Luchar contra las superbacterias de forma proactiva: innovación y colaboración en la biodescontaminación con peróxido de hidrógeno vaporizado

En 2014, un informe independiente encargado por el Reino Unido estimó que las infecciones resistentes a los medicamentos podrían provocar 10 millones de muertes y costar más de 100 billones de dólares para 2050. (Ver: “Antimicrobial Resistance: Tackling a Crisis for the Health and Wealth of Nations.” ["Resistencia a los antimicrobianos: abordar una crisis para la salud y la riqueza de las naciones). Las infecciones resistentes a los medicamentos, o las llamadas "superbacterias", incluyen Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), Enterococcus resistente a la vancomicina (VRE), Clostridium difficile (C. difficile), Candia Auris y otros organismos resistentes. En respuesta a este problema emergente, el Secretario General de las Naciones Unidas creó, en 2016, el Grupo de Coordinación Interinstitucional (GCI) sobre la resistencia a los antimicrobianos. El GCI entregó su informe a la ONU en abril de 2019, "No hay tiempo para esperar: garantizar el futuro de las infecciones resistentes a los medicamentos."

Innovar y colaborar

El informe hace cinco recomendaciones para combatir la amenaza de la resistencia a los antimicrobianos (AMR), que incluyen: "Innovar para asegurar el futuro" y "Colaborar para una acción más eficaz". En Finlandia, la colaboración y la innovación para combatir los patógenos resistentes a los medicamentos se están dando entre el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia Ltd, Cleamix, un fabricante de generadores portátiles de vapor de peróxido de hidrógeno, y el fabricante de sensores y sistemas de medición industriales Vaisala Oyj.

Esta particular historia de innovación comienza con la Fuerza Aérea de Finlandia y su búsqueda por encontrar la manera de destruir toxinas biológicas y microorganismos convertidos en armas. El ejército de EE. UU. había realizado un gran trabajo inicial para demostrar que el peróxido de hidrógeno vaporizado podría ser eficaz como biodescontaminante. El problema era que la mayoría de los generadores de vapor de H₂O₂ disponibles comercialmente eran demasiado grandes para implementarse en el campo. Entonces, el ejército finlandés recurrió a la comunidad científica para encontrar un generador de vapor que fuera portátil, rentable y capaz de producir suficiente vapor de peróxido de hidrógeno.

El fabricante de equipos finlandés Cleamix se fundó para estudiar el problema y creó un generador de vapor liviano que podría producir cantidades suficientes de vapor con las concentraciones requeridas de peróxido de hidrógeno. Sin embargo, para garantizar que el vapor fuera efectivo en la destrucción de microorganismos, Cleamix necesitaba que su dispositivo especificara la concentración correcta de vapor de H₂O₂ durante un período de tiempo determinado. Eso requería un sensor que pudiera medir tanto la concentración de vapor de peróxido de hidrógeno como otros parámetros críticos del proceso, incluidos la temperatura y un valor de humedad derivado de la combinación de agua y vapor de peróxido de hidrógeno: saturación relativa (% RS).

 "Ya sea que esté descontaminando una cabina, una ambulancia, un aislador o un quirófano (realmente cualquier área que pueda contaminarse), necesita sensores en línea que brinden valores no solo para el vapor de H₂O₂, sino también para la saturación relativa, porque esto le indicará cuándo se producirá la condensación a la temperatura actual. La saturación relativa indica el valor de humedad derivado de la combinación de agua y vapor de peróxido de hidrógeno". - Panu Wilska, CEO de Cleamix

Empresa privada que trabaja para los intereses públicos

Panu Wilska llegó a Cleamix en 2016 con más de 25 años de experiencia internacional que van desde la física nuclear hasta la gestión de nuevas empresas de alta tecnología. Se ha desempeñado en la compañía como asesor, miembro de la junta de directores, presidente de la junta y ahora director ejecutivo. Cleamix se enteró de que Vaisala estaba desarrollando un sensor para peróxido de hidrógeno vaporizado y que el sensor daría múltiples valores; ppm de H₂O₂ y la temperatura, pero lo más importante, un valor para el punto de saturación. Aunque técnicamente es posible calcular valores para cada parámetro: temperatura, humedad relativa y ppm de H₂O₂, igual necesita un sensor para cada uno.

