ESTERILIZACIÓN Por Mercedes Fernández Arévalo

ESTERILIZACIÓNESTERILIZACIÓN

Mercedes Fernández Arévalo

DEFINICIÓN:

• Ausencia de todas las formas de vidaviables

• Imposible en términos absolutos(Probabilidad matemática)

• En la práctica: no se detecta ningúnmicroorganismo en cultivo

ESTERILIDADESTERILIDAD

EsterilizaciónPROCESO DINPROCESO DINÁÁNICONICO::

DependeDepende de:de:

•• ProductoProducto ((naturalezanaturaleza, , cantidadcantidad, , gradogradoinicialinicial de de contaminacicontaminacióónn))

•• EquipoEquipo

•• CondicionesCondiciones de de trabajotrabajo

POSIBILIDAD DE DAÑOS IRREVERSIBLES EN DETERMINADAS

ESTRUCTURAS MOLECULARES

¡¡PRECAUCIÓN¡¡

Modos de actuaciónPERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA: PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA:

DaDaññosos en en proteproteíínasnas y y llíípidospidos, , provocandoprovocandoextravasaciextravasacióónn del del contenidocontenido

DADAÑÑOS EN PROTEOS EN PROTEÍÍNAS Y NAS Y ÁÁCIDOS CIDOS NUCLEICOS:NUCLEICOS:

El El calorcalor y y laslas radiacionesradiaciones afectaafecta a la a la estructuraestructura 33--D de D de laslas proteproteíínasnas, , dadaññandoandoDNA y RNA.DNA y RNA.

Técnicas de esterilizaciónAGENTES FÍSICOSAGENTES FÍSICOS

CalorCalor ((húmedohúmedo, , secoseco))RadiacionesRadiaciones (UV, (UV, ionizantesionizantes))FiltraciónFiltración y y manipulaciónmanipulación asépticaaséptica

AGENTES QUÍMICOSAGENTES QUÍMICOSGaseososGaseosos

Se selecciona en función de la estabilidad del material

EsterilizaciónEsterilización porpor calorcalor: : ConceptosConceptos

La resistencia al calor varía según el microorganismoTiempo de reducción decimal (D): una reduccióndel 10 % de la población a una T determinadaThermal Death Point (TDP): T menor a la quemueren todos los microorganismos en 10 minutosThermal Death Time (TDT): tiempo al quemueren todos los microorganismos a una T determinada

t

Log Células #10

9

800C600C

500C

8

010 20 30 40

•• El El procesoproceso eses exponencialexponencial•• La La velocidadvelocidad dependedepende de la Tde la T

EsterilizaciónEsterilización porpor calorcalor: : cinéticacinética

10

9600C

500C

010 20 30 40

8

•• SiSi la la velocidadvelocidad ((--TT--) ) eses la la mismamisma, se , se necesitarnecesitaráá mmááss tiempotiempo en en esterilizaresterilizar un un productoproducto con mayor con mayor gradogrado de de contaminacicontaminacióónn

600C

EsterilizaciónEsterilización porpor calorcalor: : cinéticacinética

t

Log Células #

EsterilizaciónEsterilización porpor calorcalor

•• El El calorcalor produce produce modificacionesmodificaciones estructuralesestructurales de de componentescomponentes celularescelulares no compatibles con la no compatibles con la vidavida

•• EficaciaEficacia = f(Q, t, = f(Q, t, presenciapresencia de de aguaagua))

•• CalorCalor hhúúmedomedo ((coagulacicoagulacióónn y y desnaturalizacidesnaturalizacióónnde de proteproteíínana esencialesesenciales))

< t < t -- < T< T•• CalorCalor secoseco ((procesosprocesos de de oxidacioxidacióónn))

> t > t -- > T> T

• AGUA HIRVIENDO:Uso domiciliario (¡¡¡condiciones¡¡¡) T = 100 ºC P = 1 atm

Calor húmedo

NO ELIMINA PIRÓGENOS¡¡¡

NO ELIMINA PIRÓGENOS¡¡¡

Son sensibles numerosos patógenos, bacterias, virus y hongosNo se destruyen algunas endosporas y virus de hepatitis

• TINDALIZACIÓN:T = 100 ºC P = 1 atmt = 20 – 45 min / día * 3 días

Elimina esporas

• BAJO P y T (AUTOCLAVE)

Calor húmedo: AUTOCLAVEEn esencia, un autoclave es un recipiente en el que se consigue exponer el material a esterilizar a temperaturas superiores a la de ebullición del

agua, gracias a aumentar la presión.

