Năm 1970, Pasteur dùng sức nóng để ngăn chặn quá trình lên men lại rươu bia. Đến cuối thế kỷ XIX, nhờ sử dụng các phương pháp vật lý và hóa học, các dụng cụ phẩu thuật, bông băng và chỉ khâu đã được làm cho không có “ vi trùng”; một số thuốc cũng làm cho vô trùng để tiêm. Nhờ đó làm giảm các nhiễm trùng sau mổ và tạo ra những vùng cơ thể không có vi khuẩn, cần cho chẩn đoán và điều trị. Điển hình là việc dùng clorua vôi để rửa tay khi đỡ đẻ năm 1847 của Semmelweis và năm 1867 của Lister dùng phenol làm chất sát khuẩn trong ngoại khoa cho da, dụng cụ và không khí.

1. TIỆT TRÙNG

1.1. Định nghĩa

Tiệt trùng (sterilization) là tiêu diệt tất cả các vi sinh vật (kể cả nha bào) và bất hoạt virus hoặc tách bỏ chúng hoàn toàn ra khỏi vật cần tiệt trùng.

Tất cả các vật liệu đưa vào trong cơ thể người bệnh đều phải đảm bảo là đã được tiệt trùng, ví dụ như bơm tiêm, thuốc tiêm, chỉ khâu vết mổ, catheter, dịch chuyền, mảnh ghép.

1.2. Biện pháp kỹ thuật

Để tiêu diệt tất cả vi sinh vật thì khó khăn nhất là tiêu diệt được nha bào.

Biện pháp được áp dụng nhiều nhất để tiệt trùng là dùng nhiệt độ, các tia bức xạ giàu năng lượng và ethylenoxid. Tất cả các biện pháp đều phải đảm bảo hoạt tính tiêu diệt vi sinh vật ở cả bên trong lẫn bên ngoài vật cần tiệt trùng.

Hình minh họa

1.2.1 Khí nóng khô

Không khí được sấy nóng để tiệt trùng, bằng cách dùng tủ sấy (sterilizer, drying oven) duy trì ở nhiệt độ 170- 180^oC trong 1 giờ. Mọi vi sinh vật, kể cả nha bào đều bị tiêu diệt vì các thành phần hữu cơ bị hủy hoại; song bông và giấy sẽ bị chuyển màu nâu.

Không khí là môi trường dẫn nhiệt kém nên nếu xếp dụng cụ đầy, chặt hoặc quá nhiều và tủ sấy không có bộ phận tạo luồng khí chuyển động (quay vòng) thì ở khoảng giữa không đạt được nhiệt độ như yêu cầu, do vậy cần duy trì nhiệt độ cao hơn và thời gian lâu hơn.

Luôn luôn phải kiểm tra chất lượng tiệt trùng bằng các chỉ điểm riêng biệt, thường xuyên bằng chỉ điểm hóa học và định kỳ bằng chỉ định sinh học.

Khí nóng khô thường được áp dụng để tiệt trùng các vật dùng chịu nhiệt như kim loại, đồ gốm, thủy tinh.

1.2.2 Hơi nước ở áp suất cao

Tiệt trùng bằng cách sử dụng lò hấp (autoclave). Tác dụng diệt vi sinh vật là nhờ hơi nước căng và bão hòa ở nhiệt độ trên 100^oC; nhờ hơi nước mà tác dụng diệt vi sinh vật tăng lên (căng: hơi nước ở áp suất cao tương ứng với nhiệt độ đạt được; bão hòa: pha hơi cân bằng với pha lỏng của nước).

Thông thường để tiệt trùng các đồ vật nhiễm vi sinh vật cần phải duy trì ở 120^oC (1,0 at )trong 30 phút; nếu 134^oC chỉ cần 15 phút.

Kiểm tra độ tiệt trùng thường xuyên bằng chỉ điểm hóa học và định kỳ bằng chỉ điểm sinh học chuyên biệt (nha bào của một chủng vi khuẩn). Tiệt trùng bằng lò hấp thường được áp dụng cho các dụng cụ kim loại, đồ vải, cao su, một số chất dẻo và dung dịch lỏng.

