《电离辐射灭菌》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,*,第四级单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第五级,第三章电离辐射灭菌,Sterilization by lonising Radiation,定义：,电离辐射灭菌是指利用,丙种()射线或高能量电子束,（阴级射线）进行的灭菌。是一种适用于忌热物品的常温灭菌方法，又称之为,“冷”灭菌,。,特点：,不使物品升温、穿透力强、操作简便、成本低。,适用：,忌热物品。,常用于,一次性医疗塑料物品,、精密器械、生物制品、药品、食品。,电离辐射灭菌的发展,早在19561985年，美国科学家用电子加速器进行实验证明，电子辐射能使外科缝线灭菌，为医疗用品的辐射灭菌提供了应用实例。,目前不少发达国家和发展中国家，对大量的一次性使用的医用敷料制品采用辐射灭菌。,电离辐射灭菌的发展,电离辐射灭菌优于环氧乙烷等化学灭菌,。由于环氧乙烷易燃，易爆，使用不便，且对人有一定毒性，故现在国外以转向用电离辐射灭菌。,由于电离辐射灭菌是低温灭菌，不发生热的交换、压力差别和扩散层的干扰，所以尤其适用于怕热的灭菌物品,而且从经济上考虑，,只有辐射灭菌适合大规模的灭菌,。,一、电离辐射灭菌的应用,医疗用品的电离辐射灭菌,是上世纪五十年代逐步发展起来的一种新的消毒工艺。,加热消毒法,发展最早，但应用逐渐减少，,化学消毒法,自40年代开始应用以来，至80年代逐渐下降，主要原因是消毒灭菌后残留毒性问题。,只有,辐射灭菌法,的应用逐步上升。,医疗用品的电离辐射灭菌,早在发现,X,射线后的第二年,即1897年，Mink发表论文论述了X射线对细菌的杀灭作用,至50年代开始进入实用阶段，最早由美国的公司Ethiaon公司在1956年用电子直线加速对手术缝线、一次性使用的注射器及针头进行辐射消毒，1964年改为,60,Co源,，以后各国相继建立了辐射消毒装置。,医疗用品的电离辐射灭菌,我国医疗卫生用品电离辐射灭菌研究和应用始于上世纪80年代。目前有30个省市自治区建有容量不等的,60,Co,辐射装置。,取得的进展主要有：,医疗卫生用品上初始污染调查。,污染菌抗性测定。,生物指示剂的研究。,灭菌剂量的计算。,抗辐射材料的研究。,辐射机理方面的探讨。,医疗用品的电离辐射灭菌,国家技术监督总局和卫生部于1996年发布GB16383-1996“医疗卫生用品辐射消毒，灭菌质量控制标准”。,2000年制订了“医疗卫生用品电离辐射灭菌操作技术要求”的国家标准。,药品的电离辐射灭菌,因为很多药品对热敏感，所以对抗菌素、激素、甾体化合物、复合维生素制剂等已经用辐射作了检查，发现用2Mrad照后除少数例外，,一般稳定性可保存四年,，无不利化学反应。一般固体状态的药物比液态药物稳定，大的照射剂量对牛痘病毒可能有些破坏，同时发现电离辐射对胰岛素有害的影响。,药品的电离辐射灭菌,我国对,中药,的电离辐射灭菌研究较多。中药材经射线照射，其化学成分、药理作用、临床毒性、疗效等均未见明显改变。,食品的电离辐射处理,批准辐照食品最早的国家苏联，于1958年批准马铃薯。1965年批准洋葱。,批准辐射食品最多的国家是荷兰。,美国研究的最早，投资最大，但批准的很少，只有面粉和土豆。,食品的电离辐射处理,在发展中国家辐射食品保存受到越来越多的重视，因为这些国家大多处于高温、高湿的热带和亚热带地区，物产丰富，如鱼类、谷类、豆类等。