Controllo biologico dei microrganismi: sterilizzazione & disinfezione

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1 Controllo biologico dei microrganismi: sterilizzazione & disinfezione Giovanni Di Bonaventura, PhD CI «Microbiologia e Microbiologia Clinica» CdS Medicina e Chirurgia AA

2 Dove e perché è necessario il controllo dei microrganismi Sanitizzazione delle aree MICROBIOTA Cibo, farmaceutici, carburante, cosmetici Ambiente Industria MICROBIOTA FISIOLOGICO UMANO Prevenzione di infezioni iatrogene, infezioni chirurgiche, infezioni crociate, diffusione di microrganismi e geni associati ad antibiotico-r, etc Agricoltura Animali Animali, pollame, (conservazione, produzione), etc Malattie di alberi, raccolto, piante, etc

3 Controllo biologico Tecniche Il controllo biologico è finalizzato alla decontaminazione, ossia ad un trattamento che rende un oggetto od una superficie «sicuri» ossia tale da poter essere maneggiata o toccata senza rischio di contaminazioni. Pulizia Disinfezione metodi chimici metodi fisici Sterilizzazione metodi fisici metodi chimici DECONTAMINAZIONE Il concetto di decontaminazione è relativo. La tecnica per decontaminare viene scelta sulla base della pericolosità e della concentrazione del microrganismo. metodi chimico-fisici

4 Controllo biologico Pulizia PULIZIA = rimozione di materiale organico dalla strumentazione e dalle attrezzature 1. sciacquare l oggetto con acqua fredda 2. applicare il detergente e rimuovere meccanicamente il materiale organico 3. risciacquare l oggetto con acqua tiepida 4. asciugare l oggetto, quindi disinfettare / sterilizzare Una corretta pulizia rende più efficace la decontaminazione (disinfezione/sterilizzazione). La materia organica, infatti, può proteggere i microrganismi dal trattamento: riducendo la penetrazione dell agente (calore, sostanza chimica) neutralizzando l agente (sostanza chimica)

5 Controllo biologico Sterilizzazione STERILIZZAZIONE = impiego di procedure chimiche, fisiche e/o chimico-fisiche per la completa eliminazione o distruzione di qualsiasi forma di vita microbica, incluse le spore batteriche (forme di resistenza). Concetto assoluto, sebbene influenzato dalla capacità tecnica di rimuovere/distruggere i microrganismi: ad esempio, una soluzione filtrata non è tecnicamente sterile, poiché non in grado di rimuovere la componente virale causa le esigue dimensioni

6 Controllo biologico Disinfezione DISINFEZIONE = processo che riduce od elimina completamente tutti i microrganismi patogeni allo stato vegetativo. Non è attiva nei confronti delle spore. Disinfezione: trattamento di superfici o sostanze inanimate (abiotiche) Disinfettante: agente chimico in grado di uccidere microrganismi; dotato di diversi livelli di efficacia Antisepsi: applicazione topica a mucose, cute od altri tessuti Antisettico: disinfettante usato su tessuti viventi

7 Are they dead or not? Definizioni Biocida: composto che uccide tutti i microrganismi viventi (patogeni e non-) incluse le spore - battericida, fungicida, virucida, sporicida Biostatico: composto che impedisce la crescita dei microrganismi, non necessariamente uccidendoli - batteriostatico, fungistatico, virustatico Sepsi: contaminazione microbica Antisepsi: procedura atta a prevenire una contaminazione (riduzione/inibizione microbica) Asepsi: assenza di contaminazione microbica

8 Sterilizzazione La sterilizzazione di un prodotto può essere ottenuta mediante l impiego di tecniche: FISICHE CHIMICHE CHIMICO-FISICHE da: Murray et al. Medical Microbiology 3rd ed., Mosby, 1998

9 Sterilizzazione Tecniche FISICHE Calore umido secco Filtrazione Onde elettromagnetiche radiazioni UV radiazioni ionizzanti Ultrasuoni

10 Sterilizzazione Tecniche FISICHE - calore Sterilizzante maggiormente utilizzato in ambito ospedaliero: tecnica indicata per la maggior parte dei materiali, eccetto i termosensibili, le sostanze chimiche tossiche o volatili Esistenza di una temperatura massima di crescita specie/ceppo-specifica L effetto letale indotto dal calore consiste nella DENATURAZIONE (alterazione strutturale e funzionale) delle macromolecole (proteine enzimatiche): ossidazione (calore secco) coagulazione (calore umido) Letalità = k x temperatura

11 Sterilizzazione Tecniche FISICHE - calore Parametri che caratterizzano la termosensibilità di un microrganismo: Punto di inattivazione termica (Thermal death point, TDP): la più bassa temperatura alla quale tutti i batteri in coltura liquida vengono uccisi entro 10 minuti. Tempo di inattivazione termica (Thermal death time, TDT): tempo richiesto per l uccisione, ad una data temperatura, della totalità dei batteri in coltura liquida. Tempo di riduzione decimale (Decimal reduction time, DRT): tempo richiesto per l uccisione, ad una data temperatura, del 90% della popolazione batterica (utile soprattutto nell industria conserviera).

