دستگاه اتوکلاو

اتوکلاو وسیله‌ای است که از آن به منظور سترون‌سازی استفاده‌‌ می‌شود، سترون‌سازی در اتوکلاو یعنی همه اشکال حیات میکروب‌ها با استفاده از روش‌هایی از جمله بخار از بین برده شود. از اتوکلاو همچنین به نام دستگاه استریل کنند نیز یاد‌‌ می‌شود که با استفاده از مواد غیر‌متحرک شرایط استریل را فراهم‌‌ می‌کند که به این شرح‌‌ می‌باشد: تمیز کردن، زدودن آلودگی، بررسی به همراه نظارت، بسته‌بندی و آماده سازی، استریلیزاسیون، ذخیره سازی، تحویل دادن مواد و لوازم. در اتوکلاو از حرارت و فشار به منظور ضدعفونی کردن وسایل مورد نظر استفاده‌‌ می‌شود.

تاریخچه اختراع دستگاه اتوکلاو

این دستگاه در سال ۱۸۷۹ اختراع شد و مخترع آن نیز چارلز چمبرلند بود. در ابتدا اتوکلاو دستگاهی ساده بود و به مرور زمان با توجه به نیازها و رفع ایرادات قبلی به دستگاهی بسیار پیشرفته تبدیل شد. شکل محفظه‌هایی که در ساخت این دستگاه به کار گرفته‌‌ می‌شود، استوانه‌ای است چرا که محفظه‌های استوانه‌ای نسبت به جعبه‌ای در برابر فشار از مقاومت بالایی برخوردار هستند.

کاربرد انواع اتوکلاوها بیشتر به منظور ضدعفونی کردن ابزارها و وسایلی مانند محیط‌های کشت، ظروف آزمایشگاهی و شیشه‌ای است. روند استریلیزاسیون با این دستگاه بدین گونه است که در مدت زمان ۱۵ دقیقه از بخار اشباع در دمای ۱۲۱ درجه سانتیگراد و با فشار بسیار بالا استفاده‌‌ می‌شود، این دمای بسیار بالایی است که برای بسیاری از روندهای استریلیزاسیون مانند استریل شیر مناسب نیست چرا که موجب ایجاد تغییراتی در آنها‌‌ می‌شود.

انواع دستگاه‌های اتوکلاو

  • دستگاه‌های اتوکلاو را با توجه به تجهیزاتی که ضدعفونی‌‌ می‌کنند‌‌ می‌توانیم دسته بندی کنیم:
    • دستگاه اتوکلاو N: برای استریل کردن ابزارآلاتی استفاده‌‌ می‌شود که جامد و بدون پوشش هستند.
    • دستگاه اتوکلاو S: برای استریل کردن ابزارآلاتی استفاده‌‌ می‌شود که هم جامد و بدون پوشش هستند و هم پوشش دار و در آن هم از پمپ خلا استفاده‌‌ می‌شود و هم نمی‌شود.
    •  دستگاه اتوکلاو B: برای استریل کردن ابزارآلاتی استفاده‌‌ می‌شود که جامد و بدون پوشش و هم پوشش‌دار، دارای یک پمپ وکیوم با قدرت بسیار بالایی است.
    • دستگاه اتوکلاو سریع: این دستگاه نیز در جاهایی استفاده‌‌ می‌شود که نیاز به حجم استریلیزاسیون کمتری است که از جمله آنها‌‌ می‌توانیم به مراکز پزشکی و دندانپزشکی اشاره کنیم.

الف- اتوکلاو از نوع صفحه در بالا:
این اتوکلاو شبیه زودپزهایی است که به وفور در خانه‌های ایرانی یافت‌‌ می‌شود. در این اتوکلاوها، توسط پیچ‌هایی در پایین بسته‌‌ می‌شود و فشار سنجی در بیرون برای کنترل فشار قرار دارد. این دستگاه‌ها نیاز به منبع حرارت خارجی دارند و بسیار خطرناک هستند بنابراین آنها باید توسط افراد بسیار با تجربه مورد استفاده قرار بگیرند که در سایزهای 10، 25، 50، 75 و 100 لیتری تولید می‌شود.