Vận hành lò hấp là làm việc với thiết bị tạo áp auất cao nên phải nghiêm chỉnh chấp hành quy định bảo đảm an toàn lao động.

1.2.3 Tia gama

Bức xạ ion hóa giàu năng lượng có thể giết chết vi sinh vật. Tia gama được áp dụng để tiệt trùng chỉ katgút và các dụng cụ nhạy cảm với ethylenoxid hay nhiệt độ như catheter và các mảnh ghép. Ngoài ra còn dùng để tiệt trùng các dụng cụ và bông băng trong những túi đóng sẵn.

1.2.4 Ethylenoxid và formaldehyd

Ethylenoxid là một chất độc, gây dị ứng, kích thích niêm mạc mạnh và dễ cháy, ngoài ra nó còn là chất gây ung thư. Vì vậy, khi sử dụng phải hết sức thận trọng và đề phòng nổ.

1.2.5 Lọc vô trùng (Sterile filtration)

Những chất khí và lỏng phải lọc vô trùng nếu như không thể dùng nhiệt độ được, ví dụ như văcxin, sản phẩm huyết thanh, các dung dịch nhạy cảm nhệt độ, không khí và các chất khác; trong một chừng mực nhất định, cả nước uống.

So với các biện pháp vật lý để tiệt trùng thì lọc vô trùng có nhiều yếu tố không chắc chắn, nên chỉ dùng cho không khí hoặc những sản phẩm sinh học không thể áp dụng được các biện pháp tiệt trùng khác.

2. KHỬ TRÙNG

2.1. Định nghĩa

Khử trùng (disinfection) là làm cho vật được khử trùng không còn khả năng gây nhiễm trùng (chỉ tiêu diệt mầm bệnh mà không phải tất cả vi sinh vật).

Khử trùng phải đạt yêu cầu bất hoạt không hồi phục lại (irreversible inactivating) các mầm bệnh; do vậy tác dụng chế khuẩn (bacteriostatic, ví dụ kháng sinh) không đáp ứng yêu cầu này.

Khử trùng có vai tò quan trọng khi các tác nhân gây bệnh có thể tồn tại ở nhiều nơi mà việc tiệt trùng vì nhiều lý do kinh tế và thực tế không thể áp dụng rộng rãi được.

Có cả hai biện pháp vật lý và hóa học để khử trùng. Nhiều loại chất hóa học được sử dụng và thường được pha thành các dung dịch lỏng làm vhất sát khuẩn (disinfection). Những hóa chất diệt vi sinh vật trên da và niêm mạc nhầy còn gọi là chất chống nhiễm trùng (antiseptic).

2.2. Biện pháp vât lý

2.2.1. Hơi nước nóng

Luồng hơi nước nóng 80-100^oC thường được dùng nhất vì nó giết chết được các tế bào sinh trưởng ở trạng thái tự do trong vài phút.

Áp dụng:

-   Khử trùng quần áo, chăn màn, các dụng cụ đã dùng của người bệnh.

-   Pasteur hóa sữa 72^oC/15 giây hoặc Pasteur hóa đồ uống khác 62^oC/30 phút.

2.2.2. Tia cực tím (Ultraviolet- UV)

Sóng điện từ với bước sóng 13,6- 400 nm (gọi là tia cực tím – UV), mhất là 257 nm, có tác dụng khử trùng. Liều sử dụng 100- 500 W sec/cm² diệt được 90%  hầu hết các loài vi khuẩn, nhưng không diệt được nha bào và bào tử nấm.

Tác dụng của tia cực tím dựa trên cơ chế: cấu trúc của các phân tử của vi sinh vật như acid nucleic bị biến đổi khi hấp thụ bức xạ này, dẫn đến đột biến làm hỏng chất liệu di truyền và chết.

Tia UV chỉ dùng để khử trùng không khí hay nước sạch; nó có thể gây viêm kết mạc và giác mạc. các bóng đền UV chỉ có tuổi thọ 1- 2 năm. Cường độ chiếu xạ (Wsec/cm²) cần được theo dõi để kiểm tra hiệu lực và ngăn ngừa ảnh hưởng đến con người.

