In der Medizin sowie in der Biotechnologie wird ein Sterilisator, der heißen, gesättigten Wasserdampf zur Abtötung von Mikroorganismen verwendet, als Autoklav bezeichnet.
Das macht ein Autoklav.
Der heiße Sattdampf kondensiert auf dem kühleren Sterilisiergut und gibt dabei seine Energie ab. Dies führt zur Koagulation des Eiweißes in der Zelle und zur Zerstörung der Zelle[1} . Allerdings beeinflusst nicht nur die feuchte Hitze als Wärmeträger die Sterblichkeit eines Organismus. Auch der Wassergehalt innerhalb der Zelle spielt eine entscheidende Rolle. Je niedriger der Wassergehalt, desto größer ist die Hitzebeständigkeit. Aus diesem Grund ist die Abtötung von Bakteriensporen so anspruchsvoll!
Wann gilt etwas als steril?
Steril bedeutet, dass keine lebensfähigen Mikroorganismen mehr vorhanden sind (nach EN 556). Dies schließt die Abtötung von Mikroorganismen sowie deren Ruhestadien ein. In der Praxis kann dieser Zustand jedoch nie mit absoluter Sicherheit bestätigt werden. Als akzeptables Maß gilt bei der Sterilisation von Medizinprodukten, dass ein Produkt als „steril“ bezeichnet werden darf, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass ein lebensfähiger Mikroorganismus auf oder in dem Produkt vorhanden ist, kleiner oder gleich 1 x 10^-6 ist. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen während der Sterilisation bestimmte Bedingungen erfüllt sein.
Die wichtigsten Verfahrensparameter sind:
- Sterilisierzeit
- Sterilisiertemperatur
- Feuchtigkeit.
Die genaue Überwachung dieser Parameter ist entscheidend für die Qualitätssicherung.
Vorteile der Dampfsterilisation
- Sattdampf mit hohem Energiegehalt als äußerst wirksames Sterilisiermedium
- Schnelle und zuverlässige Inaktivierung von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen, Sporen, Viren und Parasiten
- Gleichmäßige Verteilung des Dampfes in der gesamten Sterilisierkammer
- Effektive Dampfdurchdringung auch bei porösen Sterilisiergütern
- Ungiftiges, kostengünstiges und universell verfügbares Sterilisiermittel
- Rückstände werden nicht auf dem Sterilgut hinterlassen
Wirkung von feuchter Hitze auf Mikroorganismen
Bei der Dampfsterilisation werden Temperaturen verwendet, die über der optimalen und maximalen Wachstumstemperatur von Mikroorganismen liegen. Empirisch können die verschiedenen Keimarten dadurch in mehrere Resistenzstufen unterteilt werden. Jede dieser Resistenzstufen ist bestimmten Desinfektions- oder Sterilisationsverfahren zugeordnet.
Beispiele von Hitzeresistenz gegen feuchte Hitze [Wallhäußer, 1988]
Quelle: Praxis der Sterilisation, Desinfektion, Konservierung. Thieme, Stuttgart 5. Auflage 1995 (Wallhäuser, K.-H.)
| Resistenz-Stufe | Verfahren | Organismus (Beispiele) | Temperatur (°C) | Zeit (min.) |
|---|---|---|---|---|
| I | Pasteurisieren | Pathogene Streptokokken, Listerien, Polioviren | 61,5 | 30 |
| II | Gelindes Erhitzen | Die meisten vegetativen Bakterien, Hefen, Schimmelpilze, alle Viren außer Hepatitis-B | 80 | 30 |
| III | Kochen | Hepatitis-B-Viren, die meisten Pilzsporen | 100 | 5 - 30 |
| IV | Gespannter Dampf | Bacillus anthracis-Sporen | 105 | 5 |
| V | Gespannter Dampf (Standardverfahren) | Bacillus stearothermophilus-Sporen | 121 | 15 |
| VI | Gespannter Dampf | Prionen | 134 | 60 |
[1] Ein weiterer Weg, Mikroorganismen durch Hitze abzutöten, ist die Oxidation. Dieser Prozess wird bei der Sterilisation mit trockener Hitze genutzt. Dabei werden die Proteine so intensiv erhitzt, dass sie verbrennen (oxidieren). Um dies zu erreichen, sind deutlich höhere Temperaturen notwendig.
