Auswahl der richtigen Sterilisationstechnologie

Bart: Der Hersteller ist für die Freigabe des Produkts auf dem Markt verantwortlich (einschließlich aller Angaben auf dem Sterilitätsetikett) und sollte so früh wie möglich in der Produktentwicklung Sterilisationsexperten hinzuziehen. Eine frühzeitige Einbeziehung kann dazu beitragen, dass ein wirksames Sterilisationsverfahren eingeführt wird, das sowohl auf die spezifischen Produkte als auch auf die Lieferkette zugeschnitten ist.  

Betrachtet man die verschiedenen Arten von Strahlung, die für die Sterilisation verwendet werden können, so haben Gamma-, Röntgen- und Elektronenstrahlen mit wenigen Ausnahmen ähnliche Auswirkungen auf Mikroorganismen sowie auf die Leistungsmerkmale der Produkte. Der entscheidende Faktor ist daher vor allem ihre Skalierbarkeit. So ist die Gamma- oder Röntgenstrahlenbehandlung in der Regel für die Bestrahlung von Produktpaletten geeignet, während die Elektronenstrahlbehandlung nur im Umfang von Versandkartons in Frage kommt. Elektronenstrahl- und Röntgenbestrahlungsgeräte ermöglichen einen schnelleren Wechsel zwischen weitgehend unterschiedlichen Kundenspezifikationen als ein Gamma-Bestrahlungsgerät.  

Jeff: Zwei wichtige Überlegungen bei der Sterilisation Ihrer Produkte mit Gas sind: 

• Welche Gassterilisationstechnologie(n) ist/sind für Ihr Produkt geeignet? Machbarkeitstests können bei der Bestimmung helfen.   

• Wenn mehrere Sterilisationstechnologien in Frage kommen, wählen Sie die am besten geeignete aus, wobei Sie die Vor- und Nachteile jeder Technologie berücksichtigen (z. B. hohe/niedrige Volumina, Sterilisationsrückstände usw.) 

Bart: Im Allgemeinen ist ionisierende Strahlung mit den meisten Materialien bei den typischen absorbierten Dosen für die Sterilisationsbehandlung kompatibel. Dazu gehören Polymere, Glas und Keramik. In einigen Fällen, z. B. bei Polypropylen, ist besondere Sorgfalt bei der Auswahl der richtigen Polymertype erforderlich. Batterien und Elektronik könnten im Allgemeinen ein Problem darstellen. In einigen Fällen können jedoch Modifikationen erforscht werden, die das Problem wirksam angehen.  

Jeff: Gute Frage. Es ist schwierig, eine definitive Antwort zu geben, da jede Situation einzigartig ist. Deshalb empfehlen wir unseren Kunden, sich von unseren Sterilisationsexperten beraten zu lassen. Im Allgemeinen sind bei der Gassterilisation folgende Überlegungen wichtig: 

• Kompatibilität mit dem Sterilisationsmittel: Zum Beispiel sind wässrige Substanzen mit der Gassterilisation nicht kompatibel. 

• Produktdesign-Merkmale: Produktdesigns wie Absperrhähne und enge Lumen können den Gaszugang erheblich erschweren, da das Gas möglicherweise nicht in die engsten Bereiche des Produkts eindringen kann. 

• Gespeicherte Energie: Wenn das Produkt gespeicherte Energie enthält, wie z. B. in Form einer Batterie, kann dies ein Sicherheitsproblem mit EO verursachen, so dass eine zusätzliche Überprüfung erforderlich ist, um sicherzustellen, dass die gespeicherte Energie ordnungsgemäß isoliert ist.  

• Auswahl einer durchlässigen Verpackung: Es ist von entscheidender Bedeutung, eine Verpackung zu wählen, die einen Gasfluss in und aus der Verpackung ermöglicht, um das Produkt effektiv zu sterilisieren und Rückstände zu entfernen. 

