Sterilizzazioneè una pietra angolare della biologia cellulare e degli esperimenti biomedici. La maggior parte dei laboratori biomedici non sarebbe in grado di eseguire alcun lavoro che implichi la coltura di cellule viventi senza strumenti di laboratorio sterilizzati. Sebbene molti laboratori abbiano un rapporto informale con la sterilità, è estremamente raro sottovalutare l’impatto di avere strumenti di laboratorio sterili. Tuttavia, la sterilizzazione è spesso relegata a un compito importante per il personale di laboratorio alle prime armi, proprio come la pulizia della vetreria.
Un processo di sterilizzazione degli strumenti debole può comportare perdite finanziarie maggiori rispetto a una completa mancanza di strutture di sterilizzazione. Quando i laboratori utilizzano apparecchiature scarsamente sterilizzate, gli esperimenti possono facilmente contaminarsi, con conseguenti perdite dovute a risultati inutilizzabili o anomali. In alcuni casi, le apparecchiature contaminate possono contaminare altri strumenti o hardware, causando nel laboratorio molteplici fallimenti sperimentali che possono essere difficili da isolare e rimediare. Evitare queste trappole legate a una sterilizzazione inadeguata richiede un approccio rigoroso e orientato ai risultati per osservare la sterilità, una pratica che molti laboratori potrebbero trarre vantaggio dall’adozione.
Quali strumenti devono essere sterilizzati?
La sterilizzazione è estremamente importante per qualsiasi laboratorio che esegue attività di coltura cellulare, tanto che non è esagerato affermare che tutti gli strumenti di laboratorio coinvolti nella coltura cellulare devono essere sterilizzati. La maggior parte dei laboratori dispone di molto hardware e, anche se eseguono colture cellulari, non sono direttamente coinvolti nel lavoro di coltura cellulare. È importante sottolineare che anche le apparecchiature non coinvolte nella coltura cellulare possono trarre vantaggio dalla sterilizzazione, presupponendo che il laboratorio possa sostenere i costi della sterilizzazione.
Ad esempio, i laboratori che eseguono abitualmente il sequenziamento genetico o la PCR potrebbero trovare difficile una proposta economica per sterilizzare le pipette e i termociclatori necessari per eseguire attività di biologia molecolare. Poiché questi dispositivi non sono coinvolti nella coltura cellulare, le conseguenze di non essere completamente sterili sono minime, o almeno così va la logica. Fondamentalmente, questa logica non è corretta.
Sebbene sia vero che la contaminazione biologica su questi strumenti non causerà la morte di esperimenti di colture cellulari molto costosi dopo l'esposizione a microrganismi sbagliati, anche gli esperimenti ex vivo possono avere risultati corrotti da un'esposizione errata a materiali biologici.
La sterilizzazione è una precauzione importante anche per l'hardware di laboratorio che non è mai stato esposto direttamente ad alcun materiale biologico. Ad esempio, disinfettando l’interno di una cabina di biosicurezza, un laboratorio può garantire che lo spazio di lavoro per i suoi esperimenti non diventi una fonte di contaminazione. Allo stesso modo, la sterilizzazione della vetreria garantisce che possa essere utilizzata in prossimità di esperimenti sensibili senza timore di rovinare i risultati.
Tuttavia, non tutti i laboratori dispongono dei fondi per sterilizzare tutto ciò che potrebbe trarne beneficio. La sterilizzazione è spesso costosa, quindi la maggior parte dei laboratori finisce per dare priorità alla sterilizzazione delle apparecchiature critiche, consentendo invece che altri strumenti lontani dall'area di coltura cellulare rimangano non sterilizzati. Pertanto, catalogare le risorse di sterilizzazione è una buona abitudine da sviluppare per gli operatori di laboratorio, poiché l'hardware che non può essere utilizzato senza sterilizzazione è di scarsa utilità se la maggior parte delle altre apparecchiature del laboratorio non vengono sterilizzate in sequenza.
Di cosa hanno bisogno i laboratori durante la sterilizzazione degli strumenti
Il processo di sterilizzazione prevede diverse fasi, ciascuna delle quali richiede una diversa quantità di spazio all'interno del laboratorio. La complessità spaziale del processo di sterilizzazione dipende dal fatto che il laboratorio conduca ricerca, lavoro clinico o produzione. La produzione e il lavoro clinico hanno standard di sterilità più elevati rispetto al lavoro di ricerca, quindi la segregazione e la complessità degli spazi di sterilizzazione sono più evidenti. In sintesi i tre spazi necessari per il processo di sterilizzazione sono:
zona di decontaminazione
zona confezionamento
Zona di sterilizzazione
Ogni spazio ha una destinazione diversa, corrispondente alla fase del processo di sterilizzazione di cui è responsabile. La zona di decontaminazione è il luogo in cui vengono stabilite le basi della sterilità, rimuovendo quanti più contaminanti possibile utilizzando metodi grezzi come la pulizia con acqua non sterile o prodotti chimici per la pulizia.
