Die moderne Medizin benötigt zunehmend komplex aufgebaute, teure Instrumente, die wegen ihrer Thermolabilität nicht mit Dampfsterilisatoren aufbereitet werden können. Für derartige Instrumente kam meist nur die Ethylenoxidsterilisation in Frage. Dieser Prozess dauert ca. 2 Stunden, gefolgt von einer 8–10-stündigen Belüftungsphase, um toxische Rückstände am Material zu eliminieren.

Mit einer neuen Technik, der Plasmasterilisation, können nun auch hochlabile elektronische Instrumente innert 75 Minuten sterilisiert und anschliessend sofort wieder verwendet werden. Das Prinzip der Sterilisation basiert auf der Bildung von hochreaktiven Hydroxy- und Hydroxylradikalen aus Wasserstoffperoxid, die durch Verbindung an essentielle Zellbausteine der Mikroorganismen diese abtöten. Der Sterilisationsprozess läuft in 5 Phasen bei einer Kammertemperatur von 45°C ab.

Nach Absenken des Innendruckes auf 0,4 mbar (Vakuumphase, Phase I) wird 58 % Wasserstoffperoxid aus einer Kassette verdampft (Injektionsphase, Phase II). Das Wasserstoffperoxid verteilt sich während der Diffusionsphase (Phase III) auf das Sterilisationsgut.

Im Vakuum wird nun mittels Hochfrequenz im MHz-Bereich der Wasserstoffperoxiddampf in die Plasmaphase überführt (Phase IV). Nach Belüftung (Phase V) kann das Sterilgut entnommen werden. Verbliebenes Wasserstoffperoxid zerfällt in Sauerstoff und Wasser. Toxische Wirkstoffrückstände sind daher, im Gegensatz zu Ethylenoxid oder Formaldehyd, nicht zu erwarten.

Figur 1

Dieses Verfahren wurde von der Firma Johnson & Johnson entwickelt und patentiert. Kommerziell ist zur Zeit nur ein Gerätetyp erhältlich : Der Sterrad® 100 NTP. Die Sterilisationskammer besteht aus 2 Regalen mit 30 und 40 l Kapazität. Die Aussenmasse betragen 167×100x74 cm. Das Gerät benötigt Standardelektroanschlüsse. Im Oktober 1993 wurde das Produkt von der Food and Drug Administration (FDA) in den USA für das Marketing freigegeben. Die für die Sterilisation im europäischen Raum geforderte Reduktion von 6 log einer Sporensuspension wird bei sauberen Instrumenten, die mit dem Wasserstoffperoxid in Kontakt kommen, ebenfalls erreicht.

1. Rasche Sterilisationszeit (75 Minuten)
2. Tiefe Kammertemperatur (45°C) während der Sterilisation
3. Sterilisation auch von hochempfindlichen elektronischen Teilen möglich (keine Korrosionsgefahr)
4. Keine toxischen Rückstände
5. Geringe Installationskosten

Die Umlaufzeit für die Aufbereitung hochempfindlicher und meist teurer Instrumente ist sehr kurz, so dass diese Instrumente am gleichen Tag mehrmals verwendet werden können, was mit der Ethylenoxid-Sterilisation nicht möglich war. Die Bedienung des Sterilisators ist einfach, der Prozess computergesteuert und mikroprozessor-kontrolliert. Falls der Wasserstoffperoxiddampf nicht überall diffundieren kann, oder absorbiert wird, wird der Sterilisationsvorgang automatisch unterbrochen.

Auf die Nachteile dieses neuartigen Verfahrens soll ganz speziell eingegangen werden : Wasserstoffperoxid-Dampf wird von zellulosehaltigen Materialien stark adsorbiert. Daher kann die Plasmasterilisation nicht für zellulosehaltiges Sterilisationsgut oder derart verpackte Instrumente eingesetzt werden. Alle Verpackungsmaterialien müssen zellulosefrei sein und sind zur Zeit nur von der Betreiberfirma erhältlich. Zudem sind z.B. Verpackungsbeutel im Durchschnitt 3x teurer als vergleichbare Produkte für die Dampfsterilisation. Behälter für Instrumente wie sie für die Dampfsterilisation zur Verfügung stehen, sind erst in Entwicklung. Die Instrumente müssen vor Beschikkung des Plasmasterilisators vollständig trocken sein. Bei organischer Verschmutzung der Oberfläche ist die Wirkung der Plasmasterilisation erheblich eingeschränkt, wie dies allerdings bei allen Oberflächensterilisationsverfahren der Fall ist.

Die Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene hat zudem noch einige Vorbehalte gegen die Plasmasterilisation publiziert :

Die Sterilisation von langen, englumigen Kanälen, wie z.B. bei Endoskopen, ist noch nicht vollständig gelöst. Mittels sog. Diffusionsverstärker wird versucht, genügend Wasserstoffperoxiddampf in diese Kanäle einzubringen. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens wird von der Gesellschaft bezweifelt. Die Qualitätskontrolle dieses Sterilisationsverfahrens ist noch nicht weltweit standardisiert. Zur Zeit wird als Bioindikator meist Bacillus subtilis verwendet, wobei die Evaluation der hochresistenten Sporen (z.B. B. stearothermophilus) gegen dieses Sterilisationsverfahren noch nicht abgeschlossen ist. Der chemische Behandlungsindikator soll auch unter Lichteinfluss umschlagen und daher nicht einen zuverlässigen Indikator für die korrekte Sterilisation darstellen. Bei Anwendung nach den Richtlinien der Herstellers (lichtgeschützte Verpackung) sollte diese Fehlinterpretation jedoch vermeidbar sein.

Zusammenfassend ist die Plasmasterilisation ein entscheidender Fortschritt, der die Aufbereitung hochempfindlicher, thermolabiler Instrumente innert kurzer Zeit ermöglicht. Langfristig wird dieses Verfahren die Ethylenoxidsterilisation zum grossen Teil ersetzen. Im Kantonsspital Basel ist eine derartiges Gerät für thermolabile Instrumente seit 6 Monaten erfolgreich im Einsatz. Instrumente mit Lumina unter 0,3 cm und über 30 cm Länge werden damit noch nicht sterilisiert, solange nicht genügend Daten über die Sicherheit publiziert sind.

1. Mecke P Wasserstoffperoxid-Plasma — ein interessantes mikrobizides Prinzip. Hyg. Med. 1992 ; 17 : 537–42. Uebersicht über das Prinzip der Plasmasterilisation.
2. Borness M, Färber U, Getreuer H et al. Zur Wirksamkeit und Prüfung von H_{2O2-Plasma-Sterilisatoren. Hyg. Med. 1993 ; 18 : 557–8.} Kritische Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene.
3. Höller C, Martin H, Christiansen B et al. The efficacy of low temperature plasma (LTP) sterilization, a new sterilization technique. Zbl. Hyg. 1993 ; 194 : 380–91. Sehr gute mikrobiologische Testung des Produktes. Publizierte Ergebnisse von Untersuchungen aus den USA fehlen