INTRODUÇÃO

Esterilização é o processo que objetiva destruir todas as formas de vida com capacidade de desenvolvimento durante os estágios de conservação e de utilização do produto. Conservar é manter as características do produto durante a vida útil de armazenamento (vida de prateleira) à temperatura ambiente.

Esterilidade ou nível de segurança é a incapacidade de desenvolvimento das formas sobreviventes ao processo de esterilização, durante a conservação e utilização de um produto. A manutenção do nível de esterilidade conferido a um produto garante o prolongamento da vida útil de prateleira e depende das operações de pré-esterilização, de esterilização e pós-esterilização.

Os métodos de esterilização permitem assegurar níveis de esterilidade compatíveis às características exigidas em produtos farmacêuticos, médico-hospitalares e alimentícios. O método escolhido depende da natureza e da carga microbiana inicialmente presente no item considerado. O calor, a filtração, a radiação e o óxido de etileno podem ser citados como agentes esterilizantes.

CRESCIMENTO MICROBIANO

Às condições favoráveis de crescimento, os microrganismos presentes nos produtos, iniciam sua multiplicação. A população microbiana pode ser representada através de contagens microbianas em diferentes tempos. Obtém-se assim a curva de crescimento, que é caracterizada por quatro fases distintas, denominadas de fase de latência (lag), exponencial ou logarítmica, estacionária e de declínio ou morte

A fase de latência caracteriza o tempo necessário ao ajuste dos microrganismos ao novo ambiente físico-químico. O prolongamento máximo dessa fase aumenta a vida útil de prateleira do produto.

Durante a fase logarítmica ou exponencial, as células se dividem em ritmo constante, e o aumento no número de células é diretamente proporcional ao tempo de geração. A fase logarítmica deve ser inibida antes, durante e após o processamento do produto, definindo o nível de esterilidade do produto final.

Na fase estacionária a velocidade de crescimento é constante, o microrganismo é mais resistente a qualquer agente físico (calor, radiação) ou químico (cloro, óxido de etileno).

Para bactérias do gênero Bacillus e Clostridium é a fase de esporulação, dependendo da temperatura e do valor do pH do produto. Durante a fase de morte ou inibição do crescimento o número de células viáveis decresce em ritmo constante, e logaritmicamente, frente às condições desfavoráveis do meio ambiente. O processo de esporulação continua.

DESTRUIÇÃO MICROBIANA

O produto se mantém conservado se não houver a manifestação dos microrganismos presentes; isto significa dizer que, após a exposição ao agente esterilizante, poderá haver microrganismos dormentes ou em estado latente de sobrevivência, que não se multiplicarão durante a vida útil de prateleira, porque o produto não oferece condições favoráveis de germinação e reprodução.

A destruição de uma população homogênea de microrganismos é considerada logarítmica, equivalente à cinética química de uma reação de 1a ordem. O fenômeno de destruição térmica pode ser representado pelo modelo de curva linearizada, semi-logarítmica de sobreviventes. A representação gráfica do logaritmo decimal de sobreviventes, em relação ao tempo de exposição à temperatura constante resulta em curva linearizada decrescente.

ESTERILIZAÇÃO POR CALOR ÚMIDO:

O calor não é somente o agente esterilizante mais usado como também o mais econômico e mais fácil de controlar. O calor úmido quando comparado ao calor seco é um processo efetivo em função do uso de temperaturas mais baixas e, do curto período de tempo necessário para garantir o nível de esterilidade proposto.

Sendo os esporos bacterianos altamente resistentes às condições ambientes adversas, eles são usados como indicadores biológicos na avaliação do nível de esterilidade atingido, e de possíveis falhas operacionais. Esporos de Bacillus stearothermophilus são considerados convenientes indicadores biológicos na esterilização pelo calor úmido, particularmente à temperatura de referência de 121ºC.

Os esporos de Bacillus subtilis são empregados nos processos de esterilização pelo calor seco e pelo óxido de etileno e os esporos de Bacillus pumilus indicados para validar processos cujo agente esterilizante é a radiação iônica.
No método de esterilização onde se emprega o calor úmido, na forma de vapor saturado, o agente responsável pelo aquecimento é o vapor de água saturado, ao qual correspondem valores de temperatura e de pressão definidos. A completa retirada de ar da câmara de esterilização assegura ao sistema atingir a temperatura de esterilização definida, à pressão correspondente àquela indicada no manômetro do equipamento.

A ação letal do calor é uma relação tempo – temperatura, dependente de fatores que definem a intensidade do tratamento e do tempo de exposição ao calor para reduzir a população microbiana a níveis estabelecidos.

Os indicadores físicos e biológicos são recomendados para validar ciclos de esterilização e condições de processamento: (i) os indicadores físicos, termopares conectados a um registrador de temperatura, são distribuídos em diferentes pontos da câmara e da carga, e medem a distribuição do calor, indicando os pontos frios; e (ii) os indicadores biológicos, microrganismos resistentes ao agente esterilizante, são utilizados para verificar se as medidas físicas garantem o nível de esterilidade estabelecido.

O procedimento tempo – temperatura selecionado depende do produto, do tipo, do teor e da fonte dos contaminantes antes da esterilização, da aplicação de métodos para minimizar tal contaminação e preveni-la pós – processamento, contribuindo para assegurar o êxito da esterilização.

O bioindicador adequado deve apresentar uma população de esporos e uma termoresistência ao processo de esterilização superiores àquelas dos microrganismos originalmente presentes no produto a ser esterilizado.
De todos os métodos avaliados para a esterilização, o calor úmido na forma de vapor saturado sob pressão é a mais freqüentemente utilizada e a mais confiável. Este método não é tóxico, não custoso e esporocida.

O vapor aquece rapidamente o material e penetra na sua estrutura. Considerando estes fatos, a esterilização a vapor poderia ser utilizada sempre que possível para todos os itens que não são sensíveis ao calor e à umidade (eg, equipamento para anestesia e terapia respiratória), mesmo quando não é essencial para prevenir a transmissão de doenças.

O princípio básico da esterilização a vapor, quando feito em uma autoclave, é o tratamento de cada item com vapor a uma temperatura e pressão adequados, por um tempo específico, com a finalidade de destruir o microorganismo por meio de coagulação irreversível e denaturação das enzimas e estruturas protéicas. Conseqüentemente, são quatro os parâmetros para esterilização a vapor: temperatura, pressão, tempo e concentração de vapor.

O vapor ideal para esterilização é 100% saturado, com água não saturada na forma de uma fina névoa. A produção de pressão a altas temperaturas é fundamental para matar os microrganismos rapidamente.

A temperatura específica deve ser obtida para garantir a atividade microbicida. As duas temperaturas mais utilizadas para esterilização a vapor são 121ºC e 132ºC. Esporos de Bacillus stearothermophilus são utilizados para monitorar a eficiência da esterilização. Geralmente o tempo de exposição requerido para esterilizar suprimentos empacotados de hospitais é de 30 minutos a 121ºC em autoclave convencional ou 4 minutos a 132ºC em uma autoclave com pulsos de vácuo.

ESTERILIZAÇÃO POR ÓXIDO DE ETILENO

O óxido de etileno é um gás inflamável, explosivo, carcinogênico e, quando misturado com gás inerte, sob determinadas condições tem sido uma das principais opções para esterilização de materiais termossensíveis.

Na legislação brasileira há vários documentos que tratam das instalações para óxido de etileno e do controle de saúde dos funcionários que nelas trabalham. O seu mecanismo de ação é a alquilação das cadeias protéicas microbianas, impedindo a multiplicação celular.

O seu uso é indicado para materiais termossensiveis, desde que obedecidos alguns parâmetros relacionados com concentração de gás, temperatura, umidade e tempo de exposição.

A concentração mínima recomendada é de 450mg/l, a umidade relativa é de 20% a 40% , a temperatura entre 49-60°C. No entanto os parâmetros devem ser controlados levando em consideração a calibragem do equipamento e a validação do processo. O cuidado imprescindível a ser tomado é a aeração do material. Esta fase consiste na remoção do óxido de etileno absorvido pelos materiais.

O óxido de etileno é utilizado freqüentemente para esterilizar produtos médicos e odontológicos que não podem ser esterilizados a vapor. O óxido de etileno é incolor, inflamável e explosivo. Misturando ETO (10 a 12%) com dióxido de carbono ou clorofluorcarbono (CFC) reduz-se o risco de explosão e incêndio. Por causa dos danos do CFC a camada de ozônio, desde 31 de dezembro de 1995, CFC não é mais produzido para uso geral.

Os hospitais tem 3 alternativas para ETO-CFC: 8.5% ETO e 91.5% de dióxido de carbono: ETO misturado com hidrofluorcarbonos e 100% ETO. A atividade microbicida do ETO é considerado ser resultante da alquilação das proteínas, DNA e RNA. Aquilação ou a substituição de um átomo de hidrogênio com um grupo alquil previne o metabolismo e a replicação normal da célula.

A eficácia da esterilização por ETO depende de 4 fatores essenciais: a concentração de gás, temperatura, humidade e tempo de exposição. A operação varia de acordo com estes 4 parâmetros 450 para 1,200 mg/L, 29ºC para 65ºC, 45% para 85% e de 2 a 5 horas, respectivamente. Dentro de certas limitações, um aumento na concentração do gás e da temperatura, pode encurtar o tempo necessário para esterilizar o material.

Óxido de etileno inativa todos os microrganismos, embora esporos bacterianos especialmente Bacillus subitilis sejam mais resistentes que outro microrganismos, Conseqüentemente, o Bacillus subitilis é usado como indicador biológico. A vantagem primária do ETO é que ele pode esterilizar equipamentos sensíveis ao calor ou à umidade, sem deterioração física do material; sendo sua principal desvantagem a lentidão do ciclo de tempo, o alto custo e o seu potencial perigo para pacientes e profissionais.

O ciclo básico de esterilização por ETO consiste de 5 estágios (pré-vácuo e umidificação, introdução de gás, exposição, evacuação e esgotamento do gás com ar) sendo o período total de esterilização e aeração de 48h . A aeração mecânica de 8 a 12 horas de 50 a 60ºC remove o resíduo tóxico contido em materiais absorventes expostos. A aeração à temperatura ambiente desprende a toxicidade do ETO mas requer 7 dias a 20ºC.

