Introducción

La utilización de mascarillas de un solo uso para la administración de medicamentos nebulizados, para oxigenoterapia y para aplicar la ventilación mecánica no invasiva (VMNI) resulta en un elevado consumo de recursos materiales y económicos para los servicios de terapia respiratoria de los hospitales públicos del país. Aplicar técnicas de desinfección efectivas que permitan reutilizar estos insumos podría ser una estrategia para optimizar en este rubro. Este tipo de equipos, al ser semicríticos, deben someterse a protocolos estandarizados de desinfección de alto nivel que aseguren su efectividad y garanticen la integridad del material.¹-³

Actualmente, en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosío Villegas (INER), Ciudad de México, se aplica un protocolo de desinfección para equipos semicríticos reusables que consiste en un ciclo de lavado enzimático y un ciclo de inmersión en ortoftalaldehído (OPA) durante 40 minutos, seguido de enjuague con agua estéril y secado.⁴,⁵ Sin embargo, el uso de OPA tiene desventajas como manchar la piel, la ropa y las superficies.⁶,⁷ Además, se han reportado casos de afectaciones en la salud del personal técnico y de anafilaxis en pacientes tratados con materiales desinfectados con esta sustancia.⁸,⁹

En contraste, las soluciones electrolizadas de superoxidación de pH neutro (SES) son desinfectantes de alto nivel atóxicos, no corrosivos y amigables con el medio ambiente.¹⁰-¹³ Se producen a través de la electrólisis controlada de una solución acuosa de cloruro de sodio que genera especies activas de oxígeno y cloro, como peróxido de hidrógeno y ácido hipocloroso.¹⁴ Éstos actúan depredando electrones y rompiendo enlaces químicos de las envolturas externas en los microorganismos.¹⁵ En consecuencia, genera desnaturalización de proteínas en virus y lisis osmótica en organismos unicelulares.¹⁶ La efectividad de la SES neutra se ha documentado en hongos, esporas, virus y bacterias; incluso en cepas multirresistentes y en biofilms.¹⁷-¹⁹ Debido a estas propiedades, se utilizan en la desinfección de ambientes hospitalarios como unidades de cuidados intensivos, en entornos sanitarios y en salas con equipos especializados, como las salas de radiología y tomografía.¹⁰-¹³

En el presente trabajo se evaluó la efectividad de una SES con pH neutro al 0.004% de especies activas de cloro y oxígeno para eliminar la carga bacteriana de mascarillas de un solo uso de VMNI utilizadas por pacientes con enfermedades no infectocontagiosas de distintos tipos de neumonías, en paralelo con un protocolo control de desinfección para equipos semicríticos de aplicación rutinaria en el INER que utiliza OPA. También se analizaron los efectos de tres ciclos de desinfección con SES sobre el material de las mascarillas mediante microscopia electrónica de barrido (MEB).

Material y métodos

Recolección de mascarillas de ventilación mecánica no invasiva (VMNI). Estudio de tipo experimental. El método de muestreo empleado para la recolección de las mascarillas para VMNI (AcuCare^TM F1-0 NV LGE, ResMed) fue por conveniencia. Pertenecieron a casos consecutivos que cumplieron los criterios de selección. Se incluyeron las provenientes de pacientes internados en el área clínica del Servicio de Terapia Respiratoria del INER con enfermedades no infectocontagiosas. Específicamente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), síndrome de obesidad-hipoventilación, crisis asmática, derrame pleural, tumoración pulmonar, insuficiencia respiratoria tipo II, cáncer pulmonar, trombosis venosa, enfermedad multinodular pulmonar e hipertensión pulmonar. También se incluyeron mascarillas utilizadas por pacientes con casos de neumonía, neumonía nosocomial y empiema multiloculado. Se descartó incluir mascarillas utilizadas por pacientes con diagnósticos de tuberculosis, virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), hepatitis B y C.

