オートクレーブは通常121℃で行われるが、これはこの温度と蒸気によって発生する圧力が相まって、微生物を効果的に死滅させるからである。
121℃が選ばれる理由を理解する鍵は、温度、圧力、滅菌における蒸気の有効性の関係にある。
オートクレーブが121℃で行われる4つの主な理由
1.滅菌における温度と圧力の役割
オートクレーブは圧力下の蒸気を使用して機器や消耗品を滅菌する。
121℃の温度は、1平方センチメートルあたり1.1キログラム（kg/cm²）または1平方インチあたり15ポンド（psi）の圧力を使用することで達成される。
この圧力は、海面では通常100℃で沸騰する水の沸点を121℃まで上昇させる。
微生物を殺すのは温度であり、圧力そのものではないからだ。
温度が高いほど、微生物が生き残るために必要なタンパク質を変性・凝固させ、微生物を死滅させる効果が高くなる。
2.蒸気の効果
蒸気が滅菌に特に効果的なのは、蒸気が潜熱という形で大量のエネルギーを運ぶからである。
蒸気が低温の表面と接触すると凝縮してこの熱を放出し、表面の温度を蒸気の温度まで上昇させます。
この迅速な熱伝達により、オートクレーブ内の負荷のすべての部分が必要な滅菌温度に迅速に到達します。
さらに、蒸気中の水分がタンパク質の凝固を助け、微生物の死滅をさらに促進します。
3.パラメータの標準化
121℃、15～20分間の標準温度は、細菌、ウイルス、真菌、芽胞を含む幅広い微生物の破壊を確実にする、確立されたプロトコルである。
このプロトコルは、広範な研究と実践的な経験に基づいており、滅菌プロセスにおける高い安全性と信頼性を保証します。
荷物の大きさやオートクレーブの仕様によって時間は異なる場合があるが、121℃はさまざまな用途で効果が証明されている臨界温度である。
4.限界と特別な考慮事項
プリオンのような一部の耐性微生物は、滅菌にもっと厳しい条件を必要とする場合があることに注意することが重要である。
例えば、クロイツフェルト・ヤコブ病のような病気に関連するプリオンは、水酸化ナトリウムによる処理と、重力置換オートクレーブでの高温への長時間暴露を必要とする場合がある。
このことは、関係する特定の汚染物質や材料に基づいたオーダーメイドの滅菌プロトコルの必要性を浮き彫りにしている。
要約すると、121℃でのオートクレーブは、温度、圧力、蒸気の相乗効果により、標準的で効果的な滅菌方法である。
この方法は、ほとんどの微生物を確実に破壊し、その信頼性と効率の高さから、医療、歯科、研究所の現場で広く受け入れられている。
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