辐照灭菌技术的应用

通过中子吸收,稳定的钴-59可以产生同位素钴-60。同位素钴-60在医疗和工业应用中是X射线管的重要替代品。Co -60发出的γ辐射能量为1.17,l.33 MeV。这两种辐射对检查金属中的缺陷特别有用。金属的内部裂纹、焊接缺陷和非金属夹杂物可以通过带有钴射线照相设备的扫描装置进行扫描来显示。同位素钴-60源具有体积小、便于携带、无需电源的优点。钴的半衰期为5.27年,因此钴源可以长期使用,无需更换。另一方面,辐射能量是固定的,强度不会改变,但是x光机发出的辐射的能量和强度是可以改变的。如果用射线照相法拍摄薄样品,用铱-192更方便。它的半衰期为74.2天,光子能量约为0.4兆伏。

收获后,经过一定的休眠期,土豆或洋葱会一起发芽。这是日常生活中常见的现象。如果在它休眠期间用钴-60的γ射线照射,可以破坏它的发芽组织,保证它半年以上不发芽,食物的味道和成分永远不变。

另外可以利用辐射的杀伤力。污水通常用活性污泥法处理。产生的沉淀物和污泥浆也非常令人讨厌,需要进一步处理。日本采用的处理方法是将污泥放入焚烧炉中焚烧。而德国使用钴-60的伽马射线进行处理,所以在慕尼黑附近建了一个专门的试验场。实验场一直在工作,每天的污泥浆可达100立方米左右。这是使用辐射杀伤力的一个例子。

污泥泥浆本身含有大量的磷、氮等优质肥料。但另一方面,人们也担心污泥中隐藏着各种细菌。因此,钴-60的γ射线应先用于辐照灭菌,然后才能用作肥料。日本正在研究用Yan -137替代昂贵的钴-60。

放射性同位素的致死性在治疗中的应用是众所周知的,其中之一是癌症的放射治疗。很多人可能听说过,癌症患者要用钴-60做放疗。也就是说,利用放射性杀伤细胞的特性来杀死癌细胞。

彻底消除放射性同位素发出的辐射是辐射致命性的最直接用途之一。这也是最容易想到的射线应用。特别是,人们经常使用辐射来消毒医疗器械。这是另一种典型的以毒攻毒的方法。

对手术中缝合伤口的缝线和肠壁的缝线进行早期消毒。这些缝线是胶质的,是用牛羊的骨胶或者皮胶做的。术后缝线在体内慢慢消化吸收,不需要拆线。这些原料的来源和性质使得这些缝线容易被细菌污染。另外,它们是蛋白质,不能加热杀菌。所以这种缝合经常会造成感染事故。所以非常适合对这类耐热性差,需要杀菌的物品进行杀菌。

后来随着石油化学的发展,塑料制成的一次性医疗器械逐渐增多。因为它有以下优点:可以防止院内交叉感染,使用方便,节省人力。过去,气体消毒被用于消毒这些医疗器械。可以用高温蒸汽或环氧乙烷气体,但对于塑料制品,这种消毒方式也不能用。用辐射灭菌法灭菌的物品数量迅速增加。据说有30%左右的包装好的医疗器械是经过辐射灭菌的。

平时人们经常能看到用过一次就扔掉的注射器。只需剪开包装用的聚乙烯塑料袋,取出注射器,插在手臂上注射即可。这样,注射器装进塑料袋后,直接和包装一起消毒。只有辐射灭菌法具有这种方便的特点。

除了注射器和手术缝合线外,还有一些物品,如插入支气管的探针导管、手术用橡胶手套、采血用的采血板、宫内节育环、人工肾荧光镜等。,也使用辐射消毒技术。此外,无菌实验动物的饲料也可以用辐射灭菌。辐射消毒在各国的应用也是多种多样的。比如在印度,青霉素、四环素等药物都是通过辐射灭菌进行消毒的。在俄罗斯,甚至还有塑料医疗用品、疫苗、血清等。,只有辐射灭菌法才是唯一可靠适用的消毒方法。

消毒设施的基本原理很简单:内部有强钴-60放射源,周围安装传送带装置;通过传送带的不断移动,待消毒物品慢慢地从钴-60源的侧面穿过,达到消毒的目的。◆20世纪50年代,辐照灭菌首次商业化应用于器械和产品的灭菌;

◆研究报告陆续发表;

◆1970年,国际食品辐照项目联合专家委员会宣称辐照灭菌是安全的;

◆辐照食品保健功能报告发表于1981。1983食品法典增加了辐照食品的标准;

◆1986英国辐照食品和新食品咨询委员会发布了相关指导原则。1992和1997年,世界卫生组织发布了两份关于辐照食品安全性的报告;

