Reaktif oksijen türleri kullanılarak tıbbi ekipmanların sterilizasyonun yapılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the feasibility of sterilization of medical equipment using reactive oxygen species
Yazar: HESNA ÖZBEK ÜLKÜTAŞ ATALAY
Danışman: PROF. DR. İNAN GÜLER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Hastalık teşhis, tedavi ve önlenmesinde kullanılan tıbbi ekipmanların hasta ve çalışan güvenliğinin sağlanabilmesi için ulusal ve uluslararası standartları karşılayacak şekilde sterilize edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma ile sağlık sektöründe kullanılan tıbbi ekipmanların sterilizasyonunu gerçekleştiren yeni bir sistem tasarlanmış ve sistemin doğruluğu, etkinliği ve etkililiğinin test edilmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen sistem ile Soğuk Atmosferik Plazma Korona Deşarjı yöntemi kullanılarak reaktör tasarımı gerçekleştirilmiş ve yeni tip bir oksijen molekül allatropu (YOMA) elde edilmiştir. Hâlihazırda kullanılan, gaz ile sterilizasyon yapan sistemlere alternatif olarak geliştirilen sistemin doğruluğunun test edilmesi ilk olarak Gazi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi bünyesindeki Farmasötik Mikrobiyoloji Araştırma Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Testleri gerçekleştirilen sistemin sonuçlarının güvenilirliğini kanıtlamak maksadıyla ISO/IEC 17025:2017 standardını karşılayan, izlenebilirliği olan akredite bir laboratuvarda daha önce gerçekleştirilen deney ile aynı ortam şartları ve sürelerde, aynı malzemeler ile yalnızca test işleminin gerçekleştiği desikatör kapasitesi iki katına çıkarılarak deney tekrarlanmıştır. Test gerçekleştirilmeden önce aynı ebatlarda olan (2 cm2), 14 farklı özellikteki materyal, otoklavda 1 atm basınç ve 120 °C sıcaklıkta, 20 dakika boyunca sterilize edilmiştir. Sonraki aşamada, biyolojik indikatör olarak kullanılan Geobacillus stearothermophilus'un etüvde 37 °C'de kültürü hazırlanmış ve materyallerin bütün yüzeyleri kontamine edilmiştir. Test örnekleri steril petri kabında desikatör içerisine yerleştirilmiş, ilk deneyde 15, 30, 45 ve 60 dakika sürelerinde, ikinci deneyde ise 30, 45 ve 60 dakika sürelerinde YOMA'ya maruz bırakılmıştır. Ardından etüvde 37 °C'de, test edilecek örneklerin üzerinde üremenin olup olmadığı 16-18 saatlik inkübasyon sonunda kontrol edilmiştir. Tasarlanan sistemin sporlu bakterilerle test işleminin sonuçları göz önüne alınarak sterilize edilen tıbbi ekipmanlarda varsa bakteri üremesinin saptanması sağlanmış ve mikropları sterilize etme başarımının 30 dakika ve üstü sürelerde %100 olduğu, 15 dakikalık sürede ve hacmin iki katına çıktığı desikatördeki numunelerde ise üremenin büyük ölçüde azaldığı ve "kabul edilebilir sterilite güvence düzeyini" gerçekleştirecek seviyede sterilizasyon işleminin başarıya ulaştığı saptanmıştır. Bu kapsamda söz konusu çalışmayı etilen oksit vb. gazlar kullanılarak tıbbi malzeme sterilizasyonu yapan diğer sistemlerle karşılaştırdığımızda; ilave sarf malzeme kullanılmadan, personele, hastaya ve sterilizasyonu yapılan ekipmanlara zarar vermeden ve üzerinde kalıntı bırakmadan, daha az enerji tüketen, doğa dostu, daha hızlı, daha düşük sıcaklıkta sterilizasyon işlemi yapılabilen bir sistem geliştirilmiş ve sistemin güvenilirliği, etkisi ve etkinliği test edilmiş ve doğrulanmıştır.

Abstract:
Medical equipment used in the diagnosis, treatment and prevention of diseases must be sterilized to meet national and international standards so as to guarantee patient and employee safety. This study aims to design a new system that performs sterilization of medical equipment used in the health sector and to test the accuracy, efficiency and effectiveness of the system. With the designed system, a reactor design was realized to obtain a new type of oxygen molecule allatrope (YOMA) using the Cold Atmospheric Plasma Corona Discharge method. The accuracy of the system developed as an alternative to the currently used gas sterilization systems was first tested at Gazi University Faculty of Pharmacy, Pharmaceutical Microbiology Research Laboratory. To test the reliability of the outcomes of the tested system, the experiment was repeated in an accredited laboratory that meets the ISO/IEC 17025:2017 standard and has traceability, under the same ambient conditions and times as the former experiment, with the same materials, only by doubling the capacity of the desiccator where the test process takes place. Before the test was performed, 14 different materials of the same size (2 cm2) were sterilized in an autoclave at a pressure of 1 atm and a temperature of 120 °C for 20 minutes Subsequently, Geobacillus stearothermophilus, used as a biological indicator, was cultured in an incubator at 37 °C and all surfaces of the materials were contaminated. The test samples were placed in a sterile petri dish in a desiccator and exposed to YOMA for 15, 30, 45 and 60 minutes in the first experiment and 30, 45 and 60 minutes in the second experiment. Afterwards, at 37 °C in an incubator, the samples to be tested were checked for growth after 16-18 hours of incubation. Considering the results of the test process of the designed system with spore bacteria, it was checked if there was any bacterial growth on the sterilized medical equipment and it was determined that the success of sterilizing microbes was 100% in 30 minutes and above, while the growth was greatly reduced on the samples in 15 minutes and in the samples where the volume doubled and the sterilization process was carried out to provide "acceptable sterility assurance level". In conclusion, when compared with the other systems that sterilize medical equipment using gas, an environmentally friendly, less energy-consuming, faster, can be used at lower temperatures YOMA sterilization system has been developed without using additional consumables, without damaging the personnel, the patient and the sterilized equipment and without leaving any residue on it, and the effectiveness, effect and reliability of the system has been tested and verified.