Esterilização

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ESTERILIZAÇÃO 
Prof(a): Mariana Sato de Souza de B Monteiro 
Email: marianasato@pharma.ufrj.br 
 Esterilização 
 Consiste na completa destruição de todos os organismos vivos e seus 
esporos ou na sua completa remoção da preparação. 
 
 Formas vegetativas (rápida multiplicação), T ~ 60˚C. 
 Forma de esporos (formas resistentes à ação do calor),T ~ 100-120˚C. 
Outros conceitos importantes!!! 
 
 Desinfeção: É o processo que destrói 
ou inativa os microorganismos na 
forma vegetativa, mas geralmente não 
afeta os esporos bacterianos. 
 Classificação: 
 
 Os processos de esterilização pode ser efetuado utilizando métodos 
físicos e/ou químicos. 
 
 Esterilização 
Esterilização 
Processos 
Físicos 
Calor Radiação Filtração 
Processos 
Químicos 
Substâncias 
químicas 
(estado gasoso) 
1) Processos Físicos 
 
1.1) Esterilização pelo Calor: 
 
 Processo simples; 
 Econômico; 
 Seguro; 
 Eficiente. 
 Esterilização 
Esterilização 
pelo Calor 
Calor 
úmido 
Calor Seco 
1.1) Esterilização pelo Calor: 
 
1.1.1) Calor Úmido ou Esterilização por Vapor 
 
 É realizada em autoclaves e emprega vapor 
de água saturado sob pressão, produzido 
no interior da autoclave. 
 Esterilização 
Vapor sob pressão (aumenta a T dos sistema 
acima de 100˚C). 
Vapor sob 
pressão 
Aumento 
Temperatura 
Esterilização 
 Autoclavação: 
 
 Correlação entre a pressão de vapor d'água e a temperatura indicada para 
autoclavação: 
 
 Esterilização 
 Quanto maior a pressão, maior a T e menor o tempo para 
esterilização. 
Temperatura que a 
maioria das 
autoclaves operam 
 Equipamento: 
 
 Autoclave: Câmara de aço inox, com uma ou duas portas. Possui 
válvula de segurança, manômetro e um indicador de temperatura. 
 
 Podem ser do tipo horizontal ou vertical. 
 Esterilização 
 Mecanismo de Ação: 
 
 
 Esterilização 
O efeito letal decorre da ação conjugada 
temperatura + umidade. 
Bactérias são coaguladas e destruídas em 
temperaturas mais baixas com a presença de 
umidade. 
Destruição microbiana ocorre por desnaturação 
e coagulação de alguma proteína essencial ao 
microorganismo. 
 Não Aplicável: 
 
 Óleos, gorduras, preparações oleosas; 
 Outras preparações não penetradas pela umidade; 
 Pós que são deteriorados pela umidade. 
 Esterilização 
 Aplicações: 
 
 É o processo mais eficiente de esterilização e deve ser escolhido quando o 
produto for capaz de resistir as temperaturas necessárias e não afetado pela 
umidade. 
 
 Soluções aquosas em geral (ampolas seladas, meios de cultura); 
 Frascos vazios somente com pequena quantidade de água; 
 Objetos de vidro, compressas, instrumentos cirúrgicos, roupas. 
 Esterilização 
 Cuidados para a Eficiência do Processo de Autoclavação: 
 
1. O volume de material dentro da autoclave não deve exceder 80% 
da sua capacidade. 
 
2. Os pacotes devem ser colocados de maneira que haja um espaço 
de 25 a 50 mm entre eles, e de forma que o vapor possa circular 
por todos os itens da câmara. 
 
3. Materiais devem ser higienizados antes da autoclavação. 
 
4. Acondicionar os artigos em embalagens adequadas. 
 
5. Os pacotes devem ser vedados com fita indicadora. 
 
6. Verificar os indicadores de temperatura e pressão durante a 
esterilização. 
 Esterilização 
 Indicador Físico-Químico do Processo de Esterilização 
 (ex. Fita que muda de cor ao atingir certa temperatura). 
 
 
 
 
 
 
 A tinta indicativa contém um substrato que reage a uma determinada 
temperatura mudando sua tonalidade. Sua única função é diferenciar 
um produto que passou pelo processo ou não. 
 
