275827

ROSIVETE COAN NIEHEUS

AUTOCLAVES VERTICAIS: UMA PROPOSTA DE

SISTEMA PARA GARANTIA DO PROCESSO DE

ESTERILIZAO

FLORIANPOLIS

2004

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO

EM ENGENHARIA ELTRICA



ESTERILIZAO

Dissertao submetida

Universidade Federal de Santa Catarina

como parte dos requisitos para a

obteno do grau de Mestre em Engenharia Eltrica.


Florianpolis, agosto de 2004.



ESTERILIZAO


Esta Dissertao foi julgada adequada para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Eltrica, rea de Concentrao em Engenharia Biomdica, e aprovada em sua forma final

pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica da Universidade Federal de Santa Catarina.

______________________________________ Prof. Fernando Mendes de Azevedo, DSc.

Orientador

______________________________________ Prof. Denizar Cruz Martins, DSc.

Coordenador do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica Banca Examinadora:

______________________________________ Prof. Fernando Mendes de Azevedo, DSc.

Presidente

______________________________________ Prof. Ana Paula Soares Fernandes, DSc.

______________________________________ Prof. Fernanda Isabel Marques Argoud, DSc.

______________________________________ Prof. Jefferson Luiz Brum Marques,PhD.

______________________________________ Prof. Raimes Moraes, PhD.

ii

Agradecimentos

Um dos gestos mais nobres do ser humano a gratido.

A Deus o dom da vida.

Aos meus pais pelo testemunho de persistncia diante dos desafios da vida.

Aos colegas pelo companheirismo.

Aos amigos pelo incentivo.

Aos professores da banca examinadora por terem aceitado o convite.

Aos professores do mestrado por partilharem o conhecimento.

Ao professor Fernando Mendes de Azevedo pela maestria dispensada na

orientao deste trabalho.

iii

Resumo da Dissertao apresentada UFSC como parte dos requisitos necessrios para a

obteno do grau de Mestre em Engenharia Eltrica.

AUTOCLAVES VERTICAIS: UMA PROPOSTA DE SISTEMA PARA GARANTIA DO PROCESSO DE

ESTERILIZAO

Rosivete Coan Nieheus

Agosto / 2004

Orientador: Fernando Mendes de Azevedo, DSc. rea de Concentrao: Engenharia Biomdica. Palavras-chave: bactria, infeco, esterilizao, autoclave vertical Nmero de Pginas: 63

RESUMO:

Os microrganismos podem ser agentes causadores de infeces. A fim de prevenir e diminuir os riscos de aquisio de infeces, a esterilizao permite descontaminar equipamentos e materiais atravs da destruio de todas as formas de vida microbiana viveis.

A esterilizao a vapor um dos processos de descontaminao mais utilizados, podendo ser efetuada atravs de autoclaves verticais e horizontais. Nestes equipamentos, os microrganismos so destrudos pela ao combinada da temperatura, presso e umidade.

Um estudo comparativo entre as caractersticas de autoclaves verticais e horizontais indica que, nas autoclaves verticais, alguns requisitos mnimos exigveis para esterilizao no so completamente atendidos, sendo estas susceptveis recontaminao dos materiais esterilizados, pois no efetuam a secagem dos mesmos aps o ciclo de esterilizao. Embora as autoclaves horizontais sejam mais eficientes, estas apresentam custos elevados quando comparadas s autoclaves verticais.

Este trabalho apresenta a proposta de um sistema eletro-mecnico de baixo custo adaptvel autoclaves verticais, permitindo garantir o controle da temperatura e presso necessrias ao ciclo de esterilizao, e na secagem dos materiais, sem a interveno do operador em todas as etapas do processo.

Para assegurar a eficcia da esterilizao da autoclave com o sistema eletro-mecnico implementado, testes biolgicos foram aplicados antes e posteriormente a adaptao do sistema proposto, indicando que os requisitos necessrios a uma esterilizao eficiente foram atendidos.

iv

Abstract of Dissertation presented to UFSC as a partial fulfillment of the

Requirements for the degree of Master in Electrical Engineering.

VERTICAL AUTOCLAVES: A SYSTEM PROPOSAL TO

ASSURE THE STERILIZATION PROCESS

Rosivete Coan Nieheus

August / 2004

Advisor: Fernando Mendes de Azevedo, DSc. Area of Concentration: Biomedical Engineering. Keywords: bacteria, infection, sterilization, vertical autoclave. Number of Pages: 63 ABSTRACT:

Microorganisms are agents that can cause infections. In case to prevent and reduce the risks of acquisition of infections the sterilization allows to decontaminate equipments and materials through the destruction of all forms of microbial life.

Steam sterilization is the most used decontamination process and can be made through vertical and horizontal autoclaves. In these equipments, microorganisms are destroyed by the combined action of temperature, pressure and humidity.

A comparative study among the characteristics of vertical and horizontal autoclaves indicates that in vertical autoclaves some demandable minimum requirements for sterilization are not completely assisted, making them susceptible to contamine the materials after the sterilization process because they don't dry the same ones. Horizontal autoclaves are more efficient and more expensive when compared to the vertical autoclaves.

This work proposes a low cost eletro-mechanical system to be adapted to the vertical autoclaves, allowing the guarantee the control of the drying of the materials and necessaries temperature and pressure to the sterilization cycle without the intervention of the operator in all stages of the process.

Biological tests were applied before and after the adaptation of the eletro-mechanical system to the vertical autoclave indicating that the necessary requirements to an efficient sterilization were assisted.

v

SUMRIO

LISTA DE FIGURAS......................................................................................................... ix

LISTA DE TABELAS........................................................................................................ xi

ACRNIMOS....................................................................................................................xii

CAPTULO 1 ....................................................................................................................... 1

1 Introduo ......................................................................................................................... 1

1.1 Esterilizao................................................................................................................ 2

1.2 Morte Microbiana ....................................................................................................... 4

1.3 Equipamentos para a Esterilizao ............................................................................. 6

1.3.1 Custos de autoclaves verticais e horizontais .................................................... 7

1.4 Objetivo geral ............................................................................................................. 7

1.5 Objetivos especficos .................................................................................................. 8

1.6 Justificativa ................................................................................................................. 9

CAPTULO 2 ..................................................................................................................... 10

2 Esterilizao .................................................................................................................... 10

2.1 Ciclo de vida da bactria........................................................................................... 10

2.1.1 Morte trmica da bactria ............................................................................... 10

2.1.2 Calor e umidade.............................................................................................. 11

2.2 Autoclaves ................................................................................................................ 11

2.2.1 Autoclave Vertical.......................................................................................... 12

2.2.2 Autoclave Horizontal...................................................................................... 12

2.2.3 Causas de Esterilizao Ineficiente ................................................................ 13

2.3 Programa de monitorizao para controle de qualidade de esterilizao ................. 14

CAPTULO 3 ...................................................................................................................... 17

3 Normas Tcnicas Para Autoclaves................................................................................ 17

3.1 Condies Gerais ...................................................................................................... 17

3.2 Caractersticas de Funcionamento ............................................................................ 18

3.3 Material e Manufatura .............................................................................................. 18

3.4 Local de Montagem .................................................................................................. 21

vi

3.5 Condies de Operao ............................................................................................ 21

3.6 Aceitao e Rejeio................................................................................................. 22

3.7 Comparao entre as Autoclaves Vertical e Horizontal .......................................... 23

CAPTULO 4 ...................................................................................................................... 25

4 Testes aplicveis na validao da esterilizao ............................................................ 25

4.1 Indicadores biolgicos .............................................................................................. 25

4.2 Tipos de indicadores biolgicos ............................................................................... 26

4.2.1 Testes de cultura ............................................................................................. 26

4.2.2 Indicador Biolgico Sportest .......................................................................... 27

4.2.3 Indicador Biolgico Auto-Contido ATI-Test ................................................. 27

4.3 Indicadores qumicos ................................................................................................ 28

4.3.1 Indicadores de esterilizao............................................................................ 28

4.3.2 Indicadores de processo.................................................................................. 29

4.3.3 Fita Adesiva Tecil........................................................................................... 29

4.3.4 Folhas de Teste Bowie & Dick Diatest-Tecil ................................................. 29

4.4 Modelo semilogartmico para curvas de sobreviventes........................................... 30

4.4.1 Crescimento microbiano................................................................................. 32

4.5 Tcnicas microbiolgicas ......................................................................................... 33

4.5.1 Isolamento ...................................................................................................... 33

4.5.2 Semeadura em superfcie................................................................................ 34

4.5.3 Contagem direta por microscopia................................................................... 34

CAPTULO 5 ..................................................................................................................... 35

5 Desenvolvimento ............................................................................................................. 35

5.1 Operao de autoclaves verticais.............................................................................. 35

5.2 Sistema proposto....................................................................................................... 41

5.3 Diagrama eltrico...................................................................................................... 42

5.3.1 Acionamento e proteo ................................................................................. 43

5.3.2 Temporizao e controle ................................................................................ 44

5.3.3 Pr-aquecimento e esterilizao ..................................................................... 45

5.3.4 Expurgo .......................................................................................................... 46

5.3.5 Secagem.......................................................................................................... 47