GÁS PLASMA DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

O processo à baixa temperatura associado ao plasma de peróxido de hidrogênio, gerado no equipamento Sterrad® 100 (“Advanced Sterilization Products – ASP”, Johnson & Johnson) tem sido aplicado aos artigos médicos em substituição ao óxido de etileno, em hospitais do território brasileiro que realizam de 300 a 1200 procedimentos cirúrgicos mensais.

O ciclo operacional do Sterrad® 100 é curto, de 75 a 85minutos, à faixa de temperatura entre 45ºC e 50ºC, e consiste em cinco estágios, de vácuo, de injeção do peróxido de hidrogênio (58%), de difusão do mesmo, de plasma, de ventilação. O vapor de peróxido de hidrogênio à pressão de 500 mTorr, sob o impacto da energia de radiofrequência (13,56 MHz), se decompõe em radicais livres reativos, como hidroperóxidos e hidroxilas, além de água e de oxigênio.

A eficiência do ciclo de esterilização é avaliada por um sistema de bioindicador que inclui 106 esporos de Bacillus subtilis var. globigii (ATCC 9372) e/ou de Bacillus stearothermophilus ATCC 7953 por fita e por indicador químico.

O ciclo operacional do Sterrad® 100 é livre de resíduos tóxicos e de exposição ocupacional a agente danoso; e, é aplicado aos artigos médico hospitalares sensíveis tanto ao calor quanto à umidade.

Os itens são previamente embalados em envelopes de Tyvek/Mylar ou em bandejas e estas duplamente envoltas em mantas de polipropileno. No dia a dia dos hospitais verificamos vários motivos para a adoção do processo Sterrad® 100 de esterilização, dentre os quais podemos citar:

• Prevenir desgaste de corte (afiação) de itens metálicos delicados, garantindo maior durabilidade e menor freqüência de consertos e reparos.
• Prevenir oxidação de determinadas ligas metálicas de baixa qualidade, as quais não têm substituição no mercado (materiais não médicos).
• Reduzir o tempo de processo de esterilização para 75 minutos, garantir ausência de umidade e segurança (ausência de resíduos) para o paciente e para o cirurgião/enfermeira.
• Reduzir o inventário dos artigos médico hospitalares, principalmente dos itens de custo elevado de aquisição.
• Aumentar a disponibilidade e rotatividade dos artigos, principalmente críticos, e evitar excesso de inventário dos mesmos.
• Aumentar o tempo da vida útil de prateleira, principalmente de artigos metálicos de uso restrito através do acondicionamento em embalagens de (Tyvek® /Mylar®), e de manta de polipropileno, assegurando esterilidade prolongada e assim evitar desgaste desnecessário do material.

Todo processo de esterilização, para assegurar o nível de esterilidade esperado, exige que o material em questão não apresente qualquer tipo de resíduo que dificulte a difusão e acesso ao agente esterilizante. Daí advir a necessidade de programa de limpeza e desinfecção prévia dos itens médico hospitalares e odontológicos.

ESTERILIZAÇÃO POR RADIAÇÃO

Radiação é a propagação de energia a partir de um núcleo muito energético, com excesso de partículas ou cargas. Existem dois principais tipos de radiação: inonizantes e não-inonizantes.

Radiação Não-Ionizante:

No grupo das radiações não-ionizantes, temos a radiação ultra-violeta, comumente empregada nas doenças, reduzindo a contaminação do ar e nas superfícies.

A luz germicida é produzida por lâmpadas de mercúrio e é emitida numa extensão de 2537 A até 245,7 m. Sua penetração é maior quanto maior a porosidade do material (vidros, porcelanas, etc). O grau de penetração é reduzido diante da presença de sais ou materiais suspensos.

O efeito germicida da luz ultravioleta depende do tempo de exposição do material e com a sensibilidade do microrganismo à ação letal da radiação.
Luzes ultra-violetas são usadas como germicidas em superfícies, ar e água. São instalados em salas cirúrgicas de hospitais e câmaras assépticas de indústrias farmacêuticas, dutos de ar e grandes equipamentos.

Radiação Ionizante:

Esse tipo de radiação tem uma alta energia emitida proveniente dos isótopos radioativos, tais como o Co60 (raios gama) ou produzidos da aceleração mecânica dos elétrons com uma alta velocidade e energia (raios beta ou catódicos).

Raios Catódicos: elétrons ou raios beta artificialmente acelerados e que são originados da diferença entre o potencial catódico e anódico no vácuo. Pela ação de fenômenos eletrostáticos, esses raios catódicos adquirem altas velocidades, o que aumenta sua energia e poder de penetração.

Os raios catódicos não promovem uma ionização uniforme e a maior intensidade de ionização é verificada com 1/3 do limite máximo de penetração possível e que é dado pela equação:

 
Raios Gama:

Radiações de elevada energia emitidos por certos isótopos radioativos.

• Mais comum é o Co60 obtido do Co59 bombardeado por nêutrons em um reator nuclear.
• Energia Segura: a radiação emitida está muito abaixo do que seria necessário para provocar reações nucleares. O material irradiado não fica radioativo e pode ser manuseado sem riscos.

São ondas eletromagnéticas extremamente penetrantes. A escolha da dose de radiação depende dos seguintes fatores:

• Carga microbiana inicial.
• Fator de redução que se queira aplicar.
• Tipo de microrganismo.
• Sensibilidade do material.

O termo ionizante vem da capacidade desta radiação penetrar em um material, deslocando elétrons que estão orbitando os átomos constituintes deste material. O deslocamento dos elétrons carregará positivamente estes átomos, formando íons.

1. Aplicações:

O uso de radiações ionizantes é possível na esterilização de material médico-cirúrgico, descontaminação de produtos, cosméticos, matérias primas, processamento de alimentos, etc.

A radiação gama permite a recuperação de materiais contaminados como antibióticos (ampicilina, lincomicina, gentamicina), vermífugos e soluções antidiarréicas.

O alto poder de penetração da radiação permite que se trabalhe em temperatura ambiente durante a esterilização, ficando apenas o tempo de exposição e a carga microbiana como fatores que interferem no método.

2. Termossensibilidade:

Este método de esterilização não deixa resíduos e não provoca elevação da temperatura o que permite sua aplicação em produtos com elevada termossensibilidade.

3. Prazo de Validade:

O prazo de validade da esterilização por radiação gama é maior, pois, o produto pode ser esterilizado já na embalagem, mesmo sendo de plástico, que é bem mais resistente do que as embalagens necessárias quando se faz esterilização por ETO (papel).

4. Sensibilidade de alguns microrganismos:

Dosagem: entre 2 e 8 kGy

a. Bactérias Gram-negativas
b. Bactérias Gram-positivas
c. Fungos
d. Protozoários
e. Metazoários (helmintos – vermes)
f. Insetos

• Vírus e Esporos: Exigem dosagem maior.

• Esterilização Industrial: trabalha com uma margem de segurança de 20 kGy a 25 kGy (AAMI-Association of American Medical Industries).

• Tratamento de vírus (sangue, líquidos orgânicos: dosagens muito altas. Limita o processo devido à manutenção das características desses substratos.

5. Indicadores Biológicos:

• Bacillus pumilus, Streptococcus faecium, Micrococcus radodurans: muito resistentses à radiação.

6. Aspectos microbiológicos relativos à radiação gama:

Microrganismos	Dose Letal (kGy)
Fungos	1-3
Bactérias Gram-negativas	2-5
Bactérias Gram-positivas	5-10
Bactérias Anaeróbicas	10-30
Vírus	10-50

7. Mecanismo de ação esterilizante:

Quando a radiação penetra no material, ela pode deslocar elétrons que estejam orbitando os átomos deste material.

• A perda de elétrons inoniza os átomos positivamente.
• Quando usado em condições controladas e na dosagem adequada, esta radiação é capaz de destruir microrganismos nocivos.
• Nos microrganismos, a radiação ionizante atuará sobre o DNA, que será desnaturado.
• A morte celular não é instantânea (o microrganismo cresce e se alonga até a sua destruição).
• A morte celular pode ocorrer de alguns minutos a até poucas horas.
•  A ação destrutiva da radiação no interior das células se dá pela formação de radicais hidroxila que reagem com as sequências básicas e glicosadas do DNA.
•  Resulta na quebra das ligações açúcar-fosfatase e, com isso, perde-se a função de replicação do germe.
•  A ação destrutiva da radiação no interior das células se dá pela formação de radicais hidroxila que reagem com as sequências básicas e glicosadas do DNA.

• Resulta na quebra das ligações açúcar-fosfatase e, com isso, perde-se a função de replicação do germe.
• Formação de peróxido de hidrogênio, peróxidos orgânicos e radicais livres.
• A morte celular pelo impacto da radiação (ionização dos constituintes celulares) é exponencial e segue a equação:

n/no = e-d1/do
n/no : Fração dos organismos sobreviventes a dose d1.
do: dose média letal (63% de morte celular).

8. Indústria de Cosméticos:

Materiais como esponjas, aplicadores e escovas, além de diversas matérias-primas (talco, caulim, dióxido de titânio, amido, óxido de ferro, mica,etc) sofrem redução microbiológica pela esterilização por radiação.

9. Indústria de Alimentos:

Aumenta o tempo de prateleira, estocagem e pode controlar doenças que tem sua origem em alimentos contaminados (ex: salmonelose). Ainda vem sendo estudado mas na Europa e EUA vários alimentos irradiados já se encontram em comercialização.

10. Indústria Farmacêutica:

Diversos antibióticos suportam bem a exposição à radiação gama (amoxicilina, ampicilina, cefradoxila e outros), porém, a epicilina, cefapiridina, cefradina, carindacila, mezlocilina e azlocilina não suportam seus efeitos e não podem sofrer esterilização por este método.

