Lavado de material quirúrgico.
Uso de detergentes enzimáticos.
Autor: Nicolás Antonio Di Lalla
Lic. en Cs. Químicas (UBA) MN 9833
Especialista Consultor en Productos de Limpieza y Desinfección. Certificado por CPQ. MP 4372
Director Técnico de Covidex SRL
El lavado como proceso físico-químico.
La limpieza ya sea de una superficie, de un sustrato tridimensional o de un ambiente, se entiende como la remoción de material extraño o suciedad. Se define como lavado a una forma de limpiar una superficie o sustrato mediante la acción combinada de 4 factores, a saber:
1. Utilización de un agente de limpieza concentrado.
2. Elevación de la temperatura, si fuera posible.
3. Aplicación de energía mecánica: agitación, frotación, cepillado, etc.
4. Tiempo de contacto prolongado, si se justifica.
Está claro que los primeros 3 puntos corresponden a distintos tipos de energía que requiere el proceso: química, térmica y mecánica respectivamente; éstos son los aspectos termodinámicos. Por otro lado, en el punto 4 está contemplado el aspecto cinético. En todo tipo de lavado que imaginemos: de manos, de carrocería de auto, de platos, de ropa, etc., siempre se podrá identificar cada uno de los 4 factores mencionados y será posible evaluar y asignar su importancia relativa. En el proceso global de lavado hay un aporte de cada uno de los factores, estos aportes pueden ser variables en función de qué se quiere lavar, de la tecnología involucrada y de cuál sería el costo. Un esquema simplificado del proceso de lavado, a modo de reacción química, sería el siguiente:
SS: Sustrato sucio.
SL: Sustrato limpio
A : Agente de limpieza
Aa: Agente de limpieza agotado.
{S—A}: Complejo suciedad-agente de limpieza.
(1) suele llamarse lavado propiamente dicho, a veces se plantea como “remojo”.
(2) puede interpretarse como enjuague, es necesario para liberar al agente de limpieza del complejo intermediario como agente agotado. El análisis de la reacción planteada nos dice que:
A debe llegar fácilmente hasta la suciedad y, en cierto modo, combinarse con ella de una manera reversible. A puede estar muy concentrado en el producto que deberá ser diluido convenientemente. El complejo intermediario puede requerir temperatura más elevada que la ambiental para formarse. El proceso lento que requerirá más tiempo es el (1). El proceso (2) deberá ser rápido y Aa debe ser removido totalmente del medio para que no ocurra la reacción inversa (la redeposición de suciedad sobre el sustrato). La acción mecánica favorecerá este paso.
Agente de limpieza
El agente de limpieza (A) en general es un detergente. Un detergente es un producto concentrado elaborado a partir de una mezcla de varios componentes. Siempre tiene como componente principal a un tensioactivo o una mezcla de varios de ellos. Además contiene componentes que ayudan en el proceso de lavado (1) o (2) según se definió en el esquema. Estos componentes
auxiliares pueden ser:
- Secuestrantes de iones metálicos y por lo tanto ablandadores del agua en el entorno del sustrato (polifosfatos, fosfonatos, EDTA, citratos, etc.)
- Reguladores de pH (carbonatos, citratos, ácido cítrico, ácido fosfórico, etc.)
- Inhibidores de corrosión (boratos, silicatos, etc.)
- Blanqueadores (cloro, perborato de sodio, etc.)
- Enzimas (proteasa, lipasa, amilasa, etc.)
Los detergentes en su composición presentan algunos auxiliares de elaboración, según su forma física de venta, líquido o sólido (en polvo). Se utilizan agentes solubilizantes en el primer caso para facilitar la solubilidad y estabilidad de altas concentraciones de tensioactivos en el producto final (glicoles, urea, etc.). En los polvos se requieren antiaglutinantes (xilensulfonato de sodio, etc.) y agentes de carga o balance que “diluyen” a los demás componentes como el agua en los detergentes líquidos (sulfato de sodio). Por último, en los detergentes se agregan colorantes y esencias para que su uso sea más agradable, esto también permite que se los reconozca por color y perfume.perfume.
Los tensioactivos son sustancias capaces de interactuar con el agua y con compuestos totalmente insolubles en agua como las grasas. Esta propiedad particular que los caracteriza se explica por su estructura molecular. La molécula de un tensioactivo presenta una parte polar o hidrofílica afín con el agua y una parte no polar, hidrofóbica o lipofílica. Una representación esquemática de la molécula de tensioactivo se muestra en la Fig. 1. Cada vértice del la cadena lateral es un átomo de carbono unido a átomos de hidrógeno hasta completar su valencia (cadena carbonada alifática). El extremo circular indica un sector altamente polarizado ya sea por un par iónico o por la presencia de varios grupos polarizados como OH-.
Fig. 1 Modelo esquemático de una molécula de tensioactivo
Los tensioactivos se clasifican según el tipo de grupos que aparecen en el extremo polar (el círculo) en iónicos y no-iónicos. En el primer caso, se llaman aniónicos si el grupo que lleva la carga negativa está unido covalentemente a la cadena carbonada y catiónico si ese grupo lleva la carga positiva. Ej. : Dodecil benceno sulfonato de sodio (aniónico) C12H25-(C6H4)-SO3 – Na+ Bromuro de dimetil didecil amonio (catiónico) (CH3)2 (C10H21)2 N + Br
Los tensioactivos no-iónicos presentan una zona de su molécula con gran acumulación de grupos OH- en forma de cadenas etoxiladas o un grupo derivado de glucosa (glucósido) u otro azúcar. Ej. de cadena etoxilada: -CH(OH)-CH-CH(OH)-CH-CH(OH)-…. Cuando se disuelve una mínima cantidad de tensioactivos en agua los mismos se comportan como solutos moleculares, la zona polar de sus moléculas se solvata con las de moléculas de agua mediante puente hidrógeno, de la misma manera que lo hace un azúcar. Al aumentar la concentración, las moléculas de tensioactivo se ordenan de un modo tal que favorece la formación de micelas, estas últimas son pequeñísimas “gotitas” invisibles formadas por la agrupación de muchas unidades moleculares como se describe en la Fig. 2.