5.4 Teste de validao..................................................................................................... 48

vii

5.4.1 Teste de cultura............................................................................................... 48

5.5 Resultados do teste de cultura para a autoclave vertical e o sistema proposto......... 52

CAPTULO 6 ...................................................................................................................... 54

6 Concluses e Discusses ................................................................................................. 54

6.1 Discusses................................................................................................................. 54

6.2 Concluses ................................................................................................................ 55

6.3 Trabalhos Futuros ..................................................................................................... 56

7 GLOSSRIO .................................................................................................................. 59

8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................... 61

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 - Indivduo contaminado por bactrias................................................................. 3

Figura 1.2 - Bactrias do tipo Escherichia colli e Pseudomonas aeruginosas. .................... 5

Figura 2.1 - Curva de morte trmica para microrganismos................................................. 11

Figura 2.2 - Autoclaves verticais......................................................................................... 12

Figura 2.3 - Autoclaves horizontais..................................................................................... 13

Figura 4.1 - Indicadores de esterilizao. ............................................................................ 28

Figura 4.2 - Indicador de processo. ..................................................................................... 29

Figura 4.3 - Folhas de Teste Bowie & Dick Diatest-Tecil. ................................................. 30

Figura 4.4 - Curva de sobrevivente. .................................................................................... 31

Figura 5.1 - Autoclave vertical ............................................................................................ 36

Figura 5.2 - Cmara da autoclave vertical........................................................................... 36

Figura 5.3 - Cesto da autoclave vertical .............................................................................. 37

Figura 5.4 - Manmetro e vlvula de segurana da autoclave vertical. .............................. 38

Figura 5.5 - Resistncias da autoclave vertical.................................................................... 38

Figura 5.6 - Registro de escoamento. .................................................................................. 39

Figura 5.7 - Ciclo de esterilizao de autoclaves verticais.................................................. 39

Figura 5.8 - Operao da autoclave vertical. ....................................................................... 40

Figura 5.9 - Fluxo de execuo do processo de esterilizao do sistema proposto............. 41

Figura 5.9 - Interligao dos componentes do sistema desenvolvido ................................. 42

Figura 5.10 - Mdulos do sistema desenvolvido................................................................. 43

Figura 5.11 - Montagem do pressostato de segurana......................................................... 44

Figura 5.12 - Timer.............................................................................................................. 45

Figura 5.13 - Vlvula de expurgo do sistema proposto....................................................... 46

Figura 5.14 - Resistncia externa. ....................................................................................... 47

ix

Figura 5.15 - Colnia de bactrias de Echerichia colli. ...................................................... 49

Figura 5.16 - Cepas de bactrias em bales de vidro. ......................................................... 50

Figura 5.17 - Placas de Petri contendo bactrias semeadas................................................. 50

Figura 5.18 - Placas de Petri contendo bactrias na geladeira............................................. 51

x

LISTA DE TABELAS

Tabela 1.1 - Custos de autoclaves verticais para diferentes capacidades. ............................. 7

Tabela 1.2 - Custos de autoclaves horizontais para diferentes capacidades.......................... 7

Tabela 3.1 - Requisitos mnimos para esterilizao. ........................................................... 23

Tabela 5.1 - Teste de cultura para autoclave vertical .......................................................... 52

Tabela 5.2 - Teste de cultura para o sistema proposto......................................................... 53

xi

ACRNIMOS

APECIH Associao Paulista de Estudos e Controle de Infeco Hospitalar

AS gar Sangue

BHI Brain Heart Infusion (infuso de crebro e corao)

CME Centro de Materiais Estreis

EPI Equipamento de Proteo Individual

MS Ministrio da Sade

OMS Organizao Mundial da Sade

xii

CAPTULO 1

1 Introduo

Nas ltimas dcadas, tem-se vivenciado avanos cientficos e tecnolgicos na

assistncia sade. Paralelamente, so atendidos nos hospitais indivduos com patologias

cada vez mais graves que requerem teraputica altamente agressiva e invasiva. Ao mesmo

tempo que se tm obtido excelentes resultados teraputicos , tambm tem-se observado um

aumento dos riscos reais de aquisio de infeces.

A infeco hospitalar qualquer infeco adquirida aps a internao do

paciente e que se manifesta durante a internao ou mesmo aps a alta. As infeces

hospitalares podem ser classificadas como endgenas, isto , quando os agentes causadores

de infeco esto presentes no prprio indivduo, ou exgenas, quando os microrganismos

so provenientes de equipamentos, artigos hospitalares, pessoal de sade e, eventualmente,

alimentos, gua ou outras fontes ambientais. As infeces hospitalares no Brasil so a

quarta causa de mortalidade, sendo um dos principais problemas encontrados a nvel

hospitalar que provoca graves repercusses econmicas e sociais (Costa, et al., 1990).

As infeces de origem exgena merecem ateno dos profissionais da rea da

sade. A no observncia das boas prticas de preveno de infeco hospitalar e falhas no

processamento de artigos hospitalares so os principais responsveis pelas infeces de

origem exgenas. Os artigos inadequadamente limpos, desinfetados ou esterilizados podem

se tornar uma fonte de contaminao aumentando o risco de aquisio de seres

patognicos, tanto para o paciente como para o profissional da rea de sade (Stanier et al.,

1969).

A OMS aponta as principais razes pelas quais algumas doenas infecciosas

no so controladas/erradicadas, como sendo:

Disseminao da pobreza;

Crescimento populacional desordenado;

Aumento das concentraes urbanas;

Captulo 1 Introduo 2

Degradao ambiental (desmatamento desenfreado, mudanas ecolgicas,

expondo o ser humano a um contato mais freqente com os agentes

transmissores);

Globalizao das economias;

Aumento das viagens internacionais;

Resistncia a antibiticos.

A esterilizao a completa eliminao ou destruio de todas as formas de

vida microbiana viveis, podendo ser realizada por meio de processos fsicos ou qumicos

(Rutala, 1997). As formas microbianas de vida consideradas mais resistentes a processos

fsicos e qumicos e que podem ser manuseadas laboratorialmente so os esporos

bacterianos. Portanto, os esporos so utilizados para estabelecer parmetros para os

processos de esterilizao.

Um dos processos fsicos de esterilizao mais utilizados a esterilizao a

vapor, sendo considerado eficiente na morte trmica das bactrias (NBR 9804), podendo

ser efetuada por autoclave vertical ou horizontal. As autoclaves horizontais possuem custo

elevado em relao as autoclaves verticais, contudo seu ciclo de esterilizao dispensa a

interveno do operador, atendendo os requisitos mnimos para esterilizao eficiente de

materiais.

Assim, este captulo contextualiza o uso das autoclaves no processo de

esterilizao, apresentando tambm o objetivo e as justificativas para o desenvolvimento

deste trabalho. No final do captulo mostrada a organizao do trabalho para os captulos

subseqentes.

1.1 Esterilizao

Com a introduo da anestesia em 1842 por Long e em 1846 por Morton, as

cirurgias eletivas comearam a surgir, pois at esta poca os procedimentos cirrgicos

realizados eram principalmente os executados em perodo de guerras. Assim, ocorreu um

aprimoramento nas tcnicas e procedimentos cirrgicos, porm a mortalidade por infeco

de ferida era muito alta. A descoberta das bactrias como causadoras de doenas foi uma

das principais descobertas da clnica mdica (De Carli, 2001). A Figura 1.1 mostra o corpo

de um indivduo contaminado por bactrias.


Figura 1.1 - Indivduo contaminado por bactrias.

As observaes realizadas antes do sculo XIX verificavam que pessoas sadias

ficavam doentes se entravam em contato mais ntimo com uma pessoa doente,

especialmente em ambiente hospitalar.

Na metade do sculo XVI, Girolamo Fracastoro publicou "De Contagione",

delineando a transmisso de doenas atravs do contato direto, da manipulao de

pertences de pessoas infetadas ou atravs de transmisso a distncia. A importncia de

limpeza, particularmente a lavagem das mos, comeou a ser especulada.

No final do sculo XVII, no Hospital Manchester Lying, os mdicos Charles

White e Thomas Kirkland tentaram implantar controles de engenharia, limpeza e

ventilao adequados para os pacientes. Vrios anos depois, no Hospital de Rotunda em

Dublin, Robert Collins introduziu o tratamento com calor para as roupas de cama, o que

resultou em uma diminuio das infeces.

A influncia de microbiologia comeou a ser sentida em meados do sculo

XVII quando foram descritos organismos muito pequenos para serem vistos a olho nu.

Em 1861, quando Louis Pasteur demonstrou que a putrefao uma

fermentao causada pelo crescimento de microrganismos, que a doutrina de gerao

espontnea foi finalmente contestada. Os cientistas perceberam que havia uma analogia

entre a fermentao dos experimentos de Pasteur e o processo de putrefao que se dava

aps amputao dos membros.


Em 1877, John Tyndall, um fsico ingls, reconheceu a forma calor-resistente

das bactrias, o esporo, e desenvolveu mtodos de esterilizao para lidar com isto. O

bacteriologista francs e colaborador de Louis Pasteur, Charles Chamberland, construiu o

primeiro esterilizador a vapor em 1880. Semelhante a um "fogo de presso", ficou

conhecido como a "Autoclave de Chamberland". Em 1880, Robert Koch descobriu o uso

de culturas slidas, as bactrias isoladas em colnias puras e as associou com doenas

especficas.

