Hoe steriel is steriel?

Steriliseren is vernietiging van alle cellen, bacteriën, schimmels, sporen en virussen. Dit is voor de huidige samenleving van groot belang bij veel processen. Denk aan levensmiddelen, cosmetica, medicijnen en apparatuur dat gebruikt wordt bij medische doeleinden. De eisen voor producten worden steeds strenger. In dit artikel worden een aantal sterilisatie processen besproken.

Definitie

Steriel is afwezigheid van levende (levenskrachtige) micro-organismen. Aangezien steriliteit van een product niet kan worden gegarandeerd of kan worden aangetoond zonder de steriliteitsgarantie op te heffen (bijv de verpakking te openen), is het begrip ’sterility assurance level’ (SAL) ingevoerd. Een SAL van 10-6 wil zeggen dat de kans om een levensvatbaar micro-organisme aan te treffen 10-6 is; per miljoen eenheden van bereiding verwacht je 1 besmetting.

Factoren die van invloed zijn op het antimicrobiële proces.

• Populatiegrootte: er wordt steeds een gelijke fractie van de populatie gedood => dit duurt langer bij een grotere populatie
• Aard van de populatie: de ene soort is makkelijker te doden, dan de andere
• Concentratie of intensiteit van het antimicrobiële proces
• Duur van het proces: langere duur leidt tot doding van meer organismen
• Lokale omgeving: pH, organisch materiaal dat micro-organismen beschermt enz.

Sterilisatiemethoden

Stoomsterilisatie (fysisch)

• Blootstelling aan verzadigd stoom, onder hoge druk => bereikt een temperatuur boven 100 ˚C.
• Deze methode berust denaturatie van eiwitten, kapottrillen van nucleïnezuren en vernietiging van de celmembraan.
• 15 minuten bij 121˚C is genoeg voor sterilisatie.

Hete luchtsterilisatie (fysisch)

• Deze methode wordt vooral toegepast voor het steriliseren en pyrogeen vrijmaken van materialen die niet in contact mogen komen met vocht. Het berust op denaturatie van eiwitten en oxidatie van celbestanddelen.
• 2-3 uur bij 160˚C -170˚C is voldoende.

Stralingssterilisatie (fysisch)

• UV-straling
• Gammastraling

Deze methode berust op het ontstaan van breuken in het DNA en vorming van radicalen in aanwezigheid van water. De straling dringt diep door in micro-organismen, maar is niet altijd actief tegen virussen.

Gassterilisatie (chemisch)

Meestal wordt hiervoor ethyleenoxide gebruikt. Een gas kan overal in doordringen en heeft hierdoor de voorkeur boven een vloeistof (alcohol, fenol enz). Deze methode berust op een irreversibele reactie (alkylering) van het gas met purine- en pyrimidine basen in het RNA en DNA van micro-organismen.

Filtratie (fysisch)

• membraanfilter: verwijdering van aantal micro-organismen door membraan met gaatjes.
• dieptefilter: filter is opgebouwd uit vezels => zeefwerking die grote deeltjes aan het oppervlak tegenhoudt en kleinere deeltjes worden tegengehouden door adhesie aan vezels.

Deze methoden zijn niet geschikt voor het verwijderen van virussen en pyrogenen => geen sterilisatie.

Bevriezing (fysisch)

Sommige micro-organismen worden verwijderd door aanwezigheid van ijskristallen. Niet alle micro-organismen worden gedood dus het is geen sterilisatie

Controle op steriliteit

Voor alle methoden bestaan er fysische meetapparatuur om de omstandigheden tijdens het proces te controleren.

• Niet-biologische indicatoren: strips die verkleuren na het bereiken van een bepaalde temperatuur.
• Biologische indicatoren: capsules met thermoresistente bacteriën => als deze bacteriën gedood zijn, kan er van uit worden gegaan dat de andere micro-organismen ook gedood zijn.