Soluciones electrolizadas de superoxidación con pH neutro: un antiséptico eficaz

AUTOR: Dra. Gabriela Millán Aguilar

Resumen

Las soluciones electrolizadas de superoxidación (SES) forman parte del gran grupo de antisépticos que se emplean comúnmente en el área médica, y tienen la ventaja de ser el producto más reciente en el mercado. Sus indicaciones incluyen funciones desinfectantes, esterilizantes y antisépticas. Las variaciones en su fórmula han hecho que las SES sean más estables químicamente y, sobre todo, más seguras para los tejidos vivos. Los elementos resultantes del proceso de fabricación, incluyendo el ácido hipocloroso, confieren a las soluciones electrolizadas múltiples ventajas biológicas que las células del cuerpo humano naturalmente ejercen ante los microorganismos patógenos. Por estas y otras razones, el estudio y entendimiento de las soluciones de superoxidación es imperativo para la comunidad médica, y se espera que su evolución esté acompañada de más estudios al respecto.

Palabras clave: SES, antisepsia, microorganismos patógenos

Abstract

Superoxidation electrolyzed solutions (SES) are part of the large group of antiseptics that are commonly used in the medical field and have the advantage of being the newest product on the market. Its indications include disinfectant, sterilizing and antiseptic functions. Variations in its formula have made SES more chemically stable and, above all, safer for living tissue. The elements resulting from the manufacturing process, including hypochlorous acid, give electrolyzed solutions multiple biological advantages that the cells of the human body naturally exert against pathogenic microorganisms. For these and other reasons, the study and understanding of superoxidation solutions is imperative for the medical community, and it is expected that its evolution will be accompanied by more studies in this regard.

Keywords: SES, antisepsis, pathogenic microorganisms

Introducción

Los microorganismos son una parte común de nuestra flora residente y está bien establecido que su existencia es indispensable para muchos procesos biológicos en nuestro sistema. Esto continuará mientras exista una simbiosis en el entorno, es decir, que las diferentes especies de bacterias formen un equilibrio tras su interacción. Sin embargo, si esta se rompe por efecto de una mayor proliferación de microorganismos patógenos, se conduce a la disbiosis, lo que puede resultar en una enfermedad.

Teniendo en cuenta que en la cavidad oral existen alrededor de 700 especies bacterianas completamente identificadas y otras más que se han podido detectar mediante nuevos métodos de secuenciación, es necesario imaginar su potencial patógeno en un ambiente húmedo y con múltiples contrastes como lo es la cavidad bucal. Por ello, el mantenimiento de la salud bucal es el objetivo de todo odontólogo.

Históricamente, la prevención de una infección siempre ha sido una necesidad en el área médica. Los protocolos propuestos son múltiples, pero por común que parezcan, la asepsia y la antisepsia son los principales para el cumplimiento de esta tarea.

El surgimiento de más microorganismos o mutaciones de los mismos ha provocado un aumento en las enfermedades. Partiendo de protocolos simples de prevención, la tendencia va hacia la búsqueda y creación de antisépticos con mejores propiedades y mayor poder de alcance. Asimismo, los mecanismos de asepsia, aunque han experimentado menos cambios, continúan en uso y tienen vigencia permanente.

Medidas encaminadas a la prevención de una infección

Los términos asepsia y antisepsia suelen confundirse, pero, aunque tienen el mismo propósito, que es la eliminación y/o reducción de microorganismos, los protocolos de aplicación son diferentes.

El concepto de asepsia se refiere a la utilización de procedimientos que impidan el acceso de microorganismos patógenos a un medio libre de ellos, como el lavado de manos y técnicas de barrera. La antisepsia, por su parte, es el conjunto de procedimientos o actividades destinados a inhibir o destruir los microorganismos potencialmente patógenos. Para su implementación, se utilizan biocidas tanto en la piel y los tejidos humanos (antisépticos) como en objetos, superficies o ambiente (desinfectantes).1 Los biocidas son sustancias que, por medios químicos o biológicos, pueden destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la acción o ejercer un efecto de control sobre cualquier organismo nocivo.2

Los antisépticos y los desinfectantes son sustancias utilizadas para el mismo propósito, sin embargo, hay muchas revisiones que destacan sus diferencias y es importante conocerlas, ya que no se pueden utilizar de la misma manera (tabla 1). Aunque la diferencia es significativa, hay sustancias que cumplen con ambas finalidades, con diferentes concentraciones y presentaciones.

Tabla 1. Diferencias entre antiséptico y desinfectante.

