مروری بر روش های گندزدایی و ضدعفونی

اولین بار Semmelweis ارزش شستن دست‌ها با محلول‌های گندزدا را در پیشگیری و کاهش دادن مرگ‌های ناشی از عفونت‌های پس از زایمان نشـان داد، سپس لیستر (Lister) نیز موفق شد با به کارگیری اسید کربولیک شمار عفونت زخم‌ها را کاسته و از آنها پیشگیری نماید.

وجود میکروب های بیماریزا در محیط زندگی ، قدرت و تکثیر و انتقال آنها از فرد بیمار به شخص سالم و توانایی آلوده نمودن غذا و سایر نیازمندی های روزمره آنان ، دانشمندان را بر آن داشته تا با این دشمنان نامریی انسان  مقابله نمایند و درصدد کشف راههای مبارزه برآیند . اهمیت استفاده از مواد گندزدا حتی در عصر طلایی آنتی بیوتیک‌ها نیز کاسته نشده و در حال حاضر استفاده از روش‌های عفونت زدایی (گندزدایی وسترون سازی) از پایه های مهم برنامه های موفق کنترل عفونت‌های بیمارستانی است. برای عفونت زدایی هوا، آب، محیط فیزیکی، وسایل و مواد و محیط‌های بیولوژیک روش‌های گوناگون فیزیکی و شیمیایی وجود دارد .   

تعاریف و اصطلاحات عفونت زدایی

قبل از ورود به بحث عفونت زدایی فیزیکی و شیمیایی لازم است به ذکر برخی از اصطلاحات رایج در این زمینه بپردازیم تا ضمن درک مفاهیم و به کارگیری روش‌ها از اصطلاحات، برداشت‌های ناهمگون نداشته باشیم.

·         پاک کردن (Cleaning) : یعنی زدودن "دبری‌ها" یا مواد قابل رویت با آب. این عمل باعث حذف اجرام می شود تا باعث از بین رفتن اجرام .

·         سترون سازی  (Sterilization) : یعنی استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی به منظور از بین بــردن و تخریب کلیه اشکال ارگانیسمی از جمله اسپورها.

·         گندزدایی (Disinfection) : یعنی استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی به منظور کم کردن بار میکروبی در محیط های بی جان ، مانند اماکن مسکونی ، البسه ، ظروف ، آب ؟، سبزی و غیره به عبارتی گندزدایی در مورد محیط زندگی بکار می رود .

·         آلودگی زدایی (Disinfestation) : یعنی از بین بردن انگل‌های خارجی که ناقل بیماریند مثل گال و شپش

·         Biodeterioration : یعنی تخریب فعالیت‌های بیولوژیک .

·         Decontamination : یعنی عفونت زدایی ابزار آلوده به طوری که برای استفاده بی خطر و مناسب باشند

·         Fumigation : یعنی استفاده از دودها و بخارات مواد عفونت‌زدا .

·         Pasteurization : وقتی هدف ما از به کاربردن ماده ضد میکروبی نابودی عوامل بیماریزا باشد مثلاً  استفاده از حرارت 60 درجه سانتی گراد تا نیم ساعت .

·         کلریناسیون (Chlorination) و ازونیزاسیون (Ozonization) : یعنی استفاده از کلر یـا ازون برای سالم سازی آب .

·         ماده گندزدا (Disinfectant) : ماده ای است که برای کم کردن بار میکروبی از روی سطوح بیجان و اجسام بکار برده می‌شود.

·         آنتی سپتیک یا ضدعفونی کننده ها (Antiseptic) : ماده ای است که بازدارنده فعالیت و یا نابود کننده ارگانیسم‌ها از روی بافت‌های زنده است. مانند ضدعفونی پوست و یا زخم . غلظت ضدعفونی کننده ها بایستی کمتر از گندزداها باشد تا از آسیب به بافتها جلوگیری شود به همین دلیل ضدعفونی کننده ها نسبت به گندزداها سمیت کمتری دارند .

·         آنتی بیوتیک (Antibiotic) : ماده آلی شیمیایی است که توسط ارگانیسم‌ها تولید می‌شود و باعث بازدارندگی یا کشتن ارگانیسم‌های دیگر در انسان، حیوانات و گیاهان می‌شود.

