Из истории эпидемиологии: О возникновении и развитии стерилизации

Величайшим достижением медицины является стерилизация медицинских инструментов/изделий, которая в течение ряда столетий спасла миллиарды человеческих жизней. Развитие стерилизации имеет давнюю историю, тесно связана с такими понятиями, как антисептика и асептика.

Возникновение и развитие стерилизации охватывало следующие временные периоды:

· доисторический (2,5 млн лет назад – 3 тыс. до н.э.),

· античный (3 тыс. до н.э. – вторая половина V в.),

· средневековый или феодальный,

· эпоха возрождения (ренессанс),

· новое время или индустриальное общество,

· новейшее время или постиндустриальное общество.

Первое упоминание об использовании отдельных видов лекарственных растений и некоторых химических средств (соединений) и их антимикробных свойств в качестве лечебных методов, ставших впоследствии одним из предвестников антисептики, относится к доисторическому периоду и временам античности. Методы широко применялись для предупреждения попадания микроорганизмов в органы или рану больного в процессе любых манипуляций (наложения повязки на рану или при остановке кровотечения).

Так, египтянами широко использовались смолы и ароматические соединения в бальзамировании тела. Разработанные ими навыки в искусстве бальзамирования были настолько умелыми, что мумии через тысячи лет все еще находятся в хорошем состоянии.

В древней Индии за 1,5 тыс. лет до н.э. начала развиваться хирургия. Появились хирургические инструменты (более 100 наименований), производились пластические операции носа, удаления инородных тел и др. Для дезодорации и дезинфекции первой из полезных химических веществ древними греками были использованы пары горящих химикатов, в частности, серы («Одиссея», Гомер).

Многие врачи древности независимо друг от друга пришли к выводу о необходимости обеззараживания раны. Все случайные раны прижигали уксусом, известью, накладывали на рану бальзамические мази и т.д. Врач Древнего мира Цельс (1 век н.э.) описал технические приемы многих операций.

Ещё за 400 лет до н.э. великий врач Древней Греции Гиппократ из Коса (460-377 гг. до н.э.) первым опроверг представление, что болезнь – наказание за грехи, догадавшись о её природном происхождении. Опираясь на практический опыт, он покрывал операционное поле чистой тканью, а также рекомендовал промывание ран только кипячёной водой с вином, предвещая асептику. Для предотвращения нагноения он кроме вина использовал квасцы, медь и ее соли. В трудах по медицине и хирургии он ввел понятие о ранах и их заживлении, описал признаки флегмоны и сепсиса, симптомы столбняка. Резекция ребра, предложенная Гиппократом при гнойном плеврите, до сих пор не утратила своего значения, сделав его родоначальником и основоположником научной медицины.

В народной медицине в течение нескольких столетий до начала нашей эры для целей антисептики использовали мирру, ладан, ромашку, полынь, тимьян, розу, шиповник, алоэ и другие растения, а также алкоголь, мед, уголь, сахар, керосин, серу, ладан, морскую соль, квасцы, медный купорос.

Первые достоверные сведения о стерилизации медицинских инструментов сохранились со времен Римской империи. Древнеримские хирурги перед проведением хирургических операций обязательно прокаливали свои инструменты на огне. Разумеется, о вирусах и бактериях люди той эпохи ничего знать не могли, хотя они делали эту обработку, полагая, что уничтожают при помощи пламени различные болезни.

В период с 900 к 1500 (Нашей эры) прогресс, имеющий непосредственное отношение к развитию техники стерилизации, находился практически в тупике. Со второй половины 15 века началась эпоха Возрождения. Это было время величайшего подъема науки и техники, естественных наук, медицины, хирургии. В Европе совершенствовались технологии благодаря открытиям великих врачей и учёных: Левенгука, Пастера, Листера, Коха и др.

В 1680 г. Дени Папен, французский физик, сконструировал первую «скороварку» в виде горшка с герметичной крышкой (предшественник “Автоклава”). В 1683г. голландец А. Левенгук изобрел микроскоп и доказал существование микроорганизмов. В 1758г. немецкий врач Д-р Иоганн Юлиус Walbaum сформировал хирургическую перчатку из кишечника овец, которую использовал при приеме детей у рожениц.

Прорыв в истории стерилизации наступил в ХIХ веке. Начала развиваться хирургия, однако любое хирургическое вмешательство было связано с высоким риском для жизни пациента. Маски (из обрезков ткани) хирурги носили, прежде всего, для собственной защиты. Неудивительно, что рост летальности после проведенных операций достигал 90%.

