C.d.L. Scienze Biosanitarie e Farmaceutiche Corso di Microbiologia e Biotecnologie dei Microrganismi AA

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1 C.d.L. Scienze Biosanitarie e Farmaceutiche Corso di Microbiologia e Biotecnologie dei Microrganismi AA CONTROLLO BSF 1

2 Agenti fisici e chimici nel controllo dei microrganismi CONTROLLO BSF 2

3 Attività antimicrobica : terminologia Sterilizzazione mezzo di eliminazione di ogni forma di vita, i microrganismi, forme vegetative e spore e i virus vengono uccisi o allontanati da un prodotto. QUESTI DUE TRATTAMENTI VENGONO EFFETTUATI SOLO SU OGGETTI E NON SU ORGANISMI VIVENTI. DISINFEZIONE ANTISEPSI INIBIZIONE O DISTRUZIONE DEI MICRORGANISMI SUI TESSUTI VIVENTI; NON DEVONO PROVOCARE DANNI AI TESSUTI (ES. CHIRURGIA, IGIENE ORALE). GLI ANTISETTICI SONO PRODOTTI FARMACEUTICI A BLANDA AZIONE DISINFETTANTE. CONTROLLO BSF DISTRUZIONE MIRATA DEI PATOGENI CON AGENTI FISICI O CHIMICI. CON I DISINFETTANTI ORDINARI COMUNQUE POSSONO NON ESSERE ELIMINATE SPORE, BATTERI RESISTENTI, VIRUS PIÙ RESISTENTI. (BACILLO DI KOCK). 3

4 Antisettici Gli antisettici possono essere usati direttamente sulla cute hanno in genere un effetto microbistatico sulle forme microbiche vegetative, il loro uso è regolamentato dalla Food and Drug Adiministration. Possono essere usati essere usati a basse concentrazioni per ottenere l effetto desiderato. Disinfettanti Applicabile solo su superfici inanimate, l azione è di tipo microbicida. Per ottenere l effetto desiderato deve essere usato alla più alte concentrazioni. CONTROLLO BSF 4

5 DISINFEZIONE distruzione dei microrganismi patogeni La scelta del disinfettante è relativa ai tempi e alle modalità di applicazione E necessario conoscere caratteristiche dei microrganismi e proprietà dei disinfettanti Batteri non sporigeni : poco resistenti Bacillo tubercolare : massima resistenza Spore : massima resistenza ad agenti fisici e chimici (tempo e concentrazione.) coagulazione delle proteine : calore azione sul gruppo sulfidrilico sh : ioni di metalli pesanti, ossidanti legame con le proteine : formaldeide modificazioni della parete cellulare e della membrana cellulare batterica Virus : resistenti, mostrano meno punti sensibili all attacco di sostanze disinfettanti CONTROLLO BSF 5

6 DISINFEZIONE CON AGENTI FISICI RAGGI UV RAGGI INFRAROSSI RAGGI GAMMA CALORE SECCO CALORE UMIDO FILTRAZIONE CONTROLLO BSF 6

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9 METTODI FISICI PER IL CONTROLLO DEI MICRORGANISMI CONTROLLO BSF 9

10 DISINFEZIONE CON AGENTI FISICI CALORE Calore umido Vapore fluente, es. autoclave con rubinetto aperto. Pentola di Kock, botte di Flugge: sono recipienti chiusi a coperchio per disinfezione biancheria e oggetti vari. (tempo minuti). Immersione in acqua bollente (almeno 5 minuti), l azione viene potenziata con aggiunta di disinfettanti chimici. Autoclave, trattamento a 121 per 15 con distruzione di tutti gli organismi viventi CONTROLLO BSF 10

11 Disinfezione : DISINFETTANTI CHIMICI Oltre all azione microbicida debbono avere buone caratteristiche di impiego Non devono deteriorare il substrato Non essere irritanti o tossici Devono avere azione rapida e ampio spettro d azione Economico e semplice da usare Un disinfettante può essere impiegato a basse concentrazioni come antisettico (antisepsi) CONTROLLO BSF 11

12 Disinfettanti tradizionali Acidi forti: (cloridrico, solforico), gli acidi organici sono validi nella conservazione degli alimenti per es. lattico, propionico, acetico. Alcali: Idrossido di sodio o di potassio, il primo è anche detto soda caustica, buon disinfettante, e ottimo detergente impiegata per il trattamento dei liquami. Metalli : ioni di metalli pesanti trovano applicazioni nel trattamento delle infezioni, come mercuriali e arsenicali composti che si combinano con le proteine batteriche legame ai gruppi sh l azione è ostacolata dalla presenza di sostanze proteiche. CONTROLLO BSF 12

