Pulizia rotazionale – Cos'è e quali sono i vantaggi?

Perché è necessario pulire una camera bianca? Cos'è la rotazione nella pulizia e serve davvero? Perché ci sono così tante sostanze chimiche diverse e come funzionano? Quali di queste dovrebbero essere utilizzate? Come responsabile dello sviluppo commerciale di un fornitore di materiali consumabili per camere bianche, Rebecca Smith si confronta quotidianamente con queste domande.
Per rispondere a queste domande, ha parlato con esperti, ha esaminato una vasta quantità di informazioni sulla resistenza dei microrganismi e sui meccanismi di azione dei disinfettanti, e ha studiato i requisiti di pulizia nelle diverse classi di camere bianche.

Pulire la camera bianca

La risposta alla prima domanda è: ovviamente, le camere bianche devono essere pulite. Sebbene possano sembrare pulite, la maggior parte delle particelle da rimuovere non è visibile ad occhio nudo. Col tempo, sporco, residui cellulari e altre impurità si depositano sulle superfici della camera bianca e devono essere rimosse. La norma DIN EN ISO 14644-1 definisce una camera bianca come segue:
“Spazio in cui la concentrazione di particelle aerotrasportate è regolamentata, progettato e utilizzato in modo che il numero di particelle introdotte o generate all’interno e di quelle depositate sia il minimo possibile, e in cui altri parametri di purezza come temperatura, umidità e pressione sono regolati secondo necessità” [10].

Attraverso la pulizia, si riduce l’accumulo di particelle nella camera bianca. La tecnica migliore per pulire una superficie in una camera bianca è quella umida. In genere si usano panni imbevuti di una soluzione detergente o disinfettante. Durante l’ strofinamento meccanico, una certa quantità di particelle viene rimossa dalla superficie. Se il panno e la superficie sono umidi, l’adesione tra particelle e superficie si riduce ulteriormente, permettendo di rimuovere più particelle.

Eliminazione dei microrganismi e Buone pratiche di produzione secondo le linee guida UE

Cos’è esattamente la rotazione nella pulizia? Si riferisce alla carica microbica, cioè al numero di microrganismi che vivono su una superficie non sterilizzata. Con la rotazione nella pulizia, si mira non solo a rimuovere sporco, pelucchi, residui cellulari, ecc., ma anche a uccidere la contaminazione sotto forma di eventuali organismi viventi. Quando si pulisce una camera bianca, si rimuove senza dubbio anche una parte della colonizzazione microbica. Tuttavia, è improbabile che si eliminino tutti gli organismi, quindi quelli non rimossi devono essere uccisi.

Per ridurre la carica microbica nella camera bianca, sono necessari disinfettanti, cioè sostanze chimiche in grado di uccidere i microrganismi. È probabile che si usino due o più di questi agenti alternandoli, per eliminare tutti i germi. Questo ciclo si chiama rotazione, da cui il termine “pulizia rotativa”.

Nella linea guida per le Buone Pratiche di Produzione di medicinali umani e veterinari (EudraLex Volume 4), allegato 1 sulla produzione di medicinali sterili, l’UE afferma al punto 61:
“La decontaminazione delle aree pulite è di particolare importanza. Devono essere pulite accuratamente secondo un programma scritto. Quando si usano disinfettanti, dovrebbe essere usato più di un tipo. L’area dovrebbe essere monitorata regolarmente per lo sviluppo di ceppi resistenti” [6].

Perché è necessario usare più di un disinfettante? Per evitare lo sviluppo di resistenze. Esistono due tipi di resistenza: quella naturalmente presente e quella che si sviluppa tramite selezione.

Formazione di ceppi resistenti tramite selezione

Negli organismi come MRSA, è stato possibile tracciare come funziona lo sviluppo genetico della resistenza. Un batterio che inizialmente poteva essere ucciso dalla meticillina, nel tempo ha sviluppato una resistenza genetica, e questo antibiotico non funziona più contro di esso. Si ritiene che lo stesso possa accadere con l’efficacia dei disinfettanti contro i microrganismi nelle camere bianche.

Nel tempo, batteri che erano sensibili agli alcol potrebbero sviluppare una resistenza genetica a tali sostanze, rendendo inefficace questa forma di disinfezione. Per questo motivo, è consigliabile prevenire questo effetto usando più disinfettanti. Finora non ci sono prove che ciò possa accadere o anche solo essere possibile, ma si dovrebbero comunque adottare precauzioni.

Le condizioni che favoriscono lo sviluppo di MRSA differiscono da quelle di una camera bianca. Perché si sviluppi la resistenza, in modo semplificato, alcuni batteri devono sopravvivere all’applicazione di un determinato agente efficace contro di loro. Questi possono moltiplicarsi e trasmettere il vantaggio che hanno avuto rispetto ad altri ceppi, permettendo loro di sopravvivere. Il ceppo sopravvissuto cresce e si sviluppa.

