Chapitre 3 Les procédés de stérilisation (1)

Procédés de stérilisation autres que la chaleur humide

Avant de traiter de la stérilisation par la chaleur humide, procédé de référence à l’hôpital, nous passerons en revue les autres procédés existants.

1) CHALEUR SECHE

Procédé dit « Poupinel »

C’est un procédé, à la fois ancien, et très simple, mis au point fin XIXe par le Dr Poupinel, qui était chirurgien.

Il s’agit simplement d’un four à chaleur sèche, du type four électrique. Malgré la simplicité du principe, ce procédé a été considéré comme peu efficace et il est aujourd’hui proscrit dans les hôpitaux pour deux raisons :

- En chaleur sèche, les bactéries sporulent ;

- les températures élevées qu’il faut atteindre (180° C pendant 30 minutes ou 160° C pendant 2 h) détériorent le matériel.

Il paraît d’ailleurs que les anciens « Poupinel » dont l’usage est désormais interdit à l’hôpital ont quelquefois été « sauvagement » récupérés comme fours à pizzas dans certains blocs opératoires… ou pharmacies.

2) OXYDE D’ETHYLENE

En 1933, l’Institut Pasteur découvrit les propriétés bactéricides et fongicides de l’oxyde d’éthylène.

Ce gaz, à la formule très simple, CH2 -- CH2 O a un pouvoir bactéricide et fongicide très efficace. Il se fixe sur les restes amines des aminoacides et des protéines des parois bactériennes.

Il a un avantage : son pouvoir stérilisant est efficace à basse température et il est donc utilisable pour des matériaux sensibles à la vapeur d’eau et la chaleur.

Il a par contre un inconvénient physique grave : il est instable et il explose en présence d’oxygène et d’air.

Il a un autre inconvénient : il est toxique et doit être éliminé de façon efficace des matériaux stérilisés.

En outre, son efficacité sur les ATNC n’est pas connue.

Son emploi à l’hôpital est maintenant plutôt exceptionnel. Il reste utilisé à l’échelon industriel et dans l’industrie agro-alimentaire et… par la Bibliothèque Nationale pour la conservation des livres

et journaux anciens (un centre de traitement se trouve d’ailleurs à Provins, dans un ancien couvent, aujourd’hui propriété de la BNF)

Les produits sont conditionnés au préalable dans leur emballage définitif, du type papier-papier ou papier polyéthylène ; le papier étant perméable à l’oxyde d’éthylène.

Le principe de la stérilisation est simple :

- On admet dans une enceinte fermée (« autoclave ») à un taux d’humidité relatif de 33% (toujours pour éviter les sporulations) et à la température de 55°C durant 50 à 110 minutes (selon le type d’appareil et selon la concentration en oxyde d’éthylène) dans laquelle on a opéré un vide préalable de l’oxyde d’éthylène gazeux et de la vapeur d’eau pour créer l’humidité relative (l’eau ne réagit pas avec l’oxyde d’éthylène gazeux)

Il existe deux procédés :

- procédé hypobare

La stérilisation s’effectue à une pression inférieure à la pression atmosphérique (risque d’implosion moins grave que l’explosion) puis, après aspirations successives et remise à pression atmosphérique, libération de la charge.

- procédé hyperbare

La stérilisation s’effectue à une pression supérieure à la pression atmosphérique (risque d’explosion), mais pour prévenir ce risque d’explosion, l’oxyde d’éthylène est mélangé à un gaz inerte (fréon ou gaz carbonique pour des raisons écologiques, malgré l’effet de serre) puis, après aspirations successives et remise à pression atmosphérique, libération de la charge. Le diagramme de stérilisation a (dans le cas du procédé hypobare) l’allure suivante (fig. 1)

Pression (en bars) Figure 1 : Diagramme de stérilisation à l’oxyde d’éthylène (procédé hypobare) Désorption de l’oxyde d’éthylène

Dans les deux cas, les produits doivent être stockés dans une étuve ventilée et chauffée à 37° pendant plusieurs jours (dix à quinze jours selon le matériel) pour favoriser l’élimination de l’oxyde d’éthylène résiduel. Ce procédé ne convient donc pas à la stérilisation urgente.