В 1847 г. венгерский/австрийский врач акушер Игнац Земмельвейс описал санитарные меры, а также значение мытья рук и промывки ногтей перед приемом родов. Он стал применять для дезинфекции рук и родовых путей хлорную воду, способствуя этим снижению летальности родильниц.

На основе многолетних наблюдений И. Земмельвейс пришел к выводу, что родильная лихорадка, которая в те времена была широко распространена и давала высокую смертность, вызывается трупным ядом, передаваемым в родильных домах с помощью рук медицинского персонала, работавшего перед этим в прозекторской. В венской больнице им была введена обязательная и тщательная обработка рук медицинского персонала раствором хлорной извести. Этот простой способ профилактики послеродовых заболеваний привел к резкому снижению смертности родильниц.

Применением в акушерстве раствора хлорной извести И. Земмельвейс заложил основы антисептики (термин, который для обозначения противогнилостного действия хинина, впервые предложил английский ученый И. Прингл в 1750г.). В результате этой меры заболеваемость и летальность от родильной горячки (сепсиса) у рожениц и новорожденных за полгода снизилась в 9 раз. В то время как в других больницах они продолжали оставаться на высоком уровне.

В период 1856-1866 гг. русский хирург Н.И.Пирогов один из первых высказал мысль о том, что заражение ран вызывается руками хирурга и его помощников, а также происходит через их медицинские халаты, белье и постельные принадлежности.

Развитию и совершенствованию целей и методов асептики способствовали большие достижения в области микробиологии. Хотя бактерии были открыты еще в 1676г., доказать их способность вызывать болезни удалось лишь Луи Пастеру (1822-1895). Пастер был французским биологом, микробиологом и химиком, а также известен открытиями принципов вакцинации, микробной ферментации и пастеризации. Он показал, что в стерилизованных и запечатанных колбах ничего никогда не возникает; и, наоборот, в стерилизованных, но открытых колбах, могут расти микроорганизмы. Луи Пастер считается одним из трех основателей бактериологии (вместе с Фердинандом Коном и Робертом Кохом) и широко известен как «отец микробиологии».

Труды Пастера помогли сделать открытие одному из лучших хирургов Великобритании Джозефу Листеру (1827-1912), развить практику антисептической хирургии. Листер в 1867г. (спустя 20 лет после открытия И. Земмельвейса) разработал способ уничтожения микроорганизмов в ране, в воздухе, на руках хирургов, а также на всех предметах/объектах, соприкасающихся с раной, и обосновал комплекс мер по борьбе с хирургической инфекцией для предупреждения нагноения ран. В качестве противомикробного средства использовал раствор карболовой кислоты. Листер и его современники под антисептикой понимали меры по уничтожению с помощью химических веществ возбудителей процессов в ране и во всех объектах внешней и внутренней среды, контактирующих с раной.

Антисептический метод быстро распространился в Европе, США, в том числе в России, где он был применен Н.И.Пироговым в военно-полевой хирургии во время боев на Кавказе. При лечении ран он использовал повязки, пропитанные антисептическими веществами (нитратом серебра, хлорной известью, сульфатом цинка, винным и камфорным спиртом) для предотвращения развития жизнедеятельности микроорганизмов и сокращения послеоперационных осложнений. Результатом стало резкое снижение смертности после операции у хирургических пациентов от инфекций.

Однако по мере распространения и применения карболовой кислоты, выявились ее недостатки из-за токсичности, проявляющейся в выраженном местном и общетоксическом действии на организм больного и медицинских работников (возникновение некроза тканей в области раны, ожогов при разбрызгивании, дерматитов при обработке рук хирургов, операционных медсестер). В связи с этим меры антисептики были подвергнуты критике, что и привело к появлению нового профилактического направления - асептики.

Асептика основана на предотвращении/предупреждении попадания микроорганизмов в рану или органы больного в процессе любых врачебных манипуляций. Она достигается путем уничтожения бактерий физическими или химическими способами на инструментах, перевязочных материалах, на руках хирургов и его помощников и др. объектах, соприкасающихся с раной.

Создание надежной защиты от инфекции можно достичь путем использования при операциях стерильных инструментов/медицинских изделий, расходных материалов, лекарственных средств, соприкасающихся с раневой поверхностью больного.

В 1890г. на конгрессе хирургов в Берлине Э. Бергман провозгласил основной закон асептики: «Все, что приходит в соприкосновение с раной, должно быть свободно от бактерий». Инструменты, перевязочный материал, растворы должны быть стерильным. Отсюда и зародилось понятие стерилизация. Э.Бергман заменил «листеровскую антисептику» химическими веществами на стерилизацию высокой температурой.

