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Indicadores biologicos y esterilizacion
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Indicadores biologicos y esterilizacion

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  • 1. Indicadores Físicos,Químicos y biológicospara la EsterilizaciónTecnología Farmacéutica II1701 – Equipo 8Bernal Albarrán Luis DanielPérez Pérez José ManuelSánchez Flores Rosa María 1
  • 2. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008 EsterilizaciónLa acción conseguida con la esterilización es la asepsia. Por tanto, un material aséptico esun material estéril. Lo contrario es séptico que significa que está contaminado por virus,bacterias y hongos. Con la esterilización se destruye toda forma de vida microbiana ya seavegetativa o de resistencia, por lo que no se puede utilizar sobre personas. Los objetosque se someten a la esterilización son los utensilios críticos (instrumental quirúrgico,sondas urinarias, implantes) Esterilización Concepto estadísticoCuando una población bacteriana es sometida a un proceso de esterilización que leprovoca la pérdida de la viabilidad, se observa una disminución progresiva en el númerode microorganismos sobrevivientes en función del tiempo de exposición al agenteesterilizante. La muerte microbiana sigue un comportamiento de tipo exponencial, por loque se hace asintótico y nunca se llega a un número de microorganismos igual a cero. N = N0. e - KtDonde N es el número de microorganismos viables, N0 es el número de microorganismosviables iniciales, k es la tasa de muerte (min-1) y t es el tiempo de exposición al agente. Elcoeficiente k es función de las condiciones de esterilización (temperatura, tenor dehumedad, concentración del agente químico) y de la resistencia del microorganismo alproceso de esterilización. Si esta ecuación se transforma a base 10 resulta: N = N0. 10 - t / DEn donde D (min) se denomina Tiempo de reducción decimal, esto es el tiempo requeridopara reducir la población microbiana un 90% o un orden de magnitud. El valor de D sededuce cuando t=D y por lo tanto N=0.1 N0. Comparando las ecuaciones anteriores sellega a que: D = ln 10 / K = 2.303 / KEsto significa que D está inversamente relacionado con k. Entonces, menores valores de Dsignifican una mayor tasa de muerte o una muerte más rápida.Graficando el logarítmo del número de microorganismos sobrevivientes en función deltiempo de exposición a un determinado agente esterilizante se obtiene una recta. Lapendiente está dada por -1/D y la ordenada al origen es log N0. Por lo explicadoanteriormente, la pendiente de la recta está determinada por las condiciones deesterilización y de la resistencia del microorganismo. 2
  • 3. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008 Cuando el log del número de sobrevivientes es menor a cero se habla de probabilidad de sobrevivencia. Por lo tanto cuando el valor de la probabilidad sea -1 significa que hay 0.1 microorganismos viables por unidad, o correctamente expresado una unidad contaminada por cada 10 unidades idénticas procesadas.Un producto se considera estéril cuando la probabilidad de encontrar unidadescontaminadas es menor o igual a 10-6, esto es una unidad contaminada cada millón deunidades idénticas procesadas.A mayor número de microorganismos y/o resistencia de la población se necesitará mayortiempo de esterilización, o lo que es lo mismo mayor tiempo para alcanzar la probabilidadde sobrevivencia.Durante el proceso de esterilización por calor debe tenerse en cuenta que el tiempo deesterilización comienza cuando se ha alcanzado la temperatura óptima en el interior delaparato (autoclave o estufa) y que generalmente el contenido de un autoclave puederequerir tiempos más largos para alcanzar la temperatura de esterilización. Hay diferentes métodos de esterilización: físicos (por medio de calor seco o húmedo) y químicos (utilizando óxido de etileno, glutaraldehído). Para controlar la esterilización existen indicadores físicos, químicos y biológicos. De todo ellos, es conocido el uso de Bacillus Estearothermophilus comoindicadores biológicos para comprobar el grado de esterilización en autoclave.Controles de Esterilización 3