temps Vides successifs (pour éliminer l’oxyde d’éthylène) Plateau de stérilisation Admission d’oxyde d’éthylène + vapeur d’eau



3) FORMOL GAZEUX

En réalité, la dénomination « formol » est impropre et sa véritable dénomination est « formaldéhyde » (ou synonyme, aldéhyde formique) Sa formule chimique est : H – CHO et son action bactéricide est identique à celle de l’oxyde d’éthylène (d’ailleurs de formule proche, cf. supra) Le procédé ressemble à celui de l’oxyde d’éthylène : une étuve où l’aldéhyde est admis sous forme gazeuse à basse température. Ce procédé présente plusieurs supériorités sur l’oxyde d’éthylène : absence de résidus toxiques ne nécessitant pas de cycles supplémentaires de désorption, et en outre, absence de risque d’explosion. Il n’est toutefois guère répandu en France. Ce procédé présente toutefois une limite : il est maintenant considéré comme inefficace sur les ATNC.



4) PROCEDES EXCLUSIVEMENT INDUSTRIELS : STERILISATION PAR IRRADIATION

4.1) les rayons gamma

Un noyau radioactif émet trois types de rayonnements :

- les rayons alpha () qui sont des noyaux d’hélium ;

- les rayons béta () qui sont des électrons ;

- les rayons gamma () qui sont des radiations électromagnétiques de très haute énergie. Ce sont ces radiations qui sont utilisées dans la radiostérilisation.

- La source est une «bombe» au cobalt 60 qui émet quasi-exclusivement des rayonnements  de l’ordre de 1,27 MeV.

Les objets à stériliser sont non seulement, dans leur conditionnement définitif, mais également dans leurs cartons de livraison. Une pastille radiosensible collée sur le carton ou l’emballage sert de témoin de passage et permet, par sécurité de séparer tout colis irradié de colis à stériliser. Les cartons à stériliser « se promènent » (figure 2) dans une nacelle pour être au maximum au contact des rayons gamma (contrairement à la radiothérapie où au contraire, on recherche au maximum à focaliser les rayons gamma sur la tumeur.)

Figure 2 : Stérilisation par rayons gamma

4.2) Les électrons accélérés

Le principe est simple, bombardement par un « canon à électrons » (c’est-à-dire, un tube cathodique), avec un « filtre » laissant passer les rayons cathodiques du vide dans l’atmosphère. Ces rayons pénètrent les charges à stériliser disposées sur un tapis roulant, cette fois-ci, disposé en ligne (figure 3) Comme pour la stérilisation aux rayons gamma, les articles sont dans leur emballage définitif, incluant le carton de livraison. Le cycle dure 10 minutes à peine.

Sens du tapis roulant Bombe au cobalt et rayons gamma (flèches)

Figure 3 : Radiostérilisation

L’efficacité de la radiostérilisation (D) se mesure en grays (symbole Gy), en hommage à l’anglais Louis Gray (1905-1965) qui est la dose de rayonnement absorbée par Kg de matière traitée. (1Gy = 1J/Kg) Une stérilisation est efficace quand la dose absorbée est au moins égale à 25 000 Gy. On retrouve d’ailleurs les mêmes paramètres que pour la stérilisation à la vapeur : inactivation thermique en fonction du temps et de l’intensité du rayonnement. La stérilisation à 25 000 Gy correspond à une réduction au 1/000 000e de la population bactérienne initiale qui est la définition d’un procédé (quel qu’il soit) de stérilisation. (cf. chap. 1) Ce procédé – exclusivement industriel – est très employé pour la stérilisation des dispositifs médicaux, ainsi que pour la conservation des aliments aux doses habituelles de 10 KGy, taux admis par les grandes organisations internationales (OMS, FAO, AIEA)

Rappelons d’ailleurs, que manipuler ou consommer des substances qui ont été irradiées (aliments ou dispositifs médicaux radiostérilisés) ne présente aucun risque. « De la même façon que l’on ne s’électrocute pas en mangeant un steak cuit au grill électrique, on ne s’irradie pas au contact de produits traités aux rayons gamma » (Dominique Goullet) Il n’est d’ailleurs actuellement retrouvé aucune toxicité à l’ingestion d’aliments irradiés, tant chez l’animal que chez l’homme. A noter que quand on recherche une action virucide on pousse la radiostérilisation à 40 KGy Pourquoi cette dose plus forte, alors que les virus sont réputés moins stables que les bactéries ? (cf. chap. 2) Parce que leur densité sur un site à stériliser compense leur instabilité et oblige donc à cette dose supérieure.

