Choisir la bonne technologie de stérilisation

Bart : Le fabricant est responsable de la mise sur le marché du produit (y compris de toute allégation concernant la stérilisation sur l'étiquette) et doit consulter des experts en stérilisation le plus tôt possible au cours de la phase de développement du produit. Le fait de s'impliquer très tôt peut contribuer à garantir la mise en place d'un processus de stérilisation efficace, adapté à des produits spécifiques ainsi qu'à la chaîne d'approvisionnement.

Parmi les différents types de rayonnements pouvant être utilisés à des fins de stérilisation, les rayons gamma, les rayons X et les faisceaux électroniques ont, à quelques exceptions près, des effets similaires sur les micro-organismes ainsi que sur les caractéristiques de performance des produits. Par conséquent, le facteur distinctif est principalement leur évolutivité. Par exemple, le traitement aux rayons gamma ou aux rayons X tend à être efficace lors de l'irradiation de palettes de produits, alors que le traitement par faisceau électroniques ne conviendrait qu'au niveau du carton de l'expéditeur. Les temps de rotation et les considérations liées aux coûts peuvent également être importants ; les irradiateurs à faisceau électroniques et à rayons X permettent de passer plus rapidement d'une spécification client à l'autre qu'un irradiateur gamma.  

Jeff : Les deux éléments clés à prendre en compte lors de la stérilisation de vos produits au moyen de gaz sont les suivants :

• Quelle(s) technologie(s) en matière de stérilisation au gaz est (sont) adaptée(s) à votre produit ? Des essais de faisabilité peuvent permettre de le déterminer.   

• Si plusieurs technologies en matière de stérilisation sont appropriées, choisissez celle qui convient le mieux en tenant compte des avantages et des inconvénients de chacune d'entre elles (par exemple, la capacité à traiter des volumes élevés ou faibles, les résidus de stérilisation, etc.) 

Bart : En général, les rayonnements ionisants sont compatibles avec la plupart des matériaux à des niveaux de dose absorbée typiques pour le traitement de stérilisation. Il s'agit notamment des polymères, du verre et des céramiques. Dans certains cas, comme celui du polypropylène, il convient d'être particulièrement attentif au choix de la bonne qualité de polymère. Les batteries et les appareils électroniques en général peuvent poser problème. Toutefois, dans certains cas, des modifications peuvent être envisagées afin de résoudre le problème de manière efficace.

Jeff : C'est une bonne question. Il est difficile de donner une réponse définitive car chaque situation est unique. C'est pourquoi nous recommandons à nos clients de consulter nos conseillers experts en stérilisation afin d'obtenir des conseils. D'une manière générale, en ce qui concerne les modalités relatives à la stérilisation au gaz, les éléments importants à prendre en compte sont les suivants :

• Compatibilité avec l'agent stérilisant : les substances aqueuses, par exemple, sont incompatibles avec la stérilisation au gaz. 

• Caractéristiques de conception du produit : la conception des produits, y compris les robinets d'arrêt et les lumières étroites, peut présenter des défis importants en ce qui concerne l'accès au gaz, car le gaz peut ne pas être en mesure de pénétrer dans les surfaces les plus restreintes du produit. 

• Énergie stockée : si le dispositif contient de l'énergie stockée, telle qu'une batterie, cela peut créer un problème de sécurité avec l'OE, de sorte qu'un examen supplémentaire serait nécessaire pour s'assurer que l'énergie stockée est correctement isolée.  

• Sélection d'un emballage perméable : afin de stériliser efficacement le produit et d'éliminer les résidus, il est essentiel de choisir un emballage qui permette au gaz d'entrer et de sortir de l'emballage. 

Bart : Non, d'une manière générale, il existe de nombreux documents sur les matériaux qui peuvent guider les fabricants dans la conception de leurs produits et augmenter la probabilité d'obtenir un processus de stérilisation efficace lorsqu'il est envisagé. Cependant, les résultats spécifiques des caractéristiques de performance du produit après exposition aux rayonnements ionisants ne peuvent jamais être entièrement prédits. Il est donc indispensable d'irradier le produit avec son système d'emballage et de déterminer ces effets de manière expérimentale.

Jeff : Compte tenu de la grande variété de dispositifs médicaux, de produits pharmaceutiques et de systèmes d'emballage qui doivent être stérilisés, ainsi que des produits inédits et innovants qui arrivent sur le marché chaque année, il est impossible de répondre à cette question par un simple « oui » ou « non ». La meilleure pratique consiste à consulter un expert en stérilisation pour choisir la modalité la mieux adaptée au produit et effectuer les tests appropriés, notamment en ce qui concerne la compatibilité des matériaux, la fonctionnalité du produit et l'intégrité de l'emballage.

Bart : En général, les matériaux utilisés pour l'emballage doivent être suffisamment résistants aux rayonnements ionisants. Les produits emballés dans des unités de vente, des cartons d'expédition et/ou sur des palettes doivent être appropriés afin d'obtenir une distribution acceptable de la dose dans une charge de traitement. En particulier dans le cas de l'irradiation par faisceau électronique, la reproductibilité de la quantité, de l'orientation et de l'emplacement du produit d'un expéditeur à l'autre peut s'avérer très importante.

Jeff : En ce qui concerne les technologies de stérilisation au gaz, les facteurs suivants sont essentiels : la compatibilité des matériaux avec l'agent stérilisant (y compris les adhésifs), la propreté des matériaux (faible charge biologique), la résistance physique au vide et la préservation de la stérilité dans le temps.