As vitaminas hidrosolúveis como as do complexo B e a vitamina C podem sofrer esterilização por radiação, porém, as lipossolúveis como a vitamina D, E e K não podem ser esterilizadas por este método. As soluções aquosas são mais suscetíveis a radiação porque na água são produzidos espécies reativas e produtos moleculares e isto irá implicar em uma atração química entre os diversos componentes orgânicos.

11. Limitações do uso de radiação como agente esterilizante:

O equipamento necessário, altamente especializado e os efeitos da radiação sobre os produtos e recipientes onde serão acondicionados são os principais limitantes na aplicação do método.

NÍVEL DE ESTERILIDADE OU “STERILITY ASSURANCE LEVEL” (SAL)

O número de ciclos logarítmicos reduzidos na população do bioindicador define o nível de esterilidade ou “Sterility Assurance Level”(SAL) do produto final. O nível de segurança do processo define a probabilidade de falha prevista para a operação, estabelece o número final de sobreviventes (Nf) por unidade de produto e define o tempo de processo à temperatura de referência.

Os níveis de destruição e de número final (Nf) de esporos sobreviventes por unidade de produto, assumindo população inicial unitária (N0= 1 UFC), sugerem uma população sobrevivente de Clostridium botulinum de Nf = 10-12 UFC (1 unidade contaminada para cada 1012 unidades do produto) equivalente a 12 ciclos reduzidos; para bactérias mesófilas não patogênicas (Bacillus subtilis, Clostridium sporogenes) uma população final de Nf = 10-5 UFC (1 unidade contaminada para cada 105 unidades do produto) equivalente a 5 ciclos reduzidos; para bactérias termófilas não patogênicas (Bacillus stearothermophilus, Clostridium thermosaccharolyticum), Nf = 10-3 UFC (1 unidade contaminada para cada 103 unidades do produto) equivalente a 3 ciclos reduzidos.

O nível de esterilidade é o nível de certeza de ausência de multiplicação microbiana, durante a conservação e utilização de um produto; e depende da população inicial (No) do produto. O nível de segurança definido em Nf = 10-6 (uma unidade de produto contaminada em cada 106 unidades expostas) é equivalente à redução de 12 ciclos logarítmicos na população microbiana original do produto, admitindo No = 106 UFC por unidade. As medidas preventivas podem aumentar o nível de segurança para um universo superior a Nf > 10-6 UFC por unidade do produto.

INDICADORES BIOLÓGICOS

Indicador biológico consiste de um preparado de um microrganismo específico, resistente a um determinado processo de esterilização. É utilizado para qualificação de uma operação física de um aparelho de esterilização, no desenvolvimento e estabelecimento de processo de esterilização validado para um artigo específico, e na esterilização de equipamento, material e embalagens para processamento asséptico. É usado também para monitorar um ciclo de esterilização uma vez estabelecido.

O indicador biológico apresenta-se em duas formas principais, cada uma das quais incorpora uma cultura viável de uma espécie conhecida de microrganismo. Em uma, os esporos são adicionados a um veículo (disco ou tira de papel de filtro, vidro ou plástico) e embalado de modo que mantenha a integridade da carga inoculada e que o agente esterilizante exerça seu efeito quando necessário.

Em outra, os esporos são adicionados a unidades representativas do lote a ser esterilizado (produto inoculado), ou a unidades similares (produto similar inoculado). Um produto inoculado não deve afetar adversamente as características de performance dos esporos viáveis. Se o material a ser esterilizado é um líquido, e se for impraticável adicionar um indicador biológico a unidades selecionadas do lote, esporos viáveis podem ser adicionados a um produto similar, mas com a condição de que a resistência do produto ao processo de esterilização seja a mesma do produto original a ser esterilizado.

Um indicador biológico usado para monitoramento de um processo de esterilização pode ser inadequado, e pode também ser insatisfatório para validação de ciclos de esterilização que podem diferir em suas necessidades para aplicações específicas.

O uso eficiente dos indicadores biológicos para o monitoramento de um processo de esterilização requer profundo conhecimento do produto a ser esterilizado e suas partes componentes (material e embalagens) e no mínimo uma idéia geral dos prováveis tipos e número de microrganismos constituintes da carga microbiana do produto antes da esterilização.

Esporos de Bacillus stearothermophilus são usados como indicador biológico nos processos de esterilização pelo vapor úmido, esporos de Bacillus subtilis empregados nos processos de esterilização pelo calor seco e pelo óxido de etileno e esporos de Bacillus pumilus indicados para validar processos cujo agente esterilizante é a radiação iônica (USP XXIII). São considerados convenientes indicadores biológicos na esterilização pelo calor úmido, particularmente na temperatura de 121ºC.

Fita de papel filtro inoculada com número definido de esporos de uma cepa bacteriana selecionada e de conhecida resistência a um determinado tipo de esterilização é um bioindicador muito usado. O veículo inoculado deverá ser embalado individualmente, de forma que seja mantida a sua integridade, e quando usado apropriadamente sofra o efeito do agente esterilizante .

Quando usados na forma de suspensão, os bioindicadores são adicionados à unidades representativas da carga a ser esterilizada e quando impregnados em veículos deverão ser colocados em posições estratégicas, assegurando uma homogeneidade de ação em todos os pontos da câmara esterilizante .

O indicador biológico é o parâmetro escolhido para certificar-se de que o nível de esterilidade estabelecido para o produto é alcançado, conferindo a certeza de esterilidade frente à margem de segurança mínima definida de apenas 1 unidade contaminada em 106 unidades do produto processado.

DESINFECÇÃO

Desinfecção é um conjunto de operações com objetivo de eliminar os microrganismos potencialmente patogênicos, com exceção de esporos bacterianos. Em ambientes hospitalares, a desinfecção é geralmente realizada por imersão dos itens em soluções químicas ou por pasteurização úmida.

Alguns produtos que são chamados de desinfetantes podem destruir esporos quando aplicados por longos períodos de tempo. Sob estas condições estes produtos são denominados esterilizantes químicos.

Classicamente, a desinfecção é definida como o processo de destruição de microrganismos patogênicos na forma vegetativa, presentes em superfícies inertes, mediante a aplicação de agentes químicos e físicos.

Sabe-se atualmente, que a flora endógena é responsável por 80% das infecções hospitalares, sendo a maioria dos agentes etiológicos aqueles que convivem harmonicamente em simbiose com o estado normal dos mecanismos de defesa do hospedeiro.

Assim sendo o termo desinfecção deverá ser entendido como um processo de eliminação ou destruição de todos os microrganismos na forma vegetativa independente da classificação de serem patogênicos ou não, presentes nos artigos e objetos inanimados[5], a destruição de algumas bactérias em forma esporulada também pode ocorrer, mas não se tem o controle e a garantia desse resultado.

Vale ressaltar que a denominação de microrganismos patogênicos restringe-se aqueles com características de alta virulência ou alta transmissibilidade, como os que secretam exotoxinas, liberam endotoxinas, formam cápsulas, entre outros.

Ao contrário dos agentes antibióticos, que exibem um grau de seletividade para determinadas espécies bacterianas, os desinfetantes são altamente tóxicos para todos os tipos de células. A efetividade de um agente desinfetante é determinada pela grande extensão das condições em que atua, como concentração, tempo de exposição, pH, temperatura, natureza do microrganismo e presença de matéria orgânica[6].

Spaulding[7], baseando no nível de ação germicida, define três categorias de desinfetantes: de alto nível, médio e baixo níveis. A Portaria MS 15/88 classifica os germicidas a partir de seu espectro de ação com vistas á sua aplicação hospitalar: os esterilizantes devem ter ação comprovada sobre esporos; os desinfetantes são subdivididos para uso em áreas e em artigos.

Os aplicados em artigos devem ter ação comprovada contra formas vegetativas dos microrganismos, ao passo que os aprovados para utilização em áreas não necessitam comprovar laboratorialmente sua ação contra fungos e micobactérias. Existem também, os desinfetantes que devem ter espectro contra patogenos e ser de baixa toxicidade oral, pois são aprovados para aplicação em área de preparo ou consumo de alimentos.

A resposta dos microrganismos aos desinfetantes varia com inúmeros fatores, tais como: pH, temperatura, fase de crescimento dos microrganismos, presença de matéria orgânica e outros agentes químicos. A resistência dos desinfetantes pode ser uma propriedade inata do microrganismo ou ser adquirida, resultante de mutação ou aquisição de material genético.

Habitualmente, as bactérias Gram-negativas são mais resistentes do que as Gram-positivas, e isto está relacionado á sua parede celular, que apresenta uma estrutura mais complexa, com conseqüente menor permeabilidade a estes agentes.

Quando se fala em processo de desinfecção, subentende-se o uso de agentes químicos, cujos princípios ativos permitidos pelo Ministério da Saúde, através da Portaria n° 930 de 27/08/92 [8], são: aldeídos, fenólicos, quartenários de amônia, compostos orgânicos e inorgânico liberadores de cloro ativo, iodo e derivados, álcoois e glicóis, biguanidas e outros, desde que atendam á legislação especifica.

Apesar da grande oferta de produtos químicos no mercado, a escolha do mais adequado não é uma tarefa fácil. Várias características devem ser consideradas nesta seleção [9,10]:

– Amplo espectro de ação microbiana
– Inativar rapidamente os microrganismos,
– Não ser corrosivo para metais,
– Não danificar artigos ou acessórios de borracha, plásticos ou equipamentos,
– Sofrer pouca interferência, na sua atividade, de matéria orgânica,
– Não ser irritante para pele e mucosas,
– Possuir baixa toxicidade,
– Tolerar pequenas variações de temperatura de pH,
– Ter ação residual sobre superfícies quando aplicado no ambiente,
– Manter sua atividade mesmo sofrendo pequenas diluições
– Ser um bom agente umectante,
– Ser de fácil uso,
– Ser inodoro ou ter odor agradável,
– Ter baixo custo
– Ser compatível com sabões e detergentes,
– Ser estável quando concentrado ou diluído.

