Desinfectantes hospitalarios: activos, normas de eficacia y formulación

Riesgo de infección en la atención sanitaria y marco de Spaulding

No todas las superficies, instrumentos y dispositivos de un entorno sanitario conllevan el mismo riesgo de transmisión de infecciones, ni todos exigen el mismo nivel de reducción microbiana. La clasificación de Spaulding, propuesta hace décadas por Earle H. Spaulding y todavía reconocida a escala internacional, divide los artículos de atención al paciente en tres niveles según el riesgo de infección. Los artículos críticos (instrumental quirúrgico, implantes, vías vasculares) entran en tejido estéril y exigen esterilización. Los semicríticos (endoscopios flexibles, equipos respiratorios) contactan con las mucosas y exigen desinfección de alto nivel. Los no críticos (superficies ambientales, brazaletes de tensión arterial, camillas de exploración) contactan con piel intacta y requieren desinfección de nivel bajo a intermedio.

Dentro de la desinfección ambiental, el ámbito principal de los desinfectantes hospitalarios, la jerarquía de resistencia de los microorganismos define además la selección del producto. Entre los microorganismos que se consideran en la desinfección de superficies, las esporas bacterianas (Clostridioides difficile, Bacillus anthracis) son la forma de vida microbiana más resistente y exigen una química esporicida para lograr una reducción adecuada. Les siguen las micobacterias (Mycobacterium tuberculosis) y los virus no envueltos (norovirus, adenovirus, poliovirus), después los hongos y, por último, las bacterias vegetativas y los virus envueltos (SARS-CoV-2, influenza, herpes), que son los más susceptibles. Un producto que afirme un desempeño de grado hospitalario debe demostrar su eficacia en los niveles pertinentes para su aplicación, respaldada por datos de ensayo validados.

El marco regulatorio que rige las afirmaciones de los desinfectantes en Europa es el Reglamento (UE) 528/2012 sobre biocidas (BPR). Los principios activos se aprueban a escala de la Unión: el Comité de Productos Biocidas de la ECHA emite un dictamen y la Comisión Europea decide. La aprobación se concede para tipos de producto concretos: TP2 (desinfectantes y alguicidas no destinados a la aplicación directa a personas o animales, es decir, de áreas privadas y de salud pública), TP3 (higiene veterinaria) y TP4 (áreas de alimentos y piensos). Un producto no puede comercializarse en la UE sin un principio activo aprobado y una autorización de producto válida, salvo las medidas transitorias que permiten mantener en el mercado los productos con activos que siguen en revisión. Nuestro recurso más amplio sobre las formulaciones y la tecnología de los limpiadores domésticos e industriales (en inglés) trata el contexto regulatorio y técnico de toda la gama de productos de limpieza y desinfección.

Desinfectantes de amonio cuaternario: química y espectro

Los cuaternarios de amonio (quats) son los activos desinfectantes más usados en la limpieza ambiental hospitalaria: están presentes en la mayoría de las toallitas desinfectantes listas para usar, los pulverizadores de gatillo y los desinfectantes de pisos que se emplean en las áreas clínicas de todo el mundo. Como describe la bibliografía general sobre la química de los desinfectantes, son surfactantes catiónicos formados por un átomo de nitrógeno con cuatro sustituyentes orgánicos y un contraión haluro (normalmente cloruro o bromuro). Los tipos de mayor importancia comercial en la atención sanitaria son el cloruro de benzalconio (BAC, una mezcla de cloruros de alquil dimetil bencil amonio con cadenas alquílicas de distinta longitud), el cloruro de didecildimetilamonio (DDAC, con dos cadenas C10) y el cloruro de bencetonio.

