óxido de etileno

Unidad de Microbiología
Depto. Patología y Terapéutica Experimental
Facultad de Medicina - Campus de la Salud de Bellvitge
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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN RESIDUAL DE
ÓXIDO DE ETILENO EN ELSANEK ®
INFORME CIENTÍFICO-TÉCNICO
Junio 2007
1. INTRODUCCIÓN.
El óxido de etileno es, a temperatura y presión ambiente, un gas soluble en el agua. Se utiliza
como producto se síntesis y como agente de esterilización debido a elevada reactividad a causa
de su acción alquilante [1]. Dicha cualidad lo hace especialmente interesante en procesos de
esterilización de toda clase de dispositivos, instrumental y productos textiles utilizados en el
ámbito médico.
Pero además, es un gas inflamable con efectos irritantes sobre las superficies corporales y se
considera mutagénico bajo un amplio espectro de condiciones. Posee propiedades fetotóxicas y
teratogénicas demostradas en ensayos de toxicidad, donde se han observado efectos
cancerígenos en exposición por inhalación que ocasionan diversos tipos de neoplasias, incluidas
las leucemias y los tumores cerebrales y mamarios [2].
El contacto directo entre la superficie cutánea del paciente y un tejido de uso médico que
conserve residuos de óxido de etileno, puede provocar la formación de lesiones cutáneas como
consecuencia de la irritación, quemaduras o dermatitis alérgica; inflamación traqueal (catéteres
endotraqueales) hemólisis y trastornos de coagulación (dispositivos, plásticos implantados) [2].
Por ello, antes de utilizar los dispositivos esterilizados con óxido de etileno es imprescindible
un período de aireación para la eliminación de residuales.
Sin embargo, el tiempo de aireación total no siempre resulta el óptimo para el material
esterilizado, debido a su reutilización, lo que implica cambios en su composición química no
apreciables a simple vista y el incremento de las concentraciones de residuos adheridos, lo que
aumentaría su toxicidad al tiempo que se haría resistente al período de aireación establecido.
Teniendo en cuenta el mecanismo de acción y las condiciones en que se establece el proceso de
esterilización, la composición de los tejidos de uso médico y los productos de reacción formados
durante el proceso, su período de adsorción, retención y desprendimiento y los daños que puede
ocasionar en el paciente su acumulación a causa de las sucesivas esterilizaciones, se hace necesario el
control y la cuantificación de los residuos de óxido de etileno retenidos en el tejido ELSANEK ® con
el fin de comprobar si los niveles de dichos residuos están por debajo de los establecidos según
la normativa vigente.
2 .MATERIAL Y MÉTODOS.
El procedimiento general para la determinación de la concentración residual de óxido de etileno a partir
de ELSANEK ® esterilizada, consistió en la extracción del residuo, la determinación de su
concentración en el producto ensayado y el análisis e interpretación de los resultados
obtenidos.
2.1 Determinación del residuo.
Se siguió el método validado por cromatografía en fase gaseosa de óxido de etileno [2] [3].
2.2 Preparación de los patrones de OE.
Se preparó, a partir una solución concentrada de óxido de etileno en metanol (FUCKA), un
primer patrón concentrado en agua (541,36 mg/l). A partir de éste, se prepararon por dilución
acuosa patrones de trabajo para inyección de 5, 0,5 y 0,25 mg/l.
2.3 Obtención de muestras del producto.
Elección de las muestras:
Se realizó de forma que fueran representativas del producto a probar. Se cortaron trozos de
ELSANEK ® de aproximadamente 1.5g de peso a partir de los cuales se desarrollaron todos los
experimentos. Se utilizaron para el estudio dos gramajes diferentes (g1 y g2 en lo sucesivo) en
función de su espesor.
Se realizaron dos ciclos de esterilización independientes. Uno, trece días antes de la extracción
y el segundo sólo tres días antes, a fin de estudiar posibles diferencias en cuanto a la retención
de los residuos y su disipación en función del tiempo. Muestras representativas de ambos
gramajes se esterilizaron en cada uno de los ciclos de forma que quedaron representadas todas
las combinaciones posibles. En todos los casos, los tejidos se almacenaron congelados en el
laboratorio hasta su posterior análisis por extracción.
2.4 Extracción del producto.
Para iniciar la extracción, el conjunto de tejidos se dividió en dos grupos con representación de
todas las combinaciones en ambos casos, utilizándose volúmenes diferentes de fluido extractor
(agua destilada estéril) en cada uno de ellos (volúmenes suficientes para hacer máxima la
eficacia de extracción).
Así, se trabajó en tubos de 20 ml de cristal de cerrado hermético con volúmenes de 7.5 ml para
un grupo y 15 ml para el otro (la relación de masa de muestra/volumen extractor se encontró
en ambos casos dentro del intervalo típico recomendado que oscila entre 1 g en 2 ml hasta 1 g
en 10 ml y cuyo punto intermedio, 1 g en 5 ml tomamos como referencia), para cubrir las
piezas de tejido de 1.5g cada una.
A continuación, se llevó a cabo la extracción con simulación de utilización, que es método de
referencia, ajustándose la temperatura y los tiempos a la naturaleza de la exposición que
sufrirá el paciente, y la duración del contacto del producto con éste. En nuestro caso, la
extracción se realizó durante 24 horas en un baño de agitación a 37ºC teniendo en cuenta la
temperatura corporal del paciente.