PRINCÍPIOS ATIVOS USADOS COMO DESINFETANTES E ESTERILIZANTES QUÍMICOS

A escolha do desinfetante, concentração e o tempo de exposição é baseado no risco de infecção associado ao uso dos artigos médico-hospitalares. Os métodos de esterilização discutidos incluem a esterilização ao vapor úmido, óxido de etileno e esterilização por gás plasma de peróxido de hidrogênio.

Quando realizados de modo adequado esses processos de desinfecção e esterilização garantem um nível de segurança adequado ao uso do material médico invasivo (crítico) e não invasivo (semi-crítico, não crítico) no paciente. No entanto isto requer um programa de procedimentos validados para limpeza, desinfecção e de esterilização, prevenindo a contaminação cruzada.

Um número considerável de agentes químicos é utilizado tanto em nível laboratorial quanto em estabelecimentos de saúde e industrias, incluindo álcoois (etanol e isso propanol), compostos liberadores de cloro, formaldeido, glutaraldeido, iodoforos, fenóis sintéticos e quartenários de amônio, entre outros.

Entretanto não existe um desinfetante que atenda a todas as situações e necessidades encontradas, sendo preciso conhecer as características de cada um para se ter subsídios suficientes para a escolha correta do produto, evitando custos excessivos e uso inadequado. A escolha do desinfetante deve levar em consideração aspectos como: espectro de atividade desejada, ação rápida e irrerversivel, toxicidade, estabilidade e natureza do material a ser tratado.

Os desinfetantes químicos aplicados a estes itens incluem:

1. Álcool
2. Hipoclorito de sódio
3. Peróxido de hidrogênio
4. Ácido peracético
5. Glutaraldeído
6. Iodo
7. Fenóis
8. Compostos quaternários de amônio

Um número considerável de agentes químicos é utilizado tanto em nível laboratorial quanto nos estabelecimentos de saúdes e indústrias, incluindo álcoois (etanol e iso-propanol), compostos liberadores de cloro (hipoclorioto de sódio e Pastilhas Presept), formaldeído, glutaraldeído, iodóforos, fenóis sintéticos e compostos quaternários de amônio, entre outros.

Entretanto não existe um desinfetante que atenda a todas as situações e necessidades encontradas, sendo preciso conhecer as características de cada um para se ter subsídios suficientes para a escolha correta do produto, evitando custos excessivos e uso inadequado. A escolha do desinfetante deve levar em consideração aspectos como: espectro de atividade desejada, ação rápida e irreversível, toxicidade, estabilidade e natureza do material a ser tratado.

I. ÁLCOOIS

Os álcoois mais empregados em desinfecção são o etanol e o iso-propanol, sendo o primeiro o mais usado nosso país, em função da disponibilidade e do baixo custo.

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

São indicados para desinfecção de baixo nível e de nível médio [ 38 ] .Os álcoois etílico e isopropílico apresentam atividade rápida sobre as bactérias na forma vegetativa (Gram–positivos e Gram–negativas). Atuam também sobre as Mycobacterium tuberculosis, sobre alguns fungos e vírus lipofílicos (atuam na capa e no capsídeo).

MECANISMO DE AÇÃO

Mecanismo de ação dos álcoois ainda não foi totalmente elucidado, sendo a desnaturação de proteínas a explicação mais plausível. Na ausência de água, as proteínas não são desnaturadas tão rapidamente quanto na presença da mesma, razão pela qual o etanol absoluto, um grande desidratante, é menos ativo do que suas soluções aquosas. Atividade bacteriostática provavelmente é devida à inibição da produção de metabólicos essenciais à divisão celular.

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

Os álcoois não possuem ação residual. Coagulam ou precipitam proteínas presentes no soro, pus e outros materiais biológicos, que podem proteger os microorganismos do contato efetivo com álcool . São inflamáveis, requerendo, portanto, cuidados especiais na manipulação e estocagem. Como evapora rapidamente sua ação é limitada, havendo necessidade de submersão de objetos para uma ação mais ampla [ 38 ] .

APLICAÇÕES

Os álcoois possuem ampla aplicação. No laboratório, é empregado para desinfecção e descontaminação de superfícies de bancadas, fluxos laminares, equipamentos de grande e médio porte e para anti-sepsia das mãos.

Nos estabelecimentos de saúde, é indicado para desinfecção e descontaminação de superfícies e artigos como: ampolas e vidros, termômetros oral e retal, estetoscópios, cabos de otoscópios e laringoscópicos, superfícies externas de equipamentos metálicos, macas, colchões e mesas de exame, entre outros.

CONCENTRAÇÕES USUALMENTE RECOMENDADAS

A concentração ideal está entre 60 a 90%, sendo que abaixo de 50% sua atividade diminui bastante [ 38 ]

EFEITOS ADVERSOS

O etanol e o iso-propanol são irritantes para os olhos e são produtos tóxicos. A freqüente aplicação produz irritação e dessecação da pele.

II. Formaldeído

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

Desinfetante de alto nível, mas como é considerado carcinogênico, sua aplicação em hospitais hoje é limitada. Ainda utilizado para tratamento de hemodializadores. No entanto esta sendo substituido cada vez mais por ácido peracético para esta aplicação [38] Formaldeído apresenta atividade nas bactérias Gram-positivas e Gram-negativas na forma vegetativa, incluindo as micobactérias fungos, vírus e esporos bacterianos. A atividade esporocida é lenta, exigindo um tempo de contato longo para a maioria das formulações.

FORMA DE APRESENTAÇÃO

O formaldeído é um gás encontrado disponível na forma líquida em soluções de 37 a 40%, contendo metanol para retardar a polimerização (formalina); e na forma sólida, polimerizado em paraformaldeído.

MECANISMO DE AÇÃO

Formaldeído inativa os microorganismos através da alquilação dos grupamento amino e sulfidrilas de proteínas e dos anéis de nitrogênio das bases purinas.

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

Formaldeído é pouco ativo a temperaturas inferiores a 20oC, aumentando a atividade em temperaturas superiores a 40oC. Ativo na presença de material orgânico. Pouco inativado por materiais naturais e sintéticos e detergentes.

APLICAÇÕES

Formaldeído é utilizado principalmente para descontaminação, através de fumigação de ambientes fechados (cabines de segurança, salas diversas, salas de envase em indústria de medicamentos estéreis, biotérios, hospitais). Em função da sua toxicidade e caráter irritante, não é recomendado para desinfecção rotineira de superfícies, equipamentos e vidraria, podendo ser utilizado em situações especiais.

Na área hospitalar,é considerado desinfetante de alto nível, tem, ainda, aplicação como esterilizante de artigos críticos termossensíveis e na desinfecção de artigos semicríticos, sendo também usado para a desinfecção de capilares dos sistemas dialisadores. No entanto está sendo substituído cada vez mais por Ácido Peracético para esta aplicação.

CONCENTRAÇÕES USUALMENTE RECOMENDADAS/TEMPO DE CONTATO

a – Para fumigação em ambientes fechados;
Com formalina: 18ml de formalina e 35ml de água por 24 horas
Com paraformaldeído: as indicações variam de 4g/ml a 10,5g/ml por 24 horas.
b – Para desinfecção: 4% (v/v) por 30 minutos.
c – Para desinfecção de capilares de sistemas dialisadores: 4%(v/v) por 4 horas
d – Para esterilização: soluções alcoólicas a 8% e soluções aquosas a 10% ou produtos comerciais aproximadamente 18 horas.

EFEITOS ADVERSOS

O formaldeído é um composto altamente tóxico. Seus vapores são irritantes para os olhos e aparelho respiratório. Causa endurecimento e branqueamento da pele, dermatite de contato e reações de sensibilização. Possui potencial carcinogênico, provocando câncer nasal através de mecanismo dose – dependente. A concentração máxima na atmosfera recomendada pelo National Institute for Occupational Safety and Health é de 1 ppm.

A Formalina sólida é vaporizada através do calor na presença de umidade. Embora seja uma opção econômica foi pouco estudada. Tem limitações na mensuração de parâmetros aceitáveis da liberação dos vapores em determinadas dimensões de materiais, além disto, os resíduos são tóxicos e podem danificar alguns instrumentos[38].

III. Glutaraldeído

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA:

A solução de glutaraldeido é uma das que têm sido mais utilizadas nos últimos anos para tratamento de materiais termosensíveis. Ela tem sido escolhida, de forma geral pelo numero de caracteristicas que apresenta como sendo vantagem, em detrimento das suas desvantagems. Como existem inúmeras publicações na área de controle de infecção hospitalar sobre esta solução os profissionais têm recomendado seu uso com segurança.

Um dos maiores problemas de controle de infecções é relacionado a materiais criticos ou Semicriticos termosensíveis que necessitam sofrer descontaminação para que possa ser utilizado com segurança nos pacientes. Materiais de terapia respiratoria e endoscopia, por exemplo, têm como uma das principais alternativas de tratamento, o uso de glutaraldeido.

Esta solução apresenta a desvantagem da toxicidade para manipulação pelos profissionais. Por este motivo , como a maioria das soluções quimicas, seu manuseio exige o uso de equipamentos de proteção individual. Os residuos também permanecem nos materiais tratados quando não forem bem enxaguados.

Apesar desta desvantagem a caracteristica positiva mais evidente é o amplo espectro de ação que permite a utilização segura para pacientes independentemente do tipo de patologia e tipo de microrganismo possivelmente associado á contaminação do material.

Glutaraldeído possui amplo e rápido espectro de atividade, considerado desinfetante de alto nível. Mais utilizado para tratamento de materiais termo sensíveis, agindo sobre bactérias na forma vegetativa, incluindo micobactérias, fungos, vírus e esporos bacterianos, possuindo excelente atividade esporicida quando comparado a outros aldeídos como formaldeído e o glioxal.

A atividade micobactericida é relativamente mais lenta. Existe uma complexa relação entre os parâmetros de concentração, temperatura e pH. A atividade de soluções aquosas ácidas é consideravelmente mais baixa do que as soluções ativadas alcalinas, com pH de 7,5 a 8,5.

A ativação é feita com agentes alcalinizantes, por exemplo, 0,3%(m/v) de bicarbonato de sódio. A concentração usualmente indicada é de 2%. Com o aumento da temperatura, a diferença entre as soluções ácidas e alcalinas diminui. Um outro problema apresentado por estas soluções é a polimerização.

