Diversidade nas técnicas de esterilização

Esterilização
Diversidade nas técnicas
de esterilização
Métodos físicos, físico-químicos e químicos
compõem os mecanismos utilizados para a
esterilização, que visa eliminar micro-organismos
capazes de levar à contaminação e deterioração
de produtos ou provocar infecções em seres vivos.
Dada a variedade de técnicas disponíveis, deve-se
buscar a mais apropriada a cada tipo de aplicação
e material
Marcelo Couto
E
mbora o uso do calor seja a forma
de cosméticos, resinas, embalagens,
da microbiologia, que se estabelece-
mais difundida de esterilização,
tintas e matérias-primas variadas”,
ram princípios e foram obtidos os mais
há atualmente uma diversidade
comenta Silvia Eguchi, coordenadora
significativos avanços que levaram ao
de técnicas eficazes para promover
do Grupo de Trabalho de Microbiologia
desenvolvimento dos métodos moder-
a eliminação de micro-organismos
(GT2) da SBCC.
nos, incluindo a técnica de esterilização
(fungos, bactérias e seus esporos) e
A escolha da técnica de esteriliza-
por calor, a descoberta do peróxido
até vírus, que, caso não sejam destru-
ção mais adequada para cada caso
de hidrogênio e do óxido de etileno, o
ídos, podem se desenvolver de forma
depende do tipo de material que deverá
estabelecimento de processos de alta
indesejada e provocar problemas como
passar pelo processo, da carga micro-
pressão e temperatura, a construção
deterioração, falhas nas etapas de con-
biana envolvida e de outras condições
do primeiro autoclave e a realização de
servação, comprometimento na utiliza-
para o emprego do método, pois cada
experiências com vários agentes este-
ção de certos produtos ou utensílios e
alternativa apresenta um conjunto de
rilizantes.
ainda causar graves contaminações e
vantagens e desvantagens a serem
“A área de alimentos foi a pioneira
infeccções.
consideradas nos critérios de avaliação
na busca de métodos de esterilização”,
de custos, eficiência, agilidade, dispo-
lembra Silvia Eguchi. De fato, no sécu-
nibilidade de espaço e segurança.
lo XVIII, o cozinheiro francês Nicolas
As técnicas de esterilização são comumente utilizadas com o objetivo de
garantir níveis adequados de segurança
Appert (1749-1841), considerado o “Pai
em alimentos e medicamentos, além de
das Conservas”, criou uma técnica
instrumentos e dispositivos utilizados
Evolução
no ambiente médico-hospitalar, mas a
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inovadora que consistia em cozinhar
por um certo tempo alimentos acondi-
sua aplicação também se estende a di-
Desde longa data, o homem busca
cionados em recipientes herméticos
versas outras áreas. “Gradativamente,
formas de realizar o que hoje conhe-
de vidro, selados com rolhas, em água
algumas das técnicas passaram a ser
cemos como esterilização. Achados
fervente, de forma a preservá-los para
empregadas em diversos segmentos
de 1450 a.C registram o que seria a
o consumo por muito mais tempo, o que
industriais, cujos produtos são suscetí-
“esterilização” pelo fogo. Mas foi a
representou um importante avanço na
veis à biodeterioração, como é o caso
partir do século XIX, com os avanços
área e ajudou a combater doenças de
Fotos Divulgação / Marcello Vitorino / Fullpress / IPEN
Irradiador multipropósito do IPEN (acima). Na página ao lado, as fontes de
cobalto, emissoras de radiação
origem alimentar.