Ce procédé est également employé (sans objectif de stérilisation) pour le brunissage du verre. Citons une utilisation anecdotique : la décontamination de la momie de Ramses II, envahie par des levures et qui fut transportée du musée du Caire à Orsay, pour subir une irradiation de 10 000 Gy.

Sens du tapis roulant Canon à électrons

N.B. Il a été expérimenté des petites installations à usage hospitalier pour « stériliser » des déchets infectieux et pouvoir ensuite les éliminer comme des déchets ordinaires.

5) STERILISATION PAR LES GAZ PLASMAS

Le mot « plasma » a ici un sens complètement différent du « plasma » physiologique, bien que créé par analogie entre les substances circulant dans le plasma physiologique et les particules dans les gaz « plasmas »

Stérilisation par les gaz plasma

Définition

Un gaz-plasma est un gaz fortement ionisé par un agent physique extérieur (chaleur, champ électrique)

Le gaz utilisé est le peroxyde d’hydrogène (le constituant actif de l’eau oxygénée), admis à basse température et à très basse pression est excité par un champ électromagnétique. Il se forme des « radicaux libres » d’oxygène (voir note) à pouvoir hautement stérilisant. Ce procédé – non encore complètement reconnu et validé – convient pour des matériaux thermosensibles. Par contre, son action sur les prions n’est pas établie à ce jour. Note

Un « radical libre » est une fraction de molécule non ionisée, donc instable et très hautement réactive (Ex pour l’oxygène, la molécule stable est O=O (soit O2), l’ion (stable) est O-2 et le radical libre (instable) est O. Dans le cas particulier du peroxyde d’hydrogène, l’état ionique de l’oxygène est un état intermédiaire O-1 qui facilite la production du radical libre O. Le radical O. a évidemment un très grand pouvoir oxydant qui est mis à profit pour détruire les bactéries et autres agents infectieux.

La stérilisation par gaz plasma est relativement facile à mettre en oeuvre et ne demande pas des installations de grand gabarit. De ce fait, des hôpitaux commencent à utiliser ces appareils.

6) AUTRES PROCEDES : LA FILTRATION

6.1) Filtration sèche :

Il s’agit de la stérilisation de l’air par passage sur des filtres « classiques » avec des matériaux divers (papier, cellulose, fibre ou laine de verre…) On passe de filtres larges à des filtres terminaux de 0,3 μ. Ce procédé est utilisé uniquement pour obtenir de l’air non contaminé dans les hottes à flux laminaire, ou pour des chambres stériles de malades. A noter que les filtres « moteurs » des véhicules automobiles reposent sur le même principe…

6.2) Filtration stérilisante

Bien que le procédé précédent soit aussi une « filtration stérilisante » l’expression « filtration stérilisante » s’entend surtout pour les filtrations de liquides. Ce procédé – exceptionnel à l’hôpital – n’est employé que si aucun autre procédé n’est possible (sensibilité des produits à la chaleur) Les filtres utilisés ont une taille de 0,22 μ.

7) PROCEDES EN COURS D’EVALUATION

La stérilisation par la chaleur associée aux micro-ondes est actuellement une voie d’expérimentation.



Chapitre 4 Les procédés de stérilisation (2)

Stérilisation par la chaleur humide

C’est le procédé le plus utilisé à l’hôpital et considéré également comme le procédé le plus efficace.

La stérilisation consiste à soumettre les agents infectieux en vue de leur élimination à l’action de la vapeur d’eau pendant un temps déterminé à une température supérieure à 100° et à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

1) ASPECTS THEORIQUES

On retrouve, bien sûr, les deux paramètres classiques : le couple température-temps (les deux lois de la stérilisation), mais ici, on a un paramètre supplémentaire : la pression.

Ce nouveau couple obéit à deux lois de la physique :

- la loi des variances ;

- la loi (plus connue) de Mariotte

Le rappel de ces lois peut sembler un peu ardu, mais leur descriptif permet de montrer que la gestion des paramètres de stérilisation par la chaleur humide est plus logique qu’il ne le paraît.

