Tecnologia e legislazione farmaceutica I - sterilizzazione

Sterilizzazione

Sterilizzazione

Il termine sterilità fa riferimento all’ assoluta assenza di microrganismi viventi anche allo stato di

quiescenza (spore).

Tale requisito è obbligatorio per le preparazioni parenterali, oftalmiche, per alcuni materiali di

medicazione e per suture, insomma, per tutte quelle preparazioni o materiali che in FU sono indicate

come “sterili”.

Il processo di sterilizzazione, graficamente, segue un andamento esponenziale secondo la relazione:

log N/N0 = -kt, dove:

N: numero finale dei microorganismi

N0: numero iniziale dei microorganismi

T: tempo di esposizione al processo di sterilizzazione

K: coefficiente di distruzione microbica

Ovviamente, maggiore è il valore di “t” , maggiore sarà la quantità di microorganismi che viene distrutta

mediante sterilizzazione.

Bisogna dire, però, che non esiste un processo di sterilizzazione universale. Infatti tale processo, varia

a seconda del microorganismo con cui abbiamo a che fare, in particolar modo in base alla resistenza

che il microorganismo offre al processo.

LAS o livello di assicurazione di sterilità

Ci indica la probabilità di esistenza di un elemento non sterile nel complesso di elementi (fiale, siringhe

ecc) che stiamo sterilizzando.

Il LAS è influenzato da vari fattori, quali:

1) N° di microorganismi iniziale (pochi microorganismi portano ad un minor tempo di esposizione e

quindi non si necessita di temperature elevate per il processo)

2) Tipo di microorganismo

3) Resistenza al processo

4) Tempo di esposizione

Il LAS di un processo per un determinato prodotto viene stabilito attraverso degli studi di convalida.

Valore D

È dato dal reciproco del coefficiente di distruzione microbica (1/k), e ci indica la misura della resistenza

termica dei microorganismi. La resistenza termica è misurata dal tempo di riduzione decimale D, che ci

indica il tempo necessario affinché la popolazione microbica si riduca di 1/10.

Valore Z

Ci indica la variazione di temperatura che risulta da una riduzione di 10 volte del valore D o tempo di

morte termica.

Metodi di sterilizzazione

Si dividono in:

1) Fisici, suddivisibili a loro volta in termici, a luce UV, con radiazioni ionizzanti, e attraverso metodi

meccanici

2) Chimici: effettuati attraverso gas e vapori.

La scelta del metodo, viene fatta a seconda se dobbiamo operare una sterilizzazione terminale, una

filtrazione sterilizzante o un trattamento asettico; comunque, qualunque sia la scelta, deve essere

sempre prima accertata l’ efficacia del metodo e l integrità del prodotto, del contenitore e del

confezionamento; Inoltre bisogna rispettare i principi delle GMP (sarebbero le NBP x i medicinali

industriali) riguardo: il personale, locali adeguati, attrezzature, precauzioni ecc.

Sterilizzazione termica

Produce l’ ossidazione dei costituenti cellulari con denaturazione irreversibile degli enzimi e delle

strutture proteiche. Può essere fatta a secco o a umido.

Sterilizzazione termica ad umido

Comporta la distruzione della popolazione microbica attraverso coagulazione irreversibile delle

proteine. Il materiale viene trattato in autoclave ad una temperatura di 121 °C per 15 min.

Per mettere in funzione un autoclave bisogna fare molte operazioni:

1) Caricamento dell’ acqua e del materiale

2) Chiusura del coperchio

3) Riscaldamento

4) Chiusura della valvola di sfogo

5) Innalzamento della temperatura e della pressione a 121 °C e 2 bar rispettivamente

6) Sterilizzazione vera e propria

7) Raffreddamento fino a 100 °C

8) Apertura della valvola di sfogo

Gli autoclavi hanno una capacità variabile, e permettono il lavaggio e la sterilizzazione di contenitori,

terreni di coltura e altri materiali; quelli più moderni possono eseguire anke la sterilizzazione di siringhe

ed aghi preconfezionati, oltre che un test per la tenuta delle fiale mediante l aggiunta di coloranti quali il

blu di metilene (se la fiala si colora durante il test, significa che la fiala non ha tenuta)

Sterilizzazione termica a secco

Viene eseguita mediante stufe a convezione naturale o forzata, e viene utilizzata per contenitori

metallici e in vetro e per qlk sostanza come il talco e oli semisintetici. Secondo la FU il processo, deve

essere condotto a 180°C per 30 min, a 170°C per 60 min e a 160 °C per 120 min.

