1119 – Análisis de la viabilidad de la elaboración de sulfadiazina de plata por medio de la reutilización de material radiográfico de desecho mediante adaptación de método.

Análisis de la viabilidad de la elaboración de sulfadiazina de plata por medio de la reutilización de material radiográfico de desecho mediante adaptación de método.

Autoras: Karla Morraz Gómez y Shakira Segura Rodríguez.

Resumen

En este trabajo de investigación se busca desarrollar un proyecto que permita determinar la posibilidad de realizar una extracción exitosa de plata+1 a partir de placas radiográficas de desecho que sean de procedencia hospitalaria con el fin de reutilizarlas para convertirlas en sulfadiazina de plata por un método ya descrito en la farmacopea, de esta forma demostrar si es viable seguir este proceso a nivel hospitalario para sacar el mayor provecho de los recursos al reciclarlos y reducir al mínimo el impacto ambiental.

Abstract

This research aims to develop a project that allows the determination of the possibility of a successful extraction of silver +1 from radiographic plates of waste that are of hospital origin in order to reuse them to convert them to silver sulfadiazine by a method Already described in the pharmacopoeia, in order to demonstrate if it is feasible to follow this process at the hospital level to make the most of the resources when recycling them and minimize the environmental impact.

Introducción

Actualmente, el reciclaje es de suma importancia para la sociedad debido a que la práctica de esta deriva en la reutilización de materias que pudieron haber sido desechadas sin haber concluido su vida útil en todos los sentidos, generando más cantidad de basura y por ende dañando el planeta de forma irreversible. El reciclaje hace referencia a un acto mediante el cual un objeto que ya ha sido usado es llevado por un proceso de renovación en lugar de ser desechado.

La placa radiográfica es uno de los materiales más utilizados actualmente en el área de la medicina para observar diferentes estructuras del cuerpo humano y poder realizar un diagnóstico; sin embargo, muchas de estas placas radiográficas eventualmente son desechadas y no se les da más uso. Por

medio de un proceso se puede conseguir nitrato de plata de las placas radiográficas y mediante una reacción química obtener sulfadiazina de plata. Esto es importante porque el objetivo es utilizar estas materias primas, en lugar de ser desechadas, se permita la elaboración de medicamentos de forma sostenible y eco-amigable, además garantizar que su uso es viable y seguro sin establecer perjuicios o generar elementos nocivos a las personas que los utilicen.

La sulfadiazina de plata es un medicamento muy utilizado en Costa Rica y recetado por la Caja Costarricense del Seguro Social de manera habitual desde hace varios años para pacientes con heridas por quemaduras, para evitar la presencia de infecciones y lograr reparar las lesiones en el menor tiempo posible. Es un agente antibacteriano tópico de

amplio espectro, las propiedades antibacterianas del ion plata y de la sulfadiazina trabajan de buena forma en bacterias gram negativas y gram positivas. Además de su acción en quemaduras también funciona en el tratamiento y profilaxis de infecciones en úlceras de decúbito, varicosas, úlceras del diabético, quemaduras y heridas quirúrgicas y también como adyuvante de la cicatrización. Aunque existan otros nuevos medicamentos tópicos que desplazan en algunos sectores el uso de la sulfadiazina de plata, los costos de estos nuevos productos tópicos no son accesibles para toda la población que habita el país tampoco es viable para una entidad pública como la Caja del Seguro Social, la sulfadiazina de plata es una muy buena elección para estos procesos de salud.

Debido a sus amplias propiedades y su uso en los centros de salud del país, la obtención de sulfadiazina de plata por medio de un procedimiento de bajo costo, (la obtención de los compuestos necesarios a partir del reciclaje de las placas radiográficas) traería muchos beneficios económicos para la población y el país en general, además colabora en la disminución de los desechos que se generan y afectan el medio ambiente.

Metodología

El presente estudio se realizó cumpliendo los estándares de investigación planteados por los diferentes estándares nacionales e internacionales, se realizó en el marco de una investigación de carácter académico y con el

objetivo de obtener la información correcta basándonos en hechos científicos.

Todos los datos obtenidos se obtuvieron mediante principios de manejos éticos de la información, fueron obtenidos de forma correcta y no se modificó o altero ningún dato obtenido para conveniencia, se trabajó bajo los principios éticos que cada estudiante debería tener para no atentar con la salud o el trabajo de algún tercero.

