O que é esterilização? Quais os métodos?

Em Dicas de ciências por André M. Coelho

Técnicas eficazes de esterilização são essenciais para trabalhar com linhas celulares isoladas, por razões óbvias, você não quer que os insetos do meio ambiente cresçam no seu meio de cultura, e igualmente, as culturas devem ser esterilizadas antes do descarte. Então, quais são os métodos mais comuns de esterilização e como eles funcionam?

O que é esterilização?

Esterilização é um processo de destruição de todas as formas de microrganismos vivos de uma substância. Artigos com aplicação direta em humanos e animais são submetidos à esterilização. Estes materiais incluem drogas, nutracêuticos, equipamentos cirúrgicos, alimentos, etc. A esterilização é feita para preservar a substância por um longo tempo sem que ela estrague. Em segundo lugar, uma substância que não é estéril pode conter micróbios que podem causar infecções quando consumidos ou administrados.

Meios de esterilização de autoclavagem ou calor molhado

O método de escolha para a esterilização na maioria dos laboratórios é a autoclavagem; usando vapor pressurizado para aquecer o material a ser esterilizado. Este é um método muito eficaz que mata todos os micróbios, esporos e vírus, embora para alguns bugs específicos, especialmente altas temperaturas ou tempos de incubação são necessários.

A essas temperaturas, a água faz um ótimo trabalho na hidrólise de proteínas, destruindo os contaminantes.

Este método inclui técnicas como

Ebulição.
Pasteurização.
Por uso de vapor (autoclave).

A ebulição é preferida para dispositivos metálicos como tesouras cirúrgicas, bisturis, agulhas, etc. Aqui, as substâncias são fervidas para esterilizá-las.

A pasteurização é o processo de aquecimento do leite a uma temperatura de 6 graus ou 72 graus 3 a quatro vezes. Aqui aquecimento e resfriamento alternativos matam todos os micróbios e moldes sem ferver o leite.

Usando vapor, as substâncias são submetidas à esterilização em autoclave de um equipamento de esterilização a vapor. O processo é realizado a uma temperatura de 115 graus por 60 min ou 121 graus por 20 min a 15 psi de pressão. O vapor saturado é formado à temperatura de ebulição da água, isto é, 100 graus. Este vapor condensa no material e alivia o calor latente repetidamente para converter de novo na água.

A autoclavação mata micróbios por hidrólise e coagulação de proteínas celulares, que é eficientemente alcançada por calor intenso na presença de água.

Além disso, o vapor saturado sob pressão penetra em todos os espaços estreitos, não deixando micróbios vivos, tornando assim a esterilização muito eficiente. É o método mais comum usado para drogas, pois é poderoso o suficiente para matar esporos bacterianos.

Esporos bacterianos são as formas de bactérias que são inertes. Eles formam uma cobertura rígida sobre a parede celular durante o clima severo. Esta capa evita qualquer dano à célula e secagem da célula. Por esterilização a vapor, essas formas de bactérias também são mortas quando o vapor destrói a parede celular.

A esterilização é importante para garantir a limpeza de utensílios e evitando a contaminação de indivíduos. (Foto: Green Revolution in Sterilization)

Métodos de esterilização por calor seco

O aquecimento a seco tem uma diferença crucial em relação à autoclavagem, pois não há água, então a hidrólise de proteínas não pode acontecer.

Em vez disso, o calor seco tende a matar os micróbios pela oxidação dos componentes celulares. Isso requer mais energia do que a hidrólise de proteínas, portanto, temperaturas mais altas são necessárias para uma esterilização eficiente por calor seco.

Por exemplo, a esterilização pode normalmente ser conseguida em 15 minutos por autoclave a 121 ° C, enquanto o aquecimento a seco necessitaria geralmente de uma temperatura de 160 ° C para esterilizar num período de tempo semelhante.

Métodos de calor seco incluem:

Fogo direto
Incineração
Forno de ar quente.

Fogo direto é o processo de expor o dispositivo metálico, como a agulha, bisturis, tesouras a chama por alguns minutos. O fogo queima os micróbios e outras partículas no instrumento diretamente.

A incineração é feita especialmente para inocular materiais usados em culturas de micróbios. A extremidade metálica é aquecida até ficar vermelha e quente na chama. Essa exposição mata todos os germes.

O forno de ar quente é adequado para materiais secos, como pós, dispositivos metálicos, copos, etc. Então, no forno fechado, circula ar quente a temperatura e tempo particulares.

Método de esterilização por filtração

A filtragem é uma ótima maneira de esterilizar rapidamente as soluções sem aquecimento. Os filtros, claro, funcionam passando a solução através de um filtro com um diâmetro de poro que é muito pequeno para os micróbios passarem.

