Zajímavosti z historie sterilizátorů

Způsoby sterilizace mají svou bohatou historii. Na první místo ze všech existujících metod řadíme sterilizaci vlhkým teplem (sterilizaci sytou vodní párou), základní a dnes již klasická metoda vychází z principu, že nasycená pára vzniká zvyšováním teploty vařící vody v uzavřeném prostoru v parním přístroji.


SOUHRN: Metoda sterilizace vlhkým teplem i parní přístroje mají bohatou historii, Papinův tlakový hrnec existuje již 330 let. Kochův autokláv a Kochovy postuláty, platné v mikrobiologii a epidemiologii dodnes, připomínají výjimečnou osobnost Roberta Kocha, stejně jako Kochův bacil – původce tuberkulózy. Sterilizační přístroje v ČR jsou historicky spojeny s městem Brnem, které bylo vždy Mekkou vývoje a výroby sterilizátorů. V Chiraně s. p. (BMT Medical Technology, s. r. o.) vznikaly prototypy plazmového sterilizátoru, přístroje na páru Persterilu aj., prodejní a servisní síť firmy pokrývá v současnosti všechny kontinenty světa.
Klíčová slova: sterilizace vlhkým teplem, Papinův a Kochův hrnec, plazma, záření, Persteril

SUMMARY: Moist heat sterilization as well as steam machines have a rich history. Papin’s pressure pot has been around for 330 years. Koch’s autoclave and Koch’s microbiology postulates remind us of the exceptional Robert Koch, as well as Koch’s bacillus. Sterilizers in Czech Republic have always been connected with Brno. Chirana s.p. (BMT Medical Technology, Ltd.) developed prototypes of plasma sterilizers, steam machines Persteril. The firm has activities on all continents.
Key words: moist heat sterilization, Papins’s pot, Koch’s pot, plasma, radiation, Persteril


Zajímavosti z historie sterilizátorů

Pára a parní přístroje začínaly zřejmě svoji historii v prostředí obyčejné kuchyně. Často používáme při výkladu procesu sterilizace názorný příklad, že nejjednodušším autoklávem je Papinův hrnec. I další historické parní přístroje nesou jména vynálezců: Kochův parní sterilizátor anebo Arnoldův autokláv. Jaký byl osud těchto významných osobností?

Denis Papin a jeho „papiňák“

Údajně první zmínka o tlakovém hrnci „kerotakis“ pochází ze severní Afriky z 2. století n. l., ale za pravého „otce“ jmenovaného hrnce považujeme Denise Papina (1647–1712), francouzského vědce. Denis Papin sice studoval podle rodinné tradice medicínu v Angers, ale lékařství jej příliš nebavilo, spíše dával přednost mechanice. První místo po promoci v roce 1669 získal u významného holandského fyzika Christiana Huygense v nové Akademii věd Ludvíka IV., kde Papin pomáhal s pokusy stlačeného vzduchu a vakua. Podařilo se mu sestrojit pumpu poháněnou střelným prachem a při pokusech s vodotryskem v zahradách Versailles prý výbušný motor málem ohrozil na životě krále! Roku 1675 se Papin odebral do Anglie na pozvání Roberta Boyla, irského vynálezce.

Papinův osud zčásti ovlivňovalo náboženství, jako protestant se nemohl později vrátit do Francie, a proto zůstal v exilu. Při svých pokusech Papin pozoroval, jak z vařící vody uniká pára a snaží se silou nadzdvihnout pokličku. Potřeboval umístit na hrnec těžkou zátku, vymyslet tlakový ventil a nějakou indikaci teploty, snímače teploty a tlaku nebyly ještě známé. Ale již první výsledky byly povzbudivé, docházelo k významnému zkrácení přípravy jídla. Hrnec vyvinul Papin z parního zahušťovače a nechal si jej ve Velké Británii v roce 1679 patentovat. Je obdivuhodné, že unikátní „papiňák“ vymyslel Papin sotva 10 let po své promoci, a existuje již více než tři sta třicet let.

