Autoklav ist ein Gerät, das gesättigten Dampf mit hoher-Temperatur und hohem Druck zum Sterilisieren von Gegenständen verwendet. Es wurde 1879 vom französischen Wissenschaftler Charles Chamberland erfunden und ist für seine Effizienz und Zuverlässigkeit bekannt. Es gilt als der wichtigste „Sicherheitswächter“ in den Bereichen Mikrobiologie, Medizin und Pharmazie.
1. Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip eines Autoklaven basiert auf einer grundlegenden physikalischen Tatsache: Mit zunehmendem Druck steigt auch der Siedepunkt von Wasser.
In einer versiegelten Kammer wird durch Erhitzen Sattdampf mit hohem -Druck erzeugt. Wenn der Druck auf etwa 0,1–0,2 MPa ansteigt, erreicht die Dampftemperatur 121–134 Grad. Wenn dieser gesättigte Dampf mit hoher-Temperatur mit kühleren zu sterilisierenden Gegenständen in Kontakt kommt, kondensiert er schnell und gibt eine große Menge latenter Wärme ab, wodurch die Temperatur der Gegenstände sofort ansteigt. Dies führt zu einer irreversiblen Denaturierung und Koagulation mikrobieller Proteine und Nukleinsäuren, wodurch alle Mikroorganismen, einschließlich Bakteriensporen, abgetötet werden.
Ein Standard-Autoklavenzyklus umfasst typischerweise die folgenden Phasen:
·Absaugstufe: Kalte Luft in der Kammer wird mithilfe von Dampf oder einer Vakuumpumpe entfernt. Dies ist der kritischste Schritt. Wenn Luft verbleibt, beeinträchtigt dies die Dampfdurchdringung und führt zu einem Sterilisationsfehler.
·Erwärmungs-/Expositionsphase: Nachdem die Luft vollständig entfernt wurde, wird das Auslassventil geschlossen und die Erwärmung fortgesetzt, bis die voreingestellte Sterilisationstemperatur (z. B. 121 Grad) erreicht ist. Diese Temperatur und der entsprechende Druck werden über einen bestimmten Zeitraum (typischerweise 15–30 Minuten) aufrechterhalten.
·Absaug-/Kühlphase: Nach Ablauf der Sterilisationszeit wird die Erwärmung gestoppt und der Dampf langsam abgelassen, um den Druck auf Null zu reduzieren. Anschließend erfolgt die Trocknung mittels Restwärme oder einer Vakuumanlage.
2. Klassifizierung
Autoklaven können nach Struktur, Volumen und Funktionsprinzip klassifiziert werden:
|
Klassifizierungsdimension |
Haupttyp |
Eigenschaften und Anwendungen |
| Nach Stil/Volumen | Tragbar | Kleine Größe (18–24 l), tragbar, geeignet für kleine Labore oder Kliniken mit kleinen Artikelmengen. |
| Vertikal | Der gebräuchlichste Typ (35–200 l), kleiner Platzbedarf, mäßiges Fassungsvermögen, weit verbreitet in allgemeinen Labors und medizinischen Abteilungen. | |
| Horizontal | Großes Fassungsvermögen (150 -500 l), wird typischerweise in zentralen Sterilgutversorgungsabteilungen (Central Sterile Supply Departments, CSSD) von Krankenhäusern oder in der industriellen Produktion für die Verarbeitung in großem Maßstab verwendet. | |
| Nach dem Luftentfernungsprinzip | Schwerkraftverschiebung | Nutzt das Prinzip, dass Dampf leichter als Luft ist, um Luft „herauszudrücken“. Geeignet zum Sterilisieren von massiven Instrumenten ohne Poren (z. B. chirurgische Pinzetten, Glasflaschen). |
| Vor-Vakuum | Verwendet eine Vakuumpumpe, um mehrere Vakuumzyklen durchzuführen, um die Luft gründlich zu entfernen, was zu einer stärkeren Dampfdurchdringung führt. Geeignet für poröse Gegenstände oder solche mit Lumen (z. B. Katheter, eng gewickelte Verbände). | |
| Nach Anwendungsbereich | Medizinischer Typ | Wird hauptsächlich zum Sterilisieren von chirurgischen Instrumenten, zahnärztlichen Instrumenten, Verbänden usw. verwendet, wobei Schnelligkeit, Effizienz und strenge Infektionskontrolle im Vordergrund stehen. |
| Labortyp | Zusätzlich zur Sterilisation umfasst es typischerweise spezielle Modi für den Umgang mit Flüssigkeiten (z. B. Kulturmedien) und Agar, um ein Überkochen der Flüssigkeit oder eine Verfestigung des Agars zu verhindern. | |
| Niedrig-Temperaturtyp | Entwickelt für hitzeempfindliche elektronische Geräte wie Kameras und Endoskope, die Wasserstoffperoxidplasma oder Ethylenoxid (EO) zur Sterilisation bei niedrigeren Temperaturen verwenden. |
3. Hauptanwendungen
Aufgrund seiner leistungsstarken Sterilisationsfähigkeit wird der Autoklav hauptsächlich in den folgenden Szenarien eingesetzt:
·Medizinischer Bereich: Sterilisieren wiederverwendbarer Gegenstände wie chirurgische Instrumente, Spritzen, zahnärztliche Instrumente, Operationskittel und Mull. Es handelt sich um ein zentrales Gerät zur Vorbeugung von Krankenhausinfektionen-.