Durante la pulizia successiva, solo pochi di questi batteri sopravvivono, si moltiplicano di nuovo, e il vantaggio di sopravvivenza si trasmette ulteriormente, diventando sempre più forte. Se si usano sempre gli stessi agenti, questo processo si ripete molte volte. Il vantaggio aumenta fino a quando il ceppo diventa completamente resistente all’agente. Poiché nelle camere bianche si effettuano pulizie frequenti con agenti molto potenti, sopravvivono pochissimi microrganismi. Perciò, è improbabile che si sviluppino ceppi resistenti tramite selezione. Anche gli antibiotici agiscono in modo molto specifico e mirato, rendendo più probabile la selezione. I disinfettanti, invece, hanno un ampio spettro di azione, rendendo meno probabile la selezione.

La formazione di ceppi resistenti tramite selezione è un processo di sviluppo graduale. La resistenza non è una caratteristica innata dell’organismo. Questo distingue questa forma di resistenza da quella naturalmente presente.

Resistenza naturalmente presente

La resistenza naturalmente presente si basa sul fatto che diversi disinfettanti agiscono in modi diversi. Non tutti sono ugualmente efficaci contro tutti gli organismi. Alcuni sono molto efficaci contro i batteri, ma non contro i funghi, altri contro i virus, ma non contro le spore endosporiche.

A causa delle diverse modalità di azione dei disinfettanti, alcuni microrganismi sono naturalmente più resistenti. Questa caratteristica non è appresa, selezionata o geneticamente ereditaria, ma dipende dalla struttura stessa del microrganismo. Un esempio chiarisce questo: è come se le persone alte abbiano più facilità nel giocare a basket rispetto a quelle basse, non perché abbiano imparato o si siano allenate, ma semplicemente per la loro altezza.

Modalità di azione dei disinfettanti

I disinfettanti a base di alcol sono efficaci contro la maggior parte dei microrganismi, ma non contro le spore endosporiche. Agiscono denaturando le proteine nella cellula, che si raggruppano e diventano inattive. Nella parete cellulare, questo porta alla perdita di struttura e al collasso.

I composti quaternari di ammonio (QAV o quaternari) agiscono danneggiando la membrana cellulare, causando l’uscita e la decomposizione dei componenti cellulari. Sono efficaci contro batteri, virus incapsulati e funghi, ma quasi inefficaci contro virus non incapsulati e spore endosporiche.

I biguanidi modificano la permeabilità della membrana cellulare. Danneggiano gli strati esterni e attaccano quelli interni, causando anche in questo caso l’uscita di componenti cellulari. La loro azione è simile a quella dei QAV.

Il cloro è un potente ossidante. Ossidando il DNA e le proteine cellulari, ne distrugge l’attività. I disinfettanti a base di cloro uccidono quasi tutto a concentrazioni elevate, comprese le spore endosporiche.

L’idrogeno perossido è altamente reattivo e agisce ossidando, generando radicali liberi di idrossile. Questi attaccano i componenti essenziali della cellula. I disinfettanti a base di perossido di idrogeno uccidono tutto, comprese le spore endosporiche, ma possono anche danneggiare le superfici da pulire.

Da come agiscono i biguanidi sulla parete e sulla membrana cellulare, si deduce che questi agenti non sono molto efficaci contro microrganismi con pareti cellulari molto robuste. Questi organismi possiedono una resistenza naturale all’azione dei biguanidi.

Spore endosporiche

Le spore endosporiche sono estremamente difficili da eliminare. La spora endospora è uno stadio di un batterio o virus che si forma in condizioni ambientali sfavorevoli, come carenza di nutrienti, acqua, variazioni di temperatura o pH. Si forma una parete estremamente resistente attorno al nucleo e agli elementi essenziali. Questo stadio può durare a lungo, fino a quando le condizioni migliorano, e la parete diventa permeabile, permettendo alla cellula di riattivarsi.

Per via di questa parete molto resistente, le spore endosporiche sono molto difficili da eliminare; resistono alla radiazione gamma e a molti disinfettanti. I disinfettanti a base di cloro o di perossido di idrogeno sono efficaci contro le spore e sono spesso chiamati sporizidi. Il cloro aumenta la permeabilità della parete delle spore, mentre il perossido di idrogeno può rompere le proteine al suo interno.

Spettro di azione

Utilizzando diversi disinfettanti, si può aumentare lo spettro di azione, cioè la percentuale di microrganismi che possono essere eliminati. Lo spettro di azione può essere rappresentato come lo spettro delle onde elettromagnetiche. Se si considera solo la luce visibile, si lascia fuori una grande parte dello spettro, perché ci sono anche raggi X e ultravioletti. È come se si usassero solo disinfettanti efficaci contro i batteri, ignorando quelli contro le spore endosporiche e altri microrganismi. Nella scelta dei disinfettanti, bisogna considerare quelli che coprono la più ampia parte possibile dello spettro.