Fig. 2 Esquema de una micela en medio acuoso.
La micela está estabilizada por la solvatación de los extremos polares de las moleculas de tensioactivo con las de agua (lado externo) y las interacciones de las cadenas alifáticas en el interior de la misma. Allí en el interior de la micela podrán acomodarse moléculas de grasa que de otra manera no se podrían remover de la superficie del sustrato que se quiere lavar. Dentro de la micela se forma, se estabiliza y se transporta el complejo {S—A}.
Lavado de material quirúrgico
En el caso particular del lavado de material quirúrgico el sustrato comprende distintos dispositivos de tamaño variado, generalmente metálicos, algunos son mecanismos con partes móviles y con una geometría muy compleja. En las intervenciones quirúrgicas estos artículos están en contacto con músculo y órganos del paciente; quedan impregnados con sangre, restos de tejido muscular, huesos y fluidos corporales varios. Cuando termina la cirugía deben ser lavados y esterilizados para ser utilizados nuevamente, a veces en cuestión de horas. El tipo de suciedad en este caso comprende tres grandes grupos de compuestos químicos que se encuentran en todo ser vivo: proteínas, hidratos de carbono y lípidos. La mayor parte está constituida por proteínas, los hidratos de carbono aparecen como glucógeno en músculo y combinados con proteínas, los lípidos en su mayoría asociados a proteínas en sangre y libres en el caso del tejido adiposo. Estos tres tipos de compuestos son de muy alto peso molecular, en el caso particular de las proteínas su estructura molecular puede ser extraordinariamente compleja. Todo esto los hace prácticamente insolubles en agua, como consecuencia para formar el complejo {S—A} se requerirán condiciones muy forzadas: elevar mucho la temperatura, utilizar alta concentración de agente de que sea agresivo para modificar la solubilidad de compuestos, dejar un tiempo prolongado de contacto. Estas condiciones convierten al lavado en dificultoso, o directamente inviable. Para solucionar este problema se han desarrollado los detergentes enzimáticos, éstos contienen enzimas que degradan rápidamente a esas sustancias de peso molecular muy alto en otras más solubles. Las enzimas en su mayoría son proteínas, las mismas facilitan que determinada reacción química se complete en condiciones “suaves”. Para cambiar la configuración de una proteína habría que calentarla a 100 ºC varios minutos (lo que ocurre con la clara del huevo cuando se hierve), la presencia de una enzima específica puede hacer que la reacción ocurra en segundos a temperatura ambiente. Las enzimas son muy específicas, su estructura molecular tiene sitios activos donde se unen el sustrato (S) y el reactivo (R) para favorecer la reacción de formación del producto (P).
La enzima no se consume en la reacción, sólo se necesita una baja concentración en el medio. En el caso del lavado con detergente enzimático R siempre es agua, entonces para degradar proteína se utiliza una enzima llamada proteasa, para degradar lípidos una lipasa y para asociaciones de glucosa (similar a almidón) amilasa. En todos los casos mencionados ocurre una reacción de hidrólisis, esto es degradación de la molécula de grandes dimensiones en otras moléculas más pequeñas en presencia de agua. La ruptura que origina la degradación se da en sitios específicos del sustrato. Las proteínas se degradan por apertura del enlace amídico (peptídico) entre aminoácidos que las componen. La ruptura se produce al azar en algún punto de la cadena de aminoácidos que forman la estructura primaria de la proteína sustrato:
Fig. 3 Se indica con la flecha el enlace peptídico. El grupo marcado en azul representa un aminoácido individual caracterizado por el grupo R.
Los polisacáridos como glucógeno o almidón se degradan por hidrólisis mediante amilasas cortando el enlace glucosídico, generalmente son alfa –amilasas. Los lípidos generalmente son ésteres de glicerina y ácido graso, también llamados triglicéridos, se descomponen en presencia de agua y lipasa originando glicerina y ácido graso libre. Estos últimos en el medio acuoso del lavado, generalmente neutro o levemente alcalino, forman jabones que se comportan a su vez como tensioactivos. Un aspecto importante a tener en cuenta en el lavado de material quirúrgico es la facilidad con que puede contaminarse microbiológicamente. La suciedad mencionada anteriormente constituye un excelente medio para el crecimiento de bacterias. Por esta razón es importante tratar todo el material lo antes posible, lavar para eliminar los restos de materia orgánica húmeda o seca adherida, enjuagar y por último realizar un proceso de esterilización o una desinfección de alto nivel. El producto indicado para este pre-tratamiento de los materiales es un detergente enzimático, el cual debe reunir estas características:
- Debe contener alto % de tensioactivos.
- En el caso que sea líquido debe ser estable química y microbiológicamente.
- Debe tener pH regulado para que el líquido de lavado sea neutro a levemente alcalino.
- Debe contener mínimamente tres enzimas que actúen degradando proteínas, almidones y lípidos. Estas enzimas se designan como: proteasa, amilasas y lipasa respectivamente.
- Debe ser fácil de enjuagar con agua.
- No debe ser corrosivo para los materiales a tratar.
- No debe ser irritante por contacto ni por inhalación para el operador cuando se dosifica como indica el fabricante.
- Debe ser fácilmente descartable una vez utilizado, no debe contaminar desagües ni cursos de agua.
- Su composición debe contemplar cierta actividad bacteriostática cuando se lo utiliza en materiales contaminados.
