Transcript استریلیزاسیون با اتیلن اکساید

‫جمال تولی‬
‫کارشناس ارشد مهندسی پزشکی‬
‫‪ ‬برطرف كردن كليه مواد اضافه نظير گرد و غبار‪ ،‬خون‪،‬‬
‫مخاط و ‪ . . .‬از روي وسايل كه اغلب با استفاده از‬
‫آب و يك نوع ماده صابوني انجام مي گيرد‪ .‬اين مرحله‬
‫بايستي براي كليه وسايل پزشكي كه نياز به‬
‫گندزدايي ويا سترون سازي دارند نيزحتما انجام‬
‫شودزيرا مي تواند بطور موثري باعث كاهش مقدار‬
‫ميكروارگانيسم هاي موجود روي وسايل آلوده شود و‬
‫در نتيجه مراحل بعدي (گندزدايي يا سترون سازي)‬
‫سريعتر و موثرتر انجام شود‬
‫‪ ‬برطرف كردن بسيـاري يا همـه ميكروارگانيسم هاي پاتوژن‬
‫نظير باكتري هاي زايا‪ ،‬قارچ ها‪،‬انگل ها و ويروسها به‬
‫جزاندوسپور باكتري ها از روي وسايل با روشهای فيزيکی يا‬
‫شيميايی مي باشد‪.‬اين مرحله تحت تاثيرفاكتورهاي مختلفي‬
‫نظيرشستشو‪ ،‬مقدارموادآلي موجودروي وسيله‪،‬نوع ومقدار‬
‫آلودگي با ميكروارگانيسم ها‪ ،‬غلظت ومدت زمان تماس با مواد‬
‫ضد عفـوني كننده‪ ،‬شكل و وضعيت وسيله پزشكي‪ ،‬دما و ‪pH‬‬
‫ماده ضدعفوني كننده ميباشد‪ .‬براساس اين فاكتورها گندزدايي‬
‫رابه سه دسته تقسيم مي كنند‪.‬‬
‫‪ ‬گند زدایی سطح باال‬
‫كليه اشكال ميكروارگانيسم ها مثل باكتري هاي زايا‪ ،‬مايكوباكتريوم ها‪،‬‬
‫ويروس ها‪ ،‬قارچ ها و تعداد اندكي اسپور باكتري ها را از بين مي‬
‫برد ولي تعداد زيادي اسپور را نمي تواند نابود كند‪.‬‬
‫‪ ‬گندزدایی سطح متوسط‬
‫باكتريهاي زايا‪ ،‬مايكوباكتريوم‪ ،‬اغلب ويروس ها و قارچ ها را از بين‬
‫مي برد ولي روي اسپور باكتري اثري ندارد‪.‬‬
‫‪ ‬گند زدایی سطح پائين‬
‫اغلب باكتري هاي زايا‪ ،‬تعدادي از انواع قارچ ها و ويروس ها را از‬
‫بين مي برد ولي اسپور باكتريها‪ ،‬مايكوباكتريوم ها وانواع مقاوم‬
‫ترقارچها و ويروس ها را نمي تواند نابود كند‪.‬‬
‫‪ ‬استفاده از مواد شيميايی بر روی پوست يا ساير بافتهای زنده به‬
‫منظور حذف يا کاهش ميکروارگانيسم ها( به جز اسپورها)‬
‫‪ ‬برطرف كردن و نابود كردن همه اشكال حياتي ميكروارگانيسم ها‬
‫نظير باكتري ها‪ ،‬اسپور باكتري ها‪ ،‬مايكوباكتريوم‪ ،‬ويروس ها‪،‬‬
‫قارچها و انگل ها‪.‬‬
‫‪Condition of medical devices that is free from‬‬
‫]‪viable micro-organisms [EN 556-1‬‬
SAL(Sterility Assurance Level) 
‫درجه اطمينان استريليتی‬
probability of a single viable microorganism
occurring on an item after sterilization [ISO/TS
11139:2006, definition 2.46]
Bio Burden 
‫جمعيت ميکروارگانيسم های زنده روی وسيله يا بسته بندی آن‬
Bioburden:
population of viable microorganisms on or in the product and/or
sterile barrier system.
[ISO/TS 11139:2006, definition 2.2]
.‫ عامل مهمی در ايجاد فرآيند استريليزاسيون کارآ تر می باشد‬Bio Burden ‫تخمين‬

