Hintergrund
Im Normalfall werden Ethylenoxidsterilisationsprozesse mit biologischen Indikatoren überwacht. Diese biologischen Indikatoren bestehen häufig aus einem 3,8 x 0,6 cm (1,5 x 0,25 Zoll) großen Papierträger, der mit dem Mikroorganismus Bacillus atrophaeus beimpft ist. Ein gutes Beispiel eines biologischen Indikators ist der Bakterienteststreifen Spordex® (STERIS).
Zur routinemäßigen Überwachung werden die biologischen Indikatoren je nach Sterilisationsprozess auf der Beladung der Sterilisationsanlage verteilt platziert. Nach dem Prozess werden die biologischen Indikatoren wieder entfernt und an ein Testlabor gesendet. Dort werden sie auf ein spezielles Nährmedium aufgebracht und unter idealen Wachstumsbedingungen 7 Tage lang (wie in USP1 angegeben) inkubiert. Nach Abschluss des 7-tägigen Inkubationszeitraums zeigt das negative Wachstum der biologischen Indikatoren, dass der Sterilisationsprozess effektiv war. Die sterilisierten Produkte können dann für den Markt freigegeben werden, wenn alle anderen Freigabekriterien erfüllt wurden.
Wenn diese traditionelle Form der Überwachung des EO-Sterilisationsprozesses mithilfe eines biologischen Indikators verwendet wird, setzen sich die Kosten aus zwei Teilbereichen zusammen. Auf der einen Seite entstehen Kosten durch die biologischen Indikatoren und die damit zusammenhängende Probenauswertung im Labor; auf der anderen Seite ist die Lagerung der Produkte „in Quarantäne“ bis zur Auswertung der Laborergebnisse (7 Tage) kostenintensiv.
Zusätzlich zu diesen Ausgaben besteht ein erhöhtes Risiko der Kontaminierung der biologischen Indikatoren im Kontrolllabor. In den meisten Fällen wird ein Versagen der biologischen Indikatoren, auch wenn es durch das Labor verursacht wurde, mit einem Versagen der Sterilisation gleichgesetzt. In diesem Fall müssen die Materialien dieser Sterilisationsbeladung erneut sterilisiert werden. Dadurch entstehen höhere Kosten, sowohl durch das Überwachungssystem als auch durch die verlängerte Lagerungszeit.
Eine alternative Überwachungsmethode
In ANSI/AAMI/ISO 11135 wird die parametrische Freigabe wie folgt definiert: „Erklärung der Sterilität eines Produkts auf Grundlage von Aufzeichnungen, die zeigen, dass sich die Verfahrensparameter innerhalb festgelegter Toleranzgrenzen bewegt haben“. Kurz gesagt bedeutet das, dass ein Produkt auf Basis von Verfahrensaufzeichnungen anstelle von herkömmlichen Sterilitätstests mit biologischen Indikatoren für den Markt freigegeben werden kann. Dies ist insofern von Vorteil, da die Kosten im Zusammenhang mit biologischen Indikatoren und Laborkontrollen wegfallen. Außerdem können mit der parametrischen Freigabe zusätzliche Kosten eingespart werden, wenn sich die Lagerungszeit nicht freigegebener Produkte verkürzt.