ب- اتوکلاو از نوع صفحه روبه رو:

این اتوکلاوها به خاطر راحتی استفاده از آنها به طور گسترده‌ای  در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار‌‌ می‌گیرند؛اما در استفاده از این اتوکلاوها باید نهایت دقت را مد نظر داشت. این اتوکلاوها جعبه‌ای شکل هستند و  مجهز به واحد تبدیل آب به بخار هستند که برای استریل کردن استفاده‌‌ می‌شود. کنترل اتوکلاو به اپراتور این امکان را‌‌ می‌دهد تا دمای مورد نظر را تنطیم کند و مدت زمان اتوکلاو را تعیین کند. همچنین این اتوکلاو‌ها وسیله‌ای برای اندازه‌گیری و نمایش فشار/دما نیز دارند.   اتوکلاو‌هایی که از جلو باز می‌شوند ممکن است بسیار بزرگتر باشند که برای استریل کردن مواد و وسایل با حجم بیشتر در بیمارستان‌ها مورد استفاده قرار‌‌ می‌گیرند.

استفاده از دستگاه اتوکلاو 

 

به طور کلی اتوکلاو با برق 220 ولت و فرکانس 50 هرتز کار‌‌ می‌کند. نوسانات 180 تا 220 ولت هیچ خللی در کارکرد اتوکلاو ایجاد نمی‌کند. توجه کنید که اگر این تغییرات بیشتر از حد فوق باشد باید یک ترانسفورماتور مناسب در آن قرار دهید.. نوع سیم مورد استفاده در سیم‌کشی آن هم باید از سیم الکتریکی به قطر 2 میلی متر باشد.

برای آبگیری اتوکلاو باید درب دستگاه را باز کنید و سپس سینی را بیرون بکشید. تا لبه پلیت با علامت  max درون آن آب بریزید. وسایل را در اتوکلاو گذاشته و درب را ببندید. در این مواقع اگر دستگاه به اندازه کافی آب نداشته باشد روی صفحه نمایشگر علامت خطا نمایان‌‌ می‌شود و این یعنی چراغ مربوط به آب خاموش است.

وقتی اتوکلاو به اندازه کافی آبگیری شد شما‌‌ می‌توانید مدت زمان استریل شده را تنظیم کنید. کلید on را بزنید. چون از قبل دستگاه آبگیری شده است. بعد از آن دستگاه به صورت خودکار مراحل را انجام‌‌ می‌دهد. اگر نیاز به تغییر زمان استریل بود دستورالعمل زیر را انجام دهید.
کلید SET را بزنید. صفحه نمایشگر به صورت خودکار مراحل را انجام‌‌ می‌دهد.اگر نیاز به تغییر زمان استریل بود دستوالعمل زیر را انجام بدید.

کلید SET را بزنید. صفحه نمایشگر به صورت 15:00 در‌‌ می‌آید. مجددا SET را بزنید تا بتوانید با کلیدهای up و down تغییر ایجاد کنید. سپس SET را 3 بار فشار داده تا به حالت دما برگردد و آماده START شود و این مدت زمان در حافظه ذخیره‌‌ می‌شود. در این حالت المنت دستگاه روشن‌‌ می‌شود. چراغهای HEATER و WATER با رسیدن دمای دستگاه به 121.5 درجه سانتی‌گراد، روشن‌‌ می‌شود. چراغ گرم‌کن HEATER خاموش‌‌ می‌شود و تایم استریل به صورت معکوس شروع به کار‌‌ می‌کند. اگر خواستید مدت زمان استریل را ببینید، کلید TIME/DOOR را فشار بدهید تا مدت زمان باقیمانده از استریل را به شما نشان بدهد. بعد از 15 ثانیه خود به خود به حالت اولیه برگشته و دمای اتوکلاو را نشان‌‌ می‌دهد. وقتی زمان استریل LED تمام شد گرمکن خاموش‌‌ می‌شود و جمله end of sterile روی نمایشگر نمایش داده‌‌ می‌شود. در این حالت باید دکمه power را فشار دهید تا خاموش شود. شیر تخلیه بخار روی درب را باز کنید تا بخار به طور کامل خارج شود و درجه فشار روی درب به صفر برسد. در نهایت درب اتوکلاو را باز کنید.
بعد از بستن در اتوکلاو، مقداری هوا در ظرف باقی‌‌ می‌ماند و باید حذف شود. علت آن این است که هوای گرم در مقایسه با بخار به مدت زمان زیادی برای استریل کردن نیاز دارد. برای مثال: بخار در دمای 134 درجه سانتی‌گراد به 3 دقیقه وقت برای استریل کردن مواد نیاز دارد در حالی که هوای گرم 160 درجه سانتی‌گراد در همان شرایط به دو ساعت وقت نیاز دارد. روش‌های حذف هوا در اتوکلاو به شرح زیر است:

