انواع استریلیزاسیون شامل روش‌های مختلفی است که برای حذف کامل میکروارگانیسم‌ها و عوامل بیماری‌زا از سطوح تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی به کار می‌روند. بسته به نوع ابزار، میزان حساسیت آن به حرارت و رطوبت و استانداردهای کنترل عفونت، روش‌های گرمای مرطوب (اتوکلاو)، گرمای خشک (فور)، گاز اتیلن اکساید، پلاسما، پرتو گاما و اشعه فرابنفش مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرخه استریلیزاسیون در هر یک از این روش‌ها شامل مراحل آماده‌سازی، اعمال عامل استریل‌کننده، حذف باقی‌مانده‌های شیمیایی (در روش‌های شیمیایی) و کنترل کیفیت فرآیند است. در این میان، نحوه استریل با اتوکلاو به دلیل کارایی بالا، سرعت فرآیند و عدم باقی‌ماندن مواد شیمیایی، یکی از استانداردترین و مطمئن‌ترین روش‌های استریلیزاسیون در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها محسوب می‌شود. در ادامه، انواع روش‌های استریلیزاسیون را به‌صورت علمی بررسی خواهیم کرد و کاربردهای هر کدام را تحلیل می‌کنیم.
انواع روش‌های استریلیزاسیون بر اساس نوع عامل استریل‌کننده
انواع استریلیزاسیون را می‌توان بر اساس نوع عامل استریل‌کننده به سه دسته اصلی تقسیم کرد: ۱) استریلیزاسیون حرارتی، ۲) استریلیزاسیون شیمیایی، و ۳) استریلیزاسیون فیزیکی. انتخاب هر یک از این روش‌ها به نوع ابزار، حساسیت آن به حرارت و رطوبت، میزان نفوذپذیری عامل استریل‌کننده و الزامات استانداردهای کنترل عفونت بستگی دارد. در ادامه، هر یک از این دسته‌ها را بررسی می‌کنیم.
۱. استریلیزاسیون حرارتی – گرما به عنوان عامل استریل‌کننده
در استریلیزاسیون حرارتی، از دمای بالا برای از بین بردن میکروارگانیسم‌ها از طریق دناتوراسیون پروتئین‌ها و تخریب ساختار سلولی آن‌ها استفاده می‌شود. این روش به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: ۱) گرمای مرطوب (اتوکلاو) و ۲) گرمای خشک (فور). گرمای مرطوب در اتوکلاو از بخار اشباع‌شده تحت فشار (۱۲۱ تا ۱۳۴ درجه سانتی‌گراد) استفاده می‌کند و به دلیل نفوذ بالا و اثرگذاری سریع، یکی از مؤثرترین انواع استریلیزاسیون در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها است. در مقابل، گرمای خشک در فور با استفاده از هوای داغ (۱۶۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد) میکروارگانیسم‌ها را از طریق اکسیداسیون ترکیبات آلی و تبخیر اجزای سلولی آن‌ها از بین می‌برد و بیشتر برای ابزارهای مقاوم به حرارت مانند تیغ جراحی و قیچی‌های فلزی مناسب است. مزیت گرمای مرطوب، سرعت و کارایی بالای آن است، درحالی‌که گرمای خشک برای ابزارهایی که در برابر بخار حساس‌اند، گزینه بهتری محسوب می‌شود.
۲. استریلیزاسیون شیمیایی – استفاده از گازها و مواد شیمیایی استریل‌کننده
در این روش، از گازها یا مایعات شیمیایی برای غیرفعال‌سازی میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین روش‌های استریلیزاسیون شیمیایی شامل ۱) گاز اتیلن اکساید (EO)، ۲) پلاسما (هیدروژن پراکسید)، و ۳) محلول‌های شیمیایی مانند گلوتارآلدئید و فرمالدهید هستند. گاز اتیلن اکساید (EO) به دلیل نفوذ بالا و توانایی استریل‌سازی ابزارهای حساس به حرارت و رطوبت مانند ایمپلنت‌ها، تجهیزات الکترونیکی و ابزارهای پلاستیکی استفاده می‌شود اما به دلیل سمی بودن، نیاز به تهویه طولانی دارد. در مقابل، پلاسما (هیدروژن پراکسید) به عنوان جایگزینی ایمن‌تر و سریع‌تر برای EO استفاده می‌شود که در دماهای پایین عمل کرده و باقی‌مانده‌های سمی ندارد. استفاده از محلول‌های شیمیایی مانند گلوتارآلدئید بیشتر در ضدعفونی سطح بالا برای ابزارهایی مانند آندوسکوپ‌ها و تجهیزات حساس کاربرد دارد اما نمی‌تواند جایگزین انواع استریلیزاسیون کامل شود. این روش‌ها بیشتر در مواردی استفاده می‌شوند که امکان به‌کارگیری حرارت یا بخار وجود ندارد.
