Agenti sterilizanti in faza de vapori

Agenti sterilizanti in faza de vapori

Multe instrumente medicale termosensibile pot fi sterilizate prin actiunea sterilizantilor lichizi (glutaraldehida, acidul peracetic, H₂O₂) sau a agentilor sterilizanti in faza de vapori. Cei mai folositi agenti in aceste sisteme reci sunt oxidul de etilena, formaldehida, iar mai recent se folosesc H₂O₂ si acidul peracetic.

Etilen-oxidul si formaldehida sunt agenti alkilanti^* cu spectru larg. Activitatea lor este dependenta de concentratia activa, temperatura, durata expunerii, umiditatea relativa.

Agentii alchilanti sunt substante care adauga gruparea alchil (ca de exemplu, -CH₃), la alte molecule. Adaugand un grup alchil la o baza azotata, ii modifica dimensiunile si determina o eroare de imperechere. Agentii alchilanti actioneaza asupra ciclurilor purinice azotate, la nivelul O⁶ al guaninei sau O⁴ din bazele pirimidinice, producand leziuni mutagene, dar si la nivelul legaturilor fosfodiesterice ale catenei de ADN.

Agentii alchilanti se formeaza prin prepararea multor produse alimentare, in gazele de esapament prin combustia interna a N₂ atmosferic, formadu-se nitrati si nitriti. Prin arderea tutunului, a produselor petroliere si prin prepararea alimentelor, din resturile de guanina se formeaza hidrocarburi policiclice aromatice, cu efect alchilant asupra ADN. Fiind agenti alkilanti, etilen-oxidul si formaldehida reactioneaza cu proteinele, acizii nucleici, fiind foarte reactivi fata de gruparile sulfhidril (-SH) ale proteinelor. Etilen-oxidul are dezavantajul ca este exploziv si mutagen. H₂O₂ si acidul peracetic in faza de vapori sunt agenti oxidanti mai activi, la concentratiile inferioare, decat cele in forma lichida. Ambele au toxicitate scazuta, actiune rapida la temperatura scazuta, dar au penetranta scazuta.

Rezistenta microorganismelor la actiunea antisepticelor si dezinfectantelor poate fi naturala (intrinseca) sau dobandita.

Rezistenta intrinseca sau naturala este proprie bacteriilor Gram negative, sporilor, micobacteriilor. Este o proprietate controlata de gene cromosomale si permite depasirea actiunii unui antiseptic sau dezinfectant. Moleculele de antiseptic sau dezinfectant trebuie sa strabata straturile externe pentru a atinge tinta celulara. Structura chimica a acestor straturi depinde de grupul de microorganisme si poate constitui o bariera eficienta de permeabilitate, limitand difuzia agentului chimic. Mult mai rar este posibil ca enzimele sintetizate constitutiv sa degradeze compusul antiseptic sau dezinfectant.

Sporii de Bacillus spp. si Clostridium spp. sunt cei mai rezistenti la antiseptice si dezinfectante. Sporii de Bacillus spp.(desi, in general, nu sunt patogene), sunt folositi ca indicatori ai sterilizarii eficiente. Sporii de Clostridium sunt patogeni semnificativi: Cl. difficile este cauza comuna a diareii de spital.

Multe biocide sunt bactericide sau bacteriostatice la concentratii mici, pentru formele vegetative, dar pentru efectul sporicid sunt necesare concentratii mai mari (de exemplu, glutaraldehida si agentii care elibereaza clor). Alcoolii, fenolii, sarurile quaternare de amoniu si clorhexidina nu au efect sporicid, decat la temperaturi superioare.

Rezistenta superioara a sporilor se datoreaza structurii complexe a invelisurilor sporale multiple. Invelisurile sporale cuprind o fractie majora a sporului. Aceste structuri sunt de natura proteica, cu o fractie de polipeptide acide solubile in baze, in invelisul intern si o fractie rezistenta la baze, datorata legaturilor S-S.

Sporularea ete procesul in care celula vegetativa se diferentiaza in spor si implica 7 stadii. Celula vegetativa (stadiul 0) sufera schimbari morfo-functionale, care culmineaza cu eliberarea sporului matur (stadiul VII). Pentru dezvoltarea rezistentei la biocide, stadiile IV (dezvoltarea cortexului) pana la VII, sunt cele mai importante pentru dezvoltarea rezistentei la biocide.

Studiul mecanismelor rezistentei sporale se studiaza prin tehnica parcurgerii retrograde a treptelor sporularii, care consta in indepartarea secventiala a invelisului sporal. {n acest scop se folosesc mutante de sporulare, care nu progreseaza dincolo de stadiile determinate genetic ale sporului, ceea ce permite o sporulare cu un grad inalt de sincronizare. Se adauga antisepticul sau dezinfectantul la inceputul sporularii si se determina gradul de progresie a sporularii.

