tarka dekontaminacja2, Artykuły z zakresu dezynfekcji, Nowe znalezione artykuły
[ Pobierz całość w formacie PDF ]//-->sterylizacja i dezynfekcjazakażenia 4/2013Patryk TarkaDEKONTAMINACJA WYROBÓWMEDYCZNYCH.CZĘŚĆ II. TEORETYCZNE PODSTAWYPROCESU DETERGENCJI WYROBÓWMEDYCZNYCHDECONTAMINATION OF MEDICAL DEVICES.PART II. THE THEORETICAL BASIS OF DETERGENCY PROCESSFOR MEDICAL DEVICESStreszczenieMycie, czyli proces detergencji, jest pierwszym i najważniejszym etapem dekontaminacji wyro-bów medycznych. Używanie nieodpowiednich preparatów dezynfekujących nie tylko stabilizujei utrwala zanieczyszczenia organiczne, ale także jest przyczyną braku skuteczności bójczej.Pozostawienie na dłuższy czas narzędzi bez oczyszczenia również prowadzi do utrwalenia i stabi-lizacji zanieczyszczeń organicznych. W pierwszej części artykułu (opublikowanej w poprzednimnumerze „Zakażeń”) omówiono substancje pomocnicze chemicznych preparatów dezynfekcyj-nych, a w drugiej, niniejszej, przedstawiono od strony teoretycznej proces detergencji wyrobówmedycznych.SummaryCleaning can be describe as the detergency process that is the first and most important step in the decon-tamination of medical devices. The use of unsuitable disinfectants not only stabilizes and preservesthe organic pollutants, but also is the cause of the lack of effectiveness of germicides. Leaving medicaldevices for a long time without cleaning also leads to the strengthening and stabilization of organicpollutants. In the first part of the article (published in the previous issue of “Infection”) we describedthe chemical additives disinfectants, and in the current one, we describe the theoretical aspects of thedetergency process of medical devices.Słowa kluczowe/Key wordszwiązki powierzchniowo czynne➧detergencja➧enzymycompounds surface active agents➧detergency➧enzymesdr med.Patryk TarkaZakład MedycynyZapobiegawczej i HigienyWarszawski UniwersytetMedycznykierownik zakładu:prof. dr hab. med.LONGINAKŁOSIEWICZ-LATOSZEKAdres do korespondencji:Patryk TarkaZakład MedycynyZapobiegawczej i HigienyWarszawski UniwersytetMedycznyul. Oczki 302–007 Warszawae-mail:patryk.tarka@wum.edu.pltel. (22) 621 51 97©Twoje Zdrowie Sp. z o.o.Z punktu widzenia kontaminacji zanie-czyszczeniami nazywamy wszystkie sub-stancje organiczne i nieorganiczne, którew trakcie użytkowania wyrobów medycz-nych osadzają się na nich i muszą być usu-nięte w procesie dekontaminacji, aby wyrobymogły zostać powtórnie użyte.Na narzędziach mogą się znaleźć nastę-pujące zanieczyszczenia [1]:materiały kostne;smary iśrodkiochronne;płyny ustrojowe (krew, mocz,ślina,kał,płyn stawowy, opłucnowy, otrzewnowy,osierdziowy) zawierające:– białka (tylko 70–80% białek jest roz-puszczalnych w zimnej wodzie),– lipidy,– węglowodany,– antyseptyki,– skoagulowane białka.Zanieczyszczenia na wyrobach medycz-nych stanowią bardzo zróżnicowany i niejed-norodny konglomerat substancji pochodze-nia organicznego i nieorganicznego, zależnyod rodzaju zabiegu, podczas którego zostałyużyte.Narzędzia ortopedyczne oraz stomatolo-giczne mogą być zanieczyszczone substan-cjami o wyjątkowym składzie, trudnymi dousunięcia. Zaschnięty na powierzchni wyro-bów medycznych cement kostny jest bardzotrudno usunąć, dlatego należy to robić jaknajszybciej, najlepiej za pomocą ultradźwię-ków [2]. Umieszczenie takich narzędzi bez-2tarka_dekontaminacja2.indd 2www.zakazenia.org.pl2013-09-10 12:30:56zakażenia 