Bart: Nein, im Allgemeinen gibt es viel verfügbare Literatur über Materialien, die den Herstellern bei der Produktgestaltung helfen können und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass ein Sterilisationsprozess effektiv durchgeführt werden kann, wenn diese berücksichtigt werden. Die spezifischen Ergebnisse der Produkteigenschaften nach der Bestrahlung mit ionisierenden Strahlen lassen sich jedoch nie vollständig vorhersagen. Daher ist es zwingend erforderlich, das Produkt mit seinem Verpackungssystem zu bestrahlen und diese Auswirkungen experimentell zu bestimmen. 

Jeff: In Anbetracht der großen Vielfalt an Medizinprodukten, pharmazeutischen Produkten und Verpackungssystemen, die sterilisiert werden müssen, sowie der neuen und innovativen Produkte, die jedes Jahr auf den Markt kommen, kann diese Frage nicht mit einem einfachen „Ja“ oder „Nein“ beantwortet werden. Am besten wenden Sie sich an einen Sterilisationsexperten, der Sie bei der Auswahl der richtigen Modalität für das Produkt unterstützt und entsprechende Tests durchführt, einschließlich Materialkompatibilität, Produktfunktionalität und Verpackungsintegrität. 

Bart: Im Allgemeinen sollten die ausgewählten Verpackungsmaterialien ausreichend resistent gegen ionisierende Strahlung sein. Das verpackte Produkt in Verkaufseinheiten, Versandkartons und/oder auf Paletten muss geeignet sein, um eine akzeptable Dosisverteilung in einer Prozessladung zu erreichen. Insbesondere bei der Elektronenbestrahlung kann die Reproduzierbarkeit der Produktmenge, der Ausrichtung und der Platzierung von Versandbehältnis zu Versandbehältnis sehr wichtig sein.  

Jeff: Bei Gassterilisationstechnologien sind die folgenden Faktoren entscheidend: Materialkompatibilität mit dem Sterilisationsmittel (einschließlich Klebstoffe), Materialreinheit (geringe Keimbelastung), physikalische Beständigkeit gegenüber Vakuum und Erhalt der Sterilität über einen längeren Zeitraum. 

Bart: Bei der Strahlensterilisation wird nach der Definition der Produkt- und Verpackungssysteme experimentell eine Spezifikation der Produktdosis erstellt. In dieser Phase der „Prozessdefinition“ werden die Sterilisationsdosis und die maximal zulässige Dosis festgelegt. Anschließend wird eine Leistungsqualifizierung (Performance Qualification, PQ) im Bestrahlungsgerät der Wahl durchgeführt, um einen Prozess zu erhalten, der die geforderte Produktdosis-Spezifikation routinemäßig erfüllen kann. 

Jeff: Üblicherweise sind Gassterilisationsverfahren so konzipiert, dass sie eine Reduzierung der mikrobiologischen Belastung um mindestens 12 log10 erreichen. Dies wird in der Regel mit einem biologischen Indikator (BI) validiert, der eine bekannte Population (typischerweise 10^6) eines für die gewählte Sterilisationsmethode spezifischen Referenzorganismus enthält. Der BI wird in den zu sterilisierenden Produkten platziert, und zwar an der Stelle, die den „Worst Case“ darstellt, bzw. am schwierigsten zu sterilisieren ist. Die Einwirkzeit des Sterilisiermittels wird durch die Herausforderung bestimmt, die der BI an dieser Stelle darstellt. 

Bart: Es gibt keine besonderen Bedenken bei allen Arten von Strahlung zur Abgabe von Sterilisationsdosen in kleinen Bereichen. Wie detailliert die PQ-Dosisabbildung sein muss, hängt jedoch von der Komplexität des Produkts und der Art der Strahlung ab. Im Allgemeinen muss bei der Elektronenstrahlverarbeitung mehr Sorgfalt walten, da die Gradienten der absorbierten Dosis in und um kleine Metallteile über Bereiche von nur wenigen Millimetern sehr ausgeprägt sein können. 

Jeff: Aus Sicht der Gassterilisation zeichnet sich Ethylenoxid (EO) durch seine Fähigkeit aus, eine Vielzahl von Materialien (außer Glas und Metall) zu durchdringen und zu diffundieren. Aus diesem Grund wird EO laut der FDA jedes Jahr für die Sterilisation von über 20 Milliarden Medizinprodukten verwendet, was fast 50 % aller sterilisierten Medizinprodukte in den USA ausmacht. 