A esterilização de alimentos enlatados formou inclusive a base da ciência
da autoclavação, que é uma das formas
mais utilizadas ainda hoje de esterilização por calor úmido e que se estendeu
para várias outras aplicações, notadamente nos segmentos médico-cirúrgico
e na indústria farmacêutica. Deve-se ao
A ABNT registra
atualmente 41
documentos
relacionados à
esterilização, sendo
25 no âmbito
do CB-26
químico francês Charles Chamberland
(1851-1908), um dos colaboradores do
cientista Louis Pasteur, a concepção e
construção do primeiro equipamento de
serviram de base também para a nor-
autoclave.
malização do tema no Brasil. Somente
A evolução do conhecimento técni-
a ABNT – Associação Brasileira de
co-científico levou ao desenvolvimento
Normas Técnicas registra atualmente
de diversas técnicas de esterilização
41 documentos relacionados à esterili-
baseadas em meios físicos, físico-quí-
zação, sendo 25 no âmbito do CB-26,
micos e químicos. Os físicos incluem o
dedicado ao segmento odonto-mé-
próprio calor (seco ou úmido), a filtração
dico-hospitalar. Há ainda portarias e
e a radiação; enquanto os físico-quími-
regulamentações específicas do Minis-
cos dizem respeito aos processos que
tério da Saúde e da Anvisa – Agência
utilizam principalmente óxido de etileno
Nacional de Vigilância Sanitária, o que
(EtO) e peróxido de hidrogênio. Essas
mostra o grau de preocupação com o
são as técnicas mais empregadas em
tema.
larga escala. Além delas, há as que
usam agentes químicos como formaldeído, glutaraldeído e ácido peracético,
Calor Seco
entre outras substâncias.
Existem diversas normas interna-
O calor é considerado o agente
cionais que tratam das técnicas de es-
físico mais prático e eficiente para es-
terilização e suas aplicações. Algumas
terilização. Pode ser utilizado seco ou
11
Esterilização
úmido e sua eficácia depende basicamente de dois fatores: o tempo e a temperatura a que o produto fica exposto
durante o processo.
seco podem ser utilizadas estufas
(também conhecidas como forno de
Pasteur) ou túneis de esterilização.
A morte dos micro-organismos neste
caso decorre da oxidação e desidratação das células. As estufas, em particular, são frequentemente empregadas
em consultórios médicos e odontológicos em virtude tanto da facilidade de
operação quanto do seu baixo custo.
Como regra geral, recomenda-se
o calor seco para esterilizar vidros,
Foto Divulgação / Marcello Vitorino / Fullpress / IPEN
Para o processo envolvendo calor
Alguns alimentos que podem ser tratados pela irradiação
metais, óleos e substâncias em pó, ou
seja, produtos resistentes à variação de
ção. Para instrumentos cirúrgicos, por
sa que oferece soluções para terapia
temperatura ou que podem se oxidar
exemplo, o tempo de exposição é de
de infusão e nutricional com produtos
com o vapor. Um exemplo desta alter-
120 minutos à temperatura de 170ºC,
farmacêuticos, dispositivos médicos e
nativa é para o caso de instrumentos
mas se a temperatura for reduzida a
descartáveis. Ela enfatiza, no entanto,
de corte, pois não danifica a função
140ºC é necessário dobrar o tempo.
que apesar das suas muitas vantagens,
cortante e não provoca ferrugem. Em
a utilização de calor úmido apresenta
contrapartida, não é uma solução
como principal limitação o fato de não
para esterilizar líquidos nem materiais
Calor úmido
componentes têxteis, plásticos ou de
Assim como no caso do calor seco,
turas elevadas.
o calor úmido (vapor saturado sob pres-
A forma mais usual de realizar a es-
“Pelo fato de não ser tão penetrante
são) atua desnaturando e coagulando
terilização pelo calor úmido é com au-
quanto o calor úmido, o processo en-
as proteínas das células microbianas,
toclaves. Nesse tipo de equipamento,
volvendo calor seco requer o uso de
mas com a vantagem de que a água
o material fica exposto ao vapor d’água
temperaturas mais elevadas, por isso,
presente neste caso contribui para a
sob pressão a 121°C durante 15 minu-
não é indicado para produtos termos-
destruição das membranas e enzimas
tos. Os itens devem ser embalados de
sensíveis, embora devamos lembrar
e induz à eliminação das ligações de
forma a permitir o contato com o vapor
que alguns produtos não suportam
hidrogênio, tornando assim o método
e o processo deve se dar no vácuo,
nem mesmo a temperatura do calor
mais eficaz e reduzindo o tempo de
para que a temperatura desejada seja
úmido”, considera Yves Léon Marie
exposição dos materiais.
alcançada com mais eficiência, além
borracha.