Por semana se recolectaron de cinco a seis mascarillas bajo los lineamientos del Manual para la Limpieza y Desinfección del Equipo Reusable del Servicio de Terapia Respiratoria.⁴ A cada una se le asignó un número de identificación y de manera aleatoria se fueron asignando a dos grupos identificados como: grupo experimental SES y grupo control OPA. Al final del estudio 22 integraron el grupo SES y 27 el de OPA. Asimismo, cada semana de una a dos mascarillas, de las asignadas a cada grupo, se seleccionaron aleatoriamente para la tipificación de la contaminación bacteriológica hasta tener un total de cinco por tipo de desinfectante.

Determinación de la carga bacteriológica. Se le realizó un control microbiológico de la parte interna de las mascarillas mediante hisopado (hisopos de plástico con cabeza de rayón estériles, 3M™ RediSwab). Los hisopos se colocaron dentro de tubos con 10 mL de caldo Letheen (3M™ RediSwab Caldo Letheen RS96010LET). Se sembraron por duplicado 100 µL del caldo y una dilución 1:10 en placas de agar de soja tripticaseína (TSA) y se incubaron por 48 horas a 37 ^oC. La carga bacteriana se determinó contando las unidades formadoras de colonias (UFC) y ajustando respecto al volumen total del caldo Letheen. La identificación de los microorganismos se llevó a cabo con pruebas bioquímicas y el método automatizado VITEK^® 2, con base en los protocolos establecidos en el Laboratorio de Microbiología Clínica del instituto.

Proceso de desinfección de mascarillas de ventilación mecánica no invasiva. Las mascarillas del grupo experimental SES se desinfectaron siguiendo los pasos: 1) inmersión del dispositivo por tres minutos en una dilución de 4 mL/L de agua del detergente enzimático (Endozime^® AW Plus); 2) enjuague con agua corriente; 3) inmersión por cinco minutos en SES al 0.004% de especies activas de cloro y oxígeno y potencial REDOX 750-950 mV (Estericide^® QX, No. Reg. Sanitario: 0363C2006 SSA); 4) secado; y 5) limpieza con gasa estéril.

Las del grupo control OPA se sometieron al proceso rutinario de lavado y desinfección de material semicrítico de la institución consistente en: 1) inmersión por tres minutos en la dilución del detergente enzimático (Endozime^® AW Plus); 2) enjuague con agua corriente; 3) inmersión por 40 minutos en una solución de OPA al 0.55% (CIDEX^® OPA); 4) enjuague exhaustivo con agua estéril; 5) secado; y 6) limpieza con gasa estéril.

Al término de los protocolos se realizó un control microbiológico de la forma antes descrita. Ambas soluciones desinfectantes se utilizaron siguiendo las indicaciones de los fabricantes, y se cambiaron al detectarse la aparición de partículas suspendidas. La actividad adecuada de OPA se verificó utilizando las tiras reactivas indicadas por el proveedor, mientras que el reúso de la SES se llevó a cabo de acuerdo con las indicaciones del fabricante. El personal técnico encargado de realizar los procesos de desinfección fue informado sobre las características de la SES y su inocuidad. Sin embargo, se les pidió que aplicaran las mismas medidas de bioseguridad que con el uso de OPA: uso de guantes, mascarilla y bata. También se les requirió reportar cualquier incomodidad durante el proceso. El personal no fue cegado ante los tratamientos que debía recibir cada mascarilla. Este trabajo se realizó de noviembre de 2017 a agosto de 2018. Las mascarillas desinfectadas en este protocolo no fueron reutilizadas en pacientes.

Análisis de daños estructurales en el material de las mascarillas ventilación mecánica no invasiva por microscopia electrónica de barrido. Se utilizaron seis mascarillas nuevas de VMNI de un solo uso para BiPAP (AcuCare^TM F1-0 NV LGE, ResMed). Aleatoriamente se asignaron al grupo experimental SES (n = 3) o al grupo control OPA (n = 3). Todas las mascarillas se sometieron a tres ciclos seguidos de desinfección, de la manera ya descrita antes. Se tomaron fotografías de las mascarillas en las mismas condiciones de luz y perspectiva. El análisis de cambios estructurales en el material se realizó con un microscopio electrónico de barrido (SEM) JEOL JCM-600Plus. Las muestras fueron recubiertas con grafito y oro. Las imágenes se adquirieron utilizando un detector SED de alto vacío con un tamaño de punto de 4.5, una distancia de trabajo de 8.1 y a 15 kV. Las micrografías se obtuvieron en aumentos de 5,000× y 10,000×. Los estudios fueron realizados en el Departamento de Ingeniería Metalúrgica de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México de la Ciudad de México.