  • 4. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008Son controles que se realizan sobre el método de esterilización. Monitorean o controlan siel proceso de esterilización funciona correctamente. En la actualidad no es suficientesometer los materiales al proceso de esterilización, sino que además se requiere ciertogrado de seguridad en la eficiencia del procedimiento. Los controles de esterilización sepueden clasificar en tres grupos: Controles físico-químicos Controles de Monitorean el proceso de Esterilización esterilización Controles biológicos Transferencia a medios de cultivo Test de promoción del Controles de crecimiento Monitorean el material Esterilidad esterilizado Test de bacteriostásis Filtración por membranas1. Monitores físicos:Son elementos incorporados al esterilizador como termómetros, manómetros de presión,sensores de carga, válvulas y sistemas de registro. Estos monitores físicos son de granutilidad, pero no son suficientes como indicadores de esterilización. Deben ser calibradosperiódicamente.Métodos físicos se dividen en:- Calor seco: flameado, incinerado y horno Pasteur.- Calor húmedo: Tindalización (calentamiento tres veces), uperización (hasta 150º Cdurante 1 a 20 segundos. Tratamiento de productos lácteos) y autoclave (vapor saturado apresión).- Radiaciones ionizantes: rayos X, rayos gamma y rayos ultravioleta (UV tiene una baja 4
  • 5. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008capacidad de penetración. Destruye bacterias y esporas).- Filtración: Los filtros no destruyen las formas vitales, sino que las separan del resto.Ejemplos: filtros de Berkelfeld, de vidrio poroso, de membrana.Filtración por MembranasSe utiliza para determinar la esterilidad de medios de cultivo, soluciones de antibióticos,etc. Se filtran los medios y se procesa el filtro como en un control de esterilidad paradeterminar si hay microorganismos presentes.2. Indicadores químicos:Los indicadores químicos son productos comerciales consistentes en sustancias químicasque cambian de color si se cumple un elemento clave del proceso de esterilización comopor ejemplo la temperatura necesaria; un indicador es una sustancia natural o sintéticaque añadida a la muestra sobre la que se desea realizar el análisis produce un cambiofísico que es apreciable por los sentidos (generalmente, un viraje de color). Este cambio enel indicador se produce debido a que durante el análisis se lleva a cabo un cambio en lascondiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. Algunos indicadoresrequieren más de un parámetro como cierto tiempo de exposición y humedad paracambiar de color. Pueden ser fabricados de papel especial, cintas autoadhesivas oconsistir en tubos de vidrio con líquidos especiales. Todos estos indicadores tienen ladesventaja que pueden reaccionar cambiando de color aún cuando no se han dado losparámetros necesarios para obtener la esterilización. Los indicadores químicos sondiferentes de acuerdo al proceso utilizado (calor seco, húmedo o gas).3. Indicadores biológicos:Un indicador biológico es una preparación caracterizada de un microorganismo específicoresistente a un proceso de esterilización en particular. Los indicadores biológicos seutilizan como auxiliares en la operación de la calificación física de aparatos deesterilización, en el desarrollo y establecimiento de un proceso de esterilización validadopara un producto, en la verificación periódica de esterilización validada de un equipo,materiales y componentes de empaque que se empleen en procedimientos asépticos y enprogramas de verificación periódica de ciclos de esterilización previamente establecidos ydocumentados.Los indicadores biológicos pueden presentarse principalmente en dos formas en las cualesse utiliza un cultivo de un microorganismo de una especie conocida. En una de laspresentaciones, las esporas de adicionan a un soporte (disco o tira de papel filtro, vidrio o 5