Trong đời sống hằng ngày, việc phơi nắng các dụng cụ (như chăn, màn) là một cách sử dụng tia UV trong ánh sáng mặt trời. các phòng ở của người bệnh nên có nhiều ánh sáng tự nhiên, nhất là người bênh lao.

2.3. Biện pháp hóa học

2.3.1. Cồn

Thường được dùng là dung dịch ethanol 80%, isopropanol 70% và n-propanol 60%. Những dung dịch đặc hơn do hút nước trong tế bào ra mạnh nên hiệu quả kém hơn. Cồn có tác dụng làm biến tính protein và phá hủy cấu trúc màng tế bào. Cồn không diệt được nha bào. Tác dụng diệt virus có nhiều ý kiến khác nhau.

Áp dụng: khử trùng da, nhất là khử trùng bàn tay trong phẩu thuật và vệ sinh phòng bệnh. Ưu điểm là thời gian tác dụng ngắn, có khả năng thấm vào da kể cả lỗ chân lông và tuyến mồ hôi, nhưng nhược điểm là dễ bay hơi và dễ cháy.

 2.3.2. Phenol và dẫn xuất của nó

Thường sử dụng dung dịch 0,5 – 4 %; không diệt được nha bào và virus nhưng vững bền hơn so với các chất sát khuẩn khác. Phenol có tác dụng phá hủy màng sinh chất, bất hoạt enzym và biến tính protein. Phenol có thể ăn da, niêm mạc và còn có thể gây độc thần kinh.

Người ta dùng chỉ số phenol để đánh giá tác dụng sát khuẩn của một hóa chất. Chỉ số phenol là tỷ số giữa nồng độ phenol thấp nhất và nồng độ chất sát khuẩn cùng có tác dụng như nhau lên một loài vi khuẩn trong một thời gian nhất định.

2.3.3. Nhóm halogen

Tác dụng sát khuẩn do phản ứng oxy hóa và halogen hóa các chất hữu cơ. Phản ứng oxy hóa xảy ra nhanh và không quay trở lại được, còn halogen hóa thì chậm hơn và không mạnh bằng; chúng làm cho màng tế bào bị phá hủy và enzym của vi khuẩn bị bất hoạt. Những phản ứng này cũng xảy ra với nhiều chất hữu cơ khác nhau, do đó sẽ làm giảm hoạt tính sát khuẩn trong những dung dịch có nhiều chất bẩn hữu cơ hay các chất oxy hóa và halogen hóa khác, nhất là amoniac. Halogen có phổ tác dụng rộng và thời gian tác dụng ngắn.

- Clo: được sử dụng nhiều ở cả dạng khí nguyên chất và dạng hợp chất hữu cơ hay vô cơ. Clo dùng để dùng để thanh khuẩn nước ăn (nồng độ 0,1 – 0,3 mg / l ), nước bể bơi (0,5 mg/l).

(HClO có hoạt tính giải phóng oxy, nhưng không giết được các vi khuẩn lao và virus đường ruột).

Chlorua vôi thường được sử dụng nhất để sử dụng nhất để khử trùng chất nôn, chất thải và dụng thô (pha 1/15 với lít nước) hoặc rắc hố xí. Chloramin tinh khiết pha loãng 1%  có khả năng khử trùng bàn tay trong 5 phút tác dụng; để khử trùng dụng cụ phải ngâm trong 20 phút. Khử trùng đồ vải và tẩy uế, dùng dung dịch 1,5- 2,5% trong thời gian 2- 12 giờ. Chloramin thô dược dùng để tẩy uế như chlorua vôi.

-  Iốt: dung dịch Iốt và dung dịch cồn iốt (gồm 7% I, 3% KI, 90% cồn) được sử dụng nhiều để sát trùng da. Hiện nay các sản phẩm phối hợp của iốt với phân tử hữu cơ (iodophor) hoặc polymer (như polyvinylpyrrolidone) được sử dụng nhiều để sát khuẩn da trước mổ. Các iodophor kích ứng da ít hơn iốt và không giữ màu trên da.

