Autoclave - Definición, partes, principio, procedimiento, tipos, usos

Definición de autoclave

Un autoclave es una máquina que proporciona una método físico de esterilización matando las bacterias, los virus e incluso las esporas presentes en el material dentro del contenedor mediante vapor a presión. El autoclave esteriliza los materiales calentándolos a una temperatura determinada durante un periodo de tiempo específico. El autoclave también se conoce como esterilizador de vapor que se utiliza habitualmente en los centros sanitarios y en las industrias para diversos fines. El autoclave se considera un método de esterilización más eficaz, ya que se basa en la esterilización por calor húmedo.

Piezas/componentes del autoclave

La forma más sencilla de autoclave es el tipo de olla a presión o los autoclaves de mesa de laboratorio. A continuación encontrarás una descripción detallada de los diferentes componentes/partes de un autoclave:

a. Cámara de presión

• La cámara de presión es el componente principal de un autoclave de vapor, que consta de una cámara interior y una carcasa exterior.
• La cámara interior es de acero inoxidable o de bronce, que se encuentra dentro de la cámara exterior hecha de una carcasa de hierro.
• Los autoclaves utilizados en los laboratorios sanitarios tienen una carcasa exterior llena de vapor para reducir el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de esterilización.
• La cámara interior es el alojamiento donde se colocan los materiales a esterilizar.
• El tamaño de la cámara de presión varía de 100 L a 3000 L.

b. Tapa/Puerta

• El siguiente componente importante de un autoclave es la tapa o puerta del mismo.
• La finalidad de la tapa es aislar la atmósfera exterior y crear una condición de esterilización dentro del autoclave.
• La tapa se hace hermética mediante abrazaderas de tornillo y una arandela de amianto.
• La cubierta consta de varios componentes más, como :

Manómetro

• En la tapa del autoclave hay un manómetro que indica la presión creada en el autoclave durante la esterilización.
• El manómetro es esencial, ya que garantiza la seguridad del autoclave y el estado de funcionamiento.

Unidad de Liberación de Presión/Silbato

• En la tapa del autoclave hay un silbato igual al de la olla a presión.
• El silbato controla la presión dentro de la cámara liberando una cierta cantidad de vapor a medida que sube.

Válvula de seguridad

• En la tapa del autoclave hay una válvula de seguridad, que es crucial en los casos en que el autoclave no funcione o la presión del interior aumente de forma incontrolada.
• La válvula tiene una fina capa de goma que estalla por sí misma para liberar la presión y evitar el peligro de explosión.

c. Generador de vapor/calentador eléctrico

• Debajo de la cámara hay un generador de vapor o caldera eléctrica que utiliza un sistema de calefacción eléctrica para calentar el agua y generar vapor en la cámara interior y exterior.
• El nivel de agua en la cámara interior es vital, porque si no hay suficiente agua, es probable que el sistema de calefacción se queme.
• Además, si hay más agua de la necesaria, podría interferir con las bandejas y otros componentes del interior de la cámara.

d. Generador de vacío (si procede)

• En algunos tipos de autoclave hay un generador de vacío separado que extrae aire del interior de la cámara para crear un vacío dentro de la misma.
• La presencia de algunas bolsas de aire en el interior de la cámara puede favorecer el crecimiento de diversos microorganismos. Por eso la cámara de vacío es un componente importante de un autoclave.

e. Enfriador de agua residual

• Muchos autoclaves están equipados con un sistema para enfriar el efluente antes de que entre en las tuberías de descarga.
• Este sistema evita que el agua hirviendo que sale del autoclave dañe el tubo de desagüe.

Principio/funcionamiento del autoclave

• El autoclave funciona según el principio de esterilización por calor húmedo, en el que se utiliza vapor a presión para esterilizar el material dentro de la cámara.
• La alta presión aumenta el punto de ebullición del agua y, por tanto, permite alcanzar una temperatura más alta para la esterilización.
• El agua suele hervir a 100°C bajo una presión atmosférica normal (760 mm Hg); sin embargo, el punto de ebullición del agua aumenta si hay que aumentar la presión.
• Además, la alta presión facilita la rápida penetración del calor en las partes más profundas del material, y la humedad del vapor hace que las proteínas se coagulen, lo que provoca una pérdida irreversible de la función y la actividad microbiana.
• Este principio se utiliza en un autoclave en el que el agua hierve a 121°C a una presión de 15 psi o 775 mm Hg.
• Cuando este vapor entra en contacto con la superficie, mata a los microbios liberando calor latente.
• El líquido condensado asegura la destrucción húmeda de los microbios.
• Una vez terminada la fase de esterilización (que depende del nivel de contaminación del material en el interior), se libera la presión del interior de la cámara mediante el silbato.
• A continuación, la presión dentro de la cámara se restablece a la presión ambiente mientras los componentes del interior permanecen calientes durante algún tiempo.

