Conceitos de esterilização por calor - Professor GERSONgerson.luqueta.com.br/index_arquivos/palestraISPE2006.pdf · Esterilização –Fh com temperatura ref. 170ºC e Z=20ºC Despirogenização

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Engº Gerson R. Luqueta

Conceitos deConceitos deesterilização por caloresterilização por calor.



Engenheiro Eletricista - USF

Apresentação palestranteApresentação palestrante

Termobacteriologia – Unicamp - 2004Termobacteriologia – Unicamp - 2004

MBA – FGV - 2002

Projetos, pós-venda e área comercial – Baumer desde 97

Professor mecatrônica – Centro Paula Souza


Cinética de morte microbiana

Tópicos a serem apresentadosTópicos a serem apresentados

Esterilização por vapor saturadoEsterilização por vapor saturado

Esterilização por calor seco

Validação de processos de esterilização

Normas

2


Evolução do processoEvolução do processo

1° AUTOCLAVE - 1880 CHARLES CHAMBERLAND

1° DIGESTOR DE DENYS PAPIN - 1680 AUTOCLAVE DIGITAL

2005


Definição de esterilizaçãoDefinição de esterilização

Conceito mais utilizado

Processo pelo qual os microorganismos são

inviabilizados a tal ponto que não seja mais

possível detectá-los no meio de cultura padrão no

qual previamente haviam proliferado.


Material a ser esterilizadoMaterial a ser esterilizado

Variáveis para escolha do processoVariáveis para escolha do processo

Microorganismo alvoMicroorganismo alvo

Agente esterilizante compatívelAgente esterilizante compatível

3


Vapor Saturado Vapor Saturado

Agentes esterilizantesAgentes esterilizantes

Óxido de Etileno Óxido de Etileno

Formoldeído Formoldeído

Peróxido de hidrogênioPeróxido de hidrogênio

Calor Seco - EstufasCalor Seco - Estufas

Outros processos químicos Outros processos químicos

Raios ionizantes Raios ionizantes


MecanísticaMecanística

Teorias dos mecanismos de açãoTeorias dos mecanismos de ação

Estequiométrica Estequiométrica

VitalísticaVitalística

Destruição dos centros de controle - MatemáticaDestruição dos centros de controle - Matemática

Alterações quantitativas nas substâncias essenciaisAlterações quantitativas nas substâncias essenciais

Intervenção localizada do processo metabólicoIntervenção localizada do processo metabólico


Mecanismos de açãoMecanismos de ação

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Mecanismos de açãoMecanismos de ação


Probabilidade de SobrevivênciaProbabilidade de Sobrevivência

Métodos de EsterilizaçãoMétodos de Esterilização

Esterilização por Sobre-morte (Overkill)Esterilização por Sobre-morte (Overkill)


Materiais não degradáveis ao agente esterilizanteMateriais não degradáveis ao agente esterilizante

Sobre-morte (Overkill)Sobre-morte (Overkill)

Super exposição do materialSuper exposição do material

Método seguro – primeira escolhaMétodo seguro – primeira escolha

Não requer BioburdenNão requer Bioburden

Letalidade alta e excedenteLetalidade alta e excedente

5


Materiais facilmente degradáveis ao agente esterilizanteMateriais facilmente degradáveis ao agente esterilizante

Probabilidade de SobrevivênciaProbabilidade de Sobrevivência

Limiares de sub e sobre-processamentoLimiares de sub e sobre-processamento

Conserva o produto – menor energiaConserva o produto – menor energia

Letalidade controladaLetalidade controlada


Estudo de Letalidade de ProcessoEstudo de Letalidade de Processo

Determinação do tempo de EsterilizaçãoDeterminação do tempo de Esterilização

Determinação da temperatura de EsterilizaçãoDeterminação da temperatura de Esterilização

Estudo da resistência do bioindicadorEstudo da resistência do bioindicador


Fatores de resistência do MOFatores de resistência do MO

Biomassa do contaminante (log N/g)Biomassa do contaminante (log N/g)

Espessura da parede da célulaEspessura da parede da célula

Material da parede da célulaMaterial da parede da célula

Atividade metabólicaAtividade metabólica

Fatores de proteção internosFatores de proteção internos

Fatores de proteção externosFatores de proteção externos

6


O microorganismo esporuladoO microorganismo esporulado


Um MO para cada agente esterilizanteUm MO para cada agente esterilizante

Geobacillus sthearotermophilusGeobacillus sthearotermophilus

Bacillus atropheusBacillus atropheus

C. sporogenesC. sporogenes


Microorganismos EmergentesMicroorganismos Emergentes

Bacillus thermoduransBacillus thermodurans

PrionsPrions

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O “mal” da vaca loucaO “mal” da vaca louca


Morte MicrobianaMorte Microbiana

Depende do agente esterilizanteDepende do agente esterilizante

Da concentração do MODa concentração do MO

Do substratoDo substrato

Da temperatura de exposiçãoDa temperatura de exposição

Do tempo de exposição, etc...Do tempo de exposição, etc...


Esterilização por calor e a RDC 210Esterilização por calor e a RDC 210

•17.11.1 A esterilização pode ser feita mediante a aplicação de calor seco ou úmido, agentes gasosos,

por filtração esterilizante com subseqüente enchimento asséptico dos recipientes finais estéreis, ou através de irradiação com radiações ionizantes. Cada método tem suas aplicações e limitações particulares. Quando for possível e praticável, a

escolha do método deve ser a esterilização por calor.

