4Validação de Processos de Esterilização

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Validação de Processos
de Esterilização
SÉRGIO LUIZ NOGAROTO
THEREZA CHRISTINA VESSONI PENNA
ALZIRA MARIA DA SILVA MARTINS
IVAN PEREIRA DE GODOI
INTRODUÇÃO
Considerando a validação do processo esterilizante, há vários aspectos de similaridade que independem do procedimento específico
adotado, sendo sempre fundamental a sua documentação. Sem protocolos completos, incluindo relatórios de validação com dados acurados e acessíveis, é virtualmente impossível substanciar que um
processo tenha sido adequadamente validado.
Em todos os casos, a preocupação inicial deve ser com a qualificação do equipamento, utilidades e instalações a ele vinculadas. As
vantagens de documentação adequada do equipamento antes de iniciar a validação são evidentes. Principalmente no que diz respeito
aos tópicos de controle de alteração do equipamento, controle das
alterações desenvolvidas e documentações do processo, sendo todos
dependentes do desempenho do equipamento1.
125
Planos de Validação para Processos Esterilizantes
Para que haja coerência no processo esterilizante, devem ser estabelecidos planos de validação, incluindo os seguintes aspectos: qualificação do esterilizador, validação do produto e validação do processo1.
Qualificação do Esterilizador
Antes de ser introduzido em uso rotineiro, deve ser avaliado o
correto funcionamento do equipamento.
Qualificação da Instalação
Deve ser avaliada a correta instalação de todas as partes, calibração de todos os instrumentos de medição e conformidade com especificações do equipamento a serem demonstradas e certificadas. Isto
é normalmente feito pelo fornecedor, em colaboração com o usuário
do equipamento (Figs. 4.1 e 4.2).
A qualificação deve ser refeita, ao menos parcialmente, quando
alterações técnicas ocorrerem durante a manutenção ou modificação
do equipamento.
Qualificação de Operação
Para um dado tipo de carga, a condição de confiabilidade do equipamento deve ser demonstrada ao menos três ciclos consecutivos.
Para autoclaves e outros esterilizadores a calor, devem ser feitos estudos de distribuição do calor em posições adequadas considerando a
câmara e a carga (Fig. 4.3).
O número e posição dos termopares são determinados pelo tipo e
configuração da carga, bem como pelo tipo de instrumento e de ciclo
empregados. Para esterilizadores a gás, a umidade relativa e a temperatura devem ser medidas por sensores físicos distribuídos em posi-
126
Fig. 4.1 – Vista lateral da câmara de
esterilização.
Fig. 4.2 – Painel de controle da
câmara de esterilização.
ções adequadas. Indicadores biológicos ou monitores biológicos distribuídos na carga devem ser usados para verificar condições esterilizantes em todas as posições (Fig. 4.4). A penetração da radiação
ionizante na carga é mais confiavelmente monitorada pela distribuição de dosímetros.
Validação do Produto/Compatibilidade do Produto
com o Processo Esterilizante
Para cada produto a ser esterilizado, deve haver cuidadosas considerações quanto à adequação do método de esterilização proposto.
Para produtos estáveis ao calor, o processamento em autoclave no
acondicionamento final é usualmente o método de escolha. É, porém, necessário confirmar que todas as partes do material de acondicionamento sejam igualmente resistentes ao processo de autoclavação
e que a estabilidade do produto não seja prejudicada.
127
Fig. 4.3 – Configuração da carga em Pallets.
O tipo de autoclave também deve ser considerado. Se gravitacional, com pré-vácuo ou mistura ar-vapor, compatibilizando a profundidade do vácuo ao produto. Além de se proceder à adequação do
processo, durante o desenvolvimento do ciclo devem ser incluídos
estudos de inativação dos bioindicadores no próprio produto, elucidando possíveis interferências.
Para esterilização gasosa, deve ser dada atenção a possíveis reações do produto com o agente esterilizante, bem como a retenção
de gases tóxicos e seus derivados de degradação no produto. Os
procedimentos de degaseificação devem ser validados e criteriosamente seguidos.
Na esterilização por radiação, possíveis produtos da radiólise, provocados por reações com radicais livres, devem ser cuidadosamente
investigados.
Alguns produtos podem apresentar riscos ao consumidor, enquanto
outros, causando descoloração, podem ser meramente estéticos, mas ainda
assim, exigir a decisão quanto à adequação do processo de esterilização.
128
Fig. 4.4 – Indicadores biológicos distribuidos na unidade de carga,
do produto selecionado.
DEFINIÇÕES
Produto Master2
É um produto normal ou simulado que representa a maior densidade de produto e que nunca foi esterilizado.
Especificação de Processo de Esterilização
É o detalhamento da especificação do processo de esterilização
qualificada para uma determinada família de produto.
Produto Inoculado
É um produto normal ou simulado que possui um indicador biológico
(IB) inoculado e que representa a maior dificuldade de esterilização.
