books chemical sterilization

يمكن استخدام المواد الكيماوية للتعقيم؛ فعلى خلاف التسخين الذي يعد طريقة جيدة للتخلص من جميع الكائنات المعدية إلا أنه لا يمكن استخدامه للأجسام الحساسة للحرارة مثل الأنسجة، والعدسات، والكهربائيات والمواد البلاستيكية؛ ففي هذه الحالة الكيماويات سواء أكانت غازية أم سائلة، يمكن استخدامها كمعقمات، حيث استخدام المعقمات الكيميائية الغازية أو السائلة تُجنب مشكلة الضرر الحراري. ويجب التأكد من تلائم القطع المراد تعقيمها مع طبيعة المعقم حتى لا تتضرر، وعلى الرغم من قدرة الكيماويات على التعقيم بكفاءة عالية لامتلاكها خواص قائلة للجراثيم إلا ان هذه الخواص نفسها تجعلها مضرة للبشر لذلك فإن استخدامها يشكل تحديدا في بيئات العمل المختلفة.

أكسيد الايثيلين

أكسيد الايثيلين هو غاز يستخدم على نطاق واسع لتعقيم المواد الحساسة للحرارة الأعلى من 60° درجة سلسيوسية أو الإشعاع مثل: البلاستيك والبصريات والأجهزة الكهربائية. يعد استخدام اكسيد الإيثيلين من أكثر طرق التعقيم انتشارا إلى جانب التعقيم الحراري أو الإشعاعي حيث إنه يستخدم لأكثر من 70% من عمليات التعقيم و50% من عمليات تعقيم للأجهزة الطبية القابلة للتخلص منها.

عملية المعالجة بأكسيد الإيثيلين تتم عادة على درجة حرارة تتراوح بين 30°درجة سلسيوسية إلى 60°درجة سلسيوسية مع رطوبة نسبية أعلى من 30% و تركيز الغاز يتراوح بين 200 -800 مغ⁄لتر، وتتم علمية المعالجة لمدة ثلاث ساعات على الأقل. أكسيد الايثيلين يَنفُذ عبر المواد بشكلٍ جيد، حيث يمكنه اختراق الورق والقماش وبعض الأشرطة البلاستيكية، وهو على درجة عالية من الفعالية حيث بإمكانه قتل جميع أنواع الفيروسات المعروفة، والبكتيريا بما فيها الأبواغ الجرثومية، والفطريات. وهو متلائم الاستخدام مع معظم المواد حتى مع تكرار الاستخدام، ولكن على الرغم من ذلك فله خواص أخرى عديدة فهو قابل للاشتعال بشدة وله سمية عالية وخواص مسرطنة وأعراض جانبية تؤثر على الإنجاب. عند الانتهاء من التعقيم يجب القيام بعملية التحقق الحيوي للتأكد من نجاح عملية التعقيم أو حاجتها للإصلاح أو فشلها.

عملية التعقيم الاعتيادية تتكون من المراحل التالية:

• مرحلة التحضير.
• مرحلة التعرض للمعقم.
• ومرحلة ما بعد التعقيم: يتم فيها التخلص من بقايا غاز أكسيد الإيثيلين، والمواد الجانبية، وغليكول الإيثيلين، وثنائي كلورو ايثانول (ethylene chlorohydrine).

إن أهم طرق التعقيم باستخدام غاز أكسيد الإيثيلين هي:

1. طريقة الحجرة الغازية.
2. الجرعة الميكرونية.

للاستفادة من وفورات الإنتاج عند استخدام أكسيد الإيثيلين قد جرت العادة على القيام بغمر حجرة كبيرة بمزيج من غاز أكسيد الإيثيلين وغازات اخرى كمواد مخففة مثل كلوروفلوروكربون CFCS، وثنائي أكسيد الكربون، إلا أن لهذه الطريقة عيوب عدة تشمل تلوث الهواء بغازات الكلوروفلوروكربون وأكسيد الإيثيلين وتعرض القائم على العملية لمخاطر صحية، إضافة إلى تكلفة تدريب العامل، وقابلية الغاز للاشتعال وتتطلبه بالتالي لعمليات نقل وتخزين خاصة.

غاز أكسيد الإيثيلين يستخدم على نطاق واسع من قبل مصنعي الأجهزة الطبية لعمليات التعقيم واسعة النطاق، ولكن أصبح استخدامه اقل شيوعاً في المستشفيات كون غاز أكسيد الإيثيلين سريع الانفعال على التراكيز من 3% إلى 100%. كانت الطريقة التقليدية تقوم بتزويده بغاز خامل حامل له مثل غازات كلوروفلوركربون. ولكن تم منع استخدام هذه الغازات لما لها من خطورة على نضوب الأوزون وتم استبدال هذه الطريقة واستخدام أنظمة تحتوي على غاز أكسيد الايثيلين بنسبة 100% بدلًا منها لما لها من فائدة تجارية عالية لارتفاع ثمنها مقارنة بالمزيج المخفف القديم.