Unele microorganisme au un grad intermediar de rezistenta la antiseptice si dezinfectante, intre cele sporulate si nesporulate. La micobacterii, rezistenta se datoreaza peretelui celular complex, care constituie o bariera eficienta fata de patrunderea agentilor chimici: peptidoglicanul este legat covalent cu un copolimer polizaharidic (arabinogalactan), alcatuit din arabinoza si galactoza, esterificate cu acizi micolici. Antisepticele si dezinfectantele care au activitate asupra micobacteriilor sunt fenolul, acidul peracetic, H₂O₂, alcoolul si glutaraldehida. Alti agenti bactericizi - clorhexidina, sarurile amoniului quaternar, sunt bacteriostatice fata de Mycobacterium spp., chiar la concentratii mari. Biocidele hidrofile nu penetreaza invelisul lipidic consistent hidrofob al celulelor de Mycobacterium, la concentratii suficient de mari, pentru a fi letale. Activitatea lor poate sa creasca sub efectul diferitelor variantelor de formulare.   

Peretele Gram pozitiv al bacteriilor din g. Staphylococcus este format din peptidoglican si acizi teichoici. Nici unul dintre componente nu are rolul de bariera eficienta fata de antiseptice si dezinfectanti. Plasticitatea structurii mureinei este bine cunoscuta: grosimea si numarul de legaturi transversale ale peptidoglicanului sunt influentate de conditiile de mediu si de starea fiziologica a celulei, ceea ce modifica gradul lor de sensibilitate la antiseptice si dezinfectante. De exemplu, S. aureus poare sa existe in varianta mucoida, celulele fiind inconjurate de un strat mucos. Tulpinile nemucoide sunt mai sensibile decat cele mucoide, la actiunea agentilor chimici.

Bactriile Gram negative, in general, sunt mai rezistente decat bacteriile Gram pozitive nesporulate: concentratia minima inhibitorie a dezinfectantilor si antisepticelor este mai mare la bacteriile Gram negative, deoarece membrana externa actioneaza ca bariera limitanta a patrunderii agentilor antibacterieni.

Rezistenta intrinseca este consecinta adaptarii fenotipice, foarte evidenta in cazul formarii biofilmelor. Biofilmele rezulta prin asocierea microorganismelor cu suprafetele solide. Biofilmul este un consortiu (o asociatie) de microorganisme, organizate intr-un exopolimer polizaharidic foarte bine exprimat.

Biofilmele pot sa conste din culturile catorva specii sau din fenotipuri diferite ale unei specii bacteriene. Biofilmele sunt importante pentru biocoroziune, diminuarea calitatii apei si constituie focare pentru contaminarea diferitelor produse. Colonizarea se produce de asemenea, pe biomaterialele implantate si pe dispozitivele medicale, rezultatul fiind cresterea ratei de infectie si de recurenta a infectiei.

Fenotipul organismelor sesile in biofilme difera semnificativ de al celulelor planctonice sau de cele crescute pe medii artificiale, in laborator. {n diferite zone ale biofilmului, bacteriile au disponibilitati diferite ale nutrientilor, iar proprietatile fiziologice sunt modificate. {n profunzimea biofilmului, limitarea nutrientilor reduce rata de crestere a bacteriilor, ceea ce modifica sensibilitatea la actiunea agentilor antimicrobieni. Bacteriile cu o rata mica de crestere sunt deosebit de rezistente.

Biofilmele sunt cele mai ilustrative exemple referitoare la modul in care adaptarea fiziologica (fenotipica) are rol important in conferirea rezistentei intrinsece. Sensibilitatea redusa a bacteriilor intr-un biofilm se datoreaza mai multor factori:

accesului redus al dezinfectantului sau antibioticului la celulele din biofilm;

interactiunii chimice intre dezinfectanti si biofilm;

producerii enzimelor degradative si/neutralizante ale substantelor chimice;

schimbului genetic dintre celule in biofilm.

Bacteriile din biofilm, recultivate in mediul lichid, nu sunt mai rezistente decat celulele planctonice ale speciei respective.

Rezistenta dobandita. Ca si in cazul antibioticelor si al altor agenti chimici, rezistenta dobandita la antiseptice si dezinfectante poate sa se produca prin mutatie sau prin dobandirea unei plasmide sau a unui Tn (caseta transmisibila de ADN cromosomal sau plasmidial, cu proprietati de integrare).

Cu exceptia Ag, a compusilor organomercurici, plasmidele induc nivele semnificative ale rezistentei la antiseptice si dezinfectanti. Compusii Hg nu se mai folosesc ca dezinfectanti, dar sarurile fenil-mercurice si tiomersalul se folosesc ca agenti conservanti pentru unele produse farmaceutice. Rezistenta la Hg este plasmidiala, inductibila si poate fi transferata prin conjugare sau transductie. Izolatele clinice de S.    aureus care sintetizeaza b-lactamaza sunt rezistente la Hg²⁺ anorganic si la agentii organomercurici.