 Ela não indica qualidade no processo. 
 
 Esterilização 
1.1) Esterilização pelo Calor: 
 
1.1.2) Calor Seco 
 
 A esterilização por calor seco é realizada em fornos ou estufas, aquecidas 
por meio de gás ou eletricidade e controladas por um termostato. 
 
 Mais utilizado: Estufas elétricas. 
 
 Calor seco é menos eficaz do que o calor úmido para matar os 
microorganismos. 
Necessário utilizar temperaturas mais altas (T ~ 180 ºC) e maior tempo de 
exposição. 
 Tempo de exposição: varia em função do tipo e da quantidade de material 
que será esterilizado. 
 Esterilização 
 Tempo de Esterilização: 
Temperatura Tempo de exposição 
180 30 min 
170 1 hr 
160 2 hrs 
150 2 hrs e 30 min 
140 3 hrs 
121 6 hrs 
 Mecanismo de Ação: 
 
 A destruição dos microrganismos, pelo calor seco, ocorre devido à 
desidratação da célula microbiana, seguida de um lento processo oxidativo. 
 
 Menos eficaz que esterilização por calor úmido, pois em meio anidro, os 
microrganismos são mais resistentes ao calor. 
 
 Esterilização 
 Vantagens: 
 
 Alto poder de penetração; 
 Não corrosivo para metais; 
 Não causa erosão na superfície de vidros. 
 
 Desvantagens: 
 
 Aquecimento lento; 
 Longos períodos de esterilização/velocidade de morte lenta; 
 Altas temperaturas; 
 Danificação material (embalagem); 
 Produtos farmacêuticos afetados negativamente. 
 Esterilização 
 Aplicação: 
 
 Materiais nos quais a percentagem de água é muito pequena e não se 
deixam penetrar pela umidade (óleos, pomadas, glicerina, vaselina, 
parafina, outros derivados de petróleo, soluções e suspensões oleosas). 
 Pós estáveis ao calor (óxido zinco). 
 Produtos termoestáveis que é necessário manter no estado seco (pós para 
preparações extemporâneas). 
 Artigos de vidro e instrumentos cirúrgicos. 
 Os artigos a serem esterilizados devem possuir boa condutividade térmica. 
Os materiais não termorresistentes não devem ser esterilizados por este 
método, como os tecidos, borrachas e papéis. 
 
 Esterilização 
 Cuidados para a Eficiência do Processo: 
 
 Higienizar os artigos a serem esterilizados; 
 Utilizar embalagens adequadas; 
 Não colocar na estufa artigos muito pesados e volumes muito grandes, 
para não interferir na circulação do ar; 
 Evitar sobrepor artigos; 
 Aquecer previamente a estufa; 
 Marcar o início do tempo de exposição quando o termômetro marcar a 
temperatura escolhida; 
 Não abrir a estufa durante a esterilização. 
 Esterilização 
 Esterilização 
1) Processos Físicos: 
 
1.2) Esterilização por Radiação: 
 
. 
Esterilização 
por radiação 
Radiação 
ionizante 
Raios 
Catódicos 
Raios Gama 
Radiação 
não 
ionizante 
Raios UV 
 Esterilização 
1.2.1) Esterilização por Radiação Ionizante: 
 
 Raios Catódicos: raios β ou elétrons, prótons, nêutrons e partículas 
subatômicas. Desintegração natural de elementos (Iodo 131), ou 
artificial por meio de máquinas aceleradoras de elétrons. 
 
 Raios γ: radiação eletromagnética, emitida por certos isótopos 
radioativos como Cobalto 60, Tândalo 182 e Césio 137. 
 Esterilização 
 Raios Catódicos: São partículas de baixa penetrabilidade, sendo 
utilizadas para a esterilização de materiais plásticos de baixa 
espessura. 
 
 Raios γ: Radiação de elevada energia e alto poder de penetração. 
 