في المستشفيات يتم استخدام خرطوشة أحادية غاز أكسيد الايثيلين،3M"s Steri-Vac line, أو STERIS Corporation"s Stericert sterilizers بسبب تلاؤمها وسهولة استخدامها مقارنة بأسطوانات الغاز الأقدم. وهناك طريقة أخرى تستخدم ما نسبته 100% من غاز أكسيد الايثيلين، تُسمى طريقة الجرعة الميكرونية والتي تم تطويرها بأواخر 1950 باستخدام حقيبة مصممة خصيصا لاستبعاد استخدام حجرات كاملة مملوءة بالغاز. وتسمى هذه الطريقة أيضا بالتعقيم بانتشار الغاز أو التعقيم بالحقيبة، وتقلل هذه الطريقة من كميات الغاز المستخدم.

ومن الأسباب الأخرى لعدم استخدام غاز أكسيد الايثيلين هي أضراره الصحية. وبالإضافة إلى كونه مهيج أساسي فقد تصنيفه من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان IARC على أنه مادة مسرطنة بشرية. ولقد حددت إدارة السلامة والصحة الأمريكية (أوشا) حد التعرض المسموح به: 1 جزء من مليون وتم حسابه على مدة ثمان ساعات وبمعدل كتلة [29 CFR 1910.1047]. وقد حددت جزء من مليون لمدة 15 دقيقة. أما الجرعة المهددة فوريا للحياة والصحة المحدد من قبل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية NIOSH فهي 800 جزء من مليون. قيمة العتبة لرائحة أكسيد الايثيلين هي 500 جزء من مليون، وبالتالي لا يمكن الشعور به إلا على تراكيز أعلى من حد التعرض المسموح به. إدارة السلامة و الصحة المهنية توصي بمتابعة أنظمة الضبط المستمر لتراكيز الغاز لحماية العاملين من الغاز عند استخدامه للتعقيم. سجلات الموظفين الطبية يجب الاحتفاظ بها أثناء التوظيف وبعد إنهاء العمل لمدة 30 سنة.

ثنائي أكسيد النيتروجين

هو غاز معقم سريع وفعال ضد نطاق واسع من الميكروبات من بكتيريا وفيروسات وأبواغ. الصفات الفريدة التي يتميز بها تسمح بعملية التعقيم داخل مساحات مغلقة على درجة حرارة الغرفة وضغط الغرفة الاعتيادي. ألية القتل هي تكسير جزيئات الحمض النووي DNA داخل لب الأبواغ عن طريق نترجة السلسلة الفوسفاتية. هذه العملية من إبطال الحمض النووي تحدث عند تراكيز منخفضة أيضا. درجة غليان ثنائي أكسيد النيتروجن هي 21 درجة سلسيوسة عند مستوى سطح البحر وهذا بدوره يشكل ضغط بخار نسبي مشبع بدرجة عالية ولهذا يمكن استخدام ثنائي أكسيد النيتروجين السائل كمصدر مثالي لغازه المعقم. ثنائي اكسيد النيتروجين السائل يرمز له أحيانا باسم المركب الثنائي رباعي أكسيد ثنائي النيتروجيني (N2O4). إن التراكيز القليلة المستخدمة والضغط البخاري العالي تضمن عدم حدوث تكاثف على الأجهزة المعقمة وهذا يعني أنه لا داعي لتهوية الأجهزة فورا بعد عملية التعقيم. وهو أقل ايذاءً من الغازات الأخرى ويتلائم مع معظم الأدوات الطبية واللواصق.

تعد أبواغ البكتيريا العصوية الدهنية أليفة الحرارة أكثر الكائنات مقاومة للتعقيم بغازيّ ثنائي أكسيد النيتروجين وفوق أكسيد الهيدروجين والبخار لذلك تم توظيفها كمؤشر حيوي في عملية التعقيم (نسبة وجودها أم عدمه مقياس لكفاءة عملية التعقيم ومرجع في الاختبارات المختلفة). عملية القضاء على هذه الأبواغ بغاز ثاني أكسيد النيرتوجين تتم سريعا وفقا لأسلوب لوغاريثمي خطي (وهو الشكل المثالي لمختلف عمليات التعقيم). وقد تم توضيح ذلك في مختبر Noxilizer في بالتيمور. في دراسات عديدة مدعومة بتقارير منشورة من مختبرات أخرى. من مميزات هذا الغاز أيضًا هي القدرة على التخلص السريع من بقايا الغاز بعد انهاء عملية التعقيم بواسطة التهوية للأماكن المغلقة التي تم إجراء التعقيم فيها. وأيضا من مميزات هذا الغاز هي توفير الوقت حيث يمكن إجراء عمليات التعقيم لفترة أقصر نتيجة خواص القتل السريع والقدرة على التخلص السريع من الغاز وتقليل السمية الناتجة عن المواد الكيماوية لأنه لن يتبقى إلا مستويات قليلة جدا من الغاز بعد عمليات التهوية مقارنة بعمليات التعقيم الأخرى.