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Indicador Biológico entre Caixas
É um indicador biológico colocado dentro de um envelope de papel, posiocionado entre as caixas do produto.
Nível de Garantia de Esterilidade (SAL)
Representa a probabilidade de um microrganismo viável estar presente em um produto após a sua esterilização. É definido
como o nível de confiança requerido para operar o sistema de
esterilização de forma eficiente.
IB – Indicador Biológico
Carreador impregnado com suspensão de microrganismo,
contendo o número de esporos viáveis de resistência conhecida
ao processo de esterilização especificado. Esporos de Bacillus
stearothermophilus ATCC 7953 são recomendados para esterilização por calor úmido à temperatura ≥ 121oC. Esporos de Bacillus atrophaeus ATCC 9372, anteriormente denominado Bacillus
subtilis variável niger ATCC 9372, são recomendados para a esterilização por óxido de etileno e para a esterilização por calor úmido à temperatura inferior a 121oC. Os indicadores de endotoxina
são usados para monitorar esterilização por calor seco.
QI – Qualificação de Instalação
Obtenção de evidências documentadas de que a instalação do equipamento foi realizada em acordo com as intenções do projeto.
QO – Qualificação de Operação
Obtenção de evidências documentadas de que a operação do
equipamento está de acordo com as intenções do projeto.
130
QD – Qualificação de Desempenho
Obtenção de evidências documentadas de que os operadores estão treinados e o equipamento está funcionando de forma confiável,
produzindo produtos aceitáveis, e que as variáveis de processo críticas são conhecidas e controladas.
Área de Aeração
Área sob condições controladas, onde os produtos permanecem
retidos, após a esterilização, para retirada de resíduos de gás3.
Validação
Exercício de realizar testes programados e documentados para
demonstrar que um processo trabalha dentro de limites especificados
e irá consistentemente produzir produtos/processo conforme especificações pré-determinadas.
Pré-condicionamento
Tratamento do produto antes da realização do ciclo de esterilização para dar à carga a ser esterilizada temperatura e umidade
pré-determinada.
Obs.: todos os parâmetros acima referenciados tomaram como
exemplo uma câmara de dupla porta com 11,7m3.
PROCESSOS DE ESTERILIZAÇÃO
Os planos de validação para processos de esterilização são aplicáveis a qualquer tipo de equipamento destinado a esse fim. No entanto, neste capítulo abordaremos em detalhes três processos específicos,
por serem os mais utilizados:
131
• esterilização por óxido de etileno (EtO) ou outro agente químico como peróxido de hidrogênio, formaldeído dentre outros;
• esterilização por vapor úmido;
• esterilização por calor seco.
Etapas para Validação do Processo de Esterilização
por Óxido de Etileno (EtO)4-12
Material de Embalagem
Os materiais e o produto de embalagem devem ser compatíveis
com o processo de esterilização por óxido de etileno e devem ser
projetados para manter a esterilidade e a qualidade dos produtos contidos em seu interior até o momento de uso.
Todos os materiais de embalagem devem possuir os requisitos de
qualidade detalhados em especificações escritas. As características
mais importantes que devem ser consideradas são:
• porosidade;
• não-absorvente;
• resistência à tração;
• resistência à selagem;
• inerte;
• impermeabilidade à água.
A realização da esterilização na embalagem final com o produto
selado é preferível com relação à esterilização do produto intermediário, pois não requer um manuseio subseqüente. Nestes casos é
importante que os materiais sejam escolhidos para permitir a penetração de umidade durante o pré-condicionamento da carga.
Pré-condicionamento
Caso a empresa opte por realizar um pré-condicionamento da
carga a ser esterilizada fora do esterilizador, este procedimento é
aceitável desde que:
132
• a área de pré-condicionamento fique locada próxima ao esterilizador para proporcionar uma rápida transferência dos materiais;
• a temperatura e a umidade relativa de rotina da área sejam adequadas às condições usadas no ciclo de esterilização;
• a área seja projetada de forma a garantir condições de temperatura e umidade relativa homogêneas durante o ciclo de
pré-condicionamento;
• a temperatura mínima aceitável dos produtos antes de os mesmos entrarem na área de pré-condicionamento seja definida;
• o tempo máximo para a transferência da carga do pré-condicionamento para o esterilizador seja definido.
O condicionamento da carga a ser esterilizada também pode ser
executado no interior do esterilizador. Para tanto, é preciso definir
condições mínimas de temperatura e umidade relativa na carga antes
da injeção de gás nos produtos. A temperatura e a umidade relativa
devem ser monitoradas e mantidas em condições controladas definidas em validação.
Qualificação de Instalação do Esterilizador
O projeto de construção da área de esterilização e sistemas auxiliares devem levar em consideração o seguinte:
• a área de estocagem deve ser segura, ventilada e estar de acordo
com as normas de segurança;
• o sistema de entrada de gás deve incluir um vaporizador para
garantir que o gás não seja enviado para o esterilizador na forma de líquido;
• o sistema e/ou equipamento de controle de entrada de gás no
esterilizador deve permitir monitoração da quantidade de gás
que entrou no esterilizador;
• o esterilizador deve possuir instrumentos para medir e registrar
a temperatura, a pressão e a umidade no interior da câmara, a
133
temperatura da jaqueta da câmara e a temperatura do gás na
entrada na câmara.