13 Fattori che influenzano l attività antimicrobica Concentrazione o dose dell agente : l effetto antimicrobico è relativo alla presenza della sostanza in quantità elevate. Sensibilità microbica: ogni germe presenta diversa tolleranza all azione del disinfettante, i più resistenti sono i micobatteri per la loro particolare resistenza della parete cellulare insieme con le spore, e le spore fungine. Tempo di esposizione: il tempo di esposizione è cruciale in quanto non utti i germi muoiono immediatamente ma in relazione con il tempo di contatto con l agente antimicrobico Natura del materiale della disinfezione: fattore importante che influenza l attività del microbicida, ad un buon disinfettante si richiede di agire in presenza di materiale organico (pus, latte, residui di alimenti,) per cui è bene pulire il materiale prima di sottoporlo all azione antimicrobica del disinfettante. CONTROLLO BSF 13

14 Disinfezione: disinfettanti chimici comunemente usati Alogeni (Cl, I) Alcoli (Etilico, Isopropilico) Aldeidi (Aldeide formica, Ossido di etilene, Glutaraldeide) Fenoli ( Ac. fenico, Cresolo, Creolina) Detergenti sintetici : composti dell ammonio quaternario e composti anfoteri. CONTROLLO BSF 14

15 GRADO DI ATTIVITA MICROBICIDA DEGLI AGENTI CHIMICI Batteri forma vegetativa Batteri forma sporale Virus Funghi Ossido di etilene, glutaraldeide formaldeide Attività elevata ampio spettro d azione Iodio + alcool etilico, composti fenolici Attività media medio spettro d azione (non sporicida) Iodofori, ammonio quaternario, mercuriali, clorexedina Bassa attività germicidi a bassa attività, tra loro molti antisettici Escluso il microbatterio della tubercolosi Esclusi quelli senza involucro lipidico CONTROLLO BSF 15

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17 Meccanismo d azione dei disinfettanti I Alterazione e/o rottura della membrana citoplasmatica Detergenti sintetici e composti dell ammonio quaternario. Clorexedina a concentrazione batteriostatica. Coagulazione delle proteine citoplasmatiche Alcoli etilico e metilico 50-70%, fenoli (battericidi e fungicidi). Composti dell ammonio quaternario Clorexedina a concentrazione battericida Fenoli (batterici e fungicidi) CONTROLLO BSF 17

18 Meccanismo d azione dei disinfettanti I Eliminazione dei gruppi sulfidrilici Cl 2, ipocloriti I (instabile, poco solubile, irritante). Iodofori (iodio + tensioattivi nono ionici). metalli pesanti (0,5-2% per mani ed ambienti). Alchilazione sui gruppi polari proteici Idrolisi alcalina e acida Alogeni come Cl, ipocloriti e I (instabile e poco solubile) Ossido di etilene (battericida e sporicida, azione lenta, tossico e infiammabile). Aldeidi: formica (gas, liquida al 40%, sporicida lenta), aldeide glutarica: meno tossica; 2% sporicida e virucida. Acidi inorganici ed alcali Inattivazione sistemi enzimatici Composti dell ammonio quaternario Clorexedina a concentrazione batteriostatica CONTROLLO BSF 18

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20 Composti tensioattivi Sali degli acidi grassi (oleico, palmitico) ottenuti dai grassi animali con idrato di sodio, abbassano la tensione superficiale per cui si ha azione detersiva per allontanamento meccanico di microrganismi presenti sulla pelle e su oggetti. Sono chiamati tensioattivi per la proprietà di abbassare la tensione superficiale, alterando l interazione con l ambiente acquoso. I saponi e i detergenti facilitano l asportazione fisica dei microrganismi, altri in particolare sono in grado di rompere la membrana cellulare (disinfettanti) I più importanti sono i composti dell ammonio quaternario (benzalconio cloruro) probabile alterazione della membrana cellulare. Agiscono sui batteri gram positivi meno verso i gram negativi l azione è nulla verso i micobatteri e le spore. Buone attività antimicrobica, bassa tossicità, attività detergente e schiumogena. CONTROLLO BSF 20

21 Meccanismo d azione dei composti ionici, e non ionici con potere emulsionante ed azione detergente Composto detergente gruppo idrofobo gruppo idrofilo H 2 O Componente lipidica delle membrane cellulari o sostanze particolate di varia natura CONTROLLO BSF 21

22 Alogeni: Cloro Cloro esiste in varie forme gas e composti inorganici, composti organici sottoforma di gas in acqua origina acido ipocloroso (HClO) e acido cloridrico (HCl), azione microbicida a basse dosi (0,3 mg/(lt), per ossidazione su proteine. ( gruppi SH ). Composti del cloro : biossido di cloro (non ha sapore e odore sgradevoli come il cloro). (ClO 2 ) e ipocloriti di calcio, sodio e potassio. Disinfezione dell acqua (clorazione). Ipoclorito di sodio: NaOCl uso domestico a basso costo (varechine, candeggine). (soluzioni concentrate sono efficaci contro il virus dell epatite B). Ipoclorito di calcio (CaClO 2 ) o Cloruro di calce, è una polvere contenente anche idrato di calcio, usata come tale al 5%, latte di calce). Cloramine, sostanze inorganiche (NHCl 2 ) molto stabili non irritanti. CONTROLLO BSF 22

