарушается образование фолиевой кислоты и бактерии погибают.

Действие химических веществ на микробную клетку может быть микробостатическим – задерживающим рост микробов, микробицидным – микробы гибнут, или мутагенным.Свойства химиопрепаратов.

Свойства химиопрепаратов.

Химиопрепараты должны обладать:

1) специфичностью действия;

2) максимальной терапевтической активностью;

3) минимальной токсичностью для организма человека.

Для оценки качества лечебного химиопрепарата П. Эрлих ввел понятие химиотерапевтический индекс. Химиотерапевтический индекс - это соотношение минимальной терапевтической дозы (DC – dosis curativa) к максимальной переносимой дозе (Dt – dosis toleranta). Химиотерапевтический индекс, т.е. DC/Dt должен быть ниже 1. Этот индекс характеризует степень безвредности препарата для организма. При индексе < 1 препарат может быть использован для лечения заболевания, т.к. его лечебная доза меньше переносимой.

Антибиотики.

К химиотерапевтическим препаратам относятся антибиотики. Антибиотики – это вещества природного происхождения, обладающие противомикробной активностью. Антибиотики – это продукты метаболизма любых живых организмов (микробов, растений, животных). Они способны избирательно подавлять рост бактерий (бактериостатическое действие) или убивать их (бактерицидное действие).

Открытию антибиотиков способствовали наблюдения за антагонистическими отношениями в мире микробов. Особенно известны работы Пастера, Мечникова. В 1928 году Токин открыл фитонциды – антимикробные вещества, образуемые растениями.

Начало учения об антибиотиках было положено в 1929 году, когда английский ученый А. Флеминг открыл пенициллин. Это вещество было выделено из зеленой плесени (плесневого гриба Penicillium notatum), поэтому было названо пенициллином. В 1940 г. американские ученые Флори и Чейн выделили пенициллин в чистом виде. В 1941 году пенициллин был испытан на 1-ом больном. Для получения пенициллина в больших количествах Флори и Хитли предложили метод глубинного культивирования гриба с добавлением кукурузного экстракта, что значительно ускоряло рост. В 1945 г. Флеминг, Флори и Чейн стали нобелевскими лауреатами.

В России 1-ый отечественный пенициллин получила З.В. Ермольева из плесени P. сrustosum. Он был испытан на раненых в Великую Отечественную войну и спас жизни сотням тысяч раненых. Особенно помогал пенициллин при лечении газовой гангрены, при черепно-мозговых травмах, после операций.

Успехи применения пенициллина послужили толчком к поиску новых антибиотиков. В 1943 г. американский ученый Ваксман выделил из Actinomyces globisporus антибиотик стрептомицин. Он был использован для лечения туберкулеза, туберкулезного менингита, считавшегося до этого неизлечимой болезнью.