A medida que avanza el desarrollo de dispositivos microfluídicos, como los chips de cultivo celular y órganos en chip, la esterilización se convierte en un paso fundamental para mantener la integridad de estos sistemas. Cualquier equipo que entre en contacto con fluidos biológicos sensibles debe esterilizarse a fondo para garantizar la viabilidad y la reproducibilidad de los resultados experimentales. Aunque existen varios métodos de esterilización, el tratamiento en autoclave (o esterilización al vapor) sigue siendo la opción más popular debido a su eficacia, simplicidad, bajo coste y carácter respetuoso con el medio ambiente, ya que no produce residuos tóxicos.
En esta revisión se presentan los distintos tipos de autoclaves, se analizan sus mecanismos de funcionamiento y se indican los materiales más compatibles con este método de esterilización.
¿Cómo funciona el autoclave para la esterilización?
El autoclave se basa en la esterilización por calor, un proceso sencillo que consiste en exponer los dispositivos a vapor saturado a 121 °C durante 20 minutos a una presión de 115 kPa. El calor intenso provoca la desnaturalización de las proteínas, lo que detiene de forma eficaz la actividad microbiana y garantiza la esterilización. Sin embargo, si las condiciones no son óptimas, la actividad microbiana podría detenerse temporalmente, pero reanudarse una vez que baje la temperatura.
Para que la destrucción de gérmenes sea eficaz, el vapor utilizado debe ser homogéneo y saturado, y la alta temperatura debe generar la presión correspondiente, tal y como establece la ley de Regnault. Es fundamental utilizar agua desmineralizada para producir vapor, ya que así se evita que las sustancias en suspensión contaminen el sistema.
Un ciclo típico de esterilización en autoclave (como el que se muestra en la siguiente figura) incluye:
- Fase previa a la esterilización: Se alternan varias inyecciones de vapor con inyecciones de « vide » para purgar el aire de la cámara de esterilización. La ausencia de aire garantiza una mejor penetración del vapor.
- Fase de esterilización: La cámara se mantiene a una temperatura y presión deseadas durante un tiempo determinado (por ejemplo, 121 °C durante 20 minutos).
- Fase de enfriamiento: Tras la esterilización, la cámara se enfría y la presión disminuye hasta alcanzar los niveles atmosféricos.
Diferentes tipos de autoclaves
Los autoclaves se clasifican en tres tipos principales: Clase N, Clase B y Clase S. Comprender sus diferencias es fundamental para seleccionar el autoclave más adecuado para aplicaciones específicas, especialmente en microfluídica.
Autoclave de clase N
El autoclave de clase N está diseñado para productos sólidos simples (denominados «productos sólidos sin envoltura») y no puede esterilizar eficazmente textiles, materiales porosos, artículos huecos ni productos en recipientes sellados. Una limitación destacable es su penetración irregular del vapor, debido principalmente a que no requiere un precondicionamiento d vide . Por ello, los autoclaves de clase N son más adecuados para materiales sencillos y no porosos.
Autoclave de clase B
Los autoclaves de clase B, también conocidos como «esterilizadores pequeños pero potentes», son compactos pero muy eficientes, y capaces de esterilizar una amplia gama de materiales. Entre ellos se incluyen materiales porosos, textiles, objetos huecos como jeringas de vidrio y productos sellados. La norma EN 13060 define su rendimiento y sus ciclos, lo que los convierte en una opción fiable para aplicaciones médicas y microfluídicas. Su versatilidad y su reducido tamaño los convierten en la opción preferida para la microfluídica.
Autoclave de clase S
Los autoclaves de clase S se sitúan entre la clase N y la clase B en cuanto a funcionalidad. El rendimiento de estas máquinas varía considerablemente, ya que no están sujetas a una norma específica y sus capacidades de esterilización las determina el fabricante. Por ello, su uso es menos habitual en aplicaciones que requieren precisión, como la microfluídica.
