Un desafío particular en las aplicaciones médicas es la necesidad de mantener los productos estériles, libres de contaminantes dañinos como hongos, bacterias, virus y esporas. A continuación se presentan varios métodos principales de esterilización y sus principios.

1.Esterilización física

La esterilización en autoclave es uno de los principales métodos de esterilización física.
Principios de la esterilización en autoclave:
Un autoclave es un recipiente similar a una olla a presión. El objeto a esterilizar se coloca en él y luego se sella. A continuación, el vapor de alta temperatura se carga a alta presión para reemplazar el aire. El calor húmedo mata los microorganismos mediante la coagulación irreversible y la desnaturalización de enzimas y proteínas estructurales. El tiempo y la temperatura para que esto suceda depende de la presión y el tipo de microorganismos que se matan. Después de que haya transcurrido el tiempo necesario, se libera el vapor y se retira el objeto esterilizado. El ciclo completo dura de 15 a 60 minutos (procesamiento por lotes).

2.Esterilización química

Hay muchos métodos químicos que se pueden utilizar para la esterilización en el campo médico. El siguiente ejemplo es la esterilización EO.
Principios de la esterilización por óxido de etileno (ETO):
Un esterilizador ETO es un recipiente que contiene objetos para ser esterilizados. El ciclo básico de esterilización ETO consta de 5 pasos (evacuación de vapor, inyección de gas, difusión, evacuación y descarga de aire) y toma aproximadamente 2 1/2 horas, excluyendo el tiempo de ventilación (para drenar el ETO). La ventilación mecánica requiere de 8 a 12 horas a +50 a +60 °C; la ventilación pasiva también es posible, pero puede tardar 7 días. Una vez completada la ventilación, se retira el objeto esterilizado (lote). ETO reacciona químicamente con aminoácidos, proteínas y ADN para prevenir la reproducción microbiana.

3.Esterilización por radiación

La esterilización gamma y la esterilización por haz de electrones son los principales métodos.
(1) Principios de la esterilización gamma:
El objeto a esterilizar se coloca en un transportador, que se acerca a una fuente de radiación gamma fuerte, como el cobalto-60. Después de que el objeto a esterilizar se detiene en el campo de radiación, recibe una cierta dosis y luego mueve el transportador para continuar procesando el siguiente objeto. En lugar de detenerse y marcharse, el transportador también puede moverse continuamente (procesamiento continuo) a una cierta velocidad (para garantizar la dosis adecuada). La radiación ionizante produce excitación, ionización y, en presencia de agua, la formación de estructuras de radicales libres. Los radicales libres son fuertes agentes oxidantes (OH, HO2) y reductores (H) capaces de destruir moléculas esenciales en las células vivas. Por lo tanto, los tres procesos resultan en la fisión de componentes celulares esenciales, como las enzimas y el ADN. resultando en la muerte celular. La forma más grave de daño biológico a la radiación gamma ocurre dentro de la ventana de rayos gamma, entre 3 MeV y 10 MeV. El cobalto 60 emite radiación gamma a niveles de 1.17MeV y 1.33MeV, ligeramente por debajo del rango más efectivo.
(2) Los principios de la esterilización por haz de electrones son:
El objeto a esterilizar se coloca en el transportador y se pasa lentamente a través de la ventana del generador de haz de electrones. La velocidad del transportador se elige para garantizar la dosis de radiación adecuada (tratamiento continuo). Lograr la profundidad de penetración requerida para la esterilización requiere niveles de energía del orden de 5MeV a 10MeV. La radiación del haz de electrones forma radicales libres que reaccionan con las macromoléculas, dañando así el ADN y causando la muerte celular. El método es capaz de destruir todo tipo de patógenos, incluidos virus, hongos, bacterias, gusanos, esporas y mohos.

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