1.1) Le couple température-pression : la loi des variances

La loi des variances s’intéresse aux nombres de paramètres (dont la température et la pression) que l’on peut faire varier sans modifier l’équilibre d’un système physico-chimique. En l’occurrence, ici, la stabilité dans un autoclave de la vapeur d’eau seule, ou en présence d’eau à l’état liquide. Le nombre de paramètres V que l’on peut faire varier est donné par la formule de Gibbs : V = C + 2 - F Que veulent dire ces autres sigles ? C = nombre de constituants. Ici, notre seul constituant étant l’eau, donc C = 1 (N.B. dans des systèmes à plusieurs constituants, le calcul de C est plus complexe qu’ici) 2 = la température et la pression ; F = le nombre de phases. On entend par « phase » l’état physique des constituants (solide, liquide ou gazeux)

Donc, pour la vapeur seule, V = 1 + 2 -1 = 2

On peut donc faire varier température ET pression sans modifier l’état de vapeur de l’eau. Ce que monte le diagramme en figure 1.

Par contre, lorsque l’on a un mélange eau à l’état liquide et vapeur, F = 2 et V devient 1+ 2 - 2 = 1 On ne peut plus faire varier que, soit la pression, soit la température.

1.1.1) Loi des variances appliquée à une situation « domestique »

Afin de rendre cette loi plus familière, appliquons-la à usage domestique : la préparation d’eau chaude dans une casserole.

Comme on ne peut agir sur la pression, le 2 de la formule de Gibbs se réduit à 1. Dans ce cas V = C + 1 - F Lorsque l’eau, au départ est à l’état liquide, F = 1 V = 1+1-1 = 1

On peut donc, au départ, faire varier la température sans changer l’état de l’eau. Mais, à 100°C,

F = 2, V s’écrit alors V = 1+1-2 = 0

On ne peut plus faire varier la température, la température d’ébullition reste stable.

1.2) Le couple température-pression : la loi de Mariotte

Ce couple découle en réalité d’une loi très connue : la loi de Mariotte, dite aussi « loi des gaz parfaits » découverte et vérifiée par l’expérience.

Que dit cette loi, datant du XVIIe siècle ? (découverte également simultanément par Robert Boyle outre-Manche) Pour une température donnée, le produit PV d’un gaz « parfait » est constant (P = Pression, et V = Volume)

En réalité, cette loi est tellement fondamentale qu’elle est également vraie pour des gaz réels ou des mélanges de gaz (les valeurs réelles sont suffisamment proches des valeurs théoriques) Tout d’abord, remarquons que le produit PV est équivalent à un calcul d’énergie. Cette évidence n’est cependant jamais soulignée dans aucun livre de physique ! PV constant veut simplement dire que l’énergie est conservée, base fondamentale de toute la physique contemporaine. Le produit PV, comme déjà dit, varie avec la température.

1.2.1) Variation du produit PV avec la température

Il existe deux variations possibles du produit PV avec la température ;

- variation de la pression. la variation s’écrit : P = Poeat Po = étant la pression initiale e = base des exponentielles a = 1/273 t = température - variation du volume

La variation s’exprime avec une formule similaire : V = Voeat On peut utiliser une formule simplifiée qui s’émancipe de l’expression exponentielle : P = Po (1+ at) et V = Vo (1+ at) On peut d’ailleurs noter la forme exponentielle de la courbe pression-température (figure 1) parfaitement conforme à la loi de Gay Lussac

1.2.2) Loi de Mariotte généralisée et table de Regnault

La loi de Mariotte, pour tenir compte d’un apport de température (donc d’un apport d’énergie) s’écrit plus simplement : PV = RT R = Coefficient de proportionnalité T = température

Si on considère un autoclave, son volume est fixe. Par contre, on peut agir sur la pression de la vapeur admise. Donc, en augmentant P, on augmente T.

1.2.3) Table de Regnault

La table de Regnault donne, en fonction de la pression, la température équivalente. Pour une admission de vapeur à 100° C à la pression atmosphérique, on a (tableau 1) : Pression absolue température obtenue (en atmosphère) en degrés C 1 100 1,5 110 2 121 3 134 4 144

Tableau 1 Table de Regnault

On retire 1 à la pression absolue et on calcule ainsi la surpression à obtenir par rapport à la pression atmosphérique en fonction des températures à atteindre.