4/2013sterylizacja i dezynfekcjapośrednio po użyciu (bez wstępnego my-cia) w automatycznej myjni-dezynfektorze,szczególnie jeśli są zanieczyszczone odłam-kami kostnymi, może spowodować zatkaniespryskujących ramion myjni [2]. Narzędziaginekologiczne są zanieczyszczane krwiąi innymi płynami ustrojowymi, które bardzoszybko zasychają [2]. A zastosowanie an-tyseptyków na bazie jodoforów może spo-wodować powstanie konglomeratów białekiśrodkaantyseptycznego trudnego do usu-nięcia. Narzędzia otolaryngologiczne częstosą pokryte maścią, którą trudno usunąć, po-nieważ jest nierozpuszczalna w wodzie [2].Na powierzchni narzędzi mono- i bipolar-nych może się znajdować skoagulowanakrew i tkanki, trudne do zmycia. Narzędziastosowane w oftalmologii są bardzo deli-katne [2]. Różnorodność zanieczyszczeńznajdujących się na wyrobach utrudnia ichskuteczne oczyszczenie, w związku z czymposzukuje się efektywnych metod dekonta-minacji.Narzędzia zanieczyszczone substancja-mi natury organicznej i nieorganicznej sta-nowią zagrożenie biologiczne. W płynachustrojowych pochodzących od pacjentówmogą się znajdować czynniki biologiczne,takie jak: bakterie, prątki, grzyby, wirusyi priony. Dlatego ważne jest stosowaniedezynfekcji wstępnej. Preparaty dezynfek-cyjne mogą utrwalać zanieczyszczenia or-ganiczne i nieorganiczne, co znacznie utrud-nia ich usunięcie. Skuteczność dezynfekcjiw takich przypadkach także jest kwestio-nowana, ponieważ pod utrwalonymi zanie-czyszczeniami mogą się znajdować wirusy,może także zostać utrwalony biofilm [3].Obecnie duże znaczenie mają preparaty,które aktywnie myją i dezynfekują, lecznie utrwalają zanieczyszczeń. Skutecznośćtakich preparatów może być ograniczonado działania bakteriobójczego, drożdżobój-czego i wirusobójczego w zakresie wirusówlipofilnych (HIV, HBV, HCV).W pierwszej części artykułu (opubliko-wanej w poprzednim numerze „Zakażeń”)przedstawiono badania, w których wyka-zano,żeszczególnie preparaty aldehydoweoraz niektóre na bazie kwasu nadoctowegomogą utrwalać płyny ustrojowe [4].Najskuteczniejsze usuwanie utrwalonychzanieczyszczeń przypisuje się kationowymzwiązkom powierzchniowo czynnym. Do tejgrupy zaliczamy [5]:aminy, poliaminę, glukoprotaminę;czwartorzędowe zasady amoniowe;pochodne guanidyny (np. pochodna bi-guanidyny – chlorheksydyna oraz poli-heksanid);pochodne pirydyny (octenidyna).▲Ryc. 1. Schemat budowysurfaktantu [11].Substancje usuwającezanieczyszczeniaZwiązki powierzchniowo czynneZwiązki powierzchniowo czynne są na-zywane również detergentami, surfaktantamilub tenzydami. Określenie „detergent” po-chodzi odłacińskiegosłowadetergere,w nimdeoznacza „stąd”, atergere– „ścierać, czyś-cić, usuwać”. Można też spotkać określenie„surfaktanty”, pochodzące od angielskiegosłowasurface active agent,lub „tenzydy”– od niemieckiego słowatenside[5–11].Nie wszystkie związki powierzchniowoczynne mają dobre właściwości myjące,natomiast mają inne cenne właściwości,np. emulgujące, zwilżające; są one stosowanew innych produktach. Detergenty stanowiąpodstawowy składnik preparatów myjącychi myjąco-dezynfekujących. Są to substancjeskładające się z dwóch części: hydrofiloweji hydrofobowej (ryc. 1). Zadaniem detergen-tów jest zmniejszanie napięcia powierzch-niowego roztworu [11].EnzymyPierwsze prace dotyczące zastosowaniaenzymów w preparatach piorących byłyprowadzone w latach 1936–1941 w Niem-czech, natomiast pierwsze zawierające en-zymyśrodkipiorące o nazwie Biotex wy-produkowano w 1963 roku w Danii i Szwaj-carii [12].W Polsce pierwszy enzymatyczny pro-szek do prania (na enzymach pochodzącychz importu) nosił nazwę ”E”, a został wypro-dukowany w 1969 roku [12]. Zastosowaniewww.zakazenia.org.pl32013-09-10 12:31:00tarka_dekontaminacja2.indd 3sterylizacja i dezynfekcjazakażenia 4/2013▲Ryc. 2.