1- حذف هوا از پایین Downward displacement

زمانی که بخار وارد محفظه‌‌ می‌شود به علت پایین بودن چگالی آن نسبت به هوای گرم در بالای محفظه قرار‌‌ می‌گیرد و با افزایش میزان بخار رفته رفته هوای گرم در زیر اتوکلاو فشرده‌‌ می‌شود و از قسمت پایینی تخلیه‌‌ می‌شود. معمولا در قسمت خروجی دماسنجی برای کنترل دمای هوای خروجی‌‌ می‌گذارند. تنها زمانی که هوا از محفظه خارج شد باید تخلیه کردن را متوقف کنیم. جریان معمولا توسط تله‌های بخاری و یا سوپاپ‌های مارپیچی کنترل‌‌ می‌شود.

2- پالس‌های بخار Steam pulsing

در این روش هوای موجود در محفظه اتوکلاو توسط پالس‌های بخار فشرده‌‌ می‌شود تابه فشار اتمسفر نزدیک شود.

3-  پمپ‌های وکیوم Vacuum pumps

این پمپ‌ها هوا و یا هوا/بخار را از محفظه مکش‌‌ می‌کنند.

4-  سوپر اتمسفر Super atmospheric

در این چرخه از پمپ‌های وکیوم استفاده‌‌ می‌شود. به دنبال پالس بخار مکش انجام‌‌ می‌شود و به دنبال سایر پالس‌ها مکش ادامه‌‌ می‌یابد. میزان مکش‌ها بستگی به چرخه و نوع دستگاه دارد.

5- زیر اتمسفر Sub atmospheric

مشابه چرخه super atmospheric است اما فشار محفظه هرگز بیش از اتسمفر نیست تا زمانی که فشار به دمای استریل کردن افزایش یابد.

اصول عملکرد اتوکلاو

اتوکلاوها با استفاده از خواص ترمودینامیک آب به عنوان یک ماده خالص، کار‌‌ می‌کنند. در شرایط طبیعی (در سطح دریا و فشار یک اتمسفر) آب (در فاز مایع)‌‌ می‌جوشد و در 100 درجه سانتی‌گراد به بخار تبدیل‌‌ می‌شود (فاز گازی). اگر فشار کاهش یابد، در دمای پایین‌تر و اگر فشار افزایش یابد، در دمای بالاتر‌‌ می‌جوشد. با کنترل فشار بخار آب، دمای اتاقک اتوکلاو ممکن است به دماهای بالاتر از 100 درجه سانتی گراد یا برعکس با کنترل دما به فشاری بیشتر از فشار اتمسفر برسد. منحنی زیر نحوه عمل آب را بسته به شرایط فشار و دما نشان‌‌ می‌دهد.

نمودار فشار/ دما

  1. این منحنی نحوه عمل و ارتباط بین فازهای جامد، مایع و گاز آب را بسته به شرایط فشار و دما نشان‌‌ می‌دهد.
  2. خط تصعید (Sublimation Line) نشان‌‌ می‌دهد که در شرایط تعیین شده اگر گرما به فاز جامد منتقل شود،‌‌ می‌تواند مستقیماً بدون تبدیل به فاز مایع به فاز بخار (بخش E-E) تبدیل شود.
  3. خط ذوب (Fusion Line) نشان‌‌ می‌دهد که با انتقال گرما به آب در شرایط معین، فاز جامد به فاز مایع تبدیل و با افزایش دما، به فاز بخار (بخش H-H) تبدیل‌‌ می‌شود.
  4. خط بخار نشان‌‌ می‌دهد که در چه شرایط دمایی، آب در فاز مایع به فاز بخار تبدیل‌‌ می‌شود.
  5. نقطه‌ای که در آن سه خط یکدیگر را قطع‌‌ می‌کنند، نقطه سه‌گانه نامیده‌‌ می‌شود. در چنین شرایطی، سه فاز به طور همزمان در تعادل هستند.

نمودار دما/ حجم

    1. این منحنی دو خط مشخص را نشان‌‌ می‌دهد: خطوط مایع اشباع شده (به سمت چپ) و بخار اشباع (به سمت راست).
    2. با افزایش فشار، دما نیز افزایش‌‌ می‌یابد (ر.ک. خطوط p2 ، p1 و p3 ) توجه کنید که p1<p2.
    3. سمت چپ خط مایع اشباع، آب در فاز مایع است(نمودار A_B). با انتقال گرما، دمای مایع، از دمای A به B افزایش‌‌ می‌یابد.
    4. بین خط مایع اشباع و بخار اشباع (بخش B-C) مخلوطی از فازهای بخار و مایع وجود دارد و دما ثابت‌‌ می‌ماند. با نزدیک شدن به نقطه C کیفیت بخار بهتر‌‌ می‌شود. (کیفیت (X) ارتباط بین حجم کل بخار و حجم کل (حجم مایع و حجم بخار). کیفیت=1: یعنی بخار اشباع است و هر افزایشی در دما، بخار را زیاد گرم خواهد کرد.)
    5. سمت راست خط بخار اشباع، آب تماما در فاز بخار است( بخش C_D).