Tipo de investigación

El enfoque de la investigación con respecto al tratamiento de las variables lleva un enfoque mixto, pues denota elementos tanto cualitativos como cuantitativos. Analizamos las características de la plata como sustrato vital en la fabricación de sulfadiazina obtenida de radiografías, el perfil farmacológico y la fabricación de cremas como algunos de los elementos cualitativos empleados dentro del abordaje del tema en estudio. Además, se presentó la concentración, dosis y otros aspectos numéricos relevantes en el desarrollo del cuerpo de investigación propuesto.

La variable cuantitativa se fundamenta en los aspectos observables y susceptibles de cuantificar. Utiliza la metodología y se sirve de la estadística para el análisis de los datos.13 Mientras que la variable cualitativa estudia especialmente los significados de las acciones humanas y de la vida social. Utiliza la metodología interpretativa, su interés se

centra en el descubrimiento del conocimiento, los datos se tratan de manera explicativa.13

Tiempo: prospectivo longitudinal; prospectivo porque el corte de tiempo que tiene el presente trabajo es hacia a delante y longitudinal porque la recolección de los datos no se ve afectada respecto al tiempo.

Tipo de estudio: el tipo de corte es analítico, es descriptivo el cual describe fenómenos, usa la observación, estudios correlacionales y de desarrollo. Y es experimental ya que estudia las relaciones de causalidad utilizando la metodología experimental, se fundamenta en la manipulación activa y el control sistemático de las variables independientes.13; Se analizarán las diferentes características que componen este tipo de estudio.

Descriptivo porque se describen las reacciones que se llevaron a cabo con dichos procedimientos, también se describen las características de cada uno de los componentes más importantes utilizados y el procedimiento en general. Es analítico porque se incluye el análisis de las reacciones que llevamos a cabo junto con los resultados de la investigación para llegar a las conclusiones. Se incluyó un diseño experimental para la elaboración y análisis de una crema a base de sulfadiazina de plata, mediante la implementación de material reciclado.

Hipótesis

La hipótesis que sirvió de eje como propuesta del análisis que culminó en el desarrollo de nuestra tesis de grado se presenta a continuación:

¿Qué tan rentable resulta el reciclaje y obtención de plata a partir de la utilización de placas radiográficas y que esto a su vez permita un manejo sostenible para la elaboración de productos derivados de estos materiales hospitalarios que pueden ser reciclados?

Fuentes de información

Las fuentes de información que nutren el cuerpo de esta tesis son tanto primarias como secundarias. Primarias son aquellas que se obtienen a partir de fuente directa entre estas podemos citar todo el procedimiento experimental que se realizó en el laboratorio para la obtención y extracción de plata. En cuanto a las secundarias que se obtienen a través de literatura especializada podemos mencionar diferentes libros y artículos como el manual de quemaduras básico y avanzado, uso adecuado de los apósitos de plata en las heridas, generalidades medico quirúrgicas entre otros, los cuales fueron de mucha ayuda para la construcción de esta tesis.

Alcances

La investigación permite determinar la conveniencia de obtener nitrato de plata proveniente de material radiográfico previamente utilizado en unidades hospitalarias y valorar el rendimiento del proceso químico de obtención para establecer la posibilidad de recomendación de dicha práctica como un procedimiento extendido.

Además, se pretende realizar distintas pruebas químicas que permitan determinar si es posible mediante este material radiográfico

cumplir el objetivo deseado de lograr formular Sulfadiazina de Plata. Por otra parte, reducir costos de fabricación mediante la utilización de productos reciclados con procedimientos que sean eco-amigables.

Finalmente se procura complementar estudios e investigaciones anteriores realizadas sobre formulaciones que contengan, sulfapirimidina, la síntesis de esta y su aplicación. Conjuntamente, ofrecer un aporte a la industria farmacéutica para futuros productos que incluyan las moléculas en estudio.

Limitaciones

Dificultad para obtener un rendimiento adecuado de plata para lograr la reacción con sulfadiazina.

Dificultad para obtener Sulfadiazina para poder lograr la formulación de Sulfadiazina de Plata.

Escasa información bibliográfica sobre la composición de las placas radiográficas. Cada hospital maneja de forma diferente el desecho de placas radiográficas.

Poca información estadística sobre la cantidad de sulfadiazina de plata que se despacha anualmente en los hospitales.

Discusión y resultados

Proceso para la obtención de la sulfadiazina a partir de acetanilida, 2- aminopiridina y ácido clorosulfúrico.