12 Sterilizzazione Tecniche FISICHE - calore Tempo di riduzione decimale (Decimal reduction time, DRT) Riduzione pari ad 1 log 10

13 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore umido: autoclave Autoclave: camera a pressione che utilizza vapore saturo (privo di aria) al quale si applica una pressione per ottenere elevate temperature. L aria può essere rimossa dalla camera per gravità o tramite prevuoto. Meccanismo di azione: coagulazione irreversibile e denaturazione delle proteine. Tecnica di sterilizzazione di uso più frequente: rapida, dotata di elevata capacità di penetrazione (confezione, lume di strumenti cavi), scarsamente influenzata dalla presenza di materiale organico/inorganico. Impiego: adatta per: materiali termostabili e resistenti al vapore (es. attrezzatura per terapia respiratoria ed anestesia), terreni di coltura, rifiuti infettivi, contenitori di oggetti pungenti/taglienti. Non adatta per: chimici tox e/o volatili, radioisotopi, agenti antineoplastici.

14 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore umido: autoclave Autoclave «gravity displacement»: struttura e funzionamento All interno della camera, l aria può essere rimossa per: gravità: vapore immesso nella parta alta della camera; poichè vapore più leggero dell aria, questa viene rimossa nel fondo della camera attraverso uno scarico. Utilizzata primariamente per terreni di coltura, acqua, prodotti farmaceutici, rifiuti medicali, oggetti non porosi (la cui superficie entra a diretto contatto con il vapore) mentre per quelli porosi bisogna aumentare il tempo a causa della incompleta eliminazione di aria. pre-vuoto: dotata di una pompa a vuoto (eiettore) che garantisce la rimozione dell aria dalla camera prima che il vapore venga immesso. Il principale vantaggio consiste nella istantanea penetrazione del vapore anche in oggetti porosi o carichi che possano creare sacche d aria.

15 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore umido: autoclave Il ciclo di terilizzazione «classico» di un trattamento in autoclave prevede: 121 C, 15 min, 1 atm. Tuttavia, il ciclo può essere personalizzato in base alla tipologia di materiale. Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities (CDC, 2008)

16 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore umido: autoclave Autoclave da banco Autoclave da pavimento

17 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore umido: autoclave L efficacia del ciclo di sterilizzazione viene monitorata mediante indicatori meccanici, chimici o biologici. La autoclave è generalmente dotata di un sistema di controllo real-time per la temperatura, il tempo e la pressione. Gli indicatori chimici vengono applicati alla superficie della confezione del prodotto o si trovano incorporate nella confezione stessa, per monitorare la temperatura. Gli indicatori biologici consistono di sospensioni di spore di Geobacillus stearothermophilus. In grado di monitorare il raggiungimento dei 3 parametri.

18 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore secco Forno Pasteur, becco Bunsen, inceneritore Distruzione ossidativa delle proteine Tecnica non tossica per l operatore e per l ambiente Utilizzabile per materiali termostabili, quelli danneggiati dal vapore (formazione di ruggine e perdita del «filo» di taglio) o ad esso impermeabili olii, polveri, oggetti taglienti, vetreria, rifiuti infettivi (alternativa all autoclavaggio) Meno efficace del calore umido e richiede tempi e temperature maggiori

19 Sterilizzazione Tecniche FISICHE calore secco Forno Pasteur, cicli di sterilizzazione: 180 C, 30 min 171 C, 60 min 160 C, 120 min 149 C, 150 min 141 C, 180 min 121 C, 12 h Autoclave: 121 C, 15 min

20 Sterilizzazione Tecniche FISICHE filtrazione Tecnica sterilizzante non letale in quanto si basa sulla rimozione meccanica dei microrganismi da soluzioni e gas (aria). A tal fine, si utilizzano filtri (nitrato od acetato di cellulosa) i cui pori hanno un diametro (0.22 µm) inferiore alle dimensioni medie di gran parte dei microrganismi. Questa tecnica non garantisce una reale sterilità: alcuni microrganismi, dotati di dimensioni medie < 0.22 µm (es. virus, micoplasmi), non possono essere filtrati. Utilizzata per prodotti termolabili che non possono essere sterilizzati in altro modo: terreni e supplementi (enzimi, siero, antibiotici) per crescita microbica e colture cellulari filtri HEPA (cabine biohazard, camere bianche o cleanroom) nel laboratorio biomedico, nell industria alimentare e farmaceutica (farmaci, vaccini)