A esterilizao fundamentada com base cientfica uma tecnologia recente

(Vessoni, 1997), datando de 1993, tendo como marco a construo de uma autoclave com

temperatura e presso controladas durante o processamento. At ento, as mquinas

esterilizadoras eram operadas tendo a presso como nico indicador de controle, sem

considerar os outros parmetros do processo.

1.2 Morte Microbiana

Os microrganismos podem ser classificados de acordo com sua patogenicidade,

podendo assim serem considerados patognicos ou no patognicos.

Os organismos unicelulares podem ter algumas ou todas suas atividades

biolgicas suspensas por um longo perodo de tempo, o que impossibilita a avaliao por

alterao das atividades fisiolgicas, da morte destes organismos. Esta suspenso nas

atividades dos microrganismos pode ocorrer quando as bactrias formam esporos ou ainda

quando a clula bacteriana seca ou congelada, assim elas perdem suas atividades biolgicas mas mantm a capacidade de reproduo em ambiente adequado (Trabulsi et al.,

2004).

O esporo bacteriano a forma microbiana mais resistente aos agentes

esterilizantes, sendo utilizado como parmetro para o estudo microbiolgico da

esterilizao. Um microrganismo considerado morto se no formar colnia em nenhum

meio de cultura (Costa, 1980).

A Figura 1.2a mostra bactrias do tipo Escherichia colli e a Figura 1.2b

apresenta bactrias do tipo Pseudomonas aeruginosas.


(a) (b)

Figura 1.2 - Bactrias do tipo Escherichia colli e Pseudomonas aeruginosas.

A prtica da esterilizao visa a incapacidade de reproduo de todos os

organismos presentes no material a ser esterilizado, causando a morte microbiana at que a

probabilidade de sobrevivncia do agente contaminante seja menor que 1:1.000.000,

quando um objeto pode ento ser considerado estril (Costa, 1990). Um dos avanos na

prtica da esterilizao a compreenso de que os microrganismos submetidos a maioria

dos processos de esterilizao no morrem todos ao mesmo tempo, mas de uma forma

progressiva.

A esterilidade ou nvel de segurana a incapacidade de desenvolvimento das

formas sobreviventes ao processo de esterilizao, durante a conservao e utilizao de

um produto. A manuteno do nvel de esterilidade conferido a um produto garante o

prolongamento da sua vida til de prateleira e depende das operaes de pr-esterilizao,

da esterilizao e ps-esterilizao.

Os mtodos de esterilizao permitem assegurar nveis de esterilidade

compatveis s caractersticas exigidas em produtos farmacuticos (United, 1990), mdico-

hospitalares e alimentcios, sendo o mtodo escolhido dependente da natureza e da carga

microbiana inicialmente presente no item considerado.


1.3 Equipamentos para a Esterilizao

O projeto e fabricao de esterilizadores a vapor tem sido desenvolvido

consideravelmente nos ltimos 40 anos. Existem dois modelos bsicos, sendo as

autoclaves verticais e as autoclaves horizontais. Estas constituem-se basicamente de uma

cmara em ao inox, com uma ou duas portas, possui vlvula de segurana, manmetros de

presso e um indicador de temperatura.

Nas autoclaves verticais o ar removido por gravidade, assim quando o vapor

admitido na cmara, o ar no interior desta, que mais frio (mais denso), sai por uma

vlvula na superfcie inferior da cmara. Pode ocorrer a permanncia de ar residual neste

processo, sendo a esterilizao comprometida principalmente para materiais densos ou

porosos. Estas autoclaves no so adequadas pois dificultam a circulao do vapor, a

drenagem do ar e a penetrao do vapor devido distribuio dos pacotes a serem

esterilizados, que ficam sobrepostos.

Nas autoclaves horizontais o ar removido pela formao de vcuo, antes da

entrada do vapor, assim quando este admitido, penetra instantaneamente nos pacotes a

serem esterilizados. Este tipo de autoclave possui paredes duplas, separadas por um espao

onde o vapor circula para manter o calor na cmara interna durante a esterilizao (Costa,

1990).

A eficcia da esterilizao pode ser afetada pela capacidade de penetrao do

agente esterilizante por meio, tanto da embalagem, quanto das estruturas dos artigos, bem

como pelo desempenho do equipamento. Alm disto, no basta garantir a eficcia do

processo, so necessrias medidas que evitem a recontaminao do artigo aps o

processamento, seja no armazenamento e transporte ou durante a manipulao.

Para a esterilizao o tipo de vapor utilizado o vapor saturado seco, uma vez

que o vapor mido tem um excesso de gua que torna midos os materiais dentro da

esterilizadora; j o vapor super aquecido deficiente de umidade necessria para a

esterilizao. O vapor saturado seco capaz de circular por conveco permitindo sua

penetrao em materiais porosos.

A produo do vapor utilizado na esterilizao tambm requer alguns cuidados

com a gua utilizada para a produo do vapor, pois esta deve estar livre de contaminantes

em concentrao que possa interferir no processo de esterilizao, danificar o aparelho ou

os produtos a serem esterilizados.


1.3.1 Custos de autoclaves verticais e horizontais

Esta seo apresenta um levantamento de custos referente aos tipos de

autoclaves encontrados no mercado para diferentes capacidades. A Tabela 1.1 e a Tabela

1.2 mostram os custos para as autoclaves do tipo vertical e horizontal, respectivamente.

Tabela 1.1 - Custos de autoclaves verticais para diferentes capacidades.

Capacidade (em litros) Custo (em Reais)

18 L R$ 1.900,00

30 L R$ 2.200,00

50 L R$ 2.800,00

75 L R$ 3.450,00

225 L R$ 7.500,00

Tabela 1.2 - Custos de autoclaves horizontais para diferentes capacidades.

Capacidade (em litros) Custo (em Reais)

21 L R$ 4.100,00

42 L R$ 5.800,00

54 L R$ 9.345,00

76 L R$ 11.655,00

200 L R$ 40.000,00 Fonte: www.fanem.com.br.

1.4 Objetivo geral

Implementar um novo sistema de baixo custo, que melhore o desempenho dos

equipamentos (autoclaves verticais), fazendo com que realmente este equipamento

esterilize e seque o material de forma a atender os requisitos mnimos exigveis no

processo de esterilizao.


1.5 Objetivos especficos

Este trabalho tem por objetivos especficos:

Estudar as autoclaves verticais e horizontais, propondo um sistema que

modifique as caractersticas da autoclave vertical.

Revisar as normas tcnicas brasileiras com o intuito de propor uma

adaptao dos requisitos mnimos exigveis normatizados aplicveis

esterilizao das autoclaves horizontais nas autoclaves verticais.

Revisar os tipos de testes que podem ser utilizados para avaliar a eficincia

da esterilizao.

Propor um sistema eletro-mecnico que modifique as caractersticas da

autoclave vertical, executando as etapas do processo de esterilizao sem a

interveno do operador.

Aplicar testes bacteriolgicos na autoclave vertical e tambm no sistema

proposto de forma a validar a eficincia do mesmo, comprovando a hiptese

que a autoclave vertical no atende totalmente os requisitos exigveis para a

esterilizao de materiais.

A estrutura desta dissertao segue praticamente o delineamento dos objetivos

especficos apresentados acima, no que se constitui o Captulo 1.

No Captulo 2 ser apresentado o problema da esterilizao, ou seja, conceito,

tipos, modelos de equipamentos. O Captulo 3 abordar uma reviso das normas tcnicas

que regem os problemas da esterilizao das autoclaves. Ainda neste captulo, como uma

primeira contribuio deste trabalho, sero propostas possveis adaptaes de normas

tcnicas das autoclaves horizontais, para as verticais.

O Captulo 4 apresenta os testes que podem ser aplicados na verificao da

eficincia da esterilizao por meio das autoclaves verticais e horizontais.

O Captulo 5 apresenta uma proposta de modificao de autoclaves verticais,

atravs da utilizao de um sistema eletro-mecnico que, conforme ser mostrado

posteriormente, dever executar as etapas do processo de esterilizao dispensando a

interveno do operador, garantindo a secagem dos materiais. Tambm ser mostrado em

detalhes o sistema eletromecnico de baixo custo que consiste na terceira contribuio


deste trabalho, juntamente com os testes biolgicos realizados na autoclave vertical sem o

sistema proposto e aps a implementao do sistema.

Finalizando o trabalho, no captulo 6 apresentam-se as principais concluses e

sugestes de futuros trabalhos.

1.6 Justificativa

A efetividade das modernas unidades de sade dependem, em parte, da

monitorao e segurana dos processos de esterilizao. Para tal imprescindvel que os

equipamentos de esterilizao utilizados atendam as exigncias da norma NBR 9804.

Visando construir um sistema verstil, a implementao do sistema eletro-

mecnico se justifica por apresentar baixo custo otimizando o uso de autoclaves verticais.

O ciclo de operao do sistema implementado dispensa a interveno do operador,

atendendo os requisitos mnimos para esterilizao eficiente de materiais. Estes requisitos

so contemplados somente nas autoclaves horizontais, contudo estas apresentam custo

elevado (seo 1.3.1) quando comparadas as autoclaves verticais.

