اتوکلاو، انواع مختلف، اجزاء و نحوه عملکرد آن چیست؟

اتوکلاو چیست و چه کاربردی دارد؟

اتوکلاو یا استریلایزر دستگاهی است که وظیفه آن، سترون‌سازی و ازبین‌بردن تمامی اشکال میکروارگانیسم موجود بر روی وسیله است. فرایند استریل با کمک دما، ماده استریل کننده و یا با تحت‌فشار قراردادن وسایل در محیط کاملاً بسته انجام می‌گیرد.

به‌این‌ترتیب وسایلی که در معرض آلاینده‌هایی مانند میکروارگانیسم‌ها، هاگ‌ها یا مواد بیولوژیکی قرار گرفته‌اند، ابتدا در یک محفظه قرار می‌گیرند. پس از ایجاد خلأ در محفظه دستگاه، تحت‌فشار قرار می‌گیرد و با ماده استریل کننده پر می‌شود. به‌عنوان‌مثال در اتوکلاو بخار دمای بخار بین ۱۲۱ درجه سانتیگراد تا ۱۳۴ درجه سانتیگراد افزایش پیدا خواهد کرد. این سیکل تضمین می‌کند که هر قسمت از ابزار با حفظ فشار و دما برای مدت‌زمان از پیش تعیین شده استریل شود.

اتوکلاوها می‌توانند جامدات، مایعات، وسایل دارای سوراخ و ابزارهایی با اشکال و اندازه‌های مختلف را استریل کنند و از نظر اندازه، شکل و عملکرد متفاوت هستند.

چه کسی اتوکلاو را اختراع کرد؟

اختراع دستگاه اتوکلاو در سال ۱۸۷۹ به چارلز چمبرلند نسبت داده می‌شود. در همان زمان، محققان شروع به درک مزایای جراحی استریل کردند و پزشکان به روش استریلیزاسیون مطمئن‌تری نسبت به شعله باز نیاز داشتند. فواید اتوکلاو به‌زودی آشکار شد و به بخشی ضروری از هر کلینیک و بیمارستان تبدیل شد.

هاضم بخار، نمونه اولیه اتوکلاو که امروزه بیشتر به‌عنوان زودپز شناخته می‌شود، توسط فیزیک‌دان فرانسوی “دنیس پاپین “در سال ۱۶۷۹ اختراع شد. تا اینکه در سال ۱۸۷۹ میکروبیولوژیست فرانسوی چارلز چمبرلند نسخه جدیدی به نام اتوکلاو را ایجاد کرد. در کاربردهای پزشکی استفاده شود.

علم ضدعفونی و استریلیزاسیون

علم ضدعفونی و استریلیزاسیون در سال ۱۸۸۱ با تحقیق رابرت کخ در مورد خواص ضدعفونی‌کننده بخار و هوای گرم آغاز شد. او قدرت نفوذ بیشتری را که توسط گرمای مرطوب (بخار) نسبت به گرمای خشک نشان می‌دهد، نشان داد. سرانجام، در سال ۱۹۳۳، فناوری مدرن اتوکلاو با اولین دستگاه استریل کننده بخار تحت‌فشار معرفی شد که عملکرد را با اندازه‌گیری دما در خط تخلیه محفظه (تله ترموستاتیک) کنترل می‌کرد. قبل از این تاریخ، فشار تنها نشانه کنترل بود که هیچ وسیله‌ای برای تأیید دما یا حذف هوا وجود نداشت. باگذشت زمان، فناوری اتوکلاو جدید از جمله چرخه‌های پیش خلأ در سال ۱۹۵۸، و بخار شستشو با فشار پالس در سال ۱۹۸۷ توسعه‌یافته است که به علم اجازه می‌دهد تا به اتوکلاوها یا دستگاه‌های استریل کننده بخار که امروزه در بیمارستان‌ها استفاده می‌شود، تکامل یابد.

انواع اتوکلاو براساس کاربرد

اتوکلاو ها بر اساس نوع کاربرد در انواع مختلفی از صنایع و حوزه‌های مختلف استفاده می‌شود. برخی از جاهایی که اتوکلاو مورد استفاده قرار می‌گیرد عبارتند از:

• صنعت پزشکی:

اتوکلاو در بیمارستان‌ها، مراکز بهداشتی، کلینیک‌ها، مطب‌های دندانپزشکی و دیگر محیط‌های پزشکی برای استریل کردن وسایل پزشکی مانند ابزار و لوازم جراحی، و مواد پزشکی استفاده می‌شود.

