Sterilisationist ein Eckpfeiler der Zellbiologie und biomedizinischer Experimente. Die meisten biomedizinischen Labore wären ohne sterilisierte Laborinstrumente nicht in der Lage, Arbeiten zur Kultivierung lebender Zellen durchzuführen. Während viele Labore eine informelle Beziehung zur Sterilität pflegen, kommt es äußerst selten vor, dass die Auswirkungen steriler Laborinstrumente unterschätzt werden. Dennoch wird die Sterilisation oft zu einer wichtigen Aufgabe für Laboreinsteiger, ähnlich wie das Reinigen von Glaswaren.
Ein mangelhafter Instrumentensterilisationsprozess kann zu größeren finanziellen Verlusten führen als ein völliger Mangel an Sterilisationsmöglichkeiten. Wenn Labore schlecht sterilisierte Geräte verwenden, können Experimente leicht kontaminiert werden, was zu Verlusten aufgrund unbrauchbarer oder abnormaler Ergebnisse führt. In einigen Fällen können kontaminierte Geräte andere Instrumente oder Hardware kontaminieren, was dazu führt, dass im Labor mehrere Versuchsfehler auftreten, die schwer zu isolieren und zu beheben sind. Um diese Fallstricke einer unzureichenden Sterilisation zu vermeiden, ist ein strenger und ergebnisorientierter Ansatz zur Überwachung der Sterilität erforderlich – eine Praxis, von deren Übernahme viele Labore profitieren könnten.
Welche Instrumente müssen sterilisiert werden?
Die Sterilisation ist für jedes Labor, das Zellkulturarbeiten durchführt, äußerst wichtig, so dass es keine Übertreibung ist, zu sagen, dass alle an der Zellkultur beteiligten Laborinstrumente sterilisiert werden müssen. Die meisten Labore verfügen über eine Menge Hardware und selbst wenn sie Zellkulturen betreiben, sind sie nicht direkt an der Zellkulturarbeit beteiligt. Wichtig ist, dass auch Geräte, die nicht an der Zellkultur beteiligt sind, von der Sterilisation profitieren können – vorausgesetzt, das Labor kann sich die Sterilisationskosten leisten.
Beispielsweise kann es für Laboratorien, die routinemäßig genetische Sequenzierung oder PCR durchführen, wirtschaftlich schwierig sein, die für die Durchführung molekularbiologischer Arbeiten erforderlichen Pipetten und Thermocycler zu sterilisieren. Da diese Geräte nicht an der Zellkultur beteiligt sind, sind die Folgen einer nicht völligen Sterilität minimal – so die Begründung. Entscheidend ist, dass diese Begründung falsch ist.
Es stimmt zwar, dass eine biologische Kontamination dieser Instrumente nicht dazu führt, dass sehr teure Zellkulturexperimente nach der Exposition gegenüber den falschen Mikroorganismen absterben, doch selbst bei Ex-vivo-Experimenten können die Ergebnisse durch die falsche Exposition gegenüber biologischen Materialien verfälscht werden.
Die Sterilisation ist eine wichtige Vorsichtsmaßnahme, selbst für Laborgeräte, die noch nie direkt biologischem Material ausgesetzt waren. Durch die Desinfektion des Inneren einer Biosicherheitswerkbank kann ein Labor beispielsweise sicherstellen, dass der Arbeitsbereich für seine Experimente nicht zu einer Kontaminationsquelle wird. Ebenso stellt die Sterilisation von Glasgeräten sicher, dass sie neben sensiblen Experimenten verwendet werden können, ohne befürchten zu müssen, dass die Ergebnisse beeinträchtigt werden.
Allerdings verfügen nicht alle Labore über die Mittel, um alles zu sterilisieren, was nützlich sein könnte. Die Sterilisation ist oft teuer, weshalb die meisten Labore der Sterilisation wichtiger Geräte Priorität einräumen, während andere Instrumente außerhalb des Zellkulturbereichs unsteril bleiben. Daher ist die Katalogisierung von Sterilisationsressourcen eine gute Angewohnheit für Labormitarbeiter, da Hardware, die nicht ohne Sterilisation verwendet werden kann, wenig nützt, wenn die meisten anderen Geräte im Labor nicht der Reihe nach sterilisiert werden.
Was Labore bei der Sterilisation von Instrumenten benötigen
Der Sterilisationsprozess umfasst mehrere verschiedene Phasen, die jeweils unterschiedlich viel Platz im Labor benötigen. Die räumliche Komplexität des Sterilisationsprozesses hängt davon ab, ob das Labor forscht, klinisch arbeitet oder produziert. Bei der Fertigung und bei der klinischen Arbeit gelten höhere Sterilitätsstandards als bei der Forschungsarbeit, sodass die Trennung und Komplexität der Sterilisationsräume deutlicher zu erkennen ist. Kurz gesagt sind die drei für den Sterilisationsprozess erforderlichen Räume:
Dekontaminationsbereich
Verpackungsbereich
Sterilisationsbereich
Jeder Raum hat einen anderen Zweck, entsprechend der Phase des Sterilisationsprozesses, für die er zuständig ist. In der Dekontaminationszone wird die Grundlage für Sterilität geschaffen, indem so viele Verunreinigungen wie möglich durch grobe Methoden wie Reinigung mit unsterilem Wasser oder Reinigungschemikalien entfernt werden.
