In vitro: agentes físicos – calor, radiação e filtração químicos

17/10/2012
In vitro: agentes físicos – calor, radiação e filtração
químicos – detergentes e desinfetantes
Esterilização de instrumentos cirúrgicos e meios de
cultura
In vivo: agentes quimioterápicos
Toxicidade seletiva
(naturais, sintéticos e semi-sintéticos)
Redução do crescimento microbiano sem causar danos à
célula hospedeira
• Segurança biológica
• Critérios
Diferenciar e aplicar corretamente os processos de
Laboratórios, hospitais e indústrias
DESINFECÇÃO e ESTERILIZAÇÃO
Natureza do agente ou agentes infecciosos manipulados
A escolha do processo de controle microbiano depende do
artigo a ser tratado
esterilização e desinfecção
Normativas de biossegurança
• RSS (resíduos de serviços de saúde)
Resultantes de atividades exercidas nos Serv iços de Saúde
que por suas características, necessitam de processos
diferenciados em seu manejo existindo ou não tratamento
prévio à sua disposição final
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• PGRSS (plano de gerenciamento dos RSS)
Conjunto de procedimentos de gestão, planejamento e
implementos a partir de bases científicas, normativas e
• Eficiência antimicrobiana
Neutralização por matéria orgânica
Biofilmes
legais com o objetivo de minimizar a produção de resíduos
Contenção dos micro-organismos em partículas
gerados, providenciando um encaminhamento seguro, de
Endósporo
forma eficiente, visando a proteção dos funcionários a
Ultra-estrutura celular
preservação da saúde pública, dos recursos naturais e do
meio ambiente
Número de micro-organismos
Quanto mais micro-organismos existem no início, mais
ESTERILIZANTES
Mycobacterium tuberculosis – resistência a desinfetantes
comuns devido à natureza cerosa da parede celular
• Princípios
básicos
dos
métodos
de
controle
microbiano
tempo leva para eliminar a população existente
Ação direta sobre o micro-organismo
Tempo de Exposição
Limpeza prévia da superfície ou objeto a ser tratado
Calor / irradiação / antimicrobianos químicos
Facilitação do contato
Influências ambientais
Tempo de exposição adequado
pH é um fator importante, sendo mais eficiente quando o
micro-organismos estão sob condições ácidas
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• Critérios para escolha de um agente químico
→ Espectro de ação
Bactericidas, fungicidas e virucidas
→ Concentração de uso
→ Tempo de exposição necessário
→ Efeito do pH na atividade germicida
→ Estabilidade química do composto
Bacteriostáticos, fungistáticos e
→ Susceptibilidade à inativação por matéria orgânica
→ Compatibilidade com o material a ser descontaminado
virustáticos
→ Toxicidade
→ Custo
Maior tolerância
Clostridium spp.
Endósporos bacterianos
Bacilllus spp.
Mycobacterium tuberculosis
Mycobaacterium
avium-intracellulare
Micobactérias
Mycobacterium chelonae
Giardia spp.
Entamoeba spp.
Cistos e oocistos de protozoários
Acanthamoeba spp.
Cryptosporidium spp.
Agentes
empregados no
controle do
crescimento
microbiano
Poliovírus
Vírus não-envelopado
• Agentes bacteriostáticos, fungistáticos
ligação fraca com o alvo (ribossomos)
Acanthamoeba spp.
Candida spp.
Fungos
Bactérias Gram (-)
Bactérias Gram (+)
Vírus envelopado
Maior susceptibilidade
Cryptococcus spp.
Escherichia spp.
• Bactericidas, fungicidas
ligação forte com o alvo
Pseudomonas spp.
Enterococcus spp.
Staphylococcus spp.
Streptococcus spp.