A qualificação de instalação implica na verificação e obtenção de
evidência documental de que:
• os equipamentos e instrumentos foram instalados de acordo com
as instruções dos seus fabricantes;
• os instrumentos instalados possuem capacidade de medição
adequada à intenção de uso;
• os instrumentos instalados foram calibrados e introduzidos em
um programa de calibrações;
• haja realização de ciclo com câmara vazia para observar distribuição de calor (pontos frios);
• haja realização de teste de vazamento na câmara (sob vácuo e
sob pressão positiva até 1,5 vez a pressão normal de operação);
• determinação de fatores de desempenho físico para câmara
vazia, tais como:
– vácuo máximo atingido e razão de decaimento da pressão;
– pressão positiva máxima atingida, razão de crescimento da pressão durante a injeção do gás e a correlação dos fatores para a
monitoração da concentração do gás no interior da câmara;
– vácuo máximo atingido e razão de decaimento da pressão
para a remoção do EtO da câmara;
– pressão positiva máxima atingida, razão de crescimento
da pressão durante a injeção do ar comprimido.
Qualificação de Operação
A qualificação de operação implica na verificação e obtenção de
evidência documental de que:
• os equipamentos e instrumentos estejam operando em conformidade com o planejado;
134
• os procedimentos de operação, manutenção e segurança no manuseio dos equipamentos estejam implementados;
• os operadores foram treinados nos procedimentos de operação,
manutenção e segurança no manuseio de todos equipamentos;
• haja realização de ciclo de esterilização completo, incluindo
todas as fases da esterilização (vácuo-injeção de vapor, condicionamento, injeção de gás, exposição ao gás e lavagens com
ar comprimido filtrado).
Qualificação de Desempenho
A qualificação de desempenho implica na verificação e obtenção
de evidência documental de que o ciclo de esterilização atinge consistentemente parâmetros pré-determinados, estabelecidos em
condições operacionais.
Qualificação de Desempenho Físico
A qualificação de desempenho físico implica na verificação e obtenção de evidência documental de que:
• a configuração da carga de esterilização foi especificada para
cada esterilizador. Somente configurações validadas podem ser
usadas nos ciclos de rotina;
• os produtos ou famílias de produtos com maior dificuldade de
esterilização são identificados. Novos produtos devem ser comparados com produtos já validados como referência de configuração de carga e, se for julgado como “pior caso” para a
esterilização, deverá ser submetido a uma qualificação completa de esterilização;
• a distribuição da temperatura, pressão e umidade relativa na
carga é monitorada. O número de sensores de temperatura e de
umidade relativa necessário para o respectivo monitoramento
135
deve estar relacionado ao volume da câmara esterilizadora e da
configuração da carga.
• os sensores de temperatura devem ser distribuidos na câmara,
entre as unidades de carga e no interior das mesmas (Fig. 4.5),
nas posições especificadas por configurações da carga, previamente validadas.
Fig. 4.5 - Posição dos sensores de temperatura na carga.
Qualificação de Desempenho Microbiológico
A qualificação de desempenho microbiológico implica na verificação e obtenção de evidência documental de que:
136
• estudos microbiológicos são executados. As condições do ciclo
devem ser equivalentes ou levemente inferiores às condições
mínimas aceitáveis de operação;
• os indicadores biológicos usados no ciclo de qualificação possuem população e resistência conhecidas;
• os indicadores biológicos são inoculados em produtos e distribuídos pela carga de esterilização incluindo locais considerados mais difíceis de esterilização.
• o número mínimo de indicadores biológicos na carga é de 20 para
câmaras de até 5.000 litros e mais dois para cada 1.000 litros;
• para qualificações biológicas iniciais, um número de replicatas
é executado para demonstrar a reprodutibilidade do ciclo;
• a carga microbiana inicial do produto a ser esterilizado é determinada e mantida sob condições controladas (Fig. 4.6).
28
32/8
28/7
Entrada
da câmara 25/4
20
30
31/9
27/6
21
18/12
24/5
22
01
02
ETO
7
17
4
12
PALLET 2
03
6/17
X/Y
X = IB’s
Y = SENSOR
5/18
2/19
3
11/11
15/10
PALLET 3
VAPOR
9/16
13
23
9/15
11
18/13
28
10
19/14
SAÍDA DA
CÂMARA
1/20
PALLET 1
X
X = IB’s
SENSOR
Fig. 4.6 – Posição dos IB’s na carga.
Qualificação de Desempenho da Área de Aeração
(Degassing)
O processo/área de aeração dos produtos deve ser definido, validado e monitorado. A aeração pode ser executada no interior do esterili-
137
zador ou em uma área separada. A temperatura deve ser monitorada e
registrada, e o número de trocas de ar da área estabelecido e controlado.
