دکتر علی کرمانجانی

عضو هیأت علمی دانشکده پزشکی- دانشگاه علوم پزشکی ایلام

استریلیزاسیون ابزار پزشکی، از سال‌های دور، برای پیشگیری از ایجاد عفونت در بیماران، روشی رایج است. از دیرباز تاکنون ابزار و روش‌های مختلفی برای انجام این روند پدید آمده که استفاده از حرارت مرطوب (اتوکلاو)، حرارت خشک (اون یا فور)‌، اشعه ماورای بنفش (UV) و مواد و ترکیبات شیمیایی (گاز اتیلن اکساید و بخار فرمالدهید) و ... از آن جمله‌اند. امروزه با توجه به پيشرفت فناوری و پیدایش ابزار و وسايل جديدی مانند آرتروسكوپ‌ها، لاپاروسكوپ‌ها، آندوسكوپ‌هاي سخت، فيبرهاي نوري و...، نياز به استريليزاسيون در درجه حرارت و رطوبت پايين روز‌به‌روز در حال افزايش است. برای استریل کردن ابزار پزشکی حساس به حرارت، نیل به اهدافی مانند انجام استريليزاسيون در درجه حرارت پایین‌، عملكرد ايمن و بي‌خطر، سيكل زماني كوتاه‌، اثربخشي بالا‌، عدم ايجاد خطر براي محيط‌زيست و همچنین قابليت بسته‌بندي و نگهداري وسايل استريل برای مدت زمان مناسب الزامی است. استفاده از گاز اتیلن‌اکساید از روش‌های مرسومی است که از سال‌های دور تاکنون برای استریلیزاسیون ابزار حساس به حرارت، استفاده می‌شده و بيش از نيم قرن از ابداع آن مي‌گذرد. استریلیزاسیون با استفاده از این گاز به دو صورت قابل انجام است: روش اول به صورت ترکیبی از اتیلن‌اکساید و گاز کلروفلوروکربن (CFC)، به صورت ترکیبی از 12% اتیلن‌اکسید و 88 % (CFC) مورد استفاده قرار می‌گرفت که این روش پس از سال 1995 و اثبات اثرات تخریبی CFC بر لایه اوزن منسوخ شد و پس از آن از گاز اتیلن‌اکسید در ترکیب با گاز‌هایی همچون دی‌اکیسد‌کربن و HCFC، به عنوان استریل‌کننده استفاده می‌شود. روش دوم نیز استفاده از اتیلن‌اکسید به صورت خالص و 100% است. اتیلن‌اکسید گازی بسیار نافذ‌، بدون رنگ و بو و اشتعال‌زاست که استفاده از آن به عنوان عامل استریلانت، به ملزوماتی همچون وجود غلظت بالا در محیط ( 450 تا 1200 میلی‌گرم در لیتر)‌، شرایط خاص دمایی (37 تا 63 درجه سلسیوس)‌، رطوبت مناسب (‌40 تا 80 درجه‌) و در نهایت مدت زمان بالا (‌1 تا 6‌ ساعت) نیاز دارد. با وجود مزیت‌هایی که استفاده از این گاز در استریل کردن وسایل و تجهیزات درمانی حساس به حرارت دارد‌، وجود معایبی مانند ایجاد عوارض پوستی و چشمی (‌کاتاراکت و کونژکتیویت)‌، سرکوب سیستم اعصاب مرکزی (CNS) و ایجاد اختلالات نورولوژیک و کارسینوژن بودن آن و همچنین خطر ایجاد انفجار یا اشتعال ‌، استفاده از این گاز را با دشواری‌هایی روبه‌رو کرده است که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. نياز وجود يك سيستم تهويه خاص شامل يك دودكش هشت متري در بالاي ساختمان

2. نياز به يك سيستم پایشگر قوي برای اندازه‌گيري ميزان اين گازها در محيط كار تا در صورت افزايش غلظت و براي جلوگيري از آسيب‌هاي جدي به پرسنل اعلام خطر كند.

3. به علت توليد مواد سمي، تمامی ست‌هاي استريل‌شده نياز به هوادهی (aeration) كامل (قراردادن ست‌ها در معرض هوا) و با دقت بالا دارند كه بر‌اساس استانداردهاي جهاني به زماني حدود 14 ساعت يا در پاره‌اي موارد بيشتر مورد‌نياز است كه نتيجه آن استفاده از اين ابزارها در فواصل 24 ساعته است كه خود اين مسأله راندمان استفاده از اين ابزارهاي گران‌قيمت را كاهش خواهد داد.