 
 Esterilização 
 Esterilização 
 Mecanismos de Ação da Radiação Ionizante: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Aplicação: 
 
 Esterilização de artigos descartáveis (fios de sutura, luvas, seringas 
plásticas). 
 Vitaminas, antibióticos no estado sólido. 
 Produtos sensíveis ao calor. 
 Ampolas já acondicionadas e embaladas em caixas (antibióticos, soros, 
vacinas). 
 
EfeitoDireto 
• Ação direta sobre os microorganismos, levando a sua destruição. 
Efeito Indireto 
• Produção de radicais livres que destruirão os microorganismos. 
 Esterilização 
 Vantagens da Radiação Ionizante: 
 
 Alto poder de penetração: atravessa embalagens de papelão, papel e 
plástico. 
 O material não sofre danos físicos ou outros, que podem ocorrer com os 
demais processos. 
 
 Desvantagens: 
 
 Custo elevado; 
 Necessidade de pessoal especializado; 
 Necessidade de controle médico constante para o pessoal que trabalha. 
Proteção a exposição: 
Dosímetro: Necessário para avaliar a 
exposição do indivíduo a radiação. 
 Esterilização 
1.2.2) Esterilização por Radiação Não Ionizante: 
 
 São as radiações de baixa frequência, tais como: luz visível, 
infravermelho, microondas, frequência de radio, radar, ondas curtas, 
ultrassom e ultra frequências. 
 
 A mais utilizada é a radiação ultra-violeta de comprimento de onda na 
faixa de 240-280 nm, que é o UV curto (UVC). 
 Esterilização 
 Radiação UV: 
 
 Emissão e característica da radiação: 
 
• Lâmpadas de quartzo, com vapor de mercúrio. 
• Baixo poder de penetração. 
 
 Mecanismo de ação: 
 
• A radiação é absorvida por proteínas e ácidos nucléicos que são 
desnaturados perdendo sua atividade biológica. 
 
Cuidados: Requer o uso de 
equipamentos de proteção para pele 
e olhos (óculos e luvas), devido a 
destruição do DNA e de proteínas. 
 Esterilização 
 Aplicações da Radiação UV: 
 
 Esterilização do ar: salas estéreis, hospitais e salas cirúrgicas. 
 
 Destruição de microorganismos de superfície ou suspensos em líquidos. 
Ex: purificação da água e líquidos de hemodiálise. 
 
 Esterilizar materiais sólidos (vidrarias, utensílios metálicos e embalagens). 
 
 Esterilizar substâncias químicas e plásticos 
 
 Esterilização de suspensão de bactérias ou vírus para o preparo de 
antígenos. 
 
 Esterilização 
 1) Processos Físicos 
 
1.3) Filtração: 
 
 Remoção física de microrganismos por adsorção no meio filtrante. 
 Usada para esterilizar soluções termossensíveis. 
 Eficácia do produto filtrado pode ser influenciada pela carga 
microbiana da solução. 
 Requisitos: 
 Salas assépticas e ar filtrado. 
 Lâmpadas germicidas, de radiação UV. 
 Bacteriostático na preparação . 
 Pessoal vestido adequadamente. 
 Material deve ser asséptico. 
 Toda a aparelhagem filtrante, inclusive as membranas, devem ser 
autoclavadas (121º C/ 30-45 min), antes da filtração esterilizante. 
 Esterilização 
 Exemplos de Filtros: 
 
 Velas filtrantes (carvão ativo): (porosidade 2,1 e 0,8 µm). 
 
 Filtros discóides: Amianto com celulose. 
 
 Millipore®: fina membrana plástica de ésteres de celulose. 
 Esterilização 
 Filtros Millipore® 
 
 Membranas produzidas pela “Millipore Filter Corporation®. 
 Variados tamanhos de abertura de poros (14 – 0,025 µm). 
 Os poros apresentam tamanho uniforme e ocupam 80% do volume da 
membrana, sendo que os 20% restantes constituem o material do filtro. 
 
 
 Alto grau de porosidade Permite alto grau de filtração = capacidade 
de retenção das partículas. 
 
