métodos de esterilización 

Los microbios se eliminan, inhiben o matan por medio de agentes físicos o agentes químicos, otros incluyen los agentes mecánicos.

Los métodos de esterilización comprenden entonces, todos los procedimientos físicos, mecánicos y químicos que se emplean para destruir gérmenes patógenos.

Los mas utilizados en la actualidad son los métodos físicos (calor, radiaciones, filtración, centrifugación) y los métodos químicos (agente químico) 

      EBULLICIÓN       TYNDALIZACION     CALOR

HÚMEDO PASTEURIZACIÓN

      VAPOR A PRESIÓN

(AUTOCLAVE)               FLAMEADO     CALOR SECO INCINERACIÓN   FÍSICOS   HORNO PASTEUR

(AIRE CALIENTE)               RADIACIONES

IONIZANTES     RADIACIONES RAYOS GAMMA       RAYOS X MÉTODOS DE

ESTERILIZACIÓN

    RAYOS ULTRAVIOLETA

            MECÁNICOS FILTRACIÓN       SEDIMENTACIÓN           QUÍMICOS GASES OXIDO DE ETILENO       OTROS

1.- MÉTODOS FÍSICOS

1.1.- Calor Húmedo.

La utilización del calor y su eficacia depende de dos factores: el tiempo de exposición y la temperatura. Todos los microorganismos son susceptibles, en distinto grado, a la acción del calor. El calor provoca desnaturalización de proteínas, fusión y desorganización de las membranas y/o procesos oxidantes irreversibles en los microorganismos.

            El calor húmedo produce desnaturalización y coagulación de proteínas. Estos efectos se deben principalmente a dos razones:   1) El agua es una especie química muy reactiva y muchas estructuras biológicas son producidas por reacciones que eliminan agua y 2) El vapor de agua posee un coeficiente de transferencia de calor mucho más elevado que el aire.

Ventajas del calor húmedo:

-Rápido calentamiento y penetración

-Destrucción de bacterias y esporas en corto tiempo

-No deja residuos tóxicos

-Hay un bajo deterioro del material expuesto

-Económico

Desventajas:

-No permite esterilizar soluciones que formen emulsiones con el agua

-Es corrosivo sobre ciertos instrumentos metálicos

Procedimientos:

a) Ebullición: Se requiere un recipiente con agua. Es la aplicación del calor mediante la ebullición del agua a presión atmosférica (100 oC). Mediante este método se esterilizan inyectadoras, agujas e instrumentos de cirugía menor. No es confiable en su totalidad este método por cuanto quedan las esporas

b) Tyndalización: Esterilización por acción discontinua del vapor de agua a una temperatura de 100 oC en varias sesiones. Se basa en el principio de Tyndal. Las bacterias que resisten una sesión de calefacción, hecha en determinadas condiciones, pueden ser destruidas cuando la misma operación se repite con intervalos separados y en varias sesiones. Se efectúa por medio del autoclave de Chamberland, dejando abierta la válvula de escape, o sea funcionando a la presión normal. Puede también realizarse a temperaturas más bajas, 56º u 80º ocupara evitar la descomposición de las sustancias a esterilizar, por las temperaturas elevadas.

c) Pasteurización: Es la aplicación de una temperatura inferior a 110 oC durante 30 minutos. La aplicación del calor va seguida de un rápido enfriamiento. Se usa para prevenir las infecciones de origen lácteo y retasar la descomposición de la leche, ya que las bacterias de la leche no forman esporas (bacilo tuberculoso, salmonella, estreptococo y brucela)

d) Vapor a presión (autoclave): Se realiza la esterilización por el vapor de agua a presión. El modelo más usado es el de Chamberland.  Esteriliza a 120º a una atmósfera de presión (estas condiciones pueden variar) y se deja el material durante 20 a 30 minutos. El vapor a presión proporciona temperaturas altas con penetración y humedad en abundancia que facilitan la coagulación de las proteínas.

