Eesti keel   Русский   English

        

PAKUTAVAD TEENUSED:

Meditsiinitarvete steriliseerimine

Tarbekaupade biosaaste vähendamine:

  • kosmeetikatooted
  • hügieenitooted
  • vürtsid
  • farmaatsiatoodete tooraine
  • toiduainete pakendid
  • värvid ja värvained

Tööstuskaupade töötlemine

 

Kiirgusfoon Scandinavian Clinics Estonia OÜ hoone välisseinal:

(Looduslik kiirgusfoon Eestis on kuni 0,3 μSv/h)

 

KIIRGUSSEIRE TULEMUSED:

Jälgimisala: 0,12 µSv/h;
Kontrolliala: 0,10 µSv/h;
Bassein: 0,08 µSv/h

KIIRITAMINE

Tööstuslikku kiiritamist on maailmas mitmel otstarbel kasutatud viimase 50 aasta jooksul. Peamiselt on tööstuslikku kiiritamist kasutatud siiski meditsiinitarvikute steriliseerimiseks (eelistatud meetod). Muud maailmas laiemalt levinud steriliseerimismeetodid on gaas (etüleenoksiid) ja aur (autoklaav).

Kiiritamist kasutatakse laialdaselt ka toiduainete säilivusaja suurendamiseks (nakkusekandjatest puhastamiseks), teatud tüüpi plastides ristseoste loomiseks (suureneb vastupidavus temperatuurile, mehaanilisele kulumisele jne.), tefloni (PTFE) lagundamiseks taaskasutatavaks pulbriks jne.

Tänapäeva kiiritustehased on väga arenenud nii tehnilisest küljest kui ka kvaliteedi tagamise poolest. Selliste tehaste kvaliteedi- ja ohutusstandardid on riiklike institutsioonide kontrolli all.

Kui on võimalik steriliseerimismeetodit valida, eelistab enamik meditsiiniseadmete tootjaid tavaliselt kiiritamist. 55% maailmas toodetavatest meditsiinitarvikutest on tänapäeval steriliseeritud kiirguse abil.

Kiiritamise peamiseks eeliseks on kiirte suur läbitungimisvõime, mistõttu puudub vajadus tooteid disainida nii, et aur või gaas jõuaks kõikidesse õõnsustesse. Teiseks eeliseks on see, et kiiritamine ei tekita mürgiseid jääke. Väga tähtsaks faktoriks on ka pakkematerjalide lai valik, näiteks võib tooted pakkida plastikusse (polüetüleen), mis ei ole mõeldav etüleenoksiidi või auru abil steriliseerimisel.

Kiiritamine on muude alternatiivsete meetoditega võrreldes külm protsess, millega ei kaasne töödeldavates toodetes temperatuuri tõusu. PTFE (tefloni) steriliseerimiseks tuleb siiski kasutada EtO või auru, kuna see materjal muutub ioniseeriva välja mõjul pulbriks.

 

TÖÖSTUSLIK KIIRITAMINE

Tööstuslik kiiritamine on väga tõhus meditsiini- ja laboritarvikute steriliseerimise viis. Kiirgusrajatis koosneb:

  • paksude seintega (2 m) kiirguskambrist, mis takistab kiirguse pääsu ümbritsevasse keskkonda
  • ioniseeriva kiirguse allikast
  • laost, kus on füüsiliselt eraldatud kiiritatud ja kiiritamata tooted
  • konveiersüsteemist kaupade toimetamiseks kiirguskambrisse ja sealt välja
  • arvutipõhine süsteem kiirgusparameetrite kontrollimiseks ja kaupade eksponeerimisaegade määramiseks
  • ohutussüsteemid, mis tagavad, et keegi ei saa siseneda kiirguskambrisse seadme töö ajal ja et seadet ei saa käivitada, kui keegi viibib kiirguskambris
  • erinevad abisüsteemid (ventilatsioon, suruõhusüsteem, veesüsteem)

Kiirgusallikaks võib olla,

  • Koobalt-60 keemilised isotoobid, mis kiirgavad gammakiirgust
  • elektronkiirendi suure energiaga elektronide tekitamiseks

Koobalt-60 kiirgamist ei ole võimalik peatada. Kiirgusseadmetes lastakse allikad toimingute vahepeal 6-7 meetri sügavusele veega täidetud basseini (veekihi paksus peab olema allikate raami ülaosast vähemalt 2 m kõrgem), selline veekiht neelab kiirguse täielikult ja võimaldab kiirguskambris ohutult tegutseda. Gammakiirgus on väga suure läbivusvõimega ja võimaldab töödelda suure tihedusega tooteid. Töötlemise kestus on üldjuhul mõõdetav tundides. Koobalti poolestusaeg on 5,25 aastat. See tähendab, et 150 aastaga laguneb radioaktiive koobalt ohutuks (radioaktiivsete ainete liigituse mõttes) ja jääkproduktiks on stabiilne nikli isotoop.

