مروری بر استریلایزرهای پلاسما
چکیده و کلید واژه ها:
پیشرفت دهه‌های اخیر در زمینه تجهیزات پیشرفته و حساس پزشکی از یک سو و تهدیدهای میکروبی متعدد از سوی دیگر نیاز به فرآیند استریلیزاسیون سرد و خشک را بیش از پیش در مراکز درمانی ایجاد نموده است. در این مقاله به معرفی مکانیسم کاری سیستمهای استریلایزر پلاسما، مشخصه‌های فنی اینگونه سیستم‌ها، ساختار فیزیکی و اصول استفاده از آنها و همچنین بررسی برتریهای این روش نسبت به سایر روشهای قدیمی خواهیم پرداخت.
کلید واژه ها: استریل- پلاسما- پراکسید هیدروژن- آب اکسیژنه – سرد و خشک
مقدمه:
با معرفی استریلایزرهای پلاسما به مراکز درمانی (که در سایر نقاط دنیا به استریلایزرهای بخار پراکسید هیدروژن معروف هستند) تحولی شگرف در این عرصه ایجاد شده است. تحقیقات بر روی این روش از سال 1960 آغاز گردیده و با توجه به اینکه پارامترهای زیادی مانند میزان فشار، غلظت گاز پراکسید هیدروژن و… در کیفیت استریل تاثیرگذار میباشد، جهت به دست آوردن بهترین ترکیب از این پارامترها آزمایش‌های بسیاری صورت گرفته است. سوالات زیر در این زمینه مطرح می‌شوند:
چرا باید از استریلایزر پلاسما به عنوان جایگزینی برای روش های قدیمی و مرسوم استفاده شود؟ عملکرد دستگاه به چه صورت میباشد؟ ساختار فنی و فیزیکی دستگاه به چه صورت است؟ اصول اولیه استفاده از دستگاه چگونه است؟ در ادامه به این پرسش‌ها پاسخ داده خواهد شد.
ترکیب نتایج:
دلایل استفاده از سیستم استریلایزر پلاسما:
امروزه در بخشهای استریل، اتوکلاوهای بخار نمی‌توانند به تنهایی تمامی وسایل بیمارستانی را استریل نمایند چرا که این استریلایزرها با دمای بالا (121 و134 درجه سانتیگراد) و در شرایط رطوبت بالا عمل می‌نمایند. این شرایط بالای حرارتی و رطوبت میتواند باعث خرابی بسیاری از وسایل الکترونیکی، آندوسکوپ‌ها، لاپاروسکوپ‌ها و یا ابزارهایی از جنس پلاستیکی، سیلیکونی و… شوند. سیستمهای استریلایزر سرد و خشک با دمای حدود 55-50 درجه سانتیگراد و در شرایط کاملاً خشک وسایل را استریل می‌کنند. همچنین استریلایزرهای پلاسما به‌دلیل برخورداری از مزایایی نظیر سرعت بالا، بی‌خطر بودن، دمای پایین کارکرد، شرایط کاملاً خشک، عدم تولید بوی نامطبوع، عدم نیاز به صرف زمان پس از پایان فرآیند استریل و… به جایگزینی مناسب برای سایر روشهای قدیمی استریل سرد و خشک نظیر اتیلن اکساید و فرمالدئید تبدیل شده‌اند.
