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Monitoraggio EO tradizionale

Tradizionalmente, le procedure di sterilizzazione con ossido di etilene (EO) sono regolarmente monitorati con indicatori biologici che sono composti dal microorganismo Bacillus atrophaeus, di solito inoculato su un carrier di carta da 1,5 x 0,25 pollici. Un buon esempio di un indicatore biologico è la striscia reattiva batterica Spordex® (STERIS).

A scopo di monitoraggio di routine, gli indicatori biologici sono posti lungo il carico dello sterilizzatore e sottoposti alla procedura di sterilizzazione. Dopo la procedura, gli indicatori biologici vengono rimossi dal carico e inoltrati al laboratorio di test, dove sono collocati in un terreno di coltura speciale e sottoposti a condizioni di crescita ideali per 7 giorni (come indicato nell’USP1). Dopo il periodo di incubazione di 7 giorni, una crescita negativa degli indicatori biologici dimostra che la procedura di sterilizzazione è stata efficace. Il carico dello sterilizzatore può quindi essere considerato per il rilascio sul mercato, a condizione che tutti gli altri criteri di rilascio siano soddisfatti.

Quando si utilizza questo monitoraggio tradizionale con indicatori biologici della procedura di sterilizzazione EO, le spese sono sostenute in due modi. In primo luogo, vi è la spesa per gli indicatori biologici e i test di laboratorio associati; e in secondo luogo, vi è una grande quantità di capitale vincolato nell’inventario che deve essere tenuto “in stato” fino al completamento del test di laboratorio (7 giorni).

Oltre alla spesa, l’uso di indicatori biologici aumenterà i rischi dovuti alla possibilità di contaminazione dell’indicatore mentre viene manipolato nel laboratorio di test. Nella maggior parte dei casi, un fallimento di un indicatore biologico, anche se indotto dal laboratorio, sarebbe considerato un fallimento della sterilità e comporterebbe la necessità di ritrattamento di tutti i materiali contenuti nel carico dello sterilizzatore. Ciò aumenta i costi sia per il sistema di monitoraggio sia per l’inventario.

Un metodo di monitoraggio alternativo

La norma ANSI/AAMI/ISO 11135-1: 2007, dal titolo “Sterilizzazione di prodotti sanitari — Ossido di etilene — Parte 1: Requisiti relativi a sviluppo, convalida e controllo di routine di una procedura di sterilizzazione per dispositivi medici” definisce il rilascio parametrico come la “dichiarazione che il prodotto è sterile, sulla base dei documenti che dimostrano che i parametri della procedura sono risultati entro le tolleranze specificate”.

Semplicemente, il rilascio parametrico consente al prodotto di essere rilasciato sul mercato in base solo ai documenti della procedura invece del tradizionale test di sterilità con indicatore biologico. Ciò è vantaggioso in quanto elimina i costi di routine e i rischi associati agli indicatori biologici e ai test di laboratorio. Inoltre, la maggior parte delle aziende ottengono risparmi aggiuntivi associati a un tempo di inventario non rilasciato ridotto (a condizione che il tempo di mantenimento dei residui di EO sia minore dei tempi di incubazione biologica).

Qualificazione delle prestazioni della procedura (microbiologica)

La norma ANSI/AAMI/ISO 11135-1 fornisce opzioni per la qualificazione delle prestazioni della procedura di sterilizzazione con EO come Allegato A e Allegato B di riferimento della norma (nota: linee guida aggiuntive sono riportate nella norma ISO 14161).

L’Allegato A, dal titolo “Determinazione del tasso di letalità della procedura di sterilizzazione – Approccio carica batteria/indicatore biologico” descrive un metodo in cui le determinazioni della resistenza sono dimostrate per l’indicatore biologico e rispetto alla carica batteria del prodotto naturale.