Vídeo: Principio y funcionamiento del autoclave (Pharmaguideline)

Procedimiento de funcionamiento de un autoclave

En general, un autoclave funciona a una temperatura de 121°C durante al menos 30 minutos utilizando vapor saturado a una presión de al menos 15 psi. Para hacer funcionar un autoclave es necesario seguir los siguientes pasos:

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1. Antes de empezar a utilizar el autoclave, comprueba que no quedan restos del ciclo anterior.
2. A continuación, se coloca una cantidad suficiente de agua dentro de la cámara.
3. Ahora se colocan los materiales a esterilizar dentro de la cámara.
4. A continuación, se cierra la tapa, se aprietan los tornillos para garantizar un cierre hermético y se enciende el calentador eléctrico.
5. Las válvulas de seguridad se ajustan para mantener la presión necesaria en la cámara.
6. Una vez que el agua del interior de la cámara hierve, se deja que la mezcla de aire y agua salga por el tubo de descarga para que se desplace el aire del interior. Se puede asegurar el desplazamiento completo una vez que las burbujas de agua dejen de salir del tubo.
7. A continuación se cierra el tubo de descarga y se deja que el vapor del interior alcance los niveles deseados (15 libras en la mayoría de los casos).
8. Una vez alcanzada la presión, el silbato suena para eliminar el exceso de presión de la cámara.
9. Tras el pitido, el autoclave funciona durante un periodo de retención, que en la mayoría de los casos es de 15 minutos.
10. Ahora se apaga el calentador eléctrico y se deja que el autoclave se enfríe hasta que el manómetro indique que la presión interior ha descendido a la presión atmosférica.
11. A continuación se abre el tubo de descarga para que entre aire del exterior en el autoclave.
12. Por último, se abre la tapa y se sacan los materiales esterilizados de la cámara.

Vídeo : Cómo utilizar un autoclave (BioNetwork)

Tipos de autoclave

Existen diferentes tipos de autoclaves en el mercado, algunos de los cuales son los siguientes

Tipo de autoclave/ Autoclaves de mesa de laboratorio (tipo N)

• Estos aparatos, como las ollas a presión domésticas, se siguen utilizando en muchas partes del mundo.
• El tipo más moderno tiene una cámara metálica con una tapa metálica segura que se puede fijar y sellar con una junta de goma.
• Tiene una válvula de descarga de aire y vapor, un manómetro y una válvula de seguridad. Hay un calentador eléctrico de inmersión en el fondo de la cámara.

Autoclave de desplazamiento por gravedad

• Es el tipo de autoclave más utilizado en los laboratorios.
• En este tipo de autoclave, se crea vapor en el interior de la cámara a través de la unidad de calentamiento, que luego se mueve alrededor de la cámara para la esterilización.
• Este tipo de autoclave es comparativamente más barato que los otros tipos.

Tipo de desplazamiento de presión positiva (tipo B)

• En este tipo de autoclave, el vapor se genera en un generador de vapor separado que luego pasa al autoclave.
• Este autoclave es más rápido porque el vapor se genera en pocos segundos.
• Este tipo de autoclave es una mejora del tipo de desplazamiento por gravedad.

Tipo de desplazamiento de presión negativa (tipo S)

• Es otro tipo de autoclave que contiene tanto el generador de vapor como el generador de vacío.
• Aquí el generador de vacío elimina todo el aire del interior del autoclave, mientras que el generador de vapor crea vapor.
• A continuación, el vapor pasa al autoclave.
• Es el tipo de autoclave más recomendado, ya que es muy preciso y consigue un alto nivel de garantía de esterilidad.
• También es el tipo de autoclave más caro.

Figura: Tipos de autoclaves. Fuente de la imagen: Microbe Online.

Usos del autoclave

Los autoclaves son dispositivos importantes para la esterilización de materiales que contienen agua, ya que no se pueden esterilizar con calor seco. Además, los autoclaves se utilizan para otros fines.

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1. Se utilizan para descontaminar residuos biológicos específicos y esterilizar medios, instrumentos y artículos de laboratorio.
2. Se recomienda que los residuos médicos regulados que puedan contener bacterias, virus y otros materiales biológicos se inactiven mediante autoclave antes de su eliminación.
3. En los laboratorios médicos, los autoclaves se utilizan para esterilizar equipos médicos, material de vidrio, material quirúrgico y residuos médicos.
4. Asimismo, los autoclaves se utilizan para esterilizar los medios de cultivo, los recipientes autoclavables, los tubos de plástico y las puntas de pipeta.

