محفظه‌های بی هوازی و جعبه‌های دستكش امكان كشت و پرورش نمونه ها ، مشاهده رشد ، انجام تست‌های بعدی و گرم كردن نمونه‌ها تحت شرايط بی هوازی را براي پرسنل آزمايشگاه فراهم می‌كنند. باكتری‌های بی‌هوازی مختلف در مقابل تأثيرات  اكسيژن ، ميزان آسيب پذيری‌های متفاوتی دارند ؛ در حالی كه گونه‌های ميكروآئروفيل و تا حدي بی هوازی ، تا حدی می توانند اكسيژن را تحمل كنند اما باكتری های بی هوازی اجباری ، ممكن است حتی بعد از اين كه اندكی در معرض اكسيژن قرار بگيرند ، غيرقابل كشت شوند. فرآيند رنگ آميزی Gram كه نقش مهمی در شناسايی اوليه بی هوازی ها دارد ، باكتری‌ها را به دو گروه تقسيم می‌كند: دسته Gram مثبت و دسته Gram منفی.

مــزيــت اصـلــی مـحـفـظــه‌هــای بــی هـوازی و جـعـبـه‌هـای دستكش نسبت به قالب‌های (jar) بی‌هوازی اين است كه تكنسين می‌تواند بدون وارد شـدن اكـسـيـژن هـوا بـه داخـل مـحـفـظـه ، با نـمونه‌ها كار كرده و آن‌ها را ارزيابی كند. يک جايگزين ديگر برای محفظه‌های بی هوازی و جعبه‌های دستكش ، سيستم roll-tube است كه در آن ، ارگانيزم‌ها روی يک لايه از اگار رشد داده مـی‌شـونـد كـه ديواره‌های داخلی لوله تست را می پوشاند. سپس لوله‌ها در يک محيط غنی از دی اكسيد كربن قرار داده می‌شوند. مزيت اين روش اين است كه می توان هر لوله را بدون ايجاد مــزاحـمـت بـرای نـمـونـه‌هـای كـشـت داده شـده اطـراف آن ، بـررسـی كـرد ؛ مشكل اين است كه استفاده از لوله‌ها می‌تواند دست و پاگير باشد و مورفولوژی داخل لوله‌ها ممكن است نسبت به صفحه‌های اگار تمايز كمتری داشته باشند. 
عفونت‌های باكتری‌های بی هوازی اغلب ، مرتبط با آبسه‌های داخلی (مانند داخل شكمی ، كبد ، ريه و مغز) هستند و بيماران عفونی اغلب به شــدت بـيـمــارنــد. بـنـابـرايـن ضـروری اسـت كـه سرعت عامل ميكروبی ايجادكننده بيماری ، كشت شده و شناسايی شود. عفونت‌های بی‌هوازی ممكن است منشاء داخلی يا خارجی داشته باشند. عفونت‌های داخلی ناشی از ارگانيزم‌های بی هوازی هستند كه بخشی از فلور طبيعی انسان هستند و تحت شرايط مناسب ، مانند درمان با آنتی بيوتيک ، سركوب سيستم ايمنی ، يا زخم‌های باز بعد از جراحت ، ايجاد بيماری می‌كنند. عفونت‌های خارجی از ارگانيزم هايی كه بخشی از فلور طبيعی انسان نيستند ناشی می‌شوند ؛ آن‌ها معمولا گونه‌های spore-forming به عنوان مثال از نوع Clostridium هستند كه در خاک ، گياهان و آب يافت می‌شوند. با ايـــن‌حــال بـسـيــاری از عـفــونــت‌هــا عـمــلا نــاشــی از گــونــه‌هــای non-spore-forming بی‌هوازی‌اند ؛ Bacteroides fragilis يک باسيل مرسوم در اين گروه است.

