Известно, что для уничтожения болезнетворных бактерий не всегда нужно прибегать к столь высоким температурам, как 100—120° С; иногда достаточно прогреть раствор в течение 10 мин при 70—80° С или в течение 30 мин при 60—65° С. Такой метод стерилизации называется пастеризацией — по имени французского ученого Постера, впервые применившего его. Однако при этом споры и некоторые виды непатогенных микробов не теряют способности размножаться. Поэтому для стерилизации ампул с растворами данный метод почти не применяется.
Дробная стерилизация, или тиндализация. Для уничтожения вегетативных форм спор был предложен метод, согласно которому нагревание (пастеризацию) повторяют несколько раз с тем, чтобы в промежутках между отдельными стерилизациями дать возможность спорам прорасти, а затем убить образовавшиеся из них вегетативные клетки.
Практически это осуществляют следующим образом: наполняют сосуд подкрашенной водой, кладут в него запаянные ампулы и нагревают от 30 мин до часа при температуре 60—80° С. При этом надо постоянно перемешивать воду, так как в высоком сосуде разница температур между верхним и нижним слоями может достигать нескольких градусов.
После первой стерилизации ампулы оставляют в течение суток при температуре 25—37° С. Через сутки их снова подогревают и затем опять оставляют на сутки. Так повторяют пять раз, если нагревание шло при 60—• 65° С в течение одного часа каждый раз. Если температуру доводили до 70—• 80° С, то при тех же условиях нагревание повторяют три—четыре раза по одному часу, а если нагревание продолжалось всего 30 мин при 60—65° С, — то шесть — семь раз.
Химический способ стерилизации. Многие растворы нельзя стерилизовать при высокой температуре. В этих случаях обеспложивание производится добавлением химических веществ, задерживающих развитие микроорганизмов. Чаще всего с этой целью добавляют 0,25—0,50% фенола (карболовой кислоты); другие вещества, как, например, сулема (0,02—0,10%), хлороформ, хлорэтон, тимол, салициловая кислота (до 0,1 %), употребляются реже.
Ни одно из дезинфицирующих средств в употребляемых концентрациях не гарантирует уничтожения стойких микробов, а только' приостанавливает их размножение. В то же время эти средства не безразличны для организма, а многие даже ядовиты; поэтому увеличение их концентрации невозможно, а применение в слабых концентрациях иногда не оказывает нужного действия на микроорганизмы и особенно на их споры. Помимо того, многие дезинфицирующие средства могут вступать в химическое взаимодействие с лекарственным веществом; так, например, растворы некоторых алкалоидов образуют с сулемой нерастворимые осадки, фенол с антипирином дает маслянистую жидкость, всплывающую на поверхность, и т. д.
Обеззараживающие средства добавляются к ампулированным растворам только по соответствующей официнальной прописи. При этом на этикетке должно быть указано наименование и количество взятого вещества.
Некоторые нетеплостойкие лекарственные вещества обладают сильными бактерицидными свойствами (уротропин, парааминосалициловая кислота). Поэтому растворы таких веществ допускаются к применению без стерилизации. Однако для большей предосторожности пустые ампулы, воду и другие вещества, входящие в соприкосновение с приготовляемым раствором, предварительно тщательно стерилизуют. Наполнение ампул и запайку их производят в асептических условиях.
В области химической стерилизации должны быть решены еще многие проблемы.
Механический способ удаления микроорганизмов из растворов. Многие растворы для впрыскивания нельзя нагревать из-за опасности их разложения. Поэтому иногда их стерилизуют путем фильтрования через специальные микропористые фильтры.
Эти фильтры, или так называемые свечи, имеют вид полых цилиндров; с одного конца они закрыты, а с другого в них сделаны отверстия. Фильтрование можно производить двояко: либо жидкость вводят внутрь фильтра, и она, просачиваясь через стенки, вытекает в стерильный сосуд, либо, наоборот, жидкость отсасывается через стенки внутрь свечи и оттуда вытекает через отверстие. Последний способ удобнее в том отношении, что фильтр легче очистить от приставших к нему загрязнений.
Такие свечи изготовляют из фарфора, а иногда — из инфузорной земли.
Действие свечей тем совершеннее, чем меньше и равномернее их поры. Мельчайшая трещина в фильтре делает его непригодным к употреблению. Контроль целости стенок производится путем накачивания воздуха в свечу, погруженную в воду. Если в каком-либо месте быстро выходят многочисленные пузырьки воздуха, свечой пользоваться нельзя.