В течение последующих лет были разработаны правила и принципы операционной асептики, которые используются и до настоящего времени, совершенствуясь и развиваясь. В 1881г. Р.Кох и Э.Эсмарх предложили метод стерилизации «текучим паром». В 1890г. У.Холстед в Нью-Йорке предложил стерилизовать резиновые перчатки, применяемые при оперативных вмешательствах, а в 1900г. английский хирург Дж. Гюнтер – стерильные маски.

К 1895г. относится создание К.Шиммельбушем биксов или стерилизационных коробок, используемых по настоящее время в медицинской практике для размещения медицинских изделий/материалов и их последующей паровой стерилизации. А на заре зарождения стерилизации Бухман П.И. в 1898г. предложил стерилизовать перевязочный материал в упаковке.

В России антисептический метод был введен почти повсюду, получив широкое распространение во всех лечебных учреждениях. Важной вехой в развитии асептики в России стали работы Л.А.Генденрейх, который впервые в мире доказал, что наиболее совершенна стерилизация паром под повышенным давлением, и в 1884г. предложил использовать для стерилизации автоклав (взяв за основу папинов котел).

В 1885г. русский хирург М.С.Субботин создал специальную операционную, в которой использовал предварительно стерилизуемый перевязочный материал.

Н.И.Пирогов еще до открытия Пастера начал при лечении ран для снижения так называемых «миазмов» (госпитальной инфекции) применять повязки, пропитанные различными антисептическими растворами, используя спирт, ляпис, йодную настойку, растворы хлорной воды, азотнокислое серебро и др. Пирогов Н.И. сформулировал один из важнейших принципов асептики - разделение больных на "чистых" и "гнойных".

Несмотря на успехи в профилактике и лечении гнойных инфекций, в среде ученых и врачей нововведения Н.И.Пирогова воспринимались негативно. Их удалось сломить Н.В.Склифосовскому - ученику и последователю Н.И. Пирогова. В 1885 году на I Пироговском съезде в Москве Н.В.Склифосовский произнес речь "Об успехах хирургии под влиянием противогнилостного метода" в защиту асептики и антисептики.

Н.В.Склифосовский применял обработку рук (раствор йодоформа и 0,1% раствор сулемы), инструментов и операционного поля, воздуха в операционной до и во время хирургического вмешательств. Н.В.Склифосовский впервые применил стерилизацию перевязочных средств, используемых для послеоперационных перевязок, при помощи нагретого воздуха в небольшом аппарате – прототипе современного автоклава.

Новый метод стерилизации был более эффективен, чем существующие, так как воздействие пара под повышенным давлением уничтожало не только микробы, но и их споры. Стерилизации с помощью высоких температур подвергалось все, что использовалось в ходе операции: повязки, халаты, перчатки, инструменты. Однако простерилизовать можно было только те материалы, которые выдерживали высокие температуры.

Эти проблемы в антисептике решаются путем использования антисептических средств, которые имеют широкий спектр антимикробного действия; не обладают токсичностью и аллергенностью; имеют приятный запах, не окрашивают кожу пациента, не пачкают белье и одежду, удобны в хранении и использовании. В практике применяют не отдельные виды антисептики - механическую, физическую, химическую, биологическую, а их различные комбинации.

Так, например, уход за раной больного в современных клиниках включает несколько этапов:

- механическую антисептику, которая является основополагающей (удаление участков нежизнеспособных тканей, сгустков крови, гнойного экссудата);

- физическую антисептику для создания в ране неблагоприятных условий для развития бактерий и всасывания токсинов и продуктов распада тканей (использование гигроскопичных перевязочных материалов, гипертонических растворов, сорбентов и дренирования);

- химическую антисептику, которая проводится не только наружно (применение растворов хлоргексидина биглюконата, перекиси водорода, спирта этилового и др.), но и внутрь (назначение антибактериальных средства, как местного, так и общего действия);

- биологическую антисептику (применение антибактериальных и ферментных препаратов, бактериофагов и антитоксических сывороток) при тяжелых состояниях пациента.

С 1930 г. антисептика обогатилась сульфаниламидными препаратами, с 40-х - антибиотиками, которые открыли новые возможности в развитии учения о борьбе с инфекцией.

Со времен Н.В. Склифосовского асептика видоизменилась, хотя физический метод стерилизация паром под давлением при высоких температурах (с применением автоклавов) сохраняется по-прежнему. Также широко используются стерилизационные коробки (бывшие биксы Шимельбуша К.).

В связи с появлением медицинских изделий из полимерных материалов, пластмассы, изделий, содержащих сложные оптические системы и др., не выдерживающих воздействие высокой температуры, начал проводиться поиск и разработка новых холодных методов стерилизации. Он связан с применением окиси этилена, формальдегида, растворов химических средств.