As soluções ácidas são estáveis por longos períodos, enquanto as soluções ativadas alcalinas tendem a polimerizar rapidamente, com perda correspondente da atividade antimicrobiana, pois ocorre queda na concentração do dialdeído livre, que é essencial para a ação biocida.

MECANISMO DE AÇÃO

A atividade biocida e inibitória do glutaraldeido é devida à alquilação dos grupos sulfidrila, hidroxila e amino encontrados nos microorganismos, alterando os ácidos nucléicos e a síntese de proteínas. O mecanismo de ação sobre os esporos ainda não foi bem elucidado. Baixas concentrações inibem a germinação de esporos de Bacillus subtilis e Bacillus pumilus e concentrações mais altas 2%, são esporicidas.

Glutaraldeído é um dialdeído, usado como desinfetante e esterilizante de artigos críticos e semi-críticos, possui grande espectro de atividade contra bactérias, gram-positivas e negativas, esporos bacterianos, fungos e vírus.

O mecanismo de ação do glutaraldeído envolve uma associação forte com as camadas tanto externas quanto internas das células bacterianas, também inibe a germinação dos esporos bacterianos e posterior desenvolvimento.

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

A utilização ampla de produtos à base de glutaraldeído deve-se às suas características especiais: ativo na presença de material orgânico, pouco inativado por materiais naturais e sintéticos e detergentes. Não coagula material protéico e não é corrosivo para os metais, materiais de borracha , lentes e cimento de materiais óticos.

APLICAÇÕES

Glutaraldeído é usado, principalmente, como esterilizante e desinfetante de equipamento médico – cirúrgicos que não podem ser submetidos a métodos físicos de esterilização. É extremamente empregado para desinfecção rigorosa de endoscópios de fibra ótica, para equipamento de anestesia gasosa, artigos metálicos e equipamentos de aspiração.

Em nível laboratorial, também é indicado para recipientes de descarte de material, apesar de não ser uma prática no nosso país, devido ao alto custo destes produtos. Apesar desta desvantagem a característica positiva mais evidente é o amplo espectro de ação que permite a utilização segura para os pacientes independentemente do tipo de patologia e tipo de microrganismo possivelmente associado á contaminação do material.

Não é indicado para desinfecção de superfícies de maneira rotineira, somente em situações especiais.

FORMULAÇÕES/TEMPO DE CONTATO

Produtos comerciais se apresentam geralmente em formulações contendo 2% de glutaraldeído em soluções ácidas, que são ativadas através de agentes alcalinizantes. Uma vez ativadas, estas soluções possuem um prazo de validade limitado, geralmente de 14 dias. Também encontram – se disponíveis formulações ácidas estabilizadas com 2% de princípio ativo, cujo prazo de validade, após ativação, é de geralmente 28 dias.

Novos produtos contendo associações com compostos fenólicos tem sido desenvolvidos e avaliados. É considerado esterilizante químico aumentando o tempo de exposição para 8 a 10 horas, pois destrói também alguns tipos de esporos. Mesmo em concentrações abaixo de 2% é ativo contra diversos vírus e diversas bactérias em forma vegetativa .

O tempo de 20 minutos após a limpeza meticulosa é considerado suficiente para posterior utilização segura de endoscópios em pacientes. Para os chamados virur lentos, e prions ainda não foi identificada atividade germicida quando expostos aos aldeídos.

Os tempos de contato preconizados são de 30 minutos para desinfecção e em torno de 10 horas para esterilização.

EFEITOS ADVERSOS

Glutaraldeído é um composto tóxico, irritante para a pele, mucosas e olhos porém em menor grau do que o formaldeído. Provoca dermatite e sensibilização da pele. O limite de exposição máximo recomendado na Inglaterra é de 0,2ppm.

Aplicação dos Aldeídos como agente esterilizante.

O agente químico mais utilizado na esterilização é o glutaraldeido a 2%, por um período de exposição de oito a doze horas. É indicado para esterilização de artigos críticos termossensiveis como acrílicos, cateteres, drenos, náilon , silicone e outros [2]. O formaldeido pode ser usado como esterilizante, tanto no estado líquido como no gasoso.

Usualmente, o tempo mínimo de esterilização é de 18 horas, tanto para a solução alcoólica a 8% quanto para solução aquosa a 10%. O seu uso é limitado pelos vapores irritantes, carcinogenicidade em potencial, odor característico desagradável mesmo em baixa concentração (1ppm).

IV. Compostos liberadores de cloro ativo:

Existe um número razoável de compostos liberadores de cloro ativo disponíveis para alvejamento e desinfecção em diversas áreas.
Os compostos mais comumente utilizados são os inorgânicos: hipoclorito de sódio, cálcio, lítio; e os orgânicos: ácido dicloisocianúrico.

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA:

Pode ser utilizado como desinfetante de baixo a alto nível, quanto maior a concentração e ou tempo de exposição maior o espectro de ação.Tem amplo espectro de ação, chegando a ter ação sobre esporos de B.subtillis .Atua a concentraçãoes baixas como 25 ppm para microrganismos mais sensiveis. Mais usualmente utilizado em concentração de 1000 ppm[38] .

Atualmente é o desinfetante mais utilizado devido sua ação rápida, baixo custo e espectro de ação [38]. Os compostos liberadores de cloro são muito ativos para bactérias na forma vegetativa gram-positivas e gram-negativas, ativos para micobactérias, esporos bacterianos, fungos, vírus lipofílicos e hidrofílicos. Quanto maior a concentração e ou o tempo maior o espectro de ação,podendo ser utilizado como desinfetante de baixo e alto nível.

A forma ativa é o ácido hipocloroso (HOCL), que é formado em soluções com pH de 5 a 8. Os íons hipocloritos (OCL-), que predominam nas soluções alcalinas fortes, constituem a forma menos ativa.

A eficácia do cloro decresce com o aumento do pH e vice-versa, paralelamente á concentração da forma não dissociada do ácido hipocloroso.

MECANISMO DE AÇÃO

Mecanismo exato através do qual o cloro ativo destrói microorganismos ainda não foi demonstrado experimentalmente. Algumas teorias são sugeridas como: combinação com proteínas da membrana celular formando compostos tóxicos e inibição de reações enzimáticas essenciais, entre outras suposições. Em vírus, os compostos liberadores de cloro ativo denaturam os ácidos nucléicos.

CARACTERISTICAS IMPORTANTES

Os desinfetantes à base de cloro reagem rapidamente com a matéria orgânica, incluindo sangue, fezes e tecidos. Sua atividade é dimunuida marcadamente, sendo o grau de inativação proporcional à quantidade de material presente.

Portanto, a concentração de cloro disponível no processo de desinfecção deve ser alta o suficiente para satisfazer a demanda do cloro (cloro consumido pela carga orgânica presente) e fornecer cloro residual suficiente para destruir os microorganismos.

Este fato deve ser cuidadosamente considerado quando se aplicam estes compostos para desinfecção e descontaminação de superfícies e objetos contendo sangue e outros fluidos corpóreos.
São também inativados por matéria natural não protéica e plásticos. São incompatíveis com detergentes catiônicos.

Os hipocloritos são muito instáveis, sendo a estabilidade dependente de fatores como concentração , temperatura, pH, luz e metais. Soluções concentradas (100.000 ppm de cloro ativo) são mais instáveis do que as diluídas. Altas temperaturas reduzem a estabilidade.

Embora a atividade antimicrobiana seja favorecida em pH mais baixo, a estabilidade dos hipocloritos diminui. Para combinar estabilidade durante a estocagem com boa atividade microbiocida quando em uso, as soluções de hipoclorito devem ter quantidade adequada de hidróxido de sódio para manter o pH alto durante o armazenamento e capacidade de tam ponamento de forma que o pH decaia quando diluídas para uso.

A decomposição fotoquímica ocorre com soluções expostas à luz. Estas características evidenciam a necessidade do armazenamento em frascos opacos, ao abrigo da luz e do calor.

A decomposição catalítica ocorre na presença de íons, metais pesados, cobalto, manganês, níquel e ferro, produzindo cloreto e oxigênio.
Ácido dicloroisocianúrico é mais estável, principalmente quando estocado em local seco, e é menos inativado por material orgânico ( Coates & Wilson, 1989 ). São menos corrosivos para metais do que os hipocloritos.

Os hipocloritos são corrosivos para metais, às concentrações de 10ppm. Objetos de prata e alumínio são os mais atingidos, mas instrumentos de aço inoxidável também são danificados nas altas concentrações normalmente empregadas.

APLICAÇÕES

Os compostos liberadores de cloro ativo tem uma ampla aplicação em diversas áreas.
Sua aplicação dependerá da concentração. Basicamente é utilizado em superficies fixas. Embora existem recomendações para materiais de terapia respiratória porém os resíduos de coloro, principalemnte com o uso prolongado se tornam impedimento. Atualmente é utilizado e recomendado para tratamento de tanques e tratamento de água [38].

No laboratório, são apropriados para desinfecção em geral de objetos e superfícies inanimadas, inclusive as contaminadas com sangue e outros materiais orgânicos e para recipientes de descarte de materiais.

Nos estabelecimentos de saúde tem aplicação para desinfecção de superfícies e artigos semi-críticos não-metálicos e artigos de lactários.

São ainda recomendados para uma variedade de finalidades, entre elas desinfecção de água para o consumo humano e para processos industriais, águas de piscinas, alimentos e superfícies relacionadas.

FORMULAÇÕES

As soluções de hipoclorito de sódio disponíveis para comercialização se apresentam em concentrações em torno de 5% a 12% (reagente químico), a 2% na forma de água sanitária.
Os hipocloritos de cálcio e lítio são compostos sólidos e os isocianúricos são comercializados na forma de pó, usualmente contendo os detergentes.

