Lic. Celina Horak

Lic. Celina I. HorakCentro Atmico Ezeiza

Comisin Nacional de Energa Atmicahorak@cae.cnea.gov.ar

III JORNADAS REGIONALES DE ARQUITECTURA, INGENIERA Y ESTERILIZACIN HOSPITALARIA

31 de mayo y 1 de junio de 2007

EsterilizaciEsterilizacin por radiacin por radiacinn

OBJETIVOS

Las rad iac iones ion izantes se u t i l i zan para t ra ta r una gran d ivers idad de

p roduc tos con d is t in tos ob je t i vos :

inhibicin de brotacin

el iminacin de microorganismos causantes de enfermedades

prolongacin de vida til de al imentos

desinsectaci n

esterilizacin descontaminacin

Modificaci n propiedades

otros

APLICACIONES

P r o d u c t o s d e U s o M d i c o

A l i m e n t o s

B a n c o d e T e j i d o s

P r o d u c t o s O d o n t o l g i c o s

E n v a s e s

P r o d u c t o s f a r m a c u t i c o s

C o s m t i c o s

APLICACIONESP r o d u c t o s u s o v e t e r i n a r i o

I n s u m o s p a r a b i o t e r i o s

A l i m e n t o p a r a m a s c o t a s

M a t e r i a l d e l a b o r a t o r i o

M a t e r i a l a p c o l a

O b r a s d e a r t e y a n t i g e d a d e s

O t r a s a p l i c a c i o n e s

EL PROCESO

L o s p r o d u c t o s y / o m a t e r i a p r i m a s e

e x p o n e n a l a r a d i a c i n durante un

t i e m p o p r e d e t e r m i n a d ot i e m p o p r e d e t e r m i n a d o, e l necesar io

p a r a q u e l o s p r o d u c t o s a b s o r b a n l a

e n e r ga suf ic iente para a lcanzar e l

o b j e t i v o b u s c a d o

Es un proceso seguro?

e n n i n g n m o m e n t o e l p r o d u c t o e s t e n c o n t a c t o c o n l a f u e n t e d e rad iac i n

l a e n e r g a i n v o l u c r a d a n o a c t i v a a l p r o d u c t o e x p u e s t o

Ins ta lac i n con a l to n ive l de s e g u r i d a d y p e r s o n a l c a p a c i t a d o

Lic. Celina Horak

Es un proceso seguro?

E l t i e m p o d e i r r a d i a c i n es e l n ico par m e t r o a c o n t r o l a r

d u r a n t e e l p r o c e s o

Al f ina l de l p roceso se ver i f i ca q u e t o d o e l p r o d u c t o h a y a

r e c i b i d o u n a d o s i s c o m p r e n d i d a

e n e l r a n g o e s p e c i f i c a d o

PRINCIPALES VENTAJAS

alto grado de penetraci n contro lada:

l o s p r o d u c t o s s o n t r a t a d o s e n s u e m b a l a j e f i n a l e v i t a n d o r i e s g o d e r e c o n t a m i n a c i n p o s t e r i o r

PRINCIPALES VENTAJAS

la radiaci n n o d e j a r e s i d u o s e n l o s p r o d u c t o s p r o c e s a d o s :

p o s i b i l i d a d d e u s o i n m e d i a t o

no hay aumento s ign i f i ca t i vo de l a t empera tu ra de los p roduc tos :

s e p u e d e n t r a t a r m a t e r i a l e s s e n s i b l e s a l ca lor

PRINCIPALES VENTAJAS

e l t iempo de i r rad iac i n es e l n i c o par met ro a cont ro la r :

a l t a c o n f i a b i l i d a d d e l p r o c e s o

N o r e q u i e r e t r a t a m i e n t o p o s t-ester i l izaci n:

u n a v e z t r a t a d o e l p r o d u c t o p u e d e c o n s u m i r s e i n m e d i a t a m e n t e

FUENTES DE RADIACIN

Fuentes rad iac t ivas indus t r ia les (6 0Co, 137C s )

M quinas generadoras de rad iac i n

M quinas de rayos X (5MeV)

Aceleradores de e lectrones (1 0 M e V)

