CARRERA de ESPECIALIZACIÓN ÁREA ESTERILIZACIÓN PARA FARMACÉUTICOS

Transcripción

1 CARRERA de ESPECIALIZACIÓN ÁREA ESTERILIZACIÓN PARA FARMACÉUTICOS MICROBIOLOGÍA APLICADA

2 DESINFECCIÓN CONCEPTOS

3 CONTROL DEL CRECIMIENTO MICROBIANO MICROORGANISMOS PATÓGENOS ENFERMEDADES INFECCIOSAS CONTROLAR EL CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS AGENTES ANTIMICROBIANOS ESTERILIZANTES O DESINFECTANTES

4 AGENTES QUIMICOS ANTIMICROBIANOS AGENTES ESTERILIZANTES Agentes antimicrobianos capaces de producir la pérdida irreversible de viabilidad de todas las formas de vida microbiana. Agentes físicos y agentes químicos. AGENTES DESINFECTANTES Agentes antimicrobianos capaces de producir la pérdida de viabilidad de microorganismos patógenos (germicidas). Pueden tener efectos tóxicos. Se emplean sobre material inerte.

5 No todos los agentes químicos son aptos como antisépticos (acción sobre tejidos), ya que pueden presentar efectos tóxicos. Hay que evaluar su potencial tóxico, mediante el llamado índice de toxicidad, que es el cociente entre el poder desinfectante y el poder tóxico.

6 AGENTES QUIMICOS DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS AGENTES ANTISEPTICOS Sustancias químicas antimicrobianas que se oponen a la sepsis o putrefacción de los materiales vivos. Son agentes con baja actividad tóxica hacia los tejidos en los que se aplican. QUIMIOTERÁPICOS Sustancias químicas de acción microbicida o microbiostática. Son agentes con actividad tóxica muy baja por lo que pueden ser administrados en organismos superiores, manteniendo una concentración suficiente en los fluidos y tejidos para ejercer su efecto dentro del organismo.

7 TIPOS DE AGENTES QUÍMICOS DESINFECTANTES

8 Tipos de desinfectantes Agentes que dañan las membranas Desnaturalizantes De proteínas Modificadores de Grupos funcionales

9 Agentes que dañan las membranas Detergentes: Catiónicos Aniónicos Alcoholes: Etanol Isopropanol Compuestos fenólicos: Fenol Cresoles Difenilos halogenados Alquilésteres de p-hiroxibenzoico Aceites escenciales de plantas

10 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES CATIÓNICOS Son los detergentes más potentes en cuanto a su actividad desinfectante. Sales de amonio cuaternario, sobre todo aquellas que van como cloruros o bromuros. Las sales de amonio cuaternario más activas son aquellas que tienen tres grupos alquílicos cortos y un grupo alquílico largo: cloruro de cetilpiridinio, cloruro de benzalconio.

11 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES CATIÓNICOS Mecanismo de acción La porción hidrófoba penetra en las membranas y el grupo polar catiónico se asocia con los fosfatos de los fosfolípidos. En el interior celular, tiene un efecto secundario de desnaturalización de proteínas. Su actividad se mejora a ph alcalino. Son bactericidas a concentraciones muy bajas (ej: 1 ppm)

12 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES CATIÓNICOS Usos, ventajas e inconvenientes Tienen baja toxicidad, por lo que se pueden emplear como desinfectantes y antisépticos de la piel. Se emplean igualmente en la desinfección de material de industrias alimenticias. Su actividad se ve neutralizada por jabones y fosfolípidos, precipitando en su presencia.

13 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES ANIÓNICOS Con grupos carboxilo como porción hidrófila: jabones, saponinas, sales biliares, ácidos grasos disociables Con grupos sulfato como porción hidrófila: dodecilsulfato sódico (SDS), también llamado laurilsulfato sódico y el sulfonato de alquilbenceno

14 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES ANIÓNICOS Mecanismo: Provocan una gran disrupción de membranas, con efectos de lisis. Son activos sobre todo a ph ácido, prefentemente sobre bacterias Gram-positivas, pero poco sobre Gram-negativas.

15 Agentes que dañan las membranas DETERGENTES ANIÓNICOS Usos: Cuando los detergentes aniónicos se combinan con ácidos, se logran desinfectantes sanitarios muy potentes y de rápida acción

16 Agentes que dañan las membranas Detergentes: Catiónicos Aniónicos Alcoholes: Etanol Isopropanol Compuestos fenólicos: Fenol Cresoles Difenilos halogenados Alquilésteres de p-hiroxibenzoico Aceites escenciales de plantas

17 Agentes que dañan las membranas ALCOHOLES MECANISMO DE ACCIÓN GENERAL Los alcoholes desorganizan las bicapas lipídicas penetrando en la región hidrocarbonada de los lípidos. No afectan a las endosporas, por lo que no son esterilizantes. Su acción desinfectante es > a > longitud de la cadena alifática hasta (C 8 -C 10 ). > C 10 tienen una baja solubilidad en agua.