• صنعت آزمایشگاهی:

اتوکلاو در آزمایشگاه‌های پزشکی، شیمیایی، زیست‌شناسی و سایر آزمایشگاه‌ها برای استریل کردن لوازم آزمایشگاهی و وسایل آزمایشی، جامدات و مایعات به کار می‌رود.

• صنایع غذایی:

در بخش‌هایی از صنایع غذایی که نیاز به ضدعفونی و استریل کردن دستگاه‌ها، بطری‌ها، و سایر وسایل تولیدی دارند، از اتوکلاو استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال، در تولید آب‌میوه، لبنیات، و کنسروها.

• صنایع مختلف مانند صنایع فراوری سلولزی و تولید لاستیک:

اتوکلاو در صنایع مرتبط با فراوری چوب و سلولزی مانند تولید کاغذ و MDF و یا لاستیک مکانیزه، ساخت کامپوزیت، لمینت و برای استریل کردن مواد و تجهیزات مورداستفاده قرار می‌گیرد.

• صنایع دارویی:

در تولیدداروها و محصولات پزشکی، اتوکلاو برای استریل کردن وسایل تولیدی، اقلام دارویی و بسته‌بندی‌های دارویی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

به‌طورکلی در هر مکانی که وسیله‌ای باید مورداستفاده مجدد قرار بگیرد استفاده می‌شود. همچنین در مراکز علمی – تحقیقاتی و آرایشگاه‌ها یا سالن‌های زیبایی هم اتوکلاو کاربرد دارد.

کاربرد اتوکلاو در حوزه پزشکی

حال اگر بخواهیم به طور خاص، استفاده اتوکلاو در حوزه پزشکی را مورد بررسی قرار دهیم، لازم است بدانیم که ضدعفونی‌کردن و استریل کردن برای اطمینان از اینکه ابزار پزشکی و جراحی، انواع میکروب را به بیماران منتقل نمی‌کنند ضروری است. برای این منظور اکثر تجهیزات پزشکی و جراحی از موادی ساخته می‌شوند که در برابر دما مقاوم هستند؛ بنابراین در درجه اول با بخار، تحت استریل‌سازی قرار می‌گیرند.

از سال ۱۹۵۰، تعداد وسایل پزشکی و ابزارهای ساخته شده از مواد (به‌عنوان‌مثال، پلاستیک) که نیاز به استریل کردن در دمای پایین دارند، افزایش‌یافته است. گاز اتیلن اکساید از دهه ۱۹۵۰ برای تجهیزات پزشکی حساس به دما و رطوبت استفاده شده است. در ۱۵ سال گذشته، تعدادی از اتوکلاوهای جدید با دمای پایین (به‌عنوان‌مثال، پلاسمای گاز پراکسید هیدروژن، غوطه‌وری در اسید پر استیک، ازن) توسعه یافته‌اند و برای استریل کردن وسایل پزشکی استفاده می‌شوند.

اقلام پزشکی که با بافت‌ها یا مایعات استریل بدن تماس دارند، موارد بحرانی یا Critical محسوب می‌شوند. این اقلام نیز هنگام استفاده باید استریل باشند. زیرا هر گونه آلودگی میکروبی می‌تواند منجر به انتقال بیماری شود. چنین مواردی شامل ابزار جراحی، فورسپس بیوپسی و وسایل پزشکی کاشته شده است. اگر این موارد در برابر حرارت مقاوم باشند، فرایند استریل‌سازی توصیه شده استریل‌سازی با بخار است. به همین دلیل قابلیت اطمینان، قوام و کشندگی، بیشترین حاشیه ایمنی را دارد. بااین‌حال، پردازش مجدد اقلام حساس به حرارت و رطوبت نیاز به استفاده از فناوری استریلیزاسیون در دمای پایین (مانند اتیلن اکساید، پلاسما گاز پراکسید هیدروژن، اسید پر استیک) دارد که در بخشی از همین مقاله – انواع دستگاه اتوکلاو مبتنی بر روش‌های استریل کردن – بررسی شده است.