Para cada produto/configuração de carga deverão ser estabelecidas curvas de dissipação de resíduos de EtO, e deverão permanecer
em aeração até que os limites especificados/regulamentados sejam
atingidos.
Liberação de Produtos após a Esterilização
Os produtos esterilizados deverão ser liberados somente após a
realização de:
• avaliação dos registros da esterilização contra os parâmetros
especificados;
• realização e aprovação de teste de esterilidade dos indicadores
biológicos;
• realização e aprovação do teste de pirogênio dos produtos;
• realização e aprovação de teste de resíduos de EtO;
• se aplicável, realização e aprovação de inspeção física dos produtos, quanto a possíveis defeitos causados pelo processo de
esterilização.
Freqüência de Requalificações
Requalificações deverão ser executadas periodicamente para detectar qualquer alteração do processo. Tipicamente, uma requalificação simples anual deve ser executada.
Uma alteração significante no produto, embalagem ou no processo necessita ser validada. Exemplos de alterações incluem:
• embalagem;
• projeto do produto;
• configuração ou densidade da carga;
138
• equipamentos do esterilizador (incluindo manutenções significantes);
• processo do ciclo de esterilização.
Qualificação Inicial
Os seguintes estudos deverão ser realizados para qualificações iniciais:
• três estudos de distribuição de temperatura com a câmara vazia
e com monitoração de temperatura em 20 posições. Realizar
ciclos completos;
• um estudo de condicionamento, para avaliar a umidade relativa
e temperatura durante a fase de umidificação do processo com
20 sensores de temperatura e três sensores de umidade relativa.
O fornecimento de gás EtO deverá estar fechado durante este
estudo. O ciclo deverá ser abortado antes da injeção do gás,
pois os sensores de gás e de umidade podem ser danificados.
Usar câmara completa;
• uma série de estudos fracionados em condições mínimas para
concentração de EtO e temperatura da câmara durante a exposição, usando IB’s e sensores de temperatura. O tempo de exposição para os estudos fracionados deverá ser definido com
base no desenho do produto a ser esterilizado e em outros produtos já qualificados, usando câmara completa;
• três estudos de meio-ciclo (half-cycle) usando IB’s e sensores de temperatura. Estes estudos serão executados em condições mínimas de concentrações de EtO, tempo de exposição
e temperatura da câmara durante a exposição. Usar câmara
completa;
• um estudo de distribuição de temperatura completo em condições nominais com monitoração de 20 sensores de temperatura.
Usar câmara completa.
139
Requalificação
Uma revisão da qualificação da câmara vazia e uma avaliação do
desempenho da câmara devem ser documentadas e aprovadas por
pessoal qualificado dentro de um período de 12 meses. Esta revisão
deve incluir no mínimo:
• comparação das temperaturas da câmara vazia, paredes e jaqueta atual com as leituras obtidas na última qualificação ou
requalificação;
• avaliação de qualquer tendência de alarmes no equipamento;
• pesagem do gás e pressão do vapor do condicionamento;
• comparação da concentração do gás, baseado na pesagem e no
diferencial de pressão de um ciclo completo com uma carga de
produção versus a última qualificação/requalificação;
• comparação da pressão do vapor para uma carga completa versus a última qualificação/requalificação;
• resultados de teste de esterilidade dos IB’s;
• revisão das manutenções realizadas no esterilizador;
• teste de vazamento da câmara.
Caso os resultados forem aceitáveis e não mostrarem tendência
adversa, a revisão da qualificação é aceita. Qualquer produto esterilizado deve ser retido até a revisão da requalificação.
Caso forem observadas diferenças significativas ou tendências adversas, uma requalificação completa deve ser executada com os mesmos parâmetros do ciclo validado inicialmente, incluindo no mínimo:
• estudo de distribuição de temperatura aceitável com a câmara
vazia, conforme requisitos deste procedimento;
• estudo de meio ciclo aceitável para cada especificação, usando
IB’s inoculados e avaliação de distribuição de temperatura;
• análise da distribuição de temperatura para o ciclo completo.
140
A câmara pode continuar sendo usada para processar e liberar produtos em outros ciclos se estes estiverem aprovados e validados.
Qualificação de Produtos Novos ou Modificados
Uma qualificação de desempenho microbiológico deverá ser executada na introdução de novos produtos, embalagens ou mudanças nas
configurações das cargas de esterilização, a menos que essas modificações tenham sido previamente qualificadas em um ciclo equivalente.
A demonstração dessa equivalência deve ser documentada.
Caso o novo produto não esteja qualificado para a câmara de esterilização, a qualificação deverá ser executada conforme o procedimento de qualificação inicial.
Requalificações Especiais
Se faz necessária requalificação do esterilizador anterior a sua data
de expiração, caso o equipamento seja alterado de forma significativa.