نمای مقطعی از اتوکلاو بخار

شکل زیر اجزای اصلی سیستم بخار یک اتوکلاو را نشان‌‌ می‌دهد. قسمت‌هایی که معمولاً در اطراف اتوکلاو قرار دارند (محل قرارگیری دقیق در تولیدات مختلف فرق‌‌ می‌کند)، در دو بخش بالا و پایین نما نشان داده شده است.

شرح اجزا اتوکلاو در نما

شرح مختصری از معمول‌ترین مسیرهای گردش بخار اتوکلاو در زیر آمده است. شماره یکسانی برای نشان دادن هر جز در شکل بالا و شرح آن در ذیل به کار رفته است. توجه کنید که تنوع شکل به طراحی‌های مختلف مربوط است.

دریچه ایمنی (Safety Valve): ابزاری که از افزایش فشار بخار بیش از یک مقدار معین جلوگیری‌‌ می‌کند. سازندگان این دریچه‌ها را در اتاقک استریلیزاسیون و نیز محافظ بیرونی نصب‌‌ می‌کنند.
فشار سنج اتاقک (Chamber Manometer): ابزار مکانیکی که فشار بخار در اتاقک استریلیزاسیون را نشان‌‌ می‌دهد.
فشار سنج بیرونی (Jacket Manometer): ابزار مکانیکی که فشار بخار را در داخل محافظ بیرونی اتوکلاو نشان‌‌ می‌دهد.
در اتوکلاو (Autoclave Door): وسیله‌ای که اتاقک استریلیزاسیون را از محیط بیرون جدا‌‌ می‌کند. معمولاً ابزار ایمنی دارد و زمانی که فشار درون اتاقک بالا است، از باز شدن در ممانعت‌‌ می‌کند. همچنین درزگیرهایی برای جلوگیری از خروج بخار از اتاقک در زمان کار دستگاه دارد. درهای اتوکلاو ممکن است به صورت دستی یا الترو مکانیکی عمل کنند.
دستگیره در (Door Handle): ابزاری که در بعضی دستگاه‌ها به کاربر اجازه باز و بستن در را‌‌ می‌دهد. معمولاً، برای فعال کردن در دستگاه ها با گنجایش بیشتر از سیستم‌های موتوری استفاده‌‌ می‌شود.
اتاقک استریلیزاسیون (Sterilization Chamber): فضایی که وسایل و موادی که باید استریل شوند، قرار داده‌‌ می‌شوند. زمانی که در اتاقک بسته است، محفظه از فضای بیرون جدا‌‌ می‌شود و هنگامی که فرایند استریلیزاسیون در حال انجام است اتاقک با بخار پر و تحت فشار قرار‌‌ می‌گیرد.
مجرای تخلیه مایع غلیظ درون اتاقک سترون سازی (Chamber Condensation Evacuation Line): مجرایی که مایع غلیظی که در اثر فرآیندهای انتقال گرما بین بخار و لوازمی که استریل‌‌ می‌شوند ایجاد‌‌ می‌شود را جمع آوری‌‌ می‌کند.
دماسنج (Thermometer): وسیله‌ای که دمای مراحل استریلیزاسیون را در اتاقک اتوکلاو نشان‌‌ می‌دهد.
مجرای تخلیه مایع غلیظ محافظ بیرونی (The jackets Evacuation Line): مجرایی که مایع غلیظ تشکیل شده در اثر انتقال گرما بین بخار و دیواره‌های محافظ را خارج‌‌ می‌کند.
خروجی بخار در پایان چرخه (Vapor Exit at the End of the Cycle): با تمام شدن چرخه استریلیزاسیون، بخار از طریق روش‌های کنترل شده از اتوکلاو خارج‌‌ می‌شود.
محدود کننده عبور بخار در چرخه استریلیزاسیون مایعات (Vapor Passage Restriction for Liquid Sterilization Cycle): ابزار مکانیکی که عبور بخار را در چرخه استریلیزاسیون مایعات محدود‌‌ می‌کند تا دما به شیوه‌ای کنترل شده کاهش یابد و از جوشیدن مایعات استریل شده، جلوگیری شود.
مجرای تخلیه بخار در استریلیزاسیون مایعات (Vapor Evacuation Duct for Sterilization of Liquids): مسیری که بخار در زمان استریلیزاسیون مایعات با عبور از درون محدودکننده بخار (شرح داده شده در بالا) طی‌‌ می‌کند.
لوله تخلیه بخار در استریلیزاسیون با چرخه سریع (Vapor Evacuation Line During the Rapid Sterilization Cycle): مسیری که بخار هنگامی که یک چرخه استریلیزاسیون سریع در حال انجام است، طی‌‌ می‌کند.
لوله تامین بخار (Vapor Feed Line): یک لوله که اتوکلاو را با بخار تغذیه‌‌ می‌کند، این لوله، کنترل‌ها و ضمائمی دارد که سبب رسیدن بخار به اتوکلاو در شرایطی که برای چرخه استریلیزاسیون قید شده است،‌‌ می‌شود.
دریچه فیلتردار ورود هوا (Air Admission Valve Filter): وسیله‌ای که در پایان چرخه استریلیزاسیون به هوای فیلتر شده اجازه عبور‌‌ می‌دهد. این دریچه، فشار اتاقک استریلیزاسیون را با فشار اتمسفر، برابر‌‌ می‌کند.
محافظ (Jacket): فضایی در اطراف اتاقک استریلیزاسیون که بخار در آن گردش‌‌ می‌کند. هدف از آن انتقال گرما به اتاقک و به حداقل رساندن میزان مایع غلیظ شده است. این فضا از طریق لوله هایی که توسط دریچه‌های الکتریکی کنترل‌‌ می‌شوند به اتاقک و فاضلاب اتصال دارد. همه اتوکلاوها محافظ ندارند. بعضی سازندگان آن را با قرار دادن مقاوم‌های الکتریکی در اطراف اتاقک استریلیزاسیون جایگزین‌‌ می‌کنند.
دریچه تنظیم ورود بخار: وسیله‌ای مکانیکی که فشار بخار ورودی به اتوکلاو را کنترل‌‌ می‌کند. بسته به نوع چرخه انتخاب شده فشار و دما متفاوت خواهد بود. با افزایش فشار، دما بیشتر‌‌ می‌شود و هرچه فشار کمتر باشد، دما کمتر‌‌ می‌شود.
لوله تامین بخار: لوله‌ای که بخار را از مخزن آب گرم یا تولید کننده بخار به اتوکلاو‌‌ می‌آورد.
دریچه بخار (Vapor Trap): وسیله‌ای که برای حداکثر بهره‌گیری از انرژی گرمایی بخار طراحی شده است و از خروج بخار از سیستم ممانعت‌‌ می‌کند. این دریچه فقط به مایع غلیظ تشکیل شده در اتاقک، محافظ، و لوله‌های اتوکلاو اجازه خروج‌‌ می‌دهد.
فاضلاب: لوله جمع‌آوری و خروج مایع غلیظ تولید شده در اتوکلاو است.