اتوکلاوهای این حوزه به دسته بندی های زیر تقسیم بندی می‌شوند:

• اتوکلاو بیمارستانی به نحوی طراحی شده‌ که می‌توان تجهیزات بیمارستانی را در حجم بالا و در کمترین زمان استریل کرد. اتوکلاو ایستاده بخار و اتوکلاو پلاسما در این دسته قرار می‌گیرند.
• اتوکلاو رومیزی دستگاهی که مبتنی بر استریلیزاسیون با بخار است که در کلینیک‌های کوچک و اتاق‌های عمل مورداستفاده قرار می‌گیرند.
• اتوکلاو دندانپزشکی درواقع همان اتوکلاو رومیزی است که به دلیل اندازه کوچک و طراحی مناسب، در محیط‌های دندانپزشکی استفاده می‌شوند.

انواع اتوکلاو بر اساس کلاس – انتخاب کلاس مناسب اتوکلاو

بر اساس 13060 EN اتوکلاوها به ۳ نوع تقسیم می‌شوند:

• اتوکلاوهای نوع N – کلاس پایه، رتبه سوم

اتوکلاوها با نام نوع N نشان‌دهنده قدیمی‌ترین و بنابراین «پایه‌ترین» طرح‌های کلاس در صنعت مراقبت‌های بهداشتی هستند. این بدان معنی است که در حال حاضر، می‌توان آنها را در مقایسه با نسخه‌های مدرن، کمی قدیمی در نظر گرفت – اما به این معنی نیست که به طور خودکار انتخاب بدی است.

“N” در اتوکلاوهای نوع N مخفف ” naked solid products ” است. کلاس N فقط برای ابزارهای پزشکی بدون لومن، بسته بندی نشده و جامد استفاده شود، لذا جهت استریل اقلام توخالی یا منسوجات، ابزارهای متخلخل، یا اقلام پزشکی قرارداده شده در پک‌های اتوکلاو، توصیه نمی‌شود. چرا که به دلیل نحوه واردشدن بخار به داخل محفظه نمی‌تواند نفوذ کامل بخار را تضمین کنند. این استریل کننده‌ها از فرایندی به نام جابه‌جایی گرانشی استفاده می‌کنند که به‌تدریج هوا را از محفظه اتوکلاو خارج می‌کند. هوا یکی از بزرگ‌ترین موانع برای استریلیزاسیون کارآمد است و بدون پمپ خلأ مورداستفاده در مدل‌های پیشرفته‌تر، این روند کندتر است، و نمی‌تواند ۱۰۰٪ هوای داخل را حذف کند. همچنین بر فرایند خشک‌کردن (عدم وجود روش مناسب) تأثیر می‌گذارد، زیرا ممکن است ابزارها همچنان از اتوکلاو خیس بیرون بیایند. اگر در درجه اول با ابزارهای جامد غیر بسته‌بندی سروکار دارید، نوع N ممکن است کافی باشد.

• اتوکلاوهای نوع S – کلاس متوسط، رتبه دوم

به‌عنوان یک کلاس متوسط، اتوکلاوهای نوع S به طیف وسیع‌تری از اتوکلاوهای فروخته شده در بازار پزشکی با ویژگی‌های متفاوت اشاره دارند. به همین دلیل است که ارائه یک توصیف کلی برای این دسته بسیار دشوارتر است و باید به دستورالعمل‌های سازنده در مورد مشخصات فنی و مواد سازگار بیشتر توجه کرد.

بااین‌حال، در بیشتر موارد، می‌توانید انتظار کنترل و دقت بیشتری در تنظیمات دما و فشار و همچنین سفارشی‌سازی بیشتر در مقایسه با اتوکلاوهای پایه نوع N داشته باشید. اما اتوکلاوهای نوع S هنوز ممکن است تمام موادی را که ماشین‌های کلاس B می‌توانند انجام دهند، درمان نکنند. اتوکلاوهای نوع S همچنین می‌توانند مکانیزم خشک‌کردن مخصوص به خود و حتی پمپ خلأ داشته باشند، اگرچه این یک ویژگی معمولی نیست و اکثر مدل‌ها هنوز از جابه‌جایی گرانشی برای جابه‌جایی هوا از محفظه خود استفاده می‌کنند.

• اتوکلاوهای نوع B – کلاس پیشرفته، رتبه اول

اتوکلاوهای نوع B، برای استریل کردن انواع ابزارها، مانند ابزارهای متخلخل، جامد و توخالی، اعم از بسته‌بندی‌شده و دوتایی توصیه می‌گردد و گزینه مناسبی برای هر مرکز پزشکی یا آزمایشگاهی است و به همه‌کاره‌ترین گزینه برای استریل کردن طیف وسیعی از مواد و تجهیزات مشهور است.