CONCENTRAÇÕES USUALMENTE RECOMENDADAS/TEMPO DE CONTATO

1 – Desinfecção/descontaminação de superfícies – 10.000 ppm por 10 minutos de contato.
2 – Desinfecção em lactários – 200 ppm por 60 minutos de contato.
3 – Desinfecção de inaloterapia e oxigenoterapia não metálicos – 200 ppm por 60 minutos.
4 – Desinfecção de artigos semicríticos – 10.000 ppm por 30 minutos.
5 – Recipientes de descarte de materiais – 10.000 ppm.

V. COMPOSTOS QUATERNÁRIOS DE AMÔNIO

Os quartenários de amônia são substâncias detergentes catiônicas com propriedade germicida, sendo derivados orgânicos da amônia, com um hidrogênio pentavalente em sua fórmula ligado a quatro radicais orgânicos com 8 a 18 átomos de carbono. São ativos particularmente contra bactérias Gram-positivas, mas falham contra Gram-negativas, sendo a P. aeruginosa,E.coli e Salmonella typhimurium resistenetes á sua ação.

Suas soluções podem ser contaminadas pelas bactérias Gram negativas. Também não atuam contra micobactérias. Os vírus são mais resisitentes que os fungos, atuando principalmente sobre os vírus lipofilicos, como o HIV e HBV.

São considerados germicidas de baixo nível, mas de baixa toxicidade podendo ser empregados em alimentos e áreas que entram em contato com sua produção. Seu uso como anti-septico (0,1 a 0,5% ) tem sido questionado devido ao risco de contaminação das suas soluções, mas são comercializadas soluções para anti-sepsia da oro-faringe com cloreto de cetilpiridium (Cepacol).

Podem ser empregados como preservativo em colírios e utilizados como shampoos anti-caspa, creme rinse e agentes amaciantes de roupa.Também são empregados na desinfecção ambiental, embora atualmente tenha sido questionada a importância do emprego de germicidas em superficies fixas com o proposito de controlar infecção hospitalar.

Os compostos quaternários de amônio são agentes onde o átomo de nitrogênio do grupo amônio possui uma valência de cinco, sendo quatro dos substituintes radicais alquila ou arila e o quinto um haleto (cloreto), sulfato ou similar.

Cada composto possui caraterística antimicrobianas próprias que dependem da distribuição e do tamanho das cadeias dos radicais. Alguns compostos frequentemente utilizados são: cloretos de alquildimetilbenzilamônio e cloretos de dialquildimetilamônio.

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

De uma maneira geral, os compostos quaternários de amônio são muito efetivos para bactérias Gram-positivas e efetivos em menor grau para as Gram-negativas. São ativos para alguns fungos e para vírus não-lipídicos. Não apresentam ação letal para esporos bacterianos, e para micobactérias.

MECANISMO DE AÇÃO

A ação bactericida é atribuida à inativação de enzimas responsáveis pelos processos de produção de energia, desnaturação de proteínas celulares essenciais e ruptura da membrana celular.

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

Os quaternários de amônio são fortemente inativados por proteínas atráves de processo de adsorção, por uma variedade de materiais naturais e sintéticos e por detergentes não-iônicos e sabões. São influenciados negativamente pela presença dos íons cálcio e magnésio presentes na água dura. Podem danificar borrachas sintéticas, cemento e alumínio. O pH ideal é o alcalino (9-10) ; valores de pH abaixo de 7,0 são desfavoráveis. Possuem efeito residual.

APLICAÇÃO

São recomendados para desinfecção de superfícies não críticas como pisos, mobiliário e paredes.
Apropriados para desinfecção de superfícies e equipamentos em todas as áreas relacionadas com alimentos.

FORMULAÇÕES

São apresentados em formulações complexas e concentradas, contendo um ou mais princípios ativos, que devem ser diluidas de acordo com a recomendação do fabricante.

EFEITOS ADVERSOS

Os compostos quaternários de amônio apresentam baixa toxicidade, porém podem causar irritação e sensibilização da pele. Inativados por tensoativos,resíduos aniônicos e proteínas. Algumas formulações são inativadas por água dura. Baixo nível de toxicidade direta,mas poluente ambiental [38].

VI. Álcool Iodado

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

É um potente agente bactericida, considerado de nível médio, mais comumente utilizado como anti-séptico. No entanto tem aplicação como desinfetante de materiais também [38] , virucida, fungicida. As soluções de iodo são rapidamente inativadas por proteínas, por substâncias plásticas e por substâncias naturais em menor grau. São inativados por detergentes não iônicos.

MECANISMO DE AÇÃO

O iodo é altamente reativo e sua ação microbicida se dá pela combinação com proteínas por ação química ou adsorção.

APLICAÇÕES

Anti-sepsia complementar da pele após a lavagem das mãos e antes de procedimentos invasivos sem efeito residual. Bacias com soluções são contra-indicadas por facilitarem a deterioração, evaporação e contaminação.
Em curativos as soluções aquosas de iodo são indicadas nas concentrações de 0,5 a 1% de iodo. Essas diluições devem ser preparadas a partir de soluções oficiais.

FORMULAÇÃO

Na concentração de 1:20.000 exerce ação bactericida em 1 minuto de exposição e destrói esporos bacterianos em cerca de 15 minutos. A eficácia da solução não é prejudicada pela presença de matéria orgânica desde que a concentração do iodo não seja baixa (<0,1%).

TOXICIDADE

A toxicidade local do iodo é baixa, entretanto, provoca ressecamento e irritação da pele e ocasionalmente pode levar a reações de hipersensibilidade caracterizadas por febre e erupção cutânea de tipos variados.

VII. Peróxido de Hidrogênio

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

Desinfetante de alto nível, principalmente para materiais termo sensíveis[38].Possui ampla e rápida eficácia sobre bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, a inativação de microrganismos é dependente do tempo, temperatura e concentrações, existem inumeros estudos na literatura onde foram demonstradas atividades de 10 a 60 minutos em concentrações varíaveis de 0,6 a 7,5%[38].

Ainda não está disponivel no mercado brasileiro uma solução com as caracteristicas especificas para uso como desinfetante.

Nos EUA e Europa a solução é comercializada de 6 a 7,5% para uso em materiais[38] . Devido a sua sensibilidade à luz e ao calor, não é eficaz se for mantido durante muito tempo incubado à temperaturas maiores que a ambiente.

MECANISMO DE AÇÃO

Há estudos recentes sobre a ação do peróxido de hidrogênio que sugerem que o processo de morte celular envolve a produção de radicais hidroxilas, no meio intracelular.

CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES

Os peróxidos são alguns dos mais fortes oxidantes conhecidos, sendo comprovadamente mais eficazes que permanganato de potássio, e compostos clorados. Apresenta níveis de segurança elevados, já que é um metabólito natural do organismo, e como é extremamente miscível com a água as diluições possuem uma margem de erro desprezível.

É muito versátil, pois dependendo da concentração pode inibir o crescimento bacteriano ou mesmo estimulá-lo, desde que em ensaios específicos. Outra característica importante é a seletividade, pois pode ser usado de diversas maneiras onde seu poder de ação pode ser direcionado, simplesmente por ajuste das condições de reação (pH, temperatura, tempo de reação, catalisador, etc).

APLICAÇÕES

Pode ser aplicado em ambientes, ar, água, material de descarte, meios de cultura, superfícies como antisséptico e desinfetante.

CONCENTRAÇÃO

A concentração varia de acordo com a utilização. Devido à sua característica oxidante, as menores concentrações apresentam resultados mais confiáveis. Nos ensaios realizados neste trabalho ultilizou-se concentrações que variaram de 0,14v/v a 5v/v.

O peróxido de hidrogênio apresenta-se na forma liquida, gasosa e de plasma. De acordo com Rutala[5], a concentração da solução do peróxido de hidrogênio liquida deve ser 3 a 25%; é considerados esterilizantes químicos ou desinfetantes de alto nível, inativando vírus, bactérias, bacilos da tuberculose e fungos, com resultados variáveis para esporos. É altamente oxidante podendo ser ativo em presença de matéria orgânica, sendo tóxico, irritante de pele e olhos.

Seu mecanismo de ação é a produção de radical Hidroxila (OH-) livres, que atacam as membranas lipídicas de DNA e outros elementos da célula microbiana.

Este mecanismo pode ser inativado pela catalase produzida nos sistemas citocrômicos de microrganismos aeróbios e anaeróbios, o que resulta na degradação do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio.

O seu uso está sendo difundido como substituto do glutaraldeido, na desinfecção de alto nível dos endoscópios, com concentração de 3% por 6 a 8 min. De acordo com as recomendações de seu rótulo, ele promove desinfecção de alto nível após exposição de 30 min e esterilização, quando o tempo é de 6h.

APLICAÇÕES

Concentrações menores têm sido utilizadas para ambiente e auxilio na remoção de matéria orgânica aderida a materiais. Como outras soluções químicas, a perda da atividade pode ocorrer por diluição, por secagem incompleta , deve ser monitorada regularmente. Quando a concentração estiver abaixo de 6% deve ser desprezada.

EFEITOS ADVERSOS

Sintomas de superexposição são irritaçào nos olhos, nariz e garganta, processos de inflamação das córneas, eritemas, erupções dérmicas, e manchas na pele (ação alvejante).

VIII. Ácido Peracético

Desinfetante de alto nível , sua aplicação mais conhecida é em Hemodialise . Nos EUA é indicada para uso em endoscópios, instrumentos de diagnósticos e outros materiais submersíveis[38] O ácido peracético atua de forma semelhante ao peróxido de hidrogênio, pois libera moléculas de H2O2. Apresenta valor de pH muito ácido, próximo de 1 em sua forma concentrada, e a diluição não aumenta consideravelmente o pH, de maneira que este deve ser corrigido, para que sua acidez não seja responsável pela inibição do crescimento bacteriano.

O ácido peracético é um agente químico que esta sendo utilizado como esterilizante para alguns materiais termossensiveis como, por exemplo, os cateteres. A Portaria n° 15 de 23 de Agosto de 1988 inclui este principio ativo para uso com finalidade desinfetante e esterilizante. É reconhecido como esporocida em baixas concentrações ( 0,0001 a 0,2%), e tem como principal vantagem os produtos de sua decomposição, que não são tóxicos, a saber: acido acético, água, oxigênio e peróxido de hidrogênio.

