Resumen
Las soluciones de superoxidación (SSO) son soluciones con efecto desinfectante, esterilizante y antiséptico que han demostrado ser efectivas en el manejo de heridas diversas así como en la desinfección de áreas o instrumental quirúrgico. Su proceso de producción es sencillo, ya que son desarrolladas a partir de agua común y sal (NaCl), tratadas en una cámara con electrodos a la cual se le induce corriente eléctrica, generando diversos elementos, principalmente derivados de cloro, hidrógeno y oxígeno. Su espectro microbicida es amplio y efectivo contra una gran variedad de bacterias, hongos, virus y micobacterias, eliminándolos de manera rápida. El uso clínico de estas soluciones ha demostrado su eficacia y seguridad así como su potencia al mantener los tejidos libres de infección. Además, se ha sugerido que algunas de éstas pueden tener un efecto sinérgico relacionado con la modulación de procesos inflamatorios y de cicatrización. El objetivo de este trabajo es describir las características principales y la evolución tecnológica de las SSO, denominadas Soluciones Electrolizadas de Selectividad Iónica (SESI), las cuales son más estables y con una composición y pH más apropiados.
Palabras clave
Soluciones electrolizadas, soluciones de superoxidación, microbicida, infección, desinfectante.
Introducción
Las soluciones de superoxidación (SSO) son conocidas por su eficiencia en la desinfección y esterilización de productos, así como por ser auxiliares en el tratamiento de infecciones en tejidos. Las SSO son relativamente de reciente tecnología. Descritas en 1996 por Tanaka, desde su aparición comercial han llamado mucho la atención por su efectividad en contra de bacterias, virus, hongos, esporas y micobacterias, así como por su baja toxicidad en tejidos y fácil manejo en el almacenamiento, uso y desecho. El objetivo de este trabajo de revisión es el dar a conocer las SSO desde su proceso de producción, composición, mecanismos de acción, espectro antimicrobiano, usos clínicos, además de los efectos que tienen en piel y tejidos. Existen muchos sinónimos de soluciones de superoxidación, como aguas electrolizadas, ácidos fuertes electrolizados en solución acuosa, soluciones oxidantes mixtas y solución electrolítica ácida. Sin embargo, todos estos nombres sirven para definir a las SSO.
Obtención de las SSO
En general, la materia prima de las SSO es agua común más la adición de sal (NaCl). A nivel industrial, el agua de la llave se purifica a través de osmosis inversa y se añade cloruro de sodio. Esta solución mezclada se vierte en un contenedor, donde se transfiere una corriente eléctrica con parámetros establecidos de 9 volts. Este contenedor o cámara cuenta con dos electrodos cubiertos de titanio, uno positivo o ánodo y uno negativo o cátodo, y están a su vez divididos por una membrana catiónica o diafragma. Esto genera que el cloruro de sodio en el agua se disocie en cloro cargado negativamente, así como en sodio e hidrógeno cargados positivamente. Los iones hidroxilo y cloro son absorbidos por el ánodo, mientras liberan un electrón para transformarse en radicales. Los radicales cloro e hidroxilo se combinan formando ácido hipocloroso (HClO) que se separa del ánodo, mientras que en el lado del cátodo cada sodio cargado positivamente recibe un electrón y se vuelve sodio metálico; éste se combina con moléculas de agua formando hidróxido de sodio y gas hidrógeno. Una membrana bipolar que separa los electrodos aumenta la electrolisis del agua para producir ácidos y álcalis más fuertes que el ánodo y el cátodo respectivamente. La solución obtenida del ánodo corresponde a una solución incolora, ácida, con un alto potencial de oxidorreducción (ORP) y con una variedad de iones que pueden ser útiles clínicamente.
La producción de SESI, aunque es un proceso similar, resulta más compleja por la necesidad de obtener un pH neutro más ajustado a través del control y la selección iónica, así como del control de los flujos. En este caso el sustrato, que es agua tratada con características fisicoquímicas muy especificas y una solución saturada de cloruro de sodio grado reactivo, es sometido a un proceso de electrolisis controlada (parámetros estrictos de voltaje y carga de corriente) para la generación de iones, que son posteriormente ordenados por medio de un proceso de electro-diálisis bipolar, y se seleccionan a través de un proceso de electro-diálisis inducido (selectividad iónica) con el que se consiguen iones controlados y estables. Al final de este proceso se realiza una concentración controlada de volúmenes obteniendo la neutralidad del pH. La ventaja de estos procesos es que resulta una solución con un pH neutro de 6.4 a 7.5, con un ORP de +800 a +900 mV, una estabilidad mayor ante condiciones ambientales con rangos de iones dentro de estándares conocidos y permitidos para fines terapéuticos.
