OZONIZAÇÃO NA ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAIS

ÁREA

Química Medicinal

Autores

Schmitt, M.A. (ULBRA/CRQ-V/LM) ; Machado, V.K.S. (ULBRA)

RESUMO

A esterilização de materiais hospitalares é necessária para manutenção da saúde dos pacientes. A autoclave esteriliza através de calor úmido em temperaturas entre 121oC e 135oC e pressão, em torno de, 3,5 bar. O presente trabalho propôs um método de esterilização de materiais médico-hospitalares metálicos baseado em Processo de Oxidação Avançada (POA), no qual consistiu em borbulhamento ascendente de ozônio em uma coluna de absorção preenchida com uma solução de NaOH 0,1M. Para confirmação dos resultados, utilizou-se crescimento de cultura em placas de Petri e posterior análise qualitativa delas. Como resultado da análise percebeu-se que o ozônio realmente possui ação biocida, porém o método careceu de ajustes. Outra conclusão é a possibilidade de eliminar a solução básica.

Palavras Chaves

Esterilização; Coluna absorção; Ozonização

Introdução

Dentro de uma instituição de saúde, seja no âmbito hospitalar, clínicas ou rede de atendimento básico (postos de saúde), a necessidade de uma correta desinfecção e esterilização dos materiais utilizados é primordial, haja visto que delas depende a saúde do paciente, conforme explica Nogaroto; Penna; Martins; Mazzola (2006, p.38) onde afirmam que “as infecções hospitalares estão associadas a uma inadequada desinfecção de artigos médicos”. E seguem afirmando que “a severidade desses casos varia desde uma colonização assintomática à morte, com um grande número de agentes causadores distintos”. Portanto, a descontaminação dos materiais médico-hospitalares deve envolver a destruição de qualquer microrganismo a fim de prevenir a infecção de outros pacientes ou até mesmo dos profissionais envolvidos (NOGAROTO et al., 2006). Dentre os métodos desenvolvidos, o mais comumente utilizado é a esterilização por vapor saturado (autoclave). Este método utiliza o calor e a umidade para esterilizar os materiais com o uso de alta temperatura (121oC a 135oC) e alta pressão (3 a 3,5 bar) e destrói os microrganismos por meio da termocoagulação das proteínas microbianas. É indicado para a esterilização do instrumental cirúrgico, tecidos, silicones, cerâmicas, motores blindados, borrachas, vidros e líquidos (RESOLUÇÃO RDC NO 15.2012, ANVISA). Segundo Brito et al. (2002), a autoclavagem é considerada a técnica de esterilização de maior segurança, portanto foi o método de esterilização utilizado como comparativo, junto ao método desenvolvido pelo presente trabalho. Para obter-se um resultado efetivo na esterilização, é necessário um monitoramento, através de indicadores físicos, químicos e biológicos (BRITO et al., 2002). O art. 96 da RDC no 15 da ANVISA estabelece que o monitoramento do processo de esterilização deve ser realizado em cada carga com integradores químicos (classes 5 ou 6). Sendo que o integrador químico classe 5 é usado para monitorar e integrar com precisão diversos parâmetros do processo, tais como temperatura, vapor e tempo. É elaborado em tiras duplas autoadesivas que alteram a coloração para marrom durante a exposição, indicando o resultado favorável. Na esterilização com ozônio é possível realizar esse monitoramento após finalizar cada período de ozonização e, então, retirar amostras da superfície do material tratado, para a realização das análises microbiológicas, utilizando-se swabs umedecidos em solução de água peptonada 0,1% e friccionados na superfície, e, após, sendo depositados em tubos contendo 1 mL da mesma solução estéril (ZANZARINI, 2017). Na sequência é semeado o material em placas de Petri, cobertas com solução de ágar, e, então, deixado em temperatura controlada a 37oC por 24h para observar o crescimento de microrganismos. O ozônio, a saber, é uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por 3 átomos (O3), que possui características como: gás instável, diamagnético, P.E. (Ponto de Ebulição) -112°C, e, à temperatura ambiente, possui coloração azulada quando em grandes concentrações da forma gasosa, além de possuir um cheiro característico (ZANZARINI, 2017). O ozônio é também um forte oxidante (E0 2,07), tendo o flúor (E0 3,04) e os radicais hidroxila (E0 2,80) com potenciais de oxidação maiores, e reage mais rápido que o O2 (NOVAIS, 2020). De acordo com DAMACENO, et al (2002), ele é produzido naturalmente na estratosfera pela ação fotoquímica dos raios ultravioleta sobre as moléculas de oxigênio e pode ser sintetizado através de aparelhos de ozonização (LIMA et al., 2021). O gás ozônio pode ser gerado pelo método de descarga elétrica ou processo corona, no gás oxigênio, que é a passagem de gás oxigênio ou outras misturas de ar, através de alta energia em descarga elétrica. As moléculas de oxigênio são, então, dissociadas e produzem, assim, radicais livres muito reativos, que formam o ozônio ao reagir com outras moléculas de oxigênio (FERREIRA, 2017; SILVA et al., 2011). A formação do ozônio também pode ocorrer pela fotoirradiação com luz UV (ultravioleta) e ocorre por um processo fotoquímico onde a luz ultravioleta é emitida por lâmpadas de mercúrio (140 a 190nm) e reage com o oxigênio presente nas moléculas do ar, para gerar o ozônio, mas é pouco utilizado industrialmente devido ao baixo rendimento e elevado consumo energético (FREITAS, 2021; BURINI, 2009). O ozônio é um forte agente desinfetante com ação sobre uma grande variedade de microrganismos patogênicos, incluindo bactérias, vírus, fungos e endósporos, apresentando uma eficiência germicida que excede ao cloro. Ele age em concentrações relativamente baixas e em reduzido tempo de contato (SILVA, et al., 2011). O presente trabalho visou a elaboração de uma coluna com borbulhamento de ozônio em uma solução básica, baseada em uma coluna de absorção, que, geralmente, possui a forma de um cilindro fechado, onde são colocadas em contato as fases líquida e gasosa, para que haja a transferência de massa (Pereira et al. 2008).