ESQUEMA DE PLANTA DE IRRADIACIN

Lic. Celina Horak

INSTALACIONES SEGURAS

En Argent ina , es la AUTORIDAD REGULATORIA NUCLEAR ( A R N ) e l o r g a n i s m o q u e r e g u l a l a a c t i v i d a d nuc lea r y t i ene a su ca rgo e l

o t o r g a m i e n t o d e a u t o r i z a c i o n e s y l icencias , as c o m o l a f i s c a l i z a c i n d e c u m p l i m i e n t o d e l a s n o r m a s y r e q u e r i m i e n t o q u e d e e l l a d e r i v e n

REQUISITOS PARA LA OPERACIN DE PLANTAS

L i c e n c i a d e O p e r a c i n de l a ins ta lac i n ( A R N )

P e r s o n a l L i c e n c i a d o c o n A u t o r i z a c i n E s p e c f i ca v i g e n t e

( A R N )

D o c u m e n t a c i n M a n d a t o r i aa c t u a l i z a d a

ETAPAS DEL PROCESO DE IRRADIACIN

RECEPCIN

ALMACENAJE

PREPARACIN Y C A R G A

IRRADIACIN

DESCARGA

VERIFICACIN DE DOSIS

ALMACENAJE

ENTREGA

REGISTROS

DOSIS

E n e l p r o c e s a m i e n t o p o r r a d i a c i o n e s ion izantes , la magni tud de pr inc ipa l

inter s e s l a e n e r ga t ransfer ida a l

mater ia l i r rad iado.

D i c h a e n e r ga dosis absorbida - es la responsab le de p roduc i r en e l ma te r i a l

i r rad iado e l ob je t i vo buscado

DOSIS

E s l a e n e r ga absorb ida por un idad de m a s a d e p r o d u c t o

D = E ( J o u l e ) = G y ( S I )m ( k g)

DOSIMETRA

La dosimetra es l a med ic i n de la dos is a b s o r b i d a m e d i a n t e e l u s o d e

dos met ros y permi te conocer :

Es la herramienta fundamental para e l control control del proceso del proceso de i r radiaci n

d o s i s a b s o r b i d a distr ibuci n de tasa de dos is

U n i f o r m i d a d d e D o s i s

Lic. Celina Horak

BUENAS PRCTICAS DE IRRADIACIN

Dado que e l p roceso de i r rad iac i n

es par te de l proceso de fabr icac i n

de l p roducto , l as ins ta lac iones deben

ap l icar buenas prcticas de

irradiacin.

BUENAS PRCTICAS DE IRRADIACIN

B s i c a m e n t e c o m p r e n d e n :

validaci n de l proceso

control de proceso de rut ina

reval idaciones peri dicas

Sistema de Gest i n de Cal idad

VALIDACIN

P r o g r a m a d o c u m e n t a d o q u e p r o v e e u n

a l to g rado de segur idad de que un

p r o c e s o e s p e c f i co p roduc i r en fo rma

c o n s i s t e n t e u n p r o d u c t o q u e c u m p l e c o n

los a t r ibutos de ca l idad y

e s p e c i f i c a c i o n e s p r e d e t e r m i n a d a s

ETAPAS DEL PLAN DE VALIDACIN DEL PROCESO DE IRRADIACIN

Cal i f icac i n d e l p r o d u c t o y e n v a s e

Cal i f icac i n de la ins ta lac i n

Cal i f icac i n de l p roceso u t i l i zando un p r o d u c t o r e a l

Ver i f icac i n y a p r o b a c i n d e l o s e lementos an te r io res

Manten imien to de l a va l idac i n

Dosis mxima Dosis mnima

CALIFICACION DEL PRODUCTO

Documentacin Ensayo Calibracin Mapeo de dosis

CALIFICACIN DE LA INSTALACIN

Esquema de carga del producto Mapeo de dosis del producto

CALIFICACIN DEL PROCESO

Acumulacin de documentacin y evaluacinRevisin y aprobacin

CERTIFICACIN

Programa de calibracin

Recalificacin del irradiador

Auditora de dosis de esterilizacin

MANTENIMIENTO DE LA VALIDACI N

ESQUEMA DE VALIDACIN (ISO 11137:06)

