การใช้งาน | การฆ่าเชื้อ |
---|---|
นักประดิษฐ์ | ชาร์ลส์ แชมเบอร์แลนด์ |
รายการที่เกี่ยวข้อง | หม้ออัดไอน้ำเสีย |
ออโตเคลฟเป็นเครื่องจักรที่ใช้สำหรับดำเนินกระบวนการทางอุตสาหกรรมและทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องใช้ความร้อนและแรงดันสูงเมื่อเทียบกับความดันและ/หรืออุณหภูมิโดยรอบ ออโตเคลฟใช้ก่อนขั้นตอนการผ่าตัดเพื่อทำการฆ่าเชื้อและในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อบ่มเคลือบและวัลคาไนซ์ยางและสำหรับการสังเคราะห์ด้วยความร้อนใต้พิภพออโตเคลฟในอุตสาหกรรมใช้ในงานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในการผลิตวัสดุผสม
หม้ออัดไอน้ำแรงดันสูงจำนวนมากใช้ในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์และสิ่งของต่างๆ โดยการทำให้อุปกรณ์และสิ่งของเหล่านั้น ได้รับแรงดัน ไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิ 121 °C (250 °F) เป็นเวลา 30–60 นาทีที่ความดัน 205 kPa หรือ 2.02 atm [1] (ประมาณความดันบรรยากาศสองเท่า) ขึ้นอยู่กับขนาดของสิ่งของและสิ่งของที่บรรจุ[2]หม้ออัดไอน้ำได้รับการประดิษฐ์ขึ้นโดยCharles Chamberlandในปี 1879 [3] แม้ว่า Denis Papinได้สร้างเครื่องย่อยไอน้ำซึ่งเป็นต้นแบบในปี 1679 ก็ตาม [4]ชื่อนี้มาจากภาษากรีกauto-ซึ่งแปลว่า ตนเอง และภาษาละตินclavisซึ่งแปลว่า กุญแจ ดังนั้นจึงเป็นอุปกรณ์ที่ล็อกตัวเองได้[5]
หม้อนึ่งฆ่าเชื้อใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านจุลชีววิทยาและวิทยาเชื้อราการแพทย์และการผลิตอุปกรณ์เทียมการสักและเจาะร่างกายและการประกอบพิธีศพ หม้อนึ่ง ฆ่า เชื้อมีขนาดและหน้าที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสื่อที่ต้องการฆ่าเชื้อ และบางครั้งเรียกว่าหม้อนึ่งฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรมเคมีและอาหาร
โหลดทั่วไปได้แก่ เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์และขยะอื่นๆ เครื่องมือผ่าตัด และขยะทางการแพทย์ [ 6] [7]
การประยุกต์ใช้หม้ออัดไอน้ำแรงดันสูงที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงไม่นานมานี้คือการบำบัดและฆ่าเชื้อวัสดุเหลือทิ้งก่อนกำจัด เช่น ขยะที่ก่อโรคในโรงพยาบาล เครื่องจักรในหมวดหมู่นี้ส่วนใหญ่ทำงานภายใต้หลักการเดียวกันกับหม้ออัดไอน้ำแรงดันสูงทั่วไป ตรงที่เครื่องนี้สามารถทำให้สารก่อโรคที่มีแนวโน้มจะติดเชื้อเป็นกลาง (แต่ไม่สามารถกำจัดได้) โดยใช้ไอน้ำแรงดันสูงและน้ำร้อนจัด[8]
หม้ออัดไอน้ำยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการบ่มคอมโพสิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมชั้นหลายชั้นโดยไม่มีช่องว่างใดๆ ที่จะลดความแข็งแรงของวัสดุ และในการวัลคาไนซ์ยาง[9]ความร้อนและแรงดันสูงที่หม้ออัดไอน้ำก่อให้เกิดช่วยให้แน่ใจว่าคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้นั้นสามารถทำซ้ำได้ ผู้ผลิตเสาสำหรับเรือใบมีหม้ออัดไอน้ำที่มีความยาวมากกว่า 50 ฟุต (15 ม.) และกว้าง 10 ฟุต (3 ม.) และหม้ออัดไอน้ำบางส่วนในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับลำตัวเครื่องบินทั้งหมดที่ทำจากคอมโพสิตแบบหลายชั้น[10]