Material e métodos

Para execução do projeto apresentado, ocorreram algumas etapas desde a determinação do método qualitativo de análise, a confecção de uma coluna de absorção, em escala laboratorial, adaptada para a finalidade de esterilização, parceria com laboratório de microbiologia da Ulbra, preparo das culturas do Geobacillus stearothermophilus (endósporo utilizado nos testes biológicos em autoclave), preparo das peças que foram submetidas à esterilização, análises pré processos de esterilização, análises de resultados utilizando esterilização a vapor (autoclave) e utilizando a coluna de absorção com borbulhamento de ozônio, comparação dos resultados obtidos em ambos os processos, conclusões após comparativo. O método qualitativo de análise de cultura bacteriana utilizado para avaliação do método de esterilização desenvolvido pelo presente trabalho, foi adaptado da norma técnica CETESB (P2.112 1ª Edição Novembro 2016) e ANVISA (2013), bem como, foi baseado na verificação qualitativa da dissertação de Sousa (2012) em seu mestrado tratando de microbiologia aplicada. Para a contaminação do material metálico, que foi submetido as esterilizações, foi preparado um meio de cultura líquido com caldo nutriente BHI (Brain Heart Infusion Broth ou Caldo Cérebro Coração) para o crescimento do Geobacillus stearothermophilus (endósporo), após inoculação dele nesse meio. A coleta foi feita com swab estéril, imerso em 1 mL de solução de água peptonada 0,1% estéril e friccionado sobre toda a superfície da tesoura; após, colocado no tubo contendo a solução e realizado agitação para homogeneização. Em seguida foi realizada a semeadura sobre o ágar nas placas de Petri e levado para incubação em estufa a 37º por 24h. Após a coleta, os pacotes contendo as tesouras Mayo foram fechados e levados para as esterilizações. As esterilizações em autoclave foram realizadas conforme instruções do fabricante do equipamento utilizado (autoclave vertical Prismatec), em ciclos de 15 min. Já para os ensaios com a utilização de ozônio, foi confeccionada uma coluna de absorção a partir de um cilindro de PVC de 10cm de diâmetro e 50cm de altura com tampa fixa na base e tampa móvel no topo ( com um orifício no centro por onde pudesse passar o fio de nylon que serviu para manter o material a ser esterilizado suspenso) bem como, um orifício no topo da coluna para entrada da mangueira de silicone ligada ao ozonizador na extremidade externa e uma pedra porosa (para melhor difusão do gás) na extremidade interna. Após os materiais (tesouras Mayo) passarem pelas suas respectivas esterilizações, foi realizada a coleta de uma amostra de cada uma das tesouras e realizados os processos para cultura e análise qualitativa, da mesma forma que previamente às esterilizações. Com o intuito de comprovar a eficácia do ozônio na eliminação de microrganismos, foi realizado o processo de esterilização do material na coluna de absorção com borbulhamento de água deionizada esterilizada e ozônio.