۳. استریلیزاسیون فیزیکی – استفاده از اشعه یا فیلتراسیون برای حذف میکروب‌ها
در استریلیزاسیون فیزیکی، از انرژی پرتوها یا فرایند فیلتراسیون برای حذف میکروارگانیسم‌ها بدون نیاز به حرارت یا مواد شیمیایی استفاده می‌شود. روش‌های اصلی این دسته شامل اشعه گاما، اشعه UV، و فیلتراسیون هستند. استریلیزاسیون با اشعه گاما از پرتوهای الکترومغناطیسی پرانرژی برای تخریب DNA میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌کند و بیشتر در استریل‌سازی صنعتی تجهیزات پزشکی و بسته‌بندی‌های دارویی کاربرد دارد. در مقابل، اشعه فرابنفش (UV) با طول موج ۲۵۴ نانومتر، DNA میکروب‌ها را غیرفعال می‌کند اما به دلیل نفوذپذیری کم، تنها برای ضدعفونی سطوح و هوای بیمارستانی مؤثر است. روش فیلتراسیون نیز برای استریل‌سازی مایعات و گازها استفاده می‌شود که در آن میکروارگانیسم‌ها از طریق فیلترهای مخصوص با منافذ ۰.۲ میکرونی حذف می‌شوند. این روش به‌خصوص برای استریل‌سازی داروهای تزریقی و محلول‌های حساس به حرارت کاربرد دارد.
انواع روش‌های استریلیزاسیون
۱. استریلیزاسیون با گرمای خشک (فور)
در این روش از انواع استریلیزاسیون ، میکروارگانیسم‌ها از طریق اکسیداسیون و تبخیر اجزای سلولی از بین می‌روند. استریلیزاسیون با فور معمولاً در دمای ۱۶۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود و برای ابزارهایی مانند قیچی، پنس، تیغ جراحی و سایر وسایل فلزی مقاوم به حرارت مناسب است. یکی از مزایای این روش، عدم ایجاد زنگ‌زدگی در ابزارها و نداشتن باقی‌مانده شیمیایی است. بااین‌حال، گرمای خشک زمان بیشتری نسبت به بخار برای استریل‌سازی نیاز دارد و ممکن است برخی مواد حساس به حرارت را تخریب کند.
۲. استریلیزاسیون با بخار (اتوکلاو)
این روش از بخار اشباع‌شده تحت فشار برای از بین بردن میکروب‌ها استفاده می‌کند و یکی از رایج‌ترین انواع استریلیزاسیون در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها است. بخار، گرما را به‌طور یکنواخت و مؤثر به ابزارها منتقل کرده و ساختار پروتئینی میکروارگانیسم‌ها را تخریب می‌کند. چرخه‌های مختلفی برای استریلیزاسیون بخار وجود دارد، از جمله چرخه جاذبه‌ای، وکیوم، مایعات و فلش که هرکدام بسته به نوع ابزار و حساسیت آن‌ها به دما و رطوبت انتخاب می‌شوند.
۳. استریلیزاسیون با اشعه فرابنفش (UV)
این روش برای ضدعفونی سطوح، محیط‌های بسته و هوای بیمارستانی استفاده می‌شود. اشعه UV قادر است DNA و RNA میکروارگانیسم‌ها را تخریب کرده و از تکثیر آن‌ها جلوگیری کند. اما از آنجایی که اشعه UV قدرت نفوذ پایینی دارد، تنها برای سطوح بیرونی مناسب بوده و قابلیت استریل‌سازی ابزارهای پیچیده و لومن‌دار را ندارد. این روش بیشتر به‌عنوان یک اقدام مکمل در کنار سایر انواع استریلیزاسیون استفاده می‌شود و نمی‌تواند جایگزین روش‌های اصلی مانند بخار یا گرمای خشک شود.