O seu mecanismo de ação não é completamente esclarecido, entretanto como agente oxidante atua na desnaturação das proteínas, com perda da permeabilidade celular e oxida os radicais sulfidril e súlfur das proteínas, enzimas e outros metabólitos[5].

Apresenta ação bactericida e fungicida em cinco minutos de exposição, em concentrações até 100 ppm, na ausência de matéria orgânica, ou de 200 a 500 ppm na presença desta. A propriedade viruscida é demonstrada em concentrações de 12ppm, para inativar vírus hidrofílicos necessita de 15 minutos a 2.500ppm. Esporos são inativados em até 20 minutos de exposição à concentração de 10.000ppm.

ACIDO PERACETICO + PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO (MINNCARE).

Desinfetante de alto nível, não deve ser utilizado em materiais como cobre ou bronze, possui boa compatibilidade com plásticos. Possui um odor menos forte que o glutaraldeido, porém pode causar irritação nos olhos e árvore respiratório, necessitando de equipamento de proteção individual para o seu manuseio[38]. No Brasil esta iniciando sua comercialização, as concentrações recomendadas para uso é de 0,2 a 0,35% de ácido peracético.

Normatização dos desinfetantes no Brasil

Os desinfetantes esterilizantes químicos pertencem à classe denominada saneantes com ação antimicrobiana. Tais produtos estão submetidos ao regime de vigilância sanitária conforme as Leis 6360/76 e 6437/77.

Para serem comercializados no país devem ser registrados junto ao Ministério da Saúde. Este registro possui a validade de cinco anos, e ao fim deste prazo, o fabricante deve revalidá-lo.

As normas específicas para o registro dos saneantes com ação antimicrobiana são objeto da Portaria DISAD 15/88 (Brasil, 1988), que contém as definições, classificação e requisitos específicos e de rotulagem. São descritos os microorganismos frente dos quais os produtos devem apresentar atividade e incluídos uma lista de princípios ativos permitidos a tabelas para classificação toxicológica.

De acordo com a Portaria acima referida, os saneantes com ação antimicrobiana são classificados, no nosso país, da seguinte maneira:

DESODORIZANTES
Desinfetantes
1 – de uso geral;
2 – para indústria alimentícia;
3 – para piscinas;
4 – para lactários;
5 – hospitalares para superfície fixas;
6 – hospitalares para artigos semicríticos.

ESTERILIZANTES
Em relação ao controle de qualidade dos produtos aqui abrangidos, o Instituto Nacional de Controle em Saúde da Fundação Oswaldo Cruz (INCQS/FIOCRUZ) é o órgão de referência Nacional para as questões tecnológicas e normativas referentes aos insumos, produtos, ambiente e serviços vinculados à Vigilância Sanitária. Na área dos saneantes, o INCQS realiza análises laboratoriais para verificação antimicrobiana, avaliação química e toxicológica, em atendimento às exigências legais vigentes e nos programas sistemáticos de avaliação da qualidade de produtos.

FONTE:

Farmacopéia Brasileira 4ª Edição

Apostila de autoria do Prof. Luis Carlos Neves

a. Conceito de Liofilização:

Denomina-se liofilização, ou “freezing-drying”, à técnica de secagem de qualquer material após congelamento prévio. Através desta técnica a água congelada é removida por sublimação (passagem direta da substância do estado sólido para o gasoso). Em geral, a sublimação é efetuada em pressões reduzidas, criando-se um vácuo no interior do equipamento.

A principal característica de um produto liofilizado é o seu aspecto “esponjoso” e tem como principal propriedade a hidrofilidade do liofilizado (avidez por água), que torna o produto liofilizado facilmente ressuspenso.

b. Aplicação:

A técnica de secagem por liofilização encontra grande aplicação no caso de produtos de origem biológica, que nos processos tradicionais sofrem algum tipo de deteriorização. Produtos termolábeis ou aqueles de natureza complexa e que sofrem alterações por determinados agentes como calor, oxigênio e umidade devem sofrem secagem por esta operação unitária.

c. Vantagens e desvantagens:

As principais vantagens relacionadas à liofilização são:

• A liofilização é efetuada a baixas temperaturas. Não ocorre alteração química das substâncias suscetíceis à deteriorização pelo calor.
• Também devido à temperatura de processo ser baixa, a perda de constituintes voláteis é minimizada.
• O produto liofilizado apresenta estrutura esponjosa, o que facilita a redissolução na concentração que se queira ou mesmo a reprodução fiel das condições anteriores à aplicação da técnica.
• Inibição no desenvolvimento de microrganismos ou eventuais reações enzimáticas que possam contribuir para a alteração química ou mesmo degradação do produto ainda durante a secagem.
• O produto liofilizado apresenta uma resistência infinitamente maior à propagação de microrganismos devido à concentração de água residual no produto liofilizado ser mínima e tornar impossível a subsistência de algum microrganismo.
• Produtos que sofrem coagulação (Ex:hemoderivados, lácteos) quando submetidos a processos de secagem convencionais não apresentarão mais este problema após a liofilização.

Entre as desvantagens na utilização do método temos:

• Aumento no tempo e manipulação do processo.
• Necessita de diluentes esterilizados na reconstituição
• Custo e complexidade do equipamento

Teoria da Liofilização:

O ponto fundamental do processo está em se evitar a fusão do gelo durante a operação, o que só será possível caso se trabalhe abaixo do ponto triplo da água:

Temos que em pressões e temperaturas abaixo da do ponto triplo, a água só poderá existir na forma sólida (gelo) ou gasosa. Existem, portanto, duas fases fundamentais para uma boa secagem: a congelação prévia do material e a, subsequente, sublimação do gelo formado, estando esta etapa intimamente ligada ao problema da condensação dos vapores que possam ser liberados durante a operação.

PRIMEIRA ETAPA – CONGELAMENTO DO MATERIAL

Quando efetuamos o congelamento de forma tradicional e lenta de um determinado material em um processo de liofilização estaremos disponibilizando a ocorrência de dois fenômenos:

1. Presença da sobre-fusão:

 Fenômeno que ocorre com a água quando presente em estruturas capilares (onde a movimentação das moléculas é reduzida).
 A água permanece líquida mesmo atingindo a temperatura de congelamento. Este fenômeno é instável e pode ser contornado pela variação da temperatura ou mecanicamente.
 As dimensões dos cristais de gelo dependem exclusivamente da velocidade do congelamento: se for lenta, teremos cristais maiores e mais irregulares e se for rápida, teremos a formação de mais núcleos de cristalização, de maior uniformidade e de dimensões menores do que quando se efetua a cristalização lenta.

– Vitrificação: Fenômeno que pode ocorrer durante a cristalização da água quando efetuada em temperaturas muito baixas. Neste fenômeno ocorre a formação de um agrupamento das moléculas de água em um estado amorfo, como vidro, o que implica em maior demora na cristalização.

Além destes dois fenômenos recorrentes à cristalização de uma solução aquosa, devemos levar em conta que no caso de soluções aquosas ocorrerá um retardamento no tempo de cristalização (cada solução salina terá um referido abaixamento crioscópico – Ex: cloreto de sódio é -0,5°C).

Uma cristalização convencional separa apenas o gelo no estado puro e a solução na fase líquida tende a se acumular nos interstícios entre os cristais. A concentração de sais dentro da fase líquida (interstício) aumenta gradualmente atingindo dez vezes seu valor inicial para T = -6°C. A solução intersticial só congela em T= -21°C: Neste ponto teremos a formação de um eutético de cristais de gelo e NaCl.2H2O.

No caso dos produtos de origem biológica temos a presença de inumeras substâncias de elevado peso molecular e que se encontram presentes na forma coloidal no interior das células (proteínas, enzimas). Esse equilíbrio coloidal será rompido quando se efetuar um congelamento e descongelamento lentos, pois, teremos a formação de uma solução coagulada (desnaturada). (Exemplos: gema de ovo, solol )

MECÂNICA DO CONGELAMENTO:

Consta de duas etapas:
– Formação de cristais de gelo: O problema nesta fase está relacionado ao congelamento prévio do gelo, formando soluções hipertônicas onde o congelamento só se dará após atingir o ponto de eutexia (sobre-fusão). O contato dos produtos bioquímicos com as soluções hipertônicas gera sua degradação devido a fatores como a elevada pressão osmótica.
– Formação das misturas eutéticas: A cristalização será total quando se atinje a chamada temperatura de eutexia (ponto eutético). Toda a fase líquida se torna sólida e se afasta o risco das soluções hipertônicas.

CONTROLE DA ETAPA DE CONGELAMENTO:

DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DE CONGELAMENTO TOTAL (EUTEXIA):

É possível se determinar a temperatura de eutexia de uma solução através da análise da condutividade térmica do material. Os canículos de solução hipertônica são bons condutores de corrente elétrica e o valor da resistência elétrica do sistema irá aumentar à medida que o congelamento ocorre.

ANÁLISE TÉRMICA DOS SISTEMAS CONGELADOS:

Determina o comportamento termodinâmico à baixa temperatura do sistema que iremos
liofilizar. Utiliza o método de análise térmica diferencial, que seria a evolução da temperatura em função do tempo durante o congelamento ou durante o aquecimento.

CONGELAMENTO RÁPIDO:

O congelamento deve ser o mais rápido possível de forma a se utilizarem temperaturas finais de -80°C (neve carbônica) e -196°C (azoto líquido).

SEGUNDA ETAPA: SUBLIMAÇÃO DO GELO

A pressão no interior do aparelho de liofilização é que irá condicionar o regime de circulação de vapor da câmara A para a câmara B.

Câmara A: Secagem do material

A pressão utilizada na câmara A deverá corresponder à pressão de vapor da água à baixa temperatura (temperatura da liofilização do material congelado). A
mudança de fase só ocorre quando atingido este valor de pressão (que por ser em temperatura menor que a ambiente, será também menor que a pressão atmosférica).
Existem dois tipos de fluxo do vapor sublimado:

 Fluxo Difuso: Acontece quando se utilizam pressões entre 10-1 e 10-2 mmHg.
 Fluxo Molecular: Acontece quando se utilizam pressões menores que 10-3 mmHg.