  • 6. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008plástico) y se empaca tanto para mantener la integridad del soporte inoculado, como parapermitir que el agente esterilizante ejerza su efecto sobre el empaque individual. Otrapresentación es cuando las esporas se adicionan a unidades de lote por esterilizar(producto sin inocular) o a unidades similares; el producto inoculado no afectanegativamente las características de germinación de las esporas viables. Cuando elproducto por esterilizar es un líquido, en el cual no es práctico adicionar el indicadorbiológico a las unidades seleccionadas, las esporas viables pueden agregarse a unproducto simulado cuya resistencia al proceso de esterilización no difiere a la presentadapor el producto por esterilizar.Para utilizar efectivamente un indicador biológico, se precisa tener un conocimientocompleto del producto por esterilizar y de sus componentes (materiales y empaque) ytener una idea general del número y tipos de microorganismos que constituyen la cargamicrobiana presente en el inoculó inmediatamente antes de la esterilización. Cuando unproducto es más sensible a la esterilización se realiza una evaluación más extensa de lacarga microbiana. La selección del indicador biológico es crítica y requiere delconocimiento de su resistencia al proceso específico de esterilización de tal manera quecuando es utilizado bajo características de operación representa un desafío al proceso deesterilización que excede al reto de la carga microbiana natural presente en el producto.Las esporas seleccionadas para utilizarse como indicadores biológicos de un proceso enparticular, no necesariamente son adecuadas para emplearse en diferentes condicionesdel mismo o en otros procesos de esterilización.Las características de un indicador biológico se definen utilizando aparatos especiales yperfectamente calibrados, bajo condiciones estrictamente establecidas. Es importanteque todos los laboratorios usuarios de un indicador biológico dado tengan acceso a talesaparatos. Las características de resistencia en condiciones de uso de un indicadorbiológico pueden no ser idénticas a las mencionadas en la etiqueta, si se empleancondiciones y aparatos de esterilización diferentes, el usuario averigua el efecto de talesvariaciones y utiliza apropiadamente el indicador biológico para el propósito requeridocomo en la verificación periódica de ciclos de esterilización o en la validación de unproceso de esterilización, esto es, certificar que la esterilización se llevo a cabo y con unaletalidad adecuada. No obstante en la mayoría de los casos, los ciclos de esterilizaciónpueden diseñarse usando como guía lo que indica la etiqueta y evaluando lasmodificaciones necesarias debidas a las diferencias ya mencionadas en las condiciones deesterilización del fabricante y del usuario. Mantener los aparatos y condiciones deesterilización con especificaciones constantes de un ciclo de esterilización a otro para unuso válido del indicador biológico. 6
  • 7. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008En los procesos de esterilización por vapor a ciertas temperaturas, se empleancomúnmente esporas de cepas apropiadas de Bacillus stearothermophilus (ATCC 7953),debido a la resistencia que presentan a esta forma de esterilización. En los procesos deesterilización por calor seco u óxido de etileno, se emplean comúnmente esporas de unasubespecie de Bacillus subtillis (ATCC 9372). Las esporas de cepas de Bacillus pumilus(ATCC 27142), han sido utilizadas como indicadores biológicos para verificación periódicade procesos de esterilización por radiaciones ionizantes.La preparación de la suspensión concentrada de esporas de los microorganismosseleccionados, requiere del desarrollo de procedimientos apropiados que incluyan cultivosmasivos, cosechas y mantenimiento de la suspensión de esporas. La suspensiónconcentrada contiene predominantemente formas inactivas (no germinativas) que se hanmantenido en medios líquidos no nutritivos. Es necesario tomar precauciones paraasegurar que la preparación de! indicador biológico no altera sustancialmente laresistencia al proceso de esterilización de los microorganismos indicadores. Elfuncionamiento