Equipo: Consta de una caldera de cobre, sostenida por una camisa externa metálica, que en la parte inferior recibe calor por combustión de gas o por una resistencia eléctrica, esta se cierra en la parte superior por una tapa de bronce. Esta tapa posee tres orificios, uno para el manómetro, otro para el escape de vapor en forma de robinete y el tercero, para una válvula de seguridad que funciona por contrapeso o a resorte.

Funcionamiento: Se coloca agua en la caldera, procurando que su nivel no alcance a los objetos que se disponen sobre una rejilla de metal. Se cierra asegurando la tapa, sin ajustar los bulones y se da calor, dejando abierta la válvula de escape hasta que todo el aire se desaloje y comience la salida de vapor en forma de chorro continuo y abundante.

1.2.- Calor Seco.

El calor seco produce desecación de la célula, es esto tóxicos por niveles elevados de electrolitos, fusión de membranas. Estos efectos se deben a la transferencia de calor desde los materiales a los microorganismos que están en contacto con éstos.  La acción destructiva del

calor sobre proteínas y lípidos requiere mayor temperatura cuando el material está seco o la actividad de agua del medio es baja.

Ventajas del calor seco:

-No es corrosivo para metales e instrumentos.

-Permite la esterilización de sustancias en polvo y no acuosas, y de sustancias viscosas no volátiles.

Desventajas:

-Requiere mayor tiempo de esterilización, respecto al calor húmedo, debido a la baja penetración del calor.

            Entre los métodos que utilizan el calor seco como medio de esterilización se destacan:

a). Flameado: Consiste en la exposición directa del instrumento a una flama en forma directa por poco tiempo con el mechero de Bunsen.

b). Incineración: Consiste en someter el material contaminado a altas temperaturas en hornos especiales para reducirlo prácticamente a cenizas. Su fin es evitar el vertido de material de alto riesgo en la basura.

c). Estufa (Horno Pasteur de aire caliente) Por medio de las estufas de doble cámara, el aire caliente generado por una resistencia, circula por la cavidad principal y por el espacio entre ambas cámaras, a temperatura de 170º C para el instrumental metálico y a 140º C para el contenido de los tambores. Se mantiene una temperatura estable mediante termostatos de metal, que al dilatarse por el calor, cortan el circuito eléctrico. 

1.3.- Radiaciones.

La acción de las radiaciones del tipo de radiación y el tiempo de exposición.

a). Radiaciones ionizantes: Producen iones y radicales libres que alteran las bases de los ácidos nucleicos, estructuras proteicas y lipídicas, y componentes esenciales para la viabilidad de los microorganismos, dando lugar a mutaciones en los microorganismos que los incapacitan metabólicamente para producir una enzima esencial y sobreviniendo la muerte bacteriana. Las radiaciones tienen gran penetrabilidad y se las utiliza para esterilizar materiales termolábiles (termosensibles) como jeringas descartables, sondas, etc. Se utilizan a escala industrial por sus costos.

b). Rayos Gamma: Su empleo esta basado en los conocimientos sobre la energía atómica. Este tipo de esterilización se aplica a productos o materiales termolábiles y de gran importancia en el campo industrial. Puede esterilizar antibióticos, vacunas, alimentos, etc.

c). Rayos X: Penetran bien, pero requieren mucha energía, son pocos operativos para su empleo masivo, su uso es muy costoso, por lo tanto son muy poco usados con fines de esterilización

d). Rayos Ultravioletas: Afectan a las moléculas de DNA de los microorganismos. El ADN absorbe una longitud de onda de 2600ª y libera energía ocasionado rearreglo de enlaces químicos son escasamente penetrantes y se utilizan para superficies, se utilizan para la esterilización en quirófanos. 

1.4.- Mecánicos.

a). Filtración: En la filtración se usan membranas filtrantes con poros de un tamaño determinado. El tamaño del poro dependerá del uso al que se va a someter la muestra. Los filtros que se utilizan pueden no retener virus o micoplasmas, estos últimos están en el límite de separación según el diámetro de poro que se utilice.