Cloruro de p-acetamidobencensulfonilo

En un balón de 500 mL equipado con dos bocas 24/40, unido a él un embudo separador y un condensador para reflujo, al que se le une un tubo para la recolección de HCl (g), se colocó 20 g. de acetanilida seca (0,148 moles) en el balón y en el embudo separador coloque 50 mL (90 g, 0,77 moles) de ácido clorosulfúrico en buen estado, precaución, en la parte superior del embudo, se colocó un desecador de cloruro de calcio anhidro. Se agregó en pequeñas porciones del ácido clorosulfúrico con agitación constante. Una vez completada la adición, se calentó la mezcla de reacción con un baño de agua por 1 h para garantizar que la reacción se ha completado. Se dejó que la mezcla enfriara y se virtió lentamente el aceite sobre el beaker de 1 L con 300 g de hielo en escamas. (este

paso se realizó en un capilla para gases)

hasta que todo el ácido clorosulfúrico haya reaccionado violentamente con el agua. Se lavó el balón con poco de agua con hielo y se unieron los lavados al beaker. Se destruyeron los grumos de sólido que se haya formado y se agitó la mezcla por varios minutos, hasta obtener una suspensión con el sólido blanco granulado. Se filtró el cloruro de p– acetamidobencensulfonilo con la ayuda de una bomba de vacío. Se lavó con pocos de agua con hielo, se presionó para que el sólido se seque lo más posible. Se usó inmediatamente el producto para la siguiente reacción.17

Sulfapiridina (sulfadiazina)

Se disolvió 4,7 (0,05 moles) de 2- aminopiridina en una mezcla de 40 mL de acetona seca y 6 mL de piridina. precaución, en un balón de 250 mL, se adicionó 11,7 g (0,05 moles) de cloruro de p– acetamidobencensulfonilo. Se dejó la mezcla de reacción durante toda la noche y casi 5,5 g

de 2-(p-acetamidobencensulfonamido) piridina ( acetilsulfapiridina) fueron filtrados. Con la dilución del filtrado con agua, se obtuvieron 4 g más. El producto total se recristalizó de acetona para dar agujas blancas de un producto puro. P.F. 224 C. Rendimiento 8g (55 %).17

La acetilsulfapiridina se hidrolizó (7,3 g) por calentamiento a reflujo con 75 mL de etanol conteniendo 15 mL de HCl (conc) durante 20 min. Se enfrío la disolución y se diluyó con agua y se hizo alcalina con la adición de amoniaco (d= 0,880). Se aisló la sulfapiridina por filtración y se recristalizó de etanol. Rendimiento 4,9 g (75 %). P.F. 252-254 C.

17

Proceso para la obtención de la

Sulfadiazina de Plata.

Se disolvió la sulfadiazina con agua destilada en un beaker, se agitó constantemente con una pastilla magnética. Se Incorporó a la disolución ph metro, debidamente calibrado. Se preparó una bureta de 50 mL de NaOH 0.087M, para agregar a la disolución mL por mL, hasta obtener datos para la gráfica. Se agregó en exceso NaOH 0.087M, para

asegurar que la sulfadiazina desprenda el hidrógeno más ácido, sitio en el cual se uniría, la plata. Agregar AgNO3 concentrado, gota a gota, a la disolución hasta que no se forme más precipitado. 18

Procedimiento para la realización de la crema de sulfadiazina de plata

Se disolvieron las grasas en un beaker (A) a una temperatura entre los 65 – 70°C. En otro beaker (B) se disolvieron los parabenos junto con la glicerina a una temperatura entre los 65

70°C. Se disolvió la sulfadiazina de plata en el reciepiente (A). Se agregó la preparación del recipiente B al recipiente A, a una temperatura entre los 65 – 75°C. En un tercer recipiente C se calentó agua entre los 65 – 70°C y se procedió a agregar A+B. Se envasó en un recipiente que resista a la luz aún cuando la crema se encontraba caliente y se tapó. 18

Formulación de la crema de sulfadiazina de plata al 1%

Compuesto

Cantidad en gramos

Alcohol estearílico

10.66

Glicerina

3

Vaselina solida

3

Lauril sulfato de sodio

1

Metilparabeno

0,15

Propilparabeno

0,05

Alcohol cetílico

4

Lanolina

2

Propilenglicol

3

Sulfadiazina de plata

1

Agua csp

100

conclusiones

Luego de la realización del modelo de investigación experimental, el cual se ajustó al protocolo previamente definido es que se puede concluir que uno de los principales resultados obtenidos y que se podría considerar como alentador es que se ha demostrado que en efecto es posible extraer plata obtenida de placas radiográficas utilizadas, como medio de desarrollo de productos farmacéuticos como modelo de reciclaje, y con ellos elaborar cremas de sulfadiazina de plata para el tratamiento de quemaduras de la piel dadas sus capacidades antimicrobianas.