2) : ASPECTS GALENIQUES ET INDUSTRIELS

2 .1) Qualité et avantage de la vapeur d’eau

La vapeur est préférée à d’autres formes de production de chaleur :

- Coût économique peu élevé ;

- Très bon agent caloporteur. (Grande quantité de chaleur dans une faible masse de vapeur) contrairement à l’air. (540 000 calories pour 1 Kg de vapeur sèche) Cette « réserve d’énergie » vient de la rupture de ce qu’on appelle la « liaison hydrogène » qui est une énergie électrostatique liant les molécules d’eau entre elles à l’état liquide.

- Empêche, quand elle est en contact direct avec les bactéries, que celles-ci deviennent sporulées.

Lorsque les produits à stériliser sont dans des emballages étanches et ne sont pas en contact direct avec la vapeur stérilisante, celle-ci agit simplement comme agent caloporteur.

Lorsque l’on fait chauffer de l’eau à 100° dans les conditions habituelles, il se forme en fait un mélange :

- de vapeur d’eau (ce qui est recherché)

- d’air chaud (ce qui est à éviter, car moins caloporteur que la vapeur d’eau et générateur de poches d’air dans l’autoclave ne garantissant pas une stérilisation homogène)

- de gouttelettes d’eau en suspension dans l’air et …dans la vapeur d’eau. Pour éviter ce phénomène, il ne faut utiliser que de la vapeur sèche (selon la norme EN 285, titrant au moins 95% de vapeur sèche, c’est-à-dire 5% d’eau « liquide » en suspension). Pour cela, la température doit être soigneusement maîtrisée à la température d’équilibre vapeur sèche-vapeur saturante (cette dernière chargée d’eau en suspension, cf. figure 1) En outre, l’utilisation (cf. infra) de pompes à vide permettra l’élimination de l’air et évitera le risque de mélange air-vapeur.

De plus, on part d’une « eau osmosée » (produite par « osmose inverse » qui évitera également les risques d’entartrage des installations)

0 100 120 134 Température Celsius P (en atm) 3 2 Pression atmosphérique Etat solide ETAT LIQUIDE ETAT GAZEUX Figure 1 Diagramme température-pression de l’eau

- 2.2) Choix des matériaux de conditionnement

. Il existe deux types d’emballage :

- emballages perméables à la vapeur d’eau (emballage papier ou papier-polyéthylène)

- emballages imperméables (flacon de verre, emballages polyéthylène)

- cas particulier des emballages métalliques

S’ils sont a priori imperméables à la vapeur d’eau, (cas des anciens « tambours » que l’on fermait vite faits juste sortis de l’autoclave) on dispose aujourd’hui de boîtes métalliques avec un filtre qui laisse passer la vapeur en surpression et « se referme » à l’air. On retombe alors dans le cas des emballages perméables à la vapeur d’eau, bien que métalliques. La qualité des matériaux de conditionnement déterminera les péremptions des articles stérilisés (cf. chap. 5 et annexe 4)

- 3) DESCRIPTION D’UN AUTOCLAVE

On partira un peu sommairement des « anciens » autoclaves qui se chargeaient par le haut. (fig. 2) On remplissait d’eau le fond de l’autoclave, puis on chauffait par une rampe de gaz à l’extérieur de l’appareil. La vapeur qui se formait chassait l’air par une soupape, puis quand la soupape expulsait exclusivement de la vapeur d’eau, on en concluait qu’il n’y avait plus d’air dans l’appareil. En réalité, la purge n’était pas complète et on avait les phénomènes d’air emprisonné et d’eau en suspension et non de la vapeur « sèche » comme dans les autoclaves modernes où celle-ci est produite à l’extérieur de l’autoclave.

