Metodi di Sterilizzazione per Biomateriali

Appunto iniziale

Anche in questo caso scarseggiano le immagini libere da copyright in merito, quindi come al solito, metterò delle immagini poco pertinenti, e sotto un link verso qualcosa di più utile per chi fosse interessato. Grazie 

Per Biomateriale si intende un materiale che è possibile interfacciare con i sistemi biologici a scopo di valutare, monitorare,trattare accrescere sostituire o facilitare la rigenerazione di ogni tessuto, organo o funzione del corpo umano

(Satellite Consensus Conference, 2005)

I materiali impiantati in corpi animali devono essere per ovvi motivi igienici, preventivamente sterilizzati.

Per sterilizzazione si intende l'eliminazione di qualsiasi forma di vita, sia di tipo animale che vegetale, microscopica a macroscopica.

Per disinfezione invece si intende l'eliminazione di tutti i possibili agenti infettivi o potenzialmente riconoscibili dal corpo come antigeni.

Vi sono diverse metodologie per sterilizzare un biomateriale, e la prima di esse è senza dubbio è la sterilizzazione tramite calore secco.

Come intuibile dal nome è un processo che utilizza il calore per uccidere batteri e spore.

Sono necessarie alte temperature, dai 160 ai 180°C, poichè l'aria non è in sé un buon conduttore di calore.

Questo metodo ovviamente può essere utilizzato per materiali termoresistenti e su cui riulta impossibile la sterilizzazione a vapore, in quanto impermeabili a quest'ultimo.

Questo non è un processo indicato per materie plastiche.

Immagine inutile genitlmente offertaci da Pixabay, questa invece è un' autoclave link

Sterilizzazione a vapore in autoclave:

E' un metodo ampiamente utilizzato negli ospedali per la sterilizzazione di dispositivi chirurgici in metallo,           i suoi vantaggi sono la velocità e la semplicità di processo nonchè l'assenza totale di residui tossici.

Si effettua esponendo i dispositivi a vapore saturo in un range di temperatura che varia dai 121 ai 132°C.

E' necessario che tutte le superfici siano raggiungibili dal vapore, e che, se presente, l'involucro o il confezionamento dell'oggetto da sterilizzare sia impermeabile al vapore.

Anche questo processo è incompatibile per i materiali polimerici A causa delle basse temperature di fusione.

Sterilizzazione tramite ossido di etilene:

L'ETOX è un gas con composizione [(CH2)2O] e punto di ebollizione a 11°C. 

E' una sostanza con elevata tossicità, con proprietà mutagene , cancerogene e , udite udite, esplosivo ad una concentrazione maggiore del 3%. 

Per quest'ultimo motivo viene spesso miscelato con altri gas, come l'anidride carbonica (per il 90%), o il fluorocarburo-12.

Il gas ha un odore piacevole, ed è percepibile dall'olfatto umano in concentrazioni superiori alle 700 ppm (parti-per-milione), e considerando che risulta tossico per concentrazioni inferiori a 1 ppm, risulta essere un serio pericolo in caso di fuoriuscita per gli operatori.

La durata del singolo ciclo di sterilizzazione dipende dall'umidità, dalla concentrazione di ETOX utilizzato e dalla temperatura.

In seguito al processo è necessario che la sostanza sia completamente rimosso (per quanto possibile, tollerabile e legiferato appositamente tramite norma ISO) dai materiali sterilizzati. 

Per fare ciò è consigliata una ventilazione forzata all'interno di appositi armadi con temperature attorno ai 50°.

Per i materiali polimerici vi è il rischio che il gas si diffonda all'interno del dispositivo; é quindi necessario attendere fino a 48 ore (sempre sotto ventilazione forzata atemperature attorno ai 50°C) e in seguito verificare tramite spettrografia, per garantire la completa espulsione del gas, prima che il dispositivo possa di nuovo essere considerato sicuro.

Immagine da pixabay, e qui un sistema di degassaggio post processo link

Sterilizzazione tramite fascio elettronico

Questo processo utilizza un fascio di elettroni accellerato con una potenza di circa 5-10 MeV (microelettronvolt), e sterilizza il materiale tramite la ionizzazione del materiale genetico di eventuali batteri.

 Per dirlo in modo completo, ionizza le molecole d'acqua, che a loro volta ionizzano il materiale genetico, inattivandolo.

Il fascio elettronico ha una capacità di penetrazione di 0,5cm ogni MeV per materiali con densità di 1g/cm^3, per un massimo di 3-4cm, dato che a energie maggiori di 10 MeV potrebbe indurre radiazione nel materiale.

Uno dei parametri di processo da tenere in conto è la quantità di potenza assorbita dalla superficie del dispositivo, misurata in Grey o Gy (J/kg).

Una quantità eccessiva potrebbe danneggiare il materiale, soprattutto se si tratta di polimeri.

La zona esposizione del CERN, o secondo Pixabay "Svizzera cielo nuvole", qua invece una diapositiva di un impianto link

Sterilizzazione tramite radiazioni ionizzanti:

Processo che impiega delle onde elettromagnetiche simili ai raggi X,con elevato potere di penetrazione, 50cm circa.

La potenza assorbita dalle superfici per le radiazioni ionizzanti sono circa 20KGy/h, mentre per il fascio elettronico ci si aggira sui 20KGy/s.

Sterilizzazione tramite gas plasma.

Il plasma si può ottenere eccitando un gas con corrente continua o alternata in presenza di un forte campo magnetico.

A contatto con i materiali, questo processo inattiva tutti gli elementi batterici e le spore presenti, senza alterare il materiale, anche se potrebbe surriscaldare dei dispositivi metallici a causa del forte campo magnetico.

Viene comunemente utilizzato un gas privo, quando non in stato di plasma, di alcuna proprietà sterilizzante, tipo il perossido di diidrogeno.

E come ultimo un impianto di sterilizzazione Sterrad a basse temperature tramite la ionizzazione di H2O2 link

Esistono altri metodi, in realtà ma questi sono quelli che mi sono richiesti ai fini dell'esame. Quindi stateci.