Ciò si ottiene mediante l’esecuzione di un processo predefinito in tempi di esposizione classificati e determinando il tasso di letalità (tasso di inattivazione) erogato. La conoscenza di questo tasso e della popolazione e della relativa resistenza della carica batterica permette di stabilire un tempo di esposizione in modo che sia possibile predire un livello di garanzia di sterilità (SAL).

L’Allegato A delinea due opzioni per l’analisi dei dati.

  1. Enumerazione diretta: l’enumerazione diretta è il processo di determinazione della letalità della procedura di sterilizzazione per la costruzione di una curva di superstiti utilizzando l’enumerazione diretta (conteggi fisici attraverso diluizioni seriali) di organismi superstiti. Vengono utilizzati almeno cinque punti impiegando tempi di esposizione classificati, con tutti gli altri parametri (tranne il tempo) che rimangono costanti. I dati generati consentiranno il calcolo del tempo di esposizione necessario per ottenere la sterilità dell’indicatore biologico.
  2. Frazione negativa: anche il metodo a frazione negativa richiede tempi di esposizione classificati per garantire la presenza di sopravvissuti, ma i metodi di prova post-trattamento sono diversi. Per questo metodo, sono necessarie almeno cinque tempi di esposizione. Dopo l’esposizione alla procedura, i campioni vengono dosati mediante immersione diretta nel terreno di coltura appropriato (Pass/Fail) al posto del conteggio fisico eseguito nel Metodo A. Utilizzando i dati generati e i modelli statistici forniti nella norma (Holcomb-Spearman Karber o Stumbo Murphy Cochran), è possibile calcolare la cinetica di inattivazione o il valore D. Utilizzando i dati del valore D, è possibile determinare un tempo di esposizione necessario per raggiungere il livello di garanzia di sterilità desiderato.

Discussione TechTeam

Storicamente, l’uso dello “sviluppo della procedura” per i metodi a enumerazione diretta o frazione negativa (determinazione del valore D) erano requisiti (ANSI/AAMI/ISO 11135:1994) per la convalida di una procedura di rilascio parametrico. Gli esperti del settore (ISO) ritenevano che questi metodi di convalida fornissero una migliore comprensione della letalità erogata dalla procedura selezionata e che quindi dovessero essere un requisito per il rilascio parametrico.

Purtroppo, i requisiti per i tempi di esposizione classificati che promuovono sopravvissuti parziali degli indicatori biologici sono estremamente difficili da raggiungere e, in molti casi, determinano un impegno di convalida/sviluppo della procedura lungo e costoso. La complessità del programma e l’onere finanziario associato ai costosi test di laboratorio hanno impedito a molti clienti di adottare le opzioni di rilascio parametrico.

Dopo molte discussioni all’interno del gruppo ISO, la versione del 2007 della norma è stata rivista per permettere la convalida di una procedura di rilascio parametrico utilizzando il metodo overkill. Il metodo overkill è in uso da molti anni e continua ad essere il metodo attualmente predominante nel settore nella Qualificazione delle prestazioni della procedura con EO. L’Allegato B identifica i metodi utilizzati per convalidare il metodo overkill.

Allegato B: “Determinazione conservativa del tasso di letalità della procedura di sterilizzazione – Approccio overkill”.

Il metodo overkill richiede l’esecuzione di un totale di tre cicli (1/2 tempo di esposizione EO) consecutivi che determinano la completa inattivazione degli indicatori biologici (di cui la popolazione iniziale non era inferiore a 106). Per dimostrare l’inattivazione dei 106 IB utilizzando la metà del tempo di esposizione, viene garantito un livello di garanzia di sterilità (SAL) 106 quando il tempo di esposizione è raddoppiato per l’intero ciclo di routine.

Oltre ai tre metà cicli eseguiti correttamente, la norma richiede un ciclo di breve durata (frazionario) da cui possono essere recuperati i sopravvissuti per dimostrare (convalidare) l’adeguatezza della tecnica di recupero. Inoltre, è durante questo ciclo frazionario che viene dimostrato se la resistenza della carica batterica è uguale o inferiore alla resistenza dell’indicatore biologico.

