Plasma-sterilisaattorit toimivat kylmän steriloinnin järjestelminä, käyttäen vetyperoksidihöyryä, joka muunnetaan plasmaksi herkkien lääketieteellisten välineiden puhdistamiseen, joita ei voida altistaa korkealle lämmölle. Ensiksi höyry tunkeutuu näiden laitteiden kaikkiin rakoihin ja nurkkiin. Tämän jälkeen tulee radioaaltoenergia, joka muuttaa tämän höyryn reaktiiviseksi plasma-tilaksi. Mitä sitten tapahtuu? No, tämä plasma häiritsee bakteerien ja muiden mikro-organismien DNA:ta ja proteiineja. Ja tässä se kohta: kaikki tämä tapahtuu noin 45–50 asteen Celsius-asteissa, mikä on noin 60 prosenttia viileämpää kuin perinteiset höyryautoklaavit, joita on käytetty vuosikymmeniä. Kierroksen päätyttyä jäljelle jäävä vetyperoksidi hajoaa luonnollisesti vaarattomiksi aineiksi, kuten vesihöyryksi ja hapeksi, joten hoitojen jälkeen ei jää lainkaan vaarallisia jäämiä.
Plasmasterilointi toimii ionisoidun kaasun avulla, jota pidetään itse asiassa aineen neljäntenä olomuotona, ja se tappaa mikrobit aiheuttamatta lämpövaurioita herkille materiaaleille. Prosessi muuttuu mielenkiintoiseksi, kun vetyperoksidi muuttuu plasmamuotoon. Tässä vaiheessa se hajoaa erittäin reaktiivisiksi hydroksyyliradikaaleiksi (OH·) ja hydroperoksyyliradikaaleiksi (HO₂·). Tämän menetelmän erottuvuus perustuu siihen, kuinka hyvin nämä varatut hiukkaset pääsevät läpi bakteerisolujen seinämät verrattuna perinteisiin menetelmiin, kuten etyleeniodidiin. Tutkimukset osoittavat, että ne voivat tunkeutua noin 30 prosenttia tehokkaammin kehon lämpötiloissa. Viimeaikaisista tutkimuksista saadut tulokset osoittavat noin kuuden logaritmin vähennyksen mikrobimäärissä käsittelyjaksojen jälkeen, joiden kesto vaihtelee 28 minuutista lähes tunnin ja viisitoista minuuttiin, riippuen siitä, minkä tyyppistä lääkinnällistä laitetta steriloidaan. Myös viime vuonna julkaistu kliininen tutkimus tukee tätä, osoittaen, että plasmatekniikka säilyttää tehokkuutensa yli 99,99 prosenttia myös monimutkaisille monikanavaisille instrumenteille samalla kun säilyttää herkät polymeerikomponentit tarpeeksi joustavina, jotta ne toimivat oikein esimerkiksi endoskoopissa ja vastaavissa työkaluissa.
Vetyperoksidikaasuplasma-menetelmä ratkaisee suuren ongelman, kun kyseessä on herkkien lääketieteellisten laitteiden, kuten kuituoptisten skooppien ja muovisten välineiden, puhdistaminen. Perinteiset autoklaavit käyttävät noin 121 asteen lämpöistä höyryä, joka voi aiheuttaa vaurioita. Plasmatekniikka toimii huomattavasti matalammassa lämpötilassa, noin 45–50 asteessa, joten materiaalien vääristymiselle tai hajoamiselle ei ole vaaraa. Liimoilla liitettyihin osiin tai sisäänrakennettuihin elektronisiin komponentteihin tämä on erityisen tärkeää. Puhutaan myös merkittävistä summista – maailman terveysjärjestön vuoden 2023 mukaan perinteiset sterilointimenetelmät aiheuttavat noin 1,2 miljardin dollarin arvoista vahinkoa laitteille vuosittain. Siksi monet sairaalat siirtyvät nyt kohteliaampiin vaihtoehtoihin.