Łączeniesię sub-stratu z enzymem [15].enzymów w proszkach do prania stanowiłoprawdziwy przełom w usuwaniu zanieczysz-czeń [12].Wyroby chemii gospodarczej z enzymamiokreśla się jako biologiczne w odróżnieniuod preparatów bez enzymów, określanychjako niebiologiczne.W związku z korzystnymi właściwoś-ciami enzymy zostały zastosowane równieżw złożonych preparatach myjących i my-jąco-dezynfekujących. Preparaty enzyma-tyczne myjąco-dezynfekujące na baziekationowych związków powierzchniowoczynnych cechuje skuteczność w dekonta-minacji wyrobów medycznych. Działaniedezynfekcyjne jest zasługą kationowychzwiązków powierzchniowo czynnych, ta-kich jak: poliamina i propionian didecylodi-metyloamoniowy. Związki te nie denaturująbiałek [13, 14].Enzymy dzielimy na proste, zbudowa-ne wyłącznie z aminokwasów (część hy-drolaz), oraz złożone, zbudowane z częścibiałkowej–apoenzymu oraz części nie-białkowej – koenzymu lub grupy proste-tyczne [15].Enzymy wykazują specyficzność co dosubstratu (ryc. 2). Dlatego w kompozycjachmyjących najlepszym działaniem cechująsię preparaty o kombinacji enzymów. Pro-teazy rozkładają białka dołatworozpusz-czalnych amonokwasów, lipazy rozkładajątłuszcze dołatworozpuszczalnych kwasówtłuszczowych, amylazy degradują skrobię doprostych cukrów.AlkaliaAlkalia pełnią bardzo ważną funkcjęw procesach mycia manualnego i maszy-nowego. Działanie związków silnie zasado-wych powoduje hydrolizę skoagulowanych,zdenaturownych białek oraz utrwalonychtłuszczów, w wyniku czego powstają sole so-dowe organicznych kwasów tłuszczowych,sole wielkocząsteczkowych oligomerówi sole aminokwasów [8]. Alkalia są podsta-wowym składnikiem preparatów przezna-czonych do maszynowego mycia wyrobówmedycznych.W złożonych preparatach myjących orazmyjąco-dezynfekujących używanych zarów-no w procesach manualnych, jak i maszy-nowych są stosowane następujące alkalia[8, 10, 16]:krzemian sodu/potasu;węglan sodu/potasu;wodorotlenki sodu/potasu;aminy, poliamina, glukoprotamina.Sole potasowe są stosowane w płyn-nych detergentach ze względu na ich lep-szą rozpuszczalność. Krzemian sodu/pota-su (metakrzemian) to sole powstałe przezpołączenie dwutlenku krzemu z tlenkamimetali, przede wszystkim sodu i potasu.Wykazują doskonałe właściwości buforu-jące, emulgujące oraz inhibitujące koro-zję, są również pomocne w usuwaniu za-nieczyszczeń organicznych. Węglan sodu(soda) wytwarza wysokie pH, neutralizujezabrudzenia kwaśne, ułatwia pęcznieniezanieczyszczeń białkowych oraz zmięk-cza wodę przez wiązanie jonów wapniai magnezu [8, 10, 16]. Aminy, szczegól-nie poliaminy, działają dezynfekująco,ponadto z powodu wysokiego pH dobrzeusuwają zanieczyszczenia organiczne. Wo-dorotlenek potasu (KOH, zasada potaso-wa,ługpotasowy) oraz wodorotlenek sodu(NaOH, zasada sodowa, soda kaustyczna,sodażrąca, ługsodowy) powodują bardzowysokie pH kąpieli myjącej. Szczególnieskutecznie usuwają zaschnięte, skoagulo-wane zanieczyszczenia organiczne, w tymkrew.