Pretende-se desta forma contribuir para uma melhor prestao de servios em

sade no Brasil.

CAPTULO 2

2 Esterilizao

O objetivo da esterilizao destruir completamente todos os organismos

vivos, incluindo esporos e vrus, os quais podem estar presentes nos materiais a serem

esterilizados. O processo deve destruir ou matar todos os microrganismos, pois no

existem materiais quase estreis ou parcialmente estreis. Todos os microrganismos e seus

esporos devem ser destrudos para assegurar a esterilizao (NBRISO 11134 -

Esterilizao de produtos hospitalares).

Existem atualmente em uso uma srie de mtodos de esterilizao, sendo o

mais comum a esterilizao vapor, pois ainda considerado o mtodo mais eficiente

(NBR ISO 11134 - Esterilizao de produtos hospitalares).

2.1 Ciclo de vida da bactria

As bactrias no seu estado ativo podem ser facilmente destrudas por um

mtodo correto de esterilizao. A forma esporulada um mecanismo protetor atravs do

qual a bactria capaz de permanecer latente por um grande perodo de tempo. Neste

estado ela pode sobreviver s condies nas quais morreria rapidamente em seu estado

ativo. Entretanto, quando estes esporos so colocados novamente em uma condio

favorvel para seu desenvolvimento, eles tornam-se bactrias ativas. Para que a

esterilizao seja um processo absoluto necessrio conhecer o ciclo de vida das bactrias

e as condies necessrias sua destruio, bem como de seus esporos.

2.1.1 Morte trmica da bactria

Os dois fatores principais de esterilizao que devem ser medidos quando do

uso de vapor saturado so a temperatura do vapor e o tempo de exposio.

A Figura 2.1 mostra a curva de morte trmica para a destruio de

microrganismos. Acrscimos na temperatura de exposio implicam na reduo do tempo

do ciclo de esterilizao. De acordo com a Norma NBR 9804 a temperatura do vapor na

Captulo 2 Esterilizao 11

cmara de esterilizao das autoclaves deve corresponder de 121C para 110 kPa a 127C

para 150 kPa.

Figura 2.1 - Curva de morte trmica para microrganismos.

Para o caso da esterilizao cirrgica, recomendado um mnimo de 12

minutos de exposio direta ao vapor 121C, sendo na prtica utilizados padres maiores

de exposio direta, de forma a garantir a esterilizao (Russel, 1982).

2.1.2 Calor e umidade

Para que a destruio dos microrganismos seja absoluta, o processo de

esterilizao a vapor deve permitir o controle do calor, umidade e temperatura. O calor

pode matar prontamente as bactrias mas, alm disso, necessrio que o vapor circule por

conveco, de forma a penetrar nos objetos porosos (Rutala, 1997).

2.2 Autoclaves

Autoclaves so aparelho que mediante a aplicao do vapor, sob presso

superior a atmosfrica, tem por finalidade obter a esterilizao (NBR 9804).


2.2.1 Autoclave Vertical

Na autoclave vertical (Figura 2.2) o ar dentro dos pacotes e da cmara interna

removido por gravidade. A colocao de gua na cmara feita de forma manual. Ao

injetar vapor na cmara de esterilizao, o ar sendo mais denso removido para baixo pelo

prprio vapor e, atravs de uma vlvula de drenagem, deslocado para fora (NBR 9804).

um processo lento e que favorece a presena e permanncia do ar residual (NBR ISO

11.134), (Norma ISO 11.134 1).

Os modelos convencionais de autoclaves verticais operam com temperaturas de

121C para 1 kPa e 127C para 1,5 kPa. A principal limitao para seu uso o longo tempo

necessrio para esterilizao e a no secagem do material aps o ciclo de esterilizao.

Figura 2.2 - Autoclaves verticais

2.2.2 Autoclave Horizontal

Na autoclave horizontal o ar removido previamente, com formao de vcuo

por meio de uma bomba de vcuo que deve ter uma capacidade suficiente e adequada,

dependendo do tamanho da cmara. O vcuo pode ser obtido por meio de formao de um

nico pulso (altovcuo) ou por meio de seguidas entradas e sadas de vapor em


temperaturas mais baixas que a temperatura do processo. Em mdia so dados de 3 a 5

pulsos de pressurizao, sendo que esta variao depende da potncia da bomba de vcuo e

da qualidade do vapor.

As autoclaves horizontais operam com temperaturas de 121C para 1 kPa e

127C para 1,5 kPa. O alto-vcuo reduz o tempo necessrio para processamento e

penetrao mais rpida do vapor nos materiais a esterilizar. Os materiais so aquecidos por

tempo menor e, conseqentemente, os danos aos materiais e tempo de secagem so

reduzidos. Uma desvantagem neste modelo a possibilidade de mau funcionamento na

bomba de vcuo, o que pode causar a existncia de bolsas de ar nos pacotes. O vapor no

penetra nas regies do pacote aonde haja bolsas de ar.

Figura 2.3 - Autoclaves horizontais.

2.2.3 Causas de Esterilizao Ineficiente

As causas de falhas na esterilizao so decorrentes de eventuais problemas no

funcionamento do esterilizador ou erro na tcnica de esterilizao. A anlise das falhas

requer um exame minucioso em todas as partes do esterilizador, dos procedimentos de


empacotamento, carga ou tcnicas utilizadas (International Federation of the

pharmaucetical industries, 1989). Alguns dos problemas mais comuns seguem listados

abaixo:

Carga Incorreta do Esterilizador: os pacotes nunca devem ser empilhados

um sobre o outro, nem tocar quaisquer das paredes da cmara e as

prateleiras devem ser vazadas. Como regra geral, colocar todos os potes no

esterilizador de maneira que caso contenham gua, ela escorra para fora e

que o vapor possa circular entre os pacotes.

Ar no esterilizador: a presena de ar na cmara interna retarda a penetrao do vapor nos pacotes, sendo a mistura resultante de ar e vapor menos efetiva

como agente esterilizante. Como o ar um mal condutor de calor, uma

pequena poro de ar presente no esterilizador aumentar substancialmente

o tempo necessrio para a penetrao do calor no pacote a esterilizar. As

autoclaves horizontais so equipadas com vlvula de expurgo de ar e

condensado, enquanto as autoclaves verticais no possuem tal vlvula. Vapor mido: ocorre normalmente no comeo do ciclo de esterilizao

reduzindo a efetividade do vapor. A no secagem do material favorece a

contaminao pelos microrganismos transportados pelo ar.

2.3 Programa de monitorizao para controle de qualidade de esterilizao

As tcnicas corretas de esterilizao so essenciais para a destruio de

microrganismos e esporos bacterianos. A normalizao das tcnicas de esterilizao so

um aspecto importante no controle de infeces, sendo uma responsabilidade do centro de

materiais esterilizados (CME). Os tcnicos bem treinados so essenciais para o sucesso de

qualquer programa de controle de infeces, porque eles tm a responsabilidade diria no

empacotamento, processamento e monitorizao das cargas.

A padronizao de rotinas tcnicas necessria para permitir a uniformizao

das atividades do CME. A existncia de rotinas e procedimentos escritos para a prtica de

descontaminao e esterilizao, e relatrios de performance das atividades do CME,

devem atender os principais requisitos de controle (APECIH, 1998), como segue:


Cada item ou pacote a ser utilizado como um produto estril deve ter uma

etiqueta/identificao para o controle do lote de esterilizao.

Para cada ciclo deve-se manter um registro com as seguintes informaes:

a) Nmero de lote;

b) Contedo geral do lote ou carga (pacote, tecido, instrumentos, etc.);

c) Tempo de exposio;

d) Temperatura de exposio;

e) Nome/inicial do operador;

f) Resultados do teste biolgico, caso tenha sido feito;

g) Resultados do indicador qumico colocado no pacote de teste, caso tenha

sido feito;

h) Quaisquer relatrios no concludos ou com falhas de respostas de

indicadores qumicos encontrados posteriormente na carga.

Cada item a ser utilizado como estril deve ter uma etiqueta com o prazo de

expirao da validade da esterilizao.

Instrumentos mecnicos como registradores de tempo, temperatura ou

presso bem como os manmetros e termmetros devem ser monitorados

durante os ciclos, e os registros dos dados devem ser mantidos.

Indicadores internos podem ser posicionados no interior de cada pacote a ser

esterilizado, na regio de mais difcil acesso de agente esterilizante.

Indicadores externos, como fitas adesivas indicadoras ou etiquetas devem

estar em todos os pacotes de produtos estreis distribudos pelo hospital.

Pacotes de testes contendo indicadores biolgicos devem ser utilizados

durante os testes aps a instalao dos esterilizadores e sempre que grandes

consertos/reformas tenham sido feitos nos equipamentos.

Pacotes contendo indicadores biolgicos devem ser utilizados

rotineiramente nas cargas dos esterilizadores no mnimo semanalmente.

Cada carga contendo implantveis deve ser monitorada; sempre que

possvel, os implantveis devem ser mantidos em quarentena at o resultado

final do teste biolgico.

Indicadores biolgicos devem tambm ser utilizados para garantia peridica

da qualidade dos ciclos de esterilizao aplicados aos produtos.


Todos os esterilizadores a vapor devem ser biologicamente testados por

ocasio da instalao e rotineiramente.