Resultados

El protocolo de desinfección con SES fue efectivo para descontaminar mascarillas VMNI utilizadas por pacientes. La inmersión de las mascarillas de VMNI en SES por cinco minutos eliminó 100% de la carga bacteriana, independientemente de la cantidad inicial, tanto en las mascarillas utilizadas en pacientes con enfermedades no infectocontagiosas, como en las mascarillas usadas en pacientes con neumonía de distinta etiología (Tabla 1). El mismo resultado se obtuvo al usar el OPA utilizado como un control de desinfección. Fue evidente que los dos procesos de desinfección eliminan por completo la contaminación bacteriana; por tanto, no se aplicó ningún análisis estadístico pues no hay diferencias entre ellos que puedan ser comparadas. Es decir, SES tuvo los mismos resultados que el OPA utilizado como control.

En cuanto a la tipificación bacteriana, en las cinco mascarillas que se eligieron aleatoriamente del grupo SES, previo a la desinfección, se encontró que dos estaban colonizadas por Enterococcus faecalis, una por Enterobacter cloacae, otra por Enterobacter aerogenes y una última por Staphylococcus aureus y Corynebacterium striatum (Tabla 2). La inmersión en SES por cinco minutos eliminó por completo a estas bacterias típicamente nosocomiales oportunistas de las mascarillas. En el caso del grupo OPA, de las cinco mascarillas elegidas al azar dos estaban contaminadas con Staphylococcus aureus, una con Enterobacter cloacae, otra con Enterococcus faecalis y una más con Pseudomonas aeruginosa (Tabla 2). De igual forma, la inmersión por 45 minutos en OPA eliminó a estos microorganismos de las mascarillas.

Con respecto a los tiempos de duración de cada proceso de desinfección, el uso de SES requirió en promedio de 20 minutos por mascarilla. Se necesitaron 15 minutos de manejo que comprendió las etapas de lavado con detergente enzimático, para eliminar la materia orgánica, enjuague con agua corriente, el secado después de la inmersión en SES y la limpieza con una gasa estéril. En contraste, la desinfección con OPA requiere, además de los 40 minutos de inmersión, 20 minutos en el manejo pre y posterior. En particular, es necesario un lavado exhaustivo con agua estéril para eliminar los restos de OPA. Es entonces que el uso de la SES como desinfectante ahorra alrededor de 40 minutos por mascarilla. Finalmente, el personal técnico no reportó ninguna incomodidad física asociada a la manipulación de la SES.

El protocolo de desinfección con SES no indujo daños estructurales en el material de las mascarillas VMNI. A nivel macroscópico, las fotografías de las mascarillas al término de los protocolos de desinfección, adquiridas en las mismas condiciones de luz, mostraron que las inmersas con SES tenían una apariencia translúcida después de tres ciclos de desinfección (Figura 1). En contraste, las inmersas por tres veces en el OPA presentaban un opacamiento amarillamiento (Figura 1).

Figura 1: Análisis del material de las mascarillas para ventilación mecánica no invasiva (VMNI) sometidas a tres ciclos de desinfección con solución electrolizada de superoxidación (SES). Después de tres ciclos seguidos de desinfección con la SES u ortoftalaldehído (OPA) las mascarillas se procesaron para ser examinadas por microscopia electrónica de barrido. A) Se muestra fotografía de la apariencia física de las mascarillas tratadas con SES. B) Se muestra la microfotografía de microscopia electrónica de barrido con un aumento de 5,000×. No se aprecian fracturas o algún daño en el material. C) Se muestra un aumento de 10,000×. Tampoco se aprecian fracturas o algún daño en el material. D) Corresponde a la apariencia física de una mascarilla sometidas a tres ciclos de desinfección con ortoftalaldehído. Se aprecia un amarillamiento de la mascarilla. E y F) Micrografías de microscopia electrónica de barrido a un aumento de 5,000× y 10,000×, respectivamente. En ningún aumento se observaron fracturas o algún otro tipo de cambio en la topología del material. 