21 Sterilizzazione Tecniche FISICHE filtrazione di liquidi Filtrazione di piccoli volumi Filtrazione di grandi volumi filtrazione

22 Sterilizzazione Tecniche FISICHE filtrazione di gas High-efficiency particulate air (HEPA)

23 Sterilizzazione Tecniche FISICHE onde elettromagnetiche RADIAZIONI IONIZZANTI = radiazioni elettromagnetiche a corta λ (alta energia): raggi γ (Cobalto-60), raggi X, elettroni (acceleratori elettronici). Meccanismo di azione = effetto letale per azione ionizzante (dislocazione di e- da atomi) sulla molecola bersaglio: diretta: trasferimento di energia a biopolimeri (DNA, proteine), causandone la rottura indiretta: diffusione di radicali liberi (OH, e-, H ), denaturanti il DNA Applicazioni = I costi elevati ne limitano l utilizzo a processi industriali (su «larga scala»): strumentazione/dispositivi medicali (monouso: aghi, siringhe, cateteri, guanti; terreni di coltura, strum. chirurgica) industria farmaceutica: antibiotici, vaccini, pomate tessuti per trapianto (valvola cardiaca, tendine, pelle) rifiuti sanitari (fascio elettronico) industria alimentare: carne fresca (OMS) o carne tritata (FDA) Svantaggi: costi elevati penetrano nei tessuti mutagene per l uomo

24 Sterilizzazione Tecniche FISICHE onde elettromagnetiche Sensibilità alle radiazioni di alcuni microrganismi e funzioni biologiche: Specie/funzioni Tipologia D10 (Gy) Clostridium botulinum Gram+, sporigeno Salmonella typhimurium Gram- 200 Aspergillus niger Muffa 500 Saccharomyces cerevisiae Lievito 500 Afta Virus Inattivazione enzimatica D10: quantità di radiazioni necessaria per ridurre di 10 volte la popolazione (o l attività) iniziale. Gray (Gy): dose di radiazione assorbita (1 Gy = 100 rad), dove: 1 rad = 100 erg/g. Dose letale = 12 x D10

25 Sterilizzazione Tecniche FISICHE onde elettromagnetiche RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE (UV): onde elettromagnetiche (λ= nm) prodotte dal passaggio di corrente elettrica attraverso vapori a bassa pressione di Hg contenuti all interno di speciali tubi in vetro. assorbiti dagli acidi nucleici (A max =269 nm) e dalle proteine (A max =280 nm). danno cellulare (letale) per formazione di dimeri pirimidinici (T-T) che interferiscono con la replicazione del DNA (effetto mutageno). Max effetto letale a 260 nm. Applicazioni: decontaminazione di superfici, aria, acqua in ambienti confinati limita la quantità di amplificati (PCR) sulle superfici sterilizzazione a freddo di composti chimici, materiali plastici ad uso farmaceutico, siero per colture cellulari Fattori critici: scarsa penetrazione (non penetra carta, vetro, indumenti), distanza minima sorgente UV materiale trattato intensità della luce (sostituzione ogni h) dipendenza da ambiente (umidità relativa) e specie microbica mutagena per l uomo (cute, occhi)

26 Sterilizzazione Tecniche FISICHE onde elettromagnetiche Sterilizzazione mediante UV di: A) superfici confinate (interno di una cabina di sicurezza biologica); B) strumentazione chirurgica; C) aria in ambienti confinati; D) prodotti farmaceutici/di laboratorio. A B C D

27 Sterilizzazione Tecniche FISICHE onde elettromagnetiche INFRAROSSI = onde di lunghezza d'onda compresa tra 700 nm e 1 mm Tecnica rapida, a basso consumo energetico, non produce residui nocivi (tossici) per l ambiente. Possibile impiego per la sterilizzazione di strumenti termoresistenti, ma ad oggi non esiste un sistema approvato per l utilizzo in ambito sanitario. MICROONDE = onde a frequenza radio (λ=2450 MHz) Meccanismo di azione: producono attrito tra molecole di H 2 O in un campo elettrico alternato. L attrito produce calore e conseguente effetto letale. Applicazioni: disinfezione di prodotti termoresistenti: lenti a contatto, strumentazione odontoiatrica, dentiere, latte, cateteri urinari (autocateterismo intermittente).

