Разъяснения процессов инактивации микроорганизмов, связь с ГОСТ ISO 11140−1−2011
Ремедиум Приволжье, № 2 (179) 2020
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).
(°С) | (мин) | (°С) | (мин) | (°С) | (мин) |
100 | 201,89 | 117 | 24,61 | 134 | 3,00 |
101 | 178,39 | 118 | 21,75 | 135 | 2,85 |
102 | 157,61 | 119 | 19,21 | 136 | 2,34 |
103 | 139,26 | 120 | 16,98 | 137 | 2,07 |
104 | 123,05 | 121 | 15,00 | 138 | 1,83 |
105 | 108,72 | 122 | 13,25 | 139 | 1,62 |
106 | 95,08 | 123 | 11,71 | 140 | 1,43 |
107 | 84,87 | 124 | 10,35 | 141 | 1,26 |
108 | 74,99 | 125 | 9,14 | 142 | 1,11 |
109 | 66,26 | 126 | 8,08 | 143 | 0,98 |
110 | 58,54 | 127 | 7,14 | 144 | 0,87 |
111 | 51,73 | 128 | 6,31 | 145 | 0,77 |
112 | 46,70 | 129 | 5,57 | 146 | 0,68 |
113 | 40,38 | 130 | 4,92 | 147 | 0,60 |
114 | 35,68 | 131 | 4,35 | 148 | 0,53 |
115 | 31,53 | 132 | 3,84 | 149 | 0,47 |
116 | 27,86 | 133 | 3,40 | 150 | 0,41 |
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.