4. همچنين نياز به يك گاز كاتاليزور انتهايي يا اصطلاحاً برنر دارد، تا مواد نهايي را تا حدي بي‌خطر كند.

همه این موارد دست‌به‌دست هم داده و باعث شده است که رفته‌رفته استفاده از این گاز برای استریل کردن ابزار و وسایل پزشکی محدود‌تر شود و بشر همواره به فکر ابداع روشی جایگزین باشد.

از دیگر روش‌های استریلیزاسیون ابزار و تجهیزات پزشکی حساس به حرارت، استفاده از اتاقک‌های بخار فرمالدهید است که در اين روش علاوه بر خطر استنشاق گازهای سمی، درجه حرارت نیز به بیش از 60 درجه مي‌رسد كه برخي از اين وسايل اين دما را نيز تحمل نمي‌كنند و در کل روش مناسبی نیست؛ اما اكنون روش استريليزاسيون پلاسما كه يك روش استريليزاسيون در درجه حرارت و رطوبت پايين است به عنوان مناسب‌ترين جايگزين برای روش اتيلن‌اكسايد مطرح است و با سرعت بالا مي‌تواند راندمان استفاده از ابزارهاي پزشکی را افزايش دهد؛ بدين معنا كه نياز به داشتن ست‌هاي گران‌قيمت متعدد وجود ندارد و سيكل زماني برگشت وسايل به اتاق عمل كاهش مي‌يابد.

همچنين نه تنها ماده اوليه آن (پراكسيد هيدروژن) سمي نيست، پسماندهاي دستگاه نيز سمي نیست و در پایان كار تنها آب و اكسيژن توليد خواهد شد؛ به همين دليل نيازي به هوا‌دهی (Aeration) ندارد و در نتيجه در اين فناوری زمان استريليزاسيون حداكثر به 60 تا نهایتاً 90 دقیقه بر حسب نوع سیکل دستگاه، كاهش يافته است.

استريليزاسيون پلاسما به عنوان يك روش استريليزاسيون در درجه حرارت و رطوبت پايين و با حداكثر دماي 50 درجه سانتيگراد در تمام دنيا تأييد و مورد‌استفاده واقع شده است. از آنجايي كه استريليزاسيون در اين فناوری به روش فيزيكي انجام مي‌شود، زمان استريليزاسيون كاهش يافته، توليد مواد سمي متوقف شده و عمر ست‌ها نيز افزايش يافته است.

خصوصیات کلی استریلیزاسیون به روش پلاسما

در اتوکلاوهای پلاسما اولین و مهم‌ترین گام تولید پلاسماست‌. از زمان ابداع این روش در دهه 90 میلادی تاکنون روش‌های مختلفی برای تولید پلاسما به کار گرفته شده‌اند. در دهه اخیر استفاده از پلاسما به عنوان یک روش نوین استریلیزاسیون مطرح شد و مطالعات بسیاری روی آن انجام گرفت. نخستین روش که در اوایل دهه 90 اتوکلاوهای پلاسما به وسیله آن به تولید پلاسما می‌پرداختند، استفاده از مکانیسم رادیوفرکانسی (‌Radio-frequency) بود که در این روش پس از تزریق پر‌اکسید هیدروژن به درون محفظه اتوکلاو، با استفاده از امواج مایکروویو و یک میدان الکتریکی به قدرت 400 ولت اقدام به تولید پلاسمای هیدروژن پر‌اکساید می‌کند و روند استریلیزاسیون انجام می‌شود. در سال‌های بعد و با پیشرفت فناوری، روش‌های دیگری برای تولید پلاسما ابداع شد که یکی از بهترین و کارآمدترین روش‌های آن، استفاده از روش‌ دی‌بی‌دی (DBD)‌Dielectric Barrier Discharge یا ولتاژ بالا (high voltage) است‌. پلاسمای سد دی‌الکتریک در فشار اتمسفری بین دو الکترود که حداقل یکی از آن‌ها توسط عایقی مانند کوارتز یا شیشه پوشانده می‌شود، تشکیل می‌شود. دشارژهای الکتریکی با اعمال یک ولتاژ بالای متناوب بین دو الکترود صورت می‌گیرد و وجود عایق، از ایجاد حرارت بالا جلوگیری می‌کند. سرانجام پس از تولید پلاسما بین دو الکترود این پلاسما به درون محفظه اتوکلاو دمیده می‌شود و ابزار را استریل می‌کند. به دلیل کارایی و همچنین ایمنی بالای این روش در مقایسه با روش‌های قدیمی تولید پلاسما، به تازگی از پلاسمای دی‌بی‌دی (DBD) یا ولتاژ بالا (high voltage) در ضدعفونی زخم‌های پوست در بیماران مبتلا به عفونت‌هایی مانند زخم پای دیابتی، گانگرن و دیگرعفونت‌های پوستی استفاده شده و اثرات درمانی استفاده از این روش به اثبات رسیده است. در این روش میکروارگانیسم‌ها در معرض پلاسمای حاصل از میدان الکتریکی قوی قرار می‌گیرند و رخ دادن دشارژ الکتریکی سبب تولید پرتو‌های ماورای‌بنفش و گونه‌های شیمیایی فعال نظیر O و OH می‌شود كه به از میان رفتن ميكروارگانيسم‌ها می‌انجامد.