28 Sterilizzazione Tecniche FISICHE ultrasuoni Energia ultrasonica a bassa frequenza ed energia in grado di inattivare, per cavitazione, i microrganismi in sospensioni acquose I sonicatori non vengono considerati alla stregua di sterilizzatori, tuttavia: la combinazione ultrasuoni + trattamento chimico può avere effetto letale

29 Sterilizzazione Tecniche CHIMICHE ACIDO PERACETICO (perossido di idrogeno) agente ossidante immersione (0.2% per 15 min a 50 C) micronizzato: industria alimentare, strumenti chirurgici efficace in presenza di materiale organico produce prodotti finali non tox (acido acetico + O 2 ) GLUTARALDEIDE agente alchilante (aggiunta di CH 3, -CH 2 CH 3 ) immersione (soluzione al 2%), tempi lunghi (90 min; 20 C) impiegata per materiale medico-chirurgico e preparazione di vaccini efficace in presenza di materiale organico il suo impiego è associato a rischio occupazionale (irritazione mucose respiratorie, dermatite da contatto)

30 Caratteristiche dei principali sterilizzanti chimici Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities (CDC, 2008)

31 Sterilizzazione Tecniche CHIMICO-FISICHE OSSIDO DI ETILENE (ETO) Alchilazione di gruppi funzionali (amminici, carbossilici, fenolici, idrossilici) di proteine, DNA, RNA Sterilizzazione di materiale/strumentazione sensibile ad alte temperature o calore umido 12% ETO + 88% Freon (oppure CO 2, N 2 ) L utilizzo deve essere regolamentato: ETO è infiammabile/esplosivo, carcinogeno e mutageno FORMALDEIDE Agente alchilante Vaporizzazione 2-5% formaldeide in presenza di vapor acqueo a C Impiegata per sterilizzare filtri HEPA Irrita le mucose, carcinogena Tracce residue in materiale polimerico (cellulosa, gomma): richiede lavaggio posttrattamento

32 Sterilizzazione Tecniche CHIMICO-FISICHE PLASMA GAS Applicazione di energia (radio-frequenza) ad una camera contenente vapori di H 2 O 2. La temperatura non eccede i 40 C, ma la necessità di vuoto può deformare la superficie del materiale La produzione di radicali liberi causa inattivazione microbica Applicata ad apparecchiature mediche (quando calore o ETO non appropriati) Necessita di un accurata pulizia del materiale da trattare Non efficace su metalli, cellulosa

33 Tecniche di sterilizzazione Pros & cons Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities (CDC, 2008)

34 Sterilizzazione Fattori critici per l efficacia Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities (CDC, 2008)

35 Sterilizzazione Caratteristiche di una tecnica «ideale» Attività: battericida, tubercolicida, fungicida, sporicida, virucida Rapidità di azione: sterilizzazione raggiunta in breve tempo Penetrazione: capacità di penetrare nel materiale trattato o nella confezione in cui esso è contenuto Compatibilità: non causa rilevanti cambiamenti strutturali o funzionali del materiale in seguito a ripetuti trattamenti Atossicità: sicuro per l operatore e l ambiente Resistenza a materiale organico: efficacia invariata in presenza di materiale organico Costo-efficacia: costi ragionevoli per attrezzatura, installazione ed utilizzo

36 in altre parole: non esiste una tecnica di sterilizzazione IDEALE!

37 Disinfezione La disinfezione di un prodotto o di una superficie può essere ottenuta mediante l impiego di tecniche: FISICHE CHIMICHE da: Murray et al. Medical Microbiology 3rd ed., Mosby, 1998

38 Disinfezione Tecniche FISICHE CALORE UMIDO Ebollizione (100 C): inattivazione delle forme vegetative e virali entro 10 minuti. Pastorizzazione: tecnica ideata da Pasteur per conservare il vino previo riscaldamento a 60 C. riduce la carica microbica (Salmonella typhi, Escherichia coli O157:H7, Mycobacterium tuberculosis, Brucella spp, Coxiella burnetii) presente nel latte (ed in altri alimenti deperibili) senza alterarne le caratteristiche organolettiche: pastorizzazione di massa: C, 30 min pastorizzazione istantanea (HTST): 71 C, 15 sec pastorizzazione ultra-high-temperature (UHT): 140 C, 3 sec.

39 Disinfezione Tecniche CHIMICHE ALDEIDI (formaldeide, glutaraldeide). Dotate di rilevante attività mediante alchilazione dei gruppi polari funzionali (amminici, idrossilici, fenolici) delle proteine. Formaldeide: 37% (formalina), utilizzato come sterilizzante: per fissazione campioni biologici e preparazione di vaccini. 3-8%, usato come disinfettante. irrita le mucose, cancerogeno, forte odore. Glutaraldeide: 2% (Cydex): battericida, tubercolicida, fungicida, virucida (10 minuti); sporicida (3-10 ore). disinfezione strumentazione ospedaliera (termosensibile: endoscopi, superfici abiotiche). meno irritante e più efficace della formaldeide.