“Por ser um processo eficiente,
de permitir a penetração do vapor nos
de fácil utilização, custo acessível e
poros do material e também evitar a
Além das restrições quanto ao tipo
bem conhecido, o vapor saturado sob
formação de bolsões de ar frio.
de material, outra desvantagem do
pressão tornou-se o método mais uti-
“A elevada temperatura e a pressão
processo envolvendo calor seco é que
lizado de esterilização para a maioria
que formam as bases da técnica de
ele atua mais lentamente que o calor
dos casos”, destaca Maria Silva de
autoclavação são suficientes para obter
úmido, o que exige temperaturas mais
Oliveira, supervisora de Controle da
a esterilização, levando os micro-or-
elevadas ou maior tempo de exposi-
Qualidade da Fresenius Kabi, empre-
ganismos à morte. Uma vez finalizado
Gayard, analista de Validação da ABL
– Antibióticos do Brasil.
12
servir para esterilizar pós, líquidos e
produtos que não resistem a tempera-
termossensíveis, como os que contêm
o processo, os materiais são naturalmente resfriados e não necessitam de
quarentena para eliminar resíduos, diferentemente da esterilização por óxido
de etileno, o que representa uma importante vantagem da técnica baseada no
calor úmido”, considera a especialista
da Fresenius.
Apesar de eliminar os tipos mais
O calor é
considerado o agente
físico mais prático
e eficiente para
esterilização. Ele pode
ser utilizado seco ou
úmido
apenas que o material passou pelo
processo. Para demonstrar que a esterilização foi eficaz, costuma-se utilizar
um indicador biológico, porém o seu
uso é um pouco complicado e encarece
a operação. O bioindicador, no entanto, costuma ser um grande aliado para
monitorar ocasionalmente o processo e
avaliar a sua eficácia.
comuns de vírus, fungos e bactérias, a
Fora a autoclavação há ainda outro
técnica de esterilização por calor úmido
método comum de esterilização por ca-
pode não destruir completamente os
lor úmido, chamado tindalização. Neste
príons.
Existem no mercado autoclaves
de parede simples e de parede dupla,
registram a temperatura e pressão em
caso, o material é submetido a três
função do tempo, permitindo acompa-
sessões de exposição a vapor d’água a
nhar o desempenho do equipamento.
100°C, durante um intervalo de 20 a 45
estes mais sofisticados e que permitem
Uma fita indicadora também pode
minutos, 45 minutos e, por fim, por mais
melhores extração do ar e secagem. O
ser colocada em embalagens de pro-
um período de 20 a 45 minutos, com um
monitoramento do processo é impor-
dutos antes de iniciar o processo, para
repouso de 24h entre cada uma dessas
tante para garantir que a esterilização
identificar que o material (ou o lote) foi
sessões. Mesmo havendo germinação
tenha sido bem-sucedida. A maioria
submetido ao calor. A fita não garante
dos esporos entre duas sessões a
das autoclaves possui sistemas que
que a esterilização tenha sido eficaz,
esterilização fica garantida com a sua
Fotos: Arquivo SBCC
Esterilização
Autoclaves instaladas em unidades de produção em indústria de
medicamentos veterinários e em farmacêutica: uso do vapor sob pressão
posterior destruição ao fim de todas
ticos e devem, eles próprios, também
embalagem final e a penetração da ra-
as etapas. É normalmente usada para
ser esterilizados, geralmente em auto-
diação assegura esterilização de todo
soluções açucaradas ou com gelatina.
claves, a uma temperatura que não da-
o volume. Além disso, o processo é
nifique suas frágeis membranas. Para
contínuo, seu único controle é o tempo
garantir a esterilidade, as membranas
de exposição dos produtos à radiação,
filtrantes necessitam ser verificadas
e não requer tratamento posterior”,
quanto a perfurações durante ou antes
destaca Wilson Calvo, gerente do
Filtração estéril
No caso de líquidos e gases sensí-
do uso. Mesmo com esses cuidados, é
Centro de Tecnologia das Radiações
veis a temperatura ou que tenham res-
recomendável que a filtração seja reali-
do Instituto de Pesquisas Energéticas
trição ao uso de processos químicos,
zada em ambiente controlado.
e Nucleares (IPEN), autarquia gerida
pode ser necessário lançar mão da
pela CNEN – Comissão Nacional de
filtração estéril, que consiste na remo-
Irradiação
ção mecânica de micro-organismos.