del indicador biológico depende tanto de la cuenta inicial de esporasviables, como de su resistencia al proceso de esterilización. Es importante, por tanto, queel indicador biológico mantenga su interdependencia entre el número de esporas viables ylas características de resistencia a través de su período de vigencia. Un indicador biológicopreparado a partir de esporas de una cepa microbiana en particular y que se pretende;utilizar en una variedad de ciclos empleando el mismo método de esterilización, puedetener diferentes presentaciones: una clase que contenga un número relativamente grandede esporas por inoculo o acarreador, digamos 106 o 107, requiere que el grado deexposición a la esterilización, esto es, el número de valores D aplicados se determinen porla cuantía de la reducción de esporas viables a través de una cuenta real. Otrosindicadores biológicos contienen solamente el número de esporas requerido para indicarque e! ciclo validado ha sido aplicado. El resultado final necesario sería presencia oausencia de crecimiento microbiano cuando se cultiva la preparación del indicadorbiológico. No se realiza una cuenta de esporas particularmente. Otros indicadoresbiológicos pueden tener cantidades altas o bajas para aplicaciones especiales particularespara verificar periódicamente la esterilización por vapor de instrumental quirúrgicoesterilizado en emergencias en el quirófano, cada forma de indicador biológico ha sidovalidado para cada aplicación.INDICADORES BIOLÓGICOS EN TIRAS DE PAPEL PARA ESTERILIZACIÓN POR CALOR SECO.Son Preparaciones de esporas viables obtenidas a partir de un cultivo derivado de unacepa específica de Bacillus subtillis subespecie niger (ATCC 9372), impregnadas en una tirade papel de calidad satisfactoria, (un papel de calidad adecuada puede ser un papel filtrode velocidad de filtración media puro y derivado del algodón; cualquier grado de oscurecí- 7
  • 8. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008miento sin desmenuzamiento no interfiere en su uso) empacadasindividualmente en un recipiente adecuado permeable al aire caliente, caracterizadoen su resistencia a la esterilización por calor seco y son empleados en programas paracalificar, validar y verificar periódicamente les ciclos de esterilización por calor secoINDICADORES BIOLÓGICOS EN TIRAS DE PAPEL PARA ESTERILIZACIÓN POR VAPORSon preparaciones de esporas viables obtenidas a partir de un cultivo derivado de unacepa especifica de Bacillus stearothermophilus impregnadas en una tira de papel decalidad satisfactoria (un papel de calidad apropiada puede ser un papel filtro develocidad de filtración media, puro y derivado del algodón) empacadasindividualmente en un recipiente adecuado fácilmente permeable por el vapor, lacepa se caracteriza por su resistencia a la esterilización por vapor. Estos indicadores sonempleados para calificar, validar y verificar periódicamente ciclos de esterilización porvapor. Si el indicador biológico tiene una concentración de esporas declarada de 5 xlO-3esporas a menos de 5 xlO6 esporas por tira y se sujeta a condiciones de esterilización porvapor a I21°C ± 0,5°C tiene un valor D entre 1,3 y 1,9 min, un tiempo de sobrevivencia nomenor 3.9 min y un tiempo de muerte no mayor a 19 min. Si se tiene ora concentraciónde esporas declarada y se sujeta el indicador a esterilización por vapor de 121°C ±0,5°C tiene un valor D entre 1.3 min y 1,9 min y los tiempos de muerte y de sobrevivenciaque corresponden a los especificados en la Tabla 31 para varias concentraciones deesporas. Si los indicadores son recomendados para temperaturas de esterilizacióndiferentes cumplen con las especificaciones anteriores cuando se sujetan a condiciones deesterilización de 121 ± 0.5°C. Evaluar al indicador biológico en una cámara provista dedispositivos que permitan verificar y controles que permitan regular la temperatura, eltiempo y la presión de vapor. Evaluar al indicador biológico en una cámara provista dedispositivos que permitan verificar y controles que permitan regular la temperatura, eltiempo y la presión de vapor. El contenido de aire dentro de la cámara esreemplazado completamente por vapor en un máximo de 10 s. hasta alcanzar unatemperatura de 121,5°C ± 0,5"C con la correspondiente presión de vapor saturado,cuando la cámara se vacía se alcanza la presión atmosférica en no menos de 5 sDeterminación de los tiempos de sobrevivencia y de muerte: tomar 200 muestras delindicador biológico cuatro recipientes adecuados, distribuirlos en la cámara de empaqueindividual repartidas en números iguales en dos o cuatro recipientes adecuados deesterilización, se calibra previamente a su uso con cámara expuestos a las condiciones deesterilización establecidas. La esterilización en una posición específica para que estén losrecipientes pero sin muestras, durante por lo menos 60 min. Para realizar la prueba,precalentar la cámara a la temperatura especificada, mantenerse así durante 5 min 8
  • 9. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008Debe enfriarse la cámara y abrirse la puerta lo más pronto posible, una vez abierta lapuerta, introducir inmediatamente él o los recipientes con las muestras, esta operación nodura mucho establecer la temperatura deseada y mantener ésta durante el tiemposeleccionado por más de 5 s. Aumentar la presión hasta obtener la temperatura por unperíodo de exposición para la determinación de los tiempos de sobrevivencia y de muerte,se selecciona dependiendo de la concentración de esporas para un indicador , unatemperatura de esterilización de 121°C± 0,5°C y un biológico con una concentración deesporas de 1 x 106 por tira valor D de 1,6 mm, el tiempo de exposición es de 5 min,transcurriendo éste, la cámara es enfriada lo más pronto posible, y el olos recipientes con las 100 muestras se extraen. Para determinar el tiempo demuerte, repetir el procedimiento inmediatamente con las 100 muestrasrestantes, en caso de ser necesario precalentar la cámara. Para el ejemplo dado exponerdurante 16 min a la temperatura especificada. Terminado e! ciclo de prueba y detranscurrir 1 h, sembrar las ultras en tubos que contengan 10 mL de caldo de soya-tripticaseína . Incubar los tubos entre 55°C y 60°C y observarlos diariamente, hastacompletar siete días de incubación. La prueba es satisfactoria si todos los tubossembrados con las muestras expuestas para determinar el sembrados con las muestrasexpuestas para determinar el tiempo de sobrevivencia muestran crecimiento específico deBacillus stearothermophilus y si en ninguno de los tubos inoculados con las tirasempleadas para determinar tiempo de muerte presentan crecimiento.Selección de indicadores para procesos de esterilización específicos.La selección de un indicador biológico requiere el conocimiento de la resistencia delsistema indicador biológico con respecto al proceso de esterilización específico. Se debeestablecer que el sistema indicador biológico ofrece mayor resistencia al proceso deesterilización que la correspondiente a la carga microbiana natural presente en elproducto. El uso eficaz de indicadores biológicos en el ciclo de desarrollo, proceso yvalidación del producto y en el control de la producción de rutina de un proceso deesterilización requiere un profundo conocimiento del producto que se va a esterilizar y desus componentes. En el desarrollo o la validación de un proceso de esterilización solo sedeben usar los indicadores biológicos ampliamente reconocidos en la monografía delindicador biología específico.Calor húmedo: con frecuencia se utilizan esporas de cepas adecuadas de Bacillusstearothermophilus, Clostridium sporogenes, Bacillus subtilis y Bacillus coagulans.Calor seco: Algunas veces se emplean esporas de Bacillus subtillis.Radiación ionizante: las esporas de Bacillus pumilus se han usado para controlar losprocesos de esterilización que emplean radiación ionizante; sin embargo, esta practica seesta abandonando. 9