40 Disinfezione Tecniche CHIMICHE AGENTI OSSIDANTI (perossido di idrogeno, acido peracetico). Formazione di radicali ossidrilici (OH ) in grado di ossidare sistemi enzimatici critici per il microrganismo. Battericidi, fungicidi, virucidi, sporicidi: H 2 O 2 (come antisettico, non per ferite aperte). acido peracetico (come sterilizzante di strumentazione e matrici alimentari): battericida e fungicida (5 min), virucida e sporicida (30 min).

41 Disinfezione Tecniche CHIMICHE ALCOOLI (etanolo, isopropanolo). Danneggiano la membrana citoplasmatica mediante: denaturazione (coagulazione) delle proteine. solubilizzazione dei lipidi. Battericidi, fungicidi, tubercolicidi, virucidi: attività influenzata dalla presenza di materiale organico particolarmente attivi verso virus dotati di peplos (involucro lipidico) isopropanolo più efficace dell etanolo Utilizzati in soluzione acquosa al 60-85% come: antisettici (non per ferite aperte), sebbene alto potere disidratante disinfettanti (soluzione acquosa): superfici ben ventilate e lontane da fiamme.

42 Disinfezione Tecniche CHIMICHE FENOLI e DERIVATI FENOLICI (fenolo, fenilfenolo, esaclorofene). Lord Joseph Lister ( ), medico e professore di chirurgia inglese, fu l'inventore e il propugnatore del metodo dell'antisepsi rivoluzionando l'atteggiamento e l'approccio dei chirurghi alla pratica operatoria. Fenolo (Lister): tossico, corrosivo, carcinogenico. Derivati fenolici con gruppo funzionale (cloro, bromo, alchil, benzil, phenyl, amil) a sostituzione di un H dell anello aromatico. Distruzione della membrana plasmatica mediante denaturazione proteica. Battericidi, fungicidi, tubercolicidi, virucidi: 2-5% (0.5%, HIV; 2%, funghi). attività persistente e non influenzata dalla presenza di materiale organico. O-phenylphenol (Lysol), Irgasan. esaclorofene (Phisohex): elevata efficacia vs cocchi Gram+, strumenti chirurgici.

43 Disinfezione Tecniche CHIMICHE ALOGENI (ioduri, cloruri, bromuri, fluoruri). Eliminazione di gruppi S-H per: ossidazione: formazione di ponti di-sulfidrilici inattivi combinazione: ione metallico sottrae SH liberi Battericidi, fungicidi, virucidi, si usano in combinazione con metalli per ridurne la tossicità, instabilità e corrosività. Ioduri: soluzione alcolica: tintura di iodio iodofori: PVP-J (Betadine) per uso cutaneo e chirurgico Cloruri: disinfezione di acqua, piscine, acque di scarico Cl + p-toluene-sulfonamide (cloramina T) 1:10 sodio-ipoclorito (NaOCl) 5.25% per rischio ematogeni

44 Disinfezione Tecniche CHIMICHE COMPOSTI DELL AMMONIO QUERNARIO (QUATs: banzalconio cloruro, cetrimide, clorexidina). Detergenti cationici, derivati da modificazioni di NH 4+. Distruzione di membrana cellulare, inattivazione enzimatica, denaturazione (coagulazione) proteica. Batteriostatico (-cida ad elevate concentrazioni), sporostatico, fungistatico, virustatico: scarsamente attivi vs Gram-: frequenti infezioni da Pseudomonas spp QUATs-resistenti neutralizzati da materiale organico, saponi e detergenti anionici non corrosivi, non tossici, stabili, inodori. Zephiran (benzalconio cloruro), cetrimide, clorexidina.

45 Disinfezione Tecniche CHIMICHE METALLI PESANTI (Ag, Hg, Se, Zn). Eliminazione di gruppi S-H (in combinazione con un alogeno) L impiego è fortemente limitato per tossicità ed inquinamento ambientale: 1% nitrato di Argento (preparati oftalmici). composti organici del Mercurio: mercurocromo, mertiolato (disinfezione cutanea). Selenio: vs fungi e spore fungine. Zinco: cloruro- (collutori per la disinfezione del cavo orale) e ossido- (antifungino).

46 Disinfezione Corretta igiene delle mani Il Ministero della Salute stima che in Italia ogni anno si verificano infezioni in pazienti ricoverati (complessivamente il 4,5-7% dei ricoveri), il 30% circa delle quali prevenibili. La cute, od i guanti, possono essere veicolo di contaminazione per batteri (stafilococchi, enterococchi, clostridi, P. aeruginosa, enterobatteri, etc.) e virus (rhinovirus, virus parainfluenzale, virus respiratorio sinciziale, etc.). IL LAVAGGIO DELLE MANI RAPPRESENTA LA PRINCIPALE MISURA DI CONTROLLO DELLA DIFFUSIONE DELLE INFEZIONI IN AMBITO SANITARIO. Un rigoroso intervento sul lavaggio delle mani è in grado di prevenire circa il 40% di tutte le infezioni nosocomiali (Center for Diseases Control Atlanta, USA) L igiene delle mani deve essere altresì intesa anche quale misura di protezione dell operatore.