Lic. Celina Horak

CALIFICACIN DEL PRODUCTO

O b j e t i v o

establecer la dosis ester i l i zante

de te rminar l a dos is m x i m a a l a q u e

p u e d e s o m e t e r s e e l p r o d u c t o s i n

d e t e r i o r o d e s u f u n c i o n a l i d a d

Radiacin organismos/medio

cambios qumicos

cambios biolgicos

muerte

Efecto biolgico sobre los microorganismos

Tipo de organismo

Estado fisiolgico del organismo

Composicin del medio

Dosis

Condiciones de irradiacin (temperatura, tasa de dosis)

Condiciones ambientales previo, durante y posterior a la irradiacin

Factores que influyen sobre la radiosensibilidad:

Efecto de las radiaciones ionizantes sobre los organismos

Efecto directo: - Ionizaci n- Excitaci n

Efecto indi recto:

Reacci n de los radicales l ibres con los compuestos de l medio

Genoma celular: s i t io signif icat ivo para inducir muerte .

Efecto de las radiaciones ionizantes sobre el organismo

Desorden Desorden metabmetablicolico

SobrevidaSobrevida(reparaci(reparacin ADN)n ADN)

MuerteMuerte

Cambios en ADN Cambios en ADN AlteraciAlteracin en la membranan en la membrana

celularcelularAlteraciAlteracin mitocondrian mitocondria

Radio sensibilidad de organismos

kGy DL50

10010

1

0,1

0,01

0,001

Virus; bacterias radio-resistentes, Esporos bacterianos

Bacterias vegetativas, hongos, levadurasParsitosInsectos

Mamferos

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Virus

Radio-sensibilidad de los microorganismos

esporas bacterianas

levaduras y bacterias vegetativas

hongos

Curva de inactivacin

0

25

50

75

100

0 2 6 14 20

Dosis (kGy)

N

me

ro d

e s

ob

rev

ivie

nte

s

N = N0.10-kD

Curva de inactivacin

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Dosis (kGy)

Log

N

org

. sob

revi

vien

tes

D10

DDLog N = Log NLog N = Log N0 0 DD1010

Valor D10

Es la dosis necesaria para reducir el

90% o reducir 1 ciclo de logaritmo de

una poblacin homognea de

microorganismos, donde se asume que

la muerte de los mismos siguen una

reaccin cintica de primer orden.

Estril

Libre de microorganismos viables

Coeficiente de seguridad de esterilidad (CSE)

Probabilidad de que un microorganismo viable est presente en una unidad de producto luego de haberse sometido a un proceso vlido de esterilizacin

Estril: CSE 10-6

Lic. Celina Horak

Tipo de organismo

Estado fisiolgico del organismo

Composicin del medio

Dosis

Condiciones de irradiacin (temperatura, tasa de dosis)

Condiciones ambientales previo, durante y posterior a la irradiacin

Factores que influyen sobre la radiosensibilidad:

Curva sobrevivencia

--66

--55

--44--33

--22

--1100

1122

33

44

00 22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 1818 2020 2222 2424 2626

Dosis (Dosis (kGykGy))

Dosis de esterilizaciDosis de esterilizaci nn

55 Dosis de descontaminaciDosis de descontaminaci nn

--66--55

--44

--33--22

--11

0011

22

3344

00 22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 1818 2020 2222 2424 2626

Dosis (Dosis (kGykGy))

Dosis de esterilizaciDosis de esterilizaci nn

55 Dosis de descontaminaciDosis de descontaminaci nn

Curva sobrevivenciaRequerimientos tcnicos bsicos para la seleccin de la dosis de esterilizacin

El producto mdico especfico a ser sometido al proceso de esterilizacin debe estar fabricado bajo las Buenas Prcticas de Fabricacin de Productos Mdicos, para asegurar una produccin uniforme y controlada del mismo.

Tener acceso a los servicios de un laboratorio de microbiolog a competente

Tener acceso a instalaciones o equipos que entreguen dosis desde 1 kGy, pudiendo ser:

- Fuentes de radiacin de 60Co 137Cs - Irradiadores de haces de electrones o rayos -X.