Precauciones que hay que tomar

Aunque los autoclaves son bastante sencillos de utilizar, hay ciertas normas de precaución que hay que seguir cuando se utiliza un autoclave. A continuación se indican algunas de las precauciones importantes que hay que seguir cuando se utiliza un autoclave:

1. Los autoclaves no deben utilizarse para esterilizar sustancias impermeables o resistentes al agua, como el aceite o los polvos.
2. El autoclave no debe estar abarrotado y los materiales deben cargarse de forma que se garantice una penetración suficiente del vapor en los artículos.
3. Los artículos que se van a esterilizar en autoclave deben colocarse siempre en un recipiente secundario.
4. Sólo deben utilizarse bolsas autoclavables para autoclavar los residuos envasados.
5. Para garantizar una penetración suficiente, los artículos deben envasarse en algo que permita la penetración del vapor, y no deben utilizarse materiales como el papel de aluminio.
6. Los artículos colocados dentro de la cámara no deben tocar los lados ni la parte superior de la misma.
7. Los residuos y los artículos limpios deben ser esterilizados en autoclave por separado.
8. No se debe intentar abrir la tapa mientras el autoclave esté funcionando.
9. Los componentes líquidos nunca deben esterilizarse en autoclave en recipientes cerrados.
10. El líquido dentro de los recipientes debe llenarse sólo hasta 2/3^rd del volumen total para evitar que se derrame el líquido.
11. No deben utilizarse bandejas o recipientes de plástico o polietileno, ya que pueden fundirse y dañar el autoclave.
12. Además, nunca esterilices en autoclave materiales inflamables, reactivos, corrosivos, tóxicos o radiactivos, lejía doméstica o tejidos impregnados de parafina.
13. El papel no debe colocarse directamente dentro de un autoclave, ya que es una sustancia combustible. Se debe esterilizar en autoclave en una bolsa de residuos en una configuración de bolsa biológica para evitar el fuego.

Referencias

• Frazier WC y Westhoff DC. Microbiología de los alimentos. Tata McGraw Hill Publishing Company Limited. 1995.
• Banwart GJ (1989). Microbiología alimentaria básica. Chapman & Hall, Nueva York, NY.
• Jay JM (2000). Microbiología alimentaria moderna. Publicaciones y distribución de la CBS. Delhi.
• Collins CH, Patricia M y Lyne JM (1995). Collins y Lynes Métodos Microbiológicos 7ª edición. Grange, Butter Worth, Oxford.
• Cappucino JG y Sherman N (1996). Microbiología, manual de laboratorio 4ª edición. Benjamin Cumings Inc. California.

Fuentes

• 4% - https://ehs.princeton.edu/book/export/html/380
• 1% - https://www.thespruceeats.com/boiling-points-of-water-1328760
• 1% - https://www.slideshare.net/Himanshudev1/autoclave-34387038
• 1% - https://www.britannica.com/science/boiling-point
• <1% - https://www.steris.com/healthcare/knowledge-center/sterile-processing/everything-about-autoclaves
• <1% - https://www.scienceabc.com/innovation/what-is-an-autoclave-and-how-does-it-work.html
• <1% - https://www.coursehero.com/file/p2qv8ps7/What-type-of-valve-has-a-thin-disc-that-is-usually-just-smaller-in-diameter/
• <1% - https://wiki.bme.com/index.php?title=Autoclave
• <1% - https://tomy.amuzainc.com/blog/types-autoclaves-gravity-vs-vacuum-autoclaves-advantages/
• <1% - https://quizlet.com/194157263/autoclave-flash-cards/
• <1% - https://microbeonline.com/moist-heat-sterilization-definition-principle-advantages-disadvantages/
• <1% - https://microbeonline.com/autoclave-principle-procedure-types-and-uses/
• <1% - https://labsafety.gwu.edu/autoclave-safety
• <1% - https://en.wikipedia.org/wiki/Autoclave
• <1% - https://ehs.research.uiowa.edu/biological/autoclaving-guidelines
• <1% - https://courses.lumenlearning.com/cheminter/chapter/vapor-pressure/
• <1% - https://blink.ucsd.edu/safety/research-lab/biosafety/autoclave/waste.html
• <1% - http://frankshospitalworkshop.com/equipment/documents/autoclaves/background/The%20Basics%20of%20Sterilization.pdf