Biofilm e disinfezione, oltre i test planctonici

Gli standard europei CEN guidano la valutazione dell’efficacia dei disinfettanti, ma si basano soprattutto su microrganismi planctonici, poco rappresentativi della realtà ospedaliera. I biofilm, comunità microbiche protette e più resistenti, riducono l’efficacia dei biocidi e favoriscono ricontaminazione e AMR.
Il BPR e la Guidance ECHA spingono verso modelli di prova più realistici e multilivello, orientati all’uso reale.

In Europa, il riferimento per la valutazione dell’efficacia microbiologica dei disinfettanti è il quadro normativo-tecnico delineato dagli standard CEN: EN 14885.

Tale standard organizza le prove finalizzate a supportare i claim di attività microbicida, consentendo analisi di comparazione delle prestazioni dichiarate dai fabbricanti di dispositivi medici (DM), nella definizione dei capitolati e nella valutazione dei dossier tecnici. Nell’era post Covid-19 si è rafforzata l’attenzione a tempi di contatto, condizioni di sporco, robustezza metodologica e necessità di distinguere tra claim realistici e meramente teorici.

Tuttavia, permane un limite strutturale: i test previsti dalle norme europee valutano in prevalenza microrganismi in forma planctonica, cioè cellule libere, e non contemplano in modo sistematico lo stato sessile in biofilm e non riflettono lo stato reale in cui i microrganismi abitano i setting ospedalieri.

Biofilm

Il biofilm non è semplice sporco microbiologico: è una comunità organizzata, aderente a una superficie, immersa in una matrice extracellulare protettiva che può incorporare nutrienti e componenti ambientali e favorire l’adesione di nuove cellule.

In questa condizione, i patogeni non solo persistono più a lungo, ma risultano più tolleranti agli antimicrobici e meno suscettibili ai disinfettanti: la matrice può ridurre la penetrazione del biocida o neutralizzarlo, mentre lo stato fisiologico sessile e le dinamiche di comunicazione microbica aumentano la capacità di sopravvivenza.

Ciò significa che i test effettuati esclusivamente secondo i metodi previsti dalle norme EN potrebbero non bastare a dimostrare l’efficacia di un prodotto contro contaminazioni più comuni, come quelle causate dai biofilm.

L’impatto è pratico: prevenzione delle infezioni più difficile, rischio di ricontaminazione, necessità di interventi ripetuti e, indirettamente, aumento della pressione selettiva legata all’antimicrobicoresistenza (AMR). Ne deriva un’esigenza nuova: non basta dichiarare un’azione battericida o lieviticidasecondo test standard, occorre evolvere verso modelli di valutazione che includano anche l’efficacia in condizioni biofilm.

Biocidal Products Regulation

Su questo terreno assume rilievo il Regolamento UE n. 528/2012 Biocidal Products Regulation (BPR), che disciplina l’immissione sul mercato e l’uso dei prodotti biocidi nell’UE per garantire un alto livello di tutela della salute umana, animale e ambientale, supportata dall’ECHA (European Chemicals Agency).

Per il tema della disinfezione in ambito sanitario è particolarmente rilevante il Product-Type 2 (PT2), che comprende i disinfettanti destinati a superfici e ambienti non classificati come DM: una categoria centrale per la gestione del rischio infettivo, poiché molte superfici ospedaliere e assistenziali (arredi, pavimenti, sanitari, maniglie, carrelli, piani di lavoro) rientrano in questo ambito.

Nella Guidance on the BPR (1) ECHA dedica una sezione al biofilm, riconoscendo che i test EN/OCSE disponibili si basano su modelli più semplici rispetto alla realtà dei biofilm e che i test di superficie/carrier delle attuali norme europee non sono pienamente rappresentativi: non considerano adeguatamente la barriera costituita dalla matrice polimerica extracellulare.

La Guidance distingue due obiettivi di efficacia: prevenzione della formazione (biocida presente prima della formazione del biofilm) e disinfezione “curativa” su biofilm già maturo. In quest’ultimo caso, ECHA sottolinea un elemento spesso trascurato nella pratica clinica: se il biofilm non è rimosso dal trattamento chimico, è necessaria anche la rimozione meccanica perché la matrice residua può facilitare la ricolonizzazione e il ritorno rapido alla contaminazione.

Valutare l’efficacia di un disinfettante

Il punto chiave per chi seleziona disinfettanti e definisce capitolati è che, pur esistendo metodi ASTM per coltivare un biofilm, come dichiara ECHA, tali metodi non prevedono criteri per valutare l’efficacia dei disinfettanti.

Perciò propone un approccio a più livelli: test in sospensione per confermare l’attività di base, test di uso simulato per dimostrare controllo/prevenzione/eliminazione (2), prove sul campo quando i dati simulati non sono sufficientemente robusti.