Teste de ar residual deve ser feito a cada dia que o esterilizador for

utilizado, antes do primeiro ciclo para determinar a eficincia do sistema de

pr-vcuo do esterilizador.

CAPTULO 3

3 Normas Tcnicas Para Autoclaves

O objetivo deste captulo revisar as normas tcnicas que fixam condies

mnimas exigveis para a secagem e a esterilizao eficiente de materiais sem a

recontaminao microbiana.

Vale salientar que nas normas tcnicas NBR 9804 - Autoclave hospitalar, EB-

2115 - Esterilizao-Esterilizadores a vapor-Esterilizadores grandes - Requisitos, NBR

11817 - Esterilizao-Esterilizador a vapor-Esterilizadores pequenos - Requisitos, NBR

ISO 11134 - Esterilizao de produtos hospitalares - Requisitos para validao e controle

de rotina - Esterilizao por calor mido, encontradas na pesquisa bibliogrfica, a norma

NBR 9804 refere-se apenas s autoclaves horizontais.

H tambm uma descrio dos requisitos mnimos desta norma, visando sua

adaptao ao processo de esterilizao e secagem para autoclaves verticais. Para tal, ao

final deste captulo, um estudo comparativo aponta as diferenas entre as autoclaves

vertical e horizontal.

3.1 Condies Gerais

A seguir so especificadas as condies gerais para autoclaves:

As autoclaves de funcionamento com gerador de vapor prprio, acoplado ou

no ao corpo principal, devem ter aquecimento eltrico, ou outras fontes de

gerao de vapor, como combustvel lquido, gasoso, ou conforme

especificaes do usurio.

A instrumentao relativa a comandos e controles devem ficar em lugar

visvel e de fcil manuseio.

A autoclave deve ser fornecida acompanhada de instrues impressas para

seu uso, devendo trazer em lugar visvel e indelvel uma placa identificativa

contendo, pelo menos, as seguintes indicaes:

Captulo 3 Normas Tcnicas Para Autoclaves 18

a) nome e endereo do fabricante;

b) ano do fim da construo da autoclave;

c) nmero de ordem, dado pelo fabricante da autoclave;

d) temperatura mxima admissvel do vapor, quando superaquecido.

3.2 Caractersticas de Funcionamento

As caractersticas de operao para autoclaves de acordo com a norma NBR

9804 devem ser:

As autoclaves convencionais devem funcionar sob presso efetiva de vapor

saturado de 110 kPa a 150 kPa na cmara de esterilizao correspondendo

de 121C a 127C de temperatura. As autoclaves rpidas com sistema

mecnico ou remoo de ar, de 200 kPa a 220 kPa correspondendo de 133C

a 135C.

Tempo de exposio pode ser contado automaticamente ou manualmente,

dependendo do material e da temperatura escolhida para esterilizao, aps

a cmara de esterilizao atingir tal valor na parte mais fria.

Na autoclave, a sada de vapor condensado e de ar, da cmara interna, ou

seja a drenagem, deve ser pela parte inferior oposta ao lado que injetado o

vapor.

As autoclaves podem ser construdas com comandos automticos ou

manuais.

3.3 Material e Manufatura

Quanto aos seus aspectos construtivos, as autoclaves devem apresentar as

seguintes caractersticas:

A cmara interna e a cmara externa que a envolve, devem ser soldadas

entre si de tal forma que o bloco compacto resista, no mnimo, ao dobro da

presso mxima de trabalho permitida da autoclave.


O corpo principal da autoclave, ou seja, a cmara interna e externa, deve ser

construda com material resistente presso de vapor saturado, ensaiado a

uma presso hidrosttica igual ao dobro da presso de trabalho, e processos

que dificultem o desgaste atravs da corroso. Comumente so utilizadas

chapas de ao inoxidvel classe 300 (NBR 5601 ou ao 1010/1020, NBR

6006), eventualmente protegidas com material resistente ao processo.

A cmara interna e externa que a envolve, devem ser soldadas entre si de tal

forma que o bloco compacto resista, no mnimo, ao dobro da presso

mxima de trabalho permitida da autoclave.

As paredes da cmara interna da autoclave em ao inoxidvel devem possuir

acabamento polido, utilizando-se para polimento material compatvel ao da

cmara, para que resista melhor a corroso.

A abertura da porta deve ser em dois estgios correspondendo primeiro ao

desaperto, e o segundo sua abertura, evitando assim a possibilidade de

jatos de vapor sobre o operador.

A porta da cmara de esterilizao hermeticamente fechada e resistente,

deve possuir no volante, maanetas ou dispositivos destinados ao manejo

que entram em contato com a mo do operador, material de baixa

condutibilidade trmica, resultando numa isolao que no permita

temperaturas superiores s do ambiente.

A autoclave deve possuir isolao trmica no corpo principal que permita

no ultrapassar, nas paredes externas, temperaturas superiores a 45C,

quando em funcionamento, exceo feita a porta.

As autoclaves devem possuir os seguintes requisitos:

a) manmetro para a cmara externa para registro ou indicao da presso,

com escala mnima do dobro da presso de trabalho;

b) vlvulas de segurana de alvio com o mnimo do dobro da vazo de

entrada, nas cmaras externa e interna;

c) purgadores automticos, termostticos, eliminadores de ar e condensados

ligado ao dreno das cmaras externa e interna para eliminao de ar e condensados;

d) termmetro com escala para temperaturas de, no mnimo, 150C calibrado

para operar na faixa de 100C e 138C de fcil leitura, com graduaes de grau em grau;


e) vlvulas de reteno na linha de sada da cmara de esterilizao para evitar

contaminao provocada pelo retorno do ponto de drenagem;

f) pressostatos ou termoreguladores para controle da presso ou temperatura,

ajustveis, com diferencial mximo de 10 kPa 2C;

g) quando a secagem for com vcuo, deve ter dispositivo para colocao de

filtro esterilizante na admisso do ar;

h) a descarga das canalizaes da linha de drenagem deve estar colocada em

um funil que evite a contaminao provocada pelo retorno do ponto de drenagem.

Gerador de vapor das autoclaves, deve possuir os seguintes requisitos:

a) aquecimento eltrico ou aquecimento por combustvel lquido ou gasoso

(NBR 9804);

b) eliminador de ar e descarga de limpeza;

c) capacidade de gerar vapor para, no mnimo, duas esterilizaes completas

na autoclave sem reposio de gua;

d) quando o aquecimento for eltrico os elementos aquecedores devem ser do

tipo de imerso, apropriados a voltagem especfica e com potncia adequada para atingir a

temperatura no tempo mximo de 45 minutos sem carga. Os elementos aquecedores devem

ser facilmente substituveis.

A autoclave deve ser montada sobre armao de tubos ou cantoneiras de

ao, formando uma estrutura rgida que permita o manuseio da mesma, com

toda a segurana.

As tubulaes da autoclave devem suportar a sada do vapor e da gua.

As autoclaves devem ser revestidas nas partes visveis aps a montagem, e

este revestimento deve permitir o acesso para fins de manuteno.

Chapas de ao para revestimento no precisam ter mais de 1,25 mm de

espessura (NBR 9804).

Podem ser colocadas, no revestimento, aberturas para ventilao das partes

crticas.

Os elementos de manejo e instrumentos de indicao colocados no

revestimento, devem ser identificados de acordo com sua serventia e serem

facilmente acessveis e manejveis. As escalas devem ser montadas de

modo a permitir leitura cmoda.


A porta deve possuir nos dispositivos de manejo que entram em contato com

a mo do operador, material de baixa condutibilidade trmica resultando

numa isolao que no permita temperaturas superiores s do ambiente.

Quando no forem feitas exigncias especiais, quanto ao revestimento das

partes externas de autoclave, deve ser feita pintura de esmalte sinttico.

3.4 Local de Montagem

Em relao ao local de montagem, para assegurar a correta operao e

manuseio, as autoclaves devem:

Para assegurar manejo e manuteno corretos, deve ser observada a

distncia mnima de 100 cm entre equipamentos e paredes em funo da

necessidade de manuteno.

Calor irradiado pela autoclave, despressurizao ou pelo calor de

reevaporao de vapor condensado, devem ser evitados ou dissipados para

no proporcionar aumento sensvel de temperatura no ambiente de trabalho.

No local da instalao da autoclave deve ser previsto um ponto de descarga

de vapor para a atmosfera, resultante da despressurizao da cmara interna

de autoclaves que necessitam desse processo.

Os controles da fonte de risco, como registros de vapor, chaves eltricas,

descargas de vapor, emergncia, etc., devem estar posicionados em local de

fcil acesso, permitindo imediata ao dos operadores da autoclave.

3.5 Condies de Operao

Para a correta operao e segurana no manuseio das autoclaves deve-se

cumprir os seguintes requisitos:

Considerando que o vapor age diretamente sobre o material a ser

esterilizado, o vapor disponvel deve ser saturado seco, isento de ar, leo ou

outras impurezas (como: areia, ferrugem, produtos qumicos, etc.).


A tubulao de vapor deve ser drenada com purgadores no mnimo cada

25 m, e tambm na entrada para a autoclave, alm da sangria e do purgador,

separador de umidade para obteno do vapor saturado em condies

normais de utilizao.