نحوه عملکرد دستگاه:
اگرچه در سیستمهای استریلایزر پلاسما از عملگرهای مختلفی استفاده می‌شوند که هر کدام به تنهایی توان بالقوه گندزدایی دارند، با این حال روش اصلی مورد استفاده و روشی که تمامی تولیدکنندگان اینگونه استریلایزرها از آن به عنوان استریل کننده اصلی بهره برده اند، استفاده از بخار پراکسید هیدروژن (آب اکسیژنه)، به عنوان مایع استریل کننده میباشد. پراکسید هیدروژن با خاصیت قوی اکسیدکنندگی، از طریق تخریب DNA سلول، میکروارگانیسم‌ها را نابود می‌سازد. در مولکول پراکسید هیدروژن (آب اکسیژنه) یک اتم اکسیژن بیشتر از مولکول آب وجود دارد و به همین علت به عنوان یک اکسیدکننده قوی عمل می‌کند. ساختار شماتیک این اثر شیمیایی پراکسید هیدروژن به صورت زیر میباشد:
چنانچه می‌دانید، پلاسما حالت چهارم ماده (جامد، مایع، گاز، پلاسما) و در واقع حالتی است که گاز به شدت یونیزه شده و تعداد الکترون‌های آزاد آن تقریباً برابر با تعداد یون‌های مثبت آن میباشد. پس می‌توان با اعمال انرژی به هر گازی آن را به پلاسما تبدیل نمود. برخلاف تصور برخی که معتقدند ابر پلاسما موجب ضدعفونی و استریل کردن بسته‌های موجود در دستگاه میشود،در واقع بخار آب اکسیژنه موجود در دستگاه است که عامل اصلی استریلیزاسیون و از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها میباشد و کاربرد اصلی ابر پلاسما در این سیستم‌ها از بین بردن بقایای بخار آب اکسیژنه استفاده شده در طول فرآیند استریل میباشد. پس به طور کلی مکانیسم عمل استریلایزر پلاسما انجام عمل استریل توسط گاز پراکسید هیدروژن یا همان بخار آب اکسیژنه و در نهایت از بین بردن این گاز به وسیله ابر پلاسما است. هرچند وجود رادیکالهای آزاد در حالت پلاسما خود نیز اثر گندزدایی دارند اما این اثر، از اهمیت کمتری نسبت به بخار پراکسید هیدروژن در فرآیند استریل برخوردار است. با توجه به متصاعد شدن اشعه ماورای بنفش از فاز پلاسما که اثر گندزدایی دارد، وجود پلاسما از این منظر نیز مفید می باشد. هرچند با توجه به عامل اصلی که همان بخار پراکسید هیدروژن است موارد اخیر در عملکرد کل دستگاه از اهمیت بالایی برخوردار نمی‌باشند.
سیکل کاری کلی دستگاه:
با توجه به اینکه وجود رطوبت اثر منفی در کیفیت استریل خواهد داشت، لذا تمامی لوازم باید کاملا خشک در اینگونه سیستم‌ها قرار گیرند. در برخی از سیستم‌ها علاوه بر گرمکن بدنه و درب چمبر، از فن و هیتر داخل چمبر نیز برای حذف رطوبت احتمالی موجود بر روی لوازم کمک گرفته شده است. باید توجه نمود که لوازم جاذب رطوبت مانند سلولز (کاغذ) و… به دلیل جذب نمودن بخار پراکسید هیدروژن مانع از انجام صحیح و کامل فرآیند استریل می‌شوند. لذا امکان استریل نمودن این لوازم با استریلایزرهای پلاسما وجود ندارد. هنگامی که لوازم مورد نظر داخل محفظه قرار گرفتند محفظه توسط پمپ خلأ تا فشاری در حدود چند دهم Torr ( فشاری در حدود یک ده هزارم فشار جو) تخلیه میشود تا شرایط مناسب برای ایجاد بخار پراکسید هیدروژن و پس از آن تشکیل پلاسما ایجاد گردد. شایان ذکر است دمای محفظه توسط سیستم گرمایشی بین55-50 درجه سانتیگراد حفظ میشود. پس از تخلیه‌ی چمبر از هوا، پراکسید هیدروژن مایع با غلظتی که برای محصولات هر تولیدکننده متفاوت میباشد، وارد سیستم میشود. همانطور که قبلا توضیح داده شد وجود رطوبت از عوامل کاهش دهنده کیفیت استریل میباشد، لذا غلظت بالاتر محلول موجب میشود تا مقدار آب کمتری وارد محفظه گردد که این امر موجب افزایش سطح کیفی استریل و همچنین کاهش ورود رطوبت به داخل پمپ وکیوم می‌گردد. با توجه به عملکرد روغنی پمپ وکیوم، هرچه رطوبت کمتری وارد آن گردد میزان استهلاک پمپ کمتر و در نتیجه طول عمر آن بیشتر خواهد بود. از طرفی محدودیت قانونی برای حمل و نقل پراکسید هیدروژن حداکثر تا 60 درصد میباشد. بدیهی است مقدار آب اکسیژنه خالص مورد نیاز برای استریل نمودن محفظه‌ای با حجم مشخص مقداری ثابت