Estéril, esterilización y esterilidad: el lenguaje de mantener las cosas libres de contaminación

John Batts – Senior Technical Trainer, Masterflex Bioprocessing

Cuando hablamos de fabricación biofarmacéutica, un aspecto de importancia vital es mantener el recorrido del fluido libre de contaminación por organismos. Es habitual oír terminología como estéril, esterilización y esterilidad. Pero, ¿qué significan estos términos y cómo pueden ayudarnos a comprender mejor cómo lograr el objetivo de eliminar el riesgo de contaminación en los productos que se están produciendo?

Veamos las definiciones oficiales de estos términos y luego indaguemos más en sus significados para ayudar a diferenciarlos entre sí.

• El primer término es estéril. Algo se considera estéril cuando está «libre de microorganismos (vivos) viables».
• El segundo término es esterilización. La esterilización es un «proceso validado por el cual un artículo, superficie o medio están liberados de todos los microorganismos vivos, tanto en estado vegetativo como en forma de esporas».
• El tercer término es esterilidad. La esterilidad es el «estado de estar libre de microorganismos viables».

Obviamente, estos tres términos están interrelacionados, pero echemos una ojeada más de cerca a cada uno

Estéril

Ser estéril es un término absoluto, un ideal prácticamente imposible de conseguir. Los microorganismos, como los virus, hongos y bacterias, abundan en nuestro mundo, normalmente viven sin ser detectados en la mayoría de las superficies. Pueden encontrarse en pestañas, células de la piel, partículas de polvo; sin mencionar las superficies comunes, como la ropa y los paquetes de cartón y plástico. La mayoría de las veces, la presencia de estos microorganismos no tiene un impacto perceptible en nuestras vidas diarias. De hecho, en muchos casos, su presencia es beneficiosa.

No obstante, otras veces, la presencia de microorganismos puede ser perjudicial. Esto es especialmente cierto en la investigación y producción biofarmacéuticas, donde los científicos a menudo trabajan con cepas específicas de material biológico que han sido diseñadas para producir algunos productos bioterapéuticos. En dichos casos, la presencia de material biológico externo que procede de microorganismos podría poner en peligro la eficacia y la seguridad del producto final.

Esterilización

Para eliminar estos microorganismos, a menudo se utilizan técnicas de esterilización. Muchas personas tienden a utilizar la técnica del autoclave como método preferido. No obstante, a pesar de ser una técnica probada y comprobada, esta tiene numerosas limitaciones que la hacen engorrosa para utilizarse en entornos de producción a gran escala. Es habitual que la mayoría de las empresas utilicen una de las otras técnicas de esterilización; cada una con sus propias ventajas e inconvenientes.

Una técnica de esterilización habitual es el uso del óxido de etileno (EO o EtO). El óxido de etileno es un gas penetrante que puede migrar bien en las superficies de los productos, incluso en presencia de lotes grandes. Además, el EO normalmente es compatible químicamente con la mayoría de las superficies, pero el EO puede dejar residuos en la superficie de los productos que se someten a esterilización. Es peligroso trabajar con el EO, dado que es inflamable y explosivo. Debido a su sensibilidad a la temperatura y la humedad relativa, se trata de un proceso complejo global que puede durar días hasta conseguir la eficacia máxima.

Con los retos que el EO implica, se ha puesto una mayor atención a métodos basados en la radiación para esterilizar. Estas metodologías alternativas ofrecen varias ventajas, entre las que se incluyen configuraciones menos complejas, tiempos de funcionamiento más breves y la capacidad de trabajar con paquetes no permeables (lo que permite esterilizar los productos acabados en su paquete final con una mayor eficacia). Uno de estos métodos se denomina haz de electrones. Con la tecnología de haz de electrones, el producto acabado se expone a un haz de electrones concentrado y muy cargado generado por un acelerador. Este haz de electrones altera las uniones químicas, que dañan el ADN de cualquier microorganismo que pueda haber presente y destruye su capacidad de reproducirse. Aunque la tecnología de haz de electrones es muy efectiva, tiene limitaciones: incluido el tamaño de los lotes que pueden procesarse, o no ser adecuada para productos con geometrías complejas o que se componen de materiales de alta densidad.

Para superar las limitaciones de la tecnología de haz de electrones, una de las técnicas de esterilización más aceptadas y utilizadas es la irradiación gamma. La irradiación gamma es una forma de penetración de la radiación electromagnética. Al igual que el haz de electrones, con la irradiación gamma el resultado es dañar el ADN de los contaminantes y sus estructuras celulares. En función del nivel de exposición a la radiación, también puede producirse la muerte de los microorganismos contaminantes. Debido al tipo de energía producido, la irradiación gamma puede utilizarse para que penetre completamente incluso en productos muy densos, por lo que resulta una técnica efectiva para utilizarse con grandes tamaños de lotes de productos. Otras ventajas que incluye es su independencia a los productos químicos específicos o al calor, ni tampoco tiene ninguna dificultar con las geometrías de los productos. También tiene sus limitaciones; la primera es que la fuente de radiación debe reponerse y homologarse de nuevo periódicamente y el hecho de que la radiación produce cambios no deseados en muchos productos médicos. Es por ello que la irradiación gamma se suele utilizar principalmente con productos físicos, como conjuntos de tubos, racores, etc.

Tal y como se ha explicado, el objetivo de estas técnicas de esterilización es ayudar a que el producto final logre la esterilidad total y pueda etiquetarse como estéril. No obstante, es funcionalmente imposible garantizar que el 100 % de todos los microorganismos contaminantes se haya eliminado por completo mediante el proceso de esterilización. Por lo tanto, en vez de indicar que una cosa ha logrado la esterilidad total, el nivel de esterilidad se expresa en términos de su Nivel de aseguramiento de esterilidad.

Nivel de aseguramiento de esterilidad (SAL)

El nivel de aseguramiento de esterilidad –o SAL– es la probabilidad de que haya un solo microorganismo viable en un artículo después de la esterilización. En el mercado de los aparatos médicos, el objetivo SAL es 10-6, que indica que hay 1 de entre 1.000.000 probabilidades de que un organismo sobreviva al final del proceso de esterilización. Aunque no sea totalmente estéril, con un SAL de 10-6, prácticamente no hay ningún riesgo de que quede contaminación en el producto acabado y, por lo tanto, no hay prácticamente ningún peligro de dañar a ningún humano que entre en contacto con este producto acabado.

Garantizar que los productos están libres de contaminación puede ser un proceso complejo. Aunque no existe una solución para todo, existen numerosas técnicas de esterilización efectivas que pueden emplearse en los productos acabado para garantizar que se ha logrado el nivel objetivo de esterilidad, garantizando así la seguridad de aquellos que utilicen y saquen partido del producto acabado.

Autor: John Batts – Senior Technical Trainer, Masterflex Bioprocessing