• Cámara de autoclave• Instalaciones periféricas• Elementos de control (registro de P y T)

FASES DEL PROCESO:1. Calentamiento2. Esterilización3. Enfriamiento

Calor húmedo: AUTOCLAVE1. 1. FASE DE CALENTAMIENTOFASE DE CALENTAMIENTO::

A medida que la resistencia calienta el agua del fondo de la cámara, se va produciendo vapor que desplaza el aire, haciéndolo salir por la válvula de purgado que está abierta.

Esta fase termina cuando se alcanza la temperatura de esterilización y se cierra la válvula.

TT

Calor húmedo: AUTOCLAVE2. FASE DE ESTERILIZACIÓNFASE DE ESTERILIZACIÓN: :

Una vez cerrada la válvula de purgado y alcanzada la temperatura de esterilización previamente seleccionada se inicia el proceso de esterilización.

T = 120 ºC P = 2 atm t ≈ 20 ‘

T T -- PP

t de esterilización (cepa control) al que se añade un t de seguridad

Calor húmedo: AUTOCLAVE3. FASE DE DESCARGA3. FASE DE DESCARGA:

Terminado el proceso de esterilización, deja de funcionar la resistencia calefactora, con lo que deja de producirse vapor y la presión y temperatura de la cámara empiezan a bajar poco a poco.

DURACIÓN TOTAL DE PROCESO = 2 DURACIÓN TOTAL DE PROCESO = 2 -- 3 h3 h

Calor húmedo: AUTOCLAVEAlgunas normas a tener en cuenta:

• Para que la esterilización sea eficaz, la temperatura y el tiempo seleccionados deben alcanzarse en todo el líquido. Como la transmisión del calor en el líquido de los recipientes se realiza de fuera hacia dentro, es evidente que la eficacia del proceso dependerá del volumen de líquido.

• En general, no conviene esterilizar juntos recipientes grandes ypequeños.

• En todo caso la selección de la temperatura y tiempo se efectuará según sea el volumen de los recipientes.

• Los recipientes vacíos precisan de un tiempo de esterilización mayor que los recipientes con líquido en su interior.

• Hay que tener en cuenta que algunos productos son termolábiles a las temperaturas de esterilización con autoclave.

• En esos casos es preciso utilizar otros sistemas de esterilización, como el filtrado.

Calor húmedo: AUTOCLAVEVENTAJAS:

• Económico• Alta eficacia de destrucción• No deja resíduos tóxicos• Proceso fácilmente monitorizado

APLICACIONES:• Materiales porosos• Materiales quirúrgicos• Productos líquidos• Materiales plásticos (propileno, polietileno de alta densidad...)

NO VÁLIDO PARA PRODUCTOS TERMOLÁBILESNO VÁLIDO PARA FLUÍDOS NO ACUOSOS (ej.: emulsiones)

Calor húmedo: AUTOCLAVEAutoclave portátil Modelo 0080 Marca Autoclean.Fabricada especialmente para Tattoomania. 6 Meses deGarantia en todos sus componentes. Esteriliza a 121°Centigrados. Con 4 ciclos de esterilización : 15, 20, 30 y 60minutos. Su sistema comienza a contar el tiempo a partirde que alcanza la temperatura necesaria y apagaautomaticamente, incluye aditamento para enfirado rapido(sic). www.tattoomaniastudio.com/ ta2

Pasteurización

Pasteurización clásica: – Calentamiento de un producto (leche) a 63 ºC

durante 30’High temperature short time pasteurization (HTST): – Calentamiento a 72 ºC durante 15’’

Ultra high temperature treatment (UHTT):– Calentamiento a 140 ºC durante 1’’

VVáálidolido parapara productosproductos termoestablestermoestables e e inestablesinestables(o no (o no sensiblessensibles) a la ) a la humedadhumedad).).