Controles e Artigos de Teste
Para Cada Estudo Fracionado
Mínimo de 20 indicadores biológicos (IB’s) com esporos de Bacillus atrophaeus ATCC 9372 inoculados em fitas de papel, contendo
uma população média de 1 × 106 esporos/fita, são necessários para
câmara de 5 m3 a 10 m3.
Um IB não esterilizado será usado como controle positivo.
Para Cada Estudo Meio-Ciclo
Trinta e dois indicadores biológicos entre caixas (ICBI’s) de Bacillus atrophaeus ATCC 9372 em fitas de papel, contendo população
média de 1 × 106 esporos/fitas.
141
Um ICBI não-esterilizado será usado como controle positivo.
Trinta e dois indicadores biológicos (IB’s) de esporos de Bacillus
atrophaeus inoculados diretamente na unidade de carga. O produto
inoculado para validação deve ser selecionado, baseando-se em avaliações físicas dos produtos (densidade, peso e desenho).
Um IB não esterilizado será usado como controle positivo.
Produtos para Composição da Carga de Validação
Cada pallet deverá ser constituído por produtos paletizados conforme especificação (Fig. 4.3).
Cada carga de estudo deverá ser constituída por três pallets de
produtos com densidade maior ou igual a do produto a ser validado.
As cargas que forem submetidas ao gás EtO só poderão ser utilizadas para outro estudo após atingirem condições iniciais de temperatura e realização de inspeção visual em no mínimo cinco caixas por
pallet, verificando a presença de caixas danificadas.
Monitoramento dos Eventos de Cada Estudo
O dia e a hora dos registros gráficos da câmara deverão ser sincronizados com o registrador (data logger) ligado aos sensores de temperatura e umidade. Caso isto não seja possível, usar um cronômetro
calibrado e referenciá-lo nos documentos.
Os seguintes eventos e seus horários de acontecimento deverão
ser registrados (data logger):
•
•
•
•
142
início do ciclo;
final do condicionamento (umidificação);
final da injeção de gás (início da exposição);
final da exposição.
ESTERILIZAÇÃO POR CALOR ÚMIDO13,14
O procedimento de esterilização de materiais que oferece maior
segurança é o vapor saturado sob pressão, realizado em autoclaves.
Neste equipamento, os microrganismos são destruídos pela ação combinada da temperatura, pressão e umidade que promovem a termocoagulação e a desnaturação das proteínas da estrutura genética celular.
O vapor saturado possui características vantajosas e outras limitantes como processo de esterilização. As vantagens consistem no
rápido aquecimento e rápida penetração em artigos têxteis ou tecidos
de algodão, destruição dos esporos microbianos em curto período de
exposição, fácil controle de qualidade e letalidade, a não presença de
resíduos tóxicos nos materiais submetidos a este processo e ser econômico. As limitações consistem na incompleta remoção do ar da
câmara interna, não permitindo a difusão e a expansão do vapor para
realizar esterilização e o uso incorreto do equipamento, que pode
levar ao superaquecimento do vapor, com diminuição do poder microbicida, além de não esterilizar óleos e pós.
A NBR ISO 1113415 especifica requisitos para o uso do calor úmido
no desenvolvimento do processo de esterilização, na validação do
processo de esterilização e no controle da rotina de esterilização.
Envolve todos os processos por calor úmido, incluindo vapor saturado e mistura ar-vapor, é aplicável a todos os processos de fabricação
industriais e a todos os outros que realizam terceirização da esterilização por calor úmido. Os princípios esquematizados podem ser úteis
no uso da esterilização por calor úmido em estabelecimentos que não
sejam indústrias de produtos hospitalares.
Validação de Processo de Esterilização
por Calor Úmido13,15
Esterilização por Calor Úmido
O processo de esterilização por calor úmido utiliza vapor saturado sob pressão, o qual é injetado dentro da câmara esterilizadora (au-
143
toclave). O princípio básico da sua operação consiste na eliminação
do ar contido no interior da autoclave substituindo-o por vapor; este
vapor aquecerá todo material até a temperatura especificada, promovendo a redução microbiológica desejada.
Qualificação de Instalação
Na qualificação de instalação, o que se busca é a garantia de que:
• os equipamentos adquiridos/disponíveis são adequados;
• a instalação do(s) equipamento(s) será realizada conforme instruções dos fornecedores e de modo a proporcionar o melhor
desempenho possível;
• os instrumentos instalados em todos os equipamentos serão calibrados em suas faixas de uso contra padrões rastreáveis a padrões nacionais/internacionais.
Qualificação de Operação
Na qualificação de operação, o que se busca é a garantia de que:
• o(s) equipamento(s) instalado(s), como por exemplo bombas
de água, caldeira, torres de resfriamento, sensores e registradores de pressão e temperatura, válvulas etc., estão funcionando
adequadamente individualmente e em conjunto com os demais
equipamentos do processo;
• os equipamentos estão atingindo os parâmetros de performance preestabelecidos em projeto. Por exemplo, a temperatura da
autoclave ser controlada conforme rampa de aquecimento gradativo e atingir os 121°C, a entrada do ar comprimido fazer
com que a pressão interna da autoclave atinja 1,7 bar de sobrepressão, o ajuste dos “sprays de água” proporcionarem a eficiência do resfriamento dos produtos desejada etc.