اصول عملكرد
محفظه‌های بی هوازی و جعبه‌های دستكش بزرگ ، پلاستيک روشن ، كيسه‌های غيرقابل نفوذ به وسيله هوا يا محفظه هايی هستند كه از تركيبی از گازهای بدون اكسيژن پر شده اند. آن‌ها معمولا قابی از جنس يک فلز محكم (مثلا استيل ضدزنگ) ، اكريليک يا پـلاستيـک انعطاف پذير (مانند وينيل) دارند. محفظه‌ها مجهز به آستين و جعبه‌های دستكش مجهز به دستكش هستند كه اين‌ها به صورت مهر و موم شده به ديواره محفظه يا جعبه متصل هستند و امكان دسترسی پرسنل به داخل را در عين حفظ بی هوازی بودن محيـط داخل فراهم می‌كنند. هر دو سيستم معمولا يک پورت ورودی قفل هوا به صورت يكپارچه يا مدولار ، همراه با يک پمپ خلا و اتصالات مناسب گاز ، يک جعبه كـاتـاليـزور و مـانيتـور اكسيـژن و تجهيـزاتـی بـراي تسهيـل كشـت دادن و ايـزوله كردن بی‌هوازی‌ها (مانند انكوباتورها ، واحد استريل كردن ، محيط كشت) دارند.
محفظه‌های بی هوازی و جعبه‌های دستكش با چند روش ، انتشار اكسيژن به داخل محفظه را حداقل می‌كنند. مدل‌های با ديواره وينيلی در فشار كمی مثبت عمل می‌كنند تا از ورود اكسيژن جلوگيری شود. محفظه‌های محكم تر ، از تنظيم كننده فشار استفاده می‌كنند تا هر بار كه دستكش‌ها وارد محفظه می‌شوند ، گاز را بيرون دهند. Bubblerها گـاز محفظـه را بـه صـورت حبـاب از طريق يک ظرف آب به بيرون می‌فرستند. يک انـدازه‌گيـر فشـار ديفـرانسيلـی ، فشـار را بـه صـورت اتـومـاتيـک يـا دستـی بـا استفـاده از دريچه‌های برقی كنترل می‌ كند.
قفل مهروموم دو طرفه در يک انتهای دستگاه دسترسی به محفظه را فراهم می‌كند. يک پمپ خلا ، مخزنی از گازهای تركيبی و مخزنی از نيتروژن خالص به اين پورت متصل است. گاز پمپ شده به داخل دستگاه متشكل از تركيبی از نيتروژن ، هيدورژن و دی اكسيدكربن است: 80% تا 85% نيتروژن برای يک محيط بی هوازی پايدار ، 5% تا 10% هيدروژن برای حذف هر مولكول اكسيژنی كه احتمالا در محفظه وجود دارد و 10% دی‌اكسيدكربن برای بهبود دادن رشد ميكروبی. مخزن دوم شامل نيتروژن ارزان تر با درجه تجاری است كه قفل ورودی را پر می كند. (برخی از آزمايشگاه ها ، برای كاهش هزينه‌ها خودشان گازها را تركيب می‌كنند.)
Antechamber بعد از اين كه مواد كشت داخل محفظه قرار داده شدند ، تخليه شده و در قفل می شود. تخليه را می‌توان به صورت دستی انجام داد يا برای كاهش خطا اين كار به صورت اتوماتيک انجام شود. قفل ورود تا فشار 20 اينچ جيوه تخليه می‌شود و دوباره با نيتروژن پر می‌شود ، سپس دوباره خالی شده و پر می‌شود. بعد از سومين و آخرين پر شدن ، قفل ورودی با تركيب نيتروژن/هيدروژن/دی اكسيد كربن پر می‌شود. سپس اپراتور می‌تواند در داخل قفل (كه به سمت داخل محفظه است) را باز كند و مواد را با حداقل آلودگی توسط اكسيژن هوا ، وارد محفظه كند. يک fan ، گازهای داخل محفظه را داخل جعبه‌های كاتاليزور پالاديوم ، گردش می‌دهد كه در آنجا هيدروژن هوا برای از بـيـن بـردن مـولـكـول‌هـای اكـسيژن و حفظ شرايط بی هوازی بودن داخل محفظه ، با كاتاليزور واكنش می‌دهد. اگر هيچ نشتی وجود نداشته باشد و اگر كاتاليزور به اندازه مصرف ، مجدداً توليد شود ، محفظه می‌تواند با تنها مقادير كمی از گازهای ديگر ، در فشار پایينی از اكسيژن نگه داشته شود. مقدار سولفيد هيدروژن و رطوبت توليدشده تعيين می‌كند كه كاتاليزورها با چه فركانسی بايد بازتوليد شوند. نرخ انتشار اكسيژن به داخل محفظه هم روی فعاليت كاتاليزور تأثير دارد. هر چه اكسيژن بيشتر باشد ، نياز است كه كاتاليزور با نرخ بيشتری بازتوليد شود و حجم بالای اكسيژن مانع از عملكرد بهينه كاتاليزور می شود. نفوذپذيرترين ماده به اكسيژن كه استفاده می‌شود neoprene است كه در دستكش‌ها يا آستين‌ها به كار می‌رود. 
اغـلب محفظه‌های بی هوازی انكوباتورهايی دارند كه رشد ارگانيزم‌های كشت داده‌ شده را افزايش می‌دهند. بسته به اندازه دستگاه ، انكوباتور می‌تواند داخل محفظه اصلی قرار داده شود يا به خارج از آن متصل شود. انتخاب ديگر تنظيم دمای كل محفظه با استفاده از جعبه‌های كاتاليزور گرم شده است. جعبه‌ها fan هايی دارند كه هوای مـحفظه را از كاتاليزورهای گرم شده گردش می دهد. برای جلوگيری از رشد مواد آلاينده ، رطوبت داخل محفظه (كه در اثر تبخير آب محيط و واكنش هيدروژن و اكسيژن ايجاد می‌شود) ، با استفاده از جاذب رطوبت ژل سيليكون ، در سطح 50% يا كمتر نگه داشته می‌شود. برای حفظ موثربودن اين خشک كننده ، بايد گاهی اوقات آن را به مدت دو ساعت تا 110 درجه گرم كرد. مواد ديگر جاذب رطوبت هم می‌توانند استفاده شوند ، به شرطی كه با دی اكسيد كربن واكنش ندهند. 
مهم‌ترين فرايند كنترل كيفيت مانيتوركردن شرايط بی هوازی داخل محفظه است. تنها وسيله ای كه قادر است مقدار اكسيژن را در حضور دی اكسيدكربن اندازه بگيرد ، يک آنالايزر اكسيژن است كه به مقادير بسيار كمی از اكسيژن هم حساس است. برخی از آنالايزرها بوروهيدريد سديم (Sodium borohydride) دارند كه اكسيژن آزاد می‌كند. برخی ديگر پودر آهن دارند كه به اكسيژن متصل می شود يا اسيد اسكوربيک دارند كه اكـسـيـژن را جـذب مـی‌كـنـد. روش‌هـای ديـگـر تـشـخـيـص اكـسـيـژن مـانـنـد رنـگ‌های اكسيداسيون حساسيت كمتری دارند.
متيلن آبی (پتانسيل اكسيداسيون (mv11+ و  reazurin) پتانسيل اكسيداسيون mv 42-) شاخص‌هاي بی هـوازی مـرسوم هستند. رنگ‌ها بعد از كاهش بدون رنگ هستند ؛ بعد از اكسيژن‌دار شدن ، به ترتيب آبی و صورتی می‌شوند. اما متيلن آبی در غـلـظـــت‌هـــای اكـسـيــژن ppm200 تــا ppm 300 هـمـچـنـان كـاهـش مـی‌يـابـد كـه هميـن مـوضـوع ممكن است مانع از رشد بی‌هوازی‌های بسيار حساس به اكسيژن شود. Reazurin يک شاخص با حساسيت قابل قبول است ؛ اما بايد مستقيماً داخل محيط باكتريولوژيک گنجانده شود. اين روش‌هــا بـرای آزمـايـشـگـاه‌هـای بـالـيـنـی كـافـی هستنـد ، امـا حسـاسيـت آن‌هـا كمتـر از آنـالايـزر اكسيژن است. روش ديگر براي مانيتور شدت اكـسـيــژن ، اسـتـفــاده از آنــالايــزر گــاز اكـسـيــژن-هـيـدروژن بـراي حـس كـردن حـرارت اكسيژن هيدروژن واكنش با جزء پالاديوم است. روش ديـگـر هـم كـشت مداوم نمونه بذر داده شده با Clostridium novyi نوع B است. رشد اين ارگانيزم نشان می‌دهد شدت اكسيژن در محفظه به اندازه كافی پايين است.
زنده ماندن نمونه كشت داده شده را می‌توان مستقيماً داخل محفظه تست كرد. می‌توان برای اسـتـريـل كـردن حلقه‌های انتقال و دريچه‌های لـولـه تـسـت ، يـک بـلـوک گـرم كـردن نـيـز داخـل محفظه در نظر گرفت (شعله‌های گاز را به خاطر نبود اكسيژن ، نمی توان استفاده كرد.) محيط و ديـگــر تجهيـزات مـاننـد طبقـات را نيـز مـی تـوان داخل محفظه قرار داد.