> t > t > T> T• Flameado (microbiología)

• Estufas de aire circulante (proceso discontinuo)

• Túneles de aire circulante (proceso continuo)

Calor seco

FILTROS HEPA (Ø 0.3μm)Eficacia de retención > 99.97 %)

ELIMINA PIRÓGENOS¡¡¡

ELIMINA PIRÓGENOS¡¡¡

Calor secoEstufasEstufas de de aireaire circulantecirculante ((procesoproceso discontinuodiscontinuo))

FASES DEL PROCESO:• Secado y calentamiento• Esterilización (30’ a 250 - 350 ºC)• Enfriamiento

DISPOSICIDISPOSICIÓÓN DE LOS N DE LOS MATERIALES MATERIALES

((circulacicirculacióónn del del aireaire))

Calor secoTTúúnelesneles de de aireaire circulantecirculante ((procesoproceso continuo, industrial)continuo, industrial)

Secado y calentamiento

Esterilización Enfriamiento

FILTRO HEPAFILTRO HEPA

Calor seco

APLICACIONES:• Fluidos no acuosos estables al calor (ceras,

aceites, parafinas, glicerol, ...)• Material de vidrio (ampollas, viales, frascos)• Algodón, gasas• Sólidos sensibles a la humedad• SÍ ELIMINA PIRÓGENOS (>T por >t)• PRIONES (agentes infecciosos más resistentes

al Q, resisten T = 134 - 138 ºC / 1 h)

EsterilizaciónEsterilización porpor radiacionesradiacionesRADIACIONES UV

226 – 328 nmAlteran estructuras del ADN y del ARN

Aplicaciones:• Disminuir contaminación aire y superficies de trabajo• Quirófanos• Mantener esterilidad zonas de trabajo • Agua (concentración de solutos)

DESVENTAJAS• Escaso poder de penetración• No válido para medicamentos

PROTECCIÓN TOTAL DE USUARIOS

EsterilizaciónEsterilización porpor radiacionesradiacionesRADIACIONES UV

Mail sterilization equipment. ICU Corp. is now able to offer corporate

America the equipment necessary to conduct business through the US mail,

regardless of the possibilities of contamination. All possible biological

warfare agents are rendered harmless. All of ICU Corp's mail sterilization

equipment utilizes Ultra-violet light to kill any bacteria, viruses and any other pathogens, that may have come into

contact with your mail (sic).

EsterilizaciónEsterilización porpor radiacionesradiaciones

Radiaciones con menores longitudes de ondas (R-γ y R- x) Mayores contenido energético y potencial de penetraciónMayor rapidez de acciónProducen radicales OH•, H• que reaccionan con estructuras proteicas, lípídicas y ácidos nucleicos

RADIACIONES IONIZANTES

Aplicaciones:• Fármacos termolábiles (vitaminas, hormonas,

antibióticos,…)• Material médico termolábil (jeringas, sondas, catéteres,

implantes, prótesis,…)

COSTE: EMPRESAS ESPECIALIZADASNORMAS DE SEGURIDAD

EsterilizaciónEsterilización porpor filtraciónfiltraciónESTERILIZACIÓN POR ELIMINACIÓN FÍSICA

DE LOS CONTAMINANTES PRESENTES EN UN FLUIDO, SIN PRODUCIR NI LA

INACTIVACIÓN NI LA MUERTE DE LOS MICRORGANISMOS

Aplicaciones:• Soluciones de productos termolábiles• Filtración de aire en zonas límpias y cabinas

de flujo laminar• Farmacia Hospitalaria: Preparados

extemporáneos

EsterilizaciónEsterilización porpor filtraciónfiltración

NO ES UNA ETAPA DE ESTERILIZACIÓN TERMINAL

PROCESAMIENTO POSTERIORCondiciones asépticas (personal, zona)

(No suele aceptarse por las autoridadessanitarias)

EsterilizaciónEsterilización porpor filtraciónfiltraciónFILTROS DE MEMBRANA

HEPA: high-efficiency particulate air filters (0.3 μm, usados en hospitales)

0.22 μm -0.45 μm (0.1 μm)Composición: acetato/nitrato de celulosa, teflón, nylon,…Compatibilidad, cesión de aditivos, integridad,

esterilizables (mejor desechables,…)

EsterilizaciónEsterilización porpor agentesagentesquímicosquímicos

• Óxido de etileno (C2H4O)

• Óxido de propileno (C3H6O)

• Cloro (Cl2)

• Dióxido de cloro (ClO2)

• Ozono (O3)