HIV
HBV
HCV
Esterilização
3 efeitos podem ser observados:
Rinovírus
Trofozoítas de protozoários
Inibição
• Bacteriolíticos
induz ruptura (síntese de parede)
diminui a turbidez da cultura
Microbiologia de Brock, 2010
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• Medida da atividade antimicrobiana
• Esterilizantes, desinfetantes e anti-sépticos
Compostos químicos desenvolvidos para impedir o
Menor concentração capaz de inibir completamente o
crescimento de patógenos em ambientes inanimados e
crescimento do micro-organismo teste
superfícies corporais externas
Concentração Mínima Inibitória
(MIC – minimum inhibitoty concentration)
Compostos
químicos
utilizados
para
controle
em
ambientes comerciais e industriais
Alimentos, torres de refrigeração de ar, produtos têxteis, ...
Microbiologia de Brock, 2010
Compostos
químicos
Uso
Papel
Compostos
mercuriais
orgânicos, fenóis,
metilisotiazolinona
Impedir o crescimento microbiano durante a manufatura
Couro
Metais pesados,
fenóis
Os agentes antimicrobianos presente no produto final
inibem o crescimento
Plástico
Detergentes
catiônicos
Impedir o crescimento de bactérias em dispersões aquosas
de plásticos
Calor ou radiação
Madeira
Sais metálicos,
fenóis
Impedir a deterioração de estruturas de madeira
Esterilização a frio
Petróleo
Mercúrio, fenóis,
detergentes
catiônicos,
metilisotiazolinona
Impedir o crescimento de bactérias durante a recuperação
e armazenamento de petróleo e derivados
Ar
condicionado
Cloro, fenóis,
metilizotiazolinona
Impedir o crescimento de bactérias (p. ex., Legionella) em
torres de refrigeração
Cloro
Impedir o crescimento de bactérias em condensadores e
torres de refrigeração
Indústria
Usinas elétricas
Esterilizantes
Esterilizadores ou esporocidas - germicidas
Matam micro-organismo, inclusive endósporos
Equipamentos fechados
Agente químico gasoso
Esterilizante líquido
Instrumentos que não
toleram altas temperaturas ou
gases
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Máquina termodesinfetadora de água quente (70º C) do Hospital
Desinfetantes
Universitário Clementino Fraga Filho
Matam micro-organismos – NÃO endósporos
Extremamente
importantes
no
controle
de
infecções
(hospitais e consultórios médicos)
Desinfetantes
gerais
são
amplamente
utilizados
em
residências, piscinas e sistemas de purificação de água
EFICÁCIA DOS ESTERILIZANTES E DESINFETANTES
Concentração de matéria orgânica
Biofilmes bacterianos
Presença de endósporos resistentes
Utiliza preparações industriais de detergentes enzimáticos com atividades de
lipase e peptidase. Utilizada para materiais d e assistênc ia - vent iladores,
máscaras ventilatórias e respiratórias, ambús, conexões, conjunto para
macronebulização e outros.
Sanitizantes
Reduzem o número de micro-organismos viáveis
Níveis seguros
Equipamentos X alimentos
Anti-sépticos
Matam OU inibem o crescimento microbiano
Suficientemente Atóxicos
Tecidos vivos
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Sensibilidade dos micro-organismos ao calor
• Descontaminação, desinfecção e esterilização
Temperatura
Apenas 10% viável
Endósporos
Micro-organismo
Temperatura letal (°C)
Bactérias (formas vegetativas)
60 – 70
Endósporos bacterianos
> 100
Protozoários
50 – 60
Algas
50 – 60
Fungos e leveduras
50 – 60
Esporos de fungos
70 - 80
Valores D para suspensões de esporos (em segundos)
Células vegetativas
Esporos de:
105 °C
121 °C
140 °C
160 °C
Bacillus cereus
12,0
4,0
1,5
0,5
Bacillus subtilis
28,0
4,5
2,0
0,5
Clostridium botulinum
2.400
9,0
3,0
0,5
Bacillus stearotermophylus
150.000
240
7,0
1,0
Autoclavação (calor úmido)
Dispositivo de aquecimento selado
Vapor de água sob pressão
Esterilização
completa
do
material
autoclavado
é
dependente do seu volume
