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Logarithmische (log₁₀) Stufen

Die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Reduktion von Mikroorganismen wird häufig in sogenannten logarithmischen (log10) Stufen angegeben. Eine log10-Stufe entspricht einer Reduktion der Keimzahl um den Faktor 10. [1]

Das bedeutet:

1 log10-Stufe = 90 % weniger Keime (Faktor 10)

2 log10-Stufen = 99 % weniger Keime (Faktor 100)

6 log10-Stufen = 99,9999 % weniger Keime (Faktor 1.000.000)

Dieses System wird meist dazu verwendet, um die Unterschiede zwischen Reinigung, Desinfektion und Sterilisation zu verstehen: [2]

Reinigung erreicht typischerweise Reduktionen von 1 bis 2 log10-Stufen (90 bis 99 % Reduktion).

Desinfektion setzt eine Reduktion von meistens 3 log10-Stufen (99,9 % Reduktion) voraus, wobei im Gesundheitswesen und in der Medizin(-technik) für viele Anwendungen eine Akzeptanzgrenze von mindestens 5 log10-Stufen (99,999 % Reduktion) gefordert wird (bspw. DIN EN 1040, DIN EN 13727, DIN EN 14561).

Sterilisation bedeutet, dass alle Mikroorganismen (sowohl lebende Zellen als auch besonders widerstandsfähige Sporen) vollständig entfernt oder abgetötet werden. Ein Sterilisationsprozess gilt als erfolgreich, wenn die Anzahl der Sporen um mindestens 6 log₁₀‑Stufen (99,9999 %) reduziert wird, und zwar innerhalb der halben Zeit eines Zyklus eines Sterilisationsverfahrens. [3]

Mikrobielle AusgangslastLog10– ReduktionProzentuale ReduktionVerbliebende mikrobielle LastDekontaminationsmethode
1.000.000190 %100.000Reinigung
1.000.000299 %10.000Reinigung
1.000.000399,9 %1.000Desinfektion
1.000.000499,99 %100Desinfektion
1.000.000599,999 %10Desinfektion
1.000.000699,9999 %1Sterilisation

Anmerkung zu Desinfektion und Sterilisation:

Neben der erzielten log10-Reduktion spielt auch die Art der Mikroorganismen, welche durch den Dekontaminationsprozess attackiert werden, eine wichtige Rolle. So ist bei einer Desinfektion nicht unbedingt sichergestellt, dass auch mikrobielle Sporen abgetötet werden, wie es bei einem Sterilisationsprozess der Fall sein muss. Erfolgt beispielsweise eine mikrobielle Reduktion von mehr als 6 log10-Stufen, jedoch überleben Sporen den Prozess, wird von einer High-level Desinfektion gesprochen. [4]

[1] Stone, G.; Chapman, B.; Lovell, D. Development of a Log-Quadratic Model To Describe Microbial Inactivation, Illustrated by Thermal Inactivation of Clostridium botulinum. Appl. Environ. Microbiol. 2009, 75, 6998-7005. https://doi.org/10.1128/AEM.01067-09.
[2] Mohapatra, S. Sterilization and Disinfection. In Essentials of Neuroanesthesia 2017, 929-944. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-805299-0.00059-2.
[3] McEvoy, B.; Maksimovic, A.; Rowan, N.J. Geobacillus stearothermophilus and Bacillus atrophaeus spores exhibit linear inactivation kinetic performance when treated with an industrial scale vaporized hydrogen peroxide (VH2O2) sterilization process. J. Appl. Microbiol. 2022, 134, lxac028. https://doi.org/10.1093/jambio/lxac028.
[4] Rutala, W.A.; Weber, D.W. Disinfection, sterilization, and antisepsis: An overview. Am. J. Infect. Control 2016, 44, e1-e6. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2015.10.038.

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