Neste processo, a solução ou o gás
14
Energia Nuclear, ligada ao Ministério de
Ciência e Tecnologia. Segundo ele, outro aspecto a destacar é que o emprego
atravessam um filtro com membranas
A radiação ionizante é uma das
de embalagem impermeável a gases
de diâmetros bastante diminutos. Um
alternativas para casos que reque-
assegura esterilização por tempo ilimi-
exemplo da utilização dessa técnica é
rem esterilização “a frio”, podendo ser
tado. “A probabilidade de encontrarmos
na produção de vitaminas e antibióti-
empregada em sólidos e fluidos. A
um único micro-organismo no produto
cos.
radioesterilização consiste na redução
radioesterilizado é de 1 em 1.000.000”,
A filtração pode ser considerada um
dos micro-organismos, impedindo que
enfatiza.
processo relativamente rápido e econô-
se reproduzam, pela quebra de suas
A lista de materiais compatíveis com
mico de se obter a esterilização, mas
cadeias moleculares (DNA) e induzindo
a radiação inclui termoplásticos, borra-
somente é possível utilizá-la em fluidos.
reações dos fragmentos com o oxigê-
chas, têxteis, metais, pigmentos, vidros,
Além disso, obviamente, esse método
nio atmosférico ou compostos oxigena-
pedras preciosas, papéis, adesivos e
também não pode ser empregado nos
dos. Tecnicamente, duas fontes podem
tintas, entre outros. Na área médica,
casos em que os sólidos em suspensão
ser utilizadas no processo de radiação
pode ser utilizada em seringas descar-
nos fluidos são o próprio princípio ativo.
ionizante: raios gama de fontes seladas
táveis, agulhas, catéteres, luvas, kits ci-
Os meios filtrantes (velas porosas,
de Cobalto-60 ou feixe de elétrons de
rúrgicos, suturas, implantes, proteínas,
discos de amianto e filtros de vidro
aceleradores industriais de média e alta
unidades para hemodiálise, pinças e
poroso, por exemplo) podem ser feitos
energias.
reagentes. A lista inclui ainda próteses,
de diversos materiais, como acetato de
“As vantagens incluem o fato de
cosméticos, aditivos e componentes
celulose, policarbonato e outros sinté-
que os produtos são esterilizados na
farmacêuticos, meios de cultura, solu-
ções e ingredientes para laboratórios.
Mais recentemente, vem sendo utilizada também na esterilização de tecidos
humanos (ossos e peles) para enxerto
e pacientes com graves queimaduras.
Além dessas e outras aplicações,
um dos segmentos na mira da irradiação é o de processamento de alimentos e produtos agrícolas. “A técnica
Autoridades de
vigilância sanitária de
37 países, inclusive o
Brasil, já aprovaram o
uso de irradiação em
mais de 40 tipos de
alimentos
é utilizada em especiarias (pimenta
do reino), plantas medicinais, frutas
(mangas), carne moída (hambúrguer)
em países industrializados, como os
é reduzido”, pondera o analista de Vali-
Estados Unidos, mas ainda busca se
dação da ABL, Yves Gayard. As insta-
expandir no Brasil e em outros países
lações devem seguir rígidas normas de
em desenvolvimento”, constata Calvo.
segurança e ter pessoal especializado.