但损失严重，多者达3050%。加之，目前对水果蔬菜化学试剂（如二溴乙烷、环氧乙烷等）保藏，越来越多的环境机构对此提出抗议。如美国从1983年1月起对凡用二溴乙烷熏蒸过的产品不让入境。化学灭菌法已不受欢迎了。,食品的电离辐射处理,近年来，世界各国批准的辐射食品品种有了很大的发展，1974年有19种，1976年增加到25种，目前已有23个国家的卫生部门对39种辐射食品商业化进行了无条件批准或暂行批准。,1980年10月，联合国粮家组织（EAO）、国际原子能机构（IAEA）和世界卫生组织（WHO）三个组织，组成辐照食品安全卫生专家委员会，通过了一项建议“总体剂量为100万拉德（1Mrad）照射的任何食品不存在毒理学上的危害，用这样剂量照射的食品不再需要作毒理试验。”,国内概况：,1983年7月中央卫生部审查通过了马铃薯、洋葱、粮食、蘑菇四种辐射食品的卫生标准，此后上海、河南、北京、广州、江苏、浙江等省市也在筹建食品辐射中心，目前已有许多辐照食品上市。,食品辐照的应用：,1.,杀虫,：大多数昆虫在5204拉德下被杀死。,2.,抑制发芽、延迟成熟、改进食品品质,：,用放射线抑制发芽，需要的剂量小（5154拉德）辐照,马铃薯、洋葱、大蒜、生姜,等使它们不能发芽。照射后的蔬菜不需要特殊的保藏设备。,辐射能推迟,香蕉、芒果、番木瓜、香菌、蘑菇,的成熟，减少腐烂，延长贮运期。,二、电离辐射灭菌的种类和特征,种类：电离辐射灭菌的辐射源有,60,Co的射线,电子加速器产生的,高能电子束射线,高能电子束打在重金属靶上产生的,X射线,。,以,60,Co,应用最广。,辐射灭菌方法的比较,项目,射线灭菌,电子束射线灭菌,射线灭菌,源种类,60,钴,和,137,铯,电子加速器,穿透力,大,小,大,剂量分布均匀性,大,小,大,剂量率,小：1-几十kGy/h,大：1-几十kGy/s,中：1-几十kGy/min,加工速度,数小时数十小时,几秒,几分几十分,对材料影响,对材质有劣化趋势,较射线小,与射线差不多,温度上升,小,大,小中,照射方向性,4方向,单一方向,单一方向,射线利用率,小中,大,小,生产特征,大量生产,少量及大量生产,少量及大量生产,三、电离辐射灭菌的基本原理,直接作用,：射线的能量引起分子的电离或激发，直接破坏微生物的核酸、Pr、酶等有生命功能的物质。,间接作用,：由于射线作用使水分子电离产生自由基，自由基再作用于核酸、Pr、酶等。,（一）电离辐射灭菌对细胞的损伤分类,（1）致死损伤,是一种不可逆、不可修补的致细胞死亡的损伤。,（2）半致死损伤,除非叠加半致死损伤，这种损伤在正常情况下，数小时内能得到恢复。,（3）潜在的致死损伤,这种损伤将受到辐照后环境条件的影响。,（二）辐照装置简介,1、分批、堆码翻转,静态间歇方式,装置：,可作为实验性和小规模生产应用。,2、传输带悬挂链,连续运动辐照方式,装置：,大规模生产应用。,（三）电离辐射灭菌的优点,（1）灭菌彻底，无污染与残毒。,（2）可在常温下进行灭菌，特别适用于处理热敏材料制成的医疗产品。,（3）产品可在包装后灭菌。,若包装材料耐辐射，不透菌，灭菌后的医疗用品可保存2-5年。,（4）可连续不间断作业，节约能源。