Sterilizzazione con fiamma diretta

È un tipo di sterilizzazione termica a secco, che comporta temperature molto elevate ed è per qst che

ha un impiego limitato.

Tindalizzazione (sterilizzazione con vapore fluente)

È un tipo di sterilizzazione che prevede dei cicli di sterilizzazione in autoclave alla temperatura di

100°C e un periodo di incubazione di 24h a temperatura ambiente.

È impiegata per quelle sostanze non sottoponibili ad alte temperature e in tutti i casi in cui non è

richiesta la completa sterilizzazione ma solo una riduzione della carica microbica. Bisogna dire inoltre

che tale metodo è efficace solo per le forme vegetative e non assicura la scomparsa completa delle

spore.

Sterilizzazione mediante raggi UV

Comporta la trasformazione fotochimica delle basi pirimidiniche del DNA, grazie all’ emissione di luce

da parte di una lampada al mercurio. È impiegata per siringhe, cateteri, guanti di gomma, per acqua e

aria.

Tali raggi però sono poco penetranti e irritanti per le mucose (soprattutto l’ occhio), ma ci offrono la max

azione germicida ad una temperatura ambientale di 27 °C.

Sterilizzazione mediante radiazioni ionizzanti

Provoca mutazioni letali nei microorganismi, attraverso radiazioni emesse da isotopi radiattivi come il

Co-60 (raggi gamma) o da meccanismi di accelerazione degli elettroni (raggi beta).

Raggi gamma: sono fotoni emessi da un nucleo in transizione tra due livelli energetici. Hanno un alto

potere penetrante ma sono pericolosi per il personale. La loro efficacia varia a seconda della quantità di

DNA presente nel microorganismo (infatti batteri gram+ sono più sensibili rispetto a spore e virus). In

questo caso, la sterilizzazione è condizionata da alcuni fattori come la sorgente radioattiva, la

sicurezza, la durata dell’ irraggiamento, le sovradosi che danneggiano il materiale, lo spessore del

materiale da trattare ecc.

Raggi beta: originano da emissioni da accelerazione di elettroni. In questo caso, la sterilizzazione è

condizionata dalla capacità di penetrazione (i raggi beta sono mediamente penetranti), l impatto

ambientale è nullo, il trattamento è estremamente rapido ed efficace; presenta però dei costi maggiori.

Sono molto impiegati per i materiali plastici, ma non sono indicati per le preparazioni liquide in quanto si

rischia l alterazione dei principi attivi.

Sterilizzazione con gas

Il gas utilizzato in questo tipo di sterilizzazione, reagisce direttamente e irreversibilmente con gruppi

funzionali che giocano un ruolo essenziale nella struttura e nella funzione delle proteine microbiche. È

utilizzata per tutti quei materiali che non resistono a trattamento con il calore (materiali plastici e presidi

medico-chirurgici).

I gas impiegati sono formaldeide, biossido di zolfo ma soprattutto ossido di etilene.

Autoclave ad ossido di etilene: tale gas è solubile in acqua e solventi, ed è infiammabile all’ aria.

Agisce alchilando le proteine di tutti i tipi di microorganismi. In tale apparecchio si necessita di:

1) Una temperatura di 40-60 °C

2) Umidità del 40-70 %

3) E un esposizione di 3-4 ore

nel caso di assorbimento del gas da parte del materiale, bisogna lavare quest’ ultimo con aria sterile

ripetutamente.

Indicatori di sterilizzazione

Si distinguono in:

1) Fisici: servono a determinare temperatura, pressione, tempo o radioattività a seconda del metodo

usato

2) Chimici: sono sostanze che virano di colore in rapporto alla temperatura raggiunta e/o il tempo per il

quale è stata determinata

3) Biologici: consistono in spore di germi apatogeni di nota ed elevata resistenza ad uno o più metodi

di sterilizzazione. La scelta dell’ indicatore biologico, viene fatta tenendo conto della resistenza del

ceppo verso quella metodica da utilizzare, della apatogenicità del ceppo, il quale deve essere inoltre

facilmente coltivabile.

Sterilizzazione per filtrazione

è quella che avviene mediante l’ utilizzo dei filtri a membrana. Le dimensioni dei pori del filtro, vengono

determinate facendo riferimento alla ritenzione di un ceppo di riferimento (generalmente Pseudomonas

Aeruginosa). Tali filtri, ovviamente, per essere utilizzati devono essere resistenti al calore.