Cómo elegir el autoclave adecuado para la microfluídica
Dada la naturaleza sensible de los materiales y dispositivos utilizados en microfluídica, el autoclave de clase B se perfila como la opción más adecuada. Su versatilidad, su capacidad para manejar una amplia variedad de materiales (incluidos los porosos y huecos) y su cumplimiento de estrictas normas de seguridad lo convierten en la opción idónea para los procesos de esterilización en microfluídica.
Materiales autoclavables en microfluídica
Determinar qué materiales pueden soportar las altas temperaturas (121 °C) y presiones utilizadas en el autoclave sin sufrir daños supone un reto importante en microfluídica. Aunque muchos materiales microfluídicos habituales son aptos para el autoclave, a menudo se da por sentado erróneamente que otros, como el PMMA, el PVC y el PC, también lo son, cuando en realidad no es así. Esto se debe a que sus temperaturas de transición vítrea (Tg) son inferiores a 121 °C, lo que significa que estos materiales podrían fundirse o deformarse durante el proceso. Por lo tanto, es esencial verificar las propiedades térmicas de cada material antes de la esterilización para evitar daños.
Para garantizar la eficiencia y la seguridad de su sistema microfluídico, consulte la tabla que figura a continuación para tomar decisiones informadas sobre qué materiales son realmente autoclavables.
Además, consulta siempre las instrucciones del fabricante para obtener orientación específica sobre la compatibilidad de los componentes individuales —ya se trate de tube, chips o conectores— antes de proceder con cualquier procedimiento de esterilización.
| Material | ¿Se puede esterilizar en autoclave? |
|---|---|
| Acero inoxidable 316 | Sí |
| Acrílico | Sí |
| Vidrio de borosilicato | Sí |
| Delrin (polioximetileno) | Sí |
| ETFE (etileno-tetrafluoroetileno) | Sí |
| FEP (etileno propileno fluorado) | Sí |
| Halar | Sí |
| PFA de alta pureza | Sí |
| Nailon | No |
| PC (policarbonato) | No |
| PCTFE (policlorotrifluoroetileno) | Sí |
| PDMS (polidimetilsiloxano) | Sí |
| PEEK (polieteretercetona) | Sí |
| Perlast | Sí |
| PFA (perfluoroalcoxi) | Sí |
| PK (policetona) | Sí |
| PMMA (polimetilmetacrilato) | No |
| PE (polietileno) | No |
| Polisulfona | Sí |
| PP (polipropileno) | Sigue las instrucciones del fabricante. |
| PPS (sulfuro de polifenileno) | Sí |
| PS (poliestireno) | No |
| PTFE (Politetrafluoroetileno) | Sí |
| PVC (cloruro de polivinilo) | No |
| Radel® | Sí |
| Silicona | Sí |
| Vidrio de cal y sosa | No |
| Titanio | Sí |
| Topas - COC (copolímero de olefinas cíclicas) | No |
| TPX® (polimetilpenteno) | Sí |
| UHMWPE (polietileno de peso molecular ultraalto) | No |
| Ultem | Sí |
| Vespel | Sí |
| Zeonex - COP (polímero de olefinas cíclicas) | No |
| Zeonor - COP (polímero de olefinas cíclicas) | No |
Conclusión
La esterilización es un paso fundamental en microfluídica, especialmente para aplicaciones biomédicas y biológicas. La esterilización con vapor mediante autoclave es un método fiable y muy utilizado, siempre que se sigan los protocolos correctos. Al seleccionar autoclaves adecuadas —como las de clase B— y garantizar la compatibilidad de los materiales, se puede asegurar la seguridad y el rendimiento de los dispositivos microfluídicos.
No te pierdas más consejos, tutoriales y aplicaciones prácticas en nuestras próximas publicaciones. Hasta entonces, ¡mantén la valentía, esteriliza en autoclave y no dejes que los microbios se porten mal🧪🔬!
📧 Si tiene alguna pregunta o comentario, no dude en ponerse en contacto con nosotros en support@darwin-microfluidics.com.