Para refrigerao direta ou indireta da autoclave, abastecimento de gerador

de vapor ou outra finalidade de transferncia de calor, pode ser usada a gua

livre de impurezas e incua. Qualidade de gua potvel suficiente.

Para cada autoclave deve ser instalado um interruptor capaz de ligar e

desligar todas as fases necessrias.

Interruptor deve ser colocado em local de fcil acesso e prximo da

autoclave. Deve ser sinalizado e de fcil operao.

Quanto aos fusveis e condutores, devem estar apropriados potncia do

equipamento.

3.6 Aceitao e Rejeio

As autoclaves devem estar em conformidade com os seguintes critrios de

aceitao e rejeio:

A temperatura em qualquer ponto da cmara de esterilizao no pode ser

inferior a 121C - 110 kPa para autoclaves convencionais e 133C - 200 kPa

para autoclaves rpidas.

Tempo requerido para atingir a temperatura de esterilizao nas autoclaves

eltricas, sem carga, de, no mximo, 45 minutos.

A temperatura em qualquer ponto das paredes externas no deve exceder a

45C, com exceo feita porta.

Quando a autoclave atingir a temperatura mnima de operao, a diferena

de temperatura entre diferentes pontos da cmara de esterilizao no deve

exceder a 2C.

Verificao da secagem do material esterilizado, com tempo e

acondicionamento do material na autoclave.

Devem ser feitos testes bacteriolgicos com cultura de Bacillus subtilis,

prvia e propriamente preparadas e colocadas no ncleo dos materiais a


serem esterilizados, com um ou mais testes por prateleira, para

comprovao de esterilizao, com tempo e temperatura de exposio.

3.7 Comparao entre as Autoclaves Vertical e Horizontal

A Tabela 3.1 apresenta as diferenas entre as autoclaves vertical e horizontal

quanto ao atendimento aos principais requisitos mnimos exigveis para a esterilizao e

secagem de materiais, conforme a norma NBR 9804.

Tabela 3.1 - Requisitos mnimos para esterilizao.

Principais requisitos para autoclaves

conforme a norma NBR 9804

Autoclave

Horizontal

Autoclave

Vertical

Cmara externa com resistncia externa (camisa) X

Purgador automtico X

Vlvulas de reteno de gua e vapor X

Secagem do material aps o ciclo de esterilizao X

Gerao de vapor para no mnimo duas esterilizaes

completas sem reposio de gua

X

Entrada de gua automaticamente na cmara interna X

Filtro na passagem de gua na entrada da cmara

interna

X

Vlvulas interruptoras de fluxo de vapor e gua X

Monovacumetro X X

Termmetro X X

Cmara interna X X

Resistncia eltrica interna X X

Material da cmara interna - ao inoxidvel X X

Conforme a Tabela 3.1, as autoclaves horizontais efetuam a secagem do

material, no colocando em risco o processo de esterilizao.


Neste sentido a cmara externa da autoclave horizontal contem uma resistncia

externa (camisa) tendo por finalidade o pr-aquecimento, a manuteno da temperatura das

paredes da cmara interna e tambm a secagem do material esterilizado. Alm disso, um

purgador automtico conectado ao dreno das cmaras externa e interna da autoclave

permite eliminar ar e condensados existentes na cmara interna e vlvulas de reteno na

linha de sada da cmara de esterilizao evitam a contaminao provocada pelo retorno

* X = contm

do ponto de drenagem efetuada pelo purgador. Aliada a estas caractersticas, a autoclave

horizontal permite a gerao de vapor para, no mnimo, duas esterilizaes completas sem

reposio de gua.

As autoclaves verticais no efetuam a secagem do material esterilizado, sendo

que estes ficam molhados aps o ciclo de esterilizao, necessitando de uma estufa para

efetuar a secagem. Isto implica em transporte do material da autoclave para a estufa, o que

pode colocar em risco o processo de esterilizao pois o ambiente mido favorece a

contaminao por bactrias (NBR ISO 11134).

A implementao do sistema proposto implica na incluso de um sistema

eletro-mecnico uma autoclave vertical de forma a atender os requisitos mnimos no

processo de esterilizao descritos na Tabela 3.1.

CAPTULO 4

4 Testes aplicveis na validao da esterilizao

Este captulo aborda os diferentes tipos de testes aplicveis na verificao da

eficincia do processo de esterilizao.

Recomenda-se que esterilizadores vapor e ar quente devem ser testados com

indicadores biolgicos semanalmente e devem ser usados indicadores qumicos em cada

pacote a ser esterilizado (NBR 9804).

4.1 Indicadores biolgicos

O indicador biolgico consiste de um preparado de um microrganismo

especfico, resistente a um determinado processo de esterilizao. usado para

qualificao de uma operao fsica de um aparelho de esterilizao, no desenvolvimento e

estabelecimento de processo de esterilizao validado para um artigo especfico, e na

esterilizao de equipamento, material e embalagens para processamento assptico.

usado tambm para monitorar um ciclo de esterilizao uma vez estabelecido (Pinto,

2000).

O indicador biolgico apresenta-se em duas formas principais, cada uma das

quais incorpora uma cultura vivel de uma espcie conhecida de microrganismo. Em uma,

os esporos so adicionados a um veculo (disco ou tira de papel de filtro, vidro ou plstico)

e embalado de modo que mantenha a integridade da carga inoculada e que o agente

esterilizante exera seu efeito quando necessrio. Em outra, os esporos de bactrias so

adicionados a unidades representativas do lote a ser esterilizado (produto inoculado), ou a

unidades similares (produto similar inoculado).

O indicador biolgico ou bioindicador pode ser definido como preparao

caracterizada de microrganismos especficos, e portadores de grande resistncia a um

particular processo de esterilizao. Bioindicadores de conhecidos nveis de populao

microbiana so utilizados com o propsito de dar segurana ao processo de esterilizao

executado (Brasil, 2000).

Captulo 4 Testes Aplicveis na Validao da Esterilizao 26

Um produto inoculado no deve afetar adversamente as caractersticas de

performance dos esporos viveis. Se o material a ser esterilizado um lquido, e se for

impraticvel adicionar um indicador biolgico a unidades selecionadas do lote, esporos

viveis podem ser adicionados a um produto similar, mas com a condio de que a

resistncia do produto ao processo de esterilizao seja a mesma do produto original a ser

esterilizado.

Um indicador biolgico usado para monitoramento de um processo de

esterilizao pode ser inadequado, e pode tambm ser insatisfatrio para validao de

ciclos de esterilizao que podem diferir em suas necessidades para aplicaes especficas.

O uso eficiente dos indicadores biolgicos para o monitoramento de um

processo de esterilizao requer profundo conhecimento do produto a ser esterilizado e

suas partes componentes (material e embalagens) e no mnimo uma idia geral dos

provveis tipos e nmero de microrganismos constituintes da carga microbiana do produto

antes da esterilizao. As principais vantagens dos bioindicadores em fitas de papel de filtro so:

baixo custo, pequeno tamanho e facilidade no manuseio.

4.2 Tipos de indicadores biolgicos

O indicador biolgico o parmetro escolhido para certificar-se de que o nvel

de esterilidade estabelecido para o produto alcanado, conferindo a certeza de

esterilidade frente margem de segurana mnima definida de apenas 1 unidade

contaminada em 106 unidades do produto processado (Vessoni, 1994).

4.2.1 Testes de cultura

Os testes de cultura semanais so recomendados pelas normas NBR ISO 11134

e NBR 9804. A principal vantagem seu alto nvel de confiabilidade. Estes testes so

realizados atravs da escolha de microrganismos em funo de sua resistncia s condies

de esterilizao a serem verificadas, pois estas devem ser suficientes para matar os esporos

especficos selecionados.

Os esporos de Bacillus stearothermophilus so os indicadores mais comumente

usados para o teste de esterilizadores vapor. O tempo de morte trmica pode ser obtido


para os diferentes esporos testados e representa o tempo necessrio para matar todos os

esporos na temperatura obtida. Embora tiras de esporos sejam parte integrante do controle

de qualidade, elas tm limitaes prticas que incluem:

Resultados demorados: o resultado dos testes normalmente no

disponvel antes de 24 horas (ou at 7 dias). impraticvel manter em

quarentena todos os materiais neste perodo.

Problemas de amostragem: o nmero e a freqncia requeridos de testes

para assegurar a deteco de falhas no esterilizador no economicamente

vivel pois necessrio uma grande quantidade de testes para se obter

confiabilidade.

Falso positivo: a tcnica de cultura importante para evitar a contaminao

de tiras de esporos esterilizadas, as quais pode causar o crescimento de

organismos estranhos, o que pode resultar em falso positivo.

4.2.2 Indicador Biolgico Sportest

As tiras de esporos Sportest contem Bacillus stearothermophilus para ciclos de

esterilizao vapor e Bacillus subtilis para ciclos de esterilizao de xido de etileno e ar

quente. Seu uso dentro das rotinas de monitorao do ciclo indicado para:

Validar os equipamentos de esterilizao;

Comprovar periodicamente a validade dos ciclos de esterilizao;

Determinar novos tempos de esterilizao sempre que houver mudana no

processo de esterilizao, de contedo, de indicativo de presso e

temperatura, ou substituio de equipamento de monitorao fsica dos

esterilizadores.