23 Alogeni : Iodio Azione microbicida allo stato molecolare; ossidante le proteine, usato in soluzione alcolica (tintura) o soluzione acquosa (liquido di lugol :iodio + ioduro di potassio) per disinfezione della cute. Irritante e corrosivo con proprietà coloranti,si riducono tali svantaggi per sua coniugazione con detergenti sintetici non ionici (polivinilpirrolidone): iodofori, è attivo contro molte specie batteriche la sua attività aumenta molto quando è disciolto in alcol. Il materiale organico può impedirne l azione anti sporale. Iodofori : usati per la disinfezione di strumenti, superfici e ambienti (mediante atomizzatori) non irritanti o lesivi ampiamente usati come antisettici. CONTROLLO BSF 23

24 Fenoli Il fenolo è anche noto come acido carbolico è stato il primo disinfettante impiegato da Lister contro la sepsi in chirurgia. Acido fenico (C 6 H 5 OH): liquido denso ottenuto per distillazione del catrame di carbon fossile insieme al cresolo che proprietà identiche ma meno irritante. I fenoli hanno attività battericida sulle forme vegetative (compresi i micobatteri) agendo sulla membrana batterica e sulle proteine del citoplasma, non agisce sulle spore, presenta buona attività verso i virus. Prodotti fenolici : non è di uso comune l acido fenico, tra l altro è costoso,è presente in commercio la soluzione saponosa creoline, efficace ma di odore sgradevole, per questo motivo sono sgradevoli per l impiego nell ndustriandustria alimentare. Fenoli alogenati : l introduzione di 2 o 3 atomi, di cloro ne potenzia l attività antibatterica, preparati commerciali in uso per disinfezioni delle mani, oggetti, superfici. CONTROLLO BSF 24

25 Agenti alchilanti: aldeidi Agenti chimici che reagiscono con i gruppi amminici e idrossilici degli acidi nucleici e delle proteine e con i gruppi carbossilici e sulfidrilici delle proteine. Particolare azione microbicida. Nelle procedure di disinfezione trovano comunque impiego la formaldeide etc.. Aldeide formica (HCHO) : attiva su microbi e spore per alchilazione di vari gruppi di proteine, sottoforma gassosa viene usata per disinfettare ambienti chiusi e oggetti delicati (libri e pellicce). Ha potere tossico notevole sulle mucose respiratorie e oculari. Per ovviare alla tossicità del composto si ricorre alla Formalina (soluzione acquosa al 40% di aldeide formica) e quindi si disperde in ambienti con vapore d acqua o come aerosol. L aerosol è irritante quindi le camere disinfettate con formaldeide gassosa per almeno 12 ore andranno areate prima di essere riutilizzate. Glutaraldeide (CHO-CH 2 -CH 2 -CHO): usata per disinfezione di strumentario medico essendo meno irritante e volatile della formaldeide, di sicuro effetto sporigeno (10 ore) se lasciata agire per alcune ore in soluzione al 2%. CONTROLLO BSF 25

26 Agenti alchilanti: aldeidi Ossido di etilene (sterilizzante chimico) ha avuto fortuna nelle disinfezioni gassose Possiede meno potere corrosivo rispetto alle sostanze viste in precedenza. Altamente tossico e infiammabile, si utilizza con particolari cautele. Esercita azione di tipo alchilante forma legami chimici di tipo irreversibile con proteine e acidi nucleici. Sporicida e fungicida, virucida, non è inibito dalla presenza di materiale organico e ha potere elevato di penetrazione. Si può effettuare il trattamento anche dopo il ciclo di lavorazione. Non danneggia gli oggetti e non altera gli alimenti di origine animale. Siringhe monouso, piastre di petri e altri materiali plastici CONTROLLO BSF 26

27 Alcoli Alcool etilico ed isopropilico sono efficaci agenti antisettici della cute (iniezioni e prelievi di sangue). Effetto battericida sui virus e la cellula microbica presente in forma vegetativa, non agiscono sulla spora. Azione massima con soluzione al 50-90% in acqua. Denatura le proteine sciogliendo l envelope virale o la membrana cellulare batterica, gli alcoli agiscono in soluzione altrimenti l intensa coagulazione ne impedisce l ingresso nella cellula. Per disinfezione della pelle, strumenti, etc. CONTROLLO BSF 27