El mecanismo bactericida se atribuye a la inactivación de enzimas productoras de energía, la desnaturalización de proteínas celulares esenciales y la alteración de la membrana celular. El cuaternario, de carga positiva, se adsorbe sobre la superficie bacteriana de carga negativa y se integra en la bicapa lipídica de la membrana citoplasmática; allí altera su integridad, provoca la pérdida del contenido intracelular e inactiva las enzimas de forma irreversible hasta causar la muerte celular. A las concentraciones de uso, los cuaternarios son bactericidas frente a las bacterias grampositivas (Staphylococcus aureus, incluido el SARM, y Enterococcus) y frente a la mayoría de las gramnegativas (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae), aunque algunas bacterias gramnegativas pueden sobrevivir o proliferar en soluciones de cuaternarios contaminadas. Muestran buena actividad frente a los virus envueltos y los hongos. En cambio, su desempeño frente a los virus no envueltos (norovirus, adenovirus, poliovirus), las micobacterias y las esporas bacterianas es limitado o nulo, por lo que no son adecuados como único desinfectante en las áreas clínicas con brotes confirmados de gastroenteritis por norovirus o de Clostridioides difficile. Para el espectro completo de las tecnologías industriales de limpieza y desinfección, nuestra guía de formulaciones de limpiadores industriales trata la plataforma tecnológica de todos los sectores, y la química específica de los activos blanqueadores a base de cloro frente a los de base oxígeno que se menciona a lo largo de este artículo se explica a fondo en nuestra guía sobre la química de los blanqueadores: cloro frente a oxígeno (en inglés).

Desinfectantes con cloro: química del hipoclorito y aplicaciones

El hipoclorito de sodio (NaOCl) es el desinfectante esporicida de referencia para las superficies sanitarias y la base activa de la mayoría de los desinfectantes líquidos de grado hospitalario cuando se necesita reducir esporas: brotes de C. difficile, desinfección terminal de habitaciones de aislamiento y descontaminación tras incidentes de exposición. Su eficacia antimicrobiana proviene del ácido hipocloroso (HOCl), que se forma en equilibrio cuando el hipoclorito se disuelve en agua (la proporción de HOCl depende del pH). El HOCl es un oxidante potente con actividad frente a todas las clases de microorganismos, incluidas las esporas bacterianas, las micobacterias, los virus no envueltos y los hongos; según la CDC, el mecanismo exacto con el que el cloro libre destruye los microorganismos no está esclarecido.

La concentración de cloro disponible, expresada en partes por millón (ppm), es el principal determinante de la eficacia y se mide por titulación yodométrica o por colorimetría con DPD. Las concentraciones de uso dependen de la aplicación. Una dilución 1:100 de lejía al 5.25–6.15% (525–615 ppm de cloro disponible) se usa para descontaminar superficies no porosas tras un derrame pequeño de sangre, y para matar el bacilo de la tuberculosis se requieren concentraciones más altas, de 1,000 ppm (CDC). Para otros fluidos corporales, el manual nacional de prevención y control de infecciones de Escocia indica 1,000 ppm, y 10,000 ppm para los derrames de sangre (apéndice 9 del NIPCM). Frente a las esporas, en ensayos de laboratorio 5,000 ppm de cloro inactivan 10⁶ esporas de C. difficile en 10 minutos o menos (CDC), siempre tras la etapa previa de limpieza que retira la suciedad orgánica. La inestabilidad de las soluciones de hipoclorito es una consideración crítica de formulación y de gestión de la calidad: el cloro disponible disminuye por descomposición fotoquímica, por reacción con la materia orgánica y por degradación térmica. Según la CDC, una solución diluida sin usar puede guardarse hasta 30 días a temperatura ambiente en un frasco opaco y tapado, pero pierde alrededor del 50% de su cloro (de 1,000 ppm a unos 500 ppm a los 30 días), por lo que conviene preparar las soluciones de uso con frecuencia a partir del concentrado y comprobar su contenido de cloro antes de usarlas. Las soluciones comerciales varían en su contenido de cloro disponible (la lejía doméstica típica de Estados Unidos es una solución acuosa de hipoclorito de sodio al 5.25–6.15%, según la CDC; véase también el artículo de Wikipedia sobre el hipoclorito de sodio), así que hay que conocer el valor real antes de diluir.

