แกมมา เทียบกับ พลาสมา เทียบกับ ไอน้ำ: คู่มือทางเทคนิคในการฆ่าเชื้อ

กลไกและประสิทธิภาพของการฆ่าเชื้อด้วยการฉายรังสีแกมมา

การฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมาเป็นวิธีการฆ่าเชื้อทางกายภาพที่ใช้รังสีแกมมาพลังงานสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะปล่อยออกมาจากไอโซโทปรังสี เช่น โคบอลต์-60 หรือซีเซียม-137 ต่างจากวิธีการใช้ความร้อน กระบวนการนี้อาศัยพลังงานไอออไนซ์ของโฟตอนเพื่อรบกวนสายโซ่ DNA และ RNA ของจุลินทรีย์ เมื่อรังสีแกมมาทะลุผ่านผลิตภัณฑ์ จะก่อให้เกิดอนุมูลอิสระที่ทำให้เกิดความเสียหายภายในเซลล์ ทำให้แบคทีเรีย ไวรัส และสปอร์ไม่สามารถสืบพันธุ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีการนี้มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการเจาะทะลุสูง ทำให้สามารถฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นสูงและพาเลทที่บรรจุครบถ้วนโดยไม่จำเป็นต้องเปิดบรรจุภัณฑ์ จึงมั่นใจได้ว่าจะรักษาความเป็นหมันไว้ได้จนถึงจุดใช้งาน

ลักษณะความเย็นของกระบวนการทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน โดยเฉพาะอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบใช้ครั้งเดียว ไหมเย็บ และภาชนะบรรจุยา อย่างไรก็ตาม ความเข้ากันได้ของวัสดุถือเป็นการพิจารณาที่สำคัญ แม้ว่าโพลีเมอร์หลายชนิดจะตอบสนองได้ดี แต่วัสดุบางชนิด เช่น PTFE (เทฟล่อน) หรือโพลีโพรพีลีน อาจเกิดการเสื่อมสภาพ การเปลี่ยนสี หรือความเปราะเมื่อสัมผัสกับรังสีปริมาณมาก ดังนั้น ผู้ผลิตจึงต้องตรวจสอบขนาดยาอย่างระมัดระวังเพื่อสร้างสมดุลระหว่างระดับการประกันความเป็นหมัน (SAL) ด้วยความสมบูรณ์ของวัสดุ

พลศาสตร์การดำเนินงานของอุปกรณ์ฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมา

อุปกรณ์ฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมาทำงานในระดับอุตสาหกรรม และแตกต่างอย่างมากจากอุปกรณ์ฆ่าเชื้อแบบแบตช์ขนาดเล็กที่พบในโรงพยาบาล แกนกลางของสิ่งอำนวยความสะดวกคือเกราะป้องกันรังสี ซึ่งโดยปกติจะเป็นบังเกอร์คอนกรีตขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นที่ตั้งของชั้นวางแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสี ในการตั้งค่าการประมวลผลต่อเนื่องทั่วไป ผลิตภัณฑ์จะถูกโหลดลงบนถุงหรือระบบสายพานลำเลียงที่หมุนเวียนรอบๆ ชั้นวางแหล่งที่มา อุปกรณ์ได้รับการออกแบบเพื่อให้ผลิตภัณฑ์สัมผัสกับแหล่งกำเนิดจากหลายมุมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายโดสที่สม่ำเสมอ โดยลดอัตราส่วนระหว่างปริมาณสูงสุดและต่ำสุดที่ผลิตภัณฑ์ได้รับ