Un buen antiséptico debe cumplir con ciertas características, como actuar contra el mayor número y variedad de microorganismos posibles, difundirse con facilidad a través de la materia orgánica como exudados, fibras y pus, actuar de manera rápida y sostenida, y no lesionar los tejidos.3 Este último aspecto se define como biocompatibilidad, que es la capacidad de un material para producir una respuesta adecuada en el huésped cuando se aplica según lo previsto, sin generar toxicidad, daño, reacción fisiológica o rechazo inmunológico.

En el ámbito médico existen una amplia gama de antisépticos y las características de su sustancia activa generan, en ocasiones, una mayor especificidad de uso. Conocer las características de cada uno y su mecanismo de acción nos permitirá elegir uno sobre otro y comprender por qué se recomienda su uso en ciertos casos.

Soluciones electrolizadas de superoxidación con pH neutro

Las soluciones electrolizadas de superoxidación (SES) han sido una alternativa en el campo de la desinfección desde hace aproximadamente 3 décadas. Tienen efectos esterilizantes, desinfectantes y antisépticos.4

Se dice que las SES son uno de los antisépticos más recientes, ya que fueron descritas por primera vez en 1996 por Tanaka en su artículo sobre la actividad antimicrobiana del agua superoxidada publicado en el Journal of Hospital Infection. Para entenderlas, es importante mencionar que existen múltiples nombres para referirse a las soluciones electrolizadas de superoxidación, tales como aguas electrolizadas, ácidos fuertes electrolizados en solución acuosa, soluciones oxidantes mixtas y solución electrolítica ácida. No obstante, todos estos nombres se refieren a las SES.5

¿Como se obtienen?

El proceso de producción de las SES es sencillo, ya que se desarrollan a partir de agua común y sal (NaCl), que se tratan en una cámara con electrodos a la que se le induce una corriente eléctrica, generando la separación en varios elementos, principalmente derivados de cloro, hidrógeno y oxígeno.3 Estos elementos también forman parte de otros compuestos antisépticos conocidos.

El artículo base de Tanaka menciona que la separación de estos elementos se realiza mediante la mezcla de agua común del grifo con sal, que se coloca en un electrolizador. El resultado es agua superoxidada con un pH que oscila entre 2.3 y 2.7 y un potencial de oxidación-reducción de 1000-1100 mV, que contiene alrededor de 30 ppm (partes por millón) de cloro disuelto (fig. 1).6

Figura 1. Esquema del sistema para la obtención del agua superoxidada. Esquema del sistema para obtención del agua superoxidada. Fuente: Jour Hosp Infect 1996;34:43-49.

Los radicales de cloro e hidróxido se combinan para formar ácido hipocloroso (HOCl) y otros compuestos. Es importante resaltar que el HOCl es formado de manera natural por los leucocitos para combatir las infecciones y matar los patógenos mediante la oxidación y la cloración durante el proceso de fagocitosis. Biológicamente, el HOCl se clasifica dentro de un grupo de pequeñas moléculas conocidas como especies reactivas del oxígeno (ROS) sintetizadas por células del sistema inmune (neutrófilos y macrófagos) durante el proceso inmunológico conocido como “estallido respiratorio” al fagocitar antígenos (fig. 2).7

Figura 2. Representación esquemática de la producción de HOCl a nivel intracelular durante el estallido respiratorio. Int. J. Odontostomat. 2015;9(3):475-481.

Uno de los inconvenientes de esta solución es precisamente su pH altamente ácido de 2.7 y su alto potencial de oxidación-reducción. Aunque son tóxicos para los microorganismos y altamente corrosivos, no se reporta que su corrosividad afecte a los tejidos vivos. Sin embargo, debido a esto, no son la primera elección de uso, por lo que se buscan alternativas obtenidas de la misma manera, con el mismo efecto, pero que sean biocompatibles.

Estas alternativas son las Soluciones Electrolizadas de Selectividad Iónica (SESI), que son más estables y tienen una composición y pH más apropiados. Su proceso de obtención es muy similar, aunque resulta más complejo debido a la necesidad de obtener un pH neutro más ajustado a través del control y la selección iónica, así como del control de los flujos.

