Weitere Methoden der Sterilisation

Sterilisation umfasst jedes Verfahren, bei dem Mikroorganismen wie Pilze, Bakterien, Viren und Sporen abgetötet werden. Entsprechend viele Möglichkeiten gibt es, je nachdem, welches Material sterilisiert wird und zu welchem Zweck. Zu den Sterilisationsverfahren gehören unter anderem Heißluft, feuchte Hitze unter Druck, Ethylenoxid (ETO), Formaldehyd, Gasplasma (Wasserstoffperoxid, H2O2), Peressigsäure, Elektronenstrahlung und Gammastrahlung. Zu den physikalischen Methoden gehören feuchte Hitze, Heißluft und Strahlung, zu den chemischen Methoden andere Gase als Wasserdampf sowie verschiedene Flüssigkeiten.

Physikalische Methoden

Zu den physikalischen Methoden der Sterilisation gehören Heißluft, feuchte Hitze und Strahlung. Die Sterilisation mit feuchter Hitze haben wir bereits behandelt. Dieser Abschnitt beschränkt sich daher auf Heißluft und Strahlung.

Heißluftsterilisation

Die Heißluftsterilisation wird üblicherweise für Pulver, Öle und andere Stoffe verwendet, die feuchte Hitze nicht vertragen. Für dasselbe Ergebnis braucht Heißluft höhere Temperaturen und längere Einwirkzeiten. Zu den Heißluftverfahren gehören Backen, Abflammen und Verbrennen.

Heißluft wirkt, indem sie Enzyme und Nukleinsäuren durch Oxidation denaturiert. Dadurch wird der Mikroorganismus abgetötet. Der Vorgang hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Zeit ab. Ein Hauptproblem der Heißluftverfahren ist die ungleichmäßige Temperaturverteilung. Heißluftsterilisatoren haben deshalb oft einen Ventilator. Beim Sterilisieren von Pulver kann dieses dabei aufgewirbelt werden. Die Heißluftsterilisation eignet sich vor allem für Materialien aus Glas und Metall. Temperaturen und Zeiten sind unten angeführt.

30 Minuten oder länger bei 180 °C
1 Stunde oder länger bei 170 °C
2 Stunden oder länger bei 160 °C

Strahlensterilisation

Zu den Strahlungsverfahren gehört die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht oder mit energiereicher ionisierender Strahlung wie Gammastrahlen sowie mit schnellen Elektronen. Bestrahlungsverfahren nutzen also ionisierende und nicht ionisierende Strahlung. Röntgen- und Gammastrahlen sind energiereich genug, um Elektronen aus Molekülen herauszuschlagen und diese damit zu ionisieren. Röntgen- und Gammastrahlen zählen deshalb zu den ionisierenden Formen der Strahlensterilisation. Diese energiereiche Strahlung setzt in Molekülen freien Wasserstoff, Hydroxylradikale und Peroxide frei. Diese Radikale können schwere intrazelluläre Schäden verursachen.

UV-Strahlung dagegen ist energieärmer und kann Moleküle nicht ionisieren. Moleküle absorbieren jedoch UV-Licht. Dabei werden Elektronen auf höhere Energieniveaus angeregt, was schließlich Zellstrukturen zerstört. In Krankenhäusern wird UV-Strahlung häufig eingesetzt, um während und nach chirurgischen Eingriffen Mikroorganismen abzutöten und so die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern. Elektronen- und Gammastrahlen werden häufig zur Sterilisation von Arzneimitteln verwendet.

Chemische Methoden

Chemische Methoden arbeiten mit Chemikalien in gasförmiger oder flüssiger Form. Dabei wird das Sterilisiergut Gasen wie Ethylenoxid, Formaldehyd oder Propylenoxid oder Flüssigkeiten wie Glutaraldehyd und Peressigsäure ausgesetzt. Im Folgenden geht es um Ethylenoxid und Peressigsäure.

Sterilisation mit Ethylenoxid

Das gängigste Gasverfahren arbeitet mit Ethylenoxid. Ethylenoxid ist ein zyklischer Ether und wirkt als Alkylierungsmittel. Es ist brennbar und explosiv, deshalb ist Vorsicht geboten. Um Brände und Explosionen zu verhindern, wird es oft mit Inertgasen wie Kohlendioxid gemischt. Dieses Gas wird häufig verwendet, um chirurgische Instrumente, Handschuhe, Kunststoffspritzen, Einwegnadeln, Schlauchsets und Dialyseeinheiten zu sterilisieren. Die Sterilisationszeiten liegen bei 55 °C zwischen 2 und 6 Stunden.

Sterilisation mit Peressigsäure

Peressigsäure ist ein bekanntes biozides Oxidationsmittel. Sie eignet sich gut, um Verunreinigungen wie Proteinrückstände von der Oberfläche chirurgischer Instrumente zu entfernen. Es gibt mikroprozessorgesteuerte Peressigsäure-Sterilisatoren. Die Wirkungsweise ist noch wenig erforscht, und es gibt nur begrenzt Informationen dazu. Man nimmt an, dass sie Proteine denaturiert und Zellwände zerstört.