ระบบฆ่าเชื้อในน้ำเสียแบบความร้อนทำงานเหมือนหม้อฆ่าเชื้อเอนกประสงค์ที่ออกแบบมาเพื่อฆ่าเชื้อของเหลวเสียและน้ำเสีย
สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าอากาศที่ค้างอยู่ในหม้ออัดไอน้ำทั้งหมดถูกกำจัดออกก่อนเปิดใช้งาน เนื่องจากอากาศที่ค้างอยู่ในหม้ออัดไอน้ำเป็นตัวกลางที่ทำได้ไม่ดีนักในการทำให้ปราศจากเชื้อ ไอที่อุณหภูมิ 134 °C (273 °F) สามารถบรรลุระดับการปราศจากเชื้อที่ต้องการได้ในเวลาสามนาที ในขณะที่การบรรลุระดับการปราศจากเชื้อในระดับเดียวกันในอากาศร้อนต้องใช้เวลาสองชั่วโมงที่อุณหภูมิ 160 °C (320 °F) [11]วิธีการกำจัดอากาศออก ได้แก่:
หม้ออัดไอน้ำแบบตั้งบนเตาที่ใช้ในงานที่ยากจนหรือไม่ใช่ทางการแพทย์มักไม่มีโปรแกรมกำจัดอากาศอัตโนมัติ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องพ่นไอน้ำแบบพัลส์ด้วยมือที่ความดันบางระดับตามที่มาตรวัดระบุ[12]
หม้อนึ่ง ฆ่าเชื้อทางการแพทย์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์และวัตถุอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าแบคทีเรียไวรัสเชื้อราและสปอร์ ทั้งหมดจะ ถูกทำให้ไม่ทำงาน[13]อย่างไรก็ตามไพรออนเช่น ไพรออนที่เกี่ยวข้องกับโรคครอยต์ซ์เฟลด์ต์-จาคอบและสารพิษบางชนิดที่ปล่อยออกมาจากแบคทีเรียบางชนิด เช่นเซรูไลด์อาจไม่สามารถทำลายได้โดยการนึ่งฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 134 °C ทั่วไปเป็นเวลาสามนาทีหรือ 121 °C เป็นเวลา 15 นาที และควรแช่ในโซเดียมไฮดรอกไซด์ (1M NaOH) แล้วให้ความร้อนในหม้อนึ่งฆ่าเชื้อแบบแรงโน้มถ่วงที่อุณหภูมิ 121 °C เป็นเวลา 30 นาที ทำความสะอาด ล้างในน้ำ และผ่านการฆ่าเชื้อตามปกติ[14] แม้ว่าสายพันธุ์ อาร์เคียหลากหลายสายพันธุ์รวมถึงGeogemma barossiiจะสามารถอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้ในอุณหภูมิที่พบในหม้ออัดไอน้ำ แต่พวกมันมีอัตราการเจริญเติบโตช้ามากในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงมากนักซึ่งมนุษย์อาศัยอยู่ ทำให้ไม่น่าจะแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตอื่นได้[15]สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีใครรู้ว่าสามารถแพร่เชื้อหรือก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ ในความเป็นจริง ชีวเคมีของพวกมันแตกต่างจากมนุษย์มาก และอัตราการขยายพันธุ์ของพวกมันช้ามาก นักจุลชีววิทยาจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับพวกมัน[16]