La filtración se utiliza para emulsiones oleosas o soluciones termolábiles. Su usa para esterilizar aceites, algunos tipos de pomadas, soluciones oftálmicas, soluciones intravenosas, drogas diagnósticas, radiofármacos, medios para cultivos celulares, y soluciones de antibióticos y vitaminas. Este método es útil para identificar microorganismos en muestras de agua potable y otras sustancias. También l aire puede ser sometido a una limpieza exhaustiva provocando su paso a través de materiales capaces de retener los microorganismos y partículas en suspensión

Tipos de filtros:

1.- Filtros profundos o Filtros de profundidad: Consisten de un material fibroso o granular prensado, plegado, activado, o pegado dentro de los canales de flujo. En este tipo de filtros la retención de las partículas se produce por una combinación de absorción y de retención mecánica en la matriz.

2.- Membranas filtrantes: Tienen una estructura continua, y la retención se debe principalmente al tamaño de la partícula. Partículas más pequeñas al tamaño del poro quedan retenidas en la matriza del filtro debido a efectos electrostáticos.

3.- Filtros de huella de nucleación (Nucleoporo): Son películas muy delgadas de policarbonato que son perforadas por un tratamiento conjunto con radiación y sustancias químicas. Son filtros con orificios muy regulares que atraviesan la membrana verticalmente. Funcionan como tamices, evitando el paso de toda partícula con un tamaño mayor al del poro.

b). Sedimentación: Es un método por el cual los microorganismos son eliminados de depósitos hídricos. Se fundamenta e el hecho de que la densidad de muchas bacterias es algo mayor de 1.0; en consecuencia, se depositan en el fondo del recipiente que las contiene quedando el líquido sobrenadamente no estéril del todo, pero su población microbiana disminuye notablemente. En el laboratorio la sedimentación se acelera por centrifugación. Es utilizado este método para identificar microorganismos en muestras de agua potable y otras sustancias. 

 

2.- MÉTODOS QUÍMICOS

Estos métodos provocan la perdida de viabilidad de los microorganismos.

a). Oxido de etileno: Es un agente alquilante que se une a compuestos con hidrógenos lábiles como los que tienen grupos carboxilos, amino, sulfhidrilos, hidroxilos, etc.Es utilizado en la esterilización gaseosa, generalmente en la industria farmacéutica. Destruye todos los microorganismos incluso virus; es un agente microbiano de amplio espectro, destruye la bacteria en estado vegetativo, incluyendo al bacilo de la tuberculosis, las esporas y los virus. Sirve para esterilizar material termosensibles como el descartable (goma, plástico, papel, etc.), equipos electrónicos, bombas cardiorrespiratorias, metal, etc. Es muy peligroso por ser altamente inflamable y explosivo, y además cancerigeno.

-Otros:

b). Aldehídos: Son agentes alquilantes que actúan sobre las proteínas, provocando una modificación irreversible en enzimas e inhiben la actividad enzimática. Estos compuestos destruyen las esporas.

c). Glutaraldehído: Consiste en preparar una solución alcalina al 2% y sumergir el material a esterilizar de 20 a 30 minutos, y luego un enjuague de 10 minutos.Este método tiene la ventaja de ser rápido y ser el único esterilizante efectivo frío. Puede esterilizar plástico, goma, vidrio, metal, etc.

d) Formaldehído: Se utilizan las pastillas de paraformaldehido, las cuales pueden disponerse en el fondo de una caja envueltas en gasa o algodón, que después pueden ser expuesta al calor para una rápida esterilización (acción del gas formaldehído). También pueden ser usadas en Estufas de Formol, que son cajas de doble fondo, en donde se colocan las pastillas y se calienta hasta los 60° C y pueden esterilizar materiales de látex, goma, plásticos, etc. Las pastillas de formalina a temperatura ambiente esterilizan en 36 hs.

e). Esterilización por gas-plasma de Peróxido de Hidrógeno: Es proceso de esterilización a baja temperatura la cual consta en la transmisión de peróxido de hidrógeno en fase plasma (estado entre líquido y gas), que ejerce la acción biocida.