Бактерии задерживаются пористыми перегородками не потому, что диаметр капиллярных ходов фильтра меньше, чем поперечник бактерий, а вследствие молекулярного притяжения и прилипания взвешенных тел к внутренним стенкам пор. Этим объясняется так называемое прорастание фильтров при длительном фильтровании, когда микроорганизмы и споры постепенно начинают переходить в фильтрат; этим же объясняется проникновение через фильтры фильтрующихся вирусов и пирогенных веществ. Поэтому свечи необходимо периодически чистить и стерилизовать.
Асептический метод приготовления инъекционных растворов. Растворы, которые под действием высоких температур и даже при пастеризации изменяют свой состав, приготовляют асептическим способом. Этот метод требует особой аккуратности в работе. Все операции по приготовлению растворов, наполнению ими ампул и их запайке должны производиться в соответствующей комнате или в специальных помещениях, в которых приняты все меры чистоты и асептики (см. первую часть настоящей книги).
Стерилизация токами высокой частоты. Высокочастотная стерилизация ампул с инъекционными жидкостями принципиально ничем не отличается от применяемых физических или тепловых методов. Однако имеется ряд особенностей, касающихся самих установок для стерилизации, ибо в обоих случаях они весьма различны. Например, применяемые в настоящее время автоклавы-стерилизаторы относятся к аппаратам периодического действия. Установки же для стерилизации токами высокой частоты могут конструироваться непрерывно действующими, т. е. ампулы на транспортере беспрерывно проходят между двумя параллельными плоскими электродами. Попадая здесь в поле токов высокой или ультравысокой частоты, они в течение 50— 60 сек (в зависимости от мощности генератора) нагреваются до 100° С. После стерилизации ампулы автоматически передаются на следующую стадию технологического процесса. Это позволило бы создать при ампулировании растворов поточную систему производства.
При стерилизации обычными методами нагревание обусловливается теплопроводностью и протекает постепенно от периферии к центру вещества. На такой прогрев требуется продолжительное время. При стерилизации в поле токов ультравысокой или высокой частоты нагревание происходит без участия теплопроводности, потому что электрические силовые линии проходят через каждую точку тела почти одновременно, вследствие чего нагрев практически осуществляется сразу же как в центре, так и по краям а'мпул — одинаково быстро в маленьких и больших ампулах или даже в значительной массе ампул. При этом имеется возможность сравнительно просто и быстро производить в широких пределах регулировку и контроль режима нагревания. Такой возможности нет при автоклавном методе стерилизации.
Стерилизация инфракрасными лучами. Инфракрасные, или тепловые, лучи составляют часть спектра световой радиации, простирающуюся от красного конца видимого спектра в область длинных волн.
Источником инфракрасных лучей являются любые нагретые тела. Практически для этой цели могут быть использованы специальные зеркальные тепловые лампы накаливания (термоизлучатели), выпускаемые отечественной промышленностью. Эти лампы могут быть использованы для трансформации электрической энергии в лучистую и тепловую, применяемую для стерилизации.
Особенность передачи лучистой энергии заключается в том, что промежуточный слой воздуха между термоизлучателем и облучаемым материалом не нагревается и теплопотери в окружающую среду невелики.
Скорость нагрева ампул с раствором зависит от следующих факторов:
1. плотности лучистой энергии на единицу поверхности;
2. температуры;
3. оптических свойств твердой и жидкой фаз;
4. отражательной и поглотительной способностей ампульного стекла и растворов;
5. диаметра (величины) ампул;
6. количества водяных паров и запыленности воздуха между лампой и нагреваемыми ампулами.
По отношению к инфракрасным лучам различают прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные вещества.
Ампулы с растворами лекарственных веществ относятся к полупрозрачным материалам, так как стекло, вода и пары над раствором сильно поглощают инфракрасные лучи. При нагревании инфракрасными лучами лучистая энергия превращается в тепловую во всей толще стекла и прилегающем слое жидкости глубиной около 3 мм, равномерно прогревая весь его объем только путем конвекции.
Для обеспечения равномерного прогрева инфракрасными лучами ампулы с растворами следует располагать на движущейся ленте в один слой.
Стерилизация ультрафиолетовыми лучами. Губительное действие ультрафиолетовых излучений на бактерии известно давно. Поэтому появление искусственных источников ультрафиолетового света, естественно, привлекло внимание бактериологов, эпидемиологов и гигиенистов к изучению его влияния на микроорганизмы.
Наибольшим бактерицидным действием обладает ультрафиолетовая радиация, лежащая в пределах длины волн 254—257 ммк (миллимикрон -миллионная часть миллиметра).
Различные типы бактерий в разной степени стойки к ультрафиолетовым излучениям; так, особо стойкими являются споры, многие из которых не теряют своих вегетативных свойств.