  • 10. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008Óxido de etileno: habitualmente se emplean esporas de una subespecie de Bacillussubtilis.Peroxido de hidrógeno en fase de vapor: Bacillus sterothermophilus es el indicadorbiológico mas utilizado para validar el proceso.Transferencia Directa a Medios de CultivoSe transfiere una parte de la muestra a medios de cultivos apropiados que permitan elcrecimiento de cualquier contaminante.Tioglicolato para anaerobios y aerobios (37°C).Soya-Tripticaseína para aerobios (25°C).Las muestras representativas se incuban en estos medios durante un período de 14 días,al cabo del cual no se debe observar ningún tipo de crecimiento.Puede ocurrir que la muestra no se encuentre estéril pero que no se produzca crecimientodurante la incubación por algún motivo inherente al medio o a la muestra, por ejemplopresencia de algún inhibidor, etc.Promoción del CrecimientoEs un testigo del control de esterilidad. Son testigos que se utilizan para los medios decrecimiento del control ya que estos medios tienen capacidad de promover elcrecimiento. Para estos testigos se utilizan microorganismos con exigencias nutricionales.Los medios deben ser inoculados con un bajo número de microorganismos, se incubandurante 7 días, al cabo de los que se debe observar un abundante crecimiento.Observación e interpretación de resultados.A intervalos durante el periodo de incubación, y al momento de su finalización, examinarlos medios en busca de evidencias macroscópicas de crecimiento microbiano. Si no sehallan evidencias de crecimiento bacteriano, el producto examinado cumple con la pruebad esterilidad. Si se hallan pruebas de crecimiento microbiano, el producto examinado nocumple con la prueba d esterilidad, a menos de que pueda demostrarse claramente que laprueba resulto invalida por causas no relacionadas con el producto examinado. La pruebapuede considerarse inválida solo si se cumplen una o más de las siguientes condiciones:Los datos de monitoreo microbiológico de las instalaciones para pruebas de esterilidaddemuestran una falla.Una revisión del procedimiento analítico usado durante la prueba en cuestión revela unafalla. 10
  • 11. Indicadores Físicos, Químicos y biológicos para la Esterilización 2008Se halla crecimiento microbiano en los controles negativos.Después de determinar la identidad de los microorganismos aislados de la prueba, elcrecimiento de esta especie (o especies) puede atribuirse de manera equivoca a fallas conrespecto al material o a la técnica usados al realizar el procedimiento de la prueba deesterilidad.Si la prueba se declara inválida, se repetirá con el mismo numero de unidades de laprueba original. Si no se hallan pruebas de crecimiento microbiano en la prueba repetida,el producto examinado cumple con la prueba de esterilidad. Si se hallan pruebas decrecimiento microbiano en la prueba repetida, el producto examinado no cumple con laprueba d esterilidad.BacteriostásisEs un control que se realiza para determinar si la muestra supuestamente estéril no poseepropiedades bacteriostáticas. De esta forma se previenen falsos negativos pues no seproduce crecimiento habiendo en la muestra microorganismos viables. Para este test setoman los medios de cultivo con microorganismos de ensayo y se siembran en lasmuestras a testear. Se incuban durante 7 días. Si se produce crecimiento esto indica que elmaterial no contenía inhibidores.BIBLIOGRAFÍA 1. Comisión permanente de la farmacopea de los estados Unidos Mexicanos. 8va ed Secretaría de salud, 2004. 2. http://www.microbiologia.com; 18 de octubre del 2008; 16:35 h. 3. http://www.qb.fcen.uba.ar/microinmuno/Seminarioesterilizacion; octubre 20 del 2008; 15:30 h. 4. http://www.fortunecity.com/campus/dawson/196/indicadores; octubre 22 del 2008; 20:10h. 5. http://www.cfnavarra.es/salud/anales/textos/vol23; 23 de Octubre del 2008; 19:30 h. 6. http://escuela.med.puc.cl/paginas/publicaciones; 25 Octubre 2008; 19:20 h. 7. http://es.wikipedia.org/wiki/Indicador; 27 Octubre 2008; 16: 50 h. 8. http://esta2.com/2008/10/limpieza-desinfeccion; 27 Octubre 2008; 17:20 h. 9. Villalobos Escobar Sandra Guadalupe; Comparación de resultados de proceso de esterilización con dos indicadores biológicos; Revista enfermeras IMSS 2001; 9(3): 143-146 10. Barlassina Luis; El uso de indicadores biológicos en la esterilización; Revista Visión; octubre 1999; 4(14): 23-26. 11