Überblick – Physikalische Voraussetzungen
Mehrere physikalische Parameter müssen im Rahmen des Validierungsverfahrens analysiert werden, um die Toleranzgrenzen für die parametrische Freigabe auf routinemäßiger Basis festzulegen. Die folgende Liste entstammt dem Abschnitt 10.2 der Norm ANSI/AAMI/ISO 11135. Sie enthält Einzelheiten zu den zu berücksichtigenden physikalischen Elementen:
Vorkonditionierungsphase
- Die Mindesttemperatur des Produkts zu Beginn des Sterilisationsprozesses und/oder die festgelegten Bedingungen zur Akklimatisierung der Beladung
- Temperatur und Feuchtigkeit im Bereich der Vorkonditionierung (sofern verwendet), überwacht und aufgezeichnet an einer bestimmten Position
- Start- und Endzeit der Vorkonditionierung (sofern verwendet) jeder Sterilisationsbeladung
- Vergangene Zeit zwischen der Entnahme der Sterilisationsbeladung aus der Vorkonditionierung (sofern verwendet) und dem Beginn des Sterilisationszyklus
Sterilisationsphase
- Feuchtigkeit in der Kammer während der Konditionierung und/oder Feuchtigkeitsverweilzeit mit Druck, Druckanstieg (ΔP) und/oder direkter Überwachung
- Konditionierungsdauer
- Ordnungsgemäße Funktion des Gaszirkulierungssystems in der Kammer (sofern verwendet) während der EO-Einleitung und Exposition
- Temperatur und Druck in der Kammer während des Sterilisationszyklus
- Wenn Druck als primäre Kontrollmaßnahme verwendet wird, ist die Anforderung an die sekundäre Kontrollmaßnahme nur die Bestätigung des Einleitens des EO in die Kammer mit mindestens einem der folgenden Werte: die Masse des verwendeten EO; die direkte Messung der EO-Konzentration in der Sterilisationskammer; das Volumen des verwendeten EO
- EO-Einleitungsdauer
- Inertgaseinleitung (sofern verwendet)
- Expositionszeit
- Zeit zur Vakuumierung der Kammer
- Zeit- und Druckänderungen während das Spülens vor der Exposition
Belüftungsphase
- Zeit-, Temperatur- und Druckänderungen während der Belüftung (ggf.)
Zusätzlich dazu müssen die folgenden physikalischen Parameter als Teil der parametrischen Freigabekriterien beigefügt werden, wie in Abschnitt 10.5 der Norm ANSI/AAMI/ISO 11135 vorgegeben:
- Temperatur in der Kammer, mindestens an zwei Positionen während des Sterilisationszyklus gemessen
- Feuchtigkeit in der Kammer während der Konditionierung, direkte Messung
- Die EO-Konzentration, gemessen durch direkte Analyse der Kammeratmosphäre mithilfe analytischer Methoden zu festgelegten Intervallen, die ausreichen, um die erforderlichen Bedingungen während der Exposition zu verifizieren.
Besondere Überlegungen bei der parametrischen Freigabe
Bei der Entwicklung eines parametrischen Freigabeprogramms muss besonders auf äußere Faktoren geachtet werden, die das Durchführen des Sterilisationsverfahrens beeinflussen können. Folgende Faktoren müssen beachtet werden:
Simulation von Winterbedingungen
Um sicherzustellen, dass die Vorkonditionierung (sofern verwendet) und/oder die Konditionierung ungeachtet der klimatischen Bedingungen bzw. des Standorts der Anlage effektiv ist, werden die Produkte jeder Halbzyklusvalidierung vor Durchführung des Halbzyklus simulierten winterlichen Bedingungen ausgesetzt. Erfolgreiche biologische Ergebnisse unter diesen schlimmstmöglichen Bedingungen zeigen an, dass der Prozess bei allen Bedingungen effektiv ist, ungeachtet der Jahreszeit oder des Standorts der Anlage.
Beladungskonfiguration
Wenn die parametrische Freigabe verwendet wird, ist eine Kontrolle von Beladungskonfiguration und -dichte unerlässlich. Wenn Kunden der Sterilisationsanlage gemischte Beladungen übergeben, ist ein vierter Halbzyklus mit der minimalen Beladungskonfiguration bei minimaler Dichte erforderlich. Diese Beladung wird in einem biologisch kontrollierten Halbzyklus unter minimalen Zyklusbedingungen verarbeitet. Erfolgreiche biologische Ergebnisse unter dieser minimalen Beladung und unterstützt durch erfolgreiche Halbzyklen bei maximaler Beladung dienen der Validierung des Prozesses bei jeder Beladung – von der minimal zulässigen Beladung bis zur maximal zulässigen Beladung.
Literaturangaben
- United States Pharmacopeia, 37th Edition, 2014.
- ANSI/AAMI/ISO 11135:2014 – Validierung und Lenkung der Anwendung eines Ethylenoxid-Sterilisationsverfahrens für Medizinprodukte.
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