การควบคุมกระบวนการในโรงงานแกมมาอาศัยการวัดปริมาณรังสีมากกว่าการปล่อยพารามิเตอร์ เครื่องวัดปริมาณรังสีจะถูกวางไว้ในตำแหน่งเฉพาะภายในน้ำหนักบรรทุกของผลิตภัณฑ์เพื่อวัดพลังงานรังสีที่ดูดซับ (วัดเป็น kGy) อุปกรณ์ที่ทันสมัยประกอบด้วยระบบควบคุมที่ซับซ้อนเพื่อควบคุมรอบเวลาและความเร็วของสายพานลำเลียง ซึ่งเป็นตัวแปรหลักที่กำหนดปริมาณรังสี เนื่องจากแหล่งกำเนิดจะสลายไปตามกาลเวลา (โคบอลต์-60 มีครึ่งชีวิตประมาณ 5.27 ปี) จึงต้องปรับเวลาการสัมผัสเป็นระยะเพื่อรักษาพารามิเตอร์การฆ่าเชื้อให้สม่ำเสมอ

การฆ่าเชื้อด้วยแก๊สพลาสม่า: ทางเลือกที่อุณหภูมิต่ำ

สำหรับเครื่องมือที่ไม่สามารถทนต่อความร้อนของไอน้ำหรือเวลาเติมอากาศที่ยาวนานโดยเอทิลีนออกไซด์ (EtO) การฆ่าเชื้อด้วยแก๊สพลาสมาถือเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญ กระบวนการนี้ซึ่งมักเรียกว่าพลาสมาของก๊าซไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เกี่ยวข้องกับการทำให้สารตั้งต้นกลายเป็นไอ (โดยปกติคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) จากนั้นใช้พลังงานความถี่วิทยุ (RF) หรือไมโครเวฟเพื่อสร้างสถานะพลาสมา การสร้างพลาสมาจะสร้างกลุ่มเมฆของอนุภาคที่มีประจุ รวมถึงอนุมูลอิสระและแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำลายส่วนประกอบของเซลล์จุลินทรีย์อย่างรวดเร็วผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน

ข้อได้เปรียบหลักของการฆ่าเชื้อด้วยพลาสมาคือความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ (โดยทั่วไปคือ 40°C ถึง 50°C) และมีความชื้นต่ำ สภาพแวดล้อมนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีความซับซ้อน เช่น กล้องเอนโดสโคปแบบไฟเบอร์ออปติก กล้อง และสว่านไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน นอกจากนี้ ผลพลอยได้จากปฏิกิริยานี้ไม่เป็นพิษ โดยส่วนใหญ่เป็นไอน้ำและออกซิเจน ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเติมอากาศที่ยาวนาน และรับประกันความปลอดภัยสำหรับบุคลากรทางการแพทย์

ข้อจำกัดของระบบพลาสมา

• มีความสามารถในการเจาะทะลุที่จำกัดเมื่อเทียบกับแกมมาหรือ EtO ทำให้ไม่เหมาะสำหรับลูเมนที่ยาวและแคบและมีเดดเอนด์ เว้นแต่จะใช้บูสเตอร์เฉพาะ
• วัสดุที่ทำจากเซลลูโลส (กระดาษ ผ้าลินิน) ดูดซับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ทำให้เกิดการยกเลิกวงจร ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้บรรจุภัณฑ์สังเคราะห์เช่น Tyvek
• โดยทั่วไปขนาดของห้องจะเล็กกว่าแกมมาทางอุตสาหกรรมหรือหม้อนึ่งฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ ซึ่งจำกัดปริมาณงานสำหรับการผลิตในปริมาณมาก

การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ: มาตรฐานทองคำอุตสาหกรรม

แม้ว่าวิธีการฉายรังสีและเคมีจะก้าวหน้าไป แต่การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ (การนึ่งฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ) ยังคงเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับสิ่งของที่ทนความร้อนและความชื้น กลไกนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ไอน้ำอิ่มตัวภายใต้ความกดดัน ความร้อนแฝงที่ปล่อยออกมาเมื่อไอน้ำควบแน่นบนพื้นผิวที่เย็นกว่าของภาระทำให้เกิดการแข็งตัวและการสลายตัวของโปรตีนจากจุลินทรีย์ เพื่อให้มีประสิทธิภาพ ไอน้ำจะต้อง "อิ่มตัว" (กักเก็บไอน้ำในปริมาณสูงสุด) และไม่มีช่องอากาศ เนื่องจากอากาศทำหน้าที่เป็นฉนวนและป้องกันไม่ให้ไอน้ำสัมผัสกับพื้นผิวของเครื่องมือ