18 Agentes que dañan las membranas ALCOHOLES ETANOL Se emplea en desinfección de la piel, termómetros clínicos, siempre que se deje el tiempo suficiente de contacto. Más efectividad en solución acuosa 50-70% A 100% de pureza es poco efectivo.

19 Agentes que dañan las membranas ALCOHOLES ISOPROPANOL Es menos volátil y más efectivo que el etanol. Se emplea en desinfección de termómetros. Tiene efecto tóxico (narcótico) más duradero.

20 Agentes que dañan las membranas Detergentes: Catiónicos Aniónicos Alcoholes: Etanol Isopropanol Compuestos fenólicos: Fenol Cresol Difenilos halogenados Alquilésteres de p-hiroxibenzoico Aceites escenciales de plantas

21 Agentes que dañan las membranas COMPUESTOS FENÓLICOS MECANISMO DE ACCIÓN GENERAL Son rápidamente bactericidas a bajas concentraciones, causando: Daños a membranas, con pérdida de constituyentes citoplásmicos Inactivación irreversible de oxidasas y deshidrogenasas de membrana Desnaturalización de proteínas

22 Agentes que dañan las membranas COMPUESTOS FENÓLICOS FENOL Tiene baja solubilidad en agua. Se usa en fórmulas que incluyen agentes emulsificadores (jabones) que, además, aumentan su actividad. El fenol sólo se emplea en la actualidad como patrón para ensayar el poder desinfectante de otros compuestos.

23 Agentes que dañan las membranas COMPUESTOS FENÓLICOS CRESOLES (alquil fenoles) Se obtiene por destilación del alquiltrán de carbón, y se emplea como emulsiones de jabón verde. Se usa como desinfectante de material de desecho bacteriológico.

24 Agentes que dañan las membranas COMPUESTOS FENÓLICOS DIFENILOS HALOGENADOS El hexaclorofeno (hexacloro-ortodifenilmetano) es bacteriostático a bajas concentraciones (sobre todo contra cocos Gram-positivos). Puede causar neurotoxicidad e incluso, toxicidad sistémica, por lo que en la actualidad ha dejado de usarse.

25 Agentes que dañan las membranas COMPUESTOS FENÓLICOS ALQUILESTERES DEL p-hidroxibenzoico Similar a los alquilfenoles. No son tóxicos (se hidrolizan, dando p- hidroxibenzoato) ACEITES ESENCIALES Se emplean en alimentos y productos farmacéuticos. El timol y el eugenol que se emplea en odontología como antiséptico.

27 Agentes desnaturalizantes de proteínas Acidos y álcalis fuertes Acidos orgánicos HCl NaOH Benzoico, Sórbico Acético, Propiónico Bórico

29 Agentes modificadores de grupos funcionales Alteran grupos funcionales de ácidos nucleícos, componentes de pared y de membrana. Alteran grupos que forman parte de los centros activos de enzimas y otras proteínas

30 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Mercuriales Compuestos de plata Compuestos de cobre Oxidantes Halógenos Agua oxigenada Permanganato Acido peracético Colorantes básicos Trifenilmetano Acridina Alquilantes Formaldehido Glutaraldehído B-propionillactona

31 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Las sales solubles de Hg, As, Ag, Cu, etc, afectan la actividad enzimática interactuando con los grupos -SH de la cisteína, -NH 2, - COOH y radicales fosfato Mercuriales Cloruro de mercurio (HgCl 2 ) En solución al 0,1% fue muy usado como desinfectante potente, pero es muy tóxico, y apenas se emplea en la actualidad.

32 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Mercuriales Compuestos orgánicos de mercurio (como el Mertiolate): No son totalmente fiables Algo de toxicidad Antisépticos de la piel y de heridas.

33 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Mercuriales Sales de fenilmercurio. Son potentes inhibidores de bacterias, levaduras, hongos filamentosos y algas. Control de posibles contaminantes microbianos (p.ej., bacterias oportunistas del género Pseudomonas) en productos farmacéuticos, cosméticos y oftalmológicos.

34 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Compuestos de Plata Se usan ampliamente como antisépticos, aunque están restringidos, al tener efectos irritantes y cáusticos. Nitrato de plata (AgNO 3 ). Es bactericida frente al gonococo (Neisseria gonorrhoeae), Oftalmia gonocócica del recién nacido.

35 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Compuestos de Plata Coloides orgánicos de plata. Los iones Ag + se van liberando lentamente. Bacteriostáticos. Oftalmología. Cremas de nitrato de plata y sulfodiazina de plata. Quemaduras

36 Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados Compuestos de Cobre Se emplean en Agricultura para el control de hongos y algas.

