Esterilización por Plasma de Gas: Definición y usos

¿Qué es el plasma?

Definición de plasma: El plasma, junto con los gases, líquidos y sólidos, es uno de los cuatro estados fundamentales de la materia. Está compuesta principalmente por partículas cargadas (electrones e iones), y esto es lo que la diferencia de los demás tipos de materia. Aunque no se encuentra comúnmente en la Tierra, es la forma de materia más común en el universo. Se asocia principalmente con estrellas activas, incluido nuestro sol. También se encuentra en zonas interestelares e intergalácticas. El plasma se puede producir en la Tierra sometiendo ciertos gases a calor o campos magnéticos.

El plasma es un excelente conductor de la electricidad debido a la abundante presencia de partículas cargadas en él. Las interacciones de las partículas y el movimiento del plasma se ven afectados por los campos electromagnéticos. El plasma es muy sensible a estos campos externos.

Plasma de peróxido de hidrógeno

El plasma de peróxido de hidrógeno es el producto resultante de la disociación de electrones del peróxido de hidrógeno. Este proceso forma radicales libres que se utilizan para la esterilización.

Como todos los plasmas de gas, los plasmas de peróxido de hidrógeno se producen en una cámara de vacío. Las moléculas de gas se excitan bombardeándolas con microondas u ondas de radiofrecuencia. Esto produce moléculas de peróxido de hidrógeno cargadas llamadas radicales libres, que son altamente reactivas porque tienen electrones desapareados. Los radicales libres resultantes interrumpen los procesos normales que las células y los virus necesitan para su correcto funcionamiento, como la acción enzimática y la replicación de la acción nucleica, y por tanto detienen el metabolismo de dichos organismos. La eficacia del proceso está relacionada con la concentración de plasma de peróxido de hidrógeno en el aire.

Tenga en cuenta que esto es distinto del plasma de hidrógeno, que es un agente reductor fuerte y no se utiliza con fines de esterilización.

Esterilización por plasma con gas peróxido de hidrógeno

El plasma de peróxido de hidrógeno (HPP), también conocido como peróxido de hidrógeno vaporizado o vapor de peróxido de hidrógeno, es una forma gaseosa de peróxido de hidrógeno (H ₂ O ₂ ). Las aplicaciones de HPP incluyen el uso como niebla antibacteriana a temperatura ambiente para la descontaminación de laboratorios y otras áreas selladas que deben esterilizarse sin rayos UV ni calor. Se ha utilizado en bases militares, baños públicos y aeropuertos.

La esterilización por plasma de gas es el término utilizado para utilizar HPP para esterilizar instrumentos médicos o científicos. La EPA define «esterilizante» como «una sustancia que destruye o elimina todas las formas de vida microbiana en el ambiente inanimado, incluidas todas las formas de bacterias vegetativas, esporas bacterianas, hongos, esporas de hongos y virus». Debido a que funciona como esterilizante, se utilizó para el tratamiento de edificios contaminados cuando las esporas de ántrax se utilizaron como armas terroristas en los Estados Unidos en 2001. También es eficaz en la descontaminación de virus animales, como la enfermedad de Newcastle (una enfermedad de pollos) o gripe aviar.

El uso de plasma de peróxido de hidrógeno para esterilizar equipos y edificios es relativamente nuevo. Fue probado por primera vez en el campo en la década de 1980 en dispositivos quirúrgicos. Un generador de plasma de peróxido de hidrógeno típico usado para tal fin tiene un dispositivo inyector para vaporizar peróxido de hidrógeno en la cámara de esterilización hasta una concentración de 6 mg/l. Se deja que la niebla de peróxido de hidrógeno se asiente en el equipo que se va a esterilizar, seguido de la introducción de un campo eléctrico para crear ondas en la radiofrecuencia. Estas ondas de radio hacen que la niebla de peróxido de hidrógeno forme radicales libres, como hidroperoxilo e hidroxilo. Después de una hora el equipo se considera estéril. En este punto, el plasma de gas vuelve a su estado normal ventilándolo con aire fresco filtrado.

Los productos resultantes de este proceso son únicamente oxígeno y vapor de agua, que no son tóxicos y no requieren manipulación especial. Por lo tanto, el equipo, ahora estéril, puede ser manipulado y utilizado inmediatamente. El proceso alcanza una temperatura elevada de sólo 44 ^o C, por lo que es ideal para equipos con componentes sensibles al calor, como ciertos plásticos o placas de circuitos eléctricos.

Es fundamental que tanto el interior de la cámara como los objetos a esterilizar estén absolutamente secos. Si hay agua o vapor de agua dentro de la cámara, no se puede alcanzar el nivel de vacío requerido y el proceso no se puede continuar.

El plasma de peróxido de hidrógeno se utiliza como método de esterilización del aire en los hospitales. Se ha demostrado que este procedimiento reduce las infecciones adquiridas en el hospital en los pacientes. Es eficaz contra las infecciones hospitalarias más comunes, como Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA), Clostridium difficile, Enterococcus resistente a vancomicina (VRE), Klebsiella pneumoniae y una gran cantidad de otras infecciones microbianas y virales. El éxito de este método ha quedado demostrado tanto por las pruebas con hisopos en el entorno hospitalario para comprobar la presencia de patógenos como por la reducción de la incidencia de infecciones en los pacientes.

Dado que el plasma de peróxido de hidrógeno funciona como esterilizante al interrumpir el metabolismo celular, es fundamental que los trabajadores y otras personas cercanas a este equipo sigan protocolos de seguridad cuidadosos. Dondequiera que se utilicen sensores de peróxido de hidrógeno, también se utilizan sensores de seguridad para garantizar que los trabajadores tengan un entorno seguro. Los sensores son económicos y están diseñados para funcionar en condiciones ambientales. Operan con sensores electroquímicos y son capaces de medir HPP ambiental en rangos bajos de ppm (partes por millón) y ppb (partes por mil millones). Estos sensores deben colocarse cerca del dispositivo de esterilización para garantizar una advertencia óptima en caso de una fuga de plasma de peróxido de hidrógeno o residuos dentro de la cámara que puedan exponer al personal del laboratorio o del hospital cuando se abre.

Si bien los niveles de seguridad del plasma de peróxido de hidrógeno en el área ambiental fuera del esterilizador funcionan bien, monitorear los niveles de plasma dentro de la cámara puede resultar difícil. El vacío y los altos niveles del propio plasma interfieren con el funcionamiento preciso del sensor. Se puede utilizar un método más preciso, pero más caro, que implica espectroscopia para medir el H ₂ O ₂ dentro de la cámara.

Resumen de la lección

Definición de plasma: El plasma, también conocido como gas plasma, es un estado de la materia que se compone principalmente de partículas cargadas como iones (átomos cargados, los componentes básicos de la materia) y electrones.

El plasma de peróxido de hidrógeno (HPP) se utiliza como esterilizante para matar patógenos como bacterias, virus y otros microbios. El plasma mata los microbios por la acción de los radicales libres, que interfieren en los procesos del metabolismo celular como la acción enzimática y la replicación de nucleótidos. Las ventajas de la esterilización por plasma de gas mediante HPP incluyen la destrucción de esporas bacterianas, la velocidad, la relativa no toxicidad y la idoneidad para dispositivos médicos sensibles al calor.

Para garantizar la seguridad del personal médico y de laboratorio, se colocan sensores cerca del dispositivo de esterilización. Estos sensores monitorean la liberación accidental de H ₂ O ₂ de la cámara de esterilización.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador