Как влажный пар, так и стерилизация сухим теплом полагаются на тепловую энергию как активный агент для уничтожения микроорганизмов. То, что отделяет эти два подхода, это механизм, с помощью которого тепловая энергия передается из стерилизационной среды на обрабатываемые предметы.
Как работает стерилизация сухим теплом
В стерилизации сухим теплом горячий воздух непосредственно контактирует с нагрузкой, и передача тепловой энергии от этого воздуха достигает стерилизующих условий. Основной режим уничтожения микроорганизмов — это окисление органических соединений [1]. Поскольку процесс полностью зависит от свойств передачи энергии нагретого воздуха, который является относительно плохим проводником тепла по сравнению с паром, стерилизация сухим теплом обычно требует более высоких температур и более длительных циклов для достижения эффективности.
Как работает стерилизация влажным теплом (паром)
Стерилизация паром работает через принципиально другой механизм. Вместо того чтобы полагаться на нагретый воздух, она использует насыщенный пар — водяной пар, поддерживаемый при температуре и давлении, которые точно помещают его на кривую испарения воды [2]. Этот тип пара существует в равновесии между конденсацией и испарением, без жидкой воды, переносимой с ним [2, 3].
Когда насыщенный пар контактирует с предметом нагрузки, он претерпевает фазовый переход из газа в жидкость. Эта конденсация высвобождает огромное количество энергии — примерно 2202 кДж/кг при 121°C — непосредственно на поверхность предмета [2, 4]. Именно этот высокообъемный перенос скрытой теплоты делает стерилизацию паром такой быстрой и надежной для широкого спектра микроорганизмов, включая термостойкие споры. Основной механизм уничтожения заключается в денатурации и коагуляции белков.
Благодаря своей долгой истории эффективности, простоте использования и отсутствию токсичных или канцерогенных побочных продуктов, стерилизация паром является предпочтительным методом для фармацевтики, медицинских устройств и предметов здравоохранения [5].
Сравнение в одном взгляде
Таблица 1. Сводка различий между стерилизацией сухим теплом и стерилизацией влажным теплом (паром).
Характеристика | Стерилизация сухим теплом | Стерилизация влажным теплом (паром) |
Стерилизующий агент | Нагретый воздух | Насыщенный пар под давлением |
Механизм уничтожения | Окисление органических соединений | Денатурация/коагуляция белков |
Типичная температура | 160–180°C (320–356°F) | 121–134°C (250–273°F) |
Продолжительность цикла | 1–2 часа (варьируется в зависимости от температуры) | 15–60 минут (варьируется в зависимости от температуры) |
Передача энергии | Кондукция/конвекция горячего воздуха | Скрытая теплота конденсации (2,202 кДж/кг при 121°C) |
Токсичные остатки | Нет | Нет |
Предпочтительные применения | Стеклянная посуда, металлические инструменты, порошки, масла | Фармацевтические препараты, медицинские устройства, предметы здравоохранения |
Примечание: могут использоваться различные комбинации температуры/времени при условии наличия соответствующих контролей и задокументированного обоснования.
Выбор правильного метода
Выбор между стерилизацией сухим и влажным теплом часто зависит от природы обрабатываемых предметов. Сухое тепло хорошо подходит для материалов, которые могут быть повреждены влагой, таких как безводные масла, порошки и определенная стеклянная посуда, в то время как пар обычно предпочтителен для водных растворов, завернутых инструментов и предметов, где необходима быстрая и полная проницаемость тепла.
При выборе метода стерилизации важно подтвердить выбранный цикл в соответствии с конкретным продуктом и конфигурацией нагрузки, задокументировав температуру, время и любые соответствующие процессные контроли в соответствии с нормативными требованиями.
Ссылки
[1] Pflug, I.J. Микробиология и инженерия процессов стерилизации, 14-е изд., Лаборатория экологической стерилизации, Миннеаполис, Миннесота (2010).
[2] Moldenhauer, J. Стерилизация паром: Руководство практикующего врача, PDA/DHI (2007).
[3] Фармакопея США, Стерилизация компендийных статей.
[4] Peacock, R. Основы стерилизации в автоклаве, Журнал фармацевтической науки и технологии (2005).
[5] Руководство FDA для промышленности: Стерильные лекарственные препараты, произведенные асептической обработкой (2004).
Ищете надежное оборудование для паровой стерилизации? WEGO Medical предлагает широкий ассортимент машин для паровой стерилизации — включая вертикальные, горизонтальные и настольные автоклавы — для фармацевтических, медицинских и здравоохранительных приложений по всему миру.