Nhược điểm của Halogen là phản ứng không đặc hiệu xảy ra rất nhanh với nhiều chất hữu cơ khác nhau và khí clo còn có tinh độc, có thể có dị ứng với iốt.

 2.3.4. Muối kim loại nặng

Hoạt tính kháng khuẩn theo thứ tự Hg, Ag, Cu, Zn. Các ion kim loại nặng có thể phản ứng với gốc sulfuahydryl (- SH) của protein và làm bất hoạt chúng. Chủ yếu có tác dụng chế khuẩn, không diệt được nha bào, virus và khả năng diệt các vi khuẩn kháng acid yếu. Trong y học, các hợp chất hữu cơ của Hg (ví dụ phenol – borat – thủy ngân) được dùng để sát trùng vết thương, da và niêm mạc hoặc dùng trong lưu trữ sinh phẩm (vacxin, kháng huyết thanh); hợp chất hữu cơ của thủy ngân có tác dụng ức chế vi khuẩn (bacteriostatic) nên hiệu quả điều trị thấp. Nitrat bạc được pha chế làm dung dịch nhỏ mắt cho trẻ sơ sinh; bạc kết hợp với protein và phá hủy cấu trúc màng tế bào. Sufat kẽm hoặc kẽm/mỡ oxid kẽm thường được dùng để điều trị bệnh ngoài da do nhiễm vi khuẩn hoặc nấm.

2.3.5. Aldehyd

Quan trọng nhất là formaldehyd. Dung dịch 0,5 – 5,0 % và khí 5 gam/cm³ thường được dùng và có tác dụng tiêu diệt được cả vi khuẩn, nấm và virus; nếu đủ thời gian và nhiệt độ cao còn diệt được cả nha bào.

Áp dụng: dung dịch nước để lau chùi sàn nhà và đồ dùng; khí dùng để khử trùng không khí và máy móc lớn.

Formaldehyd kích thích da và niêm mạc, có thể dẫn tới dị ứng và nghi ngờ có thể gây ung thư. Do làm tủa protein nên không dùng để khử trùng chất thải. Để trung hòa formaldehyd, dùng amoniac, sulfit hoặc histidin.

2.3.6. Các chất oxy hóa (H₂0₂, KMn0₄) và thuốc nhuộm (ví dụ xanh methylen, tím tinh thể): được pha thành dung dịch lỏng dùng làm chất sát khuẩn; có tác dụng ức chế hoặc giết chết (bacteriocid) vi khuẩn.

2.3.7. Acid và bazơ: acid và bazơ có tác dụng diệt khuẩn vì tính điện phân thành H⁺ và OH^- mạnh.

Tóm lại, chất sát khuẩn là những chất hóa học khác nhau, phá hủy vi khuẩn nhanh chậm khác nhau, bằng cách tác động trực tiếp lên toàn bộ cấu trúc tế bào vi khuẩn, thông qua quá trình lý học hay lý hóa làm cho vi khuẩn vỡ ra hay bào tương ngưng tụ lại hoặc enzym bị bất hoạt. Nồng độ chất sát khuẩn được sử dụng rất gần với liều độc cho cơ thể con người, vì vậy chỉ dùng thuốc sát khuẩn để điều trị tại chỗ.

2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tác dụng của chất sát khuẩn

Nguồn gốc những sai sót ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng gồm nhiều yếu tố nhưng quan tọng nhất là:

-  Nồng độ hóa chất

-  Thời gian tác dụng

Ngoài ra, cần chú ý tới một số yếu tố khác là:

-  Mật độ vi sinh vật tại nơi khử trùng.

-  Nhiệt độ (có liên quan tới thời gian sử dụng)

-  Môi trường xung quanh có thể cản trở thuốc ngấm tới vi sinh vật hoặc làm bất hoạt thuốc (ví dụ: vi khuẩn lao trong đờm)

-  Khả năng đề kháng của vi sinh vật (ví dụ: virus có lớp vỏ lipit sẽ nhạy cảm với chất hòa tan như cồn, phenol hơn cả virus không có vỏ).