۴. استریلیزاسیون با اشعه گاما
در این روش از پرتوهای الکترومغناطیسی پرانرژی (اشعه گاما) برای تخریب ساختار ژنتیکی میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. استریلیزاسیون با اشعه گاما معمولاً برای تجهیزات پزشکی یک‌بارمصرف، بسته‌بندی‌های دارویی و ابزارهای حساس به حرارت به کار می‌رود. مزیت این روش، عدم نیاز به دما و فشار بالا است، اما ممکن است باعث تغییر خواص فیزیکی برخی از مواد، مانند کاهش انعطاف‌پذیری پلاستیک‌ها، شود. همچنین، هزینه‌های عملیاتی این روش نسبت به سایر روش‌های استریلیزاسیون بالاتر است و در مراکز خاصی اجرا می‌شود.
۵. استریلیزاسیون با گاز اتیلن اکساید (EO)
این روش به‌طور گسترده برای استریل‌سازی تجهیزات پزشکی حساس به حرارت و رطوبت، مانند ایمپلنت‌ها، ابزارهای پلاستیکی، سرنگ‌ها و کاتترها استفاده می‌شود. گاز EO با نفوذ به داخل مواد، DNA و پروتئین‌های میکروارگانیسم‌ها را تخریب کرده و آن‌ها را غیرفعال می‌کند. بااین‌حال، این روش به دلیل سمی بودن گاز اتیلن اکساید، نیاز به تهویه طولانی‌مدت دارد تا باقی‌مانده گاز از ابزارهای استریل‌شده حذف شود. همچنین، EO قابلیت اشتعال دارد و نیاز به شرایط ایمنی ویژه در هنگام استفاده از آن وجود دارد.
۶. استریلیزاسیون با پلاسما (هیدروژن پراکسید)
این روش یکی از جدیدترین تکنولوژی‌های استریلیزاسیون است که از پلاسماهای هیدروژن پراکسید در دمای پایین برای از بین بردن میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌کند. استریلیزاسیون پلاسما برای ابزارهای حساس به حرارت و رطوبت، مانند دستگاه‌های الکترونیکی و ابزارهای دقیق پزشکی ایده‌آل است، زیرا دمای فرآیند حدود ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد است. برخلاف گاز EO، این روش فاقد باقی‌مانده‌های سمی است و زمان فرآیند کوتاه‌تری دارد، اما ممکن است برای ابزارهایی که دارای لومن‌های باریک و عمیق هستند، نفوذ کافی نداشته باشد.
روش استریلیزاسیون مکانیسم عملکرد کاربردها مزایا معایب
| روش استریلیزاسیون | مکانیسم عملکرد | کاربردها | مزایا | معایب |
| گرمای مرطوب (اتوکلاو) | انتقال حرارت از بخار اشباع‌شده برای دناتوراسیون پروتئین‌های میکروبی | ابزارهای جراحی، ست‌های بسته‌بندی‌شده، تجهیزات فلزی و پارچه‌های استریل | اثرگذاری بالا، سرعت بالا، عدم باقی‌ماندن مواد شیمیایی | آسیب به ابزارهای حساس به حرارت و رطوبت |
| گرمای خشک (فور) | تخریب ساختار سلولی از طریق اکسیداسیون | ابزارهای فلزی بدون پوشش، شیشه‌آلات، وسایل مقاوم به دما | عدم خوردگی فلزات، مناسب برای وسایل حساس به رطوبت | زمان طولانی‌تر نسبت به بخار، مصرف انرژی بالا |
| گاز اتیلن اکساید (EO) | نفوذ گاز به داخل تجهیزات و تخریب DNA میکروب‌ها | ایمپلنت‌ها، تجهیزات الکترونیکی، ابزارهای حساس به گرما و پلاستیکی | مناسب برای تجهیزات حساس به حرارت و رطوبت، قابلیت نفوذ بالا | سمی و سرطان‌زا، نیاز به تهویه طولانی، هزینه بالا |