·         دترجنت (Detergent) : ماده ای است که با کاهش کشش سطحی قابلیت نفوذ پذیری آب را افزایش می دهند تا مواد آلی راحتتر از سطوح پاک شوند . و همچنین  آلودگی و ذرات و گرد و غبار و ... را از سطوح پاک می کند و اجازه می دهد تا ضدعفونی کننده ها به میکروارگانیسم ها که در زیر و یا بین آنها قرار دارد دسترسی پیدا کنند .  

·         سنیتایزر (Sanitizer) : ماده بهداشتی است که با مواد ضدمیکروبی همراه است. این مواد تمام اجرام را از بین نبرده و فقط جمعیت میکروبی را در سطح اشیاء کاهش داده تا از نقطه نظر بهداشت عمومی بی خطر و ایمن باشند ( شوینده ها )

·         مواد ژرمیسید (Germicide) ، بایوسید (Biocide) باکتریسید (Bactericide) ، ویریسید (Viricide) ، فونژیسید (Fungicide) ، اسپوریسید (Sporicide) و اویسید (Ovicide)  : کشنده ارگانیسم، اعم از باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها، اسپورها و تخم انگلی‌ها هستند.  این مواد روی پروتئین ها بویژه آنزیم های مهم اجرام عمل می کنند . مکانیسم عمل ممکن است اکسیداسیون ، هیدرولیز ، تغییر ماهیت  و یا جایگزینی باشد .

·         Biostatic / Germistatic  : به موادی اطلاق می شود که صرفاً از رشد و تکثیر اجرام جلوگیری می کنند .

·         دئودورانت (Deodorant) : نیز برای مواد خنثی کننده بوهای بد و Bleach برای مواد رنگ بر بکار برده می‌شوند.

·         پالیدن : حذف میکروارگانیسم ها از مایعات را گویند که در صنعت و آزمایشگاه کاربرد دارد . صافی ها انواع مختلف دارند و اثر آن ها به اندازه منافذ ، جنس صافی و سایر فاکتور ها بستگی دارد .

روش‌های عفونت زدایی و گندزدایی :

انواع روش‌های جاری عفونت زدایی، اعم از روش‌های سترون سازی یا گندزدایی عبارتند از:

1.       فیزیکی

2.       شیمیایی

گندزداهای فیزیکی:

1.      حرارت

2.      برودت

3.      خشک کردن

4.       نورخورشید

حرارت بر 2 نوع است :

حرارت مرطوب : تمامی میکروب ها در اثر حرارت مرطوب از بین می روند و سرعت مرگ آنها بستگی به درجه حرارت و زمان آن دارد ، به این صورت که هر چه حرارت بیشتر باشد زمان از بین رفتن عوامل بیماریزا کوتاهتر است . حرارت مرطوب شامل موارد زیر است :

1.     استفاده از بخار آب (اتوکلاو ) 

2.     جوشاندن

3.     پاستوریزه کردن

حرارت خشک (فور): تاثیر حرارت مرطوب خیلی بیشتر از حرارت خشک است و در درجه حرارت های مشابه زمان استریل نمودن یا حرارت مرطوب از حرارت خشک کمتر است . ولی در مواردی که نمی توان از حرارت مرطوب استفاده کرد بایستی از حرارت خشک استفاده نمود . انواع حرارت خشک شامل :

1.      حرارت خشک ( فور )

2.      سوزاندن

3.      شعله

مروری بر روش‌های سترون سازی فیزیکی

 حرارت مرطوب (اتوکلاو) :