1.Los resultados obtenidos durante la fase experimental denotan la obtención del elemento (Ag) y de ello podemos desprender:

El hipoclorito de sodio que es uno de los reactivos empleados de mayor importancia para poder obtener los resultados deseados, es económico y de cómoda obtención, por que fácilmente se puede adquirir en

cualquier supermercado o abastecedor, lo que promueve la reducción de los costos y el incremento de la factibilidad del proyecto. A nivel de laboratorio, el ácido clorhídrico y el amoníaco, son reactivos comunes que se pueden obtener sin mayor problema en comercios de productos químicos.

2.El rendimiento de la extracción de plata a partir de las radiografías

podría definirse como bajo pero aceptable. La cantidad recuperada de plata en la muestra de cinco placas standard, la cual fue de 0,79 gramos es poca cantidad, pero funciona para realizar la crema. Si se toma en cuenta que la preparación de la crema de sulfadiazina de plata requiere un 1% de este ingrediente y que la plata representa un 30% aproximadamente del peso de este compuesto se puede extrapolar que suponiendo un 100% de aprovechamiento a partir de esas cinco placas se podría recuperar suficiente plata para fabricar 263 gramos de crema de sulfadiazina de plata.

3.La metodología empleada no requiere de equipo especializado ni costoso, si se requiere de un sistema de ventilación adecuado, por lo tanto, los parámetros de seguridad y requisitos técnicos son asequibles. La capilla de gases y el sistema de control de vapores de amoniaco se debe utilizar para cumplir con las normas de seguridad y ambientales.

4.Si se toma en cuenta el procedimiento, al momento de llevarlo a cabo y considerando el lado económico de realizar en grande escala la crema de Sulfadiazina de Plata existen varias condiciones que harían impráctico el procedimiento, por ejemplo, para que el proceso sea económicamente rentable se debe producir una cantidad de producto que justifique la inversión en equipo,

instalaciones y personal, en otras palabras, debe ser un proceso masivo y automatizado para que sea viable. Es importante resaltar que la cantidad de radiografías que se sacan en los centros hospitalarios es apreciable y son suficientes para justificar la inversión en su reciclado. Para ejemplificar esto se toma el caso del Hospital Nacional de Niños, en este centro de salud, por semana se sacan unas 200 radiografías en promedio, por mes un aproximado de 4 500 y por año unas 54 000(dato proporcionado por Karen Campos, trabajadora en el servicio de rayos X en el Hospital Nacional de Niños). De los valores obtenidos en la recuperación de plata de esas 200 radiografías se podrían obtener alrededor de 31.6 gramos de plata, los cuales a su vez servirían para fabricar 10520 gramos de crema de sulfadiazina, considerando que la presentación más utilizada es de tubos de 120 gramos. Esta cantidad

recuperada alcanzaría para aproximadamente 88 tubos de ungüento, según datos del HNN, el consumo en julio del 2017 fue de 131 tubos de la crema de sulfadiazina de plata, en vista de estos datos si se centraliza un sistema de recolección de los desechos de placas radiográficas para todos los hospitales públicos y privados, y además se educa a la comunidad de también reciclar sus placas radiográficas en los centros de

recolección en cada hospital es posible que este modelo de reciclaje de placas radiográficas funcione, además de la creación de un convenio con una empresa que recicle plástico para poder reutilizar también el plástico de las posterior a la recolección de la plata.

5.Se debe de considerar que muchos centros hospitalarios están migrando a sistemas de radiografía digital, el cual no requiere placas de plástico para el revelado y por ende no necesitan revelar compuestos de plata para las radiografías. Esta técnica utiliza un sensor electrónico (en vez de la película para radiografía) donde se llevan a cabo las capturas y almacenamiento de la imagen digital en una computadora. Esta imagen puede ser vista inmediatamente facilitando el diagnóstico del especialista y también ayuda a reducir los problemas de contaminación. Se debe destacar, que, aunque esta nueva técnica proporciona una alternativa de reciclaje y ayuda al medio ambiente, no todos los centros médicos la pueden costear.

6.En cuanto a la calidad del producto obtenido se puede afirmar que es buena, las pruebas organolépticas y físicas muestran que la sulfadiazina obtenida tiene una pureza aceptable y que puede usarse como materia prima para la fabricación de la crema que se pretende. Se requieren pruebas farmacológicas y clínicas que

verifiquen su inocuidad y efectividad, aunque por la naturaleza metálica del producto recuperado de las radiografías no deberían esperarse reacciones adversas.