 
 Esterilização 
 “Para remover todas as bactérias, o tamanho do poro deve ser menor 
que a bactéria e deve apresentar uniformidade por toda a área do filtro. 
O elemento filtrante deve ser acondicionado adequadamente” 
 Filtração deve ser realizada em série, com tamanho dos filtros 
diminuindo progressivamente. 
líquido 0,6 m 0,45 m 0,22 m esterilizante 
 Esterilização 
 Vantagens: 
 
 Rapidez na filtração de pequenos volumes. 
 Esteriliza materiais termolábeis. 
 Equipamento barato. 
 Remoção completa de microrganismos vivos ou mortos e materiais 
particulados. 
 
 Desvantagens: 
 
 Membranas são frágeis e pode haver falha na construção do filtro. 
 Requer maior tempo para a filtração de grandes volumes de líquidos. 
 Possível adsorção/interação do fármaco com o filtro. 
 
 Esterilização 
 Filtro de Acetato de celulose: 
 Grupos OH residuais: levam a adsorção 
de fármacos. 
 Interações hidrofóbicas entre as porções 
de hidrocarbonetos das moléculas de 
fármaco e as moléculas lineares da 
celulose: contribuem para a adsorção. 
 Fármacos administrados em doses baixas (˂ 5 mg) podem se ligar a 
membrana. 
 Filtros com membranas de 0,22 µm inibiram a atividade da Anfotericina B: 
diâmetro médio do poro do filtro deve ser maior que 1 µm. 
 Esterilização 
 Aplicações: 
 
 Esterilizar soluções extemporâneas (soluções oftálmicas), nas farmácias. 
 Esterilizar soluções intravenosas, em hospitais. 
 Fármacos sensíveis ao calor e à umidade (preparações enzimáticas 
termolábeis, certos antibióticos, etc). 
2) Processos Químicos 
 
2.1) Esterilização por Gás: 
 
 Usa-se substâncias no estado gasoso. 
 
 Esterilização 
Esterilização por 
gás 
Óxido de etileno 
Óxido de 
Propileno 
Formaldeído 
Ozônio 
 Esterilização 
2.1.2) Óxido de Etileno 
 
 Altamente penetrante e potente microbicida. 
 Por ser um gás auto inflamável, seu uso com segurança, requer o preparo 
de uma mistura de 10% de óxido de etileno para 90% de anidrido carbônico 
(ou algum gás inerte), sendo a esterilização feita a frio. 
 A esterilização faz-se em câmaras apropriadas (autoclaves especiais). 
 Tempo médio de exposição: 4-16 hs, dependendo do material que será 
esterilizado. 
 Esterilização 
 Aplicações: 
 
 Devido alto poder penetrante, adequado para a esterilização de materiais 
médicos/cirúrgicos (cateteres, agulhas e seringas descartáveis). 
 Esterilização preparações termolábeis (enzimáticas, antibióticos). 
 Próteses e implantes cirúrgicos. 
 
 Mecanismo de Ação: 
 
 Ação alquilante: Reage com álcoois, aminas, ác. orgânicos, amidas, 
nitrogênio de bases púricas e pirimídicas, aminoácidos e proteínas dos 
microorganismos. 
 Tempo de exposição necessário para obter a morte dos microorganismos 
proporcional a temperatura e a concentração do gás. 
 Esterilização 
2.1.2) Óxido de Propileno 
 
 Emprego: Esterilização produtos alimentares, agentes desinfetantes. 
 Mecanismo de Ação: semelhante ao OEt (alquilação do DNA). 
 
 
 
 
2.1.3) Formaldeído 
 
 Aplicável somente a materiais cirúrgicos. 
 A esterilização é feita a uma temperatura entre 80-85º C/ 2hrs. 
 Não é indicado para a esterilização de produtos farmacêuticos porque é 
capaz de reagir com a maioria das substâncias medicamentosas. 
 Esterilização 
2.1.4) - Propiolactona 
 
 Substituto para formaldeído na desinfecção de salas e prédios. 
 Baixo poder de penetração. 
 Ação carcinogênica. 
 Mecanismo de Ação: alquilação do DNA. 
 
 
 
2.1.5) Ozônio (O3): 
 Utilizado para esterilizar ambientes em geral e água. 
 Preparações Farmacêuticas Estéreis: Teste de Esterilidade. 
 