حرارت مرطوب هنوز، موثرترین، متداول ترین، قابل اعتمادترین و کم هزینه ترین روش برای سترون سازی است. اتوکلاو دستگاهی است که با استفاده از عوامل دما، بخار، فشار و زمان، عمل می کند . در این دستگاه، بایستی "هوا" با "بخار" جابجا شود. این جابجایی یا با نیروی ثقل (Gravity) صورت می‌گیرد و یا با مکش پمپ(Prevacuum) . اگر هوای داخل دستگاه کاملا تخلیه نشود، به علت اختلاف وزن مخصوص هوا و بخار، درجه حرارت به حد مطلوب نخواهد رسید. این دستگاه دارای یک مخزن فولادی ضدزنگ، ضداسید و باز و ضدمغناطیس، در فولادی با واشر نسوز، قفل ایمنی، شیرهای آب و بخار، صافی‌های هوا و بخار، سوپاپ اطمینان، فشارسنج، حرارت سنج، زمان سنج و سیستم ارت می‌باشد و حجمش از 5 لیتر تا بیش از 1000 لیتر متفاوت است . در این دستگاه، دما 121 تا 134 درجه سانتیگراد است و زمان، بسته به نوع دستگاه 4 تا 30 دقیقه متفاوت و واحد سنجش فشار یکی از موارد زیر است:

یک اتمسفر = یک بار= 100 کیلوپاسکال = 5/14 پوند بر اینچ مربع = 750 میلیمتر جیوه

 در پایان مرحله سترون سازی، بخار دستگاه تخلیه می‌شود تا فشار اتاقک به صفر برسد. این مرحله 15 تا 20 دقیقه طول می‌کشد. اتوکلاو برای سترون کردن لوازم جراحی فلزی، شیشه ها، مایعات و بعضی مواد پلاستیکی بکار می‌رود. نوعی سترون سازی سریع وجود دارد بنام Flash Sterilization که در آن وسایل، در دمای 134 درجه سانتیگراد و فشار 60 پوند بر اینچ مربع، ظرف 3 دقیقه سترون می‌شوند.

در استفاده از اتوکلاو زمان کوتاه و نفوذ خوب است، و وسایل زیادی را می‌توان با آن سترون کرد. ولی کند شدن وسایل برنده و باقی ماندن رطوبت در بسته ها در پایان کار از معایب این روش به حساب می آید .

عملکرد اتوکلاو را بایستی با بررسی حرارت سنج با ترمومتر شاهد، وزن کردن بسته ها قبل و بعد از فرایند (جهت بررسی باقی ماندن رطوبت در بسته ها)، استفاده از اندیکاتورهای شیمیایی و استفاده هفتگی از اندیکاتورهای بیولوژیک باسیلوس  استئاروترموفیلوس   (B. Stearothermophilus)   ارزیابی نمود.

جوشاندن با آب :

معمولا آب جوش نمی‌تواند اسپورها و بعضی ویروس‌ها را از بین ببرد  لذا سترون کننده نیست، ولی در مواقعی که وسیله یا ماده سترون کننده در اختیار نیست و برای لباس و لوازمی که با خلط و مدفوع بیمار آلوده شده استفاده می کنند . می‌توان وسایل را در 100 درجه سانتی گراد، برای مدت 15 دقیقه جوشاند.

پاستوریزاسیون :

استفاده از حرارت 60 درجه سانتیگراد برای مدت 5/0 ساعت و قرار دادن در محیط سرد را پاستوریزه کردن (پاستوریزاسیون) گویند که در این فرایند عوامل عفونی بیماری‌زا از بین می‌روند. این روش برای از بین بردن عوامل بیماریزا در شیر و یا مواد غذایی بکار می رود .

حرارت خشک یا فور

دستگاه فور، دارای یک اجاق و یک اتاقک عایق کاری شده است که با جریان برق گرم می‌شود. این دستگاه دارای بدنه فولادی، فن، زمان سنج، حرارت سنج، تنظیم کننده درجه حرارت، ترموستات و سیستم اِرت است. در این دستگاه در 160 درجه سانتی گراد در مدت 2 ساعت، در 171 درجه سانتیگراد در مدت 1 ساعت، در180 درجه سانتی گراد در مدت 5/0 ساعت و در 191 درجه سانتی گراد در مدت 6 تا 10 دقیقه وسایل استریل می‌شوند. به مورد   اخیر Rapid Heat Transfer  گویند.