อุปกรณ์สำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำมีตั้งแต่เครื่องตั้งโต๊ะไปจนถึงเครื่องนึ่งฆ่าเชื้อแบบวอล์กอินอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โดยทั่วไปวงจรจะกำหนดตามอุณหภูมิและเวลา โดยมาตรฐานทั่วไปอยู่ที่ 121°C เป็นเวลา 15-30 นาที หรือ 134°C เป็นเวลา 3-4 นาที (รอบแฟลช) เป็นวิธีที่ประหยัดที่สุด ปลอดสารพิษ และสามารถเจาะวัสดุที่มีรูพรุนและห่อชุดผ่าตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม มันเข้ากันไม่ได้กับพลาสติกที่ไวต่อความร้อน ชิ้นส่วนไฟฟ้า และน้ำมันหรือผงปราศจากน้ำอย่างเคร่งครัด

การวิเคราะห์เปรียบเทียบรูปแบบการทำหมัน

การเลือกรูปแบบการฆ่าเชื้อที่ถูกต้องจำเป็นต้องมีการประเมินทางเทคนิคเกี่ยวกับองค์ประกอบของวัสดุของอุปกรณ์ การกำหนดค่าบรรจุภัณฑ์ และปริมาณงานที่ต้องการ ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างในการปฏิบัติงานที่สำคัญระหว่างวิธีแกมมา พลาสมา และไอน้ำ

การเลือกระหว่างการฆ่าเชื้อภายในองค์กรและการทำหมันตามสัญญา

การตัดสินใจลงทุนในอุปกรณ์ฆ่าเชื้อเทียบกับการจ้างบุคคลภายนอกนั้นขึ้นอยู่กับรูปแบบที่เลือกเป็นอย่างมาก เครื่องฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและแก๊สพลาสม่ามีขนาดกะทัดรัดเพียงพอสำหรับการติดตั้งนอกสถานที่ในโรงพยาบาลและห้องปฏิบัติการการผลิตขนาดเล็ก มีความสามารถในการฆ่าเชื้อ "ทันเวลาพอดี" ช่วยให้หมุนเวียนเครื่องมือผ่าตัดได้อย่างรวดเร็ว รายจ่ายฝ่ายทุนอยู่ในระดับปานกลาง และความต้องการโครงสร้างพื้นฐาน (ไฟฟ้า น้ำกลั่น การระบายอากาศ) สามารถจัดการได้ในสิ่งอำนวยความสะดวกมาตรฐาน

ในทางกลับกัน อุปกรณ์ฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมาแสดงถึงการลงทุนจำนวนมหาศาลที่ต้องใช้บังเกอร์เฉพาะทาง ใบอนุญาตตามกฎระเบียบที่เข้มงวด (ความปลอดภัยทางนิวเคลียร์) และการขนส่งที่ซับซ้อน ด้วยเหตุนี้ การฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมาจึงได้รับการจัดการโดยองค์กรฆ่าเชื้อตามสัญญาขนาดใหญ่ (CSO) เกือบทั้งหมด ผู้ผลิตจะจัดส่งผลิตภัณฑ์ที่วางบนพาเลทไปยังโรงงานเหล่านี้เพื่อการแปรรูป เมื่อเลือกวิธีการ บริษัทจะต้องชั่งน้ำหนักต้นทุนด้านลอจิสติกส์และเวลาดำเนินการของการประมวลผลแกมมานอกสถานที่ โดยเทียบกับปัญหาความเข้ากันได้ของวัสดุที่อาจบังคับให้พวกเขาใช้โซลูชันพลาสมาหรือไอน้ำในสถานที่