144
Qualificação de Desempenho Físico
Na qualificação de desempenho físico o que se busca é a garantia de que a autoclave atinja de forma consistente os parâmetros de
temperatura e pressão durante todo o processo. Para tanto, deve-se
realizar um mapeamento da distribuição de calor no interior da autoclave (estudo de distribuição de calor) com o acompanhamento
também da distribuição de calor no interior do produto (estudo de
penetração de calor).
Qualificação de Desempenho Microbiológico
Na qualificação de desempenho microbiológico o que se busca é a
garantia de que os equipamentos em conjunto com os parâmetros de
processo definidos sejam capazes de proporcionar o nível de garantia
de esterilidade desejado. O índice de letalidade mínimo normalmente utilizado é Fo = 8,0 min7 (para 121oC como temperatura referência). É importante lembrar neste ponto que o produto com indicador
biológico inoculado deve ser posicionado sempre no mesmo ponto
onde foi ou está sendo realizado o mapeamento de temperatura.
Etapas do Processo de Esterilização por Calor Úmido
O processo de esterilização em uma autoclave segundo normas
internacionais de operação ocorre da seguinte forma:
• primeiramente, é realizado o fechamento das portas da autoclave de forma a vedar qualquer ponto de vazamento de água e/
ou vapor; ou
• é feita a introdução de água filtrada no interior da autoclave
aquecida e resfriada através de chuveiro de água com circulação contida; o volume de água a ser introduzido varia em função do volume da autoclave e deve ser inferior ao nível dos
produtos a serem esterilizados; ou
145
• inicia-se o aquecimento com a injeção de vapor saturado em
autoclave a vapor (Fig. 4.7); o aquecimento é realizado de forma controlada permitindo que o ar contido no interior da autoclave seja eliminado por uma válvula localizada na parte superior
da câmara; quando a temperatura da autoclave atinge a temperatura estabelecida, a válvula de saída do ar se fecha;
Entrada de vapor na autoclave
Fig. 4.7 - Entrada de vapor na autoclave.
• com o fechamento da válvula em conjunto com a entrada de
vapor saturado, a temperatura e a pressão da autoclave aumentam rapidamente até atingir o ponto de ajuste com o auxílio de
termopares (Fig. 4.8);
• depois de atingida a temperatura de esterilização, registrada por
sensores (Fig. 4.8), inicia-se a contagem do tempo de exposição do produto ao vapor úmido; este tempo varia em função do
volume, embalagem e configuração de carregamento do produto a ser esterilizado; ou
146
Sensor que mede a
temperatura da autoclave
Fig. 4.8 – Sensor de temperatura na câmara da autoclave.
• a água contida no interior da autoclave passa a ser pulverizada
(Fig. 4.9) sobre os produtos, através de válvulas spray distribuídas no interior da autoclave de chuveiro de água; com a pulverização da água, a temperatura dos produtos aumenta rapidamente;
• na autoclave de chuveiro de água, aproximadamente 10 minutos após atingir a temperatura de esterilização, é realizada uma
injeção de ar comprimido filtrado no interior da autoclave até
aproximadamente 1,7 bar; esta injeção de ar causa uma sobrepressão na autoclave, não permitindo que o produto se infle e
estoure em função do aumento da temperatura;
• na autoclave de chuveiro de água, terminado o tempo de exposição, inicia-se o resfriamento do produto; a água contida na
autoclave que é usada para o aquecimento do produto, agora
passa por torres de resfriamento e em seguida é pulverizada
sobre o produto para proporcionar o resfriamento;
147
A
B
Spray usado para
pulverizar água a 121oC
Fig 4.9 – Pulverização da água a 121°C. A. Vista interna da autoclave.
B. Detalhe dos sprays.
148
• depois de atingida a temperatura de resfriamento definida como
aceitável para o produto, a autoclave é despressurizada e o ciclo de esterilização finalizado.
Padronização da Carga
Para se validar um processo de esterilização por calor úmido, devemos inicialmente padronizar a configuração do carregamento da
autoclave, ou seja, definir a quantidade e a configuração que os produtos devem ser colocados em cada carro de esterilização.
Estudo de Distribuição de Calor
Sensores de temperatura (termopares) previamente calibrados
devem ser distribuídos na carga configurada a ser esterilizada, em
posições previamente definidas com maior e menor dificuldades de
aquecimento. Esses sensores devem ser acoplados a um registrador
de temperatura, registrado em intervalos de tempo preestabelecidos. A função dos sensores é acompanhar o aquecimento e observar
a distribuição de calor na carga. O número de sensores a ser distribuído pela carga depende do volume da autoclave. Durante o tempo de exposição do produto ao calor úmido, a temperatura de todos
os sensores deverá atingir entre 119 e 122°C e a diferença de temperatura entre todos os sensores de distribuição de calor não deverá
exceder 0,5°C.
