Sterilization validation

Sterilisation is the process that inactivates or removes viable micro-organisms in a product until sterility is obtained.

Sterility is defined as the absence of viable micro-organisms. The inactivation of micro-organisms by physical or chemical means follows an exponential law; thus there is always a finite statistical probability that a micro-organism may survive the sterilising process. For a given process, the probability of survival is determined by the number, types and resistance of the micro-organisms present and by the environment in which the organisms exist during treatment.

Ethylene oxide sterilization

One of the most popular methods of sterilization of medical devices is through exposure to Ethylene Oxide gas (EtO/EO). The gas is an alkaline agent that infiltrates packaged medical devices to kill microorganisms and thus achieve sterilization. EtO is toxic and flammable/explosive at low temperatures (flash point of -20°C) and so is used on products that could get damaged or cannot withstand high-temperature processes. Typically the process is applied on:

• Plastic products/packaging that get discolored with irradiation
• Devices that incorporate electronic components
• Materials that get damaged at higher temperatures
• Custom kits
• Materials that are not compatible with other methods such as Gamma and Steam sterilization

Due to its reactive nature, the actual EtO process must occur within enclosed chambers to prevent leaks and exposure to the ethylene oxide gas. Also, EtO Sterilization is a lengthier process than other methods such as Gamma as it involves three stages:

• Preconditioning and/or Conditioning of device through temperature & humidity variations
• Gas Dwell Phase/Sterilizing Cycle where the device is exposed to the EtO gas
• Aeration of exposed device for removal of gas from the product

По завершении процесса стерилизации оксидом этилена на изделии могут оставаться следы этиленхлоргидрина (ЕСН) или этиленгликоля (EG). Их концентрации должны быть ниже пределов, установленных в соответствующих стандартах.

Валидация процессов стерилизации излучением

Существуют три основные типа излучателей:

• Излучатели на основе радионуклидов ⁶⁰Со или ¹³⁷Cs.
• Излучатели на основе генератора пучка электронов.
• Излучатели на основе рентгеновской установки.

Ультрафиолетовое излучение, как правило, не является приемлемым способом излучения.

Наибольшее распространение в фармацевтической области получили стерилизаторы на основе рентгеновской установки.

Для продукции должна быть определена максимальная допустимая доза (maximum acceptable dose) – наибольшая доза, которую можно применить к определенной продукции без ухудшения ее безопасности, показателей качества и прочих характеристик.

Для продукции должна быть определена стерилизующая доза (sterilization dose) –  минимальная доза для достижения установленных требований к стерильности.

Для определения стерилизующей дозы применяется один из двух подходов:

• Определение стерилизующей дозы на основании данных по бионагрузке и/или ее устойчивости к радиации.
• Стерилизующую дозу выбирают из значений 25 или 15 кГр (килогрей) и обосновывают выбор. При обосновании выбранной дозы первичный производитель должен иметь доказательства того, что она способна обеспечить достижение установленных требований к стерильности (гарантированный уровень стерильности SAL < 10^-6.

Во время процесса стерилизации следует измерять поглощенную дозу ионизирующего излучения при помощи дозиметров. Показания дозиметров не должны зависеть от мощности излучения а должны показывать количественную поглощенную дозу самой продукцией. В течение времени стерилизации должна быть набрана суммарная поглощенная доза излучения.

Следует принимать меры предосторожности для предотвращения перепутывания облученной и необлученной продукции. С этой целью на каждую упаковку следует наносить индикаторы, изменяющие цвет при об лучении.

Рекомендуется использовать биоиндикаторы, содержащие споры Bacillus pumilus. Число жизнеспособных спор на одном носителе должно быть более 1 х 10⁷. Величина D превышает 1,9 кГр. Доказано, что рост контрольных микроорганизмов при поглощенной дозе 25 кГр отсутствует. Это значение принято в качестве минимальной поглощенной дозы.