Cleanroom :
room in which the concentration of airborne
particles is controlled, and which is constructed
and used in a manner to minimize the
introduction, generation and retention of particles
inside the room, and in which other relevant
parameters, e.g. temperature, humidity and
pressure, are controlled as necessary. [ISO
14644-1:1999, 2.1.1]
 colony-forming unit (CFU)
is a measure of viable bacterial or fungal numbers.
Unlike direct microscopic counts where all cells,
dead and living, are counted, CFU measures
viable cells
‫‪ ‬به هر ماده یا انرژی که به صورت ناخواسته بر روی‬
‫محصول یا فرآیند اثر گذارد‪ ،‬آلودگی گویند‪.‬‬
‫آلودگی به دو روش مختلف در خط توليد به محصول‬
‫وارد می شود‪:‬‬
‫‪ ‬ایستا)‪(Static‬‬
‫‪ ‬پویا)‪(Dynamic‬‬
 Include:




Air supply
Purified water
Process chemicals
Other critical utility systems (process gases,
clean steam, etc.)
 Should
be non-additive in terms of chemical,
biological or particulate material
 Include:





Damages during manufacturing
Equipment Failure
Production Problem
Inadequate cleaning and sanitization
Personnel related contaminants is the single
largest
‫‪ ‬ویروسها‬
‫‪ ‬قارچها‬
‫‪ ‬باکتریها‬
‫‪ ‬پایروژن ها)‪(Endotoxin‬‬
‫‪ ‬اجزاء با منشاء زیستی(مانند ‪ ،DNA‬پروتئينهای‬
‫سلولی و ‪). . .‬‬
‫‪ ‬مواد شيميایی( مانند حاللهای آلی)‬
‫‪ ‬ذرات گرد و غبار‬
‫‪ .1‬محدودیت اثر‬
‫اثر ضدعفونی کنندگی يا جرم کشی درمقابل يک گروه از‬
‫ميکروارگانيسم های خاص تعيين ميگردد‪.‬‬
‫‪ .2‬کلمات اخطار دهنده به منظور نشان دادن میزان خطر محصول‬
‫(به ترتيب از حداقل تا حداکثر ضرر)‬
‫‪Caution ‬‬
‫‪Warning ‬‬
‫‪Danger ‬‬
‫‪Danger / Poison ‬‬
‫‪ .3‬کمک های اولیه‬
‫‪ ‬شامل اقداماتی است که به هنگام بلع يا تنفس ويا تماس با ضدعفونی ميبايست‬
‫انجام گردد‪.‬‬
‫‪ .4‬رعایت نکات پیشگیرانه‬
‫‪ ‬مخاطرات زيست محيطی‬
‫‪ ‬مخاطرات فيزيکی و شيميايی( قابليت اشتعال يا اثر خورندگی)‬
‫‪ ‬اطالعات مربوط به چگونگی نگهداری و از بين بردن محصول‬
‫‪ .5‬نحوه استفاده‬
‫‪ ‬نوع مصرف(پاک کنندگی در مقابل ضدعفونی )‬
‫‪ ‬تعيين رقت مورد استفاده(کشندگی ‪ ،‬کنترل کنندگی)‬
‫‪ ‬روش استفاده (اسپری)‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫نوع استفاده از ضدعفونی کننده‬
‫نوع ميکروارگانيسم هدف‬
‫خصوصيات ضدعفونی کننده مورد استفاده‬
‫عوامل زيست محيطی‬
‫سالمتی و ايمنی پرسنل‬
 Bacteria

Most common Clean Room contaminant
 Molds

- Multi-Celled Fungi
Fewer requirements, lower temperatures
 Yeasts

- Single Celled Organisms
- Single Cellular Fungi
Grow well in some pharmaceutical products
 Viruses
(needs host)
Coccus
Chain = Streptoccus
Cluster = Staphylococcus
Bacillus
Chain = Streptobacillus
Coccobacillus
Vibrio = curved
Spirillum
Spirochete
Square
Star
Common garden soil
 1,000,000,000 in 1/5 teaspoon
 Human Skin
 2,500,000 on 1 inch of skin
 Human Saliva
 1,000,000,000 per mL
 1 Sneeze
 200,000 bacteria
 Human Feces
 100,000,000,000 per gram

Air
 Water
 People
 Skin (Bacteria and yeasts)
 Clothes
 Hair
 Mucous Membranes
 Particles
 Contact with surfaces


Temperature
 Mesophiles vs. Thermophiles

Oxygen
 Aerobic vs. Anaerobic

Time
 Can
survive boiling water, but not autoclave
 Cannot
be killed with alcohol
 Can
remain alive for decades
 Can
revert to reproductive vegetative cells