مشكلات گزارش شده
يـــک دلــيــل مــرســوم بــرای نـشــت اكـسـيــژن ، سائيده‌شدن دستكش‌ها است كه منجر به ايجاد بـرش كـوچـكـی در دسـتـكش و در ماده ديواره انعطاف‌پذير اطراف محل‌های ورود دستكش می‌شود. اين معمولا در محفظه هايی كه چنـد سـال استفـاده شده اند رخ می‌دهد ، زيرا انعطاف پذيری وينيل با گذر زمان كم می‌شود. همچنين ممكن است نشت اكسيژن از اطراف محل‌های ورودی دستكش در دستگاه‌های با ساختار بسيار محكم رخ دهد.
در مورد هر دو مدل با ساختار مستحكم و با ساختار انعطاف پذير ، ممكن است در حين كار با مواد تيز داخل محفظه و به ويژه طبقه ها ، برش در دستكش ايجاد شود. هر نشتی منجر به مصرف سريع تر تركيب گاز استفاده شده در فضای بی هوازی می‌شود. يک پروب ارزان و موثر الكترونيكی برای نشت گاز كه با تشخيص گازهای قابل احتراق (مانند هيدروژن) عمل می‌كند ، موجود است.
كار با مدل هايی كه محفظه آن‌ها گرم می شود برای طولانی مدت می‌تواند موجب ناراحتی اپراتور شود. به علاوه گرم كردن سريع محفظه ، محيط داخل آن را خشک كرده و كنترل رطوبت در محفظه را مشكل تر می‌كند. 
يـک محقـق زمـانـی كـه يک محفظه بی هوازی در حال انتقال از شرايط هوازی به بی‌هوازی بود ، انفجارهايی را در آزمايشگاه تجربه كرد (1997 Cox). در طول انتقال از شرايط بی هوازی به هوازی يابالعكس ، تركيبی از اكسيژن از هوا و هيدروژن در تركيب گاز می‌تواند به غلظت قابل اشتعال برسد.
نقص در بازتوليد كاتاليزور پالاديوم و مینيمم كردن شدت اكسيژن باقی مانده در جعبه دستكش می تواند باعث آسيب به بی هوازی‌ها شود. بی هوازی ماندن هميشه مسـألـه اصلی است ؛ بنابراين خريداران هميشه بايد از ميزان موثر بودن آنالايزرهای اكـسـيــژنــی كــه هـمــراه مـحـفظـه بـی هـوازی اسـت ، آگـاه بـاشنـد. طبـق تحقيقـات اخيـر سيستم‌هايی كه از اسيداسكوربيک يا يک روش تخليه-جايگزينی استفاده می‌كنند ، در تـأمـيـن اتـمـسـفر بی هوازی موثرترين بوده اند در حالی كه سيستم‌های borohydride كمترين كارائی را از خود نشان داده اند 1996 Imhof and Heinzer.

