التعقيم بواسطة أوكسيد الايثلين
مقدمة:
أوكسيد الايثلين هو غاز عضوي عديم اللون يملك الصيغة العامة C2H2Oو الصيغة المنشورة و يملك درجة غليان تساوي 10.8 درجة مئوية بالضغط الجوي العادي،
حلول بالكحول و الايثر, قابل للانفجار
بشكله النقي و قابل للاشتعال عند حدوث تماس مع الهواء الخارجي لذلك يستخدم كخليط من أوكسيد الايثلين مع مركبات الفلور-كربون او ثنائي أوكسيد الكربون (بيرويل و فريمان عام 1959), أوكسيد الايثلين متاح بشكل الغازي او بشكله السائل تحت ضغط معتدل, و يملك أكسيد الاثلين فعالية مرتفعة كمادة معقمة الشيء الذي تم الاتفاق عليه بعد المنشورات التي تم التوصل اليها من (فليبس و كاي عام 1949).
استخدامات أوكسيد الايثلين:
يستخدم أوكسيد الايثلين في صناعة غليكول الايثلين المستخدم كمضاد تجمد, صناعة الصموغ, المحلات, رغوة البولي يوريثان, المنظفات و العديد من المنتجات الأخرى. و يستخدم أكسيد الايثلين بشكل واسع في المستشفيات في تعقيم الأدوات الجراحية , و في عمليات التعقيم الصناعي التي تدخل في تعقيم المواد المستخدمة لمرة واحدة مثل (المحاقن البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد- الخيوط الجراحية-الأطراف الصناعية).
مخاطر أوكسيد الايثلين:
يعتبر أوكسيد الايثلين من المواد الخطرة باعتباره قابل للاشتعال و الانفجار و سام أيضا و لتخفيف من إمكانية حدوث انفجارات يتم استخدام تركيز معين من الغاز ضمن حجرة التعقيم التي يستخدم فيها غاز أوكسيد الاثلين كغاز معقم و عموما يكون التركيز المثالي ضمن الحجرة ما بين 220,000 و 440,000 ppm أي حوالي (200-400 مليغرام/ ليتر). يوجد نقطتين تتضمن المخاطر على البشر:
- التعرض لفترة قصيرة للغاز تسبب بمشاكل تتعلق بالجهاز العصبي وتهيج في الاعين والاغشية المخاطية.
- التعرض لفترة طويلة للغاز يسبب في تهيج بالعين والجلد والانف تلف في الدماغ، الدراسة الخاصة بمعهد (NIOSH) تظهر ان التعرض لفترات طويلة لغاز ممكن ان تزيد من احتمالية الإصابة بسرطان العظام عند الرجال و سرطان الثدي عند النساء, بسبب ذلك جميع آلات التعقيم بواسطة أوكسيد الايثلين تقوم بتفريغ للضغط في نهاية كل دورة تعقيميه.
يظهر المخطط البياني المعلومات الصحية المتعلقة باستنشاق غاز ثاني أوكسيد الاثيلين
التعقيم بواسط أوكسيد الايثلين
يعتبر أوكسيد الايثلين قاتل فعال للبكتريا و ابواغها و للفطريات و الفيروسات بحسب (غريفيث و هال عام 1938) حتى أكثرها مقاومة مثل عصيات الباسيليوس التي يصنع منها الكواشف البيولوجية للتأكد من نجاح عملية التعقيم , و يعود ذلك ببساطة لقدرته العالية على اختراق الاغلفة البلاستيكية المختومة بأحكام التي يوضع ضمنها ما يراد تعقيمه و أيضا القدرة على اختراق الاغشية الخلوية للجراثيم و الفيروسات.
كيف يتم التعقيم بواسطة أوكسيد الايثلين؟
يتم التعقيم بواسطة عملية الألكلة التي تسبب بتدمير الDNA للبكتريا عن طريق الكلة الجزيئات البروتينية الذي يعتبر عامل الكلة, يتفاعل أوكسيد الايثلين عادة مع الحموض العضوية و الحموض غير العضوية مثل الحموض الامينية التي تشكل ال DNA و يتفاعل مع الفينولات و الكحول …. هذا التفاعل الكيميائي يسمى تفاعل الألكلة. في تفاعل الألكلة يتموضع الهيدروجين مع جذر الهيدروكسي ايثيل مسببا تغير بشكل الحمض الاميني الذي يتواجد في بروتينات الخلايا التي تصل الجزء الخارجي و الداخلي للخلية عبر غلاف الخلية هذا التغير بالشكل يتسبب بأختراق غشاء الخلية و قتل البكتريا.
هذه الصورة تظهر غشاء الخلية و البروتين على سطح الخلية و التفاعل مع البروتينات الأخرى و تشكيل قناء ما بين الجزء الداخلي و الخراجي للخلية
تأثير الرطوبة و درجة الحرارة :
- الحرارة:
فعالية أوكسيد الايثلين تزداد بزيادة درجة الحرارة لحد معين (مكافئ درجة الحرارة = 2.4 لكل 10 درجة مئوية)
- الرطوبة النسبية:
العيدي من البحوث أظهرت ان الخلايا المجففة تقاوم تأثير التعقيم بواسطة أوكسيد الايثلين و للتغلب على هذه المقاومة يجب ترطيب الحجرة التي تتم فيها عملية التعقيم للوصل للرطوبة المثلى و جعل خلايا البكتريا رطبة و الرطوبة النسبية المثلى بين 22-33% و ذلك بحسب (schley لعام 1960) حيث ان الرطوبة غير المثالية ممكن ان تمنع من عملية الالكلة و الرطوبة العالية (الماء الزائد) يمكن ان يسبب بالتحلل المائي لأوكسيد الايثلين متحولا لغيكول الايثلين, الرطوبة تلامس البكتريا مباشرة و هنالك بعض الفرضيات تظهر ان مسام الخلايا ممكن ان تنتفخ و يزداد حجمها بفعل الرطوبة مما يسهل اختراق أوكسيد الايثلين لها.
مخطط يمثل الدورة التعقيمية بواسطة أوكسيد الايثلين ضمن الة التعقيم و جميع المراحل المتضمنة
المراجع:
- Layer of Protection Analysis on Sterilization Process Using Ethylene OxideGurkan Karakas, Woo Jong Shin and Kyoshik Park-BIOMEDICAL JORNALIST of scientific and technical research
- United States Environmental Protection Agency https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-09/documents/ethyleneoxide.pdf
- Encyclopedia of Environmental Science and Engineering-fifth edition-JAMAES R. PFAFFLIN AND EDWARD N. ZTEGLERN
- Westphal et al. Kinetics of size changes of individual Bacilius thuringiesnsis spores in response to changes in relative humidity. PNAS March 18, 2003 (100)6: 3461-3466
- Sintaeur Inc., Cell Membrane Picture