38 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Mecanismo de acción: Inactivan enzimas (-SH -S-S-). Los más potentes amino (tirosina y triptofano)

39 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Halógenos Iodo: Efecto oxidante. Se combina irreversiblemente con residuos de tirosina de las proteínas. Tintura de iodo: es una mezcla de 2% de I 2 + 2% de IK en alcohol de 70%. Su máximo efecto bactericida lo tiene a ph<6. Antiséptico de la piel, pero tiene un efecto doloroso y cáustico en heridas abiertas.

40 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Halógenos Iodóforos: son mezclas de iodo con agentes tensioactivos (detergentes). Liberan lentamente el iodo, sin provocar irritación. También se emplean en desinfección de instalaciones de industrias alimentarias.

41 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Halógenos Cloro: Hipocloritos El efecto desinfectante se debe al ácido hipocloroso y a la liberación de cloro libre (Cl 2 ) El hipoclorito reacciona con el agua para dar ácido hipocloroso, que a ph ácido o neutro es un oxidante fuerte: NaClO ClO- + Na+ ClO- + H+ HClO HClO + Cl- + H+ Cl 2 + H 2 O

42 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Halógenos Cloro gaseoso: Su actividad se ve muy influida (mermada) por la presencia de materia orgánica. El cloro gaseoso mata rápidamente (15-30 segundos) a sólo 1 ppm. Soluciones de hipocloritos: A 200 ppm de cloro se usan ampliamente para desinfectar equipamientos y maquinarias. El hipoclorito de sodio se comercializa en soluciones concentradas ( g/l de Cloro activo). Se usa al % de Cloro activo.

43 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes Agua oxigenada El peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) está actualmente en desuso, debido a que algunas bacterias son resistentes. En desinfección de heridas abiertas su efecto es muy pobre. Se emplea en la desinfección de lentes blandas, dejando tiempo suficiente de actuación. También, en desinfección de superficies inertes y equipos quirúrgicos.

44 Agentes modificadores de grupos funcionales Oxidantes OTROS Permanganato: Al 1%, se usa como antiséptico uretral. Acido peracético: Es un fuerte agente oxidante.

46 Agentes modificadores de grupos funcionales Colorantes básicos En general, su mecanismo depende de su afinidad hacia los grupos fosfato (ácidos) presentes en las nucleoproteínas. Encuentran su uso como antisépticos de lesiones dermatológicas, infecciones de la piel y pequeñas heridas. Su principal inconveniente es que muchos de ellos se inactivan en presencia de suero y otras proteínas.

47 Agentes modificadores de grupos funcionales Colorantes básicos Derivados del trifenilmetano Son derivados de la anilina. Entre ellos se encuentran el verde brillante, el verde malaquita, el violeta de genciana, el violeta cristal y la fucsina básica. Son muy selectivos hacia bacterias Gram-positivas, sobre las que son efectivos a sólo 0,2-2 ppm. En cambio, las Gram-negativas suelen ser resistentes, debido a su membrana externa.

48 Agentes modificadores de grupos funcionales Colorantes básicos Derivados de la acridina Acriflavina, la proflavina y la tripoflavina. Interfieren en la biosíntesis de ácidos nucleicos (intercalándose en la doble hélice del ADN) y proteínas. Son bactericidas y bacteriostáticos sobre una gran diversidad de bacterias. A diferencia de las anilinas, ejercen su acción también en presencia de materiales como suero, pus, etc. Su uso principal es la antisepsia de heridas.

50 Agentes modificadores de grupos funcionales Agentes alquilantes Son agentes químicos que no se usan como desinfectantes sino como esterilizantes. Son activos tanto sobre células vegetativas como sobre esporas, y ejercen su efecto letal por su acción alquilante de proteínas y ácidos nucleicos.

51 Agentes modificadores de grupos funcionales Agentes alquilantes Formaldehído La alquilación la produce reemplazando hidrógenos lábiles de grupos -NH 2, -OH, -COOH y -SH, produciendo: hidroximetilaciones o condensaciones (entrecruzamientos). Usos comerciales: Como gas, en la descontaminación de habitaciones; como formalina (en solución al 35% como conservante de tejidos y 0,2-0,4% en la preparación de vacunas de virus); como paraformaldehido

52 Agentes modificadores de grupos funcionales Agentes alquilantes Glutaraldehído Es menos tóxico y más potente que el formaldehido, y no se afecta por materiales con proteínas. Cada vez se emplea más como esterilizante frío de instrumental quirúrgico. Es el único recomendado para esterilizar equipamiento de terapia respiratoria.