Radioaktiivsus tähendab, et ebastabiilsed aatomid lagunevad ja emiteerivad sealjuures ioniseerivat kiirgust. Co60 on üks näide radioaktiivsest isotoobist, mis kiirgab nn. gammakiirgust (= kõrge energiaga footoneid). Aktiivsust mõõdetakse aatomite lagunemiste arvuga sekundis ja selle ühikuks on Bequerel (Bq). See on väga väike ühik, tänapäevase kiirgustehase allikate koguvõimsus on tavaliselt suurusjärgus 10 astmel 16 Bequerelli. Suur nullide arv muudab Bequerel’i ebapraktiliseks ühikuks ja tegelikkuses kasutatakse selle asemel vanemat aktiivsusühikut Curie.

Elektronkiirendite eeliseks on asjaolu, et kiirguse saab suvalisel ajahetkel katkestada. Elektronkiired on oma olemuselt beeta kiirgus ja nende kiirte läbitungimisvõime on gammakiirgusega võrreldes väike, seega ei sobi see kiirgus suure tihedusega kaupade töötlemiseks. Töötlemise kestus on üldjuhul mõõdetav sekundites.

 

SURMAMISMEHHANISM

Kiirgus loob vabu radikaale, mis on väga aktiivsed keemilised ühendid. Need radikaalid lõikavad DNA spiraalahelat, eesmärgiks on ahel purustada mitmeks tükiks nii, et rakk poleks enam võimaline seda ahelat parandama.

Maakera taustakiirgus (kiirgusfoon) on kõige olulisemaks teadaolevaks teguriks mutatsioonide tekkimisel. Kiirguse mõjul tekivad uued eluvormid, enamik nendest eluvormidest pole muidugi elujõulised, kuid aeg-ajalt luuakse siiski midagi uut. Ilma loodusliku kiirguseta puuduks maal elu ja jätkuv evolutsioon!

 

TOIME MATERJALIDELE

Elav rakk on omamoodi polümeer. Meditsiinitoodetes on tavaliselt osaliselt kasutatud mingit liiki polümeere, mis reageerivad vabade radikaalidega. Järgnevalt on toodud mõningad näited.

Polümeer võib olla ristseotud ja/või lõigatud ahelaga. Tüüpiline võrkstruktuuriga polümeer on polüetüleen, mida saab kiirgusdoosi suurendamise teel muuta tugevamaks ja vastupidavamaks. Efekti saavutamiseks on vajalik doos 100-300 kGy. Tüüpilisteks rakendusteks on näiteks kahanevad „sukad“ ja termokaablid juhtmetööstuses. Kõige lihtsamini purustatav polümeer on teflon (PTFE), seega võib teflonijääke kiiritada, et saada jääkainena pulber, mis on taaskasutatav värvitööstuses. Kõik muud polümeerid jäävad kiirgustundlikkuse suhtes polüetüleeni ja tefloni vahele. Meditsiiniliste plastide steriliseerimiseks vajaminev kiirgusdoos on tavaliselt suhteliselt väike ja see ei mõjuta kuigivõrd nende plastide omadusi. Siiski eksisteerivad mõningad materjalid, mis ei ole sobilikud steriliseerimiseks kiirguse abil.

Paljud materjalid muudavad kiiritamisel värvi, eriti vanemad PVC’d. Tänapäeval saab enamikke plaste, kaasaarvatud PVC’d, osta kujul, mis ei tumene kiirguse mõjul. Värvuse muutumine iseenesest ei mõjuta materjali muid omadusi. Meditsiinitööstuses on juba viiekümnendatest aastatest peale kasutatud plaste, mis muutuvad kiirguse mõjul kollakamaks, see värvuse muutumine on kaudseks tõendiks, et tooted on steriilsed. Seega, kuigi eksisteerib võimalus kasutada materjale, mis värvi ei muuda, seda paljudel juhtudel mõistlikkuse kaalutlustest lähtudes siiski ei tehta.