| پلاسما (هیدروژن پراکسید) | تشکیل رادیکال‌های آزاد برای از بین بردن میکروارگانیسم‌ها | تجهیزات الکترونیکی، ابزارهای حساس به دما، آندوسکوپ‌ها | ایمن‌تر از گاز EO، عدم نیاز به تهویه طولانی، دمای پایین | محدودیت نفوذ به لومن‌های باریک، هزینه بالا |
| اشعه گاما | تخریب DNA میکروب‌ها با پرتوهای الکترومغناطیسی | تجهیزات پزشکی یک‌بارمصرف، بسته‌بندی‌های دارویی | اثرگذاری بالا، مناسب برای استریل‌سازی انبوه صنعتی | هزینه عملیاتی بالا، تغییر در خصوصیات برخی مواد |
| اشعه UV | آسیب به DNA و RNA میکروارگانیسم‌ها | ضدعفونی سطوح، هوای بیمارستانی، محفظه‌های بیولوژیک | بدون باقی‌مانده شیمیایی، سریع و کم‌هزینه | قدرت نفوذ پایین، تأثیر محدود بر سطوح داخلی |
| فیلتراسیون | حذف فیزیکی میکروارگانیسم‌ها از مایعات و گازها | داروهای تزریقی، محیط‌های کشت، هوا و گازهای تنفسی | مناسب برای مایعات حساس به دما، بدون تغییر در ترکیب مواد | عدم حذف ویروس‌ها و مواد شیمیایی محلول، نیاز به تجهیزات خاص |
مقایسه در یک نگاه …
روش‌های گرمایی (بخار و خشک) از مؤثرترین و رایج‌ترین انواع استریلیزاسیون محسوب می‌شوند. اتوکلاو به دلیل سرعت و قدرت نفوذ بالای بخار، در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی استاندارد طلایی است، اما برای ابزارهای حساس به دما و رطوبت مناسب نیست. در مقابل، فور (گرمای خشک) برای وسایل مقاوم به حرارت مانند ابزارهای فلزی و شیشه‌ای مناسب است، اما به دلیل زمان طولانی‌تر و مصرف انرژی بیشتر، کارایی کمتری نسبت به بخار دارد. روش‌های شیمیایی مانند گاز EO و پلاسما برای تجهیزاتی که تحمل دمای بالا را ندارند، ایده‌آل هستند. گاز اتیلن اکساید قدرت نفوذ بالایی دارد، اما به دلیل سمیت و نیاز به تهویه طولانی، زمان‌بری و هزینه‌بر است. در مقابل، پلاسما در انواع استریلیزاسیون ایمن‌تر بوده و در دماهای پایین کار می‌کند، اما برای ابزارهایی با حفره‌های باریک، محدودیت نفوذ دارد.
روش‌های فیزیکی مانند اشعه گاما و UV برای استریل‌سازی ابزارهای خاص به‌کار می‌روند. پرتو گاما در مقیاس صنعتی برای استریلیزاسیون تجهیزات پزشکی یک‌بارمصرف استفاده می‌شود، اما می‌تواند خواص برخی مواد را تغییر دهد. اشعه UV گزینه‌ای سریع برای ضدعفونی سطوح و هوای بیمارستانی است، اما به دلیل نفوذ کم، نمی‌تواند ابزارهای پیچیده را استریل کند. فیلتراسیون نیز در مواردی که امکان استریلیزاسیون حرارتی یا شیمیایی وجود ندارد، مانند داروهای تزریقی و محیط‌های کشت آزمایشگاهی، کاربرد دارد. در نتیجه، انتخاب روش مناسب استریلیزاسیون باید بر اساس نوع ابزار، نیازهای استریل، هزینه، ایمنی و استانداردهای بین‌المللی انجام شود
روش استریلیزاسیون سرعت فرآیند کارایی هزینه محدودیت‌ها
گرمای مرطوب (اتوکلاو) (۱۵ تا ۳۰ دقیقه) (بسیار مؤثر برای طیف گسترده‌ای از ابزارها) (نسبتاً اقتصادی) آسیب به ابزارهای حساس به گرما و رطوبت