Para obtener las soluciones electrolizadas de selectividad iónica (SESI) se requiere de una electrólisis más controlada con parámetros estrictos de voltaje y carga de corriente. Los iones obtenidos en este proceso son ordenados y seleccionados para obtener iones controlados y estables. Luego, se realiza una concentración controlada de volúmenes para obtener la neutralidad del pH. La ventaja de estos procesos es que resulta en una solución con un pH neutro que oscila entre 6.4 y 7.5, una mayor estabilidad ante condiciones ambientales y rangos de iones dentro de los estándares conocidos y permitidos para fines terapéuticos.5

Clasificación

Aunque las soluciones anteriores son similares en su proceso de obtención, hay tres características químicas que componen la solución de superoxidación y que se utilizan para indicar su uso:

  1. El pH
  2. El potencial de oxidación-reducción (POR)
  3. Los componentes generados en el proceso

Existe una clasificación basada en el potencial de hidrógeno, la cual divide las soluciones de superoxidación en ácidos fuertes y ácidos débiles (cuadro 2). Ambos tipos tienen propiedades microbicidas altas y aunque los ácidos fuertes pueden ser un poco más efectivos, también son más corrosivos. Aunque las soluciones de superoxidación no presentan este efecto en los tejidos vivos, no se recomienda su uso en el cuerpo humano y se enfoca más en desinfectantes de ambientes y superficies. Por otro lado, los ácidos débiles tienen un efecto microbicida similar, pero con un pH neutro, lo que los hace más seguros para su uso en el campo quirúrgico y cerca de tejidos vivos.

Cuadro 2. Clasificación y características de las soluciones de superoxidación de acuerdo con su pH.

Una clasificación adicional es la de primera y segunda generación, la cual se basa en la forma en que se obtienen y comercializan las soluciones, así como en la estabilidad de la solución una vez abierta, su potencial de oxidación-reducción y su pH.

Es importante tener en cuenta que actualmente las SESI ya no se consideran como una solución de superoxidación, ya que las diferencias en el mecanismo de reacción las han clasificado como una evolución tecnológica de este tipo de soluciones.

Mecanismo de acción de las SES

Las soluciones de superoxidación actúan en la pared celular de los microorganismos. En las bacterias, su mecanismo de acción se atribuye al efecto de oxidación de los grupos sulfhidrilo (-SH) y aminoácidos presentes en la pared bacteriana, lo que afecta el proceso de respiración y nutrición de los microorganismos, produciendo oxidación de los componentes respiratorios, inhibición en la síntesis de proteínas, alteración en la producción de energía (adenosinfosfato), rompimiento de las cadenas de ARN y represión en la síntesis de moléculas del metabolismo celular.8

Efecto de la irrigación con solución electrolizada de superoxidación neutra sobre un sitio posquirúrgico
Las soluciones de superoxidación con pH neutro son uno de los antisépticos que actualmente han ganado gran demanda en la práctica odontológica y se han posicionado rápidamente como favoritos para los clínicos, debido a su alta biocompatibilidad y a las diversas presentaciones comerciales que facilitan su uso en un entorno a veces poco accesible como lo es la boca. Son compatibles con cualquier tejido del cuerpo y funcionan como coadyuvantes en el tratamiento básico de cualquier tipo de herida, realizando las siguientes acciones:12
• Modulando la respuesta inflamatoria secundaria a los procesos infecciosos.
• Promoviendo la regeneración tisular, acelerando la cicatrización.
• Ejerciendo un efecto antiséptico y analgésico, aunque en menor medida.

Efecto microbicida
Si recordamos, el ácido hipocloroso se produce mediante la electrólisis del agua con cloruro de sodio. Ha demostrado tener un efecto antimicrobiano de amplio espectro en concentraciones que van desde 0.1 a 2.8 mg/mL durante un periodo de exposición de 2 minutos. Aunque su actividad microbicida es más efectiva contra formas bacterianas que contra esporas y hongos, incluye microorganismos clínicamente relevantes como bacterias gramnegativas y positivas, parásitos y hongos.7

Las bacterias gramnegativas poseen grupos sulfuro y hemo (ricos en hierro) en su membrana externa que son esenciales para llevar a cabo el transporte normal de electrones. Cuando el HOCl reacciona irreversiblemente con proteínas de membrana, se producen daños estructurales que alteran la permeabilidad celular y afectan la viabilidad bacteriana. En el caso de las bacterias grampositivas, el HOCl
actúa sobre los grupos amino de la glicina presente en el peptidoglucano, por lo que el blanco de acción de la cloración difiere en comparación con los microorganismos gramnegativos. No obstante, la acción antimicrobiana del HOCl es mayor para los microorganismos gramnegativos que para la flora grampositiva.7

