辐射和放射性词通常与广岛和长崎的恐怖相关,因此赢得了负面的声誉。然而,虽然辐射的危险是非常真实的,但它们是这种科学现象的大局。实际上,辐射的益处和当代应用是许多,例如医学,通信和科学。

在这篇文章中,我们将重点介绍在灭菌和感染控制领域的一个具体应用:辐射杀灭有害微生物的能力。换句话说,辐射可以用来对医疗和科学设备进行消毒。但是在我们理解这个应用之前,让我们回顾一下辐射的简短历史。

辐射与广岛和长崎有关,并赢得了负面声誉

历史

当X射线首次由W.C发现X射线时,通过辐射灭菌历史追溯到1895。罗涅根。1896年,Henri Bequerel观察到从铀发出的辐射。在1898年,Marie和Pierre Curie发现了几个放射性因素,首先使用了“放射性”一词。即使她患有血症疾病,留在两次不同的科学学科中,玛丽在两次不同的科学学科中获得了两次奖项。后来她从这种疾病中死亡,称为增生性贫血,在66岁时。当时辐射的破坏性效果未知,因此没有采取安全措施。居里在她的口袋里含有放射性同位素的试管,并将它们储存在她的书桌抽屉里,讨论微弱的光线这些物质在黑暗的房间里散发出来。

1958年,第一家商业食品辐照厂安装在德国斯图加特,加工香料。1963年,在美国安装了第一个伽玛辐照器,用于医疗器械的加工和灭菌。1964年,加拿大的原子能委托了第一家工业钴-60灭菌设施,以消毒手术缝合线。如今,在发达国家制造的40-50%的一次性医疗产品是辐射灭菌,在运行各种目的时,全世界有超过200伽马辐照。

Pierre和Marie Curie在行动(来源:维基百科)

电离辐射

电离辐射是一种短波长辐射,其具有足够的能量,从原子或分子中携带足够的自由电子,从而电离它们。本文重点介绍伽玛辐照,最常用于灭菌目的。

其工作原理的底线是电离辐射对微生物形成过程中的亚原子粒子产生干扰。简单地说,这种辐射会对生物体细胞的遗传物质——DNA或RNA——造成损害。如果微生物的DNA或RNA被破坏,细胞就会死亡。换句话说,辐射会损坏细菌的硬盘,导致其永久关闭。

通过原子的分解产生伽玛辐射

分解和伽马射线

让我们更深入地潜水,试图解释如何产生伽马射线辐射。每种物理物质都具有天然能量水平,可以在实验室中人工增加或减少。通过原子的分解产生伽马辐射。γ辐射是当其能级下降时从原子或分子发射的自然辐射。举一个极端的例子,当放射性铀分解时,它会释放能量,以便这一定程度被称为原子弹爆炸(裂变)。

所以现在我们了解到,实际上每一种分解的物质都会发出一些电磁辐射,但并不是每一种电磁辐射都适合杀菌。有些物质威力太大,例如铀和钚。它们可能会杀菌,但也会杀死环境中的其他一切。不完全是期望的结果。那么,如果铀和钚不适合灭菌,那是什么呢?

钴:不是太强大,不太弱

用于无菌加工的γ射线是用钴-60(60Co)的自解体形成的。在成千上万的γ发射器中,仅针对灭菌加工表示钴-60。可以通过59CO(金属)的辐射,在核电反应器中生产钴-60,具有快速中子。

放射性同位素由中子捕获形成,如下面的等式所示:
27Co59+n型→ 27Co60型

钴-60是专门为辐照工艺而制造的,并被安置在专门设计的腔室中,在严格的标准和法规下运行。γ射线辐照灭菌过程不涉及足够的能量,导致处理后的产品具有放射性;它只会伤害产品上的微生物。

来源:wikimedia.org

钴-60将充分享受生活吗?

我们都想把自己的生活过得最充实,但说到钴-60,我们对半衰期非常满意。为了理解γ射线辐照,我们需要解释放射性物质的半衰期是什么。它是放射性物质的一半原子衰变所需的时间。例如,如果我们从80万居里钴-60开始,5.27年后,将剩下40万。这段时间后剩余的能量不足以灭菌;这是当剂量返回到生产公司,他们将以一个新的80万居里包装取代它。当然,这个价格很高,远远超过100万美元!

冷敷灭菌

目前,所有工业辐射处理设施都使用钴-60作为伽马辐射源。钴-60是最适合辐射加工的原因是因为它们的伽马光线的能量相对较高,半衰期为5.27岁。

不久前我们开始灭菌方法系列讨论使用专注于高压灭菌. 然后我们继续讨论非加热方法:环氧乙烷 (埃托) 和甲醛用于灭菌的热敏物品。这两种方法使用化学试剂灭菌。

就像Eto和甲醛一样,伽马照射被称为“冷加工,“随着加工产品的温度不会显着增加。因此,它是一种适用于热敏物品的灭菌方法。伽玛辐射不依赖于湿度,温度或压力,并且可以应用于包装的商品。

伽玛射线是一种物理/化学灭菌方法,因为它通过分解细菌DNA、抑制细菌分裂来杀死细菌。伽马射线的能量通过设备,破坏导致污染的病原体。分子水平上的这些变化导致污染生物体死亡或使这些生物体无法繁殖。伽马射线辐照过程不会在加工物品中产生残留物或产生放射性。根据材料的厚度,可以实现完全穿透。

应用程序

伽玛灭菌用于人体组织移植物的灭菌:异体结缔组织移植物,如骨、软骨、肌腱、韧带、硬脑膜、皮肤、心脏瓣膜、角膜等,广泛应用于骨科、创伤科、神经外科、心脏外科、整形外科等多个临床学科的重建外科,喉科和眼科。

辐射灭菌还用于灭菌,用于塑料注射器,皮下注射针,手术刀,手术叶片,粘合剂敷料和热处理药物。

其他应用包括:注射器、外科手套、长袍、口罩、贴膏药、敷料、“四包”、早产儿奶嘴、食品包装、药品和化妆品原料,甚至葡萄酒软木塞。

通过γ辐射灭菌的另一个常见应用是食物。γ辐射的食物灭菌是将食物暴露于电离辐射以破坏食物中可能存在的微生物的食物,即细菌或昆虫。

优势

  • 伽玛射线具有高穿透力,因此可以在最终容器中填充它们后的材料灭菌
  • 该方法适用于所有类型的材料,如干燥、潮湿甚至冷冻物品
  • 该方法被认为是可靠的,可以精确控制

缺点

  • 由于暴露于辐射可能对工人有害,因此有一些风险
  • 它可以产生不希望的药物,例如产品的颜色,溶解度和质地
  • 它会破坏原本要消毒的材料
  • 它很贵

概括

如果您需要灭菌的产品,则使用辐射灭菌是很好的,这是敏感的产品,并且不能在高压釜中灭菌。然而,使用电离辐射进行灭菌并不总是实用的。这种方法不太受欢迎的其他原因是它非常昂贵并且需要一种类似仓库的处理设施。如果使用不当,它可能是非常危险的。毕竟,如果它可以杀死细菌,它也可以杀死人类。

你觉得怎么样?请在下面的评论中告诉我们您对辐射灭菌的看法。

Mario Finkiel博士。
国际营销经理
拉丁美洲和加勒比地区