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Questa panoramica descrive i passaggi e altre considerazioni relative alla qualificazione di nuovi dispositivi medici che saranno trattati con radiazioni gamma. L’ordine elencato è l’ordine approssimativo in cui saranno compiuti i vari passaggi. Tuttavia, è importante sottolineare che uno o più passaggi potrebbero una considerevole sovrapposizione.

1. Scelta dei materiali

Nella progettazione di un dispositivo medico, la scelta dei materiali deve essere valutata il più possibile all’inizio della procedura. È importante che il dispositivo medico sia funzionale dopo la sterilizzazione mediante irradiazione. (Molti materiali tolleranti alle radiazioni sono ora disponibili attraverso una serie di fornitori.) Le normative FDA richiedono che, nella conversione di un prodotto esistente da un’altra tecnologia di sterilizzazione o nell’introduzione di un nuovo prodotto sul mercato, tutti i prodotti (componenti) devono essere testati per assicurare che forma , adattamento e funzionalità soddisfino le specifiche del prodotto dopo che il componente è stato esposto alle radiazioni.

I possibili effetti delle radiazioni su alcuni materiali includono infragilimento, scolorimento, odore sgradevole o mancanza di funzionalità a causa di una caratteristica fisica compromessa, come ad esempio la resistenza alla trazione. Alcuni effetti possono essere evidenti subito dopo l’esposizione alle radiazioni, mentre alcuni possono svilupparsi nel corso di un periodo di stoccaggio prolungato. L’invecchiamento accelerato è comunemente usato per determinare le variazioni alle proprietà dei materiali per periodi di tempo prolungati.1

All’inizio delle fasi di progettazione, è necessario stimare la Dmax, ovvero la dose massima che un prodotto potrebbe ricevere durante il trattamento, e determinare se i materiali che compongono il dispositivo conserveranno tutte le sue proprietà e le dimensioni critiche fino a quel livello di irradiazione. Come regola generale, la Dmax target dovrebbe essere almeno 1,6 volte la dose minima di sterilizzazione per il trattamento con raggi gamma e 2 volte la dose minima di sterilizzazione per il trattamento con fascio di elettroni accelerati. Tuttavia, maggiore è l’intervallo qualificato tra le dosi minima e massima definite, migliore sarà il tempo di processo del prodotto grazie a un miglioramento del potenziale di programmazione. Intervalli più ampi di specifiche delle dosi riducono inoltre la probabilità di deviazioni dal trattamento del prodotto (spesso legati a intervalli di dose restrittivi). Tutti i test fisici sui prodotti e l’invecchiamento accelerato devono essere eseguiti alla dose massima scelta o a una dose superiore e documentati secondo le buone pratiche di documentazione.2

2. Controlli di produzione e relativi ai prodotti

Gli ambienti di produzione dei dispositivi devono essere in uno stato di controllo. La popolazione microbica dell’ambiente di produzione contribuisce al carico microbico sul componente prodotto e quindi influisce sulla dose di sterilizzazione. Di conseguenza, è necessario mantenere un ambiente di produzione coerente nell’ambito di un programma globale di mantenimento della dose. Può essere opportuno un programma di campionamento ambientale per dimostrare che i componenti vengono fabbricati in modo coerente.

3. Definizione della dose

La definizione della dose è la determinazione della quantità minima di radiazioni necessaria per raggiungere un determinato livello di garanzia di sterilità (SAL; tipicamente 10-6 o 10-3). Le linee guida definite da AAMI/ISO/ANSI prevedono diversi metodi che possono essere utilizzati per determinare una dose di sterilizzazione minima appropriata per un dato dispositivo. Le linee guida più comunemente utilizzate coinvolgono metodi sperimentali per determinare la carica microbica di un dispositivo. Da questa carica microbica, viene determinata sperimentalmente la resistenza alle radiazioni, confrontata con la resistenza di una popolazione “standard” nota (sulla base della quale sono state definite le linee guida). Se la resistenza microbica dei prodotti alle radiazioni è pari o inferiore a quella della popolazione “standard”, la dose di sterilizzazione utilizzata per il prodotto è la stessa di quella per la popolazione “standard”. In breve, la definizione della dose comporta:

  • Determinazione della carica microbica iniziale del componente,
  • Calcolo/estrapolazione della dose in base alla resistenza di una popolazione microbica identificata e
  • Verifica della dose calcolata in una dimensione del campione pari a 100 per verificare l’efficacia della dose

4. Mappatura della dose

Una volta che il componente è stato qualificato in merito a dose e materiali, vengono individuati uno o più impianti per il trattamento del prodotto. Il prodotto, nella sua configurazione di imballaggio finale, deve essere profilato per identificare le zone alte e basse della dose assorbita nel carico del prodotto in relazione al campo energetico che attraversa. Ogni impianto ha una configurazione unica della sorgente di cobalto; pertanto, è necessario caratterizzare gli effetti del campo energetico unico sulla disposizione del prodotto finito per ogni posizione in cui il prodotto potrebbe essere trattato. Inoltre, per determinare il tempo di ciclo, verranno utilizzati anche la densità del prodotto e il requisito della dose di sterilizzazione minima(tempo trascorso nel campo energetico ad assorbire la dose) per il trattamento.

5. Definizione delle specifiche di trattamento di routine

Dopo aver determinato tutto ciò che è stato indicato precedentemente e prima del trattamento, viene sviluppata una specifica contenente le informazioni necessarie per il trattamento di routine del prodotto in un impianto. Questa specifica include (ma non è limitata a):

  • Descrizione di prodotto e imballaggio
  • Configurazione di carico del carrier
  • Dose minima ammessa (per la sterilizzazione)
  • Dose massima ammessa (per la compatibilità dei materiali)
  • Il posizionamento del dosimetro per “monitorare” la dose massima e minima per la procedura è identificato durante la mappatura della dose
  • Requisiti di manipolazione particolari (ad esempio, temperatura, umidità), se applicabili

6. Audit della dose

Per i dispositivi medici etichettati come sterili, l’efficacia della dose minima deve essere motivata ed è soggetta al controllo dell’FDA. È necessario un riesame periodico della dose minima di sterilizzazione per garantire che la dose sia ancora adeguata. Le linee guida del settore4 contengono una disposizione secondo la quale è necessario eseguire audit periodici della dose, in cui i campioni vengono irradiati e testati a dosi subletali (come nell’esperimento originale della dose di sterilizzazione) per verificare l’efficacia della dose continua. Se un audit della dose “fallisce” (ovvero, viene determinato che la dose minima specificata non è sufficiente a garantire il livello di garanzia di sterilità richiesto del prodotto), le norme descrivono le azioni correttive da intraprendere. Tali misure correttive vanno dall’aumento della dose alla riqualificazione della dose minima.

7. Riconvalida

Eventuali variazioni nei materiali o nella sede di produzione devono essere valutate per la loro possibile influenza sulla convalida della sterilità del prodotto o nella qualificazione fisica/funzionale. Il prodotto trasferito in un impianto a raggi gamma alternativo deve essere valutato in relazione alle posizioni di monitoraggio della dose (deve essere condotta una nuova mappatura della dose). Tuttavia, non è necessario effettuare alcuna ulteriore convalida della definizione della dose a seguito della variazione degli impianti di trattamento con raggi gamma. A titolo di esempio, le seguenti modifiche meriterebbero una valutazione approfondita ed eventuale riqualificazione o riconvalida: spostamento della produzione dei componenti in un nuovo impianto; passaggio da un grado o fornitore di polimero ad un altro; implementazione di un nuovo schema di imballaggio per il prodotto (da vassoio rigido a sacchetto di plastica).

Riferimenti bibliografici

  1. AAMI TIR N. 17
  2. 21 CFR Part 820 Medical Devices: Current Good Manufacturing Practice (cGMP)
  3. 21 CFR Part 820 Medical Devices: Current Good Manufacturing Practice (cGMP)
  4. ANSI/AAMI/ISO 11137-1: 2006. Sterilizzazione di prodotti sanitari — Radiazione — Parte 1: Requisiti relativi a sviluppo, convalida e controllo di routine di una procedura di sterilizzazione per dispositivi medici.

    ANSI/AAMI/ISO 11137-2: 2006. Sterilizzazione di prodotti sanitari – Radiazioni – Parte 2: Determinazione della dose di sterilizzazione.

    ANSI/AAMI/ISO 11137-3: 2006. Sterilizzazione di prodotti sanitari – Parte 3: Guida sugli aspetti dosimetrici.