À medida que o vapor sublimado é transferido da câmara A para a câmara B, ocorrerá uma diminuição na temperatura do material congelado (t). A queda na temperatura pode extinguir a sublimação, uma vez que ao mudar a temperatura, muda-se o valor da pressão de vapor da água. É necessário, portanto, manter a temperatura constante durante toda a liofilização. Para manter esta temperatura constante se fornece calor de forma constante na câmara de secagem (A).

Caso a liofilização seja efetuada a -30°C, o valor do calor fornecido deverá corresponder ao valor do calor de sublimação do gelo nessa temperatura (Q = 672 cal/g°C).
A secagem por liofilização pode ser dificultada por dois efeitos:

 Resistência do material congelado:

Sabe-se que a secagem tem início na superfície do material. À medida que se forma uma crosta de material seco na superfície, aumenta-se a resistência à passagem do vapor sublimado uma vez que diminui o contato direto entre o calor e o material a sublimar. No interior do material, o vapor deverá sair pelos canículos formados durante a etapa de congelamento e que quando finalizada a liofilização darão o aspecto esponjoso do material liofilizado. Esta resistência é aumentada de acordo com o tipo de cristais formados (maiores) e se existirem misturas eutéticas.

 Resistência do aparelho:

O regime de circulação mais comum na liofilização é o difusivo. A resistência do equipamento varia com a distância entre as câmaras A e B e com a diferença de pressão entre ambas. Assim, quanto menor a distância entre as
câmaras e maior a diferença de pressão entre elas, maior será o fluxo de vapor sublimado.

O grande problema ligado à secagem está no risco da fusão dos eutéticos durante a sublimação. O controle é feito pela quantidade de calor fornecida no aparelho e que deve ser suficiente para a sublimação sem, no entanto, ocorrer a fusão do material. Este calor provoca um pequeno aumento na temperatura, porém, de maneira controlada.

A pressão reduzida é criada por dois tipos de aparelhos:

 Bombas Rotativas: Óleo com pressão de vapor baixo e um rotor. O rotor aspira uma quantidade de vapor que será expelida para o exterior para o óleo.
 Bombas de Difusão: Gera mais vácuo e é utilizado em liofilizadores que trabalham a -40°

C. Trabalha com o seguinte princípio: Quando uma corrente de ar atinge um orifício de um tubo aberto, cuja outra extremidade está mergulhada en um líquido volátil, os líquidos/vapores são aspirados no tubo. O líquido volátil utilizado pode ser silicone, mercúrio ou outro óleo.

O risco na manipulação destas bombas está na contaminação do óleo pela umidade removida. Caso isso aconteça, a pressão interna na câmara A sobe e, com isso, diminui o vácuo e a eficiência da sublimação.

Câmara B: Condensação
Trata-se de um sistema onde bombas trabalham associadas a um sistema de condensação. Caso mantivéssemos o material sublimado sob a forma de gás na câmara B, o volume ocupado pelo mesmo inviabilizaria o processo, uma vez que seria necessário um equipamento de grandes dimensões.

Ex: 1 g vapor ocupa 10 m3 a pressão 10-1 mmHg (pressão interna na câmara B)
Para contornar este problema, na câmara B temos além da diferença de pressão em relação a A, uma diferença de temperatura. A temperatura na câmara B deverá ser inferior à temperatura na câmara A para que o vapor sublimado entre na câmara B e fique retido sob a forma de gelo (volume menor que o ocupado por um gás).

1. Introdução.

A liofilização pode ser definida como processo de secagem de uma substância congelada no qual a maior parte de água é removida diretamente por sublimação, sem passar pelo estado líquido.

O material é mantido congelado do início ao fim do processo, mantendo os constituintes originais e a forma estrutural inicial. O produto liofilizado tem aparência porosa, podendo ser reconstituído imediatamente à forma original, pela adição de água. O tempo de vida útil é elevado se comparado a um produto não liofilizado. Como a quantidade de água do material é reduzida, diminui-se a possibilidade de ocorrerem reações de oxidação ou ação enzimática.

O primeiro produto a ser liofilizado foi o vírus da raiva, em 1911. Durante a Segunda Guerra Mundial a liofilização atingiu o processo industrial devido a elevada necessidade por plasma sanguíneo. Além disso, a tecnologia também avançou com o desenvolvimento dos projetos espaciais, quando liofilizou-se alimentos para astronautas da NASA.

Muitos produtos atualmente são liofilizados, incluindo desde antibióticos, anticoagulantes, enzimas, hormônios até frações de sangue. Na indústria farmacêutica, a utilização mais direta está relacionada à produção de injetáveis. Em biotecnologia, o uso de microrganismos e proteínas recombinantes e nanopartículas tornaram a liofilização um processo comum. Costuma-se também liofilizar bactérias e vírus para a manutenção de sua viabilidade e uso após longos períodos de armazenamento.

2. Como a água pode sublimar sem passar pelo estado líquido?

Para responder esta questão, vamos relembrar o diagrama de fases da água demonstrado na figura abaixo.

       De acordo com o diagrama de fases da água, o ponto T é chamado de ponto triplo da água, localizado nas ordenadas onde a pressão é de 4,58 mm Hg e a temperatura é de 0°C.

Neste ponto, as três fases da água (sólida, líquida e gasosa) estão em equilíbrio, ou seja, coexistem. Qualquer variação nestes parâmetros desloca o equilíbrio para uma mudança de fase do sistema. Se for fornecido calor ao sistema em pressão superior a 4,58 mm Hg, a água contida no sistema se transformará em líquido, passando posteriormente a vapor. Toda vez que for fornecido calor a um material (congelado a temperatura inferior a 0°C) à pressão inferior de 4,58 mm Hg, a água contida no material, sublimará, sem passar pelo estado líquido.

No caso de aplicações farmacêuticas, sabe-se que a maioria das soluções e suspensões utilizadas possui sais dissolvidos em sua composição, os quais diminuem a temperatura de congelamento dos preparados farmacêuticos. Esta temperatura em que uma solução ou suspensão é congelada chama-se de temperatura eutética. Desta forma, cada produto em específico possui uma temperatura eutética, muitas vezes inferior a 0 °C.

3. Liofilizador

A liofilização consiste de um processo que envolve a transferência de calor e de massa, promovidos pelo gradiente de temperatura e de pressão de vapor, respectivamente.
O liofilizador faz parte da 3ª. Geração de secadores, que tem como principal vantagem a manutenção dos compostos voláteis e das características organolépticas dos produtos, muitas vezes prejudicados pela ação dos secadores tradicionais, que trabalham em temperaturas elevadas. Desta forma, a liofilização oferece produtos de alta qualidade, podendo-se trabalhar também com produtos termolábeis.

Os aparelhos de liofilização consistem basicamente de: (a) uma câmara de secagem, onde é colocado o material, e que deve ser resistente ao vácuo; (b) um condensador; (c) bomba de vácuo; e (d) sistema de vácuo para fechamento dos frascos.
Porque é necessário um condensador? Como dito anteriormente no caso da água, a uma pressão inferior a 4,58 mm Hg, a água do produto começa a sublimar. Com o passar do tempo, os vapores gerados aumentariam a pressão da câmara, o que faria com que a água não fosse mais sublimada. É necessário que o condensador opere em temperatura inferior ao produto congelado para que haja o gradiente de temperatura e a água seja transferida ao condensador.

4. Etapas do processo de liofilização

4.1. Congelamento

Realizado em freezers ou ultra-freezers e deve ser rápido, para a formação de muitos cristais de pequenas dimensões. Cristais grandes podem danificar o material. O congelamento total só ocorre abaixo do ponto eutético de cada solução, dependendo então da composição do material. O congelamento adequado evita a formação de espuma durante a aplicação do vácuo. A velocidade de congelamento também é importante. O congelamento rápido produz cristais de gelo muito pequenos que ajudam a manter as características estruturais, mas, dificultam o fluxo de vapor para fora da matriz.

4.2. Secagem Primária (elimina cerca de 90% da água do produto)

Coloca-se o produto na câmara e após estabilização aplica-se vácuo para iniciar a sublimação. Nesta etapa, o vapor formado deve ser retirado praticamente ao mesmo tempo em que é formado na câmara para evitar-se o aumento da pressão do sistema. O calor aqui fornecido deve ser apenas suficiente para gera o calor latente de sublimação. A velocidade de secagem na liofilização é lenta, sendo em média de 0,5 mm a 1,0 mm de profundidade/h ou de 0,001 a 0,06 °C/s. .

4.3. Secagem secundária (elimina cerca de 10%)

A secagem secundária irá reduzir a quantidade de água residual através da aplicação de calor, sob vácuo sem afetar a estrutura do material e deixando a umidade em torno de 1%. Neste ponto a secagem deve ser rápida para não danificar o produto. Os frascos são então fechados.

5. Excipientes utilizados na liofilização

Os excipientes são farmacologicamente inertes e, muitas vezes utilizados em produtos a serem liofilizados com dois propósitos principais:

– facilitar a forma do preparado, da matriz do produto;
– tornar isotônico o produto.

é preciso,fornecer calor, sem descongelar o produto e é preciso haver diferença de pressãode vapor entre o produto congelado e o condensador para que haja transferência de massa da câmara para o condensador.

Vantagens da liofilização

1) A secagem é realizada a baixas temperaturas, podendo ser aplicada a produtos termolábeis além de reduzir a ocorrência de reações de oxidação e hidrólise;
2) A solução mantém-se congelada durante todo o processo, o que garante manter sua matriz estrutural, e deixar o material leve e poroso e de fácil dissolução;
3) Reduz a perda de voláteis de nutrientes, reduz a ação de enzimas e a denaturação protéica.

Desvantagens da liofilização

1) A porosidade, a solubilidade e o grau de secagem faz com que o material seja muito higroscópico.
2) O processo é lento, podendo demorar até 48 horas, dependendo do tamanho do lot
e e das unidades a serem liofilizadas, aumentando o custo do processo.