Используется стерилизация ионизированным излучением на специальных промышленных предприятиях. Так обрабатывают одноразовые инструменты/медицинские изделия в упаковках, например, шприцы, скальпели, устройства для инфузионной терапии и др.

Сегодня методы стерилизации медицинских изделий основаны на использовании оборудования разных принципов действия, а также химических и антисептических средств, зарегистрированных в установленном порядке с наличием режимов стерилизации, разработанных для изделий конкретных типов.

Для максимальной защиты пациентов и медицинского персонала от инфекции, возникновение которой возможно при проведении различных манипуляций, обработка медицинских изделий по современным требованиям проводится в 3 этапа. Сразу после применения у пациента медицинские изделия подвергают дезинфекции, затем предстерилизационной очистке и стерилизации.

Дезинфекцию изделий чаще всего проводят химическим методом, для чего используют растворы дезинфицирующих средств из различных химических групп – хлорактивных, кислородактивных соединений, альдегидов, катионных поверхностно-активных веществ (четвертичных аммониевых соединений - ЧАС, третичных аминов, производных гуанидина). При этом используют наиболее надежный способ погружения изделий в растворы дезинфицирующих средств. Другие способы обработки – орошение и протирание, допускается применять только для изделий, не соприкасающихся непосредственно с пациентом. Препараты из каждой химической группы имеют свои особенности, отражающиеся в особенностях их применения. Так, средства, обладающие фиксирующим действием на органические вещества, находящиеся на медицинских изделиях, например альдегиды, требуют предварительного отмыва изделий водой перед дезинфекцией; средства, обладающие моющими свойствами, например ЧАС, могут быть использованы для дезинфекции, совмещенной в один процесс с предстерилизационной очисткой.

Предстерилизационную очистку медицинских изделий проводят после их дезинфекции и отмывания водой от остатков дезинфицирующих средств моющими или ферментными средствами ручным и механизированным методом.

После предстерилизационной очистки медицинские изделия подвергают стерилизации.

Лидирующие позиции в медицинских организациях занимают традиционные термические методы стерилизации - паровой и воздушный, благодаря возможности стерилизации изделий в упакованном виде и отсутствию необходимости удаления остатков стерилизующего агента.

Внедрены инфракрасные стерилизаторы, основанные на применении нового термического агента - кратковременного импульсного инфракрасного излучения, создающего в рабочей камере стерилизатора температуру 200+3°С для стерилизации стоматологических и микрохирургических инструментов в неупакованном виде от 10 до 25 мин (в зависимости от инструментов).

Для обработки инструментов при температуре 190-240°С применяют гласперленовые стерилизаторы (среда нагретых стеклянных шариков). В них целиком за несколько секунд можно простерилизовать лишь мелкие, полностью размещенные в стерилизующей среде нагретых стеклянных шариков, цельнометаллические инструменты и только в неупакованном виде.

Широко применяются химические методы стерилизации: газовый (100% окись этилена или ее смесь с другими компонентами), формальдегидный (40% раствор формальдегида), плазменный (пары перекиси водорода в сочетании с их низкотемпературной плазмой), жидкостной (растворы химических средств: альдегид-, кислород- и хлорсодержащие).

Низкотемпературные газовые стерилизаторы обеспечивают гарантированный уровень стерильности медицинских изделий при используемых режимах стерилизации и максимальную сохранность чувствительных инструментов и оборудования. Эффективность газовой стерилизации в этиленоксидных стерилизаторах подтверждена многолетними клиническими данными. Благодаря полностью автоматизированному режиму работы под контролем надежной электроники, технология стерилизации, осуществляемой практически без участия персонала, обеспечивается не только безопасное проведение обработки и эффективная стерилизация изделий, но и их дегазация для последующего безопасного применения простерилизованных изделий пациентам, медицинским персоналом и окружающей среды.

Для эффективной профилактики послеоперационных осложнений большое значение имеет обработка рук хирургов, операционного и инъекционного поля пациентов. В качестве кожных антисептиков чаще всего применяют средства на основе спиртов - изопропилового и этилового, с содержанием 60-70% по массе, а также спиртов с добавлением некоторых других действующих веществ.

Сравнивая методы асептики и антисептики времен Листера, Коха, Склифосовского и современные, ясно, что значительно изменившись и усовершенствовавшись, принципы асептики и антисептики с необходимым набором качеств являются базовыми и остались прежними*. 

*Публикация подготовлена на основе материалов, предоставленных НИИ Дезинфектологии Роспотребнадзора