• Tipo e concentrazione del germicida All’aumento della concentrazione del principio attivo corrisponde l’inattivazione di un maggior numero di cellule microbiche sensibili - secondo un rapporto proporzionale tra concentrazione e dose letale - e una riduzione del tempo di applicazione. Comunque l’attività germicida inizia quando viene superata una concentrazione minima critica ad di sotto della quale tale attività o è troppo lenta (cloro < 10 ppm, iodio < 10-15 ppm) oppure è assente (quaternari < 15-20 ppm). La concentrazione di alcuni disinfettanti (sali quaternari e biguanidi) non può essere abbassata al di sotto di certe soglie minime, anche se si accetta di allungare a dismisura il tempo di applicazione. C’è infatti il rischio di un trattamento inefficace e di favorire lo sviluppo di batteri meno sensibili (soprattutto psicrotrofi quali Pseudomonas). Tale fenomeno si verifica raramente nella pratica perché la concentrazione del principio attivo è appositamente studiata dalle case produttrici; tuttavia vi possono essere errori di diluizione in fase di applicazione o per risparmiare o per limitare fenomeni di corrosione (cloroattivi, iodofori).

PUNTO CRITICO DI DISINFEZIONE
minima concentrazione di disinfettante (ppm) per inattivare 100.000 microrganismi/ml

• Numero di microorganismi La diversificazione naturale dei microrganismi genera una diversa sensibilità nei confronti dei disinfettanti, al punto che questi sono suddivisi in virucidi, sporicidi, battericidi (G + e G -) e fungicidi.  Non esiste un disinfettante che sia in grado di agire efficacemente su tutte le classi citate, pertanto la scelta dovrà tener conto di cosa si deve eliminare con particolare riferimento ai marcatori microbici. L’inattivazione delle cellule batteriche è legata a fenomeni di alterazione delle strutture subcellulari.
  Cloro, iodio e perossido di idrogeno agiscono in qualità di ossidanti su DNA, proteine citoplasmatiche, sistemi enzimatici della parete coinvolti nella produzione di energia e subunità ribosomiali bloccando la sintesi proteica. Sali quaternari e biguanidi (biguanidina, clorexidina) agiscono da batteriostatici a basse concentrazioni modificando il funzionamento delle pompe ioniche di membrana, alterando così l’equilibrio osmotico tra interno ed esterno della cellula; a concentrazioni superiori essi alterano le componenti lipidiche della parete, penetrando nella cellula e denaturando le proteine.
  La capacità dell’EDTA di legare calcio e magnesio, che contribuiscono alla coesione dei lipopolisaccaridi della parete cellulare, viene utilizzata per migliorare l’efficacia dei sali quaternari.
  E’ evidente che l’assenza delle strutture bersaglio rende il disinfettante del tutto inefficace nei confronti di alcuni microrganismi (ad es. alcooli e sali quaternari nei confronti delle spore che non presentano componenti lipidiche). In questo caso si parla di resistenza naturale assoluta. Fasi vegetative diverse degli stessi batteri - ad es. forme vegetative/sporulate - hanno composizione chimica e quindi sensibilità differenti: ad es. le spore sono refrattarie al perossido di idrogeno a 30.000 ppm, mentre le cellule vegetative vengono inattivate a concentrazioni di 500 - 1.000 ppm.
  In altri casi invece vi è una forma di resistenza naturale relativa all’azione dei disinfettanti nel senso che vi sono aspetti conformazionali del microrganismo che attenuano l’effetto del disinfettante e che  possono essere parzialmente aggirati con l’aumento della concentrazione del disinfettante. Ad es. la diversa composizione della parete cellulare dei Gram + e dei Gram - modula l’ingresso dei principi attivi: la lipofilia della membrana dei G – li rende refrattari ai principi attivi idrofili (quaternari, clorexidina, biguanidina) rendendo necessario un aumento della concentrazione da 5 - 10 ppm, sufficiente per inattivare i G +, a 100-200 per i G -, con punte di 300-500 per alcuni psicrotrofi.
  Anche la diversa età dei soggetti di una popolazione microbica influisce sulla resistenza, ad esempio l’alterazione della permeabilità di membrana delle cellule più vecchie induce una resistenza contro quelle sostanze che interferiscono con l’attività enzimatica endocellulare.
  Oltre a forme di resistenza batterica naturale vi sono forme di resistenza indotta, ad es. tramite la cessione da un microrganismo all’altro, mediante l’estroflessione della parete cellulare (pilo), di frammenti di DNA circolare extracromosomiale (plasmidi) che codificano variazioni strutturali, ad es. della membrana cellulare. Specialmente nei gram negativi; il meccanismo dell’induzione di resistenza può essere dovuto:
  • alla produzione da parte della cellula batterica di un gruppo chimico ad attività simile o alternativa a quella del gruppo intaccato dal disinfettante;
  • alla produzione di enzimi specifici anti-disinfettante (è lo stesso meccanismo della produzione della penicillinasi);
  • alla superproduzione di lipidi da parte della parete cellulare  (questo meccanismo è tipico dei gram negativi, e segnatamente di Escherichia coli).