با فور می‌توانیم روغن‌ها، گازهای آغشته به وازلین، پودرها، سوزن‌ها، تیغ، قیچی، نوک الکتروکوتر، دریل‌ها، فرزها، مته ها، لوله های شیشه ای و آیینه ها را سترون کنیم. فور وسیله ارزانی است و سبب خوردگی  ، زنگ زدگی وکند شدن لبه های برنده وسایل فلزی نمی‌شود. نفوذ پذیری آن ضعیف است، نیاز به زمان طولانی دارد، موجب تغییر رنگ و سوختن کاغذ و پارچه او ابزار حساس به حرارت می‌شود. برای کنترل عملکرد فور، بایستی هر روز واشر نسوز آن را بازدید کنیم، با دماسنج شاهد، صحت عمل حرارت سنجش را کنترل نماییم. و هر هفته با استفاده از آزمون‌های بیولوژیک (باسیلوس سوبتیلیس که به حرارت خشک بسیار مقاوم است) عمل سترون سازیش را ارزیابی نماییم .

در پایان کار با فور، تا درجه حرارت به زیر 50 درجه سانتیگراد نرسیده نباید در دستگاه را باز کنیم، زیرا به علت اختلاف دما، آلودگی هوای بیرون به وسایل داخل دستگاه سرایت می‌کند.

روغن داغ ـ شعله مستقیم :

برای برخی وسایل، مثل بعضی وسایل دندان پزشکی می‌توان از روغن داغ با حرارت بیش از 170 درجه سانتی گراد استفاده کرد. همچنین استفاده از شعله چراغ الکلی به منظور سترون سازی در آزمایشگاه ها رایج است.

سوزاندن: 

سوزاندن بهترین وسیله سترون سازی است . این روش معمولاً برای از بین بردن اجسام آلوده از قبیل باند زخم ، پارچه های مصرف شده ، البسه بیماران مبتلا به بیماری های مسری و خطرناک ، لیوان کاغذی مسلولان ، زباله ، لاشه حیوانات آلوده و وسایل بی ارزش دیگر کاربرد دارد .

از موارد دیگر حرارت خشک می توان اطو را نام برد . اطو کردن لباسها سبب گندزدایی البسه و از بین رفتن بسیاری از میکروب ها می شود .

برودت : 

اگر چه سرما خاصیت گندزدایی ندارد ولی مانع رشد میکروب ها گردیده و به عنوان ضد فساد عمل می نماید . سرما رشد میکروب ها و قارچ ها را که باعث فساد مواد غذایی می شوند ، متوقف می کند . مدت نگهداری مواد غذایی در درجات مختلف سرما متفاوت بوده و بستگی به تاثیر درجه سرما بر روی هر نوع غذا دارد .

خشک کردن :

باکتری های مختلف در برابر خشک کردن حساسیت متفاوت دارند . خشک کردن موادی که حاوی باکتری هستند ، اغلب منجر به مرگ آنها می شود . سطوح خشک و تمیز مقدار کمی باکتری در بر دارد . خشکی برای جلوگیری از تولید باکتری ها موثر است . خشک کردن یکی از راه های قدیمی برای نگهداری غذا است و از این طریق بیشتر برای میوه ، سبزی ، شیر ، ماهی و .... استفاده می شود .

نور آفتاب و اشعه : 

نور خورشید ارزانترین و مناسب ترین گندزدا است . به طور کلی میکروب ها در مقابل هوا و آفتاب فوق العاده حساس هستند چرا که پرتوهای فرا بنفش خورشید برای باکتری ها و ویروس ها مرگبار هستند و هوا نیز به علت تبخیر رطوبت بر بسیاری از باکتری ها اثر کشنده دارد . لذا آفتاب دادن منازل و البسه و اثاثیه یکی از مهم ترین طرق گندزدایی و جلوگیری از امراض مختلف است .

