Sterilizzazione con ossido di etilene (EtO)
Sterilizzazione chimica a bassa temperatura metodo utilizzando gas di ossido di etilene. È efficace per sterilizzare materiali sensibili al calore e all'umidità come plasticadispositivi elettronici e strumenti ottici. Il processo prevede l'alchilazione, in cui l'EtO interrompe il DNA e le proteine dei microrganismi, impedendone la replicazione. Richiede un controllo accurato della concentrazione del gas, della temperatura, dell'umidità e del tempo di esposizione.
L'ossido di etilene (C2H4O) è un gas incolore, infiammabile e altamente reattivo. La sua efficacia come sterilizzante risiede nella sua capacità di agire come un potente agente alchilante. Il processo avviene a livello molecolare. L'anello a tre elementi della molecola di ossido di etilene si apre facilmente e reagisce con i gruppi nucleofili presenti nei componenti cellulari essenziali. Colpisce principalmente i gruppi solfidrilici (-SH), amminici (-NH2), carbossilici (-COOH) e idrossilici (-OH) presenti nelle proteine e negli acidi nucleici (DNA e RNA). Aggiungendo un gruppo alchilico a questi siti, l'EtO modifica permanentemente le molecole, bloccando i siti reattivi, causando la formazione di legami crociati e, in definitiva, impedendo il metabolismo e la replicazione microbica. Questo meccanismo è efficace contro tutte le forme di microrganismi, comprese le spore batteriche altamente resistenti. Un tipico ciclo di sterilizzazione con EtO è complesso e deve essere attentamente controllato. Si compone di diverse fasi: precondizionamento (regolazione di temperatura e umidità), iniezione di gas (introduzione dell'EtO), tempo di esposizione o permanenza (mantenimento del carico in condizioni specifiche per diverse ore) e aerazione (rimozione del gas EtO residuo). I parametri chiave sono la concentrazione del gas (tipicamente 400-1200 mg/L), la temperatura (solitamente 37-63 °C), l'umidità relativa (40-80%) e il tempo di esposizione (1-6 ore). L'intervallo di temperatura più basso lo rende ideale per materiali che verrebbero danneggiati dal calore dell'autoclavaggio, come polimeri, componenti elettronici e dispositivi medici con design complessi. Tuttavia, l'EtO è tossico, cancerogeno ed esplosivo, e richiede rigorosi protocolli di sicurezza e un lungo periodo di aerazione per garantire che il gas residuo venga rimosso dagli articoli sterilizzati a livelli di sicurezza prima che possano essere utilizzati.
Sebbene l'ossido di etilene sia stato sintetizzato per la prima volta nel 1859 da Charles-Adolphe Wurtz, la sua potente attività biologica non fu pienamente compresa fino a molto tempo dopo. Fu brevettato come fumigante per l'eliminazione degli insetti da Lloyd L. Schrader negli anni '20. Il suo utilizzo come agente sterilizzante per le forniture mediche fu sperimentato per la prima volta negli anni '40 e si diffuse negli anni '50, in particolare con l'avvento dei dispositivi medici monouso in plastica. Si dice che l'esercito statunitense abbia sviluppato il processo per la sterilizzazione delle apparecchiature. Questa innovazione fu rivoluzionaria perché colmò una lacuna critica: prima dell'EtO, non esisteva un metodo affidabile per sterilizzare il crescente numero di strumenti e forniture sensibili al calore che stavano diventando essenziali per la medicina moderna. Ha consentito la produzione in serie e l'utilizzo di dispositivi monouso sterili preconfezionati, che hanno ridotto significativamente il rischio di infezioni correlate all'assistenza sanitaria.
UNESCO Nomenclature: 2401
- Microbiologia
Interruzione
Rivoluzionario
Precursori
- scoperta dell'ossido di etilene
- comprensione della disinfezione chimica e degli agenti alchilanti
- necessità di sterilizzare materiali incompatibili con il calore o il vapore
Applicazioni
- sterilizzazione di dispositivi medici monouso (ad esempio siringhe, cateteri)
- lavorazione delle spezie per ridurre la carica microbica
- sterilizzazione di strumenti chirurgici delicati
- conservazione di reperti archivistici e museali
Idee e potenziali innovazioni
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