Kõige levinumateks materjalideks on PE, PP, PVC, EVA, PS, PU, PC ja silikoon. Neid kõiki on võimalik kiirgusega töödelda, ainult PP puhul tuleb olla mõneti ettevaatlik ja tootja peab ise otsustama, kas kiiritamine on võimalik või mitte (tavalise PP omadused halvenevad kiirguse toimel märgatavalt).

Üldreeglina on aromaatsed polümeerid kiirgusele resistentsemad kui alifaatsed polümeerid. Lisaainetega, nt. antioksüdantidega saab negatiivset mõju piirata või isegi kõrvaldada.

Tselluloos nõrgeneb veidi kiirguse mõjul, kuna polümeerahelad lõigatakse läbi. Tavaliselt pole see tugevuse ja paindlikkuse vähenemine meditsiiniliste rakenduste jaoks oluline. Uue meetodina töödeldaks paberimassi kiirguse abil enne paberi valmistamist, see muudab tselluloosi kiud peenemateks ja keemiliselt tundlikkumateks, seetõttu väheneb vajadus väävelhappe kasutamise järele edasisel töötlemisel (paberimass muutub odavamaks ja selle omadused paranevad).

Sarnasel viisil on kiirgust võimalik rakendada ka meditsiini valdkonnas vaktsiinide tootmisel. Näiteks saab aktiivseid molekule kiiritamise teel ühendada ainevahetusele vastuvõetavateks polüsahhariidideks. Kiiritamine on seega materjalide omaduste muutmisel tõhusaks vahendiks.

Metalle nagu titaani ja terast saab sarnaselt teiste materjalidega samuti kiiritada, küsimus on siinkohal ainult aine tiheduses. Beetakiirgus võib suure doosikiiruse tõttu põhjustada aines temperatuuri tõusu. Näiteks nõelaotstes on täheldatud temperatuuri tõusu kuni 50 kraadi, mis võib põhjustada nõelaotsa ja selle kattekorgi kokkukeevitumist. Selle vältimiseks on võimalik doosi anda väiksemates kogustes ja suurema aja vältel, pidades peale iga doosiportsioni andmist mõned tunnid vahet. Selline osadoosidega kiiritamine on normaalne praktika näiteks vähkkasvajate ravil, kuna organismi vastupanuvõime suurtele doosidele on limiteeritud.

Hapniku olemasolu kiiritatavas aines võib mõnikord põhjustada probleeme, näiteks kui materjali pind on oksüdeerumise suhtes tundlik. Lahendusena võib oksüdeerumise takistamiseks kasutada lämmastikubarjääri.

 

RAKENDUSTE KOKKUVÕTE

Kiirgusega steriliseerimise põhilised rakendused on:

  • Meditsiinitarvete steriliseerimine
  • Toiduainete külmpastöriseerimine
  • Lemmikloomatoitude külmpastöriseerimine
  • Tarbekaupade biosaaste vähendamine. Näiteks:
    • kosmeetikatooted ja hügieenivahendid
    • farmaatsiatoodete tooraine
    • toiduainete pakendid
    • värvid ja värvained
  • Haiglajäätmete desinfitseerimine
  • Mürgiste jäätmete lagundamine
  • Teatud polümeervaikude lagundamine
  • Tselluloosi depolümerisatsioon
  • Mõningate pooljuhtide omaduste muutmine
  • Klaasi ja vääriskivide värvuse muutmine
  • Plastide, peamiselt PE ristsidemete tekitamine:
    • esialgset kuju taastava mälu tekitamine materjalides
    • monomeeride jääkide kaotamine polümeerides
    • kaitseriietustes kasutatavate vahtplastide loomine
    • kautšuki tugevuse tõstmine

 

TOIDUAINETE KIIRITAMINE

Toiduainete kiiritamist lubatakse praegu paljudes riikides üle kogu maailma. Mõnedes riikides, eelkõige Euroopas, kehtivad ikka veel mitmed piirangud, mis on vähemalt osaliselt tingitud kompetentsete asutuste tegevusetusest.