หม้อนึ่งฆ่าเชื้อมักพบได้ในสถานพยาบาล ห้องปฏิบัติการ และสถานที่อื่นๆ หลายแห่งที่ต้องดูแลให้วัตถุปราศจากเชื้อ ปัจจุบันขั้นตอนต่างๆ มากมายใช้อุปกรณ์แบบใช้ครั้งเดียวทิ้งแทนที่จะเป็นอุปกรณ์ที่ฆ่าเชื้อและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งเกิดขึ้นครั้งแรกกับเข็มฉีดยาแต่ปัจจุบันเครื่องมือผ่าตัด หลายชนิด (เช่นคีมคีบที่ ใส่ เข็มและด้ามมีดผ่าตัด ) มักจะเป็นแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งมากกว่าแบบนำกลับมาใช้ใหม่ (ดูหม้อนึ่งฆ่าเชื้อที่ ใช้ แล้ว ) หม้อนึ่งฆ่าเชื้อมีความสำคัญเป็นพิเศษในประเทศยากจน เนื่องจากมีอุปกรณ์จำนวนมากที่นำกลับมาใช้ใหม่[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เนื่องจากใช้ความร้อนชื้น จึง ไม่สามารถฆ่าเชื้อ ผลิตภัณฑ์ ที่ไวต่อความร้อน (เช่นพลาสติก บางชนิด) ด้วยวิธีนี้ได้ เพราะอาจละลายได้ กระดาษและผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่อาจได้รับความเสียหายจากไอน้ำจะต้องผ่านการฆ่าเชื้อด้วยวิธีอื่นด้วย ในหม้ออัดไอน้ำทั้งหมด ควรแยกชิ้นส่วนออกจากกันเสมอเพื่อให้ไอน้ำสามารถแทรกซึมเข้าไปในสิ่งของได้อย่างสม่ำเสมอ
มักใช้การนึ่งฆ่าเชื้อเพื่อฆ่าเชื้อของเสียทางการแพทย์ก่อนทิ้งใน กระแส ขยะมูลฝอยของเทศบาล ทั่วไป การใช้งานนี้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นในฐานะทางเลือกแทนการเผาเนื่องจากมีข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพเกี่ยวกับผลพลอยได้จากการเผาไหม้ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องเผา โดยเฉพาะจากหน่วยขนาดเล็กที่มักใช้ในโรงพยาบาลแต่ละแห่ง การเผาหรือกระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อนที่คล้ายกันยังคงบังคับใช้โดยทั่วไปสำหรับของเสียทางพยาธิวิทยาและของเสียทางการแพทย์อื่นๆ ที่มีพิษหรือติดเชื้อมาก สำหรับของเสียในรูปของเหลว ระบบการฆ่าเชื้อในน้ำเสียเป็นฮาร์ดแวร์ที่เทียบเท่ากัน
ในทางทันตกรรม หม้ออัดไอน้ำทำหน้าที่ฆ่าเชื้อเครื่องมือทันตกรรม
ในโลกอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ หม้ออัดไอ น้ำทางการแพทย์ถือเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ ที่มีการควบคุม ดังนั้น หม้ออัดไอน้ำทางการแพทย์จำนวนมากจึงจำกัดการใช้งานตามรอบที่ได้รับการอนุมัติจากผู้ควบคุม เนื่องจากหม้ออัดไอน้ำเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานต่อเนื่องในโรงพยาบาล จึงนิยมใช้การออกแบบเป็นทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ต้องมีการบำรุงรักษาที่เข้มงวด และมีต้นทุนการใช้งานสูง (หม้ออัดไอน้ำทางการแพทย์ที่มีการปรับเทียบอย่างถูกต้องจะใช้น้ำหลายพันแกลลอนต่อวัน โดยไม่คำนึงถึงงานที่ใช้ และใช้พลังงานไฟฟ้าในปริมาณมาก)