در نهایت، برنده واضح این رتبه‌بندی از کلاس‌های اتوکلاو، اتوکلاو نوع B است. فقط پیشرفته‌ترین مدل‌ها می‌توانند این دسته‌بندی را کسب کنند.

شناسه متمایز اتوکلاوها با این نام وجود اجباری پمپ خلأ است که به آنها کمک می‌کند تا هوا را به طور کامل از اتاق خود خارج کنند. این امر نه‌تنها کل فرایند را تسریع می‌کند (زیرا لازم نیست منتظر بمانید تا هوا از طریق جابه‌جایی گرانشی به بیرون رانده شود) بلکه عقیم‌سازی بسیار کارآمدتری را نیز تضمین می‌کند. با حذف بزرگ‌ترین مانع (هوا)، بخار می‌تواند به تک‌تک قسمت‌های بار داخل نفوذ کند.

البته، زمان دقیق فرایند همیشه تحت‌تأثیر نوع بار و تعداد آیتم‌های داخل آن است، اما همچنان می‌توانید به طور متوسط انتظار چرخه‌های سریع‌تری داشته باشید.

انواع دستگاه اتوکلاو مبتنی بر روش‌های استریل کردن:

• استریلیزاسیون با بخار(اتوکلاو بخار):

بین تمام روش‌های موجود برای استریل کردن، گرمای مرطوب به شکل بخار اشباع تحت‌فشار بیشترین استفاده را دارد و قابل‌اطمینان‌ترین است. استریلیزاسیون با بخار غیرسمی، ارزان است. به‌سرعت میکروب‌کش، و به‌سرعت پارچه‌ها را گرم می‌کند و به آنها نفوذ می‌کند. مانند همه فرایندهای استریلیزاسیون با بخار اثرات مخربی روی برخی از مواد از جمله خوردگی و احتراق دستی دارد.

اصل اساسی استریلیزاسیون با بخار

اصل اساسی استریلیزاسیون با بخار، همان‌طور که در اتوکلاو انجام می‌شود. قراردادن هر ماده در معرض بخار در دما و فشار موردنیاز برای مدت‌زمان مشخص است. بنابراین، چهار پارامتر استریلیزاسیون با بخار وجود دارد: بخار، فشار، دما و زمان. بخار ایده‌آل برای استریل کردن، بخار اشباع خشک و آب حباب شده است. فشار به‌عنوان وسیله‌ای برای به‌دست‌آوردن دماهای بالا لازم برای کشتن سریع میکروارگانیسم‌ها عمل می‌کند. برای اطمینان از فعالیت میکروب‌کشی باید دماهای خاصی به دست آید. دو درجه حرارت معمول استریل کردن با بخار ۱۲۱ درجه سانتیگراد و ۱۳۲ درجه سانتیگراد هستند. این دماها (و سایر دماهای بالا) باید برای حداقل زمان حفظ شوند تا میکروارگانیسم‌ها از بین بروند. حداقل دوره‌های قرارگرفتن در معرض شناسایی برای استریل کردن لوازم بهداشتی پیچیده ۳۰ دقیقه در دمای ۱۲۱ درجه سانتیگراد در جابه‌جایی گرانشی است.

جابه جایی گرانشی و استریل کننده پیش خلأ

دو اصل اساسی استریلیزاسیون با بخار (اتوکلاو) اتوکلاو جابه جایی گرانشی و استریل کننده پیش خلأ یا  Pre Vacumبا سرعت بالا هستند. در حالت اول، بخار در بالا یا کناره‌های محفظه استریل‌کننده وارد می‌شود و چون بخار سبک‌تر از هوا است، هوا را از پایین محفظه از طریق دریچه تخلیه خارج می‌کند. اتوکلاوهای جابجایی گرانشی عمدتاً برای پردازش محیط های آزمایشگاهی، صنعت آب، محصولات دارویی، ضایعات پزشکی تنظیم شده و اقلام غیر متخلخل که سطوح آنها با بخار مستقیم تماس دارند، استفاده می شود. برای ضدعفونی کننده های جابجایی جاذبه، زمان نفوذ به اقلام متخلخل به دلیل حذف ناقص هوا طولانی می شود. مزیت استفاده از پمپ خلأ این است که بخار تقریباً آنی حتی به وسایل متخلخل نفوذ می کند.