توصيه‌های خريد
توصيه‌های ECRI
عملكرد اصلی اين دستگاه ها تأمين يک محيط عاری از اكسيژن و پايدار برای رشد و مطالعه ی ميكروارگانيزم‌های بی هوازی است. بنـابـرايـن ECRI تـوصيـه می‌كند كه محفظه‌های بـــی هــوازی و جـعـبــه‌هــای دسـتـكــش مــانـيـتــور اكسيژن و نيز وسيله ای برای به گردش درآوردن گـازهـای اكسيـژن داخـل محفظـه داشتـه باشند. سيستم مانيتور اكسيژن می‌تواند بسته به كارائی كـاربر متفاوت باشد. همچنين توصيه می شود كه يک پمپ تخليه به صورت يكپارچه درنظر گرفته شده باشد ؛ گرچه اين ويژگی بهتر است مـوجـود بـاشـد امـا الـزامـی نيسـت. خـلاءسنج و تنظيم كننده‌های فشار برای يک سيستم ايمن و قابل اطمينان ضروری هستند. حذف رطوبت نيز برای پيشگيری از رشدآلاينده‌ها نياز است.

توصيه‌های ديگر 
بيمارستان هايی كه نياز به كشت و شناسايی سريع حجم بالايی از عوامل ميكروبی دارند بايد بـــه فـكـــر خـــريــد مـحـفـظــه‌هــای بــی هــوازی يــا جــعــبــــه‌هــــای دســتــكــــش بـــاشـنـــد. مـحـفـظـــه و antechamber بـايـد بـرای تـأمـيـن فـضـای كـاری موردنياز ، به اندازه كافی بزرگ باشند. برخی از تـوليدكنندگان محفظه‌های كاری اضافی و نيز سـيـنـی‌هـا و قفسـه‌هـای اضـافـي ارائـه مـی‌كننـد. Antechamberهــای اتــومــاتـيــک مـعـمـولا زمـان ورود به محفظه را كاهش می دهند ؛ آن‌ها اغلب همراه با Antechamberهای دستی برای تسهيل تخليه اوليه محفظه استفاده می‌شوند. مدل هايی كه مجهز به انكوباتور يا بلوک‌های گرم كننده داخـلــی هـسـتـنــد ، نـيــاز بــه انـتـقــال نـمــونـه‌هـا بـه محيط‌های بی هوازی خارجی را از بين می‌برند و لـذا بـه ايـن وسـيله احتمال آلودگی را كاهش می‌دهند.

مراحل توسعه
مـحـفـظـه‌هـای بـی هـوازی تـكـنـولوژی بسيار پايداری دارند. توسعه هایی در اتوماتيک كردن فرايند تخليه-جايگزينی و در محفظه‌های تنظيم اتمسفر داخلی ايجاد شده اند.

منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: