Anatomia procesu sterylizacji tlenkiem etylenu

proces sterylizacji tlenkiem etylenu

zrozumienie procesu sterylizacji tlenkiem etylenu (EO lub EtO) przy rozważaniu różnych opcji sterylizacji ma wiele zalet. Znajomość procesu może zapobiec niepotrzebnym testom produktu lub zidentyfikować zmiany produktu, które mogą być wymagane przed próbą sterylizacji za pomocą EO., Poniższe informacje, choć mają charakter ogólny, mają na celu dostarczenie podstawowych informacji na temat procesu sterylizacji tlenkiem etylenu.

proces sterylizacji EO jest wykorzystywany przez przemysł opieki zdrowotnej do sterylizacji wyrobów medycznych od początku lat 40. (Griffith and Hall – 1940, 1943)1. Chociaż nie tak dobrze kontrolowane jak procesy dzisiaj, anatomia samego procesu pozostaje niezwykle podobna do wcześniejszych projektów procesu. Można przypisać te podobieństwa do natury samego gazu.,

proste, ale skuteczne

w czystej postaci (100%), para tlenku etylenu jest łatwopalna i wybuchowa, gdy może mieszać się z zaledwie 3% objętościowym powietrzem2. Aby bezpiecznie wykorzystać Gaz jako sterylizator przemysłowy, Proces jest zaprojektowany przy użyciu faz cyklu, które są dostarczane w taki sposób, że nigdy nie pozwoli procesowi wejść w niebezpieczny stan. Proces ten można opisać w bardzo prostej formie w następujący sposób:

za pomocą komory próżniowej pobiera się początkową próżnię, aby usunąć powietrze i zapobiec niebezpiecznej mieszaninie po wstrzyknięciu EO., Po zakończeniu próżni wilgoć, zwykle w postaci pary, jest dodawana do komory, aby zastąpić wilgoć, która jest tracona podczas początkowej fazy próżni.

Następna w kolejności jest wprowadzenie gazu tlenku etylenu do z góry określonego stężenia. Koncentracja została dobrana w celu zapewnienia odpowiedniego procesu sterylizacji. Wreszcie, po pozwoleniu produktowi na moczenie w EO przez kontrolowany i z góry określony czas, przeprowadza się serię myć, aby pozbyć się Komory EO., Mycie polega na ciągnięciu próżni, a następnie podciśnieniu gazem obojętnym, którym jest zazwyczaj azot. Procesy podciśnienia i podciśnienia są powtarzane przez określoną liczbę powtórzeń, dopóki atmosfera komory nie osiągnie poziomu poniżej granicy palności wynoszącej 3% dla EO.

prosty proces EO w szczegółach

1. Wstępne przygotowanie środowiskowe

większość dzisiejszych procesów sterylizacji EO rozpoczyna się od kondycjonowania produktów do sterylizacji poza komorą sterylizacji., Przygotowanie wstępne jest zwykle wykonywane w pomieszczeniu, które zostało specjalnie zaprojektowane do podgrzewania i nawilżania produktów do stabilnej temperatury wewnętrznej i zawartości wilgoci przed wejściem do komory. Zapewni to powtarzalność procesu sterylizacji niezależnie od czynników zewnętrznych, takich jak zmienne warunki klimatyczne.

Przedmioty do rozważenia:

• należy pamiętać o konieczności podgrzewania i nawilżania produktu przez 12 do 72 godzin., Należy wziąć pod uwagę integralność opakowania i jego zdolność do wytrzymania warunków wstępnego przygotowania przy nominalnej temperaturze 47°C (118°F) i wilgotności względnej 65%. Należy położyć nacisk na wytrzymałość i stabilność tektury falistej w czasie w trudnych warunkach.
• Po zakończeniu wstępnego przygotowania produkty są umieszczane w podgrzewanej komorze, która została zaprojektowana tak, aby wytrzymać ekstremalne ciśnienia realizowane podczas dostarczania procesu sterylizacji.

2., Wstępna ewakuacja

aby bezpiecznie przeprowadzić proces 100% tlenku etylenu, co najmniej 97% powietrza musi zostać usunięte z komory. Obecnie dwie najczęstsze metody realizacji tego wymogu to (1) wyciąganie głębokiej próżni lub (2) wykonywanie serii odkurzaczy częściowych, a następnie seria zastrzyków azotu. Ta kombinacja, wykonywana przy użyciu odpowiedniej liczby powtórzeń, oczyści (usunie) powietrze, umożliwiając w ten sposób bezpieczny przebieg procesu.,

elementy do rozważenia:

• początkowa szybkość próżni jest zaprojektowana i kontrolowana dla produktu i jego zdolności do wytrzymywania zmian ciśnienia. Szybkość opróżniania jest wybierana, aby zapewnić zachowanie integralności opakowania, umożliwiając odpowietrzenie powietrza uwięzionego wewnątrz opakowania bez niszczenia integralności uszczelnienia. Zapewni to zachowanie właściwości bariery sterylnej opakowania, ostatecznie chroniąc sterylność produktu po zakończeniu procesu.,
• ilość podciśnienia (próżni) zaprojektowanego w procesie jest podyktowana czułością na ciśnienie produktu. Niektóre urządzenia i / lub komponenty nie są zaprojektowane tak, aby wytrzymywały Głębokie podciśnienie i / lub wysokie ciśnienia. Poddanie ich ekstremalnym ciśnieniom wymaganym do zapewnienia głębokiej próżni lub 100% procesu EO spowoduje pęknięcie opakowania i uszkodzenie produktów.
• w przypadku produktów wrażliwych na ciśnienie do przetwarzania wykorzystuje się płytką próżnię lub miękki cykl azotu. Podczas miękkiego cyklu azotu pobiera się początkową płytką próżnię, a następnie wstrzykuje azot., Połączenie próżni i wtrysku azotu nazywa się myciem azotu. Proces ten powtarza się kilka razy (kilka myjek azotowych), aby zapewnić odpowiednie usuwanie powietrza ze zbiornika.
• chociaż mniej wymagający pod względem integralności uszczelnienia opakowania, miękki cykl azotu jest mniej pożądany w porównaniu do procesu 100% eo. Dzięki wykonaniu dodatkowych myć, które są wymagane ze względów bezpieczeństwa, dodatkowy czas jest dodawany do całego procesu., Opóźnia to wydanie produktu, a w przypadku korzystania z usługi sterylizacji kontraktowej dodaje dodatkowe koszty, które zależą od rzeczywistego czasu sterylizacji.

3. Nawilżanie

całkowita inaktywacja mikroorganizmów przy użyciu tlenku etylenu jest osiągana po spełnieniu warunków sterylizacji w komorze., Cztery aktywne składniki wymagane do zapewnienia pomyślnego procesu to:

• ciepło
• Wilgotność
• stężenie gazu
• czas

podczas poprzedniego etapu wstępnego do produktu dodawano ciepło i wilgoć w ustalonym lub stabilnym stanie. Po zakończeniu wstępnej fazy usuwania produktu produkt może utracić znaczną ilość wilgoci. Wilgoć tę należy wymienić przed wprowadzeniem tlenku etylenu. Osiąga się to poprzez dodanie wilgoci w postaci zastrzyków pary., Ilość wymaganej pary jest obliczana w celu uzyskania z góry określonej wilgotności względnej3. Po dodaniu pary wodnej produkt może przebywać lub moczyć przez czas wymagany do zastąpienia wilgoci utraconej z fazy ewakuacji.

Przedmioty do rozważenia:

• Faza nawilżania procesu może poddawać produkt podwyższonemu poziomowi wilgoci i ciepła. Przy wyborze opakowania należy zachować ostrożność, aby upewnić się, że wytrzymałość tektury falistej jest odpowiednia do wytrzymania procesu.,
• poziomy wilgotności są określane przez specjalistę ds. projektowania procesu, aby zapewnić odpowiednią zawartość wilgoci w produkcie do celów sterylizacji. Należy zachować ostrożność, aby zapobiec przegrzaniu podczas wstrzykiwania pary. Niezwykle ważne jest określenie wszelkich ograniczeń temperatury przed wstępnym projektem procesu. W razie potrzeby naukowiec zajmujący się projektowaniem procesów może dostosować parametry cyklu istniejących procesów, aby zrekompensować wrażliwość produktu na ciepło. Koszt korekty może być dodany czas do całego procesu.

