A partir del siglo XIX cuando Louis Pasteur logra demostrar la existencia de los microrganismos y también se comienza a descubrir que éstos son causantes de diferentes enfermedades al ser transmitidos de pacientes enfermos a sanos, por medio de distintos mecanismos. Para ese entonces las condiciones de  limpieza en los hospitales no eran las más óptimas.

Por la misma época, Joseph Lister introdujo el uso de los antisépticos, debido a las infecciones que se presentaban después de las intervenciones quirúrgicas, a causa de bacterias presentes en la piel del cirujano, del paciente, en el aire y en los instrumentos quirúrgicos. Los antisépticos son sustancias antimicrobianas que se aplican a un tejido vivo o sobre la piel para reducir la posibilidad de infección, sepsis o putrefacción. El fenol fue el primer antiséptico utilizado. En la actualidad, se  han desarrollado antisépticos específicos para cada material a tratar.

Posteriormente, Charles Chamberland desarrolla la autoclave, que es el primer esterilizador y funciona mediante calor húmedo. El mecanismo de funcionamiento de la autoclave consiste en someter a vapor de agua con sobrepresión el material a esterilizar, hasta alcanzar temperaturas adecuadas que eliminen microrganismos y sus formas de resistencia. Una temperatura de 100°C elimina cualquier microorganismo excepto las esporas. Para eliminarlas, se requiere una temperatura de 121°C durante 15 a 20 minutos.

Entre 1885 y 1900 los alemanes introdujeron otro método de esterilización, mediante calor seco, un horno al que llamaron “Poupinel” u horno Pasteur.

RESISTENCIA MICROBIANA

Un buen lavado de los materiales, desinfección adecuada y posterior esterilización garantizan un procedimiento que tendrá bajo control la carga microbiana presente en diferentes áreas de trabajo hospitalarias, de la industria alimenticia y farmacéutica, entre otras.

La desinfección, es el proceso por el cual se eliminan microorganismos que infectan o pueden provocar una infección en un cuerpo o en un área determinada.

Para esto empleamos desinfectantes, que son sustancias que, a nivel  celular, actúan como desnaturalizantes o precipitantes de proteínas, inhiben enzimas y causan la muerte celular. Son más potentes, rápidos y termoestables que los antisépticos. Se deben utilizar bajo indicaciones específicas, tanto en tiempo, como en concentración.

El empleo inadecuado de desinfectantes, ya sea por reducir costos o por no dejar actuar el producto en el tiempo requerido, puede ocasionar una disminución de la eficacia del desinfectante y cambios en las estructuras celulares de los microrganismos, generando un tipo de resistencia microbiana al desinfectante, conocido como adaptación.  

Los cambios estructurales más generalizados que utilizan los microorganismos frente a estas situaciones de estrés son:

• La formación de un sistema de defensa anti oxidativo.
• La protección de la membrana.
• El control de la acidificación intracelular.

Por lo tanto, se recomienda utilizar los desinfectantes bajo las recomendaciones del fabricante, cambiarlos periódicamente, y rotar entre dos y tres desinfectantes, con diferentes modos de acción, para evitar fenómenos de adaptación.

MÉTODOS DE ESTERILIZACIÓN

La esterilización reduce el doble de unidades logarítmicas la carga microbiana inicial en comparación con la desinfección.

La esterilización se logra por métodos físicos, como la aplicación de calor húmedo o seco y las radiaciones ultra violeta; químicos, como la exposición a gases,  y mecánicos, como las filtraciones. Las diferentes industrias los utilizan para esterilizar sus áreas de trabajo e instrumentación en diversos procesos.

Métodos físicos

Calor húmedo: Es el agente esterilizante más utilizado y la autoclave, el equipo empleado para este fin. La autoclave se utiliza para esterilizar medios de cultivo, tanto sólidos (agares) como líquidos, soluciones, material de vidrio, gomas y ciertos tipos de plásticos, como el policarbonato y el polipropileno, acero inoxidable y material de trabajo como prendas de vestir, algodón y gasas, entre otros.

Modo de acción: el vapor produce hidratación, desnaturalización de proteínas y enzimas celulares, y coagulación de estas, e hidrólisis de las membranas celulares de los microorganismos.

Calor seco: En el horno Pasteur se introducen los materiales que van a ser esterilizados,  protegidos con papel kraft, o en contenedores especiales para evitar la contaminación ambiental una vez finalizado el proceso y hasta su utilización. Debido a la ausencia de agua, este proceso requiere un aumento tanto de temperatura como de tiempo de exposición. Aproximadamente entre 160-180°C y un tiempo entre 30 minutos y 6 horas, dependiendo de la temperatura empleada.

Modo de acción: el aire caliente produce una oxidación de los componentes celulares, desnaturalización de proteínas y ácidos nucleicos y, finalmente, fragmentación de las membranas celulares de los microorganismos.

Radiaciones: La radiación Ultra Violeta (UV), que es la más utilizada en los laboratorios de microbiología, debe tener  una longitud de onda de 260 nanómetros. Su uso más frecuente es en cabinas de flujo laminar, quirófanos y áreas estériles, ya que son muy efectivas para esterilizar el aire y superficies. No se emplea para esterilizar materiales de vidrio o agua, debido a su bajo poder de penetrar en estos.

Los rayos gamma y las radiaciones electromagnéticas son utilizados como agentes esterilizantes a nivel industrial por ser más penetrantes. Se emplean en la esterilización de material plástico de un solo uso, material quirúrgico desechable y ciertos alimentos.

Modo de acción: La luz UV provoca dímeros de pirimidina en el DNA que, al no poder ser reparados, ocasionan la muerte celular.

Métodos mecánicos

Filtración: Se emplea para eliminar microorganismos de soluciones, fluidos o gases  y ambientes en áreas específicas. En este método los microorganismos no se destruyen, son retenidos físicamente o adsorbidos por los filtros con un tamaño de poro adecuado de 0,22 micras, aunque actualmente se tiende a la utilización de poros de 0.1 micras.

Métodos químicos

Gaseosos: Son preferiblemente utilizados por la industria farmacéutica o a nivel hospitalario, para esterilizar materiales sensibles al calor o que no puedan someterse a radiaciones. Sus aplicaciones suelen darse en la industria farmacéutica o en medicina. Para su empleo se utilizan cámaras herméticas y requieren de tiempos de exposición que oscilan entre 1 a 8 horas. Penetran fácilmente en los poros de los materiales y luego, se desprenden fácilmente. Los más utilizados son el óxido de etileno y el glutaraldehido

El óxido de etileno y el glutaraldehido,  tienen un efecto alquilante sobre los hidrógenos en los ácidos nucléicos y otras macromoléculas, modificando la estructura de las proteínas y finalmente, inactivando las células de los microorganismos.

Los métodos de esterilización son muy diversos y permiten la total eliminación de microorganismos, garantizando mantener sistemas totalmente inocuos muy útiles en áreas como la hospitalaria, la industria alimentaria y la farmacéutica. Sin embargo, su uso inadecuado puede ocasionar pérdidas económicas, de tiempo e incluso de vidas. Por lo tanto, su manejo requiere una gran responsabilidad por parte de los profesionales encargados, de manera que se cumpla con las indicaciones y recomendaciones dadas por el fabricante.