หม้อนึ่งฆ่าเชื้อที่ใช้ในการศึกษา การวิจัย การวิจัยทางชีวการแพทย์ การวิจัยยา และในโรงงานอุตสาหกรรม (มักเรียกว่าหม้อนึ่งฆ่าเชื้อ "ระดับการวิจัย") ใช้ในการฆ่าเชื้อเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ เครื่องแก้ว อาหารเลี้ยงเชื้อ และของเหลว หม้อนึ่งฆ่าเชื้อระดับการวิจัยถูกนำมาใช้มากขึ้นในสถานที่เหล่านี้ ซึ่งประสิทธิภาพ ความสะดวกในการใช้งาน และความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญ หม้อนึ่งฆ่าเชื้อระดับการวิจัยอาจกำหนดค่าให้ทำงานแบบ "ผ่าน" ได้ ซึ่งทำให้สามารถแยกพื้นที่ทำงานที่ "สะอาด" กับพื้นที่ทำงานที่อาจปนเปื้อนออกจากกันได้อย่างสมบูรณ์ หม้อนึ่งฆ่าเชื้อระดับการวิจัยแบบผ่านมีความสำคัญอย่างยิ่งในโรงงาน BSL-3หรือBSL-4
หม้ออัดไอน้ำระดับการวิจัยซึ่งไม่ได้รับการอนุมัติให้ใช้กับเครื่องมือฆ่าเชื้อที่จะใช้กับมนุษย์โดยตรงนั้นได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่น และความสะดวกในการใช้งาน มีการออกแบบและขนาดที่หลากหลาย และมักจะปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานและประเภทของโหลด รูปแบบทั่วไปได้แก่ ห้องแรงดันทรงกระบอกหรือสี่เหลี่ยม ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือน้ำ และประตูห้องที่เปิดในแนวตั้งหรือแนวนอน (ซึ่งอาจใช้ไฟฟ้าหรือขับเคลื่อนด้วยมือ)
ในปี 2016 สำนักงานความยั่งยืนแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ (UCR) ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพของหม้ออัดไอน้ำในห้องปฏิบัติการวิจัยจีโนมิกส์และกีฏวิทยา โดยติดตามการใช้พลังงานและน้ำของหน่วยงานต่างๆ พบว่าแม้จะทำงานตามพารามิเตอร์ที่ตั้งใจไว้ หม้ออัดไอน้ำระดับการแพทย์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยก็ยังใช้น้ำ 700 แกลลอนและไฟฟ้า 90 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน (ไฟฟ้า 1,134 เมกะวัตต์ชั่วโมงและน้ำรวม 8.8 ล้านแกลลอน) เนื่องจากหม้ออัดไอน้ำใช้พลังงานและน้ำอย่างต่อเนื่องแม้จะไม่ได้ใช้งาน หม้ออัดไอน้ำระดับการวิจัยของ UCR ทำงานเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากัน แต่ใช้พลังงานน้อยกว่า 83% และน้ำน้อยกว่า 97% [17]
เพื่อให้สามารถฆ่าเชื้อสิ่งของต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องใช้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมเมื่อทำรอบการทำงานของเครื่องนึ่งฆ่าเชื้อ การศึกษาวิจัยในปี 2017 ที่ดำเนินการโดย หน่วย กักเก็บทางชีวภาพ ของ โรงพยาบาล Johns Hopkins ได้ทดสอบความสามารถของเครื่องนึ่งฆ่าเชื้อแบบผ่านเพื่อฆ่าเชื้อขยะทางการแพทย์จำลองเมื่อใช้งานตามการตั้งค่าเริ่มต้นจากโรงงาน การศึกษาวิจัยพบว่า 18 จาก 18 รายการ (100%) ของชุดผู้ป่วยจำลอง (ชุดอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล 6 ชุด ผ้าปูที่นอน 6 ชุด และของเหลว 6 ชุด) ผ่านการทดสอบการฆ่าเชื้อด้วยพารามิเตอร์ที่เหมาะสม เมื่อเทียบกับชุดจำลองเพียง 3 จาก 19 รายการ (16%) ที่ผ่านการทดสอบโดยใช้การตั้งค่าเริ่มต้นจากโรงงาน[18]