Posee como ventajas:

No deja ningún residuo tóxico.

Se convierte en agua y oxígeno al final del proceso.

El material no precisa aireación.

El ciclo de esterilización dura entre 54 y 75 minutos.

Desventajas:

No se pueden esterilizar objetos que contengan celulosa, algodón, líquidos, humedad, madera o instrumental con lúmenes largos y estrechos.

Es el método de esterilización más caro de entre los descritos. 

 

3. AGENTES QUÍMICOS ESTERILIZANTES

            los agentes químicos esterilizantes que destruyen patógenos suelen denominarse desinfectantes, los cuales en su gran mayoría son tóxicos para el ser humano; sin embargo, son útiles para destruir microorganismos en el medio humano o animal. Los agentes desinfectantes que pueden aplicarse tópicamente en la superficie corporal se les designa con el nombre de antiséptico. 

 

Antisépticos

Alcoholes

Iodo

Agentes catiónicos, aniónicos y anfóteros

Órgano Mercuriales

Colorantes

Desinfectantes y/o Cloro y Compuestos clorados

Aldehídos

sterilizantes

Oxido de Etileno

Compuestos Fenólicos

Acidos y Alcalis

 4. FACTORES QUE AFECTAN A LOS DESINFECTANTES.

            Los factores que se estudian influyen en la capacidad de los desinfectantes químicos para actuar sobre os microorganismos, así como la duración de esta acción.

CONCENTRACIÓN TIEMPO TEMPERATURA PH ESTADO DE VIDA

Y CLASE DE MICRO ORGANISMO

Varia de un microorganismo a

otro y de un desinfectante a otro;

uno demasiado concentrado puede

originar la coagulación en la superficie de las

materias orgánicas e impide la

penetración del producto en el

interior de la bacteria y puede ser irritante, corrosivo y costoso. Por el contrario, un producto es menos activo cuanto más

diluido está. Es imprescindible

emplear las concentraciones recomendadas.

 

La desinfección es un proceso gradual que

requiere tiempo para consolidarse, el desinfectante ha de permanecer en

contacto con el material

contaminado el tiempo suficiente

para que sea efectivo.

A altas temperaturas se incrementa la

acción bacteriana. La mayoría se llevan

a temperatura ambiente.

En la interacción de los desinfectantes

con los microorganismos es importante la

acidez y la alcalinidad del

medio, y pueden aumentar o

disminuir su acción. Para cada producto debe considerarse

por separado la acción del pH

Existen en los microorganismos algunas variaciones en la susceptibilidad, se clasifican en los tres grupos:

GRUPO A: Formas vegetativas y virus con

cubierta que se destruyen fácilmente

con los productos.

GRUPO B: Los más difíciles de destruir,

GRUPO C: Esporas bacterianas y virus

resistentes, entre ellos los que causan la

hepatitis.

ACCESIBILIDAD DE LAS BACTERIAS

NUMERO DE BACTERIAS A

ELIMINAR

PRESENCIA DE SUSTANCIAS EXTRAÑAS

EXPOSICIÓN ADECUADA

DETERIORO DEL DESINFECTANTE

Para que el producto sea efectivo debe alcanzar la célula bacteriana; de no

hacerlo su utilización es inútil.

Mecanismo de Acción:

1.- Absorción superficial por

coloides proteicos

 Unión del producto

A mayor numero se debe

incrementar el tiempo de exposición

La tierra, sangre y pus pueden

reaccionar con algunos

desinfectantes y disminuir su

capacidad para interactuar con los microorganismos.