4.2.3 Indicador Biolgico Auto-Contido ATI-Test

Os indicadores biolgicos auto-contidos ATI-Test, alm da tira de esporos,

incluem o material prprio para incubao e indicao colorida para leitura negativa ou

positiva. Para ciclos de esterilizao vapor este indicador contm Bacillus


stearothermophilus e para a esterilizao de xido etileno Bacilus subtilis. As suas

principais vantagens so:

A leitura preliminar em 12 horas e incubao completa em 48 horas;

A sua forma construtiva impede a recontaminao, pois evita o crescimento

do micro organismo estranho, conseqentemente eliminando a possibilidade

de leitura falso-positiva.

4.3 Indicadores qumicos

Estes tipos de indicadores so um sistema qumico aplicado um substrato,

sendo normalmente tiras de papel, cuja colorao ou estado fsico mudam quando

submetidos s condies de esterilizao vapor. Sua funo indicar que as condies

corretas de esterilizao foram atingidas durante o ciclo de esterilizao.

4.3.1 Indicadores de esterilizao

Os indicadores de esterilizao (Figura 4.1) so sensveis cada um dos trs

parmetros necessrios para a esterilizao vapor (tempo, temperatura e presena de

vapor). A Figura 4.1 mostra a ocorrncia da esterilizao atravs da mudana de cor do

indicador.

Figura 4.1 - Indicadores de esterilizao.


4.3.2 Indicadores de processo

Os indicadores de processo (Figura 4.2) so sensveis somente um ou dois

destes trs parmetros, sendo usado para evidenciar a passagem do material pelo

esterilizador, porm no assegurando que este foi exposto a todos os trs parmetros

necessrios para a esterilizao. A Figura 4.2 mostra a ocorrncia da esterilizao atravs

da mudana de cor do indicador.

Figura 4.2 - Indicador de processo.

4.3.3 Fita Adesiva Tecil

As fitas auto-aderentes Tecil, simplificam e auxiliam o fechamento de todos os

tipos de pacotes que sero colocados no esterilizador. Possuem tratamento qumico com

uma tinta que muda de cor ao ser submetida ao dos agentes esterilizantes.

4.3.4 Folhas de Teste Bowie & Dick Diatest-Tecil

O teste Bowie & Dick foi desenvolvido para verificar a eficincia na remoo

do ar em esterilizao com alto-vcuo. Este requer um pacote contendo uma folha

indicadora (Figura 4.3a), a ser colocada sobre o dreno com a cmara vazia. Processa-se

ento um ciclo 132 C por 3 a 4 minutos. Caso o esterilizador no esteja funcionando

adequadamente e a remoo do ar no seja efetiva, obtm-se a indicao na folha de teste,

observada por uma mudana incompleta de cor (Figura 4.3b), evidenciando a falha no

equipamento. Caso a autoclave esteja funcionando corretamente, a mudana de cor das

folhas Diatest ser uniforme (Figura 4.3c). Este teste dever ser feito no primeiro ciclo de

esterilizao do dia.


(a) (b) (c)

Figura 4.3 - Folhas de Teste Bowie & Dick Diatest-Tecil.

4.4 Modelo semilogartmico para curvas de sobreviventes

O produto se mantm conservado se no houver a manifestao dos

microrganismos presentes; isto significa dizer que, aps a exposio ao calor mido,

poder haver microrganismos dormentes ou em estado latente de sobrevivncia, que no se

multiplicaro durante a vida til de prateleira, porque o produto no oferece condies

favorveis de germinao e reproduo (Trabulsi et al., 2004).

Os procedimentos de esterilizao, de pasteurizao e de higienizao utilizam

o calor mido no controle da carga microbiana presente no produto.

O nmero final de microrganismos sobreviventes expostos ao calor mido

representa o efeito do processo. A destruio trmica de uma populao homognea de

microrganismos considerada logartmica. O fenmeno de destruio trmica pode ser

representado pelo modelo de curva linearizada, semi-logartmica de sobreviventes. A

representao grfica do logaritmo decimal de sobreviventes, em relao ao tempo de

exposio temperatura constante resulta em curva linearizada decrescente (Figura 4.4).


Figura 4.4 - Curva de sobrevivente.

A variao do nmero de sobreviventes, com o tempo de exposio, funo

do nmero de microrganismos inicialmente presentes, e representada pela Equao 5.1:

303.2t.kLogLog NN 0f = 5.1

Onde:

NfLog = logaritmo decimal da populao sobrevivente aps um tempo (t) de

exposio;


N0Log = logaritmo decimal da populao no tempo inicial (t=0);

k = constante de velocidade especfica de destruio por unidade de tempo (t).

Para um mesmo microrganismo todos os parmetros de tratamento devem ser

mantidos constantes durante o tempo de exposio estabelecido; pois a resistncia trmica

funo da concentrao de vapor mido presente.

O valor D ou Tempo de Reduo Decimal o intervalo de tempo temperatura

constante de tratamento para uma reduo de 90% da populao microbiana, inicialmente

presente no produto. O valor D o inverso negativo do coeficiente angular da equao da

reta calculada utilizando-se do mtodo da regresso linear, atravs dos mnimos quadrados,

aplicado regio linear da curva de sobrevivncia. O valor D relaciona-se constante

especfica de reao atravs da Equao 5.2:

k303.2D = 5.2

Substituindo o valor D na Equao 5.1, resulta na Equao 5.3, sendo:

DtLogLog NN 0f =

5.3

A Equao 5.3 representa o nmero total de bactrias sobreviventes em funo

do tempo de exposio ao ciclo de esterilizao.

O bioindicador adequado deve apresentar uma populao de esporos e uma

termoresistncia ao processo de esterilizao superiores quelas dos microrganismos

originalmente presentes no produto a ser esterilizado.

4.4.1 Crescimento microbiano

s condies favorveis de crescimento, os microrganismos presentes nos

produtos, iniciam sua multiplicao. Se forem realizadas contagens microbianas

peridicas, estas podem ser representadas graficamente colocando o logaritmo decimal do

nmero de microrganismos viveis por mililitro de diluio do produto em questo no eixo

das ordenadas e a unidade de tempo de crescimento no eixo das abcissas. Obtm-se assim a


curva de crescimento, que caracterizada por quatro fases distintas, denominadas de fase

de latncia, exponencial ou logartmica, estacionria e de declnio ou morte (Vessoni et al.,

1997).

A fase de latncia caracteriza o tempo necessrio ao ajuste dos microrganismos

ao novo ambiente fsico-qumico. O prolongamento mximo dessa fase aumenta a vida til

de prateleira do produto.

Durante a fase logartmica ou exponencial, as clulas se dividem em ritmo

constante, e o incremento do nmero de clulas diretamente proporcional ao tempo de

gerao.

Durante a fase de morte ou inibio do crescimento o nmero de clulas

viveis decresce em ritmo constante, e logaritmicamente, frente s condies desfavorveis

do meio ambiente, embora o processo de esporulao continue.

4.5 Tcnicas microbiolgicas

A base do trabalho microbiolgico principalmente o isolamento,

quantificao e estocagem de microrganismos. No existe um nico processo que possa ser

recomendado em todas as situaes. A escolha da tcnica mais adequada para cada caso s

pode ser feita aps considerao cuidadosa de todos os fatores positivos e negativos que

envolvem o processo em questo. Na seqncia, sero apresentadas as tcnicas utilizadas

neste trabalho.

4.5.1 Isolamento

Geralmente, a obteno de uma espcie particular de microrganismo exige seu

prvio isolamento laboratorial a partir de uma cultura mista, de modo a formar uma cultura

pura. A cultura pura formada por uma populao derivada de uma nica clula original, e

apresenta colnias aparentemente semelhantes e clulas com a mesma aparncia e mesma

colorao de Gram quando observadas ao microscpio. Algumas culturas puras exibem

colnias lisas e rugosas na mesma superfcie de crescimento em meio slido; cistos e

esporos podem ocorrer junto com outras formas em culturas de vrios organismos e

algumas podem apresentar variaes na colorao de Gram.


No sempre que a obteno de uma colnia isolada assegura a pureza da

cultura, pois as colnias podem se desenvolver a partir de agregados celulares, tanto

quanto a partir de uma nica clula (Veronesi et al., 2002).

Entre as vrias tcnicas de isolamento, uma das mais utilizadas a semeadura

em superfcie.

4.5.2 Semeadura em superfcie

Primeiramente preparam-se placas de Petri com Agar nutritivo apropriado ao

microrganismo a ser isolado. O meio de cultura esterilizado, resfriado at temperatura de

aproximadamente 50 C e acrescido dos ingredientes termolbeis necessrios, distribudo

em placas de Petri esterilizadas (Trabulsi et al., 2004).

A secagem das placas deve ser feita temperatura ambiente durante 24 horas.

Recomenda-se executar todo o procedimento em cmara de fluxo laminar. O

armazenamento das placas deve ser feito a 4C, porm no momento do uso estas devem

estar temperatura ambiente. Com uma ala de nquel cromo, coloca-se uma poro

reduzida da amostra bacteriana na superfcie do agar e arrasta-se a ala por toda a extenso

do agar, cuidadosamente, para no imergi-la dentro do meio, distribuindo desta forma a

amostra.