Estudo de Penetração de Calor
Sensores de temperatura (termopares) previamente calibrados
devem ser introduzidos em produtos que simulem exatamente o volume e embalagens do produto a ser validado. Novamente, o número
de produtos com sensores de penetração que devem ser utilizados
depende do volume da autoclave. A função dos sensores de temperatura de penetração é acompanhar o aquecimento dos produtos em
149
vários pontos da carga de esterilização, e através de cálculo de índice
de letalidade (Fo), definir o ponto ideal para o final do tempo de
esterilização (exposição) para o produto.
Estudo Microbiológico
Uma carga microbiana conhecida (indicador biológico) deve ser
inoculada em produtos simulados constituídos por solução salina
0,9%, embalados com volume e embalagens similares ao produto a
ser validado. O indicador biológico recomendado para este tipo de
esterilização é o Bacillus stearothermophilus ATCC 7953, porém, o
Bacillus atrophaeus ATCC 9372 também é aceito para temperaturas
inferiores a 121oC. O número de produtos com indicador biológico
inoculado deve ser igual ao número de sensores de penetração de
calor. A distribuição dos produtos inoculados no interior da carga de
esterilização deve ser ao lado de cada produto com sensor de temperatura de penetração (Fig. 4.10). A função do estudo microbiológico
é garantir que o processo de esterilização estabelecido seja capaz de
reduzir uma população de microrganismos de resistência e população conhecidos a níveis aceitáveis.
Teste dos Indicadores Biológicos
Indicadores em Fitas de Papel
Testar os indicadores biológicos em fitas de papel, transportando-os
para tubos de TSB (tryptic soy broth). Os indicadores biológicos deverão ser incubados dentro de três horas após retirados da autoclave,
e mantidos por sete dias à temperatura de 35 a 37oC para B. atrophaeus e de 55 à 57°C para B. stearothermophilus.
Indicadores Biológicos em Ampolas
Transferir os indicadores biológicos em ampolas para o banho-maria. Os indicadores biológicos deverão ser incubados den-
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Fig. 4.10 – Configuração da carga e posições dos sensores de temperatura e dos
indicadores biológicos.
tro de três horas após retirados da autoclave, e mantidos por sete dias
à temperatura de 35 a 37 oC para B. atrophaeus e de 55 à 57°C
para B. stearothermophilus.
Controle Positivo
Para cada dia em que os indicadores biológicos são usados na
qualificação, devem ser testados dois indicadores biológicos, não
esterilizados, do mesmo lote que aqueles usados na qualificação como
controle. Incubar por sete dias à temperatura de 35 a 37oC para B.
atrophaeus e 55 a 57°C para o B. stearothermophilus.
151
Critério de Aceitação
Será considerado aprovado caso:
• os controles positivos mostrem-se positivos dentro sete dias de
incubação e,
• os indicadores biológicos esterilizados mostrarem-se negativos
dentro dos sete dias de incubação.
Freqüência de Qualificações
Qualificação inicial:
• realizar um estudo de distribuição de calor com a autoclave vazia;
• realizar três estudos de distribuição de calor com a autoclave
com carga mínima de produtos;
• realizar três estudos de penetração de calor com a autoclave
com carga máxima de produtos;
• realizar no mínimo um estudo microbiológico em conjunto com
estudos de penetração de calor.
Requalificação da Autoclave
• Realizar um estudo de distribuição de calor com a carga máxima a cada seis meses.
• Realizar um estudo de penetração de calor com a carga máxima
a cada seis meses.
Requalificação dos Produtos
• Realizar um estudo de distribuição de calor com a autoclave
cheia a cada dois anos para cada produto.
• Realizar um estudo de penetração de calor com autoclave cheia
a cada dois anos para cada produto.
152
ESTERILIZAÇÃO PELO CALOR SECO15
Outra forma de destruição de microrganismos é a utilização
do calor seco, gerado em estufas elétricas próprias para esterilização pela condução térmica. Inicialmente, o calor é absorvido
pela superfície exterior de um material e depois pela próxima
camada. Progressivamente, a temperatura necessária para esterilização alcança todo o artigo. A morte dos microrganismos pelo
calor seco ocorre por meio da oxidação e dessecação. O processo de esterilização realiza-se com o aquecimento dos artigos por
irradiação do calor das paredes laterais e da base da estufa associada à condução.
O uso de estufa é limitado, pois o calor seco não é tão penetrante
quanto o vapor, e a sua distribuição dentro da câmara não ocorre de
maneira uniforme, sendo recomendado que não se utilize o centro
da estufa, pois concentra os chamados pontos frios. A carga deverá
ser o mais uniforme possível, e as caixas devem conter uma quantidade limitada de intrumental. O uso de caixas em aço inoxidável ou
com paredes espessas dificulta ainda mais a transmissão do calor
na carga.
Em razão dessa limitação e da inexistência até o momento de uma
solução, a esterilização pelo calor seco vem sendo gradativamente
abandonada e substituída por outros processos.