◆1998美国美国食品药品监督管理局宣称红肉辐照灭菌是安全的。此前,已经宣布禽肉和海产品的辐照灭菌是安全的。联合国粮农组织、世卫组织和国际原子能机构(FAO/世卫组织/IAEA)于9月25日公布了1995世界37种联合国标准的辐照食品,其中包括10个国家的辐照草药标准,作为食品管理范畴,其剂量为10-30kGy。至于食品,由粮农组织、世卫组织和国际原子能机构资助的Lotus辐照食品安全专家委员会于2月4日获得批准,1980+65438。为了便于保存实物,任何食品都可以在10 kGy以下的剂量进行辐照,不需要进行毒理检验。认为食品辐照是一个物理过程,10kGy以下的剂量不会造成毒性危害。从西药辐照的研究成果和国际上的研究成果来看,当剂量小于10 kGy时,γ射线辐照对大部分药材中有效成分的影响可以忽略不计。药材中有效成分的辐解主要是由水的间接作用引起的,含水量高时有效成分的辐解会增加。已鉴定的辐解产物未发现对人体有毒性,这些辐解产物在光解和原药材中也可或多或少存在。根据相关资料,辐射对药物的影响可以概括为:干型药物和软膏对辐射消毒最稳定,水型药物最不稳定。

根据大量文献报道,产品灭菌剂量的选择参考以下辐照灭菌公式SD=DlogNo/N进行计算(SD为灭菌剂量,D为细菌抗性,No为灭菌前的染菌数,N为灭菌后的活菌数)。美国药典(USP25)规定2.5kGy为有效灭菌剂量。我国卫生部于1997发布了《中药60Co灭菌标准》,将国内流通的中药限定为60Co辐照灭菌,并规定了允许辐照药材和中成药的品种和剂量。中药辐照的规定最大吸收剂量标准如下:

粉末3千克

片剂3千克

药丸5公斤

6kGy中药原料粉用于医药产品的辐射灭菌

通常使用由60Co辐射源发射的伽马射线。放射性同位素60Co是通过在原子反应堆中用高纯度金属钴辐照而获得的。其物理半衰期为5.26年,以β形式衰变。当它衰变时,会发出两条伽马射线,能量分别为1.17和1.33百万电子伏。伽马射线属于电磁波,以光速传播,不受电场或磁场的偏转,对物质有很强的穿透能力,属于电离辐射。

伽马射线不同于微波。伽马射线的频率高达3×1018 ~ 3×1021hz。被辐照的分子、原子、离子、电子不被极化,不随电磁场的变化而旋转,因此不存在热效应。γ射线的能量大于分子的键能,所以它能电离和断裂分子的键,从而杀菌。一般来说,γ射线可以使所有蛋白质变性;溶液中的酶失去活性;脱氧核糖核酸在溶液中粘度降低,在干燥状态下交联或降解,或两者兼有。γ射线灭菌的机理可分为直接作用和间接作用:

(1)直接作用γ射线直接破坏微生物的RNA、蛋白质和酶,导致死亡。微生物中的RNA、蛋白质和酶分子通过吸收γ射线能量而被激发或电离;受激分子的价键断裂或与其他分子反应,通过电子转移产生自由基;电离分解或其他分子反应导致微生物分子结构的破坏和死亡。

(2)间接γ射线能量被微生物体内生命分子周围的物质激发或电离,如水,生成受激水分子和电子水离子,或分解为氢自由基和羟基自由基,与核糖核酸、蛋白质和酶发生一系列氧化还原反应,导致微生物死亡。

在辐射微生物学中:一些微生物对辐射敏感,因为这些微生物没有能力修复辐射造成的损伤,而抗辐射微生物可以抵抗辐射损伤。各种微生物对辐射的敏感性有很大差异。革兰氏阴性微生物对辐射敏感,有些革兰氏阳性微生物对辐射极其顽固。牙孢子比生长中的细胞更耐辐射,所以要特别注意对有牙孢子的材料进行灭菌。对微生物的致死剂量也取决于环境和其生长周期的哪个阶段,不同阶段对辐射的敏感性不同。

一般认为,病毒比细菌孢子更耐辐射,其抗辐射能力随着微生物个体的减少而增强。孢子的抗辐射能力依次强于细菌、酵母和霉菌。1.含紫菀、金银花、乳香、天竺葵、补骨脂中一种以上(含一种)的中药,最大吸收剂量不得超过3 kGy;含秦艽和龙胆草的药材不得辐照灭菌;

2.辐照前,应确定样品中的细菌数量;照射剂量是根据细菌的数量决定的。

3.尽量使用小包装进行辐照。包装材料必须耐辐射,样品的包装必须符合中药辐照后微生物再污染的要求。

4.控制中药的含水量,减少辐解产物的生成。

5.对于一些有变化的品种,可以采用多种方法进行组合灭菌。