7.El rendimiento del proceso puede verse afectado por diversos factores, entre ellos los más comunes son los asociados a los instrumentos de medición, las impurezas inherentes a una materia prima de naturaleza tan heterogénea como la utilizada y las variaciones que puede sufrir por factores ambientales asociados a la manipulación de las muestras. Por ejemplo, humedad, oxidación de la plata y el nitrato de plata, un inadecuado proceso de secado y por reactivos con cierto grado de contaminación. Se debe recordar que se está utilizando material de desecho que no ha sido tratado homogéneamente y por ende no se puede garantizar un grado de rendimiento óptimo.

En general se puede decir que los resultados obtenidos en esta experiencia son divergentes y a la luz de los objetivos planteados, se pudo demostrar como la elaboración de sulfadiazina de plata a partir de material radiográfico de desecho es viable desde el punto de vista metodológico, de materiales y reactivos, se puede obtener una cantidad apreciable de producto de una buena calidad. Por el lado práctico resulta viable, como se

menciona antes, si se tienen grandes cantidades de placas radiográficas listas para reciclar, por lo que sí podría ser una alternativa ecológica para el medioambiente.

8.La elaboración de sulfadiazina de plata a partir de material de desecho radiológico es viable desde el punto de vista metodológico, de calidad del producto y económicamente, si se cuenta con un alto suministro de materia prima y demanda para hacerlo práctico.

9.Las fuentes de error que reducen el rendimiento son variadas y resultan manejables, sin embargo, la gran variabilidad de la materia prima y las condiciones en que lleguen las radiografías pueden implicar un impedimento extra al proceso de reciclaje.

10.Los desechos plásticos que genera este proceso de reciclaje atentan contra su objetivo primordial, por lo

que los resultados son contraproducentes en este aspecto, a menos de que se cuente con acceso a centros de acopio donde éste se pueda también reutilizar, y de esta forma reducir su huella ambiental, que actualmente es una de las mayores

preocupaciones ambientales, económicas y sociales.

Recomendaciones

1.Aunque se demostró que el proceso es factible, hacen falta pruebas en

personas quemadas para comprobar la eficacia del producto en su acción farmacoterapéutico. Se deben realizar a las muestras de ungüento obtenido diversas pruebas de estabilidad, vida útil, pruebas clínicas y de calidad que

certifiquen su correcto funcionamiento.

2.Debe tomarse en cuenta el tiempo que toma la extracción de la plata y para que este sea razonable, se considera que si se tiene un equipo de secado adecuado aumentaría la velocidad del proceso y se obtendría mayor cantidad de producto en menos tiempo.

3.Puede ampliarse la base de reciclaje a otros desechos que utilicen placas fotográficas y así aumentar la cantidad de material a tratar, porque se conoce que hay fotografías poseen cristales sensibles a la luz con haluros de plata, que al exponerse a la luz se transforman en plata metálica.

4.El rendimiento puede aumentarse reduciendo fuentes de error tales

como un inadecuado almacenamiento y manipulación de los reactivos y productos. Debido a que, la manipulación del compuesto

obtenido, requiere ciertos cuidados para evitar su desnaturalización sobre todo la oxidación y al ser el nitrato de plata un compuesto fotolábil, debe ser protegido de la luz, no representa un reto importante con la infraestructura adecuada, especialmente los recipientes de almacenamiento. Preferiblemente se debe guardar al vacío y al resguardo de la luz.

5.Debe realizarse una investigación más exhaustiva, como futuros proyectos de graduación para la utilización de los desechos radiológicos, en conjunto con otras industrias aparte de la farmacéutica que sean capaces de aprovechar los subproductos de la recuperación de la plata. Además del uso de otras sulfas como sulfametoxazol que podría resultar en un proceso con menos costos económicos que la sulfadiazina.

6.Se debe de contar con un alto suministro de placas radiográficas para la fabricación de las cremas a nivel hospitalario, y se indica que el surgimiento de nuevas tecnologías radiográficas digitales y sus ventajas en cuanto a accesibilidad y almacenamiento hacen presumible que la cantidad de radiografías físicas disminuirá rápidamente, por lo que su reciclaje puede que eventualmente ya no sea necesario.

Bibliografía

13.Barrantes, R. Investigación un camino al conocimiento, un enfoque, cualitativo, cuantitativo y mixto. Editorial Universidad Estatal a Distancia. San José, 2° edición, 2014.

17.Vogel, A. Tatchell, A. Furnis, B. Hannaford, A. Smith, P. Vogel´s Textbook of Practical Organic Chemistry. Editorial Adisson- Wesley, 1989.

18.Rodríguez, A. Cole, Cristian. [Tesis]. Síntesis de sulfadiazina de plata y su aplicación en quemaduras de la piel. San José, Costa Rica. Universidad de Iberoamérica, 2012.