الأوزون

يستخدم غاز الأوزون لعمليات تعقيم الماء والهواء وأيضا لتطهير الأسطح فهو يمتاز بقدرته على أكسدة المواد العضوية ولكنه في الجهة المقابلة يعد غاز سام وغير مستقر لذلك وجب انتاجه في موقع التعقيم وهذا يحد من استخدامه في بعض الصناعات.

للاوزون العديد من الإيجابيات كغاز معقم فهو يمتلك خصائص مؤكسدة عالية (E = 2.076) وبالتالي له القدرة على تدمير مدى واسع من الجراثيم الممرضة بما فيها البريونات بالتالي فهو يغني عن عملية قتل مواد سامة خطرة حيث يتم انتاجه داخل الموقع من اكسجين ذي درجة طبية. ولقوة الأوزون العالية كمادة مؤكسدة لديه فائدة عظيمة فهو يُسهل عملية التخلص منه وإجراء عملية التعقيم بفترة قصيرة وذلك عن طريق تمرير غاز الأوزون المتبقي بعد التعقيم فوق حفاز ليرجعه إلى أكسجين. أما مساوئ استخدام الأوزون تكمن في تفاعلاته العالية وسميته، وقد حدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية الجرعة الفورية المهددة للصحة والحياة بمقدار 5 جزء بالمليون، وهي أقل بـ160 مرة من الجرعة الخطرة على الصحة والحياة الخاصة بغاز أكسيد الايثيلين المقدرة بـ800 جزء بالمليون.

أدناه البيانات الموثقة حول الجرعات المهدد للحياة فوريا حسب منظمات مختلفة: حدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH : ( 3/1/95 .أما إدارة السلامة والصحة المهنية (أوشا) OSHA فقد حددت حد التعرض المسموح به PEL: 0.1 جزء من مليون لمدة ثمان ساعات وبمعدل كتلة (29 CFR 1910.1000 table Z-1). و قد أعد المركز الكندي للسلامة والصحة المهنية ملخص ممتاز للآثار الصحية الناجمة عن التعرض لغاز الأوزون. يلجأ المصنعين الذين يستخدمون غاز الأوزون المعقم إلى العديد من خواص السلامة في منتجاتهم وتحطي الحذر بإبقاء تراكيزه ضمن المسموح به.

الغلوترالدهيد و الفورمالدهيد

محاليل الغلوترالدهيد و الفورمالدهيد (محاليل محنطة) هي أيضا محاليل معقمة موافق عليها بشرط أن تكون مدة التعرض طويلة بما فيه الكفاية. قتل الأبواغ يمكن أن يستغرق 22 ساعة باستخدام الغلوترالدهيد أو أطول باستخدام الفورمالدهيد كما ان وجود جزيئات صلبة ممكن أن يزيد المدة المستغرقة للحصول على النتيجة المطلوبة لذلك فإن تعقيم الكتل النسيجية ممكن أن يستغرق وقت أطول و ذلك بسببالوقت المستغرق للمثبات للاختراق. من خواصهم أيضا السمية عن طريق الاستنشاق أو ملامسة الجلد وهما أيضا غازات متطايرة. و للغلوترالدهيد فترة صلاحية ( :( shelf lifeقصيرة أقل من اسبوعين، وفترة الصلاحية تعني:وهي الفترة الزمنية للسلعة التي تبقى فيها السلعة مخزنة بدون ان تصبح غير مؤهلة للإستخدام، للإستهلاك، أو للبيع، كما انه مرتفع الثمن. و لكن الفورمالدهيد أرخص ثمنا و له فترة صلاحية أطول إذا أضيف الميثانول لمنع التبلمر للبارافورمالدهيد، و لكنه أكثر تطايرا من غاز غلوترالدهيد. و يمكن استخدام الفورمالدهيد كمعقم غازي في هذه الحالة يحضر في موقع التعقيم عن طريق تحلل البارافورمالدهيد الصلب. و يمكن تعقيم الكثير من المطاعيم بالفورمالدهيد مثل مطعوم شلل الأطفال الأصلي.

