Gli sterilizzatori a plasma funzionano come sistemi di sterilizzazione a freddo, utilizzando vapore di perossido di idrogeno trasformato in plasma per pulire delicati strumenti medici che non possono gestire il calore elevato. In primo luogo, il vapore entra in tutti gli angoli e le crepe di questi dispositivi. Poi arriva l'energia a radiofrequenza che trasforma questo vapore in qualcosa chiamato plasma reattivo. Cosa succederà dopo? Beh, questo plasma in pratica si mette a fare a pezzi con il DNA e le proteine dei microbi. E qui c'è il trucco: fa tutto questo a circa 45-50 gradi Celsius, che è circa il 60% più freddo di quelle autoclave a vapore tradizionali che usiamo da decenni. Alla fine del ciclo, il perossido di idrogeno che rimane si decompone in modo naturale in sostanze innocue come vapore acqueo e ossigeno, quindi non ci sono assolutamente residui pericolosi che rimangono dopo il trattamento.
La sterilizzazione al plasma funziona utilizzando un gas ionizzato, che è effettivamente considerato il quarto stato della materia, per eliminare i microrganismi senza causare danni termici ai materiali sensibili. Il processo diventa interessante quando il perossido di idrogeno si trasforma in forma di plasma. A questo stadio, si decompone in radicali idrossil (OH·) e idroperossil (HO₂·) estremamente reattivi. Ciò che rende questo metodo distintivo è l'elevata capacità di queste particelle cariche di penetrare le pareti cellulari batteriche rispetto ai metodi tradizionali come l'ossido di etilene. Studi indicano che possono penetrare circa il 30 percento meglio in condizioni di temperatura corporea. Analizzando i risultati effettivi di ricerche recenti, si osserva una riduzione di circa sei log delle conte microbiche dopo cicli di trattamento della durata compresa tra 28 minuti e quasi un'ora e quindici minuti, a seconda del tipo di dispositivo medico da sterilizzare. Uno studio clinico pubblicato lo scorso anno conferma questi dati, dimostrando che la tecnologia al plasma mantiene un'efficacia superiore al 99,99 percento anche per strumenti complessi con più canali, preservando al contempo la flessibilità sufficiente delle delicate componenti polimeriche per un corretto funzionamento in endoscopi e strumenti simili.
Il metodo di sterilizzazione al plasma di perossido di idrogeno risolve un problema importante nella pulizia di apparecchiature mediche delicate, come endoscopi a fibra ottica e strumenti in plastica. Le autoclavi tradizionali utilizzano vapore ad alta temperatura, circa 121 gradi Celsius, che può danneggiare seriamente i materiali. La tecnologia al plasma invece opera a temperature molto più basse, tra i 45 e i 50 gradi, eliminando il rischio di deformazioni o degradazione dei materiali. Questo aspetto è particolarmente rilevante per dispositivi con giunture incollate o componenti elettronici integrati. Parliamo anche di cifre significative: secondo i dati dell'Organizzazione Mondiale della Sanità del 2023, le tecniche tradizionali di sterilizzazione sono responsabili di circa 1,2 miliardi di dollari di attrezzature danneggiate ogni anno. È per questo motivo che molti ospedali stanno passando a queste alternative più delicate.
Un processo in due fasi che prevede prima perossido di idrogeno in forma vaporizzata e poi specie reattive generate dal plasma riesce a raggiungere livelli di sterilizzazione fino a 6 log, evitando al contempo qualsiasi danno termico. Test recenti hanno mostrato l'eliminazione completa delle spore di Geobacillus stearothermophilus quando il processo viene eseguito a soli 55 gradi Celsius. Questo risultato è notevole perché eguaglia quanto ottenuto dagli autoclavi tradizionali, ma utilizzando solo il 40% dell'energia da essi richiesta. La Food and Drug Administration ha incluso questo metodo nelle raccomandazioni aggiornate del 2024 specificamente per la pulizia di strumenti riutilizzabili impiegati in interventi neurochirurgici e cardiaci, dove i metodi standard risultano insufficienti.
Gli sterilizzatori a plasma funzionano molto bene per la pulizia di strumenti medici complessi, come le pinze laparoscopiche di piccole dimensioni e i trapani neurochirurgici difficili da raggiungere con la normale sterilizzazione a vapore, che non riesce a penetrare nei loro canali stretti. Secondo una ricerca del 2021, questi sistemi a plasma hanno raggiunto tassi di eliminazione microbica quasi completi – circa il 99,99% – anche in spazi molto ridotti, inferiori a 1 mm di larghezza, grazie alla tecnologia al plasma di perossido di idrogeno. I chirurghi apprezzano questo aspetto perché fa davvero la differenza nella prevenzione delle infezioni durante interventi ossei e procedure cardiache. Sappiamo da uno studio pubblicato nel Journal of Hospital Infection nel 2022 che le biofilm resistenti nascoste nelle fessure degli strumenti causano effettivamente circa un'infezione del sito chirurgico su cinque, quindi eliminarle è fondamentale per la sicurezza dei pazienti.
Uno studio recente del 2023 ha rilevato che gli endoscopi sottoposti a sterilizzazione al plasma subiscono circa la metà dello stress materiale rispetto a quelli trattati con ossido di etilene. Il processo avviene a temperature molto più basse, intorno ai 45-55 gradi Celsius, consentendo di evitare deformazioni nelle delicate colle delle lenti degli artroscopi durante i cicli di pulizia. Inoltre, elimina microrganismi resistenti come lo MRSA, che ultimamente hanno rappresentato un problema crescente negli ospedali. Molti centri gastroenterologici registrano una riduzione dei tempi di riprocessamento di circa tre quarti quando passano dai tradizionali disinfettanti liquidi a questi nuovi sistemi al plasma. Alcune strutture segnalano persino di poter rendere gli strumenti pronti per i pazienti quasi il doppio rispetto al passato.
Analizzando 23 diverse cliniche ambulatoriali in diverse località, i ricercatori hanno scoperto che il passaggio alla sterilizzazione al plasma ha ridotto le infezioni postoperatorie di circa due terzi. Questo è comprensibile poiché la tecnologia funziona bene con le parti in plastica utilizzate nelle chirurgie robotiche, consentendo agli ospedali un risparmio di circa diciottomila dollari all'anno sui costi di sostituzione, secondo l'Ambulatory Surgery Benchmark Report del 2023. Ciò che è davvero impressionante è come siano riusciti a mantenere livelli di sicurezza sterili pari a standard 10^-6 anche dopo aver effettuato dodicimila cicli, preservando nel contempo intatti e pienamente funzionanti i delicati sistemi di illuminazione a fibra ottica negli strumenti laparoscopici.
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