میباشد. از آنجا که غلظت آب اکسیژنه استفاده شده در میان تولیدکنندگان این سیستم‌ها از 39 درصد الی 59 درصد میباشد لذا این محلول می‌بایست به مقدار لازم به محفظه تزریق گردد تا حجم مورد نظر از پراکسید هیدروژن خالص وارد چمبر شده باشد. برخی از کمپانی‌ها از تغلیظ کننده نیز جهت افزایش غلظت آب اکسیژنه (تا حدود 90 درصد) بلافاصله قبل از مرحله تزریق به محفظه استفاده می نمایند. ورود آب اکسیژنه تغلیظ شده به فضای داخل چمبر که در حالت وکیوم شدید میباشد، باعث نفوذ گاز پراکسید هیدروژن با غلظت بالا به داخل ابزارها، لومون‌ها و… خواهد شد. زمان انتشار این گاز بسته به تکنولوژی مورد استفاده توسط کمپانی سازنده و فضای محفظه حدود 20-10دقیقه میباشد. برانگیخته شدن مولکولهای پراکسید هیدروژن که منجر به تولید پلاسما میشود توسط تکنیکهای متفاوتی صورت می گیرد. ابر پلاسما میتواند از طریق ولتاژ بالا DBD (Dieletrie Barrie Discharge) و یا امواج RF، LF و Microwave ایجاد شود. شایان ذکر است که تولید ابر پلاسما توسط امواج RF و LF نیاز به داشتن فاصله از دیوارها‌ی چمبر دارد که این امر موجب کاهش فضای مفید داخلی دستگاه می گردد. همچنین ایجاد ابر پلاسما توسط امواج LF و RF نیاز به زمان بیشتری نسبت به روش DBD دارد که این امر تاثیر بسزایی بر روی مدت زمان سیکل کاری دستگاه خواهد داشت. در نهایت محفظه توسط هوايي که از طريق يک فيلتر آنتی باکتریال وارد محفظه مي‌شود، اصطلاحاٌ تهويه شده و فشار محفظه به فشار اتمسفر برمي‌گردد. این چرخه ممکن است در طول یک سیکل کاری دستگاه دو تا سه بار تکرار گردد. پس از آن مي‌توان بلافاصله لـوازم استـریل شده را خارج کرده و بـدون نیاز به هـوادهی مورد استفاده قـرارداد.
ساختار فنی و فیزیکی دستگاه:
جنس محفظه (چمبر) دستگاه معمولا از نوع استیل ضد زنگ یا آلومنیوم میباشد. پمپ وکیوم مورد استفاده در این دستگاه‌ها از نوع روغنی دو مرحله‌ای بوده که می‌توانند تا Torr3- 10 خلا را ایجاد نمایند. این دستگاه‌ها نیز مانند سایر اتوکلاو‌ها دارای سیستمهای کنترل، نمایش و تعداد زیادی شیر برقی و سنسور می‌باشند.
شماتیک مدار داخلی یک استریلایزر پلاسما:
نکاتی در مورد کار و نگهداری از دستگاه استریلایزر پلاسما:
نکته حائز اهمیت در به کارگیری اینگونه سیستم‌ها این است که دمای ابزار و سطوحی که باید استریل شوند در کیفیت استریل شدن آنها بسیار تاثیرگذار میباشد. بهترین دما جهت داشتن حداکثر میزان تاثیرگذاری پراکسید هیدروژن دمای 55-50 درجه سانتیگراد میباشد. اما در برخی موارد ممکن است ابزار با آب سرد شستشو شوند و بلافاصله خشک شده و در دستگاه قرار گیرند، در صورتیکه ابزار زمان لازم جهت افزایش دما به میزان کافی را نداشته باشند، کیفیت استریل سطح و داخل آنها کاهش خواهد یافت. البته در حال حاضر برخی از کمپانی‌ها مجهز به سیستم خشک کن قبل از شروع پروسه استریل می‌باشند که موجب سرعت بخشیدن به گرم شدن سطوح ابزار و لوازم می‌گردد.
نتیجه گیری:
مطالعات و بررسی‌های صورت گرفته نشان می‌دهند که استفاده از دستگاه استریلایزر پلاسما دارای برتری‌هایی نسبت به سایر روش های گذشته میباشد. به نظر می‌رسد با توجه به ضرورت حفظ سرمایه‌های مراکز درمانی که در قالب دستگاه‌های گران‌قیمت و حساس می‌باشند استفاده از سیستمهای استریل سرد و خشک به زودی به یکی از احتیاجات اصلی مراکز درمانی تبدیل خواهد شد.
در سالهای اخیر استفاده از استریلایزرهای اتیلن اکساید بنا به برخی دلایل که مهمترین آنها خطرناک بودن و آسیب رساندن به کاربران، محیط زیست و طولانی بودن مدت زمان لازم جهت اتمام فرآیند استریل میباشد منسوخ و ممنوع گردیده است. از طرفی مزایای سیستمهای استریلایزر پلاسما نسبت به سیستمهای فرمالدئید از جمله عدم تولید بوی نامطبوع و مدت زمان کاری کمتر موجب می گردد که سیستمهای استریلایزر پلاسما از جایگاه ویژه‌ای در میان تجهیزات کنترل عفونت بیمارستانی برخوردار گردند.