4., Zastrzyki gazu i gazu mieszkają

Po fazie nawilżania ciekły tlenek etylenu jest najpierw podgrzewany do fazy gazowej, a następnie wstrzykiwany do komory. Ilość gazu lub koncentracja gazu3 zależy od dwóch podstawowych czynników, które są uwzględniane podczas projektowania cyklu.

najważniejszym czynnikiem jest zapewnienie osiągnięcia minimalnego stężenia gazu wymaganego do osiągnięcia sterylności w produkcie., To minimalne stężenie musi być zrównoważone z drugim czynnikiem, czyli maksymalną ilością gazu, który można wstrzyknąć, zanim pojawią się trudności z powodu wysokiego poziomu pozostałości po sterylizacji EO.

Po wstrzyknięciu gazu następuje faza ekspozycji procesu. Jest to faza, w której produkt jest wystawiony na działanie ciepła, wilgotności Względnej i gazu przez określony czas. Z reguły im trudniej jest sterylizować produkt, tym dłuższy czas ekspozycji., Ilość czasu ekspozycji jest określana przez specjalistę ds. projektowania procesu, po dokładnej analizie produktu, konfiguracji obciążenia i pożądanego poziomu sterylności. Wstępne eksperymenty laboratoryjne mogą być potrzebne przed wykonaniem walidacji.

elementy do rozważenia:

• czas spędzony na fazie ekspozycji procesu jest podyktowany zdolnością gazu do penetracji lub moczenia we wszystkich obszarach produktu wymaganego do sterylności., Dokładne rozważenie metody sterylizacji podczas projektowania produktu ostatecznie doprowadzi do zoptymalizowanego procesu sterylizacji, co pozwoli zaoszczędzić czas, a także obniżyć koszty przetwarzania.

5. Po zakończeniu fazy narażenia cały gaz musi zostać usunięty z komory, dopóki poziom EO nie spadnie poniżej łatwopalnej granicy dla gazu (3% lub 30 000 ppm). Osiąga się to poprzez wykonanie serii odkurzaczy, z których każdy jest wypełniany azotem (wash).,

maksymalne ciśnienie robocze myjek jest wybierane przez specjalistę ds. projektowania procesu, aby zapewnić, że produkty, które mogły zostać zmiękczone podczas fazy ekspozycji procesu, nie zostaną uszkodzone. W celu zmniejszenia pozostałości produktu i ułatwienia bezpiecznego obchodzenia się z produktem po przetworzeniu przeprowadzana jest duża liczba myć.

elementy do rozważenia:

• myjki Postexposure są bardzo podobne do myjek wykonywanych podczas wstępnego opróżniania w płytkich próżniowych cyklach miękkiego azotu., Jednak w przypadku procesów 100% EO procedura jest podobna, ale stosuje się głębsze odkurzacze.

6. Podgrzewane napowietrzanie

aby zmniejszyć czas przebywania w naczyniu, produkty po sterylizacji są zwykle umieszczane w ogrzewanym pomieszczeniu w celu dodatkowego usunięcia pozostałości gazów. Pomieszczenia są utrzymywane w podwyższonej temperaturze, a odgazowane pozostałości są stale usuwane z pomieszczenia i oczyszczane. Pomieszczenia do napowietrzania pomagają zawierać wszelkie eo przenoszone drogą powietrzną i stale zmniejszają pozostałości w produkcie., Po napowietrzeniu ładunek jest przenoszony do magazynu w celu przechowywania do momentu zwolnienia.

elementy do rozważenia:

• dodatkowy czas napowietrzania i ciepło przyspiesza proces odgazowywania. Ilość czasu potrzebnego do czyszczenia produktów jest czynnikiem składu materiału produktu i przeznaczenia urządzenia (kontakt z krwią, kontakt z błoną śluzową, miejscowe itp.)., Nowe wytyczne mają zostać opublikowane przez Association for the Advancement of Medical Instrumentation (Aami), które dostarczy dodatkowych wytycznych dla normy ISO 10993-74 obecnie stosowanej w Stanach Zjednoczonych i na rynkach międzynarodowych.

1. Patent USA nr 2, 189,947. Griffith and Hall, Los Angeles 1943, proces sterylizacji, nr patentu USA. re. 22,284
2. 1984 dane dotyczące palności mieszanin EO-N2-powietrza w 1 atmosferze, Danbury, CT, Union Carbide, 1984
3. AAMI TIR No.15 – 1997., Sprzęt do sterylizacji tlenkiem etylenu, względy procesowe i odpowiednie obliczenia
4. ISO 10993-7, biologiczna ocena wyrobów medycznych-Część 7: pozostałości sterylizacji tlenkiem etylenu, Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna, 2008