EsterilizaciónEsterilización porpor agentesagentes químicosquímicos

Óxido de etileno (C2H4O) • Alquilación de moléculas nucleofílicas• Altamente inflamable (se mezcla con

gases inertes: CO2, N2, Freones)• Alta capacidad de penetración• Manipulación peligrosa

(MUTAGÉNICO, CARCINOGENÉTICO)• Gas: irritación, náuseas, vómitos…• Líquido: irritación y lesiones oculares,

quemaduras por congeláción• Toxicidad ambiental y residual• Ciclos de esterilización largos y

complejos (T, HR, t, [ ])


APLICACIONESMateriales plásticosAcero inoxidableInstrumental delicado

Óxido de etileno (C2H4O)

No existen condiciones estándaresConcentración: 450 – 1000 mg/lTemperatura: 30 – 60 ºCHumedad relativa: 20 – 65 %PresiónTiempo exposición: 1 – 30 hTiempo aireación: 20 – 500 h (t legislados)

CONTROLES DE ESTERILIZACIÓNCONTROLES DE ESTERILIZACIÓN

CONTROLES BIOLÓGICOS Bacilus stearothermophilusBacilus subtilis

CultivosEn cabinasde FL (no

esterilizan)

Inoculación(Usando la técnica de

esterilización)

Incubación(7 días)

Chequeodiario

MANIPULACIÓN ASÉPTICAMANIPULACIÓN ASÉPTICA

RECINTOS CON FLUJO DE AIRE LAMINAR

• Filtros HEPA • Desplazamiento del aire dentro de un recinto a

velocidad uniforme y a lo largo de líneas paralelas• Se transportan las partículas suspendidas en el aire• Velocidad: 0.45 m/s – partículas < 15 μm• Cabinas (menos costosas que salas completas con

flujo de aire laminar• Flujo de aire laminar horizontal• Flujo de aire laminar vertical

MANIPULACIÓN ASÉPTICAMANIPULACIÓN ASÉPTICACABINAS DE FLUJO LAMINAR

VERTICALES

MANIPULACIÓN ASÉPTICAMANIPULACIÓN ASÉPTICACABINAS DE FLUJO LAMINAR

HORIZONTALES

MANIPULACIÓN ASÉPTICAMANIPULACIÓN ASÉPTICAZONAS LIMPIAS (Cleanroms)

Cualquier recinto cerrado en dondeentra aire filtrado por filtros HEPA y en donde se trabaja bajo presiónpositiva.

Zonas que proporcionan protecciónal producto con el que se estátrabajando permitiendo flexibilidaddurante la manipulación.

(i.e., Class 10 = 10 particles per cubic foot; Class 1,000 = 1,000 particles per cubic foot, etc.). Counts may be as high as 100,000 particles per cubic foot of air. The class of cleanrooms required will determine the quantity and type of HEPA or other filters needed.

http://www.terrauniversal.com/products/cleanrooms/biosafe.php

PLASTIC HARDWALL CLEAN ROOM

Acrylic, Lexan® (polycarbonate) or dissipative PVC rigid panels are internally mounted to powder-coated steel frame to create smooth, easy-clean surfaces


PLASTIC SOFTWALL CLEAN ROOM

MANIPULACIÓN ASÉPTICAMANIPULACIÓN ASÉPTICACABINAS DE BIOSEGURIDAD

Class I. Biosafety cabinet is a ventilated cabinet with an inward airflow and outlet HEPA filters (protects personnel and the environment, no product protection) (obsolete).Class II. Laminar Flow Biological Safety Cabinets that protect personnel, product and environment. They provide inward airflow to protect personnel, downflow HEPA filtered air to the work area to protect the product and exhaust HEPA filtered air to protect theenvironment from particulate and aerosol hazards.Class III. Glovebox. This is a gas-tight chamber operated through sealed gloves which provide a complete barrier between the worker and hazardous material. The Glovebox is maintained under negative pressure with HEPA filtered supply air and double HEPA filtered exhaust air.

CABINAS DE BIOSEGURIDAD www.germfree.com


• 304/316 stainless steel or powder-coated steel panels can be cleaned and sterilized with industry-standard disinfectants

• Rounded corners and ultra-smooth interior surfaces eliminate germ traps

• Anti-microbial coatings available

ALL-STEEL BIOSAFE ROOMCABINAS DE BIOSEGURIDAD


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