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L'oxyde d'éthylène est une petite molécule réactive (C2H4O) composée d'un noyau d'éther cyclique et de quatre atomes d'hydrogène. Incolore et inflammable, ce gaz bout à 10,5 °C et dégage une odeur douceâtre proche de celle de l'éther. Il rend les produits stériles par alkylation des molécules organiques dans le pathogène. Ce mode d'action fait qu'il ne convient pas pour la stérilisation des médicaments. L'oxyde d'éthylène est généralement utilisé pour la stérilisation à 50 °C, mais reste un stérilisant efficace aux alentours de 20 °C.
Aucun des traités internationaux sur l'émission de produits chimiques dangereux pour l'environnement ne s'applique à l'oxyde d'éthylène. Ce gaz n'est pas un CFC (chlorofluorocarbone) et, de ce fait, n'est pas couvert par le Protocole de Montréal relatif aux substances qui appauvrissent la couche d'ozone. Ce n'est pas un COV (protocole de Genève). Ce n'est pas un gaz à effet de serre (protocole de Kyoto). Il n'est pas concerné par les règlements européens sur le contrôle et la prévention de la pollution. Aux Etats-Unis, l'émission d'oxyde d'éthylène ne fait l'objet d'aucune restriction au-delà d'une tonne par an. Les petites quantités de gaz utilisées dans les stérilisateurs Andersen peuvent être évacuées directement dans l'atmosphère dans la mesure où ce gaz se décompose naturellement au contact de l'eau et des matières organiques.
99 % de l'oxyde d'éthylène produit dans le monde est utilisé pour la synthèse industrielle d'autres produits chimiques. Environ 20 millions de tonnes d'oxyde d'éthylène sont produites chaque année, ce qui en fait le 14e produit chimique le plus fabriqué dans le monde (le premier étant l'éthylène avec 120 million de tonnes par an). L'oxyde d'éthylène est utilisé pour la fabrication d'antigel, de polyester et de PET (polyéthylène téréphtalate). Il est converti presque exclusivement en éthylène glycol, qui peut être utilisé à part entière comme antigel, ou bien comme ingrédient dans la fabrication de différents polymères. Les deux polymères les plus courants dont l'éthylène glycol entre dans la fabrication sont le Polyester (tissus) et le PET (conteneurs).
L'oxyde d'éthylène a tout d'abord été utilisé au début du 20e siècle pour la stérilisation des épices. Il s'est véritablement imposé comme stérilisant pour les dispositifs médicaux dans les années 50, époque à laquelle le plastique s'est généralisé dans la fabrication de ce type d'appareil. Aujourd'hui, l'oxyde d'éthylène reste la technologie dominante pour la stérilisation des dispositifs médicaux à usage unique. Environ 70 % des dispositifs médicaux à usage unique sont stérilisés à l'oxyde d'éthylène, ce que confirme la mention « Sterile EO » (Stérilisé à l'oxyde d'éthylène) présente au dos des emballages. Les 30 % restants sont stérilisés par irradiation (Gamma ou E-Beam). 70 % des dispositifs à usage unique sont stérilisés à l'oxyde d'éthylène
L'oxyde d'éthylène est couramment utilisé pour restériliser les dispositifs médicaux. En raison de sa mobilité et de sa capacité à traverser le plastique, ce gaz convient tout particulièrement pour la stérilisation des objets de forme complexe. A la différence d'autres agents stérilisants oxydants, tels que le peroxyde d'hydrogène (H2O2), l'oxyde d'éthylène est un gaz non destructeur qui n'a aucun effet perceptible sur le caoutchouc, sur les joints, sur les adhésifs, sur les composants électroniques ou optiques utilisés dans les dispositifs récents.
L'oxyde d'éthylène est un gaz toxique pour lequel des limites d'exposition en milieu professionnel ont été définies. Ces limites varient en fonction des pays. Dans le système Andersen, la chambre de stérilisation est confinée dans une enceinte à pression négative, de sorte que les opérateurs ne soient jamais exposés au gaz. L'oxyde d'éthylène est le moins toxique des stérilisants chimiques. Quelques exemples de limites d'exposition
| Oxyde d'éthylène | H2O2 | |
|---|---|---|
| Royaume-Uni : WEL (Workplace Exposure Limite) | 5 ppm | 1 ppm |
| Etats-Unis : IDLH (Immediately dangerous to life or health) | 800 ppm | 75 ppm |
L'institut américain NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health) a mené une étude sur les effets de l'exposition à l'oxyde d'éthylène (Steenland et al, New England Journal of Medicine, 1991). Cette étude réalisée sur plus de 40 ans a porté sur 18 235 hommes et femmes ayant travaillé sur 14 sites différents (appartenant à 10 sociétés différentes).
Ces hommes et ces femmes ont été exposés en permanence à l'oxyde d'éthylène sur leur lieu de travail (10 ppm). L'étude a montré que les personnes au contact de l'oxyde d'éthylène ont développé moins de cancers que la population dans son ensemble.