A propósito, autoridades de vigilância
Além da radiação ionizante (raios
sanitária de 37 países, incluindo o
gama e feixe de elétrons), há a não-io-
Brasil, aprovaram a irradiação em 40
nizante (raios ultravioleta), que é menos
tipos de alimentos. As decisões foram
usual para esterilização, porque tem
influenciadas pela publicação de nor-
baixo poder de penetração, não atra-
mas nacionais e internacionais sobre
vessando vidros, filmes sujos e outros
o tema.
materiais espessos.
Como em outras aplicações relacionadas à radiação, a técnica enfrenta
resistências, mas, segundo Calvo, a
Óxido de Etileno
informação e o esclarecimento são os
melhores meios para ampliar a utili-
O óxido de etileno (EtO) é um gás
FILTRAX DO BRASIL FABRICANTE
DE FILTROS DE AR, FILTROS BOLSA, FILTROS
zação dessa alternativa. “A irradiação
utilizado desde a Segunda Guerra
de alimentos vem sendo pesquisada
como alternativa de esterilização a bai-
ABSOLUTOS, FILTROS CARTUCHOS,
há mais de 50 anos e, do ponto de
xa temperatura, notadamente no caso
FILTROS DE ÁGUAS, ESTRUTURAS DE
vista técnico, mostra-se bastante efi-
de produtos e artigos médico-hospita-
ciente para eliminar ou reduzir micro-
lares com componentes plásticos ou
organismos, parasitas e pragas, sem
termossensíveis que não resistem a
prejuízo ao alimento e ainda garantindo
temperaturas superiores a 60°C ou a
a segurança alimentar ao consumidor”,
processos de radiação. Ele apresenta
defende.
grande eficácia na destruição de micro-
Nas diversas aplicações há tam-
organismos formadores de esporos.
bém outra questão prática e econômi-
Ganhou espaço na aplicação em ins-
ca a ser superada para maior dissemi-
trumentos de uso intravenoso e cardio-
nação dessa técnica, que é a oferta
pulmonar, aparelhos de monitorização
de irradiadores comerciais com fontes
invasiva,
seladas de Cobalto-60 e aceleradores
materiais elétricos (eletrodos, fios elé-
industriais de elétrons licenciados pela
tricos) e marcapassos, entre diversos
CNEN para operar. “O número de em-
outros.
presas no Brasil que prestam o serviço
instrumentos
telescópios,
FILTROS, SISTEMAS DE FILTRAGEM E SUAS
RESPECTIVAS ESTRUTURAS, FAN FILTER
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O processo de esterilização com o
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Esterilização
óxido de etileno é normalmente executado com temperatura na faixa de 40ºC
a 60ºC, umidade relativa com ponto
ótimo entre 40% e 80% e uma concentração de gás normalmente acima
de 400mg/l (ponto ótimo de eficiência)
com duração média de ciclo de três a
até mais de 10 horas.
O EtO penetra em papel, tecido e
em alguns filmes plásticos, mas pesa
contra ele o fato de ser altamente inFoto: Arquivo SBCC
flamável, tóxico e cancerígeno, o que
exige cuidados. No Brasil, a Portaria
Interministerial MS/MET nº 482, em
vigor desde abril de 1999, estabelece
procedimentos para as instalações de
unidades de esterilização com esse
Preparo de bolsas para envio a autoclave
tipo de gás e disciplina ainda as suas
misturas e seu uso. Nos Estados Uni-
A esterilização é feita em câmara
de hidrogênio (H2O2) é outra tecnologia
dos, a OSHA – Occupational Safety
de gás própria para essa finalidade,
de esterilização de baixa temperatura
and Health Administration também
preenchida com EtO e gases diluentes,
(ciclo entre 45°C a 55°C) disponível.
estabelece limites para a exposição
como dióxido de carbono ou nitrogê-
Assim como o óxido de etileno, esse
dos operadores ao gás neste tipo de
nio (antes usava-se também CFC). A
método encontra grande aplicação em
operação.
vantagem desse processo é o ganho
instrumentos e dispositivos médico-
O processo de esterilização com
de escala, dada a quantidade de itens
hospitalares. As suas propriedades
EtO normalmente inclui uma fase de
processados de uma vez em um pallet,
oxidantes são capazes de destruir uma
pré-condicionamento
condicina-
por exemplo. Mas o ganho de escala
ampla gama de patógenos e apresenta
mento, seguida de vácuo para a retira-
obtido implica na utilização de grandes
como vantagem a rapidez no processo,
da do ar do interior da câmara, entrada
quantidades de agente esterilizante,
já que a liberação do produto ocorre
de gás inerte e agente esterilizante
que gera um elevado volume de resí-
num intervalo de 30 minutos a 1 hora.