فوق أكسيد الهيدروجين H2O2

يمكن استخدام فوق أكسيد الهيدروجين كمادة معقمة سواء في الحالة السائلة أم الغازية VPH يعد فوق أكسيد الهيدروجين مادة مؤكسدة قوية تستطيع تدمير مجرى واسع من الممرضات يمكن استخدامه لتعقيم المواد الحساسة للحرارة أو التسخين مثل الناظور الطبي، يتسخدم فوق أكسيد الهيدروجين في المجال الطبي بتراكيز عالية تترواح بين 35%إلى 90% . إن أعظم ميزة لفوق أكسيد الهيدروجين هي دورة العمل القصيرة مقارنة بأكسيد الايثيلين الذي تمتد مدة عمله إلى 10-15 ساعة في حين أن بعض منتجات فوق أكسيد الهيدروجين الحديثة تعطي مفعول خلال أقل من 28 دقيقة. مساوئ استخدام فوق اكسيد الهيدروجين تشمل عدم ملائمة الاستخدام لجميع المواد و قوة الاختراق الضعيفة و له مخاطر صحية تؤثر على القائمين بعملية التعقيم. و لا يمكن استخدامه لتعقيم المواد التي تحتوي على سليولوز مثل الورق أو المواد المحتوية على نيلون لكي لا تصبح هشة. قوة اختراق فوق أكسيد الهيدروجين ليست جيدة كأكسيد الايثيلين، و هناك قيود محددة لطول وقطر التجاويف التي يمكن تعقيمها ولكن يمكن اتباع تعليمات المصنّع للمادة المعقمة للحصول على درجة التعقيم الفعالة. إن فوق أكسيد الهيدروجين مادة مهيجة للجلد و ملامسته للجلد تؤدي إلى حدوث تقرحات و بقع مبيضة حسب مدة و تراكيز التعرض.حيث إنه سام و خطر بتراكيز عالية (اعلى من 10% ك/ ك) و لكنه غير سام بتراكيز مخففة وبخاره أيضا خطر على الصحة و يؤثر تحديدا على العيون و الجهاز التنفسي ولو لمدة تعرض قصيرة ولقد حدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية التراكيز المهدد فوريا للحياة و الصحة (IDLH) ب 75 جزء من مليون, و هو اقل من عشر التركيز الأعلى المسموح لأكسيد الايثيلين (800 جزء من مليون ) .

إن التعرض المطول لتراكيز قليلة ممكن أن يسبب تلف دائم للرئتين و بالتالي فقدد حددت إدارة السلامة والصحة المهنية أوشا OSHA حد التعرض المسموح به 1.00 جزء من مليون وقد تم حسابه استنادا إلى المتوسط الحسابي لكتلته عند استخدامه لمده ثمان ساعات متواصلة. إن مصنعي المعقمات يلجأون لتدابير وقائية عديدة لضمان سلامة استخدام منتجاتهم و قد تم تدوينها في قواعد بيانات استخدام الأجهزة بسهولة للمصنّع و المنشآت MAUDE الصادر عن إدارة الأغذية والأدوية, عند استخدام اي نوع من المعقمات الغازية مثل التهوية الجيد والضبط المستمر لمستويات الغاز والتدريب و الممارسات السليمة أثناء العمل. أما غاز فوق أكسيد الهيدروحين فيستخدم لتعقيم المناطق المغلقة الواسعة مثل الغرف أو التجهيزات الداخلية للطائرات.

حمض البييروكسي أستيك

و قد وافقت إدارة الغذاء و الدواء على استخدامه كمعقم للأجهزة الطبية مثل المنظار بتركيز 0.2% .

إمكانية التعقيم الكيماوي للبريونات

البريونات هي أجسام مقاومة للتعقيم الكيماوي بدرجة عالية . و كانت نتيجة استخدام المعقمات مثل الفورمالدهيد زيادة مقاومتها للتعقيم . تم استخدامه فوق أكسيد الهيدروجين 3% لمدة ساعة و لكن لم يعط نتيجة مجدية (أقل من ثلاث درجات لوغاريثمية 10-3 (أي 1/1000 ) نقصان في الملوثات ) . اما اليود و الفورمالدهيد و الغلوتارالدهيد وحمض البيروكسي استيك فقد فشلوا ايضا في الاختبار (دام لساعة واحدة) . أما الكلور والمركبات الفينولية و غوانيديوم ثيوسيانيت وهيدوكسيد الصوديوم فقد نجحث في إنقاص كمية البريونات بمعدل 4 درجات لوغاريثمية (نقصان 1/10.000 ) , ولكن الكلور( مادة آكالة لبعض المواد) و هيدروكسيد الصوديوم هما الأكثر ملائمة لقتل البريونات و قد أثبتت العديد من الدراسات فعالية هيدروكسيد الصوديوم.