Os filtros podem ser funis de vidro sinterizados feitos a partir de partulas de vidro fundidas por calor ou, mais comumente hoje em dia, filtros de membrana feitos a partir de teres de celulose. Para a remoção de bactérias, normalmente são utilizados filtros com um diâmetro médio de poro de 0,2um. Mas lembre-se, os vírus e os fagos podem passar por esses filtros, portanto a filtragem não é uma boa opção se isso for uma preocupação.

Aqui os líquidos são filtrados através de filtros bacterianos para remover quaisquer micróbios presentes. Este método é muito útil para a esterilização de líquidos sensíveis ao calor. As chances de entupimento e longo período de tempo para o processo acontecer são inconvenientes.

Para esterilização por filtragem, são comumente usados três tipos de filtros:

1. Filtros de membrana: são filtros finos feitos de celulose. Eles podem ser empregados para esterilização em linha durante a injeção, colocando a membrana entre a seringa e a agulha. Eles são altamente eficientes para esterilizar líquidos, solventes e gases. A desvantagem é que há chances de ruptura da membrana levando à esterilização inadequada.

2. Filtros Seitz: Estes são feitos de amianto ou outro material. Eles são tipo almofada e mais grossos que os filtros de membrana. Eles não se rompem durante a filtração. Mas a solução pode ser absorvida pelo próprio filtro. Um tipo alternativo de filtro é o filtro de vidro sinterizado. Estes são feitos de vidro e, portanto, não absorvem líquidos durante a filtração. A desvantagem é que eles são muito frágeis e quebram facilmente.

3. Filtros de vela: são feitos de barro como lama diatomácea. Esta lama especial tem minúsculos poros feitos de algas. Os filtros têm muitos pequenos poros longos. Os micróbios ficam presos durante a viagem através do poro da vela

Método químico de esterilização

O etanol é comumente usado como desinfetante, embora, como o isopropanol é um solvente melhor para gordura, é provavelmente uma opção melhor. Ambos funcionam desnaturando proteínas através de um processo que requer água, então eles devem ser diluídos a 60%-90% em água para serem efetivos. Novamente, é importante lembrar que, embora o etanol e a IPA sejam bons em matar células microbianas, eles não afetam os esporos.

Aqui os artigos são submetidos à esterilização usando gases tóxicos. O gás penetra rapidamente no material como vapor, então a esterilização é eficaz. Mas as chances de explosão e os fatores de custo devem ser considerados.

Os gases usados na esterilização são muito venenosos. O gás comumente usado é o óxido de etileno com uma combinação de dióxido de carbono. O dióxido de carbono é adicionado para minimizar as chances de uma explosão.

Métodos de esterilização por radiação

Raios UV, raios-x e raios gama são todos os tipos de radiação eletromagnética que têm efeitos profundamente prejudiciais no DNA, portanto, são ferramentas excelentes para a esterilização. A principal diferença entre eles, em termos de sua eficácia, é sua penetração.

O UV tem penetração limitada no ar, portanto, a esterilização ocorre apenas em uma área relativamente pequena em torno da lâmpada. No entanto, é relativamente seguro e é bastante útil para esterilizar pequenas áreas, como capelas de fluxo laminar.

Os raios X e raios gama são muito mais penetrantes, o que os torna mais perigosos, mas muito eficazes para a esterilização a frio em grande escala de itens plásticos (por exemplo, seringas) durante a fabricação.

O método de radiação envolve a exposição dos materiais empacotados à radiação para esterilização. Existem dois tipos de radiações disponíveis para esterilização, isto é, radiação não iônica e iônica.

Radiações não-iônicas são seguras para o operador da esterilização, e elas são como radiações Ultra Violetas, elas podem ser usadas até mesmo nas entradas das portas para impedir a entrada de micróbios vivos através do ar.

Esterilização por radiação ionizante são um tipo de radiação poderosa e muito útil para esterilização. O operador precisa se proteger da exposição dessas radiações pelo uso de roupas exclusivas. Ex: raios X, raios γ, etc.

https://youtu.be/UHaY2YKPDy8

Além disso, ondas de ultrassom estão sendo testadas para esterilização. Embora não seja tão eficaz quanto outros métodos, ele foi considerado útil em culturas de tecidos. Aqui o objetivo é esterilizar ou mesmo impedir o crescimento de bactérias durante a cultura do tecido.

Ficou alguma dúvida para os estudos de esterilização? Deixem nos comentários suas perguntas para que possamos ajudar!

Sobre o autor

André é formado em pedagogia, já tendo dado aulas na educação infantil e atuado como professor e coordenador de cursos de inglês. Entendendo como funciona o processo de aprendizagem, decidiu escrever para o blog Múltipla Escolha onde postagens sobre aprendizado, provas, concursos, e muito mais para ajudar seus leitores a aprenderem.

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