Sterilizzazione al plasma: nessun problema!

5. aprile 2012

Per evitare il contagio da uomo a uomo è necessaria una sterilizzazione sicura dei dispositivi medici. I processi di sterilizzazione devono rispondere ad aspettative sempre più elevate  per stare al passo con il rapido sviluppo dei nuovi dispositivi medici.

È ancora da chiarire se la morte di entrambi i prematuri, avvenuta pochi giorni fa al Policlinico di Brema Centro, sia da attribuirsi a carenze igieniche del reparto, già oggetto di critiche alcuni anni fa. È certo però che in molti ospedali- non solo in quello di Brema – vengono periodicamente alla luce scandali dovuti a carenze igieniche: spesso provocati da strumenti operatori non opportunamente sterilizzati. Oltre che nell’organizzazione del ciclo di sterilizzazione, che dovrebbe garantire uno standard igienico altissimo, ci sono dei punti deboli anche nel processo di sterilizzazione stesso.

Combattere i germi con miscele gassose

Dato che per la fabbricazione di dispositivi medici si fa un uso sempre maggiore di materiali sensibili al calore non è possibile utilizzare lo stesso processo di sterilizzazione per tutti i materiali e gli ambiti di utilizzo. Allo stesso tempo la forma complessa dei dispositivi da sterilizzare -incavi, fessure, etc. – richiede un metodo che agisca su ogni parte con la stessa efficacia. Un metodo veloce e non aggressivo per sterilizzare materiali per uso sanitario è la sterilizzazione al plasma a bassa pressione (low-pressure inductively coupled plasma ICP). Vengono usate miscele gassose del gas di fondo argon (Ar) e azoto (N2), ossigeno (O2) o idrogeno (H2). All’interno di un reattore al plasma viene introdotta una miscela gassosa che viene eccitata tramite corrente elettrica. Si ottengono così elettroni, ioni, atomi, radicali e fotoni UV che interagiscono con le specie biologiche o le molecole presenti sul materiale da sterilizzare inattivandole. I principali vantaggi di questo metodo sono le basse temperature a cui si effettua la sterilizzazione , inferiori ai 70°e persino ai 60°, ed il fatto che il materiale sterilizzato non subisce modificazioni (che non siano modificazioni speciali volute).

A seconda del metodo usato per ottenerlo e del gas utilizzato i ricercatori sono in grado di creare plasma „su misura“in funzione dell’uso a cui è destinato. Il Prof. Dr. Achim von Keudell, direttore del Gruppo di lavoro sui plasmi reattivi dell’università della Ruhr-Bochum spiega: “I plasmi devono essere sempre adattati all’oggetto da sterilizzare. Ciò risulta un po’più laborioso in confronto ai metodi tradizionali che hanno un funzionamento simile a quello di una“ lavastoviglie.” E questo, per ora, è uno svantaggio ,o meglio un limite, del metodo che ne complica l’utilizzo nella prassi quotidiana. L’Università della Ruhr-Bochum ha sviluppato, in collaborazione con una ditta, uno sterilizzatore al plasma che attualmente viene testato in Inghilterra

Un altro procedimento è il trattamento con fasci di elettroni accellerati (E-Beam), dove una corrente di elettroni concentrata e di carica elevata agisce sul materiale da sterilizzare. Si tratta di una forma di energia ionizzata, che da i risultati migliori su prodotti a bassa densità in confezione unitaria. In quanto a efficacia e all’effetto di ossidazione sui materiali da sterilizzare è paragonabile alla sterilizzazione con raggi gamma.

Che altro c’é

Attualmente vengono utilizzati in medicina quattro processi di sterilizzazione. Ogni volta si sceglie il più adatto in funzione dell‘oggetto da sterilizzare (resistenza al calore, all‘umidità) della geometria (materiale piatto, cavità etc) e dell’efficacia del procedimento (durata e pericolo del metodo). La sterilizzazione a vapore con 121°C e 2 bar in autoclave è adatta solo a materiali resistenti al calore e all’umidità, dato che, per esempio, la plastica rilascia plastificanti ed il materiale si sciupa. Nella sterilizzazione con raggi gamma da una fonte di cobalto-60 – risultano modificate le proprietà materiali del polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE). Nel caso della sterilizzazione al plasma con perossido d’idrogeno non si tratta in senso stretto di una vera e propria sterilizzazione al plasma: quest’ultimo infatti viene utilizzato solo per la dissociazione del perossido. La sterilizzazione vera e propria avviene grazie all’ effetto ossidante dell’ossigeno, che però comporta anche la modificazione del materiale. Discussa, ma ampiamente diffusa, è la sterilizzazione con ossido di etilene(ETO). Il gas è cancerogeno, causa modificazioni del patrimonio genetico e l‘inalazione, già ad una bassa concentrazione, è letale per l’uomo; possiede però un eccellente effetto microbicida; il processo di sterilizzazione dura diversi giorni a causa delle misure di sicurezza soprattutto per l’eliminazione del gas.

Eliminare i prioni

I procedimenti esistenti presentano inoltre un grosso svantaggio: se al termine delle operazioni di pulizia meccanica di strumenti chirurgici e altri apparecchi simili, che vengono direttamente a contatto con tessuti umani, restano dei minuscoli, invisibili ad occhio nudo, resti di tessuti, batteri o altri agenti patogeni questi ultimi non verranno automaticamente del tutto eliminati con la sterilizzazione.
Nel complesso ci sarebbe bisogno di un processo di sterilizzazione di relativa breve durata(pochi minuti), adatto a materiali diversi senza modificarli, non ingombrante e che renda inattivi batteri, virus, ed anche funghi, pirogeni, endotossine e prioni. La sterilizzazione al plasma potrebbe divenire il metodo principe: al contrario degli altri processi di sterilizzazione si è già riusciti, grazie ad essa, a disattivare i prioni. La proteina prionica, causa della malattia di Creutzfeld-Jakob, è resistente alle proteasi ed ai metodi di sterilizzazione tradizionali sopracitati. Per i batteri si usa la combinazione di una miscela gassosa e di raggi UV con una lunghezza d’onda di 200-250nm, con le impostazioni giuste possono venir eliminate anche le endospore più resistenti.

Sebbene solo negli anni a venire si riuscirà a migliorare ed ottenere le condizioni per un uso più esaustivo della la sterilizzazione al plasma, già da oggi il processo, nonostante la sua complessità, sembra possedere tutte le potenzialità per la sterilizzazione di materiali differenti e in vari campi di applicazione ed assolutamente privi di germi.

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