Un método para esterilizar catéteres venosos con plasma atmosférico

AGENCIA FAPESP/DICYT – La esterilización de instrumental quirúrgico metálico normalmente se lleva a cabo en los aparatos conocidos como autoclaves, a una temperatura igual o superior a los 121 °C, que mata a los microorganismos.

Pero instrumentos tales como catéteres venosos, fabricados con materiales poliméricos −silicona o poliuretano− no resisten las altas temperaturas y deben esterilizarse de otro modo. Los agentes microbicidas que generalmente se utilizan en estos casos son la radiación gamma o el óxido de etileno. Pero su uso requiere el empleo de tecnologías caras, y puede generar residuos nocivos.

Anelise Doria, docente de la Universidade do Vale do Paraíba (Univap), con sede en la localidad de São José dos Campos (en el estado de São Paulo, Brasil), propuso y ha probado con éxito un procedimiento alternativo: la esterilización por chorro de plasma de aire atmosférico.

Este procedimiento aparece descrito en un artículo publicado en la revista Plasma Research Express y constituye el resultado del doctorado de Doria, quien contó con beca de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo - FAPESP.

“Utilizamos un aparato con un diseño sencillo y con un bajo costo de construcción y operativo, que produce grandes cantidades de agentes microbicidas sin necesidad de utilizar gases tóxicos y sin dejar residuos nocivos”, declaró Doria.

La ionización parcial del aire atmosférico genera un plasma constituido por moléculas, iones y electrones libres, con gran cantidad de especies reactivas, tales como el ozono (O₃), el peróxido de hidrógeno ((H₂O₂) y el radical hidroxilo (OH-). Son esas especies reactivas las que actúan sobre los microorganismos, inactivándolos y eliminándolos.

“Estudiamos la acción del plasma sobre biopelículas de Candida albicans adheridas a la superficie del material polimérico. Se sabe claramente que la estructura de esas biopelículas protege a los microrganismos, lo cual los vuelve mucho más resistentes a la acción de agentes microbicidas. Aun así, logramos desactivar hasta un 99% de los microrganismos”, dijo Doria.

Para generar el plasma, Doria utilizó una mezcla con un máximo de aire comprimido y un mínimo de argón (Ar) o helio (He), dos gases nobles que generalmente se emplean para moderar reacciones químicas indeseables. Esa mezcla se ionizó al transitar entre dos electrodos sometidos a una gran diferencia de potencial eléctrico, del orden de los 7,5 kilovoltios.

“La pluma del plasma tiene alrededor de 1 centímetro de longitud. Para evitar que el contacto directo con dicha pluma pudiera calentar la biopelícula fúngica, posicionamos nuestra muestra a 3 centímetros de la boquilla de eyección. De este modo, la esterilización no se ejecutó directamente a través de la pluma sino a través del flujo de aire ambiente reactivo proveniente de la zona de post descarga”, dijo Doria.

Este estudio se realizó con Candida albicans debido a que este hongo se encuentra presente en entre el 70% y el 90% de las infecciones hospitalarias, con índices elevados de mortalidad, pero el procedimiento podrá extenderse también a bacterias, de acuerdo con la investigadora.

La investigación se realizó en un laboratorio montado con recursos de la FAPESP en el marco del Proyecto Temático intitulado “Núcleo de excelencia en Física y aplicaciones de plasmas”, coordinado por el profesor Ricardo Magnus Osorio Galvão, del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo.

Referencia

Puede leerse el artículo titulado Inactivation of Candida albicans biofilms by atmospheric gliding arc plasma jet: effect of gas chemistry/flow and plasma pulsing (doi: https://doi.org/10.1088/2516-1067/aae7e1), de A. C. O. C. Doria, F. R. Figueira, J. S. B. de Lima, J. A. N. Figueira, A. H. R. Castro, B. N. Sismanoglu, G. Petraconi, H. S. Maciel, S. Khouri y R. S. Pessoa, en el siguiente enlace: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2516-1067/aae7e1