53 EFECTIVIDAD DE LOS AGENTES QUÍMICOS DESINFECTANTES

54 DESINFECTANTES FACTORES QUE AFECTAN SU POTENCIA Concentración del agente químico Tiempo de exposición al desinfectante Depende de: Tipo químico del desinfectante Microorganismo a eliminar y otros factores asociados a la población Condiciones de trabajo: ph, temperatura, presencia de material extraño

55 CINETICA DE LA DESINFECCION ln N/No=-k.C.t (Ley de Chick) ln fracción sobrevivientes N= microorganismos en el tiempo t No= microorganismos en el tiempo inicial t= tiempo de exposición C= concentración del agente k= constante C.t

56 Factores que afectan C t Tipo de desinfectante K=C n. t C= concentración del desinfectante n= coeficiente de dilución (constante) t = tiempo de exposición K= fracción de la población eliminada Para distintos agentes: n fenol = 5-6 ; n hipoclorito = 1 a = t elimina > población Para un mismo agente: t 1 = K C 1 n t 2 = K C 2 n C 1 n < C 2 n t 1 > t 2 A menor concentración requiere más tiempo

57 Factores que afectan C t Microorganismo Población microbiana Especie Fase del cultivo Estructuras superficiales Número de microorganismos iniciales

58 Factores que afectan C t Condiciones de trabajo ph Carga superficial neta Grado de ionización del agente Aniónicos: ph ácido Catiónicos: ph básico

59 Factores que afectan C t Condiciones de trabajo Temperatura > t C = > potencia 10 C duplican tasa de muerte Fenol: 10 C aumenta 5-8 veces

60 Factores que afectan C t Condiciones de trabajo Materia orgánica Mecanismos de pérdida de actividad Su adsorción a coloides Unión a Proteínas extrañas Formación de Complejos inertes

61 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NETA DE UN DESINFECTANTE COEFICIENTE FENÓLICO Máxima dilución de desinfectante que mata en 10 pero no en 5 Máxima dilución de fenol que mata en 10 pero no en 5 Se emplea un test para desinfectantes en condiciones normalizadas, usando una serie de cepas bacterianas concretas, cuya susceptibilidad al fenol se conoce exactamente: una cepa concreta de Salmonella typhimurium, una cepa de Staphylococcus aureus, una cepa de Pseudomonas aeruginosa.

62 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NETA DE UN DESINFECTANTE COEFICIENTE FENÓLICO 1. un cultivo de una de estas cepas se diluye 10 veces (1/10) en sucesivas diluciones del desinfectante problema (y en una solución sin el agente), y se deja actuar; 2. de cada una de las diluciones se siembran alícuotas, a los 5 y a los 10 minutos, en placas de Petri provista con un medio de cultivo adecuado; 3. se determina la fracción de población eliminada y luego el coeficiente fenólico según la fórmula; 4. una vez determinado, se recomienda usar concentraciones 5 veces superiores a las indicadas por el coeficiente.

63 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NETA DE UN DESINFECTANTE COEFICIENTE FENÓLICO Limitaciones del método 1. El coeficiente fenol sólo es indicativo en desinfectantes químicamente similares al fenol, y que tengan coeficientes de dilución (n) parecidos. 2. Aún cuando conozcamos el coeficiente fenol de un compuesto, su valor indicativo se limita a las diluciones que se hayan empleado en la determinación. 3. Hay que atender a las condiciones de valoración, ya que la presencia de materia orgánica supone una merma del poder real de desinfección.

64 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NETA DE UN DESINFECTANTE PRUEBA DE LA CONCENTRACIÓN EQUIVALENTE Consiste en determinar cuál es la concentración del desinfectante a ensayar que ejerce el mismo efecto sobre la bacteria de referencia que otra concentración de un desinfectante-tipo (estándar).

65 NIVEL DE DESINFECCION DESINFECCION DE NIVEL ALTO (DNA) Ej: Acido peracético Bactericida-Fungicida-Virucida- Tuberculicida- < de 30 min Esporicida- en 6 a 10 horas DESINFECCION DE NIVEL INTERMEDIO (DNI) Ej Iodóforos, Cl Igual a DNA en altas concentraciones No esporicidas en bajas concentraciones DESINFECCION DE NIVEL BAJO (DBN) Ej: amonio cuaternario La mayoría de las formas vegetativas, hongos y virus No tuberculicidas ni esporicidas

66 CARACTERISTICAS DE UN DESINFECTANTE IDEAL NO SER AFECTADO POR FACTORES DEL MEDIO AMBIENTE NO TOXICO COMPATIBLE CON LAS SUPERFICIES SIN OLOR ECONOMICO ESTABLE LIMPIEZA FACIL DE USAR EFECTO RESIDUAL NO TOXICO SOBRE LAS SUPERFICIES SOLUBLE EN AGUA