Bart : En ce qui concerne la stérilisation par irradiation, lorsque le produit et les systèmes d'emballage ont été définis, on établit de manière expérimentale une spécification de dose pour le produit. Cette étape de « définition du procédé » permet de déterminer la dose de stérilisation ainsi que la dose maximale acceptable. La cartographie dosimétrique pour la qualification des performances (QP) est ensuite réalisée dans l'irradiateur choisi afin d'obtenir un processus capable de répondre à l'exigence relative à la dose de produit requise de façon régulière.

Jeff : En général, les procédés de stérilisation au gaz sont conçus pour atteindre une réduction d'au moins 12 log10 du défi microbiologique. Cette réduction est généralement validée à l'aide d'un indicateur biologique (IB) contenant une population connue (généralement 10^6) d'un organisme de référence spécifique aux modalités de la stérilisation choisie. L'indicateur biologique est placé dans les produits à stériliser, en particulier à l'endroit le plus défavorable ou le plus difficile à stériliser. Le temps d'exposition à l'agent stérilisant est déterminé par le défi posé par l'organisme de référence à cet endroit.

Bart : Aucun type de rayonnement ne pose de problème particulier lorsqu'il s'agit d'administrer des doses de stérilisation dans de petites zones. Cela dit, la précision de la cartographie dosimétrique requise pour la QP dépendra de la complexité du produit et du type de rayonnement. En général, il faut être plus prudent dans le traitement par faisceau électronique où les gradients de dose absorbée dans et autour des petites pièces métalliques peuvent être très prononcés sur des zones aussi petites que quelques millimètres.

Jeff : En ce qui concerne la stérilisation au gaz, l'oxyde d'éthylène (OE) se distingue par sa capacité à pénétrer et à se diffuser à travers une grande variété de matériaux (à l'exception du verre et du métal). C'est pourquoi, selon la FDA américaine, l'OE est utilisé pour stériliser plus de 20 milliards de produits médicaux chaque année, ce qui représente près de 50 % de tous les produits médicaux stérilisés aux États-Unis.

 Cependant, le choix des modalités de la stérilisation dépend fortement des complexités spécifiques de la conception du dispositif médical, qui peuvent varier considérablement. Cela souligne l'importance d'impliquer un expert en stérilisation dès le début des discussions afin de garantir un résultat optimal. 

Bart : dans le cas de la stérilisation par irradiation, une telle déclaration d'ordre général signifierait très probablement que le produit, tel qu'il a été conçu, ne répondra pas à un ou plusieurs de ses attributs de performance cruciaux lorsqu'il sera soumis à un processus de stérilisation typique utilisant la méthode de stérilisation mentionnée. Des modifications des matériaux ou de la présentation du produit, ou une réduction de la charge biologique du produit pourraient permettre de réduire la dose de rayonnement nécessaire et donc de réussir le processus de stérilisation.

Jeff : Pour ce qui est des modalités de stérilisation au gaz, l'incompatibilité peut avoir diverses conséquences, notamment des problèmes esthétiques (par exemple, une décoloration), des modifications des propriétés physiques (par exemple, des changements de dimensions) et/ou des altérations de l'efficacité du médicament et, éventuellement, des dommages au produit.

Bart : Les deux idées fausses les plus répandues en matière de stérilisation par irradiation reposent peut-être sur le fait que les documents sont suffisants pour définir la dose maximale acceptable du produit et que la spécification d'une dose de 25 kGy à 40 kGy est la valeur par défaut. En ce qui concerne la dose de stérilisation, par exemple, l'industrie a beaucoup travaillé pour convenir de méthodes acceptables permettant d'obtenir des doses de stérilisation aussi faibles que 15 kGy, voire moins, à condition que la charge biologique soit constante et faible. Une dose maximale acceptable supérieure à 40 kGy devrait également être étudiée. L'élargissement de la gamme des doses maximales acceptables, tant minimales que maximales, pourrait faciliter la validation de sites d'irradiation multiples et de sites utilisant différents types de rayonnements.

Jeff : Je n'ai pas d'exemples spécifiques pour chaque technologie de stérilisation au gaz. Cependant, une chose que j'ai remarquée tout au long de ma carrière, et que je continue d'observer aujourd'hui, c'est que les efforts nécessaires à la stérilisation ( tels que le temps et les ressources) sont souvent sous-estimés par les fabricants de dispositifs médicaux. Souvent, les experts en stérilisation ne sont pas impliqués dans les premières étapes du développement du produit, par exemple lors du choix des matériaux, afin d'éviter les incompatibilités, ou lors de la définition des configurations d'emballage. Ces étapes sont généralement déjà validées et finalisées lorsque les discussions sur le développement d'un cycle de stérilisation commencent.

Bart : Sterigenics est indépendante de toute technologie, ce qui lui permet de fournir des solutions qui répondent aux besoins de ses clients et à la demande du marché. Ainsi, nous pensons que les trois types de rayonnement (électronique, gamma et rayons X) continueront à se développer. Sterigenics continuera à développer ses offres dans des domaines tels que la surveillance des procédés et la modélisation mathématique afin de relever les défis posés par les produits les plus innovants en cours de développement. 

Jeff : Le besoin en matière de traitement de l'OE et les efforts visant à garantir l'utilisation durable de l'OE en tant que stérilisant se poursuivront en raison de la capacité unique de l'OE en tant qu'agent stérilisant. L'industrialisation de nouvelles méthodes de stérilisation fera également l'objet d'efforts croissants.