LPS from cell wall of Gram - bacteria

Shed when bacteria divide or die

Pyrogen: Fever producing substance
Outer Membrane
Rigid Layer
Inner Membrane
cytoplasm
Gram Positive
cytoplasm
Endotoxin
Gram Negative
Least Susceptible
Bacteria with Spore
Mycobacteria
Non-Envelope Viruses
Fungi
Chemical Sterilant
High Level Disinfectant
Most Susceptible
Low Level Disinfectant
Envelope Viruses
Intermediate Level Disinfectant
Vegetative Bacteria
‫‪ ‬بخار‬
‫‪ ‬حرارت‬
‫‪ ‬تابش‬
‫‪ ‬تابش بيم الكتروني‬
‫‪ ‬گاز اتيلن اكسايد‬
‫‪ ‬فيلتريشن‬
‫‪ ‬روشهاي فيزيكي مثل تابش نور‬
‫ميکروارگانيسم ها در مقابل عوامل استریل کننده‬
‫دارای حساسيت ومقاومتهای متفاوتی هستند‬
‫واین موضوع بر انتخاب روش استریلزاسيون موثر‬
‫است‬
‫کارایئ هر کدام از روشهای استریليزاسيون را می‬
‫توان از عملکرد آن در مقابل تعداد معينی از‬
‫اسپورهای شاخص تعيين نمود‪.‬‬
General Considerations

Production in clean areas

Appropriate standard of cleanliness

Filtered air supplied

Airlocks for entry
 Personnel and/or equipment
 Materials

Separate areas for operations
 component preparation (containers and closures)
 product preparation, filling, sterilization, etc.
Premises

Design
 Avoid unnecessary entry of supervisors and control
personnel
 Operations observed from outside

In clean areas, all exposed surfaces:
 Smooth, impervious, unbroken
 Minimize shedding and accumulation of particles,
microorganisms
 Permit cleaning and disinfection
 No uncleanable recesses, ledges, shelves, cupboards,
equipment
 Sliding doors undesirable
 False ceilings sealed
Environmental Monitoring
Microbiological
 Air
samples
 Surface swabs
 Personnel swabs
‫وسيله ‪‬‬
‫سازگار بودن روش استریل با‬
‫سازگار بودن روش استریل با بسته بندی ‪‬‬
‫باید در بدترین حاالت بار گذاری تست شود و ‪‬‬
‫جوابگو باشد‬
‫کارائی الزم وقدرت کشندگی اسپورهای مد نظر را ‪‬‬
‫داشته باشد‬
‫هزینه ‪‬‬
‫سرعت کار ‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مواد باید حرارت ‪ 200-135‬را برای‬
‫‪8‬ساعت تحمل داشته باشند‬
‫برخی ابزار دندانپزشکی‪ ،‬سرنگ‬
‫شيشه ای و‪..‬‬
‫این روش برای غير فعال کردن‬
‫ميکروبهای پایروژن مناسب است‬
‫زمان ودمای آن بيشتر از روش بخار‬
‫است‬
‫ارزان است‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بطور گسترده برای وسایل ‪،‬ابزار‬
‫االت ‪،‬البسه محلولها استفاده‬
‫می شود‬
‫سيکل استریليزاسيون وسایل‬
‫جامد ومتخلخل متفاوت است‬
‫دما پایين تر از حرارت خشک‬
‫است‬
‫به کيفيت بخار وابسته است و‬
‫توليد بخار با کيفيت مناسب‬
‫دشوار است‬
‫‪•Advantages:‬‬
‫‪•Efficacy‬‬
‫‪•Speed‬‬
‫‪•Process simplicity‬‬
‫‪•Lack of toxic residues‬‬
‫‪•Disadvantages‬‬
‫‪•limited to materials that‬‬
‫‪can withstand high‬‬
‫‪temperatures and‬‬
‫‪pressures‬‬
Ethylene Oxide (EO)
 EO is very reactive,
because its highly
strained ring can be
opened easily
 Kills germs by damaging
their DNA-RNA
 Liquid below 11 C
 Flammable, explosive,
toxic and possibly
carcinogenic

 EO used for:
 surgical sutures
 intraocular lens
 ligament-tendon repair devices
 absorbable bone repair devices
 heart valves and vascular grafts
 Advantages
 High penetration
 Compatible with most
 Disadvantage
 toxic residuals
materials
‫‪ ‬برای وسایلی که به تابش مقاومند؛ به طوروسيعی‬
‫استفاده می شود‪.‬‬
‫‪ ‬یک روش استریل سرد است‬
‫‪ ‬اغلب از کبالت ‪ 60‬یا سزیم ‪ 137‬استفاده می شود‬
‫‪ ‬هزینه نگهداری آن گران است‬
60Co
- production
Stable cobalt-59
absorbs one neutron
to become radioactive
cobalt-60.
59
27
Co + n 
60
27
Co
60Co

Co-60 sources
are stored in a
protective pool
of water before being
shipped
to customers
- Manufacture
60Co
Loading of Cobalt-60
Sources into
Shipping Container
- Manufacture
- Manufacture
Underwater Handling of Cobalt-60 Sources
60Co
60Co
Unstable cobalt-60
atoms decay to
stable nickel-60
emitting beta
particles and
gamma rays
– source decay
g - irradiation plant
Radiation
Shielding
Carrier moves
product round
source
Product loaded
onto carrier
outside cell
Source-rack
in storage pond
PURIDEC Wet Storage plant
Large inventory of product in cell
irradiated at moderate dose rate.









· Sterilization of health care products - Radiation
Part 1: Requirements for development, validation and routine
control of a sterilization process for medical devices
· Applies to both Gamma (Co60, Cs137) and electron beam
· Supersedes EN 552
· Main headings are similar to those of companion standard
ISO 11135 - uniform approach
· Cannot be used without Part 2: Establishing the sterilization
dose
· Part 3 provides key guidance on dosimetry
50
·

Key definitions: (selection)
‘absorbed dose’
‘biological indicator’
‘D value’,
‘dose distribution / mapping’
‘dosimeter / dosimetric system’
‘installation qualification’, ‘performance qualification’
‘product family’
‘requalification’
‘sterility assurance level’ (SAL)
‘sterilization dose’
51
 Key
paragraphs / headings:
 • 4. Quality Management System elements
 - procedures, records, identification, traceability
 • 5. Sterilizing agent characterization
 - type of radiation, microbicidal effectiveness, material
effects,
 environmental considerations
 • 6. Process & equipment characterization
 - Gamma, electron beam, X-rays
 - descriptions, monitoring and control
52
•
7. Product definition
 - description, configuration, packaging
 - bioburden, defined product family
 • 8. Process definition
 - maximum / minimum acceptable dose
 - sterilizing dose (document approach taken)
 - dose transfer between radiation sources
 • 9. Validation
 - IQ, OQ, PQ
 - dose mapping, documentation
53
· 10. Routine monitoring & control
 - dosimeter positions, release criteria, product segregation
 - loading patterns, timer settings, records
 · 11. Product release from sterilization
 - procedures, criteria
 · 12. Maintaining process effectiveness
 - bioburden determination, dose audit, recalibration,
maintenance,
 requalification, assessment of changes
 · Annex A – Guidance to the main headings of this standard

54
Sterilization of health care products - Radiation  Part 2: Establishing the sterilization dose
 • Contains technical details concerning possible methods for
 establishing the sterilization dose
 • Abbreviations, terms and definitions
 • Defining product families
 • Selection and testing of product for establishing and
verifying the
 sterilization dose
 Methods of dose establishment

55
· Sterilization of health care products – Moist Heat
 Part 1: Requirements for the development, validation and
 routine control of a sterilization process for medical
devices
 Supersedes EN 554 and ISO 11134
 Relies entirely upon the measurement of physical
parameters
 as a means to validate / control sterilization
 Probably the most reliable of all sterilization methods if
the
device will withstand it, and complete steam penetration is
possible

56
· Sterilization of medical devices - Microbiological methods
 Part 1: Determination of a population of microorganisms on
 products
 · Supersedes EN 1174 Parts 1, 2, and 3
 · Provides guidance on obtaining estimates of bioburden on
 medical devices
 Essential for EtO-sterilized devices and for dose-setting for
 radiation-sterilized devices
 Crucial to demonstration of sterilization capability

57
· Cleanrooms and associated controlled environments
 · Part 1: Classification of air cleanliness
 · Part 2: Specifications for testing and monitoring to prove
 continued compliance with ISO 14644 – 1
 · Part 4: Design, construction and start-up
 · Currently published parts of a 7-part standard, to
include:
 - (3) Metrology & test methods
 - (5) Operations
 - (6) Terms & definitions
 - (7) Enhanced clean devices

58
·
Aseptic processing of healthcare products - Part 1:
General
 requirements
 · Part of a series of standards:
 - Part 2: Filtration
 - Part 3: Freeze-drying
 - Part 4: Sterilization and cleaning in place
 - Part 5: Aseptic processing of solid medical devices
 - Part 6: Isolation / barrier technology
59
•
EU-harmonized aseptic processing standards
 • EN 13824: 2004 – Sterilization of medical devices –
Aseptic
 processing of liquid medical devices – Requirements
 • EN 556-2: 2003 – Requirements for medical devices to
be
 designated “STERILE” – Part 2: Requirements for
aseptically
 processed medical devices
 - required SAL for these devices is 10-3
60