فرایند پالسی فشار بخار

طرح دیگر در استریلیزاسیون با بخار، فرایند پالسی فشار بخار است که با تغییر مکرر یک شستشوی بخار و یک پالس فشار بالاتر از فشار اتمسفر، هوا را به‌سرعت حذف می‌کند. هوا مانند دستگاه ضدعفونی‌کننده پیش خلأ به‌سرعت از بار خارج می‌شود، اما نشت هوا بر این فرایند تأثیر نمی‌گذارد؛ زیرا بخار در محفظه استریل کننده همیشه بالاتر از فشار اتمسفر است. دماها و زمان‌های معمول استریلیزاسیون ۱۳۲ درجه سانتی‌گراد تا ۱۳۵ درجه سانتی‌گراد با زمان قرارگرفتن در معرض ۳ تا ۴ دقیقه برای بارهای متخلخل و ابزار است.

مانند سایر سیستم‌های استریلیزاسیون، چرخه بخار توسط مانیتورهای مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کنترل می‌شود. استریل کننده‌های بخار معمولاً با استفاده از چاپ یا به‌صورت گرافیکی با اندازه‌گیری دما، زمان در دما و فشار کنترل می‌شوند.

دستگاه‌های اتوکلاو رومیزی در کلینیک‌های سرپایی، دندانپزشکی و روستایی استفاده می‌شود. این ضدعفونی‌کننده‌ها برای ابزارهای کوچک مانند سرنگ‌ها و سوزن‌های زیرپوستی و ابزارهای دندانپزشکی طراحی شده‌اند.

گرمای مرطوب یا بخار به‌صورت فعالیت برگشت‌ناپذیر و دناتوره‌شدن آنزیم‌ها و پروتئین‌های ساختاری، میکروارگانیسم‌ها را از بین می‌برد. در تأیید این واقعیت، مشخص شده است که وجود رطوبت به طور قابل‌توجهی بر دمای انعقاد پروتئین‌ها و دمایی که در آن میکروارگانیسم‌ها از بین می‌روند تأثیر می‌گذارد و نکته مهم دیگر کیفیت بخار اتوکلاو به‌عنوان یک ماده استریل کننده است.

بخار مورداستفاده برای استریلیزاسیون

بخار مورداستفاده برای استریلیزاسیون باید از ۹۷ درصد بخار (بخار) و ۳ درصد رطوبت (آب مایع) تشکیل شده باشد. این نسبت برای کارآمدترین انتقال حرارت توصیه می‌شود. هنگامی که میزان رطوبت بخار کمتر از ۳٪ باشد، بخار به‌عنوان بخار فوق گرم (خشک) توصیف می‌شود. بخار سوپرهیت برای انتقال حرارت کارآمد خیلی خشک است و برای استریل کردن بخار بی‌اثر است.

استانداردها و دستورالعمل‌های استریلیزاسیون اتوکلاو انعطاف‌پذیری در سطوح رطوبت بخار را فراهم می‌کنند، زیرا تقریباً غیرممکن است که بخار کامل را با جریان ثابت تأمین کنید. حتی اگر شرایط تقریباً بهینه باشد، متغیرهای زیادی بر بخار هنگام انتقال به اتوکلاو تأثیر می‌گذارند. مهم‌ترین آنها: شرایط آب‌وهوایی و دما. کیفیت، طول و ساختار لوله‌کشی؛ ایستگاه‌های زهکشی؛ و دردسترس‌بودن تله بخار باکیفیت بالا.

اتوکلاو بخار باید تاحدامکان در تمام موارد حیاتی و نیمه بحرانی که مقاوم در برابر حرارت و رطوبت هستند (مانند تجهیزات تنفسی درمانی و بیهوشی استریل شونده با بخار) استفاده شود، حتی زمانی که برای جلوگیری از انتقال پاتوژن ضروری نباشد.اتوکلاو دندانپزشکی چیست؟

• استریلیزاسیون فلش (اتوکلاو فلش):

استریلیزاسیون با بخار «فلش» در ابتدا توسط Underwood و Perkins به‌عنوان استریل کردن یک شیء بدون بسته‌بندی در دمای ۱۳۲ درجه سانتیگراد به مدت ۳ دقیقه با وزن ۲۷-۲۸ پوند تعریف شد.

در حال حاضر، زمان لازم برای استریلیزاسیون فلاش به نوع استریل کننده و نوع اقلام (موارد متخلخل در مقابل غیرمتخلخل) بستگی دارد.