Clases de activos desinfectantes: espectro, normas y selección

Elegir el activo desinfectante adecuado para una aplicación sanitaria exige hacer coincidir el espectro antimicrobiano validado del producto con el perfil de riesgo de infección del área, y tener en cuenta a la vez la compatibilidad con los materiales, el tiempo de contacto, la exposición del personal y el costo. Las normas europeas de ensayo de fase 2 del CEN aportan la evidencia de eficacia validada: cada una simula una condición de uso concreta (ensayo de suspensión, de superficie o de portador) con carga orgánica limpia y sucia, a una temperatura y un tiempo de contacto definidos. En el área médica, donde la desinfección está médicamente indicada, las normas pertinentes son EN 13727 (bactericida), EN 13624 (levuricida y fungicida), EN 14348 (micobactericida), EN 14476 (virucida) y EN 17126 (esporicida), y EN 14885 define qué ensayos respaldan cada afirmación. En cambio, EN 1276, EN 13697 y EN 13704 corresponden a áreas de alimentos, industria, hogar e instituciones y excluyen las situaciones en que la desinfección está médicamente indicada: no bastan para respaldar una afirmación hospitalaria.

Desinfectantes esporicidas: ácido peracético, peróxido de hidrógeno y glutaraldehído

Las endosporas bacterianas son las entidades biológicas químicamente más resistentes que se encuentran en la desinfección sanitaria. Las forman Clostridioides difficile (causa de infección asociada a la atención de la salud), Bacillus subtilis y B. atrophaeus (cuyas esporas se usan como indicadores biológicos en la validación de la esterilización) y otras especies. Las esporas poseen varias cubiertas externas que excluyen a la mayoría de los biocidas y oxidantes químicos que matan con facilidad las células vegetativas. Lograr una actividad esporicida exige un agente oxidante fuerte a concentración y tiempo de contacto suficientes, o agentes químicos reactivos, como los aldehídos, capaces de atravesar esas cubiertas.

El ácido peracético (PAA) es el agente esporicida más adoptado en la atención sanitaria cuando no se puede tolerar ningún residuo tóxico. Un procesador automático de endoscopios descrito por la CDC lo usa al 0.2%, preparado a partir de un producto al 35% diluido con agua filtrada a 50 °C, y la CDC señala una actividad esporicida de 15 segundos a 30 minutos con concentraciones de 500 a 10,000 ppm. Sus productos de descomposición (ácido acético o vinagre, agua y oxígeno) son biológicamente inocuos y no requieren una neutralización específica. Las principales limitaciones de manejo son el olor penetrante y la acción corrosiva sobre el cobre, el latón, el bronce, el acero al carbono y el hierro galvanizado. El peróxido de hidrógeno, en particular en formulaciones aceleradas y estabilizadas que combinan H₂O₂ con surfactantes y agentes quelantes, logra una desinfección de amplio espectro que incluye actividad esporicida a concentraciones como el 7.5%, que se emplea en esterilizantes químicos. Los sistemas de peróxido de hidrógeno vaporizado (VHP) para la descontaminación de salas vaporizan soluciones concentradas de H₂O₂ y alcanzan todas las superficies del recinto, incluidas geometrías complejas a las que la desinfección con paños no llega de forma fiable.

El glutaraldehído (solución acuosa al 2%, normalmente activada con álcali) fue durante varias décadas el estándar para la desinfección de alto nivel de los endoscopios: logra actividad esporicida, pero exige 3 horas de contacto a temperatura ambiente, frente a unos minutos del PAA. Su principal desventaja es la exposición ocupacional: es un sensibilizante e irritante con un límite de exposición laboral (WEL) de 0.05 ppm, tanto de larga duración (8 horas) como de corta duración (15 minutos), con la notación de sensibilizante, según la norma británica EH40/2005 (cuarta edición, 2020) en el marco del reglamento COSHH. Su uso en tanques de inmersión manuales ha cedido terreno ante los procesadores cerrados automáticos que emplean PAA. Para la desinfección de superficies ambientales en áreas clínicas, el glutaraldehído no es adecuado: según la CDC no debe usarse para limpiar superficies no críticas por ser demasiado tóxico y costoso, exige un enjuague minucioso y los riesgos de exposición ocupacional en ambientes abiertos son inaceptables.

