Разъяснения процессов инактивации микроорганизмов, связь с ГОСТ ISO 11140−1−2011

Существует большое количество различных микроорганизмов, обладающих неодинаковой степенью резистентности по отношению к стерилизующему агенту. В то же время для предупреждения распространения инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, при проведении стерилизационных мероприятий требуется достижение уровня стерильности не выше чем 10−6, то есть на миллион простерилизованных изделий допускается не более одного нестерильного. 

Для гарантированного достижения таких высоких требований из всего многообразия микроорганизмов определяют наиболее резистентный к конкретному стерилизующему агенту микроорганизм. Для паровой стерилизации таким микроорганизмом является бактерия Geobacillus stearothermophilus, которая и определена в качестве эталона для паровой стерилизации.

После определения «эталона», на основании параметров сокращения популяции (Z и D) микроорганизма, были определены минимальные параметры воздействия стерилизующего агента (в данном случае горячего насыщенного водяного пара), необходимые для достижения требуемого уровня стерильности (таблица).

Поскольку Geobacillus stearothermophilus имеет максимальную резистентность, то все остальные микроорганизмы, менее устойчивые к воздействию горячего пара, будут уничтожены с гарантированным достижением более высокого уровня стерильности. Для определенных значений температуры насыщенного пара минимальные значения времени воздействия закреплены в ГОСТах на производство соответствующего оборудования (например, ГОСТ 31598).

Ниже этих значений устанавливать время выдержки цикла стерилизации нельзя, так как это приводит к увеличению вероятности появления нестерильных изделий (не обеспечивается уровень стерильности 10−6). Если все эти значения нанести на координатную ось, то получится экспоненциальная кривая выживаемости микроорганизма, в данном случае бактерии Geobacillus stearothermophilus.

А поскольку эта бактерия является эталонным микроорганизмом для паровой стерилизации, то полученную кривую называют кривой уровня обеспечения стерильности (УОС). Известно, что диапазон колебаний температуры в течение стерилизационной выдержки внутри стерилизационной камеры, и тем более внутри упаковок со стерилизуемыми изделиями, зависит от многих параметров (принципа и времени выравнивания температур, типа стерилизуемых изделий, качества и полноты загрузки стерилизатора и пр.).

В связи с этим производители стерилизационного оборудования устанавливают «завышенные» параметры стерилизационной выдержки — чтобы гарантированно в любой точке камеры стерилизатора и внутри упаковок значения времени воздействия насыщенного пара определенной температуры оказались выше кривой УОС. Поэтому и существует такое разнообразие режимов стерилизации для одинаковых температур (134 °С/4 мин, 134 °C/5 мин, 134 °C/7 мин, 134 °C/10 мин и пр.).

ГОСТ ISO 11140−1−2011 устанавливает два различных принципа контроля стерилизационных циклов химическими индикаторами 4−6-го классов.

Первый принцип — соответствие контрольных значений критических переменных параметрам стерилизационного цикла. Таким образом, под каждый конкретный режим (например, 134 °C /5 мин) подбирается индикатор с такими же контрольными значениями критических переменных (134 °С /5 мин).

При таком подходе химический индикатор подтверждает достижение установленных производителем параметров в каждом цикле стерилизации. А микробиологическая эффективность процесса стерилизации подтверждается валидацией режимов оборудования.

Второй принцип — соответствие химического индикатора минимальным параметрам обеспечения уровня стерильности 10−6 для эталонного микроорганизма.

Он базируется на постулате, что вне зависимости от предустановленных параметров температуры и времени химический индикатор «проверит», что эти показатели выше тех, что требуются для уровня обеспечения стерильности. Можно сказать, что интегрирующие индикаторы (класс 5) контролируют уже не конкретные циклы стерилизации, а условия достижения стерильности.

Подтверждение микробиологической эффективности этого принципа приведено в ГОСТе ISO 11140−1−2011. Но в удобстве интегрирующего индикатора кроется и очень серьезное ограничение для его применения. Поскольку интегрирующий индикатор основывается на минимальных параметрах гибели эталонного микроорганизма, он может применяться только в тех методах и режимах стерилизации, для которых стандартами установлен такой эталонный микроорганизм.

Так, например, в ГОСТе ISO 11140−1−2011 критерии подтверждения работы интегрирующего индикатора установлены только для парового, воздушного методов стерилизации и стерилизации оксидом этилена.

То есть для других методов стерилизации: парами перекиси водорода, радиационной, пароформальдегидной — интегрирующий индикатор не имеет микробиологического обоснования эффективности его применения.

Такое же ограничение применения индикаторов класса 5 присутствует и для специального режима стерилизации — прионного. Прионы были открыты относительно недавно и оказались более резистентными к воздействию насыщенного пара, нежели эталонный микроорганизм Geobacillus stearothermophilus.

Соответственно, для стерилизации изделий по прионному режиму нельзя использовать индикатор 5-го класса. В данном случае индикатор, настроенный на эталонную бактерию, более чувствительную по сравнению с прионами, покажет положительный результат задолго до наступления стерильности.

Также ограничение применения индикаторов класса 5 относится и к контролю других видов паровой или воздушной обработки: обеззараживанию, стерилизации лекарственных сред и пр. Эти виды обработки регламентируются отдельными документами (например, СП 1.3.2322−08, СП 1.3.3118−13, ГОСТ Р 58280.1−2018 и пр.), которые устанавливают режимы как более мягкие, так и более жесткие по сравнению с минимальными значениями гибели эталонного для стерилизации микроорганизма.

Для этих видов обработки стандартами не определен эталонный микроорганизм. Оба этих фактора приводят к тому, что контрольные значения индикатора не будут лежать на одной экспоненциальной кривой выживаемости микроорганизма.

А это, в свою очередь, является необходимым условием для применения ГОСТ ISO 11140−1−2011 для обоснования микробиологической эффективности контроля режимов стерилизации.

Тем самым совмещение в индикаторе режимов стерилизации и, к примеру, обеззараживания потребует проводить дополнительную оценку микробиологической эффективности применения индикатора в каждом конкретном режиме. Нельзя будет использовать доказательную базу ГОСТ ISO 11140−1−2011 вне зависимости от того, в каких видах или режимах обработки планируется применять такой индикатор в лечебно-профилактических организациях.