Manomètre Soupape Couvercle par lequel se fait le chargement Panier de chargement Corps de l’autoclave Arrivée d’eau Rampe de gaz Figure 2 : Descriptif (simplifié) d’un ancien autoclave à chargement vertical

4) UTILISATION DOMESTIQUE DE LA CHALEUR EN SURPRESSION :

4.1) La cocotte-minute

On le voit, il existe beaucoup de ressemblances avec l’autoclave. On crée une surpression pour créer de la chaleur supplémentaire (cf. table de Regnault) A la différence de l’autoclave, (puisqu’il n’y a pas de vide préalable) c’est un mélange air-vapeur qui est responsable de la surpression.

On estime classiquement que ce procédé de cuisson divise par trois le temps de cuisson habituel. Contrairement à une idée répandue, l’économie d’énergie n’est pas considérable et ne serait que de 10%

4.2) Danger de la « cocotte minute »

La vapeur en surchauffe (>100°C) est capable de créer des surpressions extrêmement élevées. (cf. formule de Duperray) (Lire P = T sur 100, puissance 4) P est mesuré en atmosphères (atm) soit approximativement 1 bar T en degrés Celsius. Ainsi, une température de 200°C est-elle capable de produire une surpression de 15 atmosphères. Aucun autocuiseur ne résiste à de telles surpressions ! Il faut donc veiller soigneusement au bon état de la valve siffleuse et de l’orifice de sortie de la vapeur.

Cela montre aussi les risques encourus avec un autoclave hospitalier…

4.3) Stérilisation des biberons à domicile

En réalité, le terme est impropre, car les biberons passés à la cocotte ou au stérilisateur ne sont pas dans un emballage étanche à la sortie de « l’autoclave »

Sur le plan théorique, cela s’apparente à une désinfection : destruction de germes et nonconservation de l’état de stérilité ; les biberons devenant seulement exempts de germes pathogènes.

A domicile, ce procédé est largement suffisant. Il est à éviter en collectivités, où on doit lui préférer les biberons à usage unique.

5) UTILISATION HOSPITALIERE DES AUTOCLAVES : LES AUTOCLAVES A VIDE

Pour éviter ces phénomènes de vapeur hétérogène (air + gouttelettes), on a mis au point (et c’est le cas des générateurs actuels) des autoclaves « à vide »

On commence par chasser l’air au moyen d’une pompe à vide, tout en chauffant l’appareil, puis, on admet la vapeur en surpression. Mais comme celle-ci passe brusquement d’un état de surpression à un état de sous-pression, avec des risques de condensation, la vapeur passe sur une « double enveloppe » (figure 3) extérieure à la charge à stériliser. Ainsi, les condensations éventuelles se forment surtout sur les déflecteurs intérieurs et ne « contaminent » pas la charge à stériliser. Ainsi, la condensation sur les objets à stériliser est réduite au minimum. P = (T) 4 (100)4 4 T P = 100 30

Figure 3 : schéma d’une double enveloppe. L’enveloppe externe a juste une fonction caloporteuse. De la sorte, la condensation de la vapeur sur les déflecteurs internes est réduite. Les premiers autoclaves étaient cylindriques pour garantir une bonne répartition de la vapeur, mais ils étaient inadaptés à des chargements de type parallélipipède, (perte d’espace utile) d’où une seconde génération d’autoclaves « en rectangle ». Afin d’éviter des brassages de vapeur irréguliers dans les angles, on veille, lors de leur conception à « arrondir les angles » (figure 4)

Figure 4 : aspect extérieur d’un autoclave en parallélépipède ouvert

5.1) Production du vide

Il existe deux modes de production de vide :

- Une pompe aspirante péristaltique (du type anneau d’eau ou d’huile) à l’extérieur de la cuve. Un moyeu à palettes fait varier un anneau d’eau ou d’huile. Cette variation attire l’air qui est emprisonné dans l’anneau, puis est expulsé vers l’extérieur (figure 5) Admission Admission de vapeur de vapeur déflecteur

Figure 5 : Pompe à anneau d’huile. Le moyeu et les palettes en tournant font varier l’anneau. Cette variation aspire l’air qui est ensuite expulsé.