 Die Auswahl der Sterilisationsmodalität hängt jedoch stark von der spezifischen Komplexität der Konstruktion des Medizinprodukts ab, die sehr unterschiedlich sein kann. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, einen Sterilisationsexperten frühzeitig in die Diskussionen einzubeziehen, um die optimale Wahl zu treffen. 

Bart: Bei der Strahlensterilisation würde eine solche allgemeine Aussage höchstwahrscheinlich bedeuten, dass das Produkt in seiner jetzigen Form eines oder mehrere seiner kritischen Leistungsmerkmale nicht erfüllen wird, wenn es einem typischen Sterilisationsprozess mit der genannten Sterilisationsmethode unterzogen wird. Änderungen an den Materialien oder der Produktpräsentation oder eine Verringerung der biologischen Belastung des Produkts könnten zu einer Verringerung der erforderlichen Strahlendosis führen und somit einen erfolgreichen Sterilisationsprozess ermöglichen. 

Jeff: Bei Gassterilisationsverfahren kann eine Inkompatibilität verschiedene Auswirkungen haben, darunter kosmetische Probleme (z. B. Verfärbungen), Veränderungen der physikalischen Eigenschaften (z. B. Dimensionsänderungen) und/oder Veränderungen der Wirksamkeit des Medikaments und potenzielle Produktschäden. 

Bart: Die beiden vielleicht größten Missverständnisse in Bezug auf die Strahlensterilisation sind zum einen die Annahme, dass die Literatur ausreiche, um die maximal akzeptable Dosis für ein Produkt zu definieren, und zum anderen, dass eine Dosisangabe von 25 kGy - 40 kGy der Standard sei. Was die Sterilisationsdosis betrifft, so wurde in der Branche intensiv daran gearbeitet, sich auf akzeptable Methoden zu einigen, um Sterilisationsdosen von 15 kGy oder sogar weniger zu erreichen, sofern die biologische Belastung gleichmäßig und gering ist. Eine maximal akzeptable Dosis von mehr als 40 kGy sollte ebenfalls erforscht werden. Eine Ausweitung des Bereichs der maximal akzeptablen Dosis, sowohl der minimalen als auch der maximalen, könnte die Validierung mehrerer Bestrahlungsorte und von Orten, die unterschiedliche Strahlungsarten verwenden, erleichtern. 

Jeff: Ich habe keine spezifischen Beispiele für jede Gassterilisationstechnologie. Eine Sache, die ich im Laufe meiner Karriere beobachtet habe – und auch heute noch beobachte – ist jedoch, dass der mit der Sterilisation verbundene Aufwand (z. B. Zeit und Ressourcen) von den Herstellern von Medizinprodukten oft unterschätzt wird. Sterilisationsexperten werden häufig nicht in die frühen Phasen der Produktentwicklung einbezogen, z. B. bei der Materialauswahl, um Unverträglichkeiten zu vermeiden oder bei der Festlegung von Verpackungskonfigurationen. Diese Schritte sind in der Regel bereits validiert und abgeschlossen, wenn die Diskussionen über die Entwicklung eines Sterilisationszyklus beginnen. 

Bart: Sterigenics ist technologieunabhängig, was es uns ermöglicht, Lösungen anzubieten, die den Bedürfnissen unserer Kunden und der Marktnachfrage entsprechen. Daher glauben wir, dass alle drei Arten von Strahlung (Elektronen-, Gamma- und Röntgenstrahlung) weiter wachsen werden. Sterigenics wird sein Angebot in Bereichen wie Prozessüberwachung und mathematische Modellierung weiter ausbauen, um den Herausforderungen der innovativsten Produkte, die derzeit entwickelt werden, gerecht zu werden. 

Jeff: Der Bedarf an Aufbereitung von EO und die Bemühungen um eine nachhaltige Nutzung von EO als Sterilisationsmittel werden aufgrund der einzigartigen Sterilisationsfähigkeit von EO weitergehen. Auch die Bemühungen um die Industrialisierung neuartiger Sterilisationsverfahren werden zunehmen.