Da die Dekontamination oft eine chaotische Angelegenheit ist, bevorzugen die meisten Labore einen Dekontaminationsraum außerhalb des Hauptarbeitsplatzes des Labors. Der Zweck der Dekontamination besteht darin, alle sichtbaren Verunreinigungen von den zu sterilisierenden Instrumenten oder Geräten zu entfernen. Dies kann alles sein, von Schmutzklumpen bis hin zu verklumpenden Reinigungschemikalien. Es ist wichtig, dass beim Dekontaminationsprozess nichts zurückbleibt, was vor Beginn des Prozesses nicht vorhanden war. Daher enden die meisten Dekontaminationsverfahren mit der Reinigung der Ausrüstung mit Wasser.
Nach der Dekontamination muss das Labor die zu dekontaminierenden Geräte so verpacken, dass die funktionalen Oberflächen der Hardware dem Sterilisator ausgesetzt werden können, jedoch nicht der Außenluft oder einer anderen Umgebung, die zu einer erneuten Kontamination führen könnte.
Um beispielsweise das Innere eines Fasses in einem Autoklaven mit heißem Dampf zu sterilisieren, würden Sie das Fass „verpacken“, indem Sie ein Stück Alufolie lose auf die Öffnung des Fasses legen und es an den Seiten festkleben. Wenn also beim Autoklavieren der heiße Dampf im Sterilisator den Eimer sterilisiert, kann der Dampf unter die Folie strömen, die Funktionsoberfläche des Eimers (den Innenraum, in dem sich die Flüssigkeit befindet) sterilisieren und dann ausströmen. Da die Folie mit Klebeband am Zylinder befestigt ist, bleibt die Funktionsoberfläche des Zylinders vor Witterungseinflüssen geschützt und steril, selbst nachdem der Zylinder aus dem Autoklaven entfernt wurde. Für Labore, die mit klinischen Materialien umgehen oder Arzneimittel herstellen, geht der Standard für sterile Verpackungen jedoch weit über eine einfache Lösung in Alufolieneimern hinaus.
Der Sterilisationsbereich ist das Herzstück des Sterilisationsprozesses. Abhängig vom Ansatz des Labors kann der Sterilisationsbereich eine von mehreren unterschiedlichen Sterilisationsmethoden anwenden. Diese Methoden können heißen Dampf und Druck umfassen, beispielsweise in einem Standard-Laborautoklaven, oder exotischere Methoden, beispielsweise Gammastrahlenbestrahlung. Die meisten Labore halten sich an die in ihrer Einrichtung verfügbare Sterilisationsmethode, was bedeutet, dass sie die meiste Zeit einen Autoklaven verwenden. In Laboren, die Arzneimittel oder medizinische Geräte herstellen, kommt es jedoch häufiger zu Bestrahlungen.
Validierung des Sterilisationsprozesses
Nach Abschluss eines Sterilisationslaufs verfügen die meisten Labore über eine von mehreren Methoden, um zu überprüfen, ob ihre Geräte wirklich vollständig sterilisiert und nicht nur teilweise sterilisiert sind. Der einfachste Weg, dies zu überprüfen, ist mit dem einfachen Autoklavenband. Obwohl es nur zur Überprüfung der Sterilisation im Rahmen eines Autoklaven geeignet ist, ist Autoklavenband wirksam, da es sich ändert, wenn es den Sterilisationsbedingungen für die Zeit ausgesetzt wird, die erforderlich ist, um eine vollständige Sterilisationsfarbe zu gewährleisten. Daher verwenden viele Labore während des Sterilisationsprozesses häufig Autoklavenklebeband.
Eine komplexere Sterilisationsvalidierung erfordert Zellkulturexperimente. Bei einem typischen Sterilisationsverifizierungsexperiment wird eine Probe einer lebensfähigen Bakterienkultur einem im Labor verwendeten Sterilisationsprozess unterzogen und anschließend wird der Behälter der Kultur abgewischt, um lebensfähige Zellen zu erhalten. Anschließend werden die Abstriche mehrere Tage lang kultiviert und neue Zellkolonien beobachtet. Wenn keine Kolonien wachsen, ist der Sterilisationsprozess erfolgreich.
Damit Sterilisationsleitungen Ergebnisse erzielen
Bevor Labore die zugehörige Zellkultur-Hardware erfolgreich sterilisieren können, müssen sie über die entsprechenden Vorräte verfügen. Den Überblick über die große Menge an Reagenzien, Reinigungsmitteln und Einwegartikeln zu behalten, die für einen Sterilisationsprozess erforderlich sind, kann schwierig sein, insbesondere für Labore ohne langjährige Erfahrung mit aseptischer Technik oder steriler Herstellung. Für alles, vom Autoklavenband bis hin zu Reinigungslösungen für die Dekontaminationsphase, ist die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Lieferanten ein wichtiger Faktor für die Unterstützung erfolgreicher Sterilisation und Experimente.