47 Igiene delle mani in ambito sanitario Le mani: efficace «veicolo» di infezioni La associazione tra igiene delle mani e la trasmissione delle malattie venne stabilita dagli studi di Ignaz Semmelweis, a Vienna, e di Oliver Wendell Holmes, a Boston. Semmelweis nel 1847 dimostrò che il tasso di mortalità (febbre puerperale da streptococchi) tra le madri che partorivano alla Prima Clinica Ostetrica dell'ospedale Generale di Vienna era significativamente inferiore quando il personale effettuava il lavaggio delle mani con un agente antisettico (cloruro di calcio) rispetto ai lavaggi delle mani con acqua e sapone semplice.

48 Flora RESIDENTE Flora TRANSITORIA Igiene delle mani in ambito sanitario Le mani: efficace «veicolo» di infezioni Nel 1938 Price stabilì che i batteri delle mani possono essere suddivisi in due categorie: residenti o transitori. La composizione quali/quantitativa della flora transitoria e residente variano notevolmente da un soggetto all'altro. Microrganismi residenti sotto lo strato corneo; si trovano anche alla superficie cutanea Composta da BATTERI: stafilococchi (S. epidermidis, S. hominis), batteri corineformi (corinebatteri, propiobatteri, micrococchi) e FUNGHI: Pityrosporum Duplice funzione protettiva: antagonismo microbico e competizione per le sostanze nutrienti nell ecosistema Può provocare infezioni in cavità sterili, occhi o cute non intatta Colonizza gli strati superficiali della cute I microrganismi non si replicano ma sopravvivono. Pertanto, vengono rimossi più facilmente con i lavaggi routinari delle mani. Causa di infezioni associate all assistenza: contratti dal personale sanitario tramite contatto con i pazienti e/o superfici ambientali contaminate. Le mani di alcuni operatori possono essere costantemente colonizzate da MRSA, Gramnegativi o lieviti (Candida) La trasmissibilità dipende da: numero microrganismi, specie, umidità della cute.

49 Igiene delle mani in ambito sanitario Le mani: efficace «veicolo» di infezioni FLORA BATTERICA PRESENTE SULLA CUTE La cute umana normale è colonizzata da batteri, con conte totali di batteri aerobi variabili: cellule/cm 2 sul cuoio capelluto cellule/cm 2 nell'ascella cellule/cm 2 sull'addome cellule/cm 2 sull'avambraccio. Le conte batteriche totali sulle mani del personale ospedaliero oscillano tra a cellule/cm 2

50 Igiene delle mani in ambito sanitario Le mani: efficace «veicolo» di infezioni TRASFERIMENTI DURANTE LA ATTIVITA LAVORATIVA Le mani degli operatori sanitari vengono contaminate nel corso di attività "pulite", quali sollevare i pazienti, misurare il polso, la pressione sanguigna o la temperatura, oppure toccando la mano, la spalla o l'inguine del paziente. I guanti risultano essere altamente colonizzati a seguito di contatto con differenti siti corporei, in particolare l area inguinale. Studi relativi alla contaminazione delle mani del personale sanitario prima e dopo il contatto diretto con il paziente, la medicazione di ferite, la gestione di cateteri intravascolari, l assistenza respiratoria o la manipolazione delle secrezioni dei pazienti, hanno evidenziato che il contatto diretto con il paziente e l assistenza respiratoria sono risultate essere le attività che provocavano la più elevata contaminazione delle dita degli operatori.

51 Igiene delle mani in ambito sanitario Tecniche per la disinfezione delle mani La decontaminazione delle mani può essere ottenuta mediante lavaggio normale oppure lavaggio antisettico 1. LAVAGGIO NORMALE = azione di igienizzazione delle mani al fine di rimuovere fisicamente o meccanicamente lipidi, sporco aderente, terra e varie sostanze organiche. Si effettua mediante utilizzo di detergenti, composti (tensioattivi) che presentano un'azione detergente. Generalmente indicati con il termine "sapone semplice», non sono dotati per se di attività antimicrobica, ma facilitano la rimozione meccanica (per sfregamento) della flora transiente (circa 80%). Degradano la pellicola idrolipidica sopracutanea (emulsificazione). Occasionalmente, i saponi semplici possono contaminarsi, provocando la colonizzazione delle mani degli operatori sanitari con bacilli Gram-negativi. E consigliabile l impiego di dispenser. Tuttavia, il pericolo concreto di trasmettere microrganismi tramite il lavaggio con saponette già utilizzate è irrilevante.