مکانسیم و روش کار اتوکلاو پلاسما:                               

ست‌هاي بسته‌بندي شده، درون دستگاه اتوكلاوپلاسما قرار مي‌گيرند و پمپ وكيوم شروع به كار می‌کند و هوا را از دستگاه بیرون می‌کشد. در فناوري‌هاي جديد با وجود پمپ‌هاي وكيوم، بسيار قوي روغني دركنار پمپ‌هاي وكيوم آبي، حتي در صورت نمناك بودن ست‌ها (نه كاملاً خيس)، سيكل ادامه مي‌يابد و مولكول‌هاي آب از هم مي‌پاشند.

پس از رسيدن به مرحله‌اي نزديك به خلأ كامل و خروج تمام گازهاي موجود در محفظه، پراكسيدهيدروژن به صورت بخار به داخل محفظه تزريق مي‌شود و به تمام قسمت‌هاي محفظه نفوذ مي‌كند؛ در اين حالت پراكسيد‌هيدروژن خاصيت كشندگي ميكرو‌ارگانيسم‌ها را دارد ولي هنوز مرحله پلاسما آغاز نشده است. جریان پلاسما نیز که به روش دی‌بی‌دی (DBD) تولید شده است، به داخل محفظه دستگاه تزریق می‌شود و با توجه به داشتن خاصیت یونیزه‌کنندگی، رادیکال‌های آزاد از بخار H₂O₂ تولید می‌کند و به طور خلاصه تحت تأثير پلاسما‌، آخرين الكترون مداري مولكول پراكسيد‌هيدروژن، كنده و با شتاب به سمت سطح مورد‌نظر پرتاب مي‌شود و سبب بمباران الكتروني (اصلي‌ترين قسمت استريليزاسيون) در داخل محفظه مي‌شود. در اين فعل و انفعالات همزمان امواج ماوراي بنفش نیز ايجاد و همچنين تعدادي اتم و مولكول با انرژي جنبشي توليد مي‌شود. رادیکال‌های آزاد تولید شده در این قسمت نیمه عمر کوتاهی دارند و در پایان، تنها مواد باقيمانده، آب و اكسيژن هستند. درجه حرارت داخل سيستم اتوکلاو پلاسما نهايتاً به 55 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد كه تمامي ابزارها و وسايل پزشكي اين حرارت را به راحتي تحمل مي‌كنند. اين روش در مطالعات متعدد قابليت نابود‌سازي تمام ويروس‌هاي انساني از جمله

 human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1); hepatitis A virus (HAV), respiratory syncytial virus (RSV), vaccinia, herpes simplex virus type 1 (HSV-1), and poliovirus type 2

و نيز پريون‌ها (عامل بیماری‌هایی مانند جنون گاوي‌، کروتزفلد ژاکوب‌، کورو و...) و همچنين تمام ارگانيسم‌هاي باكتريال را دارد.

روند فوق، یک بار دیگر تكرار ‌شود و در پایان کار، پمپ وكيوم، همه مواد را وكيوم می‌کند و بعد از آن فشار محفظه به فشار محيط می‌رسد که پس از باز شدن درب‌ها، ست‌ها قابل استفاده هستند.

براي نصب سيستم نيازي به اتاقي مجزا نيست و بهترين محل نصب در بخش استريليزاسيون مركزي كنار اتوكلاوهاي بخار است تا جنبه استريليتي وسايل نيز آسان شود و کارکنان نيز با راندمان بيشتر و تعداد كمتر مورد استفاده قرار گيرند.

روش استریلیزاسیون پلاسما كاربردهاي فراواني در زمينه صنايع غذايي و دارويي در جهان دارد و توسط گازهاي مختلفي مانند آرگون، نيتروژن، اكسيژن، هیدروژن و گازهاي مشتق از فلور قابليت اجرايي دارد.