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Übersicht über Ethylenoxidrückstände (EO- bzw. EtO-Rückstände)

Die Sterilisation von medizinischen Produkten mittels Ethylenoxid (EO) ist gängige Praxis. Dies liegt vor allem daran, dass dieses Verfahren mit vielen Materialien kompatibel ist. Wenn EO als Sterilisationsmittel verwendet wird, bleiben jedoch häufig Rückstände an den sterilisierten Produkten zurück. Diese Rückstände sind unter anderem:

  • Ethylenoxid (EO) – Rückstände, die nach der Durchführung des Verfahrens zurückbleiben
  • Ethylenchlorhydrin (ECH) – ein Rückstand, der sich bilden kann, wenn EO mit freien Chloridionen in Berührung kommt
  • Ethylenglycol (EG) – ein Rückstand, der sich bilden kann, wenn EO mit Wasser in Berührung kommt

Diese Rückstände können für den Endbenutzer oder den Patienten gefährlich sein. Daher ist es wichtig, dass alle Produkte die Grenzwerte einhalten, die in der Norm AAMI 10993-7 vorgegeben werden. Diese Grenzwerte variieren je nach beabsichtigter Verwendung des Produkts. Es gibt drei Hauptkategorien, unter die ein Produkt fallen kann: Eingeschränkte Verwendung, länger andauernde Verwendung und permanente Verwendung. Darüber hinaus gibt es einige spezielle Produktkategorien mit individuellen Grenzwerten. Produkte, die nicht mit Patienten in Kontakt kommen, müssen diesen Standard nicht erfüllen. Die Tabelle am Ende der Seite, die aus der Norm AAMI 10993-7 stammt, bietet eine Übersicht über die unterschiedlichen Kategorien und deren Grenzwerte.

Laut der Norm AAMI 10993-7 werden „für Ethylenglycol keine Expositionsgrenzwerte festgelegt, da durch die Risikobewertung gezeigt wurde, dass – wenn EO-Rückstände kontrolliert werden – ein Vorliegen biologisch signifikanter EG-Rückstände unwahrscheinlich ist.“ Ethylenglycol ist weder ein Genotoxin noch ein Karzinogen, eine Überwachung des EGs ist daher nicht zwingend erforderlich. Es ist wichtiger, sicherzustellen, dass die EO- und ECH-Rückstände innerhalb der zulässigen Grenzwerte liegen.

Produkte, die mit Oberflächen in Kontakt kommen oder implantierbar sind, müssen zusätzliche Kriterien erfüllen, die sogenannten Tolerable Contact Limits (TCL). Der Zweck dieser Grenzwerte ist es, eine örtliche Reizung aufgrund der Freisetzung von EO oder ECH aus dem Produkt zu vermeiden. Der TCL ist ein berechneter Wert, der sowohl die Oberfläche des Produkts als auch die EO- und ECH-Rückstände berücksichtigt, um festzustellen, ob eine Reizung auftreten kann.

Häufige zugrundeliegende Ursachen

Es gibt verschiedene Gründe, aus denen ein Produkt erhöhte Rückstände nach der Exposition gegenüber des Ethylenoxidsterilisationsprozesses aufweisen kann.

  • Material – Bestimmte Materialien absorbieren und halten Gasmoleküle besser als andere. Natürliche Materialien wie Zellulose und Baumwolle sind beispielsweise sehr absorbierend. Auch einige Kunststoffarten haben sich während des EO-Verfahrens als sehr absorbierend herausgestellt.
  • Verpackung – Für den EO-Prozess ist eine atmungsaktive Verpackung wie beispielsweise Tyvek oder medizinisches Papier erforderlich, damit Gasmoleküle diese durchdringen können. Verpackungen mit zu kleinen oder blockierten atmungsaktiven Oberflächen (z. B. durch ein großes Klebeetikett) erlauben es dem Gas nicht, sich frei durch die atmungsaktive Barriere zu bewegen.
  • Beladungskonfiguration – Das Volumen, die Dichte und die Gesamtkonfiguration der Beladung auf einer Palette können die Gasentfernung nach dem Verfahren beeinflussen.