52 Igiene delle mani in ambito sanitario Tecniche per la disinfezione delle mani 2. LAVAGGIO ANTISETTICO = si utilizza una soluzione/gel per frizioni ad azione antisettica, oppure il lavaggio con acqua e antisettico, al fine di ridurre la flora transitoria e con minimo effetto su quella residente. A. La frizione antisettica si effettua mediante prodotti a base alcolica (60-80% etanolo od isopropanolo in formulazione liquida, gel o schiuma). Non richiede l'utilizzo di fonti idriche esogene. Dopo l'applicazione, si procede a strofinare le mani l'una contro l'altra fino a che l'agente non sia asciutto. Grazie alla loro azione denaturante sulle proteine, gli alcoli presentano un'eccellente attività verso batteri (inclusi i patogeni antibiotico-resistenti MRSA e VRE), M. tuberculosis, virus (herpes simplex, HIV, influenza, RSV) e diversi funghi. Non presentano, tuttavia, alcuna attività rispetto alle spore batteriche od alle cisti dei protozoi, ed un'attività ridotta sui virus privi di involucro (rotavirus, adenovirus, enterovirus). Gli alcoli non sono buoni agenti detergenti e se ne sconsiglia l'uso in caso di mani sporche o visibilmente contaminate con materiali proteici (es. sangue). E possibile, sebbene rara, la contaminazione delle soluzioni a base alcolica (spore di Bacillus cereus).

53 Igiene delle mani in ambito sanitario Tecniche per la disinfezione delle mani B. Il lavaggio antisettico si avvale dell impiego dei un sapone contenente un agente antisettico, sostanza antimicrobica che riduce o inibisce la crescita dei microrganismi sui tessuti viventi (alcool, gluconato di clorexidina, derivati del cloro, iodio, cloroxilenolo, composti dell ammonio quaternario, triclosan). Clorexidina: attività antimicrobica (attribuibile alla rottura delle membrane citoplasmatiche) inferiore a quella degli alcoli. Dimostra una buona attività contro i batteri Gram-positivi, inferiore contro i batteri Gram-negativi e i funghi, ed un'attività minima contro i micobatteri. La clorexidina non è sporicida. Ha invece un'attività in vitro rispetto ai virus lipofili, ma meno marcata rispetto ai virus privi di involucro. L'attività non viene compromessa dalla presenza di materiale organico, come il sangue. Composti dell ammonio quaternario (alchil-benzalconio cloruro): principalmente batteriostatici e fungistatici, sono più attivi contro i batteri Gram-positivi rispetto ai bacilli Gram-negativi. Hanno un'attività relativamente debole verso micobatteri e funghi, e presentano un'attività superiore contro i virus lipofili. La loro attività antimicrobica viene influenzata negativamente dalla presenza di materiale organico. Causa la ridotta attività contro i batteri Gramnegativi, sono frequentemente soggetti a contaminazione.

54 Igiene delle mani in ambito sanitario Tecnica di lavaggio delle mani bagnare uniformemente le mani erogare sulle mani il prodotto antisettico, premendo con il gomito la leva del dispenser sfregare vigorosamente le mani l una con l altra sfregare il palmo destro sul dorso della mano sinistra e viceversa sfregare i palmi tra di loro con le dita intrecciate lavare gli spazi subungueali, utilizzando uno spazzolino preventivamente bagnato e cosparso di una dose di antisettico assicurarsi che i pollici tocchino i polsi dell una e dell altra mano decontaminare la punta delle dita, sfregandole contro il palmo dell altra mano massaggiare vigorosamente la parte superiore delle dita nel palmo dell altra mano con le dita intrecciate risciacquare, avendo cura di evitare il ruscellamento di acqua dagli avambracci alle mani chiudere il rubinetto (pedale, gomito o punta delle dita) asciugare, con movimenti circolari, le singole dita, quindi le restanti porzioni delle mani Il lavaggio completo richiede circa 60 secondi La frizione antisettica richiede circa 30 secondi

55 Igiene delle mani in ambito sanitario «Inadeguato» lavaggio delle mani Il lavaggio delle mani viene spesso effettuato in maniera inadeguata: ridotto tempo di lavaggio, utilizzo di prodotti inadatti, tecnica errata. Pertanto, a seguito di un lavaggio «inadeguato» numerosi siti possono risultare ancora contaminati e, quindi, ancora potenzialmente «utili» al trasferimento di microrganismi.