گرمای خشک (فور) (۶۰ تا ۱۸۰ دقیقه) (مناسب برای فلزات و شیشه‌آلات) (کم‌هزینه) زمان طولانی‌تر، مصرف انرژی بالا
گاز اتیلن اکساید (EO) (۸ تا ۱۲ ساعت) (نفوذ بالا به ابزارهای پیچیده) (گران‌قیمت) سمی، نیاز به تهویه طولانی، هزینه عملیاتی بالا
پلاسما (هیدروژن پراکسید) (۴۵ تا ۷۵ دقیقه) (ایمن و مؤثر برای ابزارهای حساس) (گران) محدودیت نفوذ به لومن‌های باریک، هزینه بالا
اشعه گاما (چند ساعت تا چند روز) (مناسب برای استریل‌سازی صنعتی) (بسیار پرهزینه) نیاز به تجهیزات خاص، تغییر در برخی مواد
اشعه UV (چند دقیقه) (محدود به سطوح و هوا) (ارزان) قدرت نفوذ پایین، اثرگذاری سطحی
فیلتراسیون (متوسط) (کارآمد برای مایعات و گازها) (متوسط) عدم حذف ویروس‌ها، نیاز به فیلترهای مخصوص
تحلیل مقایسه‌ای انواع استریلیزاسیون
اگر سرعت و کارایی بالا مدنظر باشد، اتوکلاو بهترین گزینه است، زیرا در مدت‌زمان کوتاه، طیف وسیعی از ابزارها را با دقت بالا استریل می‌کند. گرمای خشک (فور) به دلیل نیاز به زمان بیشتر و مصرف انرژی بالاتر، کمتر از بخار استفاده می‌شود اما برای ابزارهای مقاوم به رطوبت مفید است. روش‌های شیمیایی مانند گاز EO و پلاسما برای تجهیزات حساس به حرارت عالی هستند، اما هزینه بالاتر و نیاز به کنترل دقیق دارند. گاز EO به دلیل سمی بودن و تهویه طولانی، زمان‌برتر از پلاسما است، درحالی‌که پلاسما امن‌تر اما دارای محدودیت در نفوذ به برخی ابزارهای پیچیده است. استریلیزاسیون فیزیکی مانند اشعه گاما برای مصارف صنعتی ایده‌آل است، اما بسیار پرهزینه بوده و نیاز به تجهیزات خاص دارد. از طرفی، اشعه UV سریع‌ترین روش است، اما به دلیل قدرت نفوذ کم، تنها برای ضدعفونی سطوح و هوا مناسب است. در نهایت، فیلتراسیون برای حذف میکروب‌ها از مایعات و گازها کاربرد دارد، اما برای حذف ویروس‌ها محدودیت دارد. انتخاب روش مناسب باید بر اساس نوع ابزار، حساسیت آن به دما و رطوبت، هزینه و الزامات ایمنی از انواع استریلیزاسیون انجام شود.
جمع بندی
انواع استریلیزاسیون بر اساس نوع عامل استریل‌کننده به سه دسته حرارتی، شیمیایی و فیزیکی تقسیم می‌شوند که هرکدام مزایا، محدودیت‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. روش‌های حرارتی شامل گرمای مرطوب (اتوکلاو) و گرمای خشک (فور) بوده که به دلیل کارایی بالا، به‌ویژه اتوکلاو، پرکاربردترین روش در بیمارستان‌ها و کلینیک‌ها محسوب می‌شوند. روش‌های شیمیایی مانند گاز اتیلن اکساید (EO) و پلاسما (هیدروژن پراکسید) برای ابزارهای حساس به حرارت و رطوبت مناسب‌اند اما هزینه‌بر بوده و در برخی موارد نیاز به تهویه دارند. در استریلیزاسیون فیزیکی، اشعه گاما برای مصارف صنعتی، اشعه UV برای ضدعفونی سطوح و هوا، و فیلتراسیون برای حذف میکروب‌ها از مایعات و گازها به کار می‌روند. انتخاب روش مناسب بسته به نوع ابزار، حساسیت آن به دما و رطوبت، سرعت موردنیاز، هزینه و استانداردهای ایمنی محیط‌های درمانی و صنعتی انجام می‌شود.