Diversidad de las SSO
No todas las soluciones que pasan por un proceso de electrolisis son iguales, aunque todas provengan en principio de la misma materia prima y pasen por un proceso similar. Existen diferencias principales en el pH, el ORP y los componentes generados en el proceso electrolítico. Con relación al pH, las SSO se pueden clasificar como ácidos fuertes y ácidos débiles. Las que son de pH bajo, o ácidos fuertes, se preparan de soluciones con cloruro de sodio y se electrolizan con electrodos positivos y negativos en pozos separados por una membrana catiónica. Aunque tienen un pH muy ácido, su comportamiento es diferente al ácido clorhídrico o al ácido sulfúrico, que tienen un alto grado de ionización, y cuando la oxidación ocurre se usa H+ y se forma nuevo H+. Pero en el caso de las SSO ácidas no se genera nuevo H+, porque son producidas por la electrolisis de la solución salina, así que la solución no es corrosiva a la piel. Las soluciones acuosas de ácidos débiles se obtienen por la electrolisis de soluciones con más altas concentraciones de cloruro de sodio en un solo pozo sin una membrana catiónica. Ambas tienen efectos microbicidas, pero es más efectiva la de ácidos fuertes, sin embargo es también más corrosiva (oxidativa) para materiales metálicos, especialmente el aluminio, lo que ha limitado su utilidad. Además, existen SSO de pH alcalino (>9), que han sido estudiadas ya que tienen propiedades microbicidas, no obstante es más limitada su efectividad ya que disminuye mucho la presencia de cloro, por lo que prácticamente no son utilizadas.
Con la nueva tecnología de SESI, la neutralidad del pH se obtiene por un control estricto de los flujos, lo que permite ajustarlo de acuerdo a especificaciones determinadas. También pueden clasificarse como de primera o de segunda generación, dependiendo de la tecnología con que fueron producidas, aunque actualmente las SESI ya no son consideradas como una SSO, ya que las diferencias en el mecanismo de reacción las ha clasificado como una evolución tecnológica de este tipo de soluciones.
Las de primera generación son las que tuvieron el primer uso comercial por medio de la marca Sterilox. La compañía comercializa la cámara de producción de la solución, ya que la SSO tiene que producirse en fresco, al añadir agua de la llave más sal. El principal agente efectivo del Sterilox es ácido hipocloroso y cloro. Sin embargo, la SSO que se obtiene presenta algunos inconvenientes, principalmente un pH muy ácido (2.7 a 6.8, una muy alta variación del pH), así como rangos muy variables de ORP y de iones, además de ser muy inestable y de poca duración, ya que sólo se puede almacenar por uno o dos días para obtener resultados consistentes. La acidez de la solución la vuelve muy corrosiva para los metales, por lo que se volvió poco práctica para esterilizar instrumental crítico y especializado, ocasionando incluso que ciertas compañías, principalmente de endoscopios, modificaran sus indicaciones de cuidado y las cláusulas de invalidación de la garantía, si es que eran esterilizados con ella, ya que provoca daños costosos en los instrumentos.
La siguiente generación de SSO para venta comercial estuvo representada principalmente por las marcas Dermacyn y Microcyn; la solución tiene un pH neutro (entre 6.2 y 7.8), una concentración de iones algo más definida pero aún con rangos variables y una ORP>950 mV. Esta SSO mejoró en mucho las expectativas del mercado y se volvió más comercial, ya que presenta una vida media de almacenamiento de un año, y de uso hasta 30 días después de ser abierta. Este producto tiene varias presentaciones líquidas y algunos envases pequeños y de bajo costo, con los que entraron al mercado dando la oportunidad a más médicos para conocer la utilización de las SSO.
En la actualidad los nuevos productos en el mercado se deben a una evolución tecnológica, como lo consideran algunos, o una nueva clase de antisépticos, ya que al tener procesos distintos dejan de considerarse SSO y se consideran SESI. Un ejemplo de estos son los productos Qx, Varul y Esterilife. El primero es una SESI antiséptica en presentación líquida, mientras que el segundo tiene una presentación de fase semisólida (gel); el tercero es una SESI para la desinfección de instrumental crítico y áreas, lo que amplia las posibilidades de uso de este tipo de antisépticos.
Espectro antimicrobiano
Aunque todas las SSO son preparadas por un proceso de electrolisis similar, las variaciones en la concentración activa (desde 7 ppm hasta 180 ppm AFC) y el pH de la solución (de 2.3 hasta 10) producen agentes antimicrobianos con diferencias en su potencia microbicida. Sin embargo, todas ellas comparten un espectro antimicrobiano amplio, con capacidad micobactericida, virucida y bactericida en menos de 5 minutos y esporicida en 10 minutos. El efecto clínico que se obtiene a partir de los 5 minutos de contacto con SSO ácidas y SESI es suficiente para obtener una desinfección adecuada que cubra los parámetros de pruebas de esterilización europeas.
In vitro, las SSO ácidas y las SESI han mostrado actividad microbicida contra los siguientes patógenos:
Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterococcus hirae, Acinetobacter baumanni, Acinetobacter sp, Bacteroides fragilis, Enterobacter aerogenes, Enterococcus faecalis, Enterococcus resistentes a vancomicina, Haemophilus influenzae, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae, Micrococcus luteus, Proteus mirabilis, Serratia marcescens, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus pyogenes, Salmonella typhi, Salmonella enteritidis, Listeria monocytogenes, Mycobacterium avium intracellurare, Micobacterium chelonae, Mycobacterium tuberculosis y Candida albicans. Destruyen esporas de Baccillus atrophaeus, Bacillus cereus y Bacillus subtillis. También destruyen a los virus de hepatitis B, poliovirus, norovirus y virus de inmunodeficiencia humana (VIH) de manera rápida, pero para la destrucción de adenovirus se requiere la exposición durante al menos 10 minutos.