Este procedimento separa as clulas umas das outras e, aps incubao, em

algumas reas da placa haver a formao de colnias isoladas, cada uma delas

provavelmente descendente de uma nica clula, e sendo portanto uma cultura pura. A ala

deve ser flambada corretamente e esfriada antes do uso, encostando-a no interior da placa

de Petri. O crescimento de cada cultura deve ser examinado, microscpica e culturalmente,

a fim de confirmar sua pureza.

4.5.3 Contagem direta por microscopia

uma tcnica rpida e barata e utiliza equipamento facilmente disponvel em

laboratrios microbiolgicos. As suspenses muito concentradas devem ser diludas em

gua destilada, de forma que se observem as clulas isoladamente. A principal

desvantagem destes mtodos que no permitem a contagem de clulas viveis, apenas do

total de clulas presentes na amostra.

CAPTULO 5

5 Desenvolvimento

O presente captulo descreve um sistema eletro-mecnico desenvolvido para

executar seqencialmente todos os ciclos do processo de esterilizao vapor de uma

autoclave vertical. O sistema implementado dispensa a interveno de um operador para

controlar todas as etapas do processo, eliminando tambm a necessidade de uma estufa

para a secagem dos materiais esterilizados. Para tal, necessrio descrever os princpios de

operao de autoclaves verticais, permitindo assim o entendimento das adequaes que se

fazem necessrias implementao do novo sistema. Este captulo tambm abordar os

testes biolgicos realizados nas autoclaves verticais e no sistema proposto, de forma a

verificar a eficincia no processo de esterilizao.

5.1 Operao de autoclaves verticais

Esta seo apresenta uma descrio das peas que compem as autoclaves

verticais, sendo:

Painel: possui lmpada liga/desliga e chave seletora de calor para os nveis

mnimo, mdio e mximo.

Manpulos: permite a abertura e o fechamento com segurana da tampa da

cmara.

Tampa: permite o fechamento da cmara de esterilizao.

Gabinete: compartimento que aloja todas as peas do equipamento.

A Figura 5.1 mostra o gabinete de uma autoclave, onde possvel visualizar

painel, a tampa e os manpulos.

Captulo 5 Desenvolvimento ............................................................................................36

Figura 5.1 - Autoclave vertical

Cmara: compartimento cuja seco transversal, de formato cilndrico ou

retangular, destina-se a receber o material a ser esterilizado (Figura 5.2).

a

CmarFigura 5.2 - Cmara da autoclave vertical


Cesto: conter o material a ser esterilizado, sendo feito em ao inox,

conforme Figura 5.3.

Cesto

Figura 5.3 - Cesto da autoclave vertical

Vlvula de segurana: apresenta sistema de peso e contra-peso para

regulagem da presso da cmara interna.

Manmetro: apresenta duas escalas, sendo uma para temperatura (100C a

143C) e outra para presso (0 a 3 kgf/cm).

A Figura 5.4 mostra a vlvula de segurana e o manmetro da autoclave

vertical.


a

o Manmetr

Figura 5.4 - Manmetro e vlvula de segurana da autoclave vertical.

Resistncias: permitem o aquecimento da gua dentro da cmara (Figura

5.5).

ResistnciaFigura 5.5 - Resistncias da aVlvula de Seguranutoclave vertical.


Registro de escoamento: permite a drenagem da gua aps o trmino do

ciclo de esterilizao (Figura 5.6).

Registro

Figura 5.6 - Registro de escoamento.

A Figura 5.7 apresenta as etapas para o processo de esterilizao atravs de

autoclaves verticais.

Pr-aquecimento

Secagem em estufa

Retirada de gua e vapor

Ciclo esterilizao

Figura 5.7 - Ciclo de esterilizao de autoclaves verticais.


Para dar incio a etapa do pr-aquecimento necessrio que o operador

posicione a chave de seleo de temperatura na posio mxima, implicando no

aquecimento da gua dentro cmara devido a atuao de uma resistncia (Figura 5.8). O

controle da temperatura e presso na cmara feito manualmente pelo operador, em

funo dos nveis indicados por um manmetro. Quando a temperatura e presso atingirem

os nveis necessrios esterilizao, o operador deve posicionar a chave de seleo de

temperatura para o nvel mnimo fazendo com que duas resistncias fiquem ligadas em

srie no circuito (Figura 5.8), de forma a manter as condies de temperatura e presso

durante o tempo necessrio ao ciclo de esterilizao. A durao do ciclo de esterilizao

estipulada e controlada pelo operador dependendo do tipo de material a ser esterilizado. Ao

trmino deste ciclo o operador deve desligar o equipamento, abrir a vlvula de segurana

para a sada do vapor e abrir o registro para o escoamento da gua presente no interior da

cmara. Em seguida o material deve ser retirado da autoclave e encaminhado para a estufa,

devendo a temperatura e o tempo de secagem serem estipulados pelo operador dependendo

do tipo de material.

Figura 5.8 - Operao da autoclave vertical.


5.2 Sistema proposto

A implementao do sistema proposto implica na incluso de um sistema

eletro-mecnico uma autoclave vertical de forma a atender os requisitos mnimos no

processo de esterilizao. A Figura 5.9 representa as etapas de execuo para o processo de

esterilizao, usando o novo sistema adaptado.

Pr-aquecimento

Terceiro ciclo Secagem

Segundo ciclo Expurgo

Primeiro ciclo Esterilizao

Figura 5.9 - Fluxo de execuo do processo de esterilizao do sistema proposto.

A adaptao do novo sistema autoclave vertical deve permitir:

Ligar o equipamento e controlar automaticamente o aquecimento da cmara

at atingir a temperatura de incio do ciclo de esterilizao.

Manter automaticamente a temperatura e presso na cmara durante o ciclo

de esterilizao.

Desligar automaticamente a resistncia interna e iniciar o ciclo de expurgo

do vapor e da gua contido na cmara.

Ligar automaticamente a resistncia externa, terminado o ciclo de expurgo,

permitindo o incio do ciclo de secagem dos materiais esterilizados e do

prprio equipamento.

Desligar a resistncia externa e todo o equipamento, fechando o ciclo

completo de esterilizao.


5.3 Diagrama eltrico

A Figura 5.10 mostra o diagrama de blocos do hardware do sistema eletro-

mecnico desenvolvido bem como os componentes utilizados.

Figura 5.9 - Interligao dos componentes do sistema desenvolvido


Para melhor compreenso do sistema desenvolvido, a Figura 5.10 apresenta os

mdulos que compem o hardware, sendo estes: acionamento e proteo, temporizao e

controle, pr-aquecimento e esterilizao,expurgo e secagem.

Figura 5.10 - Mdulos do sistema desenvolvido

5.3.1 Acionamento e proteo

composto por uma chave que permite ligar e desligar o equipamento tenso

de alimentao de 220 V AC.A proteo contra a sobrecorrente feita por fusveis. O

Fusvel 2 (de 20 A), atua na proteo das resistncias externa e interna interrompendo o

circuito que leva alimentao s resistncias atravs dos Contatores 2 e 3. O Fusvel 3 (de

10 A), atua exclusivamente na proteo do circuito da resistncia externa e lmpada piloto

L2 e o Fusvel 4 (de 10 A) protege o circuito da resistncia interna e lmpada piloto L3. A

proteo do Timer e Contatores 1,2 e 3 implementada atravs do Fusvel 1, sendo este de

2 A.

O Pressostato 1 atua no desligamento do equipamento caso o nvel de presso

no interior da cmara ultrapasse o dobro da presso de operao do ciclo de esterilizao.

A Figura 5.11 apresenta a montagem deste pressostato na autoclave vertical.


Pressostato

Figura 5.11 - Montagem do pressostato de segurana.

5.3.2 Temporizao e controle

O Timer controla o ciclo de operao do sistema (Figura 5.12). Em repouso, o

contato das chaves CH2 e CH3 estaro fechados e os demais abertos. Aps o equipamento

ser ligado, a chave CH3 alimenta o Pressostato 2, acionando o Contator 3 de forma a

alimentar a resistncia interna. Quando atingir a temperatura e presso desejadas no pr-

aquecimento, o Pressostato 2 comanda o Contator 1, que fica auto-alimentado energizando

o Timer e dando incio temporizao do ciclo de estererilizao. Durante este ciclo, o

Pressostato 2 comanda o Contator 3 para ligar e desligar a resistncia interna cmara de

esterilizao de forma a manter a temperatura e presso necessrias. Aps o trmino do

ciclo de esterilizao, o Timer abre os contatos da chave CH3 (desligando a resistncia

interna) e fecha os contatos da chave CH4 ligando a vlvula de expurgo. Terminado o ciclo


de expurgo, o Timer abre os contatos da chave CH4 (desligando a vlvula) e inicia o ciclo

de secagem fechando os contatos da chave CH5, acionando o Contator 2 de forma a

alimentar a resistncia externa cmara de esterilizao. Ao fim do ciclo de secagem, o

Timer volta ao estado de repouso, mantendo os contatos das chaves CH2 e CH3 fechados,

e os demais abertos.

Figura 5.12 - Timer.

5.3.3 Pr-aquecimento e esterilizao

Durante a fase de pr-aquecimento e esterilizao o Contator 3 alimenta a

resistncia interna (Figura 5.5), sendo control

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