CINETICA DE ESTERILIZACION

DEFINICIONES

PUNTO TÉRMICO LETAL

Tiempo más corto que lleva a destruir losmicroorganismos a una temperatura determinada.

TIEMPO LETAL TÉRMICO

La temperatura más baja que se necesita para matar a los microorganismos en 10 minutos.

VALOR - Z TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL O VALOR D

Tiempo que se requiere para reducir la población viable al 10% de su valor previo.

El cambio de temperatura que se requiere para modificar el valor D por un factor de 10.

En minutos a una temperatura determinada

CINÉTICA DE MUERTE

Inactivación

Proporcional al número de células viables al principio del período.

período finito

A medida que la dosis letal aumenta

Población

Muere exponencialmente

CINÉTICA DE PRIMER ORDEN

Gráficamente:

Descenso logarítmico

constante desde el tiempo cero

Cinética de choque único

Una lesión irreversible es suficiente para matar a una célula.

Matemáticamente:

Donde:N0 = población inicialN = número de supervivientes después de la dosis o tiempo de tratamientod = dosis o tiempo de tratamiento k = velocidad constante de muerte específica.

Excepción → Cada unidad viable consiste en tipos de células diferentes. En cuyo caso la ecuación de cinética de supervivencia es de la forma:

Donde:N0 = población inicialN = número de supervivientes después de la dosis o tiempo de tratamientod = dosis o tiempo de tratamiento k = velocidad constante de muerte específica.n = número de extrapolación igual a la intersección sobre el eje N/N0, que da el número de choques requeridos para la letalidad.

Valor D Se obtiene por

interpolación:

Como el tiempo transcurrido durante cualquier unidad de reducción logarítmica de los supervivientes sobre la parte recta de la gráfica.

Es dependiente de las condiciones de tratamiento y recuperación.

Si consideramos N0 como el número de células al inicio del tratamiento y Nx el número de células supervivientes después de un tratamiento de x minutos a una temperatura t, el valor D se calcula de la siguiente manera:

Se define el valor D como el tiempo necesario para que el número de supervivientes caiga al 10% del valor inicial (o, lo que es lo mismo, para que el logaritmo del número de supervivientes se reduzca en una unidad).

El tiempo (D) varía para cada temperatura (de ahí el subíndice t) de forma que a mayores temperaturas el valor de D es menor, es diferente para distintos microorganismos, distintos entornos y diferentes condiciones fisiológicas.

VALOR D : Tiempo de reducción decimal

EFECTO DE LA TEMPERATURA lo

g nº

m.o

. via

bles

tiempo

60 ºC

100

10

170 ºC

50 ºC

¿ A que temperatura es menor el valor de D?

Si aumentamos la temperatura de tratamiento, el valor de D disminuye de forma logarítmica. De manera análoga a como el valor D indicaba el tiempo necesario para lograr que el número de supervivientes se redujera al 10% de la población inicial, el valor z indica el incremento en la temperatura (medida en número de grados) necesario para que el valor D se reduzca a la décima parte del inicial.

VALOR Z

donde ∆T es el incremento de temperatura, y DT1 y DT2 los valores de D a las dos temperaturas estudiadas.

Determinación de las Condiciones de esterilización

FACTORES PRIMORDIALES:TAMAÑO DE LA POBLACIÓN

TIEMPO DE EXPOSICIÓN

CLASES DE MICROORGANISMOS PRESENTES

INTENSIDAD DEL TRATAMIENTO

TEMPERATURA

TAMAÑO DE LA POBLACION

El tiempo de calentamiento es dos veces más largo para las unidades de volúmenes más pequeños

6 veces mayores para las unidades de volúmenes más grandes.

Unidad de letalidad

Es el efecto letal de un minuto de calentamiento a 121ºC. Permite comparar las capacidades relativas de esterilización.

Letalidad relativa:

Donde: t=tiempo de aplicación del tratamiento letalT= temperatura en ºCZ= aumento de temperatura requerido para reducir el período de calentamiento en un 90%

zTtF /)12110

En la práctica la resistencia de los organismos a diferentes temperaturas varía, se debe emplear el valor de z de los contaminantes más resistentes a la temperatura.

Las esporas más resistentes al calor tienen un valor de z de 10ºC, este valor se puede utilizar si no se pueden hacer experimentos específicos.

La muerte esperada para cualquier población inicial contaminante en la que se conocen el valor D para el organismo y F para el proceso se puede obtener a partir de:

Donde Fs es la capacidad letal integrada del calor recibido por todos los puntos en el material calentado durante el proceso de calentamiento. Si se conocen las cuentas viables inicial y final puede definirse Fs para el proceso

)log(log 0 NNDFs

Cuando no es posible utilizar esta combinación de tiempo/temperatura, ejemplo si se destruye un componente nutricional; para encontrar el nuevo tiempo de procesamiento se calcula a partir de:

Si el organismo contaminante más resistente es mucho menos resistente que el organismo resistente modelo, para llevar a cabo la letalidad equivalente a 121ºC se usa:

zTF /)1211042

)log(log 0 NNDFs

La ventaja de utilizar procesos rápidos a alta temperatura en la esterilización es que las energías de activación para la destrucción térmica de muchos componentes de interés varía entre 10 y 25 Kcal/mol y los coeficientes de temperatura para tales reacciones son menores que para la esterilización.

En los procesos de esterilización clínica en los que la carga biológica en un lote individual es considerable para una contaminación, las relaciones tiempo/temperatura de esterilización son:

Para calor húmedo Para calor secoVapor 134ºC (207 kPa, 30 p.s.i.) 3 min

160ºC 45min

Vapor 126ºC (138 kPa, 20 p.s.i.) 10 min

170ºC 18min

Vapor 121ºC (103 kPa, 15p.s.i.) 15 min

180ºC 7 1/2 min

Vapor 115ºC (69 kPa, 10 p.s.i.) 20 min