Se si usano esclusivamente agenti che uccidono batteri ma non virus, si creano condizioni più favorevoli per i virus. In un ambiente così favorevole, anche i disinfettanti più efficaci contro i virus potrebbero perdere efficacia.

Selezione di un disinfettante

Quali disinfettanti dovrebbero essere usati? È stato chiarito che l’uso di uno sporizido è molto importante, ma i disinfettanti sporizidi sono generalmente molto aggressivi e non possono essere usati quotidianamente. Per questo motivo, si consiglia di alternare l’uso dello sporizido con un altro disinfettante efficace, più adatto all’uso regolare. È inoltre consigliabile usare un prodotto a base di alcol, che è efficace contro la maggior parte dei germi e può rimuovere facilmente i residui di altri disinfettanti.

Sintesi

Le camere bianche devono essere pulite per minimizzare l’accumulo di particelle secondo la norma DIN EN ISO 14644-1. La pulizia rotativa prevede l’uso alternato di diversi disinfettanti per ridurre la carica microbica.

Le linee guida UE GHP raccomandano una pulizia accurata, un programma scritto e, quando si usano disinfettanti, l’impiego di più di uno. Lo scopo di queste precauzioni è prevenire lo sviluppo di resistenze, siano esse naturali o generate tramite selezione di ceppi resistenti da microrganismi precedentemente sensibili.

È importante usare diversi tipi di disinfettanti, poiché i loro principi attivi agiscono in modi diversi. Essi sono efficaci contro vari tipi di germi e quindi hanno uno spettro di azione più ampio. La scelta di quali disinfettanti usare e con quale frequenza dipende da molti fattori, come il processo di pulizia, la classe di camera bianca, il tipo di contaminazione, le formulazioni dei prodotti, l’ergonomia e la compatibilità ambientale. Come linea guida, si può alternare tra tre agenti: uno a base di alcol, un altro generico disinfettante e uno sporizido.

Fonti:
1. Sandle, T. (2012) A guide to cleaning & disinfecting cleanrooms, Surrey: Grosvenor House Publishing.
2. Whyte, W. (2010) Cleanroom Technology, Fundamentals of design, testing and operation, West Sussex: John Wiley & Sons Ltd.
3. Araújo, P. Lemos, M. Mergulhão. Melo, L. Simões, M. (2011) Antimicrobial resistance to disinfectants in bio-films, Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances, p826.
4. Sartain, E. (2005) Disinfectant Rotation, Disponibile: www.cemag.us/print/articles/2005/03/disinfectant-rotation.
5. Martinez, J.E. (2009) The rotation of disinfectants principle: true or false? Disponibile: http://www.pharmtech.com/pharmtech/Article/The-Rotation-of-Disinfectants-Principle-True-or-Fa/ArticleStandard/Article/detail/580032.
6. “Allegato 1: Produzione di medicinali sterili,” Linee guida sulle Buone Pratiche di Produzione (GMP) (Bruxelles, novembre 2008), Disponibile: http://ec.europa.eu/health/files/eudralex/vol-4/2008_11_25_gmp-an1_en.pdf.
7. McDonnell, G. Denver Russell, A. (1999) Antiseptics and disinfectants: activity, action and resistance, Clinical Microbiology Reviews, gennaio 1999, vol 12, n. 1, pp. 147-179.
8. Critical Cleaning Bulletin (2007) contattare Weitzel, S. Critical Process Cleaning, CANI, Inc, Disponibile: http://cdn.shopify.com/s/files/1/0186/2832/files/BULLETIN_selection_and_rotation_of_disinfectants.pdf?380.
9. Linee guida per disinfettanti e sterilizzazione nelle strutture sanitarie, 2008, Centers for Disease Control and Prevention, Disponibile: http://www.cdc.gov/hicpac/disinfection_sterilization/6_0disinfection.html.
10. “Parte 1: Classificazione della pulizia dell’aria” Ambienti controllati e camere bianche, Norma Europea EN ISO 14644-1:1999.

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Informazioni sull’autrice Rebecca Smith
Il suo interesse scientifico l’ha portata a studiare Biologia, laureandosi con un Bachelor. Successivamente, si è trasferita nel settore farmaceutico, presso l’azienda Merck Sharp and Dohme (MSD). Ha lavorato per 5 anni come rappresentante farmaceutica per MSD, acquisendo preziose esperienze che sono fondamentali anche per un’attività nel settore delle camere bianche. Da due anni lavora in Connect 2 Cleanrooms nel settore Business Development. In questa posizione, supporta gli utilizzatori di camere bianche nelle attività quotidiane con i propri ambienti. Nel tempo libero si rilassa dedicandosi all’educazione del suo Labrador Charlie.