En ocasiones, podemos enfermarnos al comer alimentos sin lavar o utilizar objetos sucios que contienen gérmenes o bacterias. Afortunadamente, existe un proceso llamado esterilización que se utiliza para eliminar estos microorganismos presentes en objetos, alimentos o medicamentos, logrando que estén limpios y, por tanto, seguros de usar. La esterilización se lleva a cabo de diferentes maneras, como usando calor, productos químicos, radiación o plasma. De esta manera, podemos asegurarnos de que los objetos, alimentos o medicamentos no contengan gérmenes que puedan causarnos enfermedades o daños. La esterilización es muy importante en la medicina, la industria alimentaria y farmacéutica, ya que nos ayuda a mantenernos saludables y seguros.
Fig. 1: La esterilización permite eliminar los gérmenes y bacterias de las superficies.
- En este artículo, vamos a explorar el mundo de la esterilización, una técnica crucial en microbiología para evitar la propagación de microorganismos y garantizar la seguridad en diversos campos, desde la medicina hasta la industria alimentaria.
- Comenzaremos definiendo qué es la esterilización y su importancia en la prevención de infecciones.
- Luego, hablaremos sobre la historia de la esterilización y cómo ha evolucionado a lo largo de los años, desde los primeros métodos primitivos hasta las técnicas modernas de alta tecnología.
- Continuaremos con los diferentes tipos de esterilización disponibles, desde la esterilización química hasta la esterilización física, y cómo cada una funciona.
- También discutiremos las técnicas de esterilización en microbiología más utilizadas, como la autoclave y la irradiación, y su aplicación en diversos campos.
- Por último, abordaremos los indicadores de esterilización y cómo se utilizan para garantizar la efectividad de los procesos de esterilización, asegurando que los materiales estén libres de microorganismos antes de su uso.
¿Qué es esterilización?
La esterilización es un proceso fundamental para reducir o eliminar los gérmenes y microorganismos presentes en objetos o materiales. Su principal objetivo es asegurar que no haya microorganismos vivos, de manera que el objeto o material sea seguro para su uso en entornos médicos y clínicos.
La esterilización es el proceso de eliminación o destrucción de todos los microorganismos, incluyendo bacterias, hongos, virus y esporas, de un objeto o superficie mediante un método físico, químico o biológico.
La esterilización es importante porque garantiza la ausencia de microorganismos patógenos en objetos y superficies que entran en contacto con pacientes, personal médico o personas en general, en diferentes entornos, incluyendo laboratorios, clínicas y fábricas de producción de alimentos y productos farmacéuticos. Este proceso es fundamental para garantizar la seguridad de los pacientes y el personal, así como para obtener resultados precisos en experimentos y análisis.
Es importante destacar que no todos los objetos y superficies pueden ser esterilizados mediante los mismos métodos, y que es necesario evaluar y elegir el método más adecuado en función de la naturaleza del objeto o superficie y de los microorganismos que se desean eliminar.
Historia de esterilización
Desde la antigüedad, se ha utilizado la esterilización con diversos métodos. En Egipto (-3000 A.C.), se emplearon antisépticos como brea o alquitrán, resinas y aromáticos para el embalsamamiento de cuerpos, debido al valor antiséptico que se observó en la sequedad que resultaba del uso de ciertos productos químicos como la sal común. Además, en la Antigua Grecia y Roma, los médicos utilizaban la ebullición de agua para esterilizar instrumentos quirúrgicos, así como el fuego para esterilizar herramientas y utensilios médicos.
Durante el período entre los años 900 y 1500, la peste asoló toda Europa y se intentaron diversas medidas para combatirla en los hospitales y casas infectadas. Entre estas medidas se incluyeron soluciones de limpieza, aireación, la quema de paja para producir humo, y la utilización de vapores de vinagre, azufre, antimonio y arsénico, siendo estos últimos especialmente importantes.
Fue en el siglo XVII cuando se hicieron avances significativos en el campo de la esterilización, al descubrir que la ebullición prolongada podía matar los microorganismos. Este descubrimiento llevó al desarrollo de técnicas de esterilización más avanzadas. En 1680, el físico francés Denis Papin inventó el Digestor, una olla de presión que permitía la circulación de vapor supercalentado alrededor de los artículos, penetrándolos rápidamente y eliminando los microorganismos presentes en ellos.