 از راه های دیگر گند زدایی فیزیکی به موارد زیر می توان اشاره نمود :  

اتوکلاو اتیلن اکساید

اکسید اتیلن گازی است بی رنگ، قابل اشتعال و محلول در آب که وقتی با هوا مخلوط شود می‌تواند آتش‌زا باشد. اکسید اتیلن یا با غلظت 100% به کار برده می‌شود و یا با 12% CO2 ، دمای 60 درجه سانتی گراد و رطوبت 50% به کار برده می‌شود. تقریبا هر چرخه سترون سازی 285 دقیقه طول می‌کشد. تمام وسایلی که با  ETO سترون می‌شوند باید 8 تا 24 ساعت هوادهی شوند زیرا مواردی از سوختگی صورت در هنگام استفاده از ماسک‌های بیهوشی، التهاب حنجره و نای در استفاده از لوله های تراشه، همولیز خون در دیالیز و استفاده از کاتترها در عمل جراحی قلب و آنژیوگرافی دیده شده است. از اتوکلاو اتیلن اکساید می‌توان جهت سترون کردن وسایل پلاستیکی، لاستیکی، چرمی، پنبه ای و ابریشمی، ابزار آندوسکوپی، کاتترها و لوله ها، ابزار ظریف جراحی، دوربین‌ها، نخ‌های بخیه، سیم‌های برق، پمپ‌ها، موتورها، ابزار ماشین‌های قلبی تنفسی، مایعات، ساکشن، و انواع هندپیس‌های دندان پزشکی و ابزار حساس به حرارت استفاده کرد.

قدرت نفوذ ETO بالا است ولی زمانش طولانی است، نیازمند محافظ ویژه جلوگیری کننده از جرقه است، و مسمومیت‌زا، حساسیت‌زا و در تماس‌های طولانی سرطان‌زا و موتاژن است و هزینه زیادی نیز دارد.بایستی درجه حرارت، رطوبت و سیستم تهویه دستگاه کنترل شود و با اسپور باسیلوس سوبتیلیس به صورت هفتگی عملکرد سترون سازی پایش گردد.

کمی کلاو :

در این سیستم، علاوه بر آب، مخلوطی از الکل، فرمالدئید، کتون و استون نیز بکار برده می‌شود. درجه حرارت در کمی‌کلاو 131 درجه سانتی گراد، فشار20 پوند بر اینچ مربع و زمان 30 دقیقه است. با این روش، وسایل زنگ نمی‌زنند و لبه های تیز کند نمی‌شوند و به علت کمتر بودن میزان بخار آب در این دستگاه (نسبت به اتوکلاو معمولی) آب در بسته بندی‌ها جمع نمی‌شود. این دستگاه باید در جایی به کار برده شود که از تهویه خوبی برخوردارند.

گاز پلاسما :

در این دستگاه، پراکسید هیدروژن را در یک میدان الکتریکی تصعید می‌کنند و لوازم حساس به حرارت و رطوبت را با آن سترون می‌نمایند. چرخه سترون سازی با این روش 55 تا 75 دقیقه طول می‌کشد.

یونیزاسیون :

از پرتوهای یون ساز نظیر: پرتوهای ایکس و گاما نیز می‌توان برای سترون کردن مواد بیولوژیک، داروها، گاز، باند، نخ‌های کات گوت و لوازم یک‌بار مصرف استفاده نمود.

تابش فرابنفش  ( UV ) :

تابش فرا بنفش دامنه موجی است در گستره (طیف )  امواج الکترومغناطیس با دامنه طول موجی کوتاه تر از نور مریی ، ولی بلندتر از پرتو X  و گاما که طول موج کوتاه و انرژی زیادتر و قدرت نفوذ بیشتری دارند . لازم به ذکر است اشعه الکترومغناطیس شامل امواج رادیویی با طول موج بلند ، امواج مادون قرمز ، پرتوفرابنفش ، اشعه ایکس ، اشعه گاما و امواج کیهانی می باشد .

طیف اشعه فرابنفش اشعه فرابنفش بین طول موجهای 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر است. اشعه فرابنفش را به سه منطقه تقسیم می‌کنند:

1.       ماورا بنفش با طول موج بلند یا ماورا بنفش A  (  NUV  -  UVA  ) : این اشعه بین طول موجهای 300 – 400 nm  (  0.39 و 0.315 میکرومتر ) قرار دارد. نسبت این اشعه در نور آفتاب ، قوس الکتریکی زغال و چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است. ( ظاهراً کم خطر برای سلامتی و محیط زیست . سبب چروکیدگی پوست می شود )