Pojednání o tlakovém hrnci a rady, jak s ním v kuchyni zacházet, vydal Papin písemně ve Velké Británii kolem roku 1681, tehdy ovšem pod nevábným titulem Nový digestor čili přístroj k změkčení kostí. Záhy byl přijat za člena Royal Society (Královské vědecké společnosti) v Londýně a v úvodní přednášce Papin demonstroval tuto „parní digestoř“. Těsně přiléhající poklice umožňovala vytvořit uvnitř vyšší tlak i teplotu a bezpečnostní ventil zabraňoval výbuchu nádoby. Ale trvalo poměrně dlouho, než přišli lidé „papiňáku“ na chuť. Jeho využití v kuchyni, o něž šlo Papinovi především, muselo ještě delší dobu počkat, napřed hrnec našel uplatnění v laboratoři, později v průmyslu. Papinovy myšlenky dále směřovaly na využití páry k pohonu pístu ve válci a v roce 1685 publikoval „hydraulické perpetuum mobile“. Popsal princip nízkotlakého parního stroje a postavil první parní čerpadlo. I když Denis Papin zemřel neznámý a ve velké chudobě pravděpodobně v Londýně v roce 1712, populární hrnec oslavuje jeho osobnost dodnes a přežívá století.

Denis Papin

„Papiňák“ procházel pochopitelně postupným technickým vylepšováním a modernizací, ale velkou revoluci v kuchyni vyvolal teprve v minulém století! Důvody byly zcela prozaické: lidé si uvědomovali, že používáním tlakového hrnce šetří palivo a doba vaření se podstatně zkracuje. Celosvětová obliba tlakového hrnce stoupala zejména během druhé světové války a v době po ní, nejdříve ve Spojených státech. Mezi velké výhody patří, že upravované potraviny si uchovávají svou chuť a organoleptické vlastnosti vůbec, poskytují nám kvalitnější jídlo i dietní vaření. Dnes můžeme vidět doma i v zahraničí pestrou nabídku hrnců exkluzivních tvarů i provedení se sendvičovým dnem, moderní je komfortní nerezová nádoba s poklicí a dvěma bezpečnostními ventily. „Papiňák“ je zatím stálou a standardní součástí každé soupravy kuchyňského nádobí, i když mu v poslední době začíná konkurovat „multifunkční hrnec“ jako představitel nové generace vaření, příprava potravin „dva v jednom“, polotovary a zamrazené výrobky.

Robert Koch

Robert Koch a „živé tyčinky“

Posuneme-li se v historii o kousek dál, v letech 1843–1910 žil německý lékař a mikrobiolog Robert Koch a dodnes obdivujeme jeho výjimečnou osobnost. Narodil se jako jedno ze 13 dětí důlního technika a již v 5 letech ohromil rodiče, když jim oznámil, že se podle novin naučil číst. Po obhájení doktorátu na Univerzitě v Göttingenu v roce 1866 a vykonání všeobecné praxe v Berlíně se přihlásil do služby v prusko-francouzské válce jako vojenský lékař – dobrovolník. Po několika štacích působil jako obvodní lékař ve Wollsteinu (dnes polská Wolsztyn). V té době již bylo známo, že „bacily“ souvisejí s chorobami. Koch byl však prvním na světě, kdo jednoznačně označil určitého mikroba za příčinu konkrétní přenosné nemoci, zpočátku se jednalo o antrax. Ke svým pokusům tehdy nepříliš majetný Koch používal obyčejné polní myši, na nichž prokázal, že kapka krve z uhynulého dobytka obsahující „divné tyčinky“ zabíjí. Chtěl získat důkaz, že tyto „tyčinky“ jsou živé.

Pěstoval je proto v živném roztoku, původně prý používal sklivec volského oka. Svůj objev přednesl roku 1876 na nejbližší univerzitě, ve Vratislavi, kde se mu dostalo uznání od kolegů, nikoli však od německých úřadů. A tak se Koch vrátil k praxi obvodního lékaře. Veškeré pokusy, i s hlodavci, prováděl v laboratoři ve svém bytě se čtyřmi místnostmi a kromě mikroskopu, který mu darovala žena, si všechno zařízení vyrobil nebo obstaral sám. Tehdy neměl ani kontakt s ostatními vědeckými pracovníky, byl odříznut od knihoven, avšak po demonstraci a otištění výsledků pokusů s původcem sněti slezinné – antraxu (Bacillus anthracis) se stal okamžitě slavným. V letech 1870–1880 uskutečnil epochální výzkumy a objevy, které jej vynesly do čela vědeckých pracovníků. Nevyhovující pracovní podmínky skončily až v roce 1880, kdy Koch dostal laboratoř v Berlíně.