(Resol. 255/94)

Se debe tener en cuenta que los niveles energa y tasa de dosis de estos equipos sean similares a aquellos usados en el proceso de esterilizacin del producto.

Determinacin de la dosis de esterilizacin: Mtodo 1, ISO 11137:2006 (ex ISO 11137:1995)

Determinacin de la carga microbiana en el producto previa a la esterilizacin

Verificacin experimental de la respuesta de la microflora del producto a la radiacin, si es que la Distribucin Standard de Resistencias (W/G, 1979), mediante ensayos de esterilidad de 100 muestras irradiadas para un CSE de 10-2 .

Lotes produccin frecuentes (>1/3 meses)

Lotes produccin infrecuentes (

Lic. Celina Horak

Determinacin de la dosis de esterilizacin: Mtodo 2, ISO 11137:2006

Para el clculo de la dosis de esterilizacin, se estima el valor D10 de la poblacin natural del producto

Irradiacin de muestras (20 unidades) con 9 dosis crecientesEnsayos de esterilidadGraficacin curva de dosis-respuestaDeterminacin de la dosis de esterilizacin

Para la definicin de la dosis de esterilizacin de un producto se debe determinar la dosis de 3 lotes fabricados consecutivamente.

Determinacin de la dosis de esterilizacin: Mtodo VDMAX 25 kGy - ISO 11137:2006(ex ISO/TR 13409:1996 y ex AAMI/TIR 27:2001)

Determinacin de la carga microbiana en el producto previa a la esterilizacin

Verificacin experimental de la respuesta de la microflora del producto a la radiacin, si es que la Distribucin Standard de Resistencias (W/G, 1979), mediante ensayos de esterilidad de 10 muestras irradiadas para un CSE de 10-1 .

Convalidacin de la dosis de 25 kGy para lograr un CSE 10 -6

Lotes produccin frecuentes (>1/3 meses)

Lotes produccin infrecuentes (1/3 meses)

Lotes produccin infrecuentes (

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Radioesterilizacin de Productos Biolgicos

S u e r o s

Alo in jer tos (p i e l , membrana amn i t ica,

hueso, car t lagos)

Xeno in j e r t os (de rm is po rc ina , hueso

bov ino )

Consideraciones generales para los ensayos de determinacin de la dosis de esterilizacin:

En el caso de juegos, que contiene mltiples dispositivos del mismo producto dentro de un nico envase, se considera cada uno como unidad de producto.

Cuando contienen mltiples productos, se considera cada producto individualmente.

En la irradiacin de muestras con la dosis de verificacin, la dispersin de la dosis entregada no debe ser mayor del 10% respecto de la dosis solicitada.

MATERIALESMATERIALES

Metales Vidrios

Cermicos Polmeros

Naturales

Maderas

Papeles y cartones

Algodn y otras f ibras

Goma ltex

Catgut

Sint t icos

Plst icos

Gomas s intticas

Termoestables

EFECTOS SOBRE LOS POLEFECTOS SOBRE LOS POLMEROS.MEROS.

Polmero

gg Rotura de cadenas Entrecruzamiento

(Degradacin)

EFECTOS POSIBLESEFECTOS POSIBLES

C a m b i o s e n p e s o m o l e c u l a r

Fragi l idad

M a y o r r e s i s t e n c i a t r m i c a y m e c nica

D u r e z a

Colorac i n p e r m a n e n t e o r e v e r s i b l e

D e s p r e n d i m i e n t o d e g a s e s

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ESTABILIDAD ESTABILIDAD --ESTABILIZACIESTABILIZACINN

Capac idad de abso rbe r ene rgCapac idad de abso rbe r ene rg a ex t ra s in a ex t ra s in r up tu ras de un ionesrup tu ras de un iones

Ad i t i vos a rom t i c o s

At rapadores de rad ica les (e j . : R- SH , I 2 )

Des t ruc to res de pe r x idos

Algunos polmerosAlgunos polmerosAlgunos polmerosAlgunos polmerosnaturalmente establesnaturalmente establesnaturalmente establesnaturalmente establesfrente a las radiacionesfrente a las radiacionesfrente a las radiacionesfrente a las radiaciones

Poliestireno

Polietileno, todas lasdensidades

Poliamidas Poliuretanos Polisteres EVA Goma natural Siliconas

Epoxis

DETERMINACIDETERMINACIN DE LA DOSIS N DE LA DOSIS MMXIMAXIMA

Norma ISO 11137:06 Norma ISO 11137:06 dedicada a la radioesteri l izaci n de productos para la atenci n de la salud.