Seguidamente se recuperaron a partir de cada uno de los tubos, 1,5 ml de solución mediante
una jeringa estéril y se inyectaron en viales recubiertos de politetrafluoroetileno (PTFE) y
dotados de septo. Se dejó siempre un espacio muerto en la parte superior del vial no inferior al
10% del volumen total.
Se evaluó paralelamente una muestra testigo control no esterilizada para tener en cuenta la
presencia de posibles interferencias debidas a otros componentes o residuos con tiempos de
retención similares al óxido de etileno.
2.5 Manipulación de las muestras.
Se tomaron precauciones con el objetivo de reducir al mínimo y controlar los efectos de las
condiciones de laboratorio sobre la tasa de aireación de las muestras. La manipulación previa a
la extracción se realizó bajo una campana de gases.
Las muestras recogidas en los viales, se mantuvieron congeladas a -18ºC el mínimo tiempo
posible hasta su análisis por cromatografía, previo traspaso a un vial que se ajustara al inyector
utilizado.
2.6. Cuantificación por cromatografía de gases.
Se desarrolló un método por HeadSpace-GC-FID en un equipo 45-711. El óxido de etileno
tiene un tiempo de retención, en el método desarrollado de 2,362 minutos. Se inyectaron por
un lado controles de agua y agua/metanol, los patrones diluidos de óxido de etileno de 0.25
ppm, 0.5 ppm y 5 ppm y por otro cada uno de los viales correspondientes a las diferentes
muestras extraídas.
3. RESULTADOS
En la cromatografía en columna, el análisis cuantitativo se basó en la comparación del área del
pico del analito con la de uno o más patrones inyectados bajo las mismas condiciones
cromatográficas.
En nuestro caso, para realizar el análisis cuantitativo de los componentes de la muestra,
utilizamos el método de análisis por calibración absoluta.
El citado método se basó, en primer lugar en la inyección de masas exactas del componente
puro (patrones diluidos) al cromatógrafo y la determinación del área bajo los picos que
aparecieron para cada una de las diluciones. A partir de los datos obtenidos se realizó una
gráfica relacionando el área de pico con la masa (en este caso cuantificada en partes por millón
de óxido de etileno), obteniéndose entonces una curva de calibración lineal. Así, relacionando
el área del pico con las ppm de cada uno de los patrones inyectados obtuvimos los siguientes
resultados (tabla 1).
Muestra inyectada
H2O
H2O + MeOH
Patrón 0,25 ppm
Patrón 0,50 ppm
Patrón 5 ppm
Àrea
0
0
33
123
438
Tabla 1. Mediciones del área para cada uno de los patrones y blancos inyectados.
A continuación, se determinó la curva de calibración y la recta patrón que mejor se ajustara a
los pares de datos anteriores (Figura 1).
CORRELACIÓN AREA/ppm INYECTADAS DE DIFERENTES PATRONES
500
400
y = 219x - 251
R2 = 0,9398
AREA
300
200
100
0
-100 0
0.5
DILUCIONES DE PATRON (ppm)
5
Figura 1. Dispersión de los datos obtenidos y línea de tendencia lineal (recta patrón) que mejor se ajusta.
Una vez obtenido la recta patrón, se inyectaron todas las muestras extraídas, determinándose
el área bajo los picos para cada una de ellas. Los diferentes tipos de muestras incluyeron todas
las combinaciones posibles entre los dos gramajes de tejido, las dos diluciones realizadas en
cada caso y por último la variable de tiempo entre esterilización/extracción (3 o 13 días). Se
incluyó un control de tejido sin esterilizar. Los resultados se muestran en la tabla 2.
Muestra inyectada
Área
OE (ppm)
g1 1/5 13 d
g1 1/5 3 d
g1 1/10 13 d
g1 1/10 3 d
16
39
20
22
1,22
1,32
1,24
1,25
g2 1/5 13 d
g2 1/5 3 d
g2 1/10 13 d
g2 1/10 3 d
18
72
19
70
1,23
1,47
1,23
1,47
g2 1/10 Control
Sin esterilizar
17
1,22
Tabla 2. Resultados de área para las diferentes combinaciones de muestras inyectadas
4. DISCUSION Y COMENTARIOS
Como puede observarse a partir de la tabla anterior, existe una correlación entre el tiempo de
espera esterilización/extracción, con los niveles de ppm de óxido de etileno obtenidos. Parece
claro que hay una cierta disipación a lo largo del tiempo, cosa que hace recomendable la
extracción inmediata en este tipo de experimentos.
Por otra parte, comparando gramajes, parece que el gramaje 2, con un espesor superior al
gramaje 1, retiene niveles ligeramente superiores de óxido de etileno.
Finalmente, habiendo realizado todo el estudio siguiendo el criterio de simulación de las condiciones
reales de utilización, parece claro en cualquier caso que, teniendo en cuenta que el límite permisible
según las normas vigentes se encuentra en 2ppm para el óxido de etileno en este tipo de materiales,
podemos concluir que ELSANEK ® tanto tras tiempos de aireación de 3 días como de 13 retiene
cantidades de óxido de etileno menores a los límites permitidos, lo que hace que este sea un
buen método de esterilización para este tipo de material.
5. BIBLIOGRAFÍA.
1. Potapov V. Manual de Química Orgánica I. Moscú; Mir. 1985
2. “Evaluación biológica de productos sanitarios. Parte 7: Residuos de la esterilización por
óxido de etileno”. UNE-EN ISO 10993-7: 1995.
3. “Evaluación biológica de productos sanitarios. Parte 12: Preparación de muestras y
materiales de referencia”. UNE-EN ISO 10993-12: 2002.