Sin embargo, el análisis de la topografía de la superficie de las mascarillas mediante microscopia electrónica de barrido (MEB) reveló un aspecto similar entre las muestras inmersas en SES u OPA. No se apreció daño estructural aparente que pueda sugerir agresividad de los desinfectantes con el material de las mascarillas (Figura 1). Cabe mencionar que con la MEB se detectó la presencia de partículas metálicas depositadas sobre la superficie de las mascarillas nuevas, es decir, antes de ser sometidas a los procedimientos de desinfección (dato no mostrado). Esto podría ser atribuido a los procesos de fabricación o empaque de dichos dispositivos médicos. Debemos señalar que tras la realización de los protocolos de desinfección la carga de estas partículas disminuyó.

Discusión

En este trabajo se determinó que una SES al 0.004% de especies activas de cloro y oxígeno puede eliminar la carga bacteriana de mascarillas para VMNI usadas por pacientes con enfermedades no infectocontagiosas y distintos tipos de neumonías. Mostró ser efectiva contra las bacterias Enterococcus faecalis, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Staphylococcus aureus y Corynebacterium striatum. Las cuales son de particular importancia médica, ya que son oportunistas nosocomiales multirresistentes, con capacidad de formar biopelículas (biofilms) en los dispositivos médicos.²⁰ Después de la inmersión por cinco minutos en la solución electrolizada, se erradicó completamente la biocarga sin dependencia de la densidad al inicio del proceso de desinfección. Esto concuerda con una serie de informes en los que se demuestra que la SES tiene acción bactericida contra cepas multirresistentes y biopelículas.¹⁷-¹⁹,²¹,²² Esta actividad antimicrobial se debe, a grandes rasgos, a las especies activas de cloro y oxígeno, las cuales por mecanismos oxidantes generan lisis osmótica, desnaturalización de proteínas y lípidos y daño al material genético.¹⁵,¹⁶ Cabe destacar que a la fecha y en nuestro conocimiento, no hay evidencia que indiquen resistencia de algún patógeno a la acción germicida de la SES. Por tal razón se utilizan como desinfectantes de alto nivel y esterilizantes en frío. Asimismo, se ha mostrado que la SES neutra es un desinfectante no corrosivo, por lo que se aplica en la desinfección de equipos especializados como los que se encuentran en las salas de tomografía computarizada y resonancia magnética nuclear.¹³ Acorde con estas evidencias, la SES no indujo cambios en las mascarillas apreciables a nivel macroscópico. En concordancia, el análisis de sus superficies por MEB mostró que la inmersión en SES por tres ciclos consecutivos, no induce daños estructurales en el material. Al respecto, un estudio reciente estableció que la inmersión de impresiones de polivinil siloxane para prótesis dentales por 10 minutos en SES no altera la reproducción de los detalles de la superficie ni su textura,²³ lo que coincide con los resultados de este trabajo.

Para establecer si la desinfección de las mascarillas con SES era eficiente, en este trabajo se utilizó como un control desinfección al OPA. Este es un desinfectante usado rutinariamente en la descontaminación de material semicrítico, es decir, su efectividad está validada por organizaciones de salud en el mundo.¹ Los resultados mostraron claramente que la SES elimina la totalidad de la carga bacteriana al igual que la inmersión en OPA. También se determinó que ambos tienen actividad contra las mismas bacterias colonizadoras de las mascarillas: Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae y Enterococcus faecalis. La diferencia entre ellos radicó, en el alcance de este trabajo, en los tiempos de duración de los procesos de desinfección. Mientras la desinfección con SES requirió 20 minutos, la descontaminación con OPA 60 minutos. Otra diferencia detectada fue un opacamiento amarillamiento de las mascarillas que fue evidente a nivel macroscópico, en aquellas sometidas a tres ciclos de inmersión con OPA. No obstante, estos cambios macroscópicos inducidos por OPA, se necesitan más valoraciones para determinar si afecta su funcionalidad.

