Ratgeber zur Plasmasterilisation

Die Plasmasterilisation wird der Ethylenoxid-Sterilisation oder dem Autoklav den Platz nicht streitig machen. Dennoch gibt es Konstellationen, wann eine Plasmasterilisation Sinn ergibt. Wir werden Ihnen in diesem Beitrag nähere Informationen zu diesem Sterilisationsverfahren geben und dabei sowohl Vor- als auch Nachteile aufzeigen. 

Was versteht man unter der Plasmasterilisation?

Gerade in der Medizin gibt es zahlreiche thermolabile Materialien, welche nicht mit den üblichen thermischen Sterilisationsverfahren wir Hitzesterilisation oder Dampfsterilisation sterilisiert werden können. 

Für solche Fälle empfiehlt sich neben der Sterilisation mit Ethylenoxid auch die Plasmasterilisation, häufig mittels Wasserstoffperoxid H2O2. Hierbei handelt es sich um ein materialschonendes Verfahren welches die Instrumente nicht nur sterilisiert, sondern gleichzeitig auch organische Verunreinigungen wie beispielsweise Zellreste abtragen kann. 

Die Sterilisation erfolgt hierbei mittels Hochfrequenz- oder Mikrowellen mit induzierten Plasmaentladungen. 

Neben der Sterilisation mit Wasserstoffperoxid existieren im Wesentlichen zwei weitere Plasmasterilisations-Verfahren: Die Elektronenstrahlsterilisation, auch E-Beam genannt sowie die „low-pressure inductively coupled plasma“ Variante (ICP). 

Wofür eignet sich die Plasmasterilisation?

Der große Vorteil der Plasmasterilisation liegt in der niedrigen Temperatur. Aufgrund dessen eignet sich die Plasmasterilisation besonders für temperaturempfindliche Materialien wie Kunststoffteile. 

Auch Einwegartikel aus Kunststoff, welche eigentlich weggeworfen werden würden weil sie sich nicht sterilisieren lassen, können mit Hilfe der Plasmasterilisation sterilisiert werden. Ebenso können Prothesen, welche häufig aus unterschiedlichen Materialien bestehen, gut mit der Plasmasterilisation sterilisiert werden. 

Die Plasmasterilisation stellt daher kein Allheilmittel dar, hat in besonderen Nischen aber durchaus eine Daseinsberechtigung.

Was sind Vor- und Nachteile der Plasmasterilisation?

Zu einem der wesentlichen Vorteile der Plasmasterilisation gehört, dass im Grunde nichts weiter benötigt wird als Luft und Strom. Ganz strenggenommen. Da die sterilisierenden Gasmischungen erst im Plasma erzeugt werden, entfällt eine Entsorgung. Ein weiterer Vorteil liegt in der niedrigen Temperatur, wodurch das Verfahren besonders für das Sterilisieren von Kunststoff interessant wird.

Zudem ist der Prozess der Plasmasterilisation schnell und teilweise, je nach Anwendung, in unter einer Minute abgeschlossen.

Einen Nachteil hingegen stellt die Anordnung der Gegenstände dar. Liegen die Instrumente beispielsweise aufeinander, sind bestimmte Teile der Instrumente verdeckt und für das Plasma kaum zu erreichen. Hinzu kommt, dass das Plasma in erster Linie nur auf die Bakterien wirkt, die direkt getroffen werden. Das bedeutet, wenn Bakterien übereinander liegen, sind die untenliegenden Bakterien geschützt und werden nicht direkt vom Plasma getroffen. Dementsprechend länger muss eine Plasmasterilisation laufen, um alle Bakterien abtöten zu können. 



Wie funktioniert die Plasmasterilisation?

Bevor wir uns das eigentliche Sterilisationsverfahren ansehen, sollten wir zunächst darlegen, was Plasma überhaupt ist. Plasma ist ein Gas aus freien Elektronen, Ionen, Radikalen, Photonen sowie Molekülfragmenten. Das Gas ist stark reaktiv und ionisiert. 

Beim Sterilisationsvorgang werden zunächst die zu sterilisierenden Gegenstände in den Plasmasterilisator eingeschleust. Das Gas wird bei niedrigem Druck eingelassen und mittels elektrischer Felder ionisiert und dissoziiert, also in den sogenannten Plasmazustand versetzt.

Bei diesem Vorgang entsteht eine starke UV-Strahlung, Ionen sowie Radikale. Diese sind außerordentlich aktiv. Die Ionen und Radikale reagieren mit der Oberfläche der Bakterien und schädigen diese. Die UV-Strahlen wiederum können das Erbgut der Bakterien schädigen. Somit können selbst Keime, welche gegen Antibiotika resistent sind, abgetötet werden.

Wie das Plasma zusammengesetzt ist, ist unter anderem abhängig vom Sterilisationsgut. In der Regel ist es ein Gasgemisch aus Stickstoff, Sauer- oder Wasserstoff sowie Argon. Bei der ICP-Methode beispielsweise, geschieht die Plasmasterilisation bei Temperaturen zwischen 60 °C bis 70 °C. 

Was ist das Sterrad-Verfahren?

Das Sterrad-Verfahren hat zwei wesentliche Vorteile. Auf der einen Seite arbeitet es mit einer sehr geringen Temperatur, auf der anderen Seite hat das Gasgemisch nur eine Feuchtigkeit von 5%, wodurch auch feuchtigkeitsempfindliche Gegenstände sterilisiert werden können. 

Beim Sterrad-Verfahren wird ein Gas aus Wasserstoffperoxid bei 45 °C bis 55 °C im Unterdruck bei 0,8 bis 1,3 kPa angewendet. Elektromagnetische Felder erzeugen das zur Sterilisation benötigte Plasma. 

Wie kann man Plastik sterilisieren?

Aufgrund der hohen Temperaturen eignet sich die Dampfsterilisierung oder Autoklavierung nicht für das Sterilisieren von Plastik. 

Eine andere Möglichkeit Plastik zu sterilisieren ist die Sterilisation mit Wassersoffperoxidplasma. Hier liegen die Temperaturen wie bereits beschreiben bei nur rund 50 °C für eine Dauer von 45 bis 80 Minuten. Diese Methode ist jedoch kostenintensiv und bedarf viel Ausrüstung.

Die wohl beste Methode um Plastik zu sterilisieren bietet die Sterilisation mit Ethylenoxid. Auch hier wird mit niedrigen Temperaturen bis maximal 60 °C gearbeitet.