 ابزارآلات در یک سینی باز یا در یک ظرف مخصوص طراحی شده، سرپوشیده و محکم قرار می‌گیرد تا امکان نفوذ سریع بخار فراهم شود. از نظر تاریخی، به دلیل عدم وجود شاخص‌های بیولوژیکی به‌موقع برای نظارت بر عملکرد، عدم وجود بسته‌بندی محافظ پس از استریل‌سازی، امکان آلودگی اقلام فراوری‌شده در حین حمل‌ونقل به اتاق‌های عمل و پارامترهای چرخه استریل‌سازی، به‌عنوان یک روش معمول استریل‌سازی توصیه نمی‌شود.

برای رفع برخی از این نگرانی‌ها، بسیاری از مراکز بهداشتی درمانی موارد زیر را انجام داده‌اند:

تجهیزاتی را برای استریلیزاسیون فلاش در مجاورت اتاق‌های عمل قرار داده‌اند تا تحویل آسپتیک به محل استفاده را تسهیل کند و از بسته‌بندی استاندارد مانند پک استریل استفاده می‌شود که اجازه نفوذ بخار را می‌دهد. علاوه بر این، برخی از سیستم‌های ظروف استریلیزاسیون سفت‌وسخت و قابل‌استفاده مجدد توسط سازنده ظروف برای استفاده در چرخه‌های فلاش طراحی و تأیید شده‌اند که به آن کانتینر باکس هم می‌گویند. هنگامی که اقلام استریل در معرض هوا قرار می‌گیرند، در نهایت آلوده می‌شوند؛ بنابراین، هر چه یک ماده استریل بیشتر در معرض هوا باشد، تعداد میکروارگانیسم‌هایی که روی آن می‌نشینند بیشتر می‌شود.

موارد استفاده از استریلیزاسیون فلش

استریلیزاسیون فلش برای استریل کردن ابزارآلاتی قابل‌قبول است که نمی‌توانند قبل از استفاده بسته‌بندی، استریل و ذخیره شوند. همچنین زمانی استفاده می‌شود که زمان کافی برای استریل کردن یک مورد با روش بسته‌بندی استاندارد و با پک اتوکلاو وجود ندارد. استریلیزاسیون فلاش نباید به دلایل راحتی، به‌عنوان جایگزینی برای خرید مجموعه ابزار اضافی، یا برای صرفه‌جویی در زمان استفاده شود. به دلیل احتمال بروز عفونت‌های جدی، استریلیزاسیون فلاش برای تجهیزات قابل‌کاشت (وسایل و تجهیزاتی که در حفره‌های جراحی یا طبیعی بدن انسان قرار می‌گیرند) توصیه نمی‌شود. بااین‌حال، استریلیزاسیون فلاش ممکن است برای برخی از دستگاه‌ها اجتناب‌ناپذیر باشد (به‌عنوان‌مثال، پیچ ارتوپدی، صفحات). اگر استریلیزاسیون فلاش یک ابزار یا جسم کاشتنی اجتناب‌ناپذیر است، ثبت سوابق (یعنی شناسایی بار، نام بیمار/شناسه بیمارستان و نتیجه نشانگر بیولوژیکی) برای ردیابی اپیدمیولوژیک (مانند عفونت محل جراحی، ردیابی نتایج شاخص‌های بیولوژیکی برای بیمارانی که دریافت کرده‌اند) ضروری است.

• فن آوری‌های استریلیزاسیون در دمای پایین (دستگاه‌های استریل کم‌دما):

اکسید اتیلن (ETO) به طور گسترده‌ای به‌عنوان یک ضدعفونی‌کننده در دمای پایین از دهه ۱۹۵۰ استفاده شده است. این متداول‌ترین فرایند مورداستفاده برای استریل کردن وسایل و تجهیزات پزشکی حساس به دما و رطوبت در مؤسسات مراقبت‌های بهداشتی در ایالات متحده بوده است. دو نوع استریل کننده ETO موجود است، گاز مخلوط و 100% ETO. تا سال ۱۹۹۵، ضدعفونی‌کننده‌های اکسید اتیلن ETO را با یک عامل تثبیت‌کننده کلرو فلو رو کربن (CFC) ترکیب می‌کردند که معمولاً در نسبت 12٪ ETO مخلوط با 88٪ CFC به‌عنوان 12/88 ETO شناخته می‌شود.

