不管在用药还是在器械清洗、消毒、灭菌等环节,都离不开两个过程,即药动学和药效学。
针对灭菌来说,所谓药动学,研究灭菌介质的浓度或者量如何在腔内随时间变化的规律,即“时量曲线”,它包括类似“吸收、分布、代谢、排泄”ADME的4个过程,简而言之,核心要素就是有无足够的灭菌介质到达每一个靶部位。
针对灭菌来说,药效学,研究灭菌介质的浓度或者量与杀菌效果之间的规律,即“量效曲线”,它的理论基础为“受体占领学说”,即“与受体的亲和力”以及“受体的内在活性”;不同的灭菌剂针对的靶点有所区别,虽然作用非特异,但导致杀菌机制还是有所区别。比如过氧化氢作为高效氧化剂,其作用靶点相当多,可破坏细胞壁、细胞膜,也可以破坏膜内的蛋白质和核酸结构,因此,其无需渗透到菌体内即可发挥作用;而甲醛作为烷化剂,可使蛋白变性凝固,虽然细菌细胞壁表面也有蛋白,但如果不扩散到菌体内,甲醛只会造成表面蛋白凝固杀不死细菌,因此,必须在水相的作用下渗透到菌体内才能发挥作用。
综上所述,灭菌的成功,都离不开这两个过程。现在我们来从这两个过程分析一下,常规三种灭菌方法。
(一)过氧化氢低温等离子灭菌
从药动学上分析,过氧化氢低温等离子灭菌首先经过一次很深的抽负压过程,在负压和一定温度下,汽化的过氧化氢会弥散到腔体的各个部位。如果管腔器械长度很长或者有盲端或者结构很复杂,都会影响到负压抽真空的效果,也就会影响到过氧化氢的弥散,因此,它的穿透力是很局限的(所谓“穿透力”,即灭菌介质到达靶点的能力)。再说到达靶部位的量,不管腔体内待灭菌器械多少,过氧化氢的量是固定的,这点来说,灭菌效果有点局限。
从药效学分析,过氧化氢低温等离子灭菌主要靠过氧化氢浓度、时间、温度。其一般经历两个灭菌循环,每个循环消耗一支过氧化氢;它在每一轮灭菌开始的时候,其浓度是不断被消耗的,并没有得到补充,不像甲醛和压力蒸汽灭菌有补充气体进来;这也是它局限之一。
(二)压力蒸汽灭菌
从药动学上分析,压力蒸汽灭菌会经过脉动抽真空,抽掉冷空气的同时,饱和蒸汽也随之渗透到腔体的各个部位;其次,水蒸气在负压的作用下弥散到各个部位;同时,在弥散的过程中,高温蒸汽遇到相对低温的器械形成冷凝水形成局部负压,更加有利于穿透,即“冷凝抽吸现象”,这种现象在过氧化氢低温等离子灭菌是不存在的,因为在过氧化氢低温等离子灭菌时,器械事先经过预热,让蒸汽和器械没有温差。因此,在穿透力方面,压力蒸汽灭菌是相当出色。再说灭菌介质到达靶部位的量,通常只能从压力来反应是否充足,由于灭菌器直接连接供气管道,可实时维持既定压力。
从药效学分析,压力蒸汽灭菌主要靠灭菌温度、时间、蒸汽饱和度。在灭菌开始时,有供气管道来维持灭菌阶段的蒸汽供应。因此,相当可靠。
(三)低温甲醛灭菌
从药动学上分析,低温甲醛灭菌跟压力蒸汽灭菌类似,其穿透力表现为脉动抽真空+负压弥散+冷凝抽吸,但其冷凝抽吸现象明显弱于压力蒸汽灭菌,高温蒸汽导致的“冷凝抽吸现象”与低温蒸汽导致的“冷凝抽吸现象”不是一个级别。因此,其穿透力明显弱于压力蒸汽灭菌,好于低温等离子。再说灭菌介质到达靶部位的量,通常只能从压力来反应是否充足,由于灭菌器直接连接甲醛水溶液,可实时维持既定压力。值得一提的是,在灭菌维持阶段,其压力峰值是负压,这跟其他两者有明显不一样的地方。第一,考虑到生产安全,剧毒气体负压下保证不泄露;第二,该负压下的甲醛浓度已可达到灭菌。
从药效学分析,低温甲醛灭菌主要靠甲醛浓度、相对湿度、温度、时间。在灭菌开始时,有供气管道来维持灭菌阶段的蒸汽供应。因此,相当可靠。但由于甲醛其脂水分配系数导致其跨膜很慢,即使在65℃作用下加快,其灭菌时间相比其他两者依然要久。
综上所述,从药动学和药效学上去拆解不同的灭菌方法,能更加深刻理解临床在用各种灭菌方法,才能灵活贯通。