Norma ISO 11607:97: envases para disposi t ivos m dicos ester i l izados en su envase f inal

Norma AAMI/TIR 17 provee una gu a para la calif icaci n de mater ia les de productos a ser esteri l izados por radiaci n.

Un pro toco lo tp ico puede requer i r l a

i r radia-c i n de d ispos i t ivos o muest ras de

mate r ia l con n ive les de dos is va r iados

ent re 10 y 100 k G y . En cua lqu ie r caso , l a

m n ima dos is a ap l ica r a l as muest ras

d e b e s e r t o m a n d o e n c u e n t a l a d o s i s

es te r i l i zan te y e l f ac tor homogene idad de

dos is de la ins ta lac i n.

ENSAYOS PARA EVALUACIENSAYOS PARA EVALUACIN DE N DE MATERIALESMATERIALES

PROPIEDADES DE TRACCIN ISO/R 527 Resistencia a la traccin

Elongacin ltima

Mdulo de elasticidad

Trabajo

PROPIEDADES DE FLEXIN ISO 178

DUREZA Shore ISO 868 Rockwell ISO 2039

RESISTENCIA AL IMPACTO ISO 180

RESISTENCIA A LA COMPRESIN ISO 604

RESISTENCIA AL RASGADO ISO 34

ENSAYOS DE COLORACIENSAYOS DE COLORACINN

A M A R I L L E O

A S T M D 6 2 9 0 - 0 5 Standard Test Method for

Color Determination of Plast ic Pellets

A S T M E 3 1 3 - 0 5 Standard Practice for

Calculating Yel lowness and Whi teness Indices

from Instrumental ly Measured Color Coordinates

E S P E C T R O M E T R A P T I C A

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CALIFICACIN DE LA INSTALACIN

Objet ivo

demostrar que e l i r rad iador y s is temas

auxi l iares han sido instalados y operan de

acuerdo a su especi f icaci n

evaluar la capacidad del mismo para rea l izar

e l proceso de acuerdo a las espec i f icac iones

del mismo.

CALIFICACIN DEL PROCESO

Obje t i vo : demost ra r que e l r esu l tado de l

p roceso ap l i cado a l p roduc to sa t i s face

los requ is i tos espec i f i cados

( d e a c u e r d o a l o s r e s u l t a d o s d e l a

Cal i f icac i n de l Producto) .

Determinacin del Patrn de Carga

Mapeo de Dosis en condiciones reales d e irradiacin

Aprobacin y Mantenimientode la Validacin

Ver i f icac i n y Aprobac i n de los E l e m e n t o s A n t e r i o r e s

Manten imien to de la Va l idac i n ( reva l idac iones per i d i c a s y t o d a v e z q u e s e p r o d u z c a n m o d i f i c a c i o n e s e n la insta lac i n , p roducto , s is temas o p roceso)

CONTROL DEL PROCESO DE RUTINA

Control y moni toreo de equipos del

proceso, manipuleo de l producto antes ,

durante y despu s de la i r radiaci n,

mantenimiento de rut ina , moni toreo de

dosis , cont inuidad del proceso y

documentac i n.

SECUENCIA DEL PROCESO DE ESTERILIZACION POR RADIACION

Nexo CoordinadorNexo Coordinador

Laboratorio de Laboratorio de microbiologmicrobiologaa

Laboratorio de Laboratorio de ensayos de ensayos de

materiales/qumateriales/qumicomico

IrradiadorIrradiador

Producto mProducto mdico dico fabricado bajo las fabricado bajo las

BPFBPF

Dosis mDosis mnima de nima de esterilizaciesterilizaci n n

Dosis mDosis mxima xima compatible compatible

EsterilizaciEsterilizaci nn del producto del producto

FABRICANTEFABRICANTE

MapeoMapeodosimetricodosimetrico y y

modelo de cargamodelo de carga

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Gracias!!