56 Disinfezione Fattori critici Ambiente: temperatura: optimum: C. Una diminuzione della temperatura riduce l efficacia. Un aumento pari a 10 C determina un aumento 2x della velocità di azione ph del mezzo in cui deve agire il disinfettante Materiale: natura del materiale (porosità) presenza di materiale organico (sangue, pus, vomito, feci) Disinfettante: inattivazione principio attivo rivestimento della superficie batterica adsorbimento (eliminazione) del principio attivo concentrazione del principio attivo tempo di applicazione (contatto con materiale) qualità acqua per diluizione disinfettante

57 Disinfezione Fattori critici Microrganismo: tipologia i batteri Gram-negativi (presenza della membrana esterna) sono generalmente più resistenti dei Grampositivi ai disinfettanti ed antisettici. micobatteri, endospore e cisti protozoarie sono molto resistenti ai disinfettanti ed antisettici. i virus sprovvisti di envelope (rivestimento di natura lipidica) sono generalmente più resistenti a disinfettanti ed antisettici rispetto ai virus con envelope. carica microbica: la attività di un disinfettante è inversamente proporzionale alla concentrazione microbica. organizzazione presenza di biofilm: comunità cellulare multistratificata sessile in cui gli elementi cellulari sono immersi in una matrice polisaccaridica (slime) di derivazione batterica. La matrice potrebbe influenzare l attività del disinfettante o inattivandolo interagendo chimicamente con esso o rallentandone la diffusione attraverso gli strati cellulari più profondi.

58 Disinfezione Caratteristiche «ideali» di un disinfettante Attività: esteso spettro di azione (battericida, fungicida, sporicida, tubercolicida, viricida) Rapidità di azione: breve tempo minimo di applicazione (1-10 minuti) Atossicità: non irritante per occhi, mucose, cute Non deve possedere capacità tintoriali Non corrosivo Stabilità: per diluizioni e tempi consigliati (anche in presenza di materiale organico) Buona capacità di penetrazione e detersione Costi: ragionevoli (economicità)

59 in altre parole: non esiste una tecnica di disinfezione IDEALE!

60 elevata S bassa S Tecniche di sterilizzazione/disinfezione Criteri per la scelta Un approccio conveniente è quello suggerito da Spaulding, applicato nelle linee-guida U.S. Gli oggetti sono classificati, sulla base del loro impiego, come: critici semi-critici non critici I relativi livelli di disinfezione sono: elevato (High Level of Disinfection, HLD) intermedio (Intermediate Level of Disinfection, ILD) basso (Low Level of Disinfection, LLD) Alto livello di disinfezione Livello intermedio di disinfezione Basso livello di disinfezione

61 Tecniche di sterilizzazione/disinfezione Criteri per la scelta trattamento di oggetti «critici» Oggetti critici = quelli collegati ad un alto rischio di trasmettere infezione, qualora vengano contaminati da microrganismi, ivi incluse le spore batteriche: a contatto con tessuti viventi fisiologicamente sterili inseriti nel sistema vascolare (strumentazione chirurgica, protesi, aghi, cateteri urinari/cardiaci, artroscopi, etc). Obiettivo: inattivazione forme vegetative e sporali (sterilità). Metodo: sterilizzante fisico (vapore) chimico (glutaraldeide 2%, perossido di idrogeno 6%, acido peracetico) chimico-fisico (ETO, plasma gas)

62 Tecniche di sterilizzazione/disinfezione Criteri per la scelta trattamento di oggetti «semi-critici» Oggetti semi-critici = quelli che vengono a contatto con le mucose o con la cute integra (endoscopi, termometri, vasche per idroterapia, attrezzatura per terapia respiratoria/anestesiologica). Obiettivo: Inattivazione delle forme vegetative. E tollerabile la presenza di spore in quanto le mucose intatte sono generalmente resistenti all infezione. Metodo: High or Intermediate Level of Disinfection (HLD, ILD) glutaraldeide perossido di idrogeno perossido di idrogeno + acido peracetico cloro composti fenolici iodofori

63 Tecniche di sterilizzazione/disinfezione Criteri per la scelta trattamento di oggetti «non critici» Oggetti non critici = quelli che vengono a contatto con la cute intatta ma non con le mucose (strumentazioni mediche, superfici ambientali, suppellettili del paziente: padelle, bracciali per la misurazione della pressione sanguigna, stetoscopi, stampelle, sbarre per i letti, biancheria, alcuni tipi di posate o stoviglie, comodini e arredi dell unità del paziente). Obiettivo = basso grado di contaminazione; la cute intatta, infatti, agisce come un efficace barriera contro la maggior parte dei microrganismi, e la sterilità di questi oggetti non è richiesta. Metodo: Low Level of Disinfection (ILD, LLD) alcool etilico ioduri composti dell ammonio quaternario fenoli

64 Tecniche di sterilizzazione/disinfezione Criteri per la scelta