É o caso, por exemplo, da esterilização de instrumentais, que
está sendo realizada em autoclaves com vapor úmido saturado,
em recipientes metálicos perfurados ou sem tampa e acondicionados com tecido de algodão ou similar. Outra alternativa é o
aumento da temperatura e o tempo de exposição dos artigos ao
calor seco. Contudo, os resultados práticos e os benefícios dessas alternativas ainda não estão suficientemente documentados
e divulgados 16 .
153
Validação do Processo de Esterilização
por Calor Seco17
A esterilização por calor seco é usada para despirogenizar vidranias e outros materiais não-termosensíveis.
A validação deste processo é realizada através do estudo da distribuição do calor dentro da estufa, sendo o desafio dos pontos críticos (pontos
frios) executado utilizando-se indicadores de endotoxinas bacterianas.
Após estudos da distribuição do calor dentro da estufa, frascos
de endotoxina são colocados nas posições predeterminadas (pontos
frios) (Fig. 4.11).
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Notas:
Frente da estufa = números:
1, 2, 6 e 7.
Centro da estufa = números:
5 e 10.
Fundo da estufa = números:
3, 4, 8 e 9.
Efetuar dois ciclos de
despirogenização, um com a
estufa carregada com vidrarias na
sua capacidade máxima e outro
com a estufa vazia.
Para cada ciclo, serão utilizados
dois indicadores de endotoxina
como controle positivo, ou seja,
os indicadores não serão
expostos ao ciclo de
despirogenização.
Fig. 4.11 – Posições dos frascos com endotoxina na estufa.
154
A farmacopéia americana17 recomenda a exposição dos frascos
com indicadores de endotoxina por um período mínimo de 30 minutos a 250oC. Para a validação do processo, os níveis de endotoxina presentes nos frascos devem ser reduzidos ao menos em 3 ciclos
logarítmicos.
Após o término do ciclo de despirogenização, a redução da concentração de endotoxina é determinada comparando a concentração
de endotoxina dos frascos desafio contra um controle não exposto ao
ciclo (250oC/30 minutos).
Para quantificar os níveis de endotoxina presentes nos frascos, a
endotoxina dos frascos deve ser recontituída com água apirogênica
e submetida ao teste de detecção de pirogênio pelo método LAL
(lisado de ambócitos de límulus)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Pinto TJA. Controle Biológico de Qualidade de Produtos Farmacêuticos, Correlatos e Cosméticos. Livraria LMC. São Paulo, Atheneu, 2000.
2. ISO 11135 – 1994 – Medical Devices – Validation and Routine Control of Ethylene Oxide
Sterilization.
3. Russel AD et al. Gaseous sterilization. In: Principles and pratice of disinfection preservation
and sterilization. pp. 548-568, 1982.
4. Portaria Interministerial nº 482 de 16 de abril de 1999, DOU/1999.
5. NBR 18849/97 – Esterilizadores a gás de óxido de etileno puro e suas misturas.
6. EN 550 – Sterilization of Medical Devices – Validation and Routine Control of Ethylene
Oxide Sterilization.
7. European Pharmacopeia 1997 – 3rd. Ed – Strasbourg: Concil of Europe, 1997, c 1996 – European Pharmacopeia / published in accordance with the convention on the elaboration of an
European Pharmacopeia 1997.
8. Portaria conjunta n° 01/MS/SVS de 16 de Dezembro de 1997, DOU 17/12/97.
9. British Standard BS EN 866-2:1998 Biological Systems for testing Sterilizers and Sterilization Processes Part 2: Particular Systems for use in ethylene oxide sterilizers.
10. ISO 11138-1 Sterilization of health care products. Biological indicators Part 1: general.
11. British Standard EN 550: 1994 Sterilization of medical devices. Validation and routine control of ethylene oxide sterilization.
12. ISO 10993-7 Biological evaluation of medical devices – Part 7 Ethylene oxide sterilization
residuals.
13. Vessoni Penna TC. Journal of the Parenteral Drug Association V.50 n.4 p.1-11, 1996.
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14. Vessoni Penna TC et al. Validação de Processo de esterilização a vapor úmido. Revista controle de Contaminação. Ano 5, nº 38, Junho/2002.
15. NBR ISO 11134/2001 Esterilização de produtos hospitalares. Requisitos para validação e
controle de rotina. Esterilização por calor úmido.
16. Rutala WA. Disinfection, sterilization and waste disposal. In: Wenzel RP, ed. Prevention and
control of nosocomial infections. Baltimore, Williams & Wilkin, 539-594, 1997.
17. The United States Pharmacopeia 24 & National Formulary 19, 1999. The United States Pharmacopeia (USP24) – The national Formulary: NF 19: by authority of the United States Pharmacopeial Convention Inc., meeting at Washington D.C., march 9-12,1995 – Published by
Board of Trustees – Rockville, Maryland: United States Pharmacopeial Convention, 1999.
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