В основе стерилизации пара высокого давления лежит использование скрытой теплоты, выделяемой насыщенным паром в среде высокого давления, путем дегенерации высокотемпературного белка и сильной проницаемости для уничтожения микроорганизмов, механизм может быть развернут в двух измерениях:

Бактерицидный механизм насыщенного пара: необратимая деактивация белков, вызванных высокой температурой

В закрытых контейнерах повышенное давление пара приводит к тому, что температура кипения воды превышает 100°C (например, 103.4kPa выдает 121.3°C), когда скрытая теплота (теплота испарения), переносимая насыщенным паром, намного выше, чем явная теплота (теплота изменения температуры). Когда пар контактирует с микроорганизмами, скрытая теплота быстро высвобождается, что приводит к затвердеванию белков в клетках микроорганизмов в влажной и тепловой среде:

разрушение ферментативной системы: высокая температура разрушает трехмерную структуру ключевых ферментов (например, синтеза АТФ) в микробиоме, метаболическая активность застопорилась;

Разрыв нуклеиновой кислоты: двойная спиральная структура ДНК при высоких температурах разрушает цепочку, прерывает передачу генетической информации;

Разрыв клеточной мембраны: дегенерация белка приводит к потере текучести клеточной мембраны, утечке клеточного содержимого.

Эксперименты показали, что все микроорганизмы, включая термостойкие споры, могут быть уничтожены в течение 15 - 30 минут при температуре 121°C, а их стерилизация в несколько раз эффективнее, чем сухая термическая стерилизация (160 - 180°C занимает 2 часа).

II. Эффект теплового проникновения: "трехмерная стереостереостерилизация" насыщенного пара

Эффективность стерилизации насыщенного пара зависит от его проницаемости и однородности:

Фазовая теплопередача: скрытая теплота (2260 кДж / кг), выделяемая при конденсации пара, более чем в 500 раз превышает явную теплоту (4,18 кДж / кг · °C) и может мгновенно проникать в пористость изделия;

вспомогательное проникновение под отрицательным давлением: предовакуумный стерилизатор создает отрицательное давление в контейнере путем вакуумирования, и пар легче проникает на глубину упаковки (например, в суставную щель хирургического инструмента);

Влажная синергия: влажная и тепловая среда ускоряет передачу тепла, так что внутренняя температура микроорганизма синхронно повышается с температурой пара, избегая проблемы перепада температур « наружного теплового внутреннего охлаждения» в сухой и тепловой стерилизации.

Исследования показывают, что скорость проникновения насыщенного пара при 121°C может достигать более чем в 10 раз более сухого и горячего воздуха, обеспечивая внутреннюю синхронизацию сложных предметов (например, питательных сред, повязок) до температуры стерилизации.

Ключевые контрольные точки: исключение поддержания холодного воздуха и насыщенного пара

Если пар смешивается с воздухом, давление расширения понижает температуру пара (например, при содержании 10% воздуха температура пара при 103.4 кПа составляет всего 112 °С), что приводит к провалу стерилизации. Поэтому перед стерилизацией необходимо исключить холодный воздух с помощью гравитационного замещения выхлопных газов (стерилизатор нижнего ряда) или вакуумного насоса (предовакуумный стерилизатор), чтобы убедиться, что пар является чистым насыщенным. Кроме того, во время стерилизации необходимо поддерживать стабильное давление, чтобы предотвратить колебания температуры, вызванные конденсацией пара.

Благодаря синергии дегенерации высокотемпературного белка и проникновения насыщенного пара, пастеризация пара высокого давления достигла эффективного и надежного эффекта стерилизации и стала стандартным методом стерилизации для медицинских учреждений, фармацевтической промышленности и лабораторий. Его основная логика может быть обобщена следующим образом: повышение температуры под давлением, ускорение проникновения с помощью скрытого тепла, убийство с помощью мокрого и теплового усиления.