به دلایل متعدد، پرسنل مراقبت‌های بهداشتی در حال بررسی استفاده از فن آوری‌های جدید استریلیزاسیون در دمای پایین هستند. اول قانون محیط‌زیست مربوط به هوا به دلیل شواهد علمی که آنها را با تخریب لایه اوزون زمین مرتبط می‌کند. دوم، برخی از اماکن در دنیا نیاز به استفاده از فناوری کاهش ETO برای کاهش میزان انتشار ETO در هوای محیط از ۹۰ به ۹۹.۹٪ دارند. سوم به دلیل نگرانی‌های اثبات شده علمی، قرارگرفتن در معرض ETO نشان‌دهنده یک خطر شغلی است. این محدودیت‌ها منجر به توسعه فناوری‌های جایگزین برای استریلیزاسیون در دمای پایین در محیط‌های مراقبت‌های بهداشتی شده است.

فناوری‌های جایگزین برای ETO با کلرو فلوئوروکربن که در حال حاضر در دسترس هستند و توسط FDA برای تجهیزات پزشکی تأیید شده‌اند شامل 100% ETO می‌شوند. ETO با گاز تثبیت‌کننده متفاوت، مانند دی‌اکسیدکربن یا هیدرو کلرو فلوئوروکربن‌ها (HCFC). غوطه‌ورشدن در اسید پر استیک؛ پلاسمای گاز پراکسید هیدروژن؛ و ازن فناوری‌های در دست توسعه برای استفاده در مراکز بهداشتی شامل پراکسید هیدروژن تبخیر شده، اسید پر استیک فاز بخار، دی‌اکسید کلر گازی، تابش یونیزه‌کننده یا نور پالسی ۴۰۰ است.

این فناوری‌های جدید باید با ویژگی‌های یک ضدعفونی‌کننده ایده‌آل در دمای پایین (<۶۰ درجه سانتیگراد) مقایسه شوند. درحالی‌که آشکار است که همه فناوری‌ها دارای محدودیت‌هایی هستند، درک محدودیت‌های اعمال‌شده توسط طراحی دستگاه‌های محدودکننده (مثلاً لومن‌های بلند و باریک) برای کاربرد مناسب فناوری جدید استریل‌سازی حیاتی است. به‌عنوان‌مثال، توسعه آندوسکوپ‌های کوچک و پیچیده به طور فزاینده‌ای، چالشی دشوار برای فرایندهای استریلیزاسیون فعلی است. این به این دلیل است که میکروارگانیسم‌ها باید در تماس مستقیم با ماده استریل کننده باشند تا غیرفعال شوند. چندین نشریه علمی بررسی شده دارای داده‌هایی هستند که نشان‌دهنده نگرانی در مورد کارایی چندین فرایند استریلیزاسیون در دمای پایین)مانند پلاسمای گاز، پراکسید هیدروژن تبخیر شده، ETO، اسید پراستیک(هستند. انواع دستگاه‌های اتوکلاو در دمای پایین عبارت‌اند از:

 * استریلیزاسیون “گاز” اکسید اتیلن(اتوکلاو اتیلن اکساید)

بررسی اجمالی. ETO گازی بی‌رنگ است که قابل‌اشتعال و انفجار است. چهار پارامتر ضروری (محدوده عملیاتی) عبارت‌اند از: غلظت گاز (۴۵۰ تا ۱۲۰۰ میلی‌گرم در لیتر). درجه حرارت (۳۷ تا ۶۳ درجه سانتیگراد)؛ رطوبت نسبی (۴۰ تا ۸۰%) (مولکول‌های آب ETO را به مکان‌های واکنشی منتقل می‌کنند) و زمان قرارگرفتن در معرض (۱ تا ۶ ساعت). اینها بر اثربخشی ETO sterilization تأثیر می‌گذارند. در محدودیت‌های خاص، افزایش غلظت گاز و دما ممکن است زمان لازم برای دستیابی به عقیم‌سازی را کوتاه کند.

معایب اصلی مرتبط با ETO طولانی‌بودن زمان چرخه، هزینه و خطرات احتمالی آن برای بیماران و کارکنان است. مزیت اصلی این است که می‌تواند تجهیزات پزشکی حساس به حرارت یا رطوبت را بدون اثرات مخرب بر مواد مورداستفاده در دستگاه‌های پزشکی استریل کند. مواجهه حاد با ETO ممکن است منجر به تحریک (به‌عنوان‌مثال، پوست، چشم، دستگاه گوارش یا دستگاه تنفسی) و افسردگی سیستم عصبی مرکزی شود. استنشاق مزمن با تشکیل آب‌مروارید، اختلال شناختی، اختلال عملکرد عصبی و پلی نوروپاتی‌های ناتوان‌کننده مرتبط است. قرارگرفتن در معرض شغلی در مراکز درمانی و بیمارستان با تغییرات هماتولوژیک و افزایش خطر سقط‌جنین خودبه‌خود و سرطان‌های مختلف مرتبط است.