Kaksivaiheinen prosessi, jossa käytetään ensin haihtunutta vetyperoksidia ja sen jälkeen plasmassa generoituja reaktiivisia yhdisteitä, saavuttaa vaikuttavat 6 log -tason steriloinnit välttäen samalla lämpövaurioita. Viimeaikaiset testit osoittivat täydellisen Geobacillus stearothermophilus -sienten tuhoamisen, kun prosessia suoritettiin vain 55 asteessa Celsius-asteikolla. Tämä on erityisen huomionarvoista, koska tulos vastaa perinteisten autoklaavien saavutusta, mutta kuluttaa vain 40 % niiden vaatimasta energiasta. Yhdysvaltain elintarvikkeista ja lääkkeistä vastaava virasto (FDA) sisällytti tämän menetelmän päivitetttyihin vuoden 2024 suosituksiin erityisesti aivoleikkauksissa ja sydänleikkauksissa käytettävien uudelleenkäytettävien välineiden puhdistamiseen, missä perinteiset menetelmät eivät riitä.
Plasmasterilisaattorit toimivat erittäin hyvin monimutkaisten lääkinnällisten välineiden, kuten niiden pienten laparoskooppisten otteiden ja hankalien neurochirurgisten porakoneiden, puhdistamiseen, joiden kapeisiin kanaviin tavallinen höyrysterilointi ei yksinkertaisesti pääse. Tutkimuksen mukaan vuodelta 2021 nämä plasmasysteemit saavuttivat lähes täydelliset mikrobiologiset tuhoamisasteet – noin 99,99 % – jopa hyvin pienissä tiloissa, joiden leveys on alle 1 mm, käyttäen vetyperoxidiplasmaa. Tämä arvostetaan leikkausmiesillä, koska se vaikuttaa todella tartuntojen ehkäisyyn luu- ja sydänleikkauksissa. Tiedämme tutkimuksesta, joka julkaistiin Journal of Hospital Infectionissa vuonna 2022, että välineiden rakoihin piileksivät sitkeät biofilmit aiheuttavat itse asiassa noin joka viides kirurginen infektio, joten niiden poistaminen on potilasturvallisuuden kannalta erittäin tärkeää.
Vuoden 2023 tuoreessa tutkimuksessa todettiin, että plasma-sterilointiin altistetut endoskoopit kokevat noin puolet vähemmän materiaalijännitystä verrattuna etyleenidioksidilla käsiteltyihin. Prosessi toimii huomattavasti matalammassa lämpötilassa, noin 45–55 asteessa Celsius-asteikolla, mikä estää nivelprosessoissa olevien hauraiden linssiliimojen vääntymisen puhdistussykleissä. Lisäksi se tappaa vaarallisia bakteereja, kuten MRSA:ta, jotka ovat viime aikoina aiheuttaneet ongelmia sairaaloissa. Monet gastroenterologiset keskukset ilmoittavat uudistuvan ajan lyhentyneen noin kolmanneksella, kun ne siirtyvät perinteisten nestemäisten kemikaalien käytöstä näihin uusiin plasmapohjaisiin järjestelmiin. Joidenkin laitosten mukaan ne voivat valmistaa instrumentit potilaita varten lähes kaksinkertaisella nopeudella verrattuna aiempiin aikoihin.
Tutkimalla 23 eri ambulanttiklinikkia useissa eri paikoissa tutkijat huomasivat, että plasmasteriloinnin käyttöönotto vähensi leikkausjälkeisiä infektioita noin kaksi kolmasosaa. Tämä on järkevää, koska teknologia toimii hyvin robottikirurgiassa käytettävien muoviosien kanssa, mikä säästää sairaaloihin noin 18 000 dollaria vuodessa vaihtokustannuksissa vuoden 2023 Ambulatory Surgery Benchmark -raportin mukaan. Erityisen vaikuttavaa on, kuinka he onnistuivat pitämään steriiliyden varmistetasot 10^-6 tasoilla jopa 12 000 syklin jälkeen samalla kun laparoskooppisten välineiden herkät kuituoptiset valot säilyivät ehjinä ja toimivina.