Formulación de desinfectantes hospitalarios: estabilidad, compatibilidad y requisitos regulatorios

La formulación de desinfectantes hospitalarios implica más que elegir un activo: exige diseñar un sistema de entrega estable, compatible y seguro para el usuario, que mantenga la concentración del activo durante toda la vida útil del producto y durante el periodo de uso de la dilución. La estabilidad del ingrediente activo es el principal desafío de formulación de los biocidas oxidantes: el hipoclorito de sodio se degrada en presencia de iones de metales de transición (que se secuestran con EDTA o silicato de sodio), de luz (se requiere envase opaco), de calor y de contaminación orgánica. Los productos de ácido peracético se suministran normalmente como mezclas en equilibrio de PAA, peróxido de hidrógeno y ácido acético; el equilibrio se mantiene por la presencia de los tres componentes, y la dilución de uso lo desplaza hacia la descomposición, por lo que las soluciones de uso deben emplearse dentro de un periodo validado tras su preparación.

Los desinfectantes a base de cuaternarios se formulan en un sistema de surfactantes compatible: hay que excluir de la misma formulación los surfactantes aniónicos y los jabones, porque se unen al cuaternario, de carga positiva, y lo inactivan por completo. La mayoría de los desinfectantes comerciales de cuaternarios usan cosurfactantes anfóteros (betaínas, óxidos de amina) para el desempeño de limpieza, o se venden como productos de dos pasos (primero limpiar y después desinfectar). La adición de agentes quelantes (EDTA, gluconato) prolonga la actividad del cuaternario en agua dura, al secuestrar los iones Ca²⁺ y Mg²⁺ que de otro modo reducen su interacción con la membrana. La selección del conservante del propio producto debe evitar interacciones con el activo principal, un descuido frecuente en el desarrollo de formulaciones combinadas de limpiador y desinfectante. Nuestro recurso sobre los limpiadores domésticos e industriales abarca la plataforma de limpieza a base de surfactantes que sustenta la mayoría de las bases de formulación de los desinfectantes, y la misma lógica de formulación neutra, alcalina o desinfectante se aplica específicamente al cuidado de pisos en nuestra guía sobre la formulación de limpiadores de pisos (en inglés).

Desde el punto de vista regulatorio, los productos que declaran desinfección en la UE deben contar con una autorización válida de producto biocida conforme al Reglamento (UE) 528/2012, o estar cubiertos por ella. El producto debe demostrar su eficacia superando las normas EN de fase 2 pertinentes, en condiciones limpias y sucias, a la dilución y con el tiempo de contacto de la etiqueta. Los datos de eficacia generados solo en condiciones limpias (0.3 g/L de albúmina) no sirven para respaldar afirmaciones en entornos con contaminación orgánica, y los entornos clínicos están contaminados por naturaleza. Las afirmaciones de la etiqueta (bactericida, fungicida, virucida, esporicida) deben corresponder con precisión a las normas EN superadas en los ensayos del registro: no puede hacerse ninguna afirmación sobre una clase de organismos que no se incluyó en los datos de ensayo registrados.

Sanitizante, desinfectante y limpiador: diferencias regulatorias y de eficacia

Los términos «limpiador», «sanitizante» (higienizante en España) y «desinfectante» describen tres clases de producto con requisitos de eficacia muy distintos, y confundirlos es una fuente frecuente de errores de compra en los entornos sanitarios. Un limpiador retira la suciedad, la materia orgánica y los residuos de la superficie mediante la acción de los surfactantes y la fricción mecánica, pero no tiene una afirmación validada de destrucción de microorganismos; la limpieza por sí sola reduce la carga microbiana por remoción física, no por muerte de los organismos, y es, aun así, el primer paso obligatorio antes de que cualquier desinfectante pueda funcionar según su especificación validada. Un sanitizante reduce (no elimina) las poblaciones microbianas hasta un nivel que las normas de salud pública consideran seguro, y por lo general demuestra una reducción de 3 log (99.9%) de las bacterias en un tiempo de contacto corto: un listón bastante más bajo que la reducción bactericida de 5 log que exigen las normas EN del área médica, como EN 13727. Un producto etiquetado solo como sanitizante, incluso con una formulación segura para el contacto con alimentos, no alcanza el umbral de eficacia de la desinfección de superficies hospitalarias y no puede sustituir a un desinfectante validado con las normas EN del área médica en una zona clínica. Nuestra comparación detallada en sanitizante frente a desinfectante frente a limpiador (en inglés) trata la distinción regulatoria y de eficacia completa, incluidas las afirmaciones concretas que puede llevar cada categoría en los principales mercados.