มีตัวบ่งชี้ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพที่สามารถนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าหม้ออัดไอน้ำจะถึงอุณหภูมิที่ถูกต้องเป็นเวลาที่เหมาะสม หากสิ่งของที่ไม่ได้รับการบำบัดหรือได้รับการบำบัดอย่างไม่ถูกต้องถูกเข้าใจผิดว่าเป็นสิ่งของที่ได้รับการบำบัด ก็มีความเสี่ยงที่สิ่งทั้งสองจะสับสนกัน ซึ่งในบางกรณี เช่น การผ่าตัด ถือเป็นเรื่องสำคัญ
ตัวบ่งชี้ทางเคมีบนบรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์และเทปออโตเคลฟจะเปลี่ยนสีเมื่อตรงตามเงื่อนไขที่ถูกต้อง ซึ่งบ่งชี้ว่าวัตถุภายในบรรจุภัณฑ์หรือใต้เทปได้รับการประมวลผลอย่างเหมาะสม เทปออโตเคลฟเป็นเพียงเครื่องหมายที่ไอน้ำและความร้อนทำให้สีย้อมทำงาน เครื่องหมายบนเทปไม่ได้บ่งชี้ว่าปราศจากเชื้ออย่างสมบูรณ์ อุปกรณ์ที่ท้าทายกว่าซึ่งตั้งชื่อตามผู้ประดิษฐ์คืออุปกรณ์ Bowie-Dick ยังใช้เพื่อตรวจสอบวงจรเต็มรูปแบบอีกด้วย อุปกรณ์นี้มีตัวบ่งชี้ทางเคมีแผ่นเต็มวางอยู่ตรงกลางกองกระดาษ อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อพิสูจน์ว่ากระบวนการนี้บรรลุอุณหภูมิและเวลาเต็มที่ตามที่กำหนดสำหรับวงจรขั้นต่ำปกติที่ 134 °C เป็นเวลา 3.5–4 นาที[19]
เพื่อพิสูจน์ความปลอดเชื้อ จะใช้ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพประกอบด้วยส ปอร์ ของแบคทีเรียที่ทนความร้อนGeobacillus stearothermophilusหากหม้ออัดไอน้ำไม่ถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม สปอร์จะงอกเมื่อฟัก และการเผาผลาญ ของสปอร์ จะเปลี่ยนเป็น สารเคมีที่ไวต่อ ค่า pHตัวบ่งชี้ทางกายภาพบางอย่างประกอบด้วยโลหะผสมที่ออกแบบมาให้หลอมละลายได้หลังจากถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิที่กำหนดเป็นระยะเวลาที่เหมาะสมเท่านั้น หากโลหะผสมหลอมละลาย การเปลี่ยนแปลงจะปรากฏให้เห็น[20]
หม้ออัดไอน้ำควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์บางรุ่นใช้ค่า F 0 (F-nought) เพื่อควบคุมรอบการฆ่าเชื้อ ค่า F 0ถูกกำหนดเป็นจำนวนนาทีของการฆ่าเชื้อที่เทียบเท่ากับ 121 °C (250 °F) ที่ความดัน 103 kPa (14.9 psi) เหนือความดันบรรยากาศเป็นเวลา 15 นาที เนื่องจากการควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนนั้นทำได้ยาก จึงต้องตรวจสอบอุณหภูมิและปรับเวลาการฆ่าเชื้อให้เหมาะสม[21]
{{citation}}
: CS1 maint: ชื่อตัวเลข: รายชื่อผู้เขียน ( ลิงค์ )แช่ในโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)20 แล้วให้ความร้อนในหม้ออัดไอน้ำแบบแรงโน้มถ่วงที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 30 นาที ทำความสะอาด ล้างออกด้วยน้ำ และฆ่าเชื้อตามปกติ