Esterilización por vapor en autoclave

La electrólisis del agua consiste en su descomposición en sus elementos constituyentes, oxígeno (O₂) e hidrógeno (H₂), mediante el paso de una corriente eléctrica. En el cátodo, dos moléculas de agua se reducen para formar hidrógeno gaseoso e iones hidróxido. En el ánodo, dos moléculas de agua se oxidan para formar oxígeno gaseoso, protones y electrones.

El sobrepotencial es la diferencia de potencial (voltaje) entre el potencial de reducción determinado termodinámicamente de una semirreacción y el potencial al que se observa experimentalmente el evento redox. Representa la energía adicional necesaria para superar las barreras de activación y que la reacción del electrodo avance a una velocidad significativa. Es un factor clave en la eficiencia energética de todos los procesos electrolíticos.

La respiración celular es una serie de reacciones redox en las que las moléculas orgánicas, como la glucosa, se oxidan para liberar energía. La glucosa ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) se oxida a [latex]CO_2[/latex], mientras que el oxígeno ([latex]O_2[/latex]) se reduce a agua ([latex]H_2O[/latex]). Este proceso transfiere electrones a través de una cadena de transporte de electrones, creando un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP, la principal moneda energética de la célula.

El potencial electroquímico es fundamental para la vida, ya que impulsa los procesos a través de las membranas celulares. Las bombas de iones crean gradientes de concentración de forma activa, mientras que la permeabilidad selectiva de los canales iónicos establece un potencial eléctrico (potencial de membrana). El gradiente electroquímico resultante determina el flujo pasivo de iones, crucial para la señalización nerviosa (potenciales de acción), la contracción muscular y la producción de energía celular (síntesis de ATP) en las mitocondrias.

SAL es una medida cuantitativa que representa la probabilidad de que un solo microorganismo viable sobreviva en un artículo después de la esterilización. Un SAL comúnmente requerido para los productos sanitarios es de [latex]10^{-6}[/latex], lo que significa una probabilidad entre un millón de que haya una unidad no estéril. Este enfoque probabilístico reconoce que la esterilidad absoluta no puede demostrarse, sólo inferirse estadísticamente a partir de la validación del proceso.

El ensayo MTT es un método colorimétrico para evaluar la actividad metabólica celular, que sirve como indicador de la viabilidad, proliferación y citotoxicidad celular. Las células viables con mitocondrias activas contienen enzimas reductasas que convierten la sal amarilla de tetrazolio MTT (bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio) en formazán púrpura insoluble. La cantidad de formazán producida es proporcional al número de células vivas.

Esta ley establece que la masa de una sustancia alterada en un electrodo durante la electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida. La relación se expresa mediante la fórmula [latex]m = \frac{Q}{F} \frac{M}{z}[/latex], donde m es la masa, Q es la carga eléctrica total, F es la constante de Faraday, M es la masa molar y z es el número de valencia de los iones de la sustancia.

Un método de esterilización física que elimina los microorganismos de líquidos y gases al pasarlos a través de un filtro con un tamaño de poro lo suficientemente pequeño como para retenerlos. Un tamaño de poro común para la filtración esterilizante es de 0,22 micrómetros (µm), lo que elimina eficazmente la mayoría de las bacterias. Esta técnica no mata los microorganismos, sino que los separa físicamente, lo que la hace ideal para soluciones termolábiles.

El valor D es el tiempo necesario a una temperatura específica para matar 90% (o una reducción logarítmica) de una población de microorganismos objetivo. Es un parámetro crítico en la esterilización térmica, que cuantifica la resistencia de un microbio al calor. Por ejemplo, si una población de esporas de [latex]10^6[/latex] tiene un valor D de 2 minutos, se necesitan 2 minutos para reducirla a [latex]10^5[/latex].

Un método de esterilización química a baja temperatura que utiliza gas de óxido de etileno. Es eficaz para esterilizar materiales sensibles al calor y a la humedad, como plásticos, dispositivos electrónicos e instrumentos ópticos. El proceso implica la alquilación, donde el EtO altera el ADN y las proteínas de los microorganismos, impidiendo su replicación. Requiere un control minucioso de la concentración de gas, la temperatura, la humedad y el tiempo de exposición.

La citotoxicidad es la cualidad de una sustancia o célula que es tóxica para otras células. Los agentes citotóxicos pueden inducir la muerte celular mediante necrosis, donde la membrana celular pierde su integridad, lo que provoca lisis e inflamación, o apoptosis, un proceso de muerte celular controlado y programado. Esto se distingue de los agentes citostáticos, que solo inhiben la división celular sin causar directamente la muerte celular.

Las células asesinas naturales (NK) son linfocitos citotóxicos del sistema inmunitario innato, esenciales para la defensa temprana contra infecciones virales y cáncer. A diferencia de las células T, no requieren sensibilización previa. Las células NK identifican y destruyen las células diana que han disminuido la expresión de moléculas MHC de clase I —una táctica común de evasión inmunitaria en tumores y virus— mediante un mecanismo de reconocimiento de "auto-falta", que induce apoptosis mediante perforina y granzimas.

La biomímesis es un enfoque innovador que busca soluciones sostenibles a los desafíos humanos emulando los patrones y estrategias de la naturaleza, probados a lo largo del tiempo. La idea central es que la naturaleza, a lo largo de 3.800 millones de años de evolución, ya ha resuelto muchos de los problemas que enfrentamos. Implica observar y aprender de los diseños y procesos de organismos y ecosistemas para crear diseños más sostenibles.