Tempo de esterilização a 121 °C de diferentes volumes de soluções aquosas
Volume (mL)
Tempo (min)
20
12 – 14
50
12 – 14
200
12 – 14
1000
20 – 25
2000
30 – 35
9000
50 - 55
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Tindalização (esterilização fracionada)
Não-esterlizante
Germinação
de
esporos
à
temperatura
ambiente,
formando células vegetativas facilmente eliminadas
Pasteurização
Aquecimento controlado
Redução da carga bacteriana (líquidos sensíveis ao calor)
HTST – 71,5 oC, 15 seg / LTH – 62,9 oC, 30 min
UHT (Ultra-High Temperature)
Pasteurização do leite
Apertização (enlatamento)
144º C/3 s
Resfriamento rápido - embalagem
Recipientes hermeticamente fechados
Aquecimento entre 100 – 121
°C
Tempo varia de acordo com grau de condução de calor do
produto, pH e tamanho
Água em ebulição
Vapor d’água livre
Pasteurizador para alimentos
Cortesia da EMBRAPA agroindústria de sementes – Práticas de Microbiologia, 2006
100 oC (pode destruir esporos ~ 6 h)
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Forno ou estufa
≥ 160 - 180 oC/2 h
Materiais termorresistentes
que não podem entrar em contato com a água
Instrumentação cirúrgica, odontológica, pó, gaze, vidraria
Incineração
Flambagem
> 500 oC/1 h – combustão completa
Tampas de frascos abertas e fechadas rapidamente
Flambagem rápida do material
Impedimento
da
entrada
de
micro-organismos
presentes na boca do frasco
Criação de corrente de efluxo de ar
•Estado 1: chama menos aquec ida, de cor amarelo-averm elhada, que possui uma
maior área
•Estado 2: chama de menor área e coloração vermelha
•Estado 3: chama roxa tendendo para o azul, indica ndo para uma chama mais
aquecida
•Estado 4: chama com menor área, portanto maior energia e mais quente
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Refrigeração
0 – 10
°C
Preservação de alimentos, medicamentos e reagentes
Período de tempo limitado
15 – 20 cm
Psicrófilos facultativos / psicotolerantes
Congelamento
< 20
°C
Preservação de medicamentos e alimentos
Irradiação
Utilizada em indústrias de suprimentos médicos e de
produtos alimentícios (aprovada pelo FDA e OMS)
Suprimentos
cirúrgicos,
descartáveis
de
laboratório,
produtos cárneos frescos, fármacos, tecidos para enxertos, ...
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Filtração
Filtros de profundidade
Rede de fibras
Pré-filtro
Biossegurança
(HEPA)
Membranas filtrantes
Esterilização de líquidos
Polímeros que suportam altas
tensões
Controle preciso do tamanho
dos poros
80 – 85 % área poros abertos
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5 mm
Dessecação
Desequilíbrio osmótico
Sobrevivência ≠ crescimento
Atividade de água suficientemente baixa – Lag permanente
Efeito microbiostático
0,2 mm
Gram-positivas mais resistentes que Gram-negativas
Liofilização
Remoção de até 85% da água
Sublimação
Alguns micro-organismos permanecem viáveis
Indústria de alimentos – café e leite em pó
Defumação
Exposição a fumaça de madeiras em combustão (~55 °C)
Horas - dias
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Aquecimento (dessecação)
Aquecimento suave
Secagem ao Sol ou por secadores mecânicos
Controle da pressão de oxigênio
Remoção de oxigênio - vácuo
Sonicação
Vibrações sonoras de alta frequência
Pressão hidrostática
Aplicada a alimentos
Não é eficiente contra esporos
Bacia
ultrassônica –
Hospital
Clementino
Fraga Filho
Tratamento com oxigênio hiperbárico
Eliminação de anaeróbios estritos
Gangrena – 100% O2 a 3 atm
Pasteurizador de alta pressão – visa pasteurizar
alimentos através da alta pressão hidrostática,
preservando as características sensoriais e
nutricionais do produto
EMBRAPA agroindústria
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