Debe limpiarse bien el área que se ha de

desinfectar

Se debe asegurar que todas las áreas

a desinfectar tengan una exposición

adecuada al producto (envases

cerrados)

Siempre deben reemplazarse depuse

del segundo dia ya que se deterioran

progresivamente

a grupos activos de las proteínas extrañas2.-

 5.- PRINCIPALES GRUPOS DE DESINFECTANTES QUÍMICOS

FENOL Y SUS DERIVADOS CRESOLES HEXACLOROFENO El fenol es un producto también

llamado ácido carbólico, es completamente toxico para los tejidos, es corrosivo y de olor desagradable. En soluciones

diluidas es eficaz en la piel y no daña los tejidos si su exposición es

menor a una hora

Se obtienen de la destilación del carbón. Se pueden mezclar con jabones sin perder su efectividad

germicida

Es eficaz contra estafilococos y estreptococos, se puede mezclar

con jabones, no es irritante para la piel y deja una película protectora

en la piel después de su aplicación. Es bactericida a altas

concentraciones y bacteriostático a bajas concentraciones. Estos

productos se emplean ampliamente en hospitales y clínicas. Por los

posibles daños al cerebro (absorción y paso al torrente

sanguíneo) su uso se ha restringido un poco.

 

SOLVENTES ORGÁNICOS

METALES PESADOS DETERGENTES COLORANTES

Incluye el tolueno y los alcoholes. Su acción es

alterar la estructura y función de las

membranas plasmáticas y desnaturalizar proteínas. El cloroformo y el tolueno

son empleados como aditivos en soluciones

que se desean mantener libres de gérmenes. Los

alcoholes corresponden a los desinfectantes y

antisépticos, son eficaces contra células bacterianas vegetativas, pero no son

eficaces contra las esporas. Tienen los

alcoholes acción limpiadora al remover los

lípidos acumulados

Causan daño a os microorganismos, ya que

actúan desnaturalizándolos al combinarse con las

proteínas celulares. Los mas efectivos son el

mercurio (mercuriocromo y mertiolate), plata (nitrito de

plata) y cobre (sales)

HALÓGENOS: el cloro y el yodo se emplean como

antisépticos y desinfectantes el cloro es

germicida inespecífico potente, de acción rápida, el Yodo  tiene propiedades

esporicidas, fungidas y antivirales importantes, se presume que involucra la

halogenización de las unidades de tirosina de las enzimas y otras proteínas para su actividad por una parte, y liberando oxígeno

por otra produciendo la oxidación de los

constituyentes celulares de los microorganismos.

Los jabones reducen la tensión superficial en incrementan el poder

humectante del agua, el agua jabonosa tiene la

propiedad de emulsionar y dispensar aceites y

polvo, los microorganismos son

atrapados por el jabón y arrastrados por el agua

Son empleados para la tinción de bacterias o indicadores, por su

actividad bacteriostática y bactericida tienen

aplicabilidad en medicina. Hay dos

clases de compuestos colorantes que tienen especial interés como

agentes antimicrobianos y son los colorantes del trifenilmetano y algunos derivados de la acridina.

En el laboratorio, os colorantes se emplean para la identificación de bacterias. En el campo de la medicina se les

usa en el tratamiento de las quemaduras y

heridas, en aplicaciones oftálmicas, así como en irrigaciones de la vejiga

 6.- EVALUACIÓN DE LOS DESINFECTANTES Y ANTISÉPTICOS:

            El método oficial para evaluar un desinfectante es el método de coeficiente de fenol. Este método compara la eficacia de los desinfectantes a probar contra la del fenol para cepas bacterianas de Salmonella Typhi, Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa. Las condiciones de esterilización de este método son descritas en el procedimiento oficial y deben ser obedecidas para obtener resultados válidos. 

7.- PRECAUCIONES CON LOS DESINFECTANTES

-         Todas las soluciones deben ser preparadas por personal especializado y en un ambiente adecuado.

-         Las soluciones de desinfectantes deben ser estériles y manipularse asépticamente.

-         Los frascos deben ser de vidrio con tapón antirreflujo. Debidamente esterilizado antes de introducir la solución.

-         Los tapones de corcho no deben utilizarse, pues son permeables a los gérmenes.

-         Todos los frascos deberán ser debidamente identificados en su superficie. 

8.- MÉTODOS DE ESTERILIZACIÓN UTILIZADOS EN EL HOSPITAL UNIVERSITARIO DE CARACAS.