Effetto delle diverse fasi sulla carica batterica delle superfici

Efficacia antimicrobica dei disinfettanti

• Durata dell’esposizione e temperatura della soluzione La temperatura influenza notevolmente l’effetto microbicida dei disinfettanti. Quando l’energia di attivazione è bassa (cloro, iodio, acido peracetico) l’effetto microbicida è rilevante anche a bassa temperatura: basta un modesto incremento di temperatura ad es. da quella di refrigerazione a quella ambientale per aumentare l’effetto inattivante, pur se non devono mai essere superati i 30-40°C oltre i quali la molecola si degrada liberando sostanze tossiche. D’altra parte l’aumento della concentrazione necessario per l’eventuale disinfezione a freddo con molecole ad elevata energia di attivazione (quaternari e biguanidi) raggiunge livelli tanto elevati da rendere estremamente difficoltoso il risciacquo.
  Generalmente esiste una relazione inversa tra temperatura, tempo di contatto e concentrazione del principio attivo. La durata del contatto fra prodotto e microrganismi non deve generalmente essere inferiore a 10 -15’ per i prodotti liquidi e a 12 h per i gassosi.

Test a sospensione: minuti necessari per la devitalizzazione del 99,99% dei microrganismi sospesi nella soluzione disinfettante

• pH della soluzione I composti disinfettanti per uso industriale sono formulati in modo idoneo a garantire che la loro soluzione di impiego presenti un valore di pH idoneo a garantire la massima efficacia germicida (es. il cloro la cui azione germicida è legata alla formazione di acido ipocloroso ha concentrazioni accettabili fino a pH non superiore 8 - 8,5; nel caso dello iodio valori di pH nelle soluzioni compresi tra 4,5 e 9 sono favorevoli alla formazione di quantità apprezzabili delle molecole germicide di iodio molecolare e  acido ipoiodoso). Tuttavia non è infrequente che a causa di risciacqui insufficienti o del mancato risciacquo delle superfici dopo la detersione, il composto disinfettante clorato o iodoforo venga a trovarsi in ambiente notevolmente alcalino. Pertanto occorre ribadire che la pulizia sia fisica (risciacquo con acqua tiepida immediatamente al termine del lavoro) che chimica (detergenti) è il punto più importante del processo di sanificazione
• Natura della superficie e presenza di sporco La molecola attiva agisce solo se entra in contatto col patogeno; quindi i patogeni dislocati in fessure, crepe dell’intonaco, stretti pertugi di attrezzature, ben difficilmente vengono a contatto con il disinfettante, a meno che questo non sia un prodotto molto "bagnante" o un gas ad alta diffusibilità; analogamente è impossibile o per lo meno molto difficile il contatto fra disinfettante (liquido o gassoso che sia) e patogeni inglobati in sangue essiccato, escrementi, grasso, sporcizia. La presenza sulla superficie di residui di materiale organico risulta essere la principale causa del fallimento della disinfezione. L’effetto di inattivazione del disinfettante da parte dello sporco organico è crescente dall’acido peracetico ai sali quaternari; nel caso del Cloro sono le componenti proteiche dello sporco, in particolare aminoacidi altamente  reattivi quali tirosina e cistina, che sottraggono principio attivo al disinfettante. In definitiva occorre operare una scelta ragionata del disinfettante tenendo conto delle c. d. “variabili di utilizzo”.

Variabili di utilizzo dei disinfettanti