Poiché la decontaminazione è spesso una faccenda complicata, la maggior parte dei laboratori preferisce avere uno spazio di decontaminazione al di fuori dello spazio di lavoro principale del laboratorio. Lo scopo della decontaminazione è rimuovere tutta la contaminazione visibile dallo strumento o dall'apparecchiatura da sterilizzare. Ciò potrebbe includere qualsiasi cosa, da grumi di sporco a grumi di prodotti chimici per la pulizia. È importante che il processo di decontaminazione non lasci indietro nulla che non fosse presente prima dell'inizio del processo. Pertanto, la maggior parte dei processi di decontaminazione termina con la pulizia dell'attrezzatura con acqua.
Dopo la decontaminazione, il laboratorio deve imballare l'attrezzatura da decontaminare in modo che le superfici funzionali dell'hardware possano essere esposte allo sterilizzatore ma non all'aria esterna o a qualsiasi altro ambiente che potrebbe portare a una nuova contaminazione.
Ad esempio, per utilizzare il vapore caldo per sterilizzare l'interno di un barile in un'autoclave, dovresti "imballare" il barile posizionando un pezzo di carta stagnola senza stringere sopra l'imboccatura del barile e fissandolo ai lati. Quindi durante l'autoclavaggio Quando il vapore caldo nello sterilizzatore sterilizza il secchio, il vapore può fluire sotto la pellicola, sterilizzando la superficie funzionale del secchio (l'interno che contiene il liquido), e poi defluisce. Poiché il foglio è fissato con nastro adesivo al fusto, la superficie funzionale del fusto rimarrà protetta dagli elementi e sterile anche dopo che il fusto viene rimosso dall'autoclave. Tuttavia, per i laboratori che trattano materiali clinici o producono prodotti farmaceutici, lo standard per l’imballaggio sterile va ben oltre una semplice soluzione in secchiello di carta stagnola.
L'area di sterilizzazione è il cuore del processo di sterilizzazione. A seconda dell'approccio del laboratorio, l'area di sterilizzazione può utilizzare uno dei diversi metodi di sterilizzazione. Questi metodi possono includere vapore caldo e pressione, come in un'autoclave da laboratorio standard, o metodi più esotici, come l'irradiazione con raggi gamma. La maggior parte dei laboratori si attiene al metodo di sterilizzazione disponibile nella propria struttura, il che significa utilizzare un'autoclave per la maggior parte del tempo. Tuttavia, per i laboratori coinvolti nella produzione di prodotti farmaceutici o dispositivi medici, l’irradiazione è più comune.
Convalida del processo di sterilizzazione
Al termine di un ciclo di sterilizzazione, la maggior parte dei laboratori dispone di uno dei diversi metodi per verificare che la propria attrezzatura sia veramente completamente sterilizzata e non solo parzialmente sterilizzata. Il modo più semplice per verificarlo è con l'umile nastro dell'autoclave. Sebbene sia adatto solo per verificare la sterilizzazione nel contesto di un'autoclave, il nastro per autoclave è efficace perché cambia colore se esposto alle condizioni di sterilizzazione per il tempo necessario a garantire la completa sterilizzazione. Pertanto, molti laboratori utilizzano ampiamente il nastro per autoclave durante il processo di sterilizzazione.
Una validazione della sterilizzazione più complessa richiede esperimenti di coltura cellulare. In un tipico esperimento di verifica della sterilizzazione, un campione di una coltura batterica vitale viene fatto passare attraverso un processo di sterilizzazione utilizzato in laboratorio, quindi il contenitore della coltura viene tamponato per ottenere cellule vitali. I tamponi vengono poi coltivati per diversi giorni e si osservano nuove colonie cellulari. Se non crescono colonie, il processo di sterilizzazione ha esito positivo.
Come ottenere risultati dalle tubazioni di sterilizzazione
Prima che i laboratori possano sterilizzare con successo l'hardware associato alla coltura cellulare, devono disporre delle forniture adeguate. Tenere traccia del grande volume di reagenti, detergenti e materiali monouso necessari per un processo di sterilizzazione può essere difficile, soprattutto per i laboratori senza una lunga storia di tecniche asettiche o di produzione sterile. Per tutto, dal nastro per autoclave alle soluzioni di pulizia della fase di decontaminazione, lavorare con un fornitore esperto è un fattore importante per supportare il successo della sterilizzazione e della sperimentazione.