El autoclave es un dispositivo utilizado para la esterilización de objetos, materiales y sustancias mediante calor y presión. Funciona como una olla a presión y consiste en una cámara cerrada herméticamente que se llena con vapor de agua a alta presión y temperatura para eliminar los microorganismos y otros agentes infecciosos presentes en el material que se va a esterilizar. Debido a su efectividad, el autoclave es ampliamente utilizado en entornos médicos y de laboratorio.
Fig. 2: Autoclave.
En la segunda mitad del siglo XIX, el químico francés y microbiólogo Louis Pasteur publicó sus descubrimientos sobre cómo los gérmenes causan enfermedades, lo que más tarde utilizó para desarrollar el proceso de pasteurización. Esto aumentó la conciencia sobre la importancia de la esterilización en la prevención de infecciones. A finales del siglo XIX, el desarrollo de los instrumentos quirúrgicos tuvo un impacto significativo en el concepto de asepsia, ya que las técnicas quirúrgicas asépticas y antisépticas se convirtieron en la norma. Esto incluyó la esterilización de los instrumentos quirúrgicos y la desinfección de las manos y el área quirúrgica antes de las operaciones. Este énfasis en la asepsia y la esterilización contribuyó en gran medida a la reducción de las infecciones y mejoró significativamente los resultados de las intervenciones quirúrgicas.
Fig. 3: Louis Pasteur. Sus descubrimientos permitieron desarrollar la técnica de la pasteurización.
Fue en la década de 1940 cuando se desarrolló la esterilización química, la cual se utilizó principalmente en la industria farmacéutica y alimentaria.
A lo largo de la historia, la esterilización ha experimentado un significativo avance en su técnica. En la actualidad, se dispone de múltiples métodos de esterilización cada vez más precisos, eficaces y seguros que han permitido su consolidación como práctica esencial en la industria médica, alimentaria y farmacéutica. Además, se han desarrollado técnicas avanzadas, como la esterilización por radiación y la esterilización por plasma, para asegurar una esterilización efectiva y segura.
¿Para qué sirve la esterilización?
La esterilización es una práctica de gran alcance y aplicable a una variedad de objetos y superficies, incluyendo instrumentos médicos, materiales de curación, equipos de protección personal y superficies en áreas de trabajo clínicas. Además, es esencial en la producción de alimentos y productos farmacéuticos, ya que permite garantizar su seguridad y evitar la contaminación microbiana.
La técnica de esterilización no puede atribuirse a una sola persona, sino que fue desarrollada a lo largo del tiempo a partir de observaciones y experimentos de varios científicos y médicos que continuaron investigando y refinando las técnicas de esterilización para su uso en diferentes aplicaciones, como en la medicina y la producción de alimentos.
El alcance de la esterilización en microbiología es amplio, y se aplica a una variedad de objetos y superficies. En el ámbito médico, la esterilización es fundamental para prevenir la transmisión de enfermedades infecciosas y garantizar la seguridad del paciente y del personal médico. En la producción de alimentos y productos farmacéuticos, la esterilización ayuda a mantener la calidad del producto, evitando la contaminación microbiana y asegurando que los productos sean seguros para el consumo humano. Otros alcances de la esterilización son:
Industria médica y farmacéutica: La esterilización se utiliza para desinfectar instrumentos médicos, superficies y equipos de protección personal, con el fin de prevenir la transmisión de enfermedades infecciosas. Los métodos de esterilización comúnmente utilizados incluyen la autoclave, la radiación y los desinfectantes químicos.
Industria alimentaria: La esterilización es esencial en la producción de alimentos, ya que permite controlar la presencia de microorganismos patógenos y garantizar la seguridad alimentaria. Los métodos de esterilización incluyen la pasteurización, la esterilización por calor seco y la irradiación.
Industria cosmética: En la industria cosmética, se utiliza para controlar la presencia de microorganismos en productos cosméticos, como cremas, lociones y maquillaje. Los métodos de esterilización incluyen la filtración, la pasteurización y la esterilización por radiación.
Industria de productos farmacéuticos: La esterilización en estas industrias es esencial para garantizar la seguridad y la calidad de los productos. Los métodos de esterilización incluyen la esterilización por calor, la radiación y la esterilización química.
Industria de la biotecnología: La esterilización en la biotecnología es crucial para controlar la presencia de microorganismos en cultivos celulares y para garantizar la integridad de las células utilizadas en investigaciones y experimentos. Los métodos de esterilización incluyen la esterilización por calor, la radiación y la esterilización química.
Tipos de esterilización
Podemos clasificar la esterilización en diferentes métodos, incluyendo aquellos que son físicos, químicos y mecánicos, como veremos a continuación.