Jeho nejslavnějším objevem je bakterie způsobující tuberkulózu, pojmenovaná po něm Kochův bacil (Mycobacterium tuberculosis). V roce 1883 objevil bakterii Vibrio cholerae, která vyvolává choleru asijskou. Koch se objevoval vždy v místech, kde probíhaly smrtelné epidemie. Jeho časté pobyty v Africe a Indii vedly k dalším významným objevům u lepry, spavé nemoci, malárie. Vypracoval soubor pravidel a laboratorních postupů, které jsou stále platné: „Kochovy postuláty“, nazývané také „bakteriologické evangelium“, definují vztah mikroorganismu a přenosné nemoci. Robert Koch byl vyznamenán mnoha medailemi a cenami, v roce 1905 obdržel Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

Objevy Roberta Kocha jsou početné a mezi nimi význam Kochova hrnce zřejmě zaniká, ale v mikrobiologické laboratoři má své místo, protože umožňuje i dnes některé pracovní postupy, stále se používá „sterilizace v proudící páře“ a při vysvětlování metod sterilizace často říkáme, že „významné rozdíly v účinku suchého a vlhkého tepla jsou známé již od dob Roberta Kocha“.
Zatímco o Robertu Kochovi je k dispozici mnoho historických pramenů, u tzv. Arnoldova přístroje, který funguje na podobném principu a používá se paralelně s Kochovým autoklávem ke „sterilizaci proudící párou“ i dnes, jsou zprávy o autorovi nepříliš jasné.

Vývoj sterilizačních přístrojů v ČR

Obrátíme nyní pozornost na období nepříliš vzdálené, poválečné, zejména na 60. až 80. léta minulého století, ze kterých mají mnozí z nás starších osobní zážitky a vzpomínky. Pro mne jsou sterilizátory historicky spojeny s městem Brnem, kde se malé brněnské firmy specializovaly na různé zdravotnické a laboratorní přístroje. Po druhé světové válce došlo v roce 1952–1953 ke spojení výrobců a vznikla firma s názvem Chirana Brno, s. p. (státní podnik). V různých podobách podnik rozvinul výrobu přístrojů až na mezinárodní úroveň, později došlo ke změně firmy na koncern se sídlem ve Staré Turé na Slovensku. V době své největší slávy podnik zaměstnával přibližně 15 000 lidí a pokrýval výrobu téměř všech zdravotnických přístrojů. Jen velmi stručně k rozvoji za posledních přibližně 20 let: založením akciové společnosti Chirana BMT Brno, a. s., a následné změně názvu na BMT, a. s., byl položen základ novodobé historie s expanzí v tuzemsku i v zahraničí. Nové řady výrobků firmy BMT Medical Technology, s. r. o., si získaly pevné postavení, prodejní a servisní síť firmy pokrývá v současnosti všechny kontinenty světa.

Nechci a ani nemohu psát o historii podniku, ale budu se věnovat historii vývoje sterilizačních přístrojů, kdy jsem měla v 70. a 80. letech minulého století možnost spolupracovat s firmou Chirana v Brně. Toto období charakterizovaly velké změny v metodách sterilizace v souladu se vzrůstající potřebou moderních přístrojů. Vodní vařiče přestaly být základním vybavením lékařských pracovišť, účinek vařící vody nebo proudící páry za normálního atmosférického tlaku nelze považovat za sterilizující, byla to pouze dezinfekce varem. Používání vařičů bylo označeno za nepřípustné (viz Metodický návod MZ z roku 1972). Ordinace se musely rychle vybavit parním nebo horkovzdušným sterilizátorem, na operačních sálech se objevovaly tlakové vařiče.

Výjimku získal Arnoldův a Kochův přístroj vhodně upravený na beztlakovou páru, používaný za standardních podmínek výlučně v mikrobiologických laboratořích. Také další způsob, „sterilizace v oleji“, používaný v zubních ordinacích ke sterilizaci násadců a kolének, byla metoda pracná, časově náročná a záhy označená jako nepřípustná (viz vyhláška MZ z roku 1985). Olejový sterilizátor Dentosteril z Chirany Brno měl přes dokonalé technické provedení poměrně krátkou historii. Výzkum a vývoj se musel snažit nabídnout jiné řešení a nové metody sterilizace. Československé autoklávy i horkovzdušné sterilizátory dosahovaly již tehdy světové úrovně, byly většinou plně automatizované a Chirana nabízela pestrý sortiment podle konstrukce i parametrů.