Siiski tehakse pidevaid jõupingutusi kiirguse kasutamise edendamiseks, seda eeskätt USA valitsuse poolt. Ameerika tarbijate vastumeelsus toiduainete kiiritamise suhtes on märgatavalt vähenenud. Tõenäoliselt toimub samalaadne areng peagi ka Euroopas, kuna näiteks kanaliha kiiritamine USA’s on täielikult kaotanud seal sisalduvate bakterite probleemi, mis on rahva tervise seisukohalt väga positiivne nähtus.

 

HUVITAV TEADA

WHY A BLUE LIGHT IN THE STORAGE POOL FOR THE COBALT?

In water, light travels about 25% slower than it does in a vacuum and it is possible for an energetic particle to travel faster than light. (This is not possible in the vacuum where light is the fastest things there is!). When a particle travels faster than the speed of light in water, it produces a shock wave that is the equivalent of a sonic boom made by a jet travelling faster than the speed of sound in air. This shock wave takes the form of blue light called Cherenkov light, after the Russian physicist Pavel Cherenkov,wall of the detector.

  • Siberi katk: 2001.a. 11. septembri sündmused Ameerika Ühendriikides on toonud endaga kaasa kõrgendatud turvameetmed ühiskonnas. Üheks (toimunud sündmustega küll mitte vahetult seotud) ülesandeks on hävitada siberi katku eosed postipakkides. Suures ulatuses on seda võimalik teha ainult gammakiirguse abil.
  • Stabilisaatorid plastidele: enamik plastidest vajab stabilisaatoreid. Need lisaained on aga sageli lagunevad, eritades kõrvalsaadusena lõhna. Levinud stabilisaatorid on Irganox 1076 ja Irgafos 168. Need ei toimi hästi PE puhul. Irganox 1076 on siiski sobilik PS plastidele. Oluline on valida kiirguskindlad stabilisaatorid!
  • Uraan: pookpolümerisatsioon ja ristsidemete loomine on tavapäraste polümeeride keemiliste ja füüsikaliste omaduste muutmise atraktiivsed tehnikad. Üks ebatavaline Jaapani Aatomienergia Uurimisinstituudi poolt väljatöötatud rakendus puudutab meetodit, mis võimaldab odavalt absorbeerida uraani mereveest. Enamik maailma uraanist leidub merevees. Pookpolümerisatsiooni abil on loodud väga tõhusad absorbandid (PE-ga kaetud PP lehed).
  • Kirurgilised matid: ristseotud polüsahhariid on väga tõhus materjal kirurgiliseks operatsioonimatiks. Matt hajutab keha rõhku ja säilitab parima vereringe operatsiooni ajal. Üheks kommertsrakenduseks on jaapani Non-bedsore (tõlkes u. „Ei-lamatistele“). Lisaeeliseks on see, et materjal on biolagunev.
  • Ravimite tarne: želatiini kasutatakse toitudes, filmides, liimides, niisutajates, meditsiiniseadmetes ja paljudes teistes toodetes. Inimese kehatemperatuur 37oC on liialt kõrge želatiini vajaliku mehaanilise tugevuse säilitamiseks. Lahenduseks on ristseoste tekitamine želatiin kiiritamise teel. See on oluline rakendus ravimite levitamise süsteemides.
  • Insuliin: Oluline on insuliini kõhu happelises keskkonnas kaitsta enne selle vabastamist peensooles. Seda on võimalik saavutada pH-tundliku hüdrogeeli pookpolümeriseerimisega, kasutades geeli ravimi transportijana.
  • Mesitarud: mesinduse üks suuremaid probleeme on Paenibacillus vastsed, parasiidid, mis laastavad mesipuid. Ainus teadaolev tarude puhastamise võimalus tundub olevat kiiritamine (ilma mesilasteta!).
  • Polüpropüleen: Lisades 2-3% kiiritatud PP'd normaalsele PP'le, võib tulemuseks saavutada 10-15% kiirema bioloogilise lagunemise.
  • Istutuspotid: Sellised potid võib valmistada polüpropüleenist. Kiiritatult lagunevad nad looduses märksa kiiremini (umbes aasta jooksul). See on oluline, kui taime juured vajavad laiemat levikuala.
  • Pooljuhid: Kiiritamist saab kasutada teatavate elektrooniliste komponentide kunstlikuks vanandamiseks.
  • NaCl (keedusool): Neid kristalle ei saa kiiritada ilma värvi muutumiseta hallist mustani.
  • EtO (etüleenoksiid): EtO kasutamisel PVC'l tekitab väikestes kogustes kemikaale, mille keemistemperatuur on 280oC ja mis ei kao/haju normaalse karantiini tingimustes.
  • Ristseotud PE: Kiirguse abil ristseotud PE puhul on hapnikumolekulide läbitungivus 50-60% väiksem võrreldes peroksiidi abil ristseotud PE'ga.
  • EVA, ristseotud 125 kGy kiirgusdoosi abil, saavutab vastupidavuse temperatuuridele kuni 130oC. See on hea näiteks infusioonikottide tootmiseks. Materjali jäävad vähesed äädikhappe jäägid, mis ei ületa farmakopöa poolt ettenähtud 1 promilli künnist.
  • PET toimib hästi klaasi asendajana.