* پلاسمای گاز پراکسید هیدروژن (اتوکلاو پلاسما)

فناوری جدید استریلیزاسیون مبتنی بر پلاسما در سال ۱۹۸۷ ثبت اختراع شد و در سال ۱۹۹۳ در ایالات متحده به بازار عرضه شد. پلاسماهای گازی به‌عنوان حالت چهارم ماده (یعنی مایعات، جامدات، گازها و پلاسماهای گازی) شناخته می‌شوند. پلاسماهای گازی در یک محفظه محصور در خلأ عمیق با استفاده از فرکانس رادیویی یا انرژی مایکروویو برای تحریک مولکول‌های گاز و تولید ذرات باردار تولید می‌شوند که بسیاری از آنها به شکل رادیکال‌های آزاد هستند. رادیکال آزاد اتمی با الکترون جفت نشده است و گونه‌ای بسیار واکنش‌پذیر است. مکانیسم پیشنهادی عمل این دستگاه تولید رادیکال‌های آزاد در میدان پلاسما است که قادر به تعامل با اجزای ضروری سلول (مانند آنزیم‌ها، اسیدهای نوکلئیک) و در نتیجه اختلال در متابولیسم میکروارگانیسم‌ها هستند. نوع گاز مصرفی و عمق خلأ دو متغیر مهمی هستند که می‌توانند اثربخشی این فرایند را تعیین کنند.

• سیستم پلاسمایی

در اواخر دهه ۱۹۸۰، اولین سیستم پلاسمایی گاز پراکسید هیدروژن برای استریل کردن وسایل پزشکی و جراحی به‌صورت میدانی آزمایش شد. به گفته سازنده سیستم پلاسمایی، محفظه استریلیزاسیون تخلیه شده سپس محلول پراکسید هیدروژن از یک کاست تزریق می‌شود و در محفظه استریلیزاسیون به غلظت ۶ میلی‌گرم در لیتر تبخیر می‌شود. به مدت 50 دقیقه بخار پراکسید هیدروژن از طریق محفظه پخش می‌شود. تمام سطوح ابزار را در معرض مواد ضدعفونی‌کننده قرار می‌دهد و باعث غیرفعال‌شدن میکروارگانیسم‌ها می‌شود. یک میدان الکتریکی ایجاد شده توسط یک فرکانس رادیویی به محفظه اعمال می‌شود تا پلاسمای گاز ایجاد شود.

رادیکال‌های آزاد ازبین‌برنده میکروارگانیسم به‌عنوان‌مثال، هیدروکسیل و هیدروپروکسیل در پلاسما تولید می‌شوند. گاز اضافی حذف می‌شود و در مرحله نهایی (یعنی دریچه) فرایند، محفظه استریلیزاسیون با واردکردن هوای فیلتر شده با راندمان بالا به فشار اتمسفر بازگردانده می‌شود. محصولات جانبی چرخه مانند بخار آب، اکسیژن غیرسمی هستند و نیاز به هوادهی را از بین می‌برند؛ بنابراین، مواد استریل شده را می‌توان با خیال راحت، چه برای استفاده فوری و چه برای ذخیره‌سازی، حمل کرد. این فرایند در محدوده ۳۷-۴۴ درجه سانتیگراد عمل می‌کند و زمان چرخه آن ۷۵ دقیقه است. اگر رطوبت روی اجسام وجود داشته باشد خلأ حاصل نمی‌شود و چرخه از بین می‌رود.

• استریلیزاسیون با اشعه(اتوکلاو گاما – دستگاه فور)

استریل کردن را همچنین می‌توان با استفاده از تابش الکترومغناطیسی، مانند نور فرابنفش UV، اشعه ایکس و اشعه گاما، یا تابش توسط ذرات زیر اتمی مانند پرتوهای الکترونی به دست آورد. تشعشعات الکترومغناطیسی یا ذرات می‌توانند به‌اندازه کافی پرانرژی باشند تا اتم‌ها یا مولکول‌ها را یونیزه کنند (تابش یونیزان)، یا انرژی کمتری (تابش غیریون‌ساز) داشته باشند که این روش استریلیزاسیون دیگر در دسته انواع اتوکلاو قرار نخواهد گرفت و توصیه می‌شود برای آشنایی بیشتر با آن به صفحه انواع روش‌های استریلیزاسیون مراجعه بفرمائید.