Nuevas tecnologías combinadas

Vaisala creó la Tecnología PEROXCAP® y Cleamix fue una de las empresas que probó las primeras sondas de la serie (HPP270). Las sondas se pueden utilizar con generadores de vapor para medir las condiciones de descontaminación; las sondas también se pueden integrar para controlar la salida de vapor según los requisitos del proceso. Como las ondas de la serie HPP de Vaisala habilitan el control de procesos en tiempo real, si el generador de vapor de Cleamix necesita ajustar la salida para que coincida con las condiciones ambientales cambiantes durante un proceso, los datos de la sonda permiten que el generador se ajuste de manera automáticamente.

Cleamix también trabajó con el ejército en posteriores pruebas que se realizaron en un centro de investigación militar mediante el uso de peróxido de hidrógeno vaporizado como biocida en edificios militares abandonados para identificar los niveles de concentración requeridos de peróxido de hidrógeno vaporizado.  Inicialmente, Cleamix creó dos modelos de generadores portátiles. El modelo más grande pesa solo 9,5 kg y puede descontaminar áreas a partir de diez metros cúbicos. Se pueden conectar en red varios generadores de vapor para áreas grandes, generalmente usando un vaporizador por cada 100 metros cúbicos. El modelo más pequeño pesa 6 kg y es ideal para áreas de uno a 20 metros cúbicos, incluidos: gabinetes y compartimientos, gabinetes de laboratorio y vehículos, como ambulancias y aviones. Las pruebas independientes realizadas con las unidades de Cleamix han demostrado que la relación de eficiencia de vapor (la cantidad de peróxido de hidrógeno acuoso que se vaporiza) supera el 90 %.

Biodescontaminación eficiente y eficaz

El generador de Cleamix utiliza alrededor de un litro de líquido de H₂O₂ durante cinco horas y media de funcionamiento continuo a plena potencia. Con una combinación de métodos de cambio de fase, vaporización acelerada por encima y por debajo de la presión atmosférica y eficacia validada por terceros; la empresa ahora tiene 26 patentes pendientes para su exclusiva tecnología.

Luego hubo otras innovaciones. Además de la portabilidad, los generadores de vapor de Cleamix pueden vaporizar una combinación de líquidos. Las aplicaciones típicas requieren una solución acuosa al 50% de H₂O, pero con la adición de una pequeña cantidad de amoníaco, el vapor puede destruir otros patógenos, incluido el gas nervioso como arma. Los generadores de vapor de H₂O₂ de Cleamix han sido probados de forma independiente por dos organizaciones militares diferentes y se ha descubierto que neutralizan con éxito todos los agentes nerviosos, incluidos el VX y el sarín. Este año se realizaron pruebas de las unidades de Cleamix en laboratorios que investigan una nueva superbacteria peligrosa, Candida Auris (C.Auris).

Este patógeno fúngico que emerge rápidamente se descubrió por primera vez en Japón en 2009 y puede causar infecciones potencialmente mortales debido a su resistencia a las tres clases de antifúngicos. Las pruebas de Cleamix han demostrado que el ácido acético acelerará la descontaminación, pero C. Auris también se puede destruir solo con peróxido de hidrógeno vaporizado de alta concentración.