Efecto pro y antiinflamatorio
Las soluciones de superoxidación con pH neutro ofrecen propiedades proinflamatorias y antinflamatorias. A bajas dosis de ácido hipocloroso, se puede activar proformas de metaloproteinasas (MMP), colagenasas y gelatinasas, lo que acelera el proceso de degradación y formación de tejido conectivo. Sin embargo, la acción antiinflamatoria parece predominar, aunque estas acciones deben ser evaluadas in vivo.
El HOCl tiene la capacidad de oxidar el aminoácido taurina e inducir la formación de cloro-taurina, la cual tiene un efecto protector importante sobre los tejidos, ya que puede inhibir la producción de mediadores inflamatorios como el anión superóxido, el óxido nítrico, las interleucinas y las prostaglandinas en las células inflamatorias del tejido afectado.8
Desde el punto de vista inflamatorio, el ácido hipocloroso que se encuentra como parte activa de las soluciones de superoxidación con pH neutro puede inhibir las vías de señalización vinculadas con la expresión y translocación de factores de transcripción por oxidación, como el factor nuclear kb. El factor nuclear kb es un importante transductor de señales responsable de la transcripción genética de muchos mediadores de la inflamación, como IL-1a, IL-1b, IL2, IL-6, TNF-ð, NO, prostaglandina E2, TGF-ß y moléculas de adhesión, así como inhibidores de apoptosis.8

Efecto analgésico y hemostático
Se ha comprobado que el uso de SES con pH neutro como antiséptico bucal, ya sea sola o en combinación con otras sustancias, como el clorhidrato de bencidamina, logra una disminución del dolor en algunos pacientes de un 90 hasta un 100%, por ejemplo, en pacientes con exposición o necrosis ósea.12 En otro estudio realizado en ratas a las cuales se les indujo una herida quirúrgica y se comparó el uso de solución salina fisiológica, solución electrolizada y solución electrolizada en gel, se demostró que la actividad analgésica de la solución electrolizada al 100% es comparable e incluso ligeramente superior a la de ketorolaco.13

En este mismo estudio se menciona otro atributo no descrito antes, que es la hemostasia, donde se comprueba que tanto la solución electrolizada como la presentación en gel de la misma solución son igual de efectivas para el control hemostático, aunque se aprecia claramente que en los minutos 8 a 10, la SES tiene un efecto mayor que la presentación en gel. 13

Las ventajas de estas propiedades que presentan las soluciones electrolizadas, por obvias razones, traerán consigo la regeneración del tejido y una rápida cicatrización, lo cual es fundamental para evitar la infección posquirúrgica. Estas soluciones electrolizadas de superoxidación, al tener ligeros cambios químicos en su proceso de elaboración, pueden usarse como desinfectantes, esterilizantes y antisépticos. Dentro de su gama de antisépticos, existe la línea quirúrgica en diversas presentaciones (soluciones antisépticas bucales, antisépticos de irrigación quirúrgica, solución antiséptica en cartucho y gel antiséptico bucal), las cuales se emplean de forma efectiva, segura e inocua para la irrigación del sitio quirúrgico. Además del arrastre mecánico, elimina virus, bacterias y hongos, lo que contribuye a la prevención de infecciones en el periodo transquirúrgico. Reduce la formación de abscesos y la necesidad de reintervenciones quirúrgicas, lo cual favorece la recuperación del paciente y disminuye la probabilidad de complicaciones infecciosas en el posoperatorio.11

Por su eficacia y seguridad en los tejidos, estas soluciones son una elección adecuada en el pre, trans y posoperatorio de procedimientos quirúrgicos en Odontología, e incluso para uso convencional en diversas áreas.

• Conclusión
Las SES con pH neutro son potentes antisépticos que se fabrican con un proceso sencillo pero que se mejoran de forma continua para lograr resultados más predecibles en la eliminación de microorganismos y una mayor biocompatibilidad. Comprender su base química y biológica nos ayuda a comprender el poder de su acción antiséptica y a verificar su uso en el área odontológica. Comprender su base química y biológica nos permite comprender el poder de su acción antiséptica y verificar su uso en el área médica. Si bien es cierto que la prevención de infecciones del sitio quirúrgico depende de múltiples factores, el uso de irrigación trans y posquirúrgica con estas soluciones es un beneficio adicional para el éxito de nuestros procedimientos.

La versatilidad en cuanto a sus presentaciones en el mercado se debe a las necesidades de los clínicos y, al mismo tiempo, es sinónimo de practicidad, facilidad de uso y seguridad. Por estas y otras razones, el estudio y comprensión de las soluciones de superoxidación son imperativos para la comunidad odontológica. Se espera que su evolución venga acompañada de más investigaciones en este sentido.

Referencias

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