Ne deriva un concetto chiave: l’efficacia non è più solo un risultato numerico ottenuto in un test singolo, ma un percorso di dimostrazione progressiva, costruito in funzione dell’uso reale e del worst case scenario.

ECHA sottolinea che i biofilm possono formarsi ed essere valutati in condizioni statiche o di flusso e che tale differenza ne influenza la suscettibilità: i biofilm sviluppati in flusso sono generalmente più resistenti e più vicini agli scenari reali. I test statici risultano più economici e standardizzabili (3).

In questo ambito ECHA richiama sistemi riproducibili sviluppati da CEN e ASTM (4) (nei quali si indica una sostanza di riferimento testata in parallelo, per esempio ipoclorito di sodio o diossido di cloro), utile a garantire controlli e confrontabilità.

Tra i microrganismi indicati per prove di laboratorio figurano specie batteriche come P. aeruginosaS. aureus e Legionella spp., pur riconoscendo che i biofilm reali sono spesso multimicrobici e che le miscele multi-specie sono difficili da standardizzare (quindi preferibili come prove aggiuntive).

Benché questo impianto sia riferito ai biocidi PT2, la direzione è chiara: la richiesta di evidenze più realistiche spinge verso una valutazione dell’efficacia che non si fermi ai microrganismi planctonici. Questa eco normativa è destinata a influenzare anche l’approccio ai disinfettanti usati in sanità, inclusi i DM, soprattutto quando l’obiettivo dichiarato è controllare la persistenza e la riduzione del rischio infettivo.

Applicazione delle norme europee per i disinfettanti chimici e gli antisettici
Rif. UNI EN 14885:20230: Disinfettanti chimici e antisettici – Applicazione delle norme europee per i disinfettanti chimici e gli antisettici

Un problema reale che incide sull’antibioticoresistenza

L’approvazione di nuovi standard è un processo lungo, tuttavia il biofilm è un problema reale (è responsabile di oltre il 65% delle infezioni microbiche e fino all’80% delle infezioni croniche) (5) e ha dirette ripercussioni sulla lotta all’antibioticoresistenza.

Alcuni produttori di disinfettanti hanno anticipato queste necessità testando i loro prodotti contro biofilm secondo modelli esistenti. Per esempio, il diossido di cloro è risultato efficace nella rimozione dei biofilm sviluppati secondo il modello di reattore CDC e nell’ambito di una nuova metodologia per i biofilm su superfici asciutte.

Al contrario, alcuni studi hanno dimostrato che altre sostanze chimiche non ossidanti, come i composti di ammonio quaternario (CAQ), possono esacerbare la formazione di biofilm e contribuire allo sviluppo di resistenza antimicrobica (AR) (6).

Anche le nuove tecnologie che usano UV-c hanno dimostrato penetrazione minima dei biofilm. Queste valutazioni sottolineano l’importanza di test più pratici e, in attesa di questi, più attenta valutazione nella scelta dei biocidi inseriti in prontuari e capitolati di gara.

In prospettiva AMR/one health, integrare modelli anti-biofilm non è un esercizio accademico: significa riportare la disinfezione nel mondo reale, dove la contaminazione non è episodica ma spesso organizzata, protetta e difficile da eradicare.

Note

1) European Chemicals Agency (ECHA). Guidance on the BPR – Volume II: Efficacy, Assessment and Evaluation (Parts B+C). Version 6.0. Helsinki: ECHA; August 2023

2) Gli standard ASTMs, Reattore DC, drip flow model, 15883-5, test con microsphere

3) Esempio: microplate assay con valutazione di biomassa e vitalità, anche tramite ATP

4) Citando specificatamente CEN ISO/TS 15883-5:2005 (Annex F) e soprattutto gli standard statunitensi ASTM E2196 e ASTM E2562 (biofilm rotating disc reactor)

5) Jamal M, Ahmad W, Andleeb S, Jalil F, Imran M, Nawaz MA, Hussain T, Ali M, Rafiq M, Kamil MA. Bacterial biofilm and associated infections. J Chin Med Assoc. 2018 Jan;81(1):7-11. doi: 10.1016/j.jcma.2017.07.012. Epub 2017 Oct 15. PMID: 290421866) Walczak ŁJ, Kwiatkowska M, Twarowski B, Kubacka M, Paluch J, Herbet M. Disinfectant-induced bacterial resistance and antibiotic cross-resistance-mechanisms and clinical relevance. Clin Exp Med. 2025 Nov 18;26(1):26. doi: 10.1007/s10238-025-01950-2. PMID: 41249733; PMCID: PMC12628408

articolo di: Daniela Accorgi, infermiera specialista in Rischio Infettivo (ISRI), Ausl Toscana Centro


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