La amenaza emergente se encuentra con una solución de vanguardia

En abril de 2019, el New York Times publicó un artículo sobre C. Auris titulado: "A Mysterious Infection, Spanning the Globe in a Climate of Secrecy." ["Una infección misteriosa que se extiende por todo el mundo en un clima de secreto"] El artículo describe brotes recientes en hospitales y centros médicos en España, el Reino Unido y varios estados de EE. UU. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades han agregado C.Auris a su lista de amenazas urgentes. A nivel mundial, se han producido brotes de C. Auris en India, Pakistán y Sudáfrica. Tanto la Agencia de Salud Pública de Canadá (PHAC) como el Centro Sudafricano para Infecciones Oportunistas, Tropicales y Hospitalarias (COTHI), publicaron recomendaciones provisionales sobre el manejo de C. Auris que sugieren el uso de vapor de peróxido de hidrógeno cuando sea factible, además de otros agentes y métodos de descontaminación. (Ver: “Candida Auris: Disinfectants and Implications for Infection Control.” ["Candida Auris: desinfectantes e implicaciones para el control de infecciones])

"C.Auris es muy resistente a muchos biocidas, incluido el H₂O₂vaporizado, pero puede ser efectivamente destruido por vapor de H₂O₂ mezclado con otros agentes. El otro líquido utilizado debe ser más ácido, como el ácido peracético o acético. Estamos involucrados en más pruebas con varios laboratorios. Esta es la razón por la que era fundamental que el método de vaporización de las unidades de Cleamix permitiera la combinación de líquidos.

"La biodescontaminación con peróxido de hidrógeno vaporizado se puede utilizar de forma proactiva, no reactiva. Estos patógenos son difíciles de matar y aún más difíciles de curar una vez que una persona está infectada. La biodescontaminación frecuente puede detener los brotes, pero el equipo debe ser portátil, altamente eficiente y asequible". - Panu Wilska, Cleamix

El nacimiento de un parámetro

Cuando Cleamix comenzó a trabajar con Vaisala, ya habían probado otros sensores de peróxido de hidrógeno, pero necesitaban un sensor que fuera estable, preciso, fácil de integrar y capaz de proporcionar mediciones para todos los parámetros necesarios. "Necesitábamos un dispositivo que pudiera dar un valor para la saturación relativa de la mezcla de vapor de agua y vapor de H₂O₂ porque nuestras pruebas originales utilizaron un "método seco" de biodescontaminación que evitó la condensación visible", dice Wilska.

Los ingenieros de Vaisala crearon un sensor que podía medir y controlar los parámetros más importantes durante la biodescontaminación: ppm de H₂O, humedad y temperatura. Esto dio lugar a un nuevo parámetro: saturación relativa. Este parámetro ayuda a los operadores a garantizar que un proceso evite la condensación (descontaminación con vapor de método seco) o incluya condensación (proceso húmedo). Equipadas con la nueva tecnología PEROXCAP® de Vaisala en las sondas de la serie HPP270, las unidades de Cleamix proveen valores de concentración de H₂O₂ conocidos.  Los parámetros clave del proceso de biodescontaminación son concentración de ppm de H₂O₂, temperatura, humedad relativa y tiempo de exposición.

En la investigación, el desarrollo y la producción farmacéutica, la biodescontaminación entre lotes o procesos es fundamental para la calidad del producto. En muchos casos, se utilizará el mismo equipo de detección de peróxido de hidrógeno para varios productos y procesos diferentes. Las sondas de la serie HPP270 de Vaisala ofrecen mediciones repetibles, ideales para múltiples procesos, y son fáciles de calibrar in situ. Otras aplicaciones de la ciencias de la vida que se benefician de la biodescontaminación con vapor de peróxido de hidrógeno incluyen el procesamiento de ingredientes farmacéuticos activos, las farmacias de compuestos de medicamentos y los centros de distribución.

Hoy, Cleamix ofrece sus unidades como vaporizadores independientes o como módulos en red para áreas más grandes y sistemas de ventilación. Sus clientes incluyen proveedores de servicios de biodescontaminación, hospitales, organizaciones militares y de defensa, laboratorios agrícolas y animales y fabricantes de productos farmacéuticos.

Obtenga más información sobre los vaporizadores Cleamix en cleamix.com .
Conozca más sobre las soluciones de Vaisala para medición, seguimiento y control de peróxido de hidrógeno vaporizado.