Métodos físicos
Los métodos de esterilización físicos incluyen la aplicación de calor seco, calor húmedo o radiaciones ionizantes:
Calor seco: El método de esterilización por calor en seco es un proceso que emplea altas temperaturas para eliminar microorganismos en objetos y superficies. A diferencia del método de calor húmedo, que utiliza vapor de agua a alta presión, la esterilización por calor en seco primero seca el objeto y luego lo somete a temperaturas elevadas.
La esterilización por aire caliente es ideal para esterilizar objetos que pueden soportar altas temperaturas, como el vidrio y algunos plásticos.
Calor húmedo: El método de esterilización por vapor, también conocido como calor húmedo, es un proceso físico que emplea vapor de agua a alta temperatura y presión para esterilizar objetos, materiales y sustancias.
La esterilización por vapor es efectiva para esterilizar objetos metálicos, vidrio, líquidos y medios de cultivo
Radiaciones ionizantes: El método de esterilización por radiaciones ionizantes es un proceso físico que emplea la radiación para eliminar microorganismos de objetos, materiales y sustancias. Los tipos de radiación ionizante más usados son los rayos gamma y los rayos X, los cuales se producen a partir de fuentes radiactivas como el cobalto-60 o el cesio-137.
La esterilización por radiación ionizante, como los rayos gamma o la radiación de electrones, es útil para la esterilización de dispositivos médicos y alimentos, así como para la eliminación de patógenos en superficies y en el aire.
Métodos químicos
Los métodos de esterilización químicos suelen ser utilizados para materiales que son sensibles a los métodos de esterilización físicos. A continuación se presentan algunos de los más utilizados:
El óxido de etileno se puede usar solo o en combinación con otros gases y es compatible con casi todos los materiales debido a que su temperatura de trabajo es inferior a 55ºC. Además, no daña el filo del instrumental de corte o punción.
El plasma se crea mediante la aplicación de un campo eléctrico de alta frecuencia a la mezcla de gas, lo que genera radicales de peróxido de hidrógeno altamente reactivos que destruyen los microorganismos y otros agentes infecciosos.
Métodos mecánicos
Se utilizan métodos mecánicos para limpiar y desinfectar objetos, superficies y materiales. Algunos de estos métodos son la limpieza por ultrasonido, la limpieza por chorro de agua, la limpieza por cepillado mecánico y la filtración.
La limpieza por ultrasonido es un método que emplea ondas sonoras de alta frecuencia para crear burbujas en una solución de limpieza. Cuando estas burbujas entran en contacto con el objeto a limpiar, explotan generando un efecto de limpieza mecánica en la superficie.
La limpieza por chorro de agua es un método que utiliza un flujo de agua a alta presión para eliminar la suciedad, los residuos y los microorganismos de las superficies. Este método es eficaz para limpiar objetos y superficies que no son sensibles a la presión del agua.
La limpieza por cepillado mecánico es un método que consiste en utilizar un cepillo y una solución de limpieza para eliminar la suciedad y los microorganismos de las superficies mediante una acción mecánica de cepillado.
La filtración es un método que implica pasar líquidos o gases a través de filtros microporosos para eliminar microorganismos y otras partículas. El tamaño de los poros en el filtro es más pequeño que el tamaño de los microorganismos, lo que impide su paso a través del filtro, logrando así la esterilización del fluido.
Se pueden utilizar métodos de esterilización mecánica para limpiar y desinfectar objetos y superficies que no son adecuados para métodos físicos o químicos de esterilización, o que requieren una limpieza previa antes de la esterilización. Estos métodos se suelen utilizar en combinación con otros métodos para garantizar una eliminación completa de los agentes infecciosos.
Técnicas de esterilización en microbiología
Algunas de las técnicas de esterilización más utilizadas en microbiología para la eliminación o destrucción de microorganismos en diferentes materiales y objetos son las siguientes:
Esterilización por calor: esta técnica se utiliza para esterilizar objetos y materiales que pueden soportar altas temperaturas. El calor puede ser seco o húmedo, y se puede aplicar mediante autoclave, horno, o llama.
Esterilización por radiación: se utiliza radiación ionizante o no ionizante, como rayos gamma, rayos X o luz ultravioleta, para destruir los microorganismos.
Esterilización por filtración: se utiliza un filtro para separar los microorganismos de los fluidos o soluciones.
Esterilización química: se utilizan productos químicos, como óxido de etileno, peróxido de hidrógeno, o glutaraldehído, para esterilizar objetos y materiales.