Środkimyjące na bazie NaOH lubKOH, działającłącznieześrodkamipo-wierzchniowo czynnymi lub bez nich przez10 minut, wykazują aktywność w stosunkudo prionów. Niektóre alkaliczne preparatymyjące w procesie mycia maszynowegomają podobne działanie dezynfekcyjnejak aldehydy. Preparaty silnie alkalicznesą nieodpowiednie dla anodyzowanegoaluminium, aluminium i tytanu.Alkalia wpływają na poprawę wydajno-ściprocesu mycia przez [8, 10, 11, 16]:neutralizację zabrudzenia kwaśnego;zmydlanie brudu tłuszczowego;4tarka_dekontaminacja2.indd 4www.zakazenia.org.pl2013-09-10 12:31:00zakażenia 4/2013sterylizacja i dezynfekcjapolepszenie usuwania brudu, na przy-kład wspólnie ze związkami aniono-wymi;polepszenie tworzenia się zawiesinybrudu oraz zapobieganie osadzaniu sięponownie brudu;wzrost potencjałów elektrokinetycz-nych;optymalizację warunków do stosowaniaenzymów.karmelizacja węglowoda-nów pod wpływem tempe-ratury (> 100°C).Zjawiskafizykochemicznezachodzące w procesiedetergencjiEmulgacja tłuszczówEmulsją nazywamy układdwóch niemieszających się zesobą faz ciekłych, tj. fazy cią-głej oraz fazy rozdrobnionej,która jest rozproszona w fazie ciągłej w po-staci kropelek emulsji [10, 11].Tłuszcze są nierozpuszczalne w wodzie.Aby mogły zostać przeniesione do roztwo-ru kąpieli myjącej lub myjąco-dezynfeku-jącej, muszą się w nim znajdować związ-ki powierzchniowo czynne, dzięki którymtworzy się układ zwany emulsją. Emulgo-Proces detergencjiProsty, zdawałoby się, mechanizmusuwania zanieczyszczeń z wyrobów me-dycznych, czyli proces detergencji, z teore-tycznego punktu widzenia jest bardzo skom-plikowany. W procesie tym zachodzi szeregwspółdziałających zjawisk chemicznych, fi-zycznych, biochemicznych, mechanicznych[10, 11, 16].O przebiegu i skuteczności procesu deter-gencji decydują następujące czynniki:mechanika;chemia;temperatura;czas.Te cztery podstawowe wskaźniki zosta-łyokreślone przez Simmera i przedstawio-ne w postaci okręgu podzielonego na czterystrefy działania (ryc. 3) [16].Na właściwości zanieczyszczeń mająwpływ procesy fizyczne i chemiczne, przebie-gające samorzutnie lub pod wpływem czyn-ników stosowanych w dezynfekcji poprze-dzającej proces właściwego mycia [8, 10].Chemiczne preparaty dezynfekcyjne mogąpowodować denaturację i utrwalać zanie-czyszczenia. Czynnikiem samorzutnegoutrwalania się zanieczyszczeń jest wysycha-nie. Nawet niewielkie opóźnienie procesudekontaminacji powoduje,żezanieczysz-czenia nie dają sięłatwousunąć. Ponadtopodczas odparowywania wody następujeaglomeracja zdyspergowanych cząstek bru-du, co również utrudnia ich rozdrobnienie[8, 10].Do procesów chemicznych utrudniają-cych usuwanie brudu należą [8, 10] :denaturacja białek (protein), zachodzącapod wpływem temperatury i czynnikówchemicznych;polimeryzacja tłuszczów, zachodzącapod wpływemświatłai tlenu z powietrza,termiczny rozkład tłuszczów;▲Ryc. 3. Koło Simmera[16].ABwaniu zanieczyszczeń tłuszczowych sprzy-jają także: alkaliczny odczyn, temperatu-ra oraz działanie mechaniczne [16, 17].Tłuszcze mogą być również rozkładane przezodpowiednie enzymy – lipazy.Denaturacja białekDenaturacja białek szczególnie nieko-rzystnie wpływa na proces detergencji.Białka są wrażliwe na podwyższoną tem-peraturę oraz na substancje denaturujące;w kąpielach alkalicznych pod wpływemciepła (do 45oC) i działania mechaniczne-go zostają oderwane od podłoża i ulegająpeptyzacji. Jeżeli w kąpieli myjącej lubmyjąco-dezynfekującej znajdują się enzy-my proteolityczne, to białka są rozkładanena proste, rozpuszczane w wodzie i usu-wane wraz z kąpielą [11, 16, 17]. Zasto-sowanie