Es importante señalar que, en cuanto a la reutilización de materiales médicos, existen dos aspectos que son cruciales. Uno, establecer que no se forman biopelículas en ellos; y dos, determinar que no quedan residuos del desinfectante que puedan comprometer la salud del paciente. En relación con ello, existen reportes que asocian la presencia de trazas de OPA en endoscopios con reacciones anafilácticas y efectos citotóxicos.⁸,²⁴ El uso de esta sustancia requiere, por tanto, un enjuague exhaustivo del material expuesto a él. Sin embargo, el enjuague deficiente o poco cuidadoso es un factor de riesgo para el desarrollo de biopelículas.²⁵ Asimismo, se ha reportado tolerancia de cepas grampositivas y de biofilm a OPA.²⁶,²⁷ Sobre estos puntos, el uso de SES tiene las ventajas de no requerir enjuague y ser una sustancia atóxica.²⁸ Aunque, para el uso que se le propone en este trabajo deben realizarse estudios puntuales de inocuidad.

Las SES han probado ser inocuas en modelos animales, en células humanas y en entornos hospitalarios.¹³,²⁸ De hecho, una de sus aplicaciones más importantes es en la desinfección de heridas.²⁹ Con relación en este aspecto, en este trabajo el personal técnico no reportó incomodidades al manipular la SES. Debe señalarse; sin embargo, que se utilizaron medidas de bioseguridad y que no se realizó una medida objetiva de este punto, por ejemplo, un cuestionario, por lo que ésta es una observación anecdótica.

En resumen, los resultados sugieren que es factible el uso de una SES para descontaminar este tipo de mascarillas, ya que en tiempos cortos fue eficaz en la eliminación de la carga bacteriana, sin depender de la cantidad de biomasa. Además, no indujo daños estructurales en el material de las mascarillas cuando se sometieron a tres procesos seguidos de inmersión. Lo anterior podría indicar que se extendería su vida útil hasta por tres ciclos de desinfección.

Si bien, los resultados obtenidos sugieren que la SES puede ser usada como un desinfectante de este tipo de mascarillas, reconocemos las limitaciones del presente trabajo. En primera instancia el tamaño de la muestra, el cual debe ser ampliado para ser representativo estadísticamente. De igual manera, la tipificación de la carga bacteriana debe llevarse a cabo en todas las mascarillas para establecer claramente contra qué especies es efectiva la acción biocida de la SES o si existe alguna bacteria resistente. Asimismo, el estudio debe ser ampliado a otros agentes patógenos como hongos y virus, antes de poder ser validado para su uso en pacientes. En este sentido, si se planea reutilizar las mascarillas también es necesario precisar que no haya crecimientos de biopelículas en ellas. Además, la valoración de la calidad del material debe ser realizada en mascarillas provenientes de pacientes y después sometidas a desinfección. De igual manera, es imperante incluir análisis físicos que establezcan la correcta funcionalidad de este insumo después de la desinfección, considerando que está diseñado para ser utilizado sólo una vez.

Conclusiones

La inmersión por cinco minutos en SES a 0.004% de especies activas de cloro y oxígeno fue eficaz para descontaminar mascarillas de un solo uso para VMNI de carga bacteriana. Este desinfectante de amplio espectro eliminó a las especies oportunistas nosocomiales Enterococcus faecalis, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Staphylococcus aureus y Corynebacterium striatum de las mascarillas. Además, después de tres ciclos consecutivos de inmersión el desinfectante no generó daños en el material de las mascarillas. Todo lo anterior sugiere que es factible el uso de SES para desinfectar las mascarillas de VMNI de un solo uso y ampliar su vida útil. Sin embargo, este es un primer acercamiento que debe ser complementado con otros estudios; y validado antes de que puedan ser utilizadas en pacientes. Específicamente se debe determinar si elimina otros agentes patógenos, como virus y hongos, así como cepas multirresistentes y biopelículas. También deben realizarse estudios de funcionalidad y de seguridad.