Esterilización por plasma: se utiliza plasma de gas para esterilizar objetos y materiales.
La selección de la técnica de esterilización adecuada es fundamental para garantizar una esterilización efectiva y segura, y dependerá del tipo de material, la aplicación y la disponibilidad de recursos. Cada técnica de esterilización tiene sus ventajas y desventajas, por lo que es importante evaluar cuidadosamente cada opción antes de tomar una decisión.
Indicadores de esterilización
En microbiología, los indicadores de esterilización se utilizan para comprobar la eficacia de los procesos de eliminación de microorganismos en un objeto o material. A continuación, veremos que existen diversos tipos de indicadores de esterilización, incluyendo indicadores físicos, químicos y biológicos. Es importante utilizar diferentes tipos de indicadores de esterilización para garantizar que el proceso haya sido efectivo y seguro.
Indicadores físicos
Los indicadores físicos son herramientas utilizadas para verificar si las condiciones necesarias para evaluar si las condiciones de la esterilización, como la temperatura, la presión y el tiempo de exposición, han sido alcanzadas. A diferencia de los indicadores biológicos, estos indicadores no evalúan la presencia de microorganismos, sino que simplemente verifican que se han cumplido las condiciones necesarias para lograr una esterilización efectiva.
Entre los indicadores de esterilización física encontramos la presión, temperatura, tiempo entre otros. Estos indicadores pueden ser medidos con termómetros, barómetros de presión, sensores de carga, válvulas, sistemas de registro entre otros.
Indicadores químicos
En los indicadores de esterilización química se pueden utilizar sustancias que cambian de color o de estado físico cuando se exponen a condiciones específicas de esterilización, como el calor o el vapor. Estos indicadores de esterilización se utilizan para verificar que los objetos han sido sometidos a un proceso de esterilización, pero no garantizan que todos los microorganismos hayan sido eliminados. Su principal función es confirmar que se ha alcanzado la temperatura y el tiempo de exposición adecuados para un proceso de esterilización efectivo
Se pueden encontrar indicadores químicos diseñados para cumplir con los requisitos de control químico en varios sistemas de esterilización, como vapor, calor seco, óxido de etileno, vapor a baja temperatura y formaldehído y peróxido de hidrógeno en vapor o plasma.
Se puede utilizar el indicador de vapor químico como un ejemplo de indicador de esterilización química. Este tipo de indicador cambia de color cuando se expone al vapor de agua y al agente químico esterilizante, que suele ser una mezcla de formaldehído y alcohol isopropílico. El cambio de color que experimenta el indicador indica que se han alcanzado las condiciones de esterilización adecuadas si el proceso ha sido efectivo
Indicadores biológicos
Los indicadores biológicos son organismos vivos que se usan para comprobar la eficacia de un proceso de esterilización. Estos indicadores son altamente resistentes a los procesos de esterilización y se utilizan para verificar que el proceso haya sido efectivo en la eliminación de los microorganismos presentes. Los indicadores biológicos incluyen esporas de bacterias, virus y hongos, y se utilizan principalmente en el reconocimiento de los procesos de esterilización en la industria médica y farmacéutica.
El indicador biológico conocido como tapón verde, está diseñado para el control de procesos de esterilización por óxido de etileno. Se compone de esporas de la bacteria Bacillus subtilis que se colocan en un medio de cultivo que contiene un indicador químico. Si el proceso de esterilización ha sido correcto, las esporas se destruirán y el medio no cambiará de color. Por el contrario, si no se ha logrado una esterilización efectiva, las esporas sobrevivirán y comenzarán a crecer, lo que provoca un cambio de color en el medio de cultivo, indicando una posible falla en el proceso de esterilización.
Esterilización - Puntos clave
- La esterilización es el proceso de eliminación o destrucción de todos los microorganismos, incluyendo bacterias, hongos, virus y esporas, de un objeto o superficie mediante un método físico, químico o biológico.
- La esterilización es una práctica de gran alcance y aplicable a una variedad de objetos y superficies, incluyendo instrumentos médicos, materiales de curación, equipos de protección personal y superficies en áreas de trabajo clínicas.
- Algunas de las técnicas de esterilización más utilizadas en microbiología para la eliminación o destrucción de microorganismos en diferentes materiales y objetos son por calor, radiación, filtración, química y plasma.
- Los indicadores de esterilización se utilizan para comprobar la eficacia de los procesos de eliminación de microorganismos en un objeto o material. Los tipos de indicadores de esterilización son físicos, químicos y biológicos.
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