Qualificazione delle prestazioni della procedura (fisica)

Come indicato nella norma, la qualificazione delle prestazioni fisica deve dimostrare:

  1. Riproducibilità della procedura e deve comprendere almeno tre cicli di qualificazione consecutivi e pianificati in cui siano soddisfatti tutti i criteri specificati;
  2. Che i criteri di accettazione specificati siano soddisfatti durante il carico per la durata della specifica di routine proposta.

Elementi della PQ fisica possano essere condotti durante la PQ microbiologica. Se a) viene eseguita in parallelo con la PQ microbiologica, almeno un ulteriore ciclo di qualificazione deve essere eseguito in conformità a questo requisito.

La PQ fisica deve confermare la procedura in modo tale che:

  1. Alla fine del tempo di precondizionamento definito (se utilizzato), il carico di sterilizzazione rientri negli intervalli di temperatura e umidità definiti;
  2. Il tempo trascorso massimo specificato tra il completamento del precondizionamento (se utilizzato) e l’inizio del ciclo di sterilizzazione sia appropriato;
  3. L’ossido di etilene gassoso siano stato immesso nella camera di sterilizzazione;
  4. L’aumento di pressione e la quantità di ossido di etilene usata o la concentrazione di ossido di etilene nella camera di sterilizzazione rientrino negli intervalli specificati;
  5. Durante il ciclo di sterilizzazione, la temperatura e l’umidità della camera ed eventualmente altri parametri di processo rientrino negli intervalli documentati nella specifica della procedura di sterilizzazione;
  6. La temperatura del carico del prodotto durante l’esposizione rientri nell’intervallo definito;
  7. Durante l’aerazione, il carico di sterilizzazione rientri nell’intervallo di temperatura specificato.

Per gli stabilimenti che hanno diverse configurazioni di carico, dovrà essere valutata la misura in cui la variazione influisce sulla procedura di sterilizzazione. Deve essere dimostrato che il prodotto sterilizzato con la procedura raggiunge il livello richiesto di garanzia di sterilità.

Revisione e approvazione della convalida

Al termine dell’attività di convalida, dovrà essere preparato un report che descrive o fa riferimento a un prodotto specifico convalidato, agli schemi di carico definiti e alla specifica documentazione per la procedura. Il report comprende il valore e le tolleranze per:

Precondizionamento (se utilizzato):

  • Tempo in camera/area, temperatura e umidità della camera/area;
  • Temperatura minima di prodotto consentita per accedere al precondizionamento;
  • Temperatura e umidità del carico di sterilizzazione;
  • Tempo massimo trascorso per il trasferimento.

Condizionamento (se utilizzato):

  • Il livello di vuoto iniziale (frequenza e tempo);
  • Tempo sotto vuoto (prova di tenuta);
  • Tempo nella camera e condizioni della camera;
  • Temperatura e umidità del carico di sterilizzazione.

Iniezione ed esposizione a ossido di etilene:

  • Aumento della pressione EO, tempo e pressione finale;
  • Concentrazione di EO determinata indipendentemente dall’aumento della pressione utilizzando almeno uno dei seguenti:

    – Massa di EO usato;

    – Volume di EO usato;

    – Misurazione diretta della concentrazione di EO.

  • Temperatura della camera dello sterilizzatore;
  • Tempo di esposizione;
  • Temperatura del carico di sterilizzazione;
  • Un’indicazione dell’attività del sistema di ricircolo (se utilizzato) durante l’esposizione.

Aerazione (se utilizzata):

  • Tempo e Temperatura;
  • Variazioni di pressione (se presenti) nella camera e/o nella stanza;
  • Velocità di variazione dell’atmosfera della camera;
  • Temperatura del carico dello sterilizzatore.