 

ETÜLEENOKSIID

Etüleenoksiid (EtO) on tööstusliku kemikaali, mis kasutatakse meditsiinitarvikute steriliseerimiseks, maitseainete saastatuse vähendamiseks ja teiste kemikaalide tootmiseks. Puhas EtO on toatemperatuuril  värvitu gaas ja temperatuuril  - 47o C liikuv värvitu vedelik. EtO’t müüakse tavaliselt segatuna teiste kemikaalidega ja teda kasutatakse keskkonnakaitse agentuuri (EPA) loa alusel USA’s aastast 1940.

Etüleenoksiid denatureerib elusolendite valke ja muudab mikroorganismide molekulaarstruktuuri (tapab mikroorganismid). See võimaldab etüleenoksiidi tõhusalt kasutada  steriliseerimiseks.

EtO kasutamisega on seotud teatud ohud. Sissehingamisel tekkib äge mürgistus, mille tagajärgedeks on iiveldus, oksendamine, neuroloogilised vaevused, bronhiit jne. Kokkupuude naha või silma limaskestadega põhjustab silmade ja naha ärritust.

Inimeste lühiajaline kokkupuude EtO’ga põhjustab  peamiselt kesknärvisüsteemi depressioon ja silmade ning limaskestade ärritust. Pikaajaline kokkupuude EtO’ga võib lisaks eelpoolmainitud  vaegustele tuua kaasa ka aju ja närvide toimimise häireid. EPA on liigitanud EtO rühma B1 – tõenäoline kantserogeen.

EtO’t leidub väikeses koguses ka välisõhus, kuna ta sisaldub näiteks autode heitgaasides ja tubakasuitsus.

Vaatamata kirjeldatud puudustele kasutatakse EtO’t tänapäeval steriliseerimiseks maailmas üsna laialdaselt, kuna ka on efektiivne kemikaal. EtO kasutamisel on siiski mõningad praktilised piirangud, näiteks peavad pakendid olema gaasi läbilaskvad ja EtO peab pääsema töödeldavate toodete kõikidesse uuretesse ja õõnsustesse.

Viimase kümne aasta jooksul on hakatud EtO’t kasutama ka suure rõhu all (sarnaselt auruga).

 

MÄRKUS:

Läänemaailmas EtO kasutamine tema toksilisuse tõttu järjest väheneb, samas kasutatakse teda arengumaades (näiteks Aafrika riikides) väga laialdaselt.

 

AUR

Auruga steriliseerimise puhul hävitatakse mikroorganisme rõhu all oleva küllastunud auruga. Kuumus kahjustab rakkude olulisi struktuure, sealhulgas tsütoplasma membraane ja rakud pole enam eluvõimelised.

Bakterirakkude kahjustamise ulatus sõltub temperatuurist ja sellega kokkupuutumise ajast. Praktikas tähendab see seda, et madalamatel temperatuuridel võtab steriliseerimine rohkem aega kui kõrgematel temperatuuridel. Lisaks, mida suurem on bakterite populatsioon, seda rohkem kulub aega nende kahjutustamiseks. Sama kehtib muidugi üldjoontes ka kiiritamise ja EtO kohta.

Auru ei saa kasutada tihedalt pakitud kaupade puhul. Meetod on sobiv näiteks haiglates, kus on võimalik pakendid kohapeal eemaldada või kaupu enne kasutuselevõttu pakendiga koos töödelda.