·Laborforschung: Sterilisieren von Kulturmedien, Glaswaren (Petrischalen, Reagenzgläser), Pipettenspitzen und biologisch gefährlichen Abfällen, um experimentelle Genauigkeit sicherzustellen und Kontaminationen zu verhindern.
·Pharmazeutische Industrie: Sterilisieren von Produktionsanlagen und Abfüllwerkzeugen für injizierbare Lösungen (Ampullen, Fläschchen), um die Sterilität und Sicherheit von Arzneimitteln zu gewährleisten.
·Biologische Produkte: Sterilisieren von Fermentern, Rohrleitungssystemen und Verpackungsmaterialien bei der Herstellung von Impfstoffen und biologischen Präparaten.
I. Leistungsmerkmale der Kernsterilisation
· Hohe Temperatur und hoher Druck, gründliche Sterilisation: Die versiegelte Kammer erzeugt gesättigten Dampf mit 121 Grad / 0,1 MPa oder 134 Grad / 0,2 MPa, was weit über der Temperatur von kochendem Wasser liegt. Es kann Bakterien, Viren, Pilze und hitzebeständige Sporen abtöten und ist damit die zuverlässigste Methode der Sterilisation mit feuchter Hitze.
· Starke Dampfdurchdringung: Gesättigter Dampf hat eine hohe Dichte und ein starkes Durchdringungsvermögen und kann tief in Spalten von Instrumenten, in das Innere von Verpackungen und in poröse Materialien eindringen, um eine gleichmäßige, vollständige Sterilisation zu erreichen.
· Schnell und effizient: Durch die Dampfkondensation werden große Mengen latenter Wärme freigesetzt, was ein schnelles Aufheizen ermöglicht. Ein Standard-Sterilisationszyklus (einschließlich Erhitzen, Halten und Abkühlen) dauert normalerweise 20–60 Minuten und ist damit viel schneller als die Sterilisation mit trockener Hitze.
· Nachweisbare Wirksamkeit: Ausgestattet mit biologischen Indikatoren (z. B. Geobacillus stearothermophilus) und chemischen Indikatorstreifen/-bändern, die eine direkte Bestätigung einer erfolgreichen Sterilisation ermöglichen.
II. Struktur- und Materialmerkmale
· Hauptmaterial: Größtenteils aus Edelstahl SUS304/316L gefertigt, säurebeständig, alkalibeständig, korrosionsbeständig und leicht zu reinigen, erfüllt medizinische und lebensmitteltaugliche Hygieneanforderungen.
· Abdichtung und Türbetrieb: Selbst-aufblasender Dichtungsring + Sicherheitsverriegelung (Tür kann erst geöffnet werden, wenn Druck/Temperatur sichere Werte erreicht), wodurch Dampfaustritt und Missbrauch verhindert werden. Das Schnellöffnungsdesign (Handrad / Elektroschloss) sorgt für eine bequeme Bedienung.
· Kammerdesign: Erhältlich als vertikale, horizontale und Tischmodelle. Vertikale Typen werden aus Platzgründen meist von oben beladen; Horizontale Typen eignen sich für großvolumige und lange Instrumente.