2.       ماورا بنفش با طول موج متوسط یا ماورا بنفش B   (VUV – VACUM UV  یا   UVB )   : این اشعه بین طول موجهای  280 – 320  nm  ( 0.315 و 0.28 میکرومتر ) است. این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهای الکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد، تاثیر آنها در پوست شدید است. ( دارای ریسک بالاتر ولی خطرناک . باعث سوختگی شدید پوست می شود )

3.       ماورا بنفش با طول موج کوتاه یا ماورا بنفش C   ( EUV   یا   XUVیا EXTREME UV یا  XUV1-31nm  یا  UVC ) : این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 280 nm  ( 0.28 میکرومتر ) است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد. ( بسیار مضر و مخرب برای سلامتی محیط زیست  و خاصیت میکروب کشی شدید دارد )

** nm  نانومتر برابر با یک میلیلردم متر  **

توضیحاتی درباره موارد فوق :

·         خورشید ساطع کننده پرتو فرا بنفش در هر سه پایه باند   UVC , UVB , UVA   به مقدار فراوان است ولی به سبب جذب  UV  در لایه ازن اتمسفر  ، 99%  تابش فرابنفشی که به زمین می رسد از نوع ( کمتر مضر )   UVA است . شیشه پنجره معمولی نسبت به دامنه ظاهراً کم نفوذ  ( 300 – 400 nm   ) uva  شفاف بوده  و مقاومت چندانی در مقابل آن نشان نمی دهد اما نسبت به عبور طول موج های پایین تر از   350nm   حساس است به اندازه ای که 90% تابش های  UV کوتاه تر از 300nm  را از خود عبور نمی دهند .

·          Vacuum  UV : هوای معمولی در مقابل طول موج های 200nm   و پایین تر از آن به صورت شیشه ای مات عمل کرده و آنها را از خود عبور نمی دهد . علت این امر به لطف قابلیت بسیار بالای جذب تابش فرابنفش موج کوتاه توسط اکسیژن جو امکان پذیر شده است . در حالی که مثلاً عنصری مانند نیتروژن کاملاً برعکس ، در برابر UV  مانند شیشه ای شفاف عمل می کند . در مجموع می توان گفت که هوا یا جو نسبت به عبور تابش امواج خیلی کوتاه و مضر فرابنفش ، بسیار سختگیرانه عمل می کند . همین واکنش است که کره خاکی را برای انسان ها و بسیاری از جانداران قابل سکونت ساخته است . و باز به همین دلیل ، در صنایعی که نیاز به استفاده از تابش فرابنفش موج کوتاه زیر  200nm  باشد ( مانند صنایع ساخت نیمه رساناها ) ، این عملکرد تنها در محیط های تخلیه شده از اکسیژن امکان پذیر خواهد بود .

·         EXTREME UV  : مشخصه این دامنه بسیار موج کوتاه تابش فرا بنفش ، دو تاثیر متفاوت آنها با ماده است ؛ طول موج های بلندتر از  30nm اساساً با ویژگی ها و توان ترکیبی مواد در سطح الکترونی – شیمیایی سر و کار دارند در حالی که طول موج های کوتاه تر از  30nm تابش فرابنفش تنها تعاملی دارند با اوربیتال الکترونی و هسته اتم ها . همانگونه که قبلاً نیز اشاره شد ، باند XUV به شدت توسط بسیاری از عناصر شناخته شده متعارف قابل جذب اند ، بنابر این فاقد اثر پایدارند ، اما امروزه این امکان بوجود آمده که حتی بتوان تصاویر چند لایه که قادر به بازتاب حدود 50% از تابش های XUV باشند را در شرایط آسان و عادی بدست آورد . از تکنولوژی اخیر در ساختن تلسکوپ هایی جهت تصویر برداری خورشیدی که قبلاً امکان ثبت آنها با هیچ تلسکوپ دیگری وجود نداشت ، استفاده می شود . اکنون دو پدیده تلسکوپیک   SOHO/EIT  و همچنین  TRACE  توانسته اند به برکت بکارگیری از تکنولوژی     Extreme UV  ، تصاویر خیره کننده ای از خورشید و سایر سیارات و ستارگان و کهکشان های دور و نزدیک در دسترس آدمی قرار بدهند .