Los métodos de esterilización utilizados en el área hospitalaria tendrán como fin eliminar o inhibir los microorganismos patógenos, van a comprender estos métodos todos los procedimientos físicos químicos.

 

8.1.- MÉTODOS FÍSICOS.

8.1.1 Calor Húmedo.

La utilización del calor húmedo, sobre todo el método de la Ebullición (recipiente con agua a presión atmosférica de 100 oC) y la Tyndalización (esterilización por acción discontinua del vapor de agua a una temperatura de 100 oC en varias sesiones) dejó de utilizarse desde hace mucho tiempo en el área hospitalaria, sobre todo por los nuevos avances en técnicas de esterilización y desinfección.

Del método del calor húmedo solo se utiliza en el área hospitalaria el vapor a presión a través del autoclave (esterilización por el vapor de agua a presión que esteriliza a 120º a una atmósfera de presión dejando el material durante 20 a 30 minutos). Se utiliza por ser un método rápido y efectivo ya que el vapor a presión proporciona temperaturas altas con penetración y humedad en abundancia que facilitan la coagulación de las proteínas de los microorganismos.

8.1.2.- Calor Seco.

El calor seco también es de poco uso en el área hospitalaria, sobre todo por el hecho de que requiere mayor tiempo de esterilización, respecto al calor húmedo y debido a la baja penetración del calor.

            Entre los métodos que utilizan el calor seco como medio de esterilización el flameado aún se utilizan en el Hospital Universitario, sobre todo en los laboratorios y en las tomas de muestra para hemocultivos (flameado de la punta de la inyectadora antes de vaciar el contenido en el medio de cultivo). Durante un tiempo de utilizó para flamear las agujas en la aplicación de vacunas, debido al auge de las inyectadoras desechables ésta practica se eliminó.

8.1.3.- Radiaciones.

Las radiaciones en el área hospitalaria son utilizadas, pero no con fines de esterilización 

8.1.4.- Mecánicos.

El método de la filtración solo es utilizado en el área de laboratorios de microbiología del hospital. La sedimentación también es utilizada en el área de laboratorio, sobre todo por medio de la centrifugación. 

8.2.- MÉTODOS QUÍMICOS

En el Hospital Universitario se utilizan los gases para esterilizar, en específico el  Oxido de etileno, que como se dijo antes, es un agente alquilante. Se utiliza por su efectividad ya que destruye todos los microorganismos, por ser un agente microbiano de amplio espectro, destruye la bacteria en estado vegetativo, incluyendo las esporas y los virus. Se utiliza para esterilizar material termosensibles como el descartable (goma, plástico, papel, etc.), equipos electrónicos, bombas cardiorrespiratorias, metal, etc. del área quirúrgica del Hospital. Su uso está restringido al área de quirófanos por su peligrosidad (es inflamable, explosivo, cancerigeno y corrosivo. El oxido de etileno provoca la perdida de viabilidad de los microorganismos.  8.3. AGENTES QUÍMICOS ESTERILIZANTES

            En el área hospitalaria del Clínico Universitario se utilizan desinfectantes (cloro, detergentes, jabones) y antisépticos (alcohol, yodo, gerdex, povidine), con el fin de destruir agentes patógenos.

Los alcoholes corresponden a los desinfectantes y antisépticos, son eficaces contra células bacterianas vegetativas, pero no son eficaces contra las esporas. Tienen los alcoholes acción limpiadora al remover los lípidos acumulados.

El povidine es una mezcla de jabón y yodo, es eficaz como antiséptico. El cloro y el yodo se emplean como antisépticos y desinfectantes el cloro es germicida inespecífico potente, de acción rápida, el Yodo  tiene propiedades esporicidas, fungidas y antivirales importantes, se presume que involucra la halogenización de las unidades de tirosina de las enzimas y otras proteínas para su actividad por una parte. Los jabones reducen la tensión superficial en incrementan el poder humectante del agua, el agua jabonosa tiene la propiedad de emulsionar y dispensar aceites y polvo, los microorganismos son atrapados por el jabón y arrastrados por el agua.