Methoden zur Reduzierung von Rückständen

Die gute Nachricht ist, dass die meisten mit Rückständen in Verbindung stehenden Probleme durch einige kleine Änderungen der bestehenden Sterilisationsparameter eines aktuell stattfindenden Ethylenoxidprozesses behoben werden können. Probleme mit Rückständen können bereits im Voraus vermieden werden, wenn Hersteller von neuen Produkten die nachfolgenden Methoden bei der Entwicklung der Sterilisationsparameter berücksichtigen.

  • Stickstoffwäschen – Stickstoffwäschen sind Bestandteil aller Zyklen, nachdem das EO-Gas aus der Sterilisationskammer entfernt wurde. Das Hinzufügen von Stickstoff hilft bei der Verdünnung des EO im oberen Bereich der Kammer. So werden Rückstände reduziert. Zusätzliche Stickstoffwäschen sowie tiefere Vakua können dabei zuträglich sein.
  • Zusätzliche Wärme – Wärme hilft beim Ausgasen. Aus diesem Grund ist es hilfreich, nach dem Sterilisationsverfahren so viel Wärme wie möglich in der Kammer zu halten. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Gesamttemperatur des Verfahrens erhöht wird oder eine zusätzliche Befeuchtungsphase nach der Entfernung des EO hinzugefügt wird.
  • Verlängerte Belüftung – Nach Abschluss des Prozesses in der Kammer wird das Produkt in einen beheizten Belüftungsraum gebracht, damit es weiter ausgasen kann. Die durchschnittliche Belüftungszeit liegt zwischen 6 und 24 Stunden. Für einige Produkte ist keine beheizte Belüftung erforderlich, für andere Produkte sind Belüftungszeiten über dem Branchendurchschnitt erforderlich. Es kann ggf. zuträglich sein, die beheizte Belüftungszeit zu verlängern.
  • Beladungskonfiguration – Die Konfiguration einer Beladung auf der Palette kann die Ausgasung beeinflussen. Wenn die Beladung sehr dicht ist, kann es von Vorteil sein, Wege bzw. „Kamine“ auf jeder Palette zu schaffen. Außerdem sollte die Palette im Idealfall so wenig wie möglich bzw. gar nicht verpackt sein (sofern möglich).

Wenn Probleme mit Rückständen gegenwärtig ein Problem bzw. eine Herausforderung bei einem neuen Produkt darstellen, sprechen Sie mit Ihrem Sterilisationsdienstleister, um die Auswirkungen des Ethylenoxidsterilisationsprozesses zu minimieren. Darüber hinaus variieren die Testmethoden zur Analyse von EO-Rückständen je nach Produkt. Es ist außerdem von Vorteil, sich mit dem Labordienstleister in Verbindung zu setzen, um sicherzustellen, dass die richtige Testmethode für das jeweilige Produkt eingesetzt wird.

Literaturangaben

  • ANSI/AAMI/ISO 10993-7:2008/(R) 2012, Biologische Beurteilung von Medizinprodukten – Teil 7: Ethylenoxid- Sterilisationsrückstände

 

Produktkategorie Ethylenoxidgrenzwerte Ethylenchlorhydringrenzwerte
Eingeschränkt

(< 24 Stunden)

4 mg 9 mg
Länger andauernd

(> 24 Stunden, < 30 Tage)

60 mg/30 Tag 60 mg/30 Tag
Permanent

(> 30 Tage)

2,5 g/Lebensdauer 10 g/Lebensdauer
Tolerable Contact Limit

(TCL)

10 μg/cm2 oder geringfügige Reizung 5 μg/cm2 oder geringfügige Reizung
Intraokularlinse 0,5 μg/Linse/Tag

1,25 μg/Linse

4-Faches der angegebenen EO-Grenzwerte
Blutzellseparator

(Apherese)

10 mg 22 mg
Blutoxygenator 60 mg 45 mg
Kardiopulmonaler Bypass 20 mg 9 mg
Blutreinigungsvorrichtung 4,6 mg 4,6 mg
Abdecktücher, die mit verletzter Haut in Berührung kommen 10 μg/cm2 oder geringfügige Reizung 5 μg/cm2 oder geringfügige Reizung