Se deve essere utilizzato il rilascio parametrico, la convalida deve stabilire:

  1. Il valore e le tolleranze per l’umidità della camera mediante misurazione diretta durante il condizionamento;
  2. Il valore e la tolleranza per la concentrazione di ossido di etilene, determinati dall’analisi diretta dell’atmosfera della camera a intervalli definiti sufficienti per verificare le condizioni richieste per tutto il tempo di esposizione.

Requisiti di riqualificazione

Se viene utilizzato il rilascio parametrico, si applicano i seguenti requisiti ulteriori (rispetto ad una convalida di rilascio biologico):

  1. La riqualificazione deve essere effettuata almeno una volta all’anno;
  2. La riqualificazione dovrà includere la conferma del SAL specificato attraverso studi microbiologici.

Considerazioni particolari per il rilascio parametrico

Durante la progettazione di un programma di rilascio parametrico, vengono apportati aggiustamenti speciali ai parametri di convalida per assicurare che “la procedura di routine” rientri nei “limiti accettabili” ogni volta che un carico viene regolarmente trattato. Ciò si ottiene mediante la convalida in condizioni “worst case” progettate per fornire un’ampia “finestra di trattamento” per il trattamento di routine.

  1. Metà cicli:

    Simulazione di condizioni invernali per tutti i metà cicli:

    Per assicurare che il precondizionamento (se utilizzato) sia efficace indipendentemente dalle condizioni climatiche o dall’ubicazione dell’impianto, ogni carico di convalida a metà ciclo è esposto a condizioni invernali simulate prima del trattamento di metà ciclo. Risultati biologici positivi in questo condizionamento del carico nelle condizioni peggiori assicurano che la procedura sia efficace per tutte le condizioni indipendentemente dal periodo dell’anno e dall’ubicazione dell’impianto.

    Umidità relativa durante il condizionamento:

    Durante ogni metà ciclo, il setpoint per il condizionamento è impostato al di sotto del valore nominale (di routine) per dimostrare una letalità adeguata della procedura nella regione inferiore dell’intervallo di trattamento a umidità relativa. Il valore dell’umidità relativa riportato per il metà ciclo eseguito correttamente è usato come il minimo di routine per la fine del condizionamento, un requisito per il rilascio parametrico.

    Definizione di una concentrazione di EO minima durante l’esposizione:

    Durante ogni metà ciclo, il setpoint per l’iniezione del gas è impostato per il valore nominale (di routine) a meno di 50 mg/l. La concentrazione minima riportata per il metà ciclo eseguito correttamente è il valore minimo di routine per l’esposizione, un requisito per il rilascio parametrico.

  2. Cicli completi:

    Durante ogni ciclo completo (a pieno carico), il setpoint per l’iniezione del gas è fissato per il valore nominale (di routine) più

    50 mg/l. La concentrazione massima riportata per il ciclo completo eseguito correttamente è il valore massimo di routine per l’esposizione, un requisito per il rilascio parametrico.

  3. Carichi misti:

    Per i clienti che presentano carichi misti all’impianto di sterilizzazione, è consigliato un quarto metà ciclo usando la configurazione minima di carico a densità minima. Questo carico è trattato in una metà ciclo biologico con condizioni minime di ciclo. Risultati biologici positivi con questa condizione minima di carico quando supportati da mezzi cicli di carico massimo di successo servono per convalidare la procedura per qualsiasi mix di carico, dal carico minimo qualificato al carico massimo qualificato.

Riferimenti bibliografici

  1. United States Pharmacopeia, 31st edition, 2008.
  2. ANSI/AAMI/ISO 11135-1: 2007. Sterilizzazione di prodotti sanitari — Ossido di etilene — Parte 1: Requisiti relativi a sviluppo, convalida e controllo di routine di una procedura di sterilizzazione per dispositivi medici.
  3. ANSI/AAMI/ISO 11135-2:2008, Sterilizzazione di prodotti sanitari – Ossido di etilene – Parte 2: Guida sull’applicazione di ANSI/AAMI/ISO 11135-1.