Sterilisation und Desinfektion sind kritische Prozesse in der Mikrobiologie, im Gesundheitswesen und in der Laborpraxis. Durch die Sterilisation werden alle Formen mikrobiellen Lebens, einschließlich Sporen, beseitigt, während die Desinfektion die mikrobielle Belastung unbelebter Oberflächen verringert.

Definitionen und Ebenen

1. Sterilisation: Vollständige Eliminierung aller Mikroorganismen, einschließlich bakterieller Endosporen. Wird durch physikalische oder chemische Methoden erreicht.
2. Desinfektion: Eliminierung der meisten pathogenen Mikroorganismen, jedoch nicht unbedingt aller mikrobiellen Formen. Hochwirksame Desinfektionsmittel töten Sporen bei längerer Einwirkung ab.
3. Antisepsis: Anwendung antimikrobieller Wirkstoffe auf lebendes Gewebe, um das Infektionsrisiko zu verringern.
4. Desinfektion: Reduzierung der Mikrobenpopulationen auf ein sicheres Maß gemäß den Standards der öffentlichen Gesundheit.

Physikalische Sterilisationsmethoden

1. Autoklavieren (Dampfsterilisation): Feuchte Hitze bei 121 °C und 15 psi für 15–20 Minuten denaturiert Proteine und zerstört alle Mikroorganismen, einschließlich Sporen. Die zuverlässigste Methode für Labormedien, Instrumente und biologisch gefährliche Abfälle.
2. Trockene Hitze: 160–170 °C für 2 Stunden oxidiert Zellbestandteile. Wird für Glaswaren, Metallinstrumente und Pulver verwendet, die nicht autoklaviert werden können.
3. Filtration: Membranfilter (0,22 µm Porengröße) entfernen Bakterien und Pilze aus hitzeempfindlichen Lösungen wie Antibiotika, Seren und Enzymen. HEPA-Filter entfernen Partikel aus der Luft.
4. Strahlung: Gammastrahlung (Kobalt-60) und Elektronenstrahlung schädigen die DNA. Wird zur Sterilisation von Einweg-Kunststoffartikeln, medizinischen Implantaten und Arzneimitteln verwendet.

Chemische Sterilisation und Desinfektion

1. Ethylenoxid (EtO): Ein gasförmiges Alkylierungsmittel, das für hitzeempfindliche medizinische Geräte verwendet wird. Erfordert aufgrund der Toxizität spezielle Ausrüstung und Belüftung.
2. Glutaraldehyd: Eine 2 %ige Lösung wirkt als hochwirksames Desinfektionsmittel für Endoskope und chirurgische Instrumente. Benötigt 10–30 Minuten für die Desinfektion und bis zu 10 Stunden für die Sterilisation.
3. Wasserstoffperoxid: 3-6 %ige Lösung zur Oberflächendesinfektion; Verdampftes H2O2 wird zur Sterilisation geschlossener Räume und Laborgeräte verwendet.
4. Natriumhypochlorit (Bleichmittel): 0,1–1 %ige Lösung zur Oberflächendesinfektion. Wirksam gegen Bakterien, Viren und Pilze. Korrosiv gegenüber Metallen.
5. Alkohol (70 % Ethanol oder Isopropanol): Denaturiert Proteine ​​und löst Lipide auf. Wirksam zur Hautantiseptik und Flächendesinfektion, jedoch nicht sporizid.

Überwachung der Sterilisation

1. Biologische Indikatoren: Sporen von Geobacillus stearothermophilus (für Autoklaven) oder Bacillus atrophaeus (für trockene Hitze) werden zur Bestätigung der Sterilisation verwendet, indem die Lebensfähigkeit nach der Exposition getestet wird.
2. Chemische Indikatoren: Autoklavenband oder Indikatorstreifen ändern ihre Farbe, wenn die Sterilisationsbedingungen erfüllt sind.
3. Physikalische Überwachung: Für jeden Sterilisationszyklus werden Temperatur-, Druck- und Zeitprotokolle aufgezeichnet.

Faktoren, die die Desinfektion beeinflussen

1. Konzentration: Höhere Desinfektionsmittelkonzentrationen erhöhen im Allgemeinen die Abtötungsrate, aber Alkohol über 90 % ist aufgrund der geringeren Penetration weniger wirksam.
2. Kontaktzeit: Eine angemessene Einwirkzeit ist entscheidend; Gemäß den Anweisungen des Herstellers sollte eine Mindestkontaktzeit eingehalten werden.
3. Organische Belastung: Blut, Serum und andere organische Stoffe können Mikroorganismen schützen und die Wirksamkeit des Desinfektionsmittels verringern. Eine Vorreinigung ist unbedingt erforderlich.
4. Temperatur und pH-Wert: Höhere Temperaturen erhöhen die Desinfektionsaktivität und der optimale pH-Wert variiert je nach Desinfektionsmitteltyp.