 

کالیبراسیون اتوکلاو

 بدیهی است کلیه آزمایشگاه‌ها و مراکزی که دستگاه‌های اتوکلاو را در اختیار دارند، می‌بایست از نحوه کار و موارد کاربرد آن در زمینه‌های مختلف به خوبی آگاه باشند؛ اما سوال اینجاست که چگونه می‌توان از صحت و عملکرد یک دستگاه اطمینان حاصل کرد. به عنوان مثال، چطور می‌توان اطمینان حاصل کرد که گِیج فشاری که بر روی اتوکلاو نصب شده و یا نشان دهنده دیجیتالی دما که دمای داخل محفظه را نشان می‌دهد به درستی عمل کرده و از دقت کافی برخوردار است؟

بر طرف کردن اشکالات و خطای سیستم به وسیله کالیبراسیون در آزمایشگاه‌های دقیق و استاندارد اندازه‌گیری که توانایی برآورد دقت و صحت عملکرد دستگاه‌های یاد شده را دارند، انجام می‌شود.

شرکت کالیبراسیون دقت پویای نوین با برخورداری از کادری مجرب و متخصص در انجام امور کالیبراسیون و با  در اختیار داشتن کالیبراتورها و دستگاه‌های مرجع استاندارد با قابلیت ردیابی  تا سطوح مراجع بین الملی، سابقه‌ای طولانی در اندازه‌گیری و کالیبراسیون دستگاه اتوکلاو  را   دارا می‌باشد.