- Utilisation de l’effet Venturi. De façon un peu paradoxale, le rétrécissement d’une tuyauterie crée une baisse de pression (expliqué par le théorème de Bernoulli en annexe) Cette baisse de pression provoque l’aspiration, (avec accélération) du fluide concerné (cf. figure 6) C’est

« l’effet Venturi »- expliqué en annexe. N.B. Cet effet est utilisé en laboratoire par le procédé dit de « trompe à eau ». Il s’observe aussi en montagne où le vent qui s’engouffre dans un col, est en réalité aspiré (avec accélération) par l’étroitesse du passage. Ce procédé a l’avantage de la simplicité et se révèle moins coûteux en entretien. Il produit toutefois un vide moins poussé que celui obtenu par les pompes classiques et oblige à des cycles plus longs. L’eau de chauffage est simplement aspirée par un système de « trompe à eau »

Figure 6 : Aspiration par effet Venturi

Il est à noter que « l’effet Venturi » nous est beaucoup plus familier qu’il n’y paraît : l’usage séculaire de cheminées hautes est une application –à l’origine empirique – de l’effet Venturi. De même, les anciennes marquises des gares étaient destinées à aspirer la vapeur et les fumées de charbon vers le haut, alors que, spontanément, ces masses gazeuses auraient été attirées vers les quais par simple effet de pesanteur.

Anneau d’huile Moyeu à rotation dissymétrique Expulsion de l’air (création de vide) stator Sens du fluide Air aspiré par l’anneau d’huile

5.2) Chargement des autoclaves

Il se fait maintenant de manière horizontale. On dispose, soit d’autoclave « une porte » ou d’autoclaves « deux portes »

Pour les premiers, l’entrée et la sortie se fait par la même porte. Pour les deuxièmes, l’entrée et sorties sont évidemment séparés.

Les autoclaves « deux portes » sont plus sophistiqués (joints d’étanchéité plus nombreux, vide plus difficile à contrôler, fonctionnement «en sas» (jamais une porte ouverte si l’autre n’est pas au préalable convenablement fermée)

Ils ont pratiquement supplanté partout les autoclaves « une porte » car les « deux portes » permettent de séparer complètement le circuit des charges à stériliser des charges stérilisées. En effet, il y a très peu de différence extérieure entre une charge à stériliser et une charge effectivement stérilisée… (Cf. troisième partie)

6) MODE OPERATOIRE

- Charger l’autoclave des paniers de stérilisation.

6.1) Prétraitement

Lancer le cycle qui va :

- Purger plusieurs fois l’appareil en faisant le vide, tout en le chauffant au préalable et en alternant admission, puis expulsion de vapeur. Cette alternance facilite l’expulsion de l’air ambiant (qui est entraîné par la vapeur) et le chauffage de l’installation, la vapeur circulant dans tout l’autoclave.

- terminer par une phase de vide (sans admission de vapeur) tout en continuant à chauffer l’appareil. Le vide ainsi créé empêche, lors de l’admission définitive de la vapeur, toute poche d’air qui compromettrait la stérilisation et le chauffage associé empêche la condensation de la vapeur en surpression.

6.2) Traitement

- Admission définitive de la vapeur en surpression tout en continuant la montée en température jusqu’à la phase plateau.

- Maintenir la température et la pression durant un plateau déterminé pour assurer la stérilisation en fonction du cycle approprié (textile, instrument…)

6.3) Post-traitement

- Après la phase plateau, chasser la vapeur au moyen du vide, puis :

- Laisser sécher sous vide la charge, et terminer à pression atmosphérique en vue du déchargement.

(voir graphique, figure 6)

6.4) Conditions optimales de stérilisation

- Ne pas surcharger l’autoclave (la vapeur doit circuler entre les objets)

- Stériliser un lot homogène de produits (ex. textile avec textile, instruments avec instruments) Tous les produits auront ainsi subi les mêmes conditions de stérilisation)

- Choisir un cycle de stérilisation qui ne détériore pas le matériel (Si on veut stériliser des objets sensibles, on choisit un cycle de température et de pression moins élevée et de plus longue durée)

6.5) Exemples pratiques de cycles de stérilisation



-Pour les textiles : 135° pendant 10 mn avec 10 mn de séchage ;

- Pour le matériel caoutchouc 125° pendant 20 mn, avec 15 mn de séchage.

- Pour le matériel chirurgical (inactivation des prions) 135° pendant 18 mn avec 20 mn de séchage.

