Stérilisation par plasma : pas de bactérie, pas de problème !

5. avril 2012
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La stérilisation en toute sécurité des dispositifs médicaux est nécessaire pour empêcher les transmissions interhumaines. En raison du développement rapide des dispositifs médicaux, les procédures de stérilisation doivent satisfaire à des exigences élevées.

On ne sait toujours pas clairement si les deux bébés prématurés décédés il y a quelques jours au Klinikum Bremen Mitte sont morts à la suite des mêmes problèmes d’hygiène que ceux qui moururent l’année dernière dans la station de soin pour prématurés déjà incriminée. On sait cependant que dans de nombreux hôpitaux – et pas seulement à Brême – il y a régulièrement des scandales concernant l’hygiène : souvent, les déclencheurs sont des instruments chirurgicaux qui n’ont pas été correctement stérilisés. En plus de processus organisationnels, les plus hauts standards d’hygiène doivent être assurés, mais il y a aussi des faiblesses dans le processus de stérilisation lui-même.

S’attacher aux bactéries avec un mélange gazeux

Comme les matériaux utilisés pour la fabrication de dispositifs médicaux sont de plus en plus sensibles à la chaleur, il n’est pas possible d’utiliser une seule méthode de stérilisation pour tous les matériaux et toutes les applications. En parallèle, les formes complexes des objets à stériliser, comme par exemple des indentations ou des ouvertures étroites, exigent des méthodes qui agissent efficacement dans tous les recoins. Une façon douce et facile de stériliser le matériel médical est la stérilisation par plasma à basse pression (low-pressure inductively coupled plasma ICP). Des mélanges de gaz argon (Ar) et d’azote (N2), oxygène (O2) ou dihydrogène (H2) sont utilisés. Dans un réacteur à plasma, un mélange de gaz est introduit et excité électriquement par apport d’énergie. Il en résulte des électrons, des ions, des atomes, des radicaux et des photons émettant des UV qui interagissent avec des molécules ou des espèces biologiques sur le matériel à stériliser et les inactivent. Les avantages de la méthode sont, en particulier, de permettre une stérilisation à basse température, c’est à dire en dessous de 70°C ou même de 60°C et en même temps de ne créer aucun changement ou seulement des modifications spécifiques souhaitées dans le matériel à stériliser.

En fonction de la manière de générer le plasma et du gaz choisi, les chercheurs peuvent presque adapter les plasmas en fonction de l’utilisation. Prof. Dr. Achim von Keudell, chef du groupe de travail Reaktive Plasmen (plasmas réactifs), Ruhr-Universität Bochum, explique: « Les plasmas doivent toujours être adaptés à l’objet qui doit être stérilisé. Ceci est un peu plus compliqué que les procédés conventionnels qui fonctionnent comme une «machine à laver» ». C’est encore pour le moment un inconvénient ou une limitation de la méthode, ce qui la rend difficile à utiliser dans la pratique quotidienne. La Ruhr-Universität Bochum a développé en collaboration avec une entreprise un stérilisateur par plasma, qui est actuellement testé en Angleterre.

Une autre méthode plus récente est le traitement par faisceau d’électrons (E-beam) au cours duquel un courant d’électrons concentré et hautement chargé agit sur le matériel à stériliser. Il s’agit donc d’une forme d’énergie ionisante, qui obtient les meilleurs résultats sur les objets à usage unique emballés de faible épaisseur. L’efficacité et l’effet oxydant sur le matériel à stériliser est comparable à la stérilisation par irradiation gamma.

Qu’existe-t-il d’autre ?

Quatre différentes méthodes de stérilisation sont actuellement utilisées dans le domaine médical. En fonction de l’objet à stériliser (résistance à la chaleur, résistance à l’humidité, etc), la géométrie (matériel plat, trous, etc) et l’efficacité de la procédure (temps de fonctionnement, risque de la méthode), la plus adaptée est choisie. La stérilisation à la vapeur à 121°C et 2 bars dans un autoclave est adaptée aux matériaux résistants aux variations de température et d’humidité. Ce n’est ainsi par exemple pas le cas pour les plastiques avec des additifs modelant qui rendent le matériel cassant. Pour la stérilisation par irradiation aux rayons gamma, provenant d’une source de cobalt-60 par exemple, le polyéthylène à très haute masse moléculaire (UHMWPE) va subir des changements importants dans ses propriétés. La stérilisation par le gaz plasma au peroxyde d’hydrogène n’est pas une stérilisation par plasma au sens strict du terme : le plasma est utilisé uniquement pour la dissociation du peroxyde d’hydrogène. La stérilisation réelle est basée sur l’effet oxydant de l’oxygène, ce qui entraîne également des changements dans les matériaux. La stérilisation à l’oxyde d’éthylène (ETO) est controversée, mais largement utilisée. Ce gaz est un cancérogène et mutagène ; et même dans des concentrations relativement faibles, il est mortel dans l’air respiré pour les humains. Malgré son bon effet microbicide, une stérilisation à l’oxyde d’éthylène prend jusqu’à plusieurs jours à cause des règles élémentaires de sécurité, en particulier le temps de libération du gaz.

Prions à achever

Les procédures existantes ont un autre inconvénient de taille : après le nettoyage mécanique des instruments chirurgicaux et des dispositifs similaires qui entrent en contact direct avec les tissus humains, il reste de minuscules débris de tissus, bactéries ou autres pathogènes invisibles à l’œil nu qui ne seront pas automatiquement complètement éliminés lors de la stérilisation ultérieure. Dans l’ensemble, la procédure de stérilisation idéale dure un temps relativement court (quelques minutes), les pièces à changer sont facile à contrôler et à recycler, le système doit prendre peu de place, et peut inactiver de manière sûre aussi bien les bactéries et les virus que les champignons, les pyrogènes, les endotoxines et les prions. Il est possible que la stérilisation par plasma développée ici donne ce choix. Contrairement à d’autres méthodes, des systèmes de stérilisations par plasma ont déjà réussi à inactiver les prions. La protéine prion déclenchant la maladie de Creutzfeldt-Jakob est résistante aux protéases et aux procédures conventionnelles de stérilisation susmentionnées. Pour les bactéries, il est nécessaire d’utiliser une combinaison d’un mélange de gaz et d’irradiation UV de longueurs d’onde d’environ 200-250 nm, ainsi même des endospores persistants peuvent être détruits avec les paramètres appropriés.

En outre, si dans les années à venir les conditions requises pour une utilisation généralisée de la stérilisation par plasma sont améliorées, il semble que la procédure, malgré sa complexité, donnera la possibilité à ce que des matériels ayant différentes utilisations et composés de différents matériaux soient stérilisés de manière fiable.

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2 commentaires:

Excellent article didactique.
La non-maitrise de la stérilisation des dispositifs médicaux et des locaux , représentent une source majeure des infections nosocomiales.

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Consultant

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