(EtO), exposição (fase de esterilização
duos de EtO, com alta inflamabilidade
Conforme descrito em artigo da
propriamente dita), lavagens com gás
e os problemas de armazenamento daí
odontóloga e enfermeira Denise De-
inerte e ar para remover resíduos de
decorrentes, o que requer cuidados
marzo, publicado na edição 23 da
EtO e, por fim, uma aeração completa
especiais de manuseio e treinamento
Revista SBCC (“A evolução dos esteri-
para eliminar o gás da carga.
ou
adequado. Em função de custos e do
lizadores a baixa temperatura: plasma
“A esterilização com EtO continua
banimento mundial do CFC, por causa
de peróxido de hidrogênio”, veja artigo
sendo o método mais utilizado para dis-
dos impactos na camada de ozônio, os
completo acessando o site www.sbcc.
positivos médico-hospitalares descartá-
processos tendem a utilizar 100% de
com.br), dentro da câmara de esterili-
veis no mercado brasileiro e mundial,
óxido de etileno ou misturas de EtO e
zação se desenvolvem reações a partir
com os processos por irradiação apre-
dióxido de carbono.
do H2O2 que interagem com moléculas
essenciais ao metabolismo e reprodu-
sentando grande potencial neste segmento”, considera Fabiano Andreazza,
supervisor de Esterilidade Assegurada
da BD Medical, empresa que atua no
Plasma de Peróxido de
Hidrogênio
16
ligações químicas inespecíficas com
membranas citoplasmáticas, enzimas,
ácido desoxirribonucleico (DNA) e
fornecimento de dispositivos médicohospitalares.
ção dos micro-organismos, realizando
A utilização de plasma de peróxido
ácido ribonucleico (RNA), entre outros,
que resulta em ação esporicida, fungicida, bactericida e virucida. Ao fim da
esterilização e uma vez terminada a
ação das ondas eletromagnéticas, as
espécies químicas tendem a se recombinar formando H2O e O2 em pequenas
concentrações, dispensando a aeração
dos artigos.
Os equipamentos também não re-
As técnicas
de esterilização
asseguram níveis
adequados de segurança
em alimentos,
medicamentos e em
outros produtos
consulta ao fabricante do artigo a ser
esterilizado para garantir que pode ser
submetido a esse método. Dispositivos
que contenham celulose, por exemplo,
podem absorver em excesso o precursor químico. Por isso, as embalagens
devem ser diferenciadas.
A capacidade de penetração de
peróxido de hidrogênio também impõe
querem áreas com rede de vapor ou
limitações no comprimento e diâmetro
tubulações e o cassete que carrega
dos lumens (quantidade de luz visível
o peróxido de hidrogênio não requer
que um sistema emite) que podem ser
condições controladas de temperatura
o atendimento aos requisitos de eficá-
no transporte e armazenamento. Os
cia e segurança das regulamentações
modernos equipamentos também têm
RDC nº 185/01 e nº 56/01.
efetivamente esterilizados.
Em relação aos aspectos de segurança para o usuário, mesmo consi-
ciclo automatizado e computadoriza-
Existem, por outro lado, restrições
derando que o peróxido de hidrogênio
do, além de permitir o cancelamento
inerentes à tecnologia. O sistema é
não seja tóxico na mesma medida que
do ciclo, caso as condições mínimas
incompatível com líquidos. Por ser um
o óxido de etileno, a OSHA também es-
para a sua reprodutibilidade não sejam
forte oxidante, o peróxido de hidrogênio
tabelece limites de exposição a deter-
alcançadas. Para o registro desses
também pode ser incompatível com
minadas concentrações da substância
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