On aura, dans tous les cas un diagramme du type de la figure 6

Pression (en bars) Plateau de stérilisation en surpression Séchage 1 Temps Vides successifs avec admission, Chauffage puis expulsion de vapeur

- Figure 6 : Exemple de diagramme de stérilisation

Note : On voit souvent sur les diagrammes deux traits en parallèle : température ET pression

Ici, pour simplifier, seule, la pression a été représentée. N.B. Pour souligner le caractère de « vide » (en réalité de dépression, l’origine du graphique est 1 bar, soit à peu près 1 atmosphère, la valeur de la pression atmosphérique)

7) CONTROLES

Il existe des contrôles avant, pendant, après stérilisation, ainsi que des contrôles annuels et décennaux.

7.1) Contrôles avant stérilisation

- 7.1.1) Test de BOWIE DICK

- Il s’agissait d’un test conçu par des chirurgiens écossais qui consistait à mettre dans un autoclave des paquets de linge, et au centre de ce paquet, une feuille de papier avec un indicateur coloré. Si l’indicateur vire, c’est que la vapeur a pénétré la charge de tissu. Aujourd’hui, ce test est simplifié par des tests prêts à l’emploi : le paquet de linge est remplacé par des feuilles de papier en pile au centre de laquelle se trouve la feuille indicatrice.

- Ce test se pratique de façon quotidienne, avant le programme de la journée. Le virage doit être obtenu en 3 mn et 30 s.

- 7.1.2) Test d’étanchéité

- Il est complété par un test d’étanchéité d’une durée de 5 mn.

- Ces deux tests sont définis par des normes EN (voir annexe)

7.2) Contrôles pendant stérilisation

- 7.2.1) Diagrammes d’enregistrement

- Ils enregistrent en continu pression, température et temps, sachant (cf. table de Regnault tableau 1) l’équivalent température-pression.

- Sur l’exemple choisi, on voit les dépressions successives se faire : c’est le vide préalable avant l’admission de vapeur sèche en surpression. Entre deux cycles de vide, on admet de la vapeur d’eau.

- Puis ensuite, la phase plateau où la température et la pression sont maintenus constants pendant le temps choisi, puis, séchage sous vide qui permet l’élimination de la vapeur d’eau et tout risque de condensation et remise à la pression atmosphérique pour séchage.

7.2.2) Intégrateurs ou indicateurs colorés

- Il s’agit de papiers avec une encre sensible qui change de couleur au bout d’un temps et d’une température donnée. Ils sont disposés sur les paniers de chargement. Leur virage, ainsi que la lecture des diagrammes indiquent seulement que les conditions de stérilisation ont été obtenues. Ils ne permettent pas de conclure, mais seulement de présumer que la stérilisation a été acquise.

- 7.2.3) Sondes embarquées Petits capteurs de température et pression incorporés, en quelque sorte, « boîtes noires » de stérilisation (enregistrement de la température et de la pression toutes les 30 secondes, - cf. calcul des «valeurs stérilisatrices»- A la sortie, ces sondes sont reliées à un lecteur couplé à un logiciel) Leur usage est, pour l’instant, peu répandu en dehors des épreuves de qualifications opérationnelles.

- 7.3) Contrôles après stérilisation Pratiquement inexistants à l’hôpital. Théoriquement, on devrait trouver des contrôles bactériologiques (mise en culture d’articles stérilisés) mais comme la mise en culture casse la stérilité de l’article étudié, cela est irréalisable à l’hôpital

- 7.3.1) Vérification des emballages à la sortie des autoclaves Ils doivent être parfaitement secs et ne présenter aucune perforation. Si les sachets sont pourvus d’indicateurs colorés, ces indicateurs doivent avoir pris la couleur attendue après stérilisation.

- 7.4) Contrôles périodiques

Il existe des contrôles annuels et décennaux.

7.4.1) Qualification opérationnelle

- Il s’agit de vérifier la « qualification opérationnelle » de l’autoclave. Cette qualification ne peut être effectuée que par des sociétés spécialisées. Le principe consiste à faire une stérilisation d’une charge classique avec des sondes enregistreuses placées à des endroits « stratégiques » de l’autoclave.

7.4.2) Validation décennale

Tous les dix ans, les autoclaves doivent être « désossés » et subir une « épreuve hydraulique » (décret de 1926) Ces contrôles ne peuvent être réalisés que par des organismes agréés.