Resultado e discussão

Após 24h de incubação das Placas de Petri em estufa a 37º (+-2o), observou-se o resultado obtido na FIGURA 1. Como observado, na cultura pré esterilização, ocorreu crescimento do Geobacillus stearothermophilus em toda a superfície da placa, comprovando a contaminação do material. Já na cultura pós esterilização não houve crescimento microbiano, apresentando 100% de eficácia na eliminação do endósporo contaminante. Após 24h de incubação das Placas de Petri em estufa a 37º (+-2o), observou-se o resultado obtido na FIGURA 1. Como observado, na cultura pré esterilização, ocorreu crescimento do Geobacillus stearothermophilus em toda a superfície da placa, comprovando a contaminação do material. Já na cultura pós esterilização houve certo crescimento microbiano, porém com redução significativa no número de microrganismos, sendo assim, não ocorreu a esterilização, já que não houve a eliminação de 100% dos microrganismos, porém, obteve-se uma eficácia de 33%, já que em um dos ensaios da triplicata, houve esterilização. Da mesma forma que fora observado na FIGURA 1, observou-se a ação sem a solução básica, onde ocorreu uma eliminação significativa dos microrganismos do material contaminado, tendo um resultado muito semelhante ao observado no borbulhamento de ozônio em solução de NaOH 0,1M, mostrando mais uma vez que o agente biocida é o ozônio, além de mostrar que estar em solução básica ou neutra não altera o resultado. Dessa forma, elimina-se etapas do processo – esterilização da água para o preparo da solução NaOH 0,1M e para o enxague das tesouras, o preparo propriamente dito da solução, lavagem com água esterilizada para redução do pH (reduzindo riscos de recontaminação), bem como, a necessidade de tratamento de efluentes após a utilização na esterilização, já que o efluente resultante será apenas água. Em posse dos valores obtidos durante os ensaios e nas titulações e utilizando-se as equações descritas no método iodométrico, foi possível calcular a produção total e a dosagem de ozônio pelo ozonizador da marca CQJD CHANGJIU obteve-se uma produção total de 0,10368 gO3/h e uma dosagem total (medida da concentração) de 7,2 mg/L. Portanto, detectou-se uma produção consideravelmente abaixo do valor informado pelo fabricante, que seria de 2 gO3/h (entrega de 5,18% do total que o aparelho deveria produzir). Já no teste de vazão de ozônio, obteve-se 5,5L/min, sendo que o valor deveria ser de 8L/min, conforme o fabricante, (68,75% do que o aparelho deveria entregar), ou seja, um valor abaixo do esperado. Comparativo entre os dois métodos de esterilizações realizados: Após as análises pré e pós esterilizações tanto em autoclave como em coluna de absorção com borbulhamento de ozônio, realizou-se um comparativo entre os resultados obtidos, como pode ser visto na FIGURA 2. Ao observar-se o quadro comparativo das duas esterilizações realizadas concluiu- se que a autoclave possui eficiência de 100% nas esterilizações, como era o esperado. Já o método aqui desenvolvido, pelo presente trabalho, apesar de eliminar a grande maioria das colônias do Geobacillus stearothermophilus, não obteve 100% de eliminação dos microrganismos, portanto, o material contaminado (tesouras Mayo) não pode ser considerado esterilizado, mas obteve 33% de eficácia, já que pelo menos em uma das 3 placas semeadas não houve nenhum crescimento.

RESULTADOS DA ESTERILIZAÇÃO


ACIMA AVALIAÇÃO ANTES E APÓS ESTERILIZAÇÃO EM \r\nAUTOCLAVE E ABAIXO ANTES E APÓS ESTERILIZAÇÃO COM \r\nOZÔNIO.

Conclusões

Verificou-se que o desenvolvimento de uma coluna de absorção com borbulhamento de ozônio para esterilização de materiais médico-hospitalares metálicos trouxe resultados positivos na redução e/ou eliminação de microrganismos, na forma como o método foi procedido: pH alcalino, 15 min de borbulhamento de ozônio, enxague e envase; porém não mostrou-se 100% eficaz na esterilização desses materiais (objetivo principal do presente estudo) da mesma forma que o método comparativo (autoclave) obteve; porém, ainda assim, trouxe uma efetividade de 33% na eliminação dos microrganismos. Como não foi possível realizar a quantificação das colônias do Geobacillus stearothermophilus, verificou-se através de uma análise qualitativa (crescimento de cultura em placa de Petri), que houve uma redução significativa das colônias, e que o sistema de ozonização desenvolvido pode ter sido insuficiente devido ao fato da produção de ozônio ter sido significativamente abaixo do valor informado pelo fabricante do aparelho de ozonização, fato este que foi percebido visualmente durante os testes de iodometria e posteriormente, também pelos cálculos realizados, que mostraram que o aparelho estava entregando apenas algo em torno de 5,18% da sua capacidade de produção, informada pelo fabricante. Esse fato, associado ao tempo de ozonização, pode ter influenciado nos resultados obtidos nas esterilizações com ozônio. O estudo também apontou para eliminação da alcalinização do líquido para efetividade do ozônio, haja visto que o borbulhamento com ozônio em água deionizada estéril, trouxe resultados semelhantes. Conclui-se que o ozônio possui real efetividade na eliminação de microrganismos, porém não foi obtido eficácia de 100% na esterilização através dos método desenvolvidosugere-se para trabalhos futuros, que os testes sejam realizados com concentrações maiores de ozônio e/ou a utilização de componentes de enchimento dentro da coluna (anéis de Hashing).

Agradecimentos

CONSELHO REGIONAL DE QUÍMICA 5° REGIÃO - CRQ-V UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL - ULBRA CAMPUS CANOAS/RS LEARN WITH MAURÍCIO SCHMITT - LM

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