,几种常用灭菌方法性能的比较,项目,电离辐射法,环氧乙烷法ETO,高压蒸汽法,包装材料的适用性,耐辐射材料,透气性材料,耐压、耐热、透气,毒物的残留,没有,有（残留气体）,没有,处理时间,几秒几小时,几十几小时,几十分钟,处理方法,连续式,批量式,批量式,灭菌参数,时间、剂量,浓度、温湿度、时间,温度、时间,规模和处理量,大,中,小,灭菌后处理,无,通空气去除ETO，放置待ETO分解,无,四、辐射灭菌的剂量选择,1、单位,拉德,(radiation ab-sorbed dose；,Rad,)；,戈瑞,(Gray，,Gy,),拉德的定义,是指1g质量的被照射物质吸收射线能量为100尔格时所吸收的剂量。,按国际单位制，吸收剂量将以,“焦耳/千克,”为单位，也称,戈瑞,，其关系为：,1拉德=100尔格/克=0.01焦耳/千克=0.01戈瑞,2、计算公式,SD=D,10,lg（N,0,/N）,SD：所需剂量；D,10,：杀灭90%微生物的剂量；,N,0,：灭菌前菌数；,N：灭菌后残存(或允许活存)的菌数,N：一般采用10,-6,，这一数值是以灭菌处理100万个试样品，全部做灭菌试验时，试样品残余细菌发现率在1或1以下，也就是说灭菌的准确率达99.9999%。,N取,10,-6,是对,直接或间接进入生物组织,内的医疗器械为对象得出的数值，对,其他用品,如面罩等一般为,10,-3,10,-4,。,3、灭菌剂量,不论灭菌的医疗用品类型如何，在大多数国家（包括英国），最小或平均的吸收剂量以,2.5Mrad,被认为是合适的灭菌剂量,而且一般认为是相当于标准热灭菌方法,即12115min饱和蒸汽压和1602小时的干热(但有不同意见)。,五、微生物辐射抗性范围,1.芽胞真菌病毒繁殖体。,一般,多细胞微生物,比单细胞微生物辐射更敏感，,革兰阴性菌,比,阳性菌,更敏感，,繁殖体比细菌的,芽胞,对更敏感，厌氧菌芽胞比需氧菌芽胞较难杀灭。,真菌,差不多同那些具有中等抗性的细菌芽胞具有相同的抗性。,一般,病毒,比细菌更有辐射抗性。,病毒中双股复杂病毒又比单股病毒较难杀灭，,小病毒比大病毒较难杀灭。,生活在活细胞系统中的一些病毒有最大的辐射抗性。,2.辐射灭菌的标准指示菌,一般采用短小芽胞杆菌E601的芽胞，而北欧国家多采用粪链球菌、球杆菌芽胞。,六、影响电离辐射灭菌的因素,微生物种类和物品的污染程度,不同种类微生物对辐射敏感性不同。,对同一菌种其含菌量不同，则其辐射敏感性也不同。菌液浓度高，D值增加。,对同一菌株，由于菌的生理差异，其辐射抗性也不同。,温度,一般情况下均在常温下照射。,在0附近时，D,10,值无显著变化。,低于0时影响较大。当温度下降时D,10,值有变大倾向。,氧气和含水量,辐照时，因氧存在可能生成的过氧化物，将会对菌的杀伤起间接作用。在,氧气或空气,中照射生物大分子（酶和核酸）其,辐射敏感性,一般比在真空或在惰性气体中照射,高,。,但这种现象是指当电离辐照干燥的生物大分子产生的。如在稀水溶液中，氧的增强作用极小或不增强，甚至还出现防护作用。这主要是因为氧气与辐射诱发的自由基具有高度亲和力的原因，在水溶液中氧有清除水产生和自由基的作用。,共存物的影响,微生物对放射线的抵抗性随共存物的不同而变。,制成医疗用品的材质、与菌共存的尘埃和黏附在医疗用品上的润滑剂、脂肪、蛋白质、食盐、有机或无机化合物混合等，将影响杀菌的效果。,五、电离辐射对物品及人的危害,1、对塑料用品的影响,电离辐射对聚合分子可引起交联或降解，并放出H,2,、CH,4、,C,3,H,6,、CO、CO,2,或HCl等，但常用的塑料（聚乙烯）在灭菌剂量范围内影响不大。,五、电离辐射对物品及人的危害,2、,对纤维的影响,电离辐射可使棉纤维解聚，因而降低其抗张强度，而对丝质外科缝线损坏较轻。,3、引起人体放射病。,