Plazmová sterilizace

Novinkou byla plazma a prototyp plazmového sterilizátoru měli možnost vidět medici na výukové dvouhodinové videokazetě VHS O dezinfekci a sterilizaci, promítané v 80. letech minulého století na lékařských fakultách. Ve zvukovém doprovodu k nahrávce zaznívá komentář trochu jako věštba: „Krátká expoziční doba předurčuje tuto metodu sterilizace k širšímu využití ve zdravotnictví.“ Videonahrávku zhotovilo Audiovizuální centrum UJEP (Univerzita Jana Evangelisty Purkyně) a VUT (Vysoké učení technické) v Brně v roce 1982, odbornými poradci byli prof. MUDr. Květuše Brázdová, DrSc., PhMr. RNDr. Dušan Horák a MUDr. Josef Bureš. Tito kolegové z katedry epidemiologie UJEP Brno poskytli videokazetu dalším pedagogům z jiných lékařských fakult v období nezištné výměny výukových programů navzájem. Na trhu se potom plazmový sterilizátor objevil asi před 15 lety, ale výrobcem není Chirana (resp. BMT). Metoda je právem označována jako sterilizace 21. století, nízkoteplotní proces umožňuje bezpečné používání moderních diagnostických i terapeutických nástrojů a přístrojů. Řada našich nemocnic, a zejména centrálních sterilizací, využívá plně tuto metodu a Ústřední vojenská nemocnice v Praze je (jediná ve střední Evropě) vybavená dvěma plazmovými sterilizátory! Začínají převládat názory, že v budoucnu tato metoda postupně převezme prvenství, které drží klasické autoklávy.

Christian Huygens

Sterilizace Persterilem

Výzkum zdravotnické techniky v Brně se zaměřil rovněž na nový přípravek Persteril, počátky výroby patří do 60. let minulého století. Vynikající antimikrobiální vlastnosti kyseliny peroctové nabízely mnoho využití, zkoušely se všechny aplikační formy – roztok, aerosol i pára nejenom k dezinfekci, ale i k chemické sterilizaci. Aerosol lze dobře použít k plošné i prostorové dezinfekci a v uzavřených boxech dokonce ke sterilizaci. Při aplikaci páry se nabízela možnost speciální přístrojové techniky. V laboratořích nebo i u stomatologů se dříve na drobné zubolékařské instrumentárium používaly exsikátory – tlustostěnná dvoudílná nádoba se spodní částí oddělenou perforovanou deskou na uložení předmětů, dole se z roztoku uvolňovala účinná pára. Velkou předností bylo, že předměty zůstávaly suché. Používaly se roztoky formalínu, zkoušel se i Persteril, z roztoku se velmi snadno uvolňuje pára.

S vývojem přístrojů na páry formaldehydu a ethylenoxidu začaly analogicky experimenty i s Persterilem. Výzkum Chirany, s. p., nabídl dva prototypy sterilizátorů na páry Persterilu – PRI. Jeden z přístrojů určený pro stomatologické ordinace jsem měla možnost v laboratoři testovat. Byl to skříňový hranatý sterilizátor s vývěvou, vnitřní prostor byl nasycený parami roztoku Persterilu o koncentraci 10 %. Výsledky pokusů nebyly uspokojivé, proto jsem přístroj nedoporučila, i když jsem velká příznivkyně Persterilu. Zkoušeli jsme jeho korozivní vlastnosti, účinek na kůži i sliznici ústní dutiny aj., výsledky pokusů jsem popisovala v mnoha publikacích k dezinfekci, antisepsi i sterilizaci. Sterilizace parami Persterilu mě však zklamala.

Zajímavosti z historie sterilizátorů

Sterilizace zářením

V 70. letech minulého století se u nás začala rozvíjet sterilizace zářením, v nejbližším okolí Brna se nachází Veverská Bítýška, proslulá sterilizační linkou. Zde v roce 1972 vzniklo Centrum radiačních technologií. Zdrojem radiace je radioizotop kobaltu (Co60) se sterilizační dávkou min. 25 kGy. Od počátku provozu jsem měla příležitost blíže poznat tuto první, a jedinou svého druhu, ozařovnu v naší republice, která má nainstalovanou automatickou sterilizační linku s nepřetržitým provozem. Jezdili jsme sem pravidelně v rámci výuky se studenty na exkurze, abychom jim přiblížili novinku – „průmyslovou sterilizaci“.

Při našich návštěvách personál vždy ochotně vypínal zářič, kobaltová tyč se zasunula pod bezpečnou hladinu vody a my jsme mohli procházet celou výrobní linkou až k expedici. Byl to nejmodernější způsob sterilizace, měl ovšem také své odpůrce. V roce 1990 vznikl Bioster, a. s., tato radiační stanice zajišťuje výrobu a sterilizaci zdravotnických prostředků i pro zahraničí a má průkaznou způsobilost procesu sterilizace. Při stále se zvyšujících požadavcích na sterilní jednorázové prostředky – na obalu značeno sterilizace zářením – má tento způsob sterilizace jistou potřebnost a perspektivu.


O autorovi: Doc. MUDr. Hana Podstatová, DrSc. (HanaPodstatova@seznam.cz)

Ohodnoťte tento článek!