 
 
 USP contém monografias e padrões para os indicadores biológicos do 
processo de esterilização. 
 Indicadores Biológicos: é uma preparação constituída de microorganismos 
específicos e resistentes a determinado processo de esterilização. 
Esterilização 
Confirmar a ausência de microorganismos. 
 Esterilização 
 Indicadores Biológicos: 
 
 
1) Esporos são adicionados a um carreador, como uma tira de papel de filtro, 
embalada de modo a manter a integridade física enquanto permite verificar 
o efeito da esterilização. 
 
2) Os esporos são adicionados a unidades representativas do produto que 
deve ser esterilizado. 
Adição do indicador 
diretamente ao produto a ser 
utilizadoUso de carreador, de 
composição similar 
Sobrevivência do 
indicador biológico 
Ineficiência do processo 
 Esterilização 
 Indicadores Biológicos: 
 
 Esterilização a vapor ou por óxido de etileno: esporos de cepas de Bacillus 
stearothermophillus, são empregados devido a sua resistência a esses 
métodos de esterilização. 
 Esterilização a seco: esporos de cepas de Bacillus subtilis ou niger. 
 Radiação ionizante: esporos de cepas de Bacillus subtilis, 
stearothermophillus e pumilus. 
Eficácia: É determinada pelo tempo necessário para matar um 
dado microorganismo em determinadas condições. 
 Preparações Farmacêuticas Éstéreis: Pirogênios e Teste para Pirogênio. 
 
 São substâncias orgânicas, provenientes da contaminação microbiana, 
responsáveis por muitas das reações febris que ocorrem nos pacientes após 
a injeção. 
 
 Agentes causadores: endotoxinas e lipopolissacarídeos da parede externa 
da célula bacteriana. 
 
Esterilização 
São termoestáveis e 
hidrossolúveis, podem permanecer 
na água após a esterilização em 
autoclave ou por filtração. 
Esterilização 
 Teste de Pirogênio: 
 
 Teste USP: 
 
 Injetar em uma veia da orelha de 3 coelhos 10 mL do produto por 
quilograma do peso corporal, completando a injeção dentro de 10 minutos 
após o inicio da sua administração. 
 Se nenhum coelho apresentar elevação da temperatura de 0,5 ºC ou mais, 
o produto atende ao requisito de ausência de pirogênio. 
 Se algum deles apresentar elevação de temperatura deve-se continuar o 
teste com mais cinco animais. 
 
Esterilização 
 Teste de Pirogênio: 
 
 Teste do Lisado de Amebócitos de Limulus (LAL): 
 
 Extrato obtido de células sanguíneas de um crustáceo (Limulus 
polyphemus) que contém um sistema de proteínas e enzimas que coagula na 
presença de baixos níveis de lipopolissacarídeos. 
 
 Detecção de endotoxinas bacterianas. 
 
 FDA aprovou esse teste como substituto ao teste com coelhos. 
 
 
Esterilização 
 Indicadores Biológicos Indicadores Físico-químicos 
 Microrganismos específicos, 
inoculados em um carreador. 
 Substância química 
suscetível de alterações 
irreversíveis quando as 
condições de esterilização 
são atingidas 
 Validação dos Métodos de Esterilização: 
 
 Objetivo: Coletar informações que assegurem que as condições 
mínimas de esterilização foram atingidas. 
Avaliação do processo de esterilização: 
 Validação de Equipamentos, áreas e salas de produção e 
procedimentos de higienização pessoal. 
 Esterilização 
 Referências Bibliográficas: 
 
 FARMACOTÉCNICA: FORMAS FARMACÊUTICAS & SISTEMAS 
DE LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS. ANSEL, H.C.; POPOVICH, N. G.; 
ALLEN, L. V., JR. 2000, 6a ed., Ed. Premier. 
 
 TECNOLOGIA FARMACÊUTICA. PRISTA, J.N; ALVES, A. C; 
MORGADO, R. 1996, 4a EDIÇÃO. ED. FUNDAÇÃO CALOUSTE 
GULBERKIAN, VOL II. 
 
 A PRACTICAL GUIDE TO CONTEMPORARY PHARMACY 
PRACTICE. THOMPSON, J. E. 1998, 1a ED.