preparatów dezynfekcyjnych nabazie aldehydów oraz niektórych prepara-tów na bazie kwasu nadoctowego, a takżepozostawienie zanieczyszczeń białkiem▲Ryc. 4. Kropla cieczy napowierzchni ciała stałego:A) – Ciecz nie zwilżapowierzchni ciała stałego;B) – Ciecz zwilża po-wierzchnie ciałastałego [11].www.zakazenia.org.pl52013-09-10 12:31:00tarka_dekontaminacja2.indd 5sterylizacja i dezynfekcjazakażenia 4/2013ni zanieczyszczeń jonów wodorotlenowychpochodzących ze zdysocjowanej wody [16].Wraz ze wzrostem pH roztworu, np.w wyniku dodania związków alkalicznych,zwiększają się potencjały elektrokinetycznemiędzy zanieczyszczeniami a roztworem.Działające siły elektrostatyczne o jednako-wych potencjałach odpychają się i przez toułatwiają usuwanie zanieczyszczeń. Dlate-go same związki alkaliczne bez związkówpowierzchniowo czynnych mają doskonałewłaściwości czyszczące [7, 12, 16]. Jest toszczególnie ważne w procesach mycia ma-szynowego, gdyż nie tworzy się piana.▲Ryc. 5. Różne formymiceli [20].na dłuższy czas prowadzi do ich utrwa-lenia. Wówczas tworzą się zaplamieniao bardzo dużej trwałości. Aby je usunąć,trzeba zastosować silnie alkaliczne prepa-raty i ultradźwięki.▲Ryc. 6. Procesdetergencji [21].ZwilżalnośćZwilżalność jest to zdolność roztworówzwiązków powierzchniowo czynnych do roz-przestrzeniania się po zwilżonej powierzchni [11].Zwilżalność jest podstawowym czynnikiemwpływającym na usuwanie brudu, choć niejedynym. Surfaktanty obniżają energetycz-ną barierę między rozpuszczalnikiem a po-wierzchnią zwilżaną. Zwilżalność może byćoznaczona jako kąt zwilżania, czyli kąt mię-dzy powierzchnią zwilżaną a kroplą zwilża-jącą (ryc. 4) [11].Tworzenie się miceliPo dodaniu do wody związku powierzch-niowo czynnego w miarę wzrostu jego stężeniazaczynają się tworzyć micele [6–11, 18, 19].Są to uporządkowane skupiska zdysocjo-wanych cząsteczekśrodkapowierzchniowoczynnego w roztworach wodnych (ryc. 5 i 6).Ich działanie zmienia się wraz ze wzrostemstężenia związku powierzchniowo czynnegow roztworze, aż do osiągnięcia tzw. stanu kry-tycznego koncentracji miceli (CMC –criticalmicelle concentration).Oznacza to,żesub-stancje powierzchniowo czynne osiągnęłyoptymalne właściwości, a proces detergencjima maksymalną wydajność [6–11, 18, 19].Micele nie są skupiskami trwałymi.W procesie detergencji i odrywania się odwyrobów medycznych coraz to nowych czą-stek zanieczyszczeń pojedyncze jony opusz-czają skupiska i absorbują się na zanieczysz-czeniach w kąpieli myjącej. Podczas myciamicele stanowią rezerwę myjącą. Niskiestężenia związku powierzchniowo czynne-go oraz wielokrotne używanie roztworu po-woduje wyczerpanie się jonów w roztworzei zanik miceli. Wówczas zanika skutecznośćkąpieli myjącej [16].Działanie mechaniczneDo skutecznego usunięcia zanieczysz-czeń organicznych i nieorganicznych znaj-dujących się na wyrobach medycznych niewystarczy samo działanie preparatów che-micznych. Zanieczyszczenia z wyrobów me-dycznych są również usuwane mechaniczniew automatycznych myjniach-dezynfektorachoraz w myjkach ultradźwiękowych. Na sku-teczność takiego działania mają wpływ na-stępujące czynniki [22]:Potencjały elektrokinetyczneNa powierzchni zabrudzeń organicznychw zetknięciu się z wodą powstaje ujemnypotencjał elektrokinetyczny. Zjawisko to wy-stępuje w rezultacie adsorpcji na powierzch-6tarka_dekontaminacja2.indd 6www.zakazenia.org.pl2013-09-10 12:31:00 [ Pobierz całość w formacie PDF ]