Outros tópicos

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Inativaçao térmica - modelo matemáticoInativaçao térmica - modelo matemático

Modelos linearesModelos lineares

Modelos não linearesModelos não lineares


Modelos matemáticosModelos matemáticos

Ombro

Cauda


Desenvolvimento do modelo matemáticoDesenvolvimento do modelo matemático

Valores DT do MicroorganismoValores DT do Microorganismo

Curva Fantasma – valor ZCurva Fantasma – valor Z

Letalidade de processo – F0 e FZLetalidade de processo – F0 e FZ

Tempo equivalente TeTempo equivalente Te

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Valor DValor D

Definição: Tempo, em minutos, para reduzir a população de MO em 10 vezes a

uma determinada temperatura.

Definição: Tempo, em minutos, para reduzir a população de MO em 10 vezes a

uma determinada temperatura.


Variação do valor DVariação do valor D

0,000001

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

População N

0T 1T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T

Tempo t


Valor ZValor Z

Definição: Temperatura, em graus Celcius, para reduzir a população de MO em 10 vezes.

Definição: Temperatura, em graus Celcius, para reduzir a população de MO em 10 vezes.

10


Gráfico do valor ZGráfico do valor Z

Curva Fantasma - Valor Z

ESPOROS DE N.fischeri EM POLPA DE MAÇÃ pH 3,6

0,10

1,00

10,00

100,00

84,5 85 85,5 86 86,5 87 87,5 88 88,5 89 89,5 90 90,5 91 91,5 92 92,5 93 93,5

Temperatura

Valores D

Temperatura

Z= 5,3


Letalidade de ProcessoLetalidade de Processo

)log(log 0 ��DF −×=

Valor F – Tempo mínimo de processoValor F – Tempo mínimo de processo

Exemplo:Exemplo:

min18125,1)10log10(log5,1

10

10

5,1

66

6

6

0

121

=×=−×=

=

=

=

−

−

F

�

�

D


dtF

t

Z

TrefT

z

t ∫−

=0

)(

10


Valor F0 – letalidade equivalente a 121°CValor F0 – letalidade equivalente a 121°C

dtF

t T

∫−

=0

10

)1,121(

100

Valor Fz – letalidadeValor Fz – letalidade

11


10

1,121

10

−

=T

z

tF


min15,19

18

min5,1910

)121min(18

134

10

)1,121134(

134

≅==

==

=−

F

FTe

F

CF

Z

Exemplo tempo equivalenteExemplo tempo equivalente



0,5 MINUTOS124°C1 MINUTO121°C2 MINUTOS118°C

Letalidades equivalentesLetalidades equivalentes

Pequenas variações de temperatura demandamvariações consideráveis de tempo de exposição

para manter a letalidade do processo !

Pequenas variações de temperatura demandamvariações consideráveis de tempo de exposição

para manter a letalidade do processo !


Letalidade – esterilização de PrionsLetalidade – esterilização de Prions

Departament of Health and Social Security (DHSS) – 18 logsDepartament of Health and Social Security (DHSS) – 18 logs

DHSS 1984 – 18 minutos a 134°C ±4°CDHSS 1984 – 18 minutos a 134°C ±4°C

The American Neurological Association (ANA) – 50 logsThe American Neurological Association (ANA) – 50 logs

ANA (1986) - 60 minutos a 132°CANA (1986) - 60 minutos a 132°C

São considerados Valores Z=10 e F0 de 200 e 600São considerados Valores Z=10 e F0 de 200 e 600

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Trabalhando (longe...) do biotério Trabalhando (longe...) do biotério


Esterilização a vaporEsterilização a vapor

Método eficazMétodo eficaz

Método rápidoMétodo rápido

Melhor relação custo / BenefícioMelhor relação custo / Benefício

Validação / MonitoraçãoValidação / Monitoração

Baixo impacto ambientalBaixo impacto ambiental

Inadequado para termossensíveisInadequado para termossensíveis


Esterilização a vaporEsterilização a vapor

Presença de Vapor Saturado SecoPresença de Vapor Saturado Seco

Tempo de ExposiçãoTempo de Exposição

Temperatura de esterilizaçãoTemperatura de esterilização

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Agente esterilizante – Vapor SaturadoAgente esterilizante – Vapor Saturado

Forma GasosaForma Gasosa

Sujeito à lei dos gases ideaisSujeito à lei dos gases ideais

O título do vapor é importanteO título do vapor é importante


Condicionamento (remoção de ar / umidificação)Condicionamento (remoção de ar / umidificação)

Obtenção da temperatura e pressãoObtenção da temperatura e pressão

Tempo de ExposiçãoTempo de Exposição

Exaustão / SecagemExaustão / Secagem

AeraçãoAeração

Ciclo de esterilizaçãoCiclo de esterilização


0%

136°C

118 °C

Ciclo de esterilização – Mistura ar/VaporCiclo de esterilização – Mistura ar/Vapor

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15




Utilização de estufas específicasUtilização de estufas específicas

Sistema por gravidade ou circulação forçadaSistema por gravidade ou circulação forçada

Requer temperatura e tempo bem maiores que vaporRequer temperatura e tempo bem maiores que vapor

Esterilização e/ou despirogenizaçãoEsterilização e/ou despirogenização

Esterilização por calor secoEsterilização por calor seco


Esterilização – Fh com temperatura ref. 170ºC e Z=20ºCEsterilização – Fh com temperatura ref. 170ºC e Z=20ºC

Despirogenização – Fh com temperatura ref. 250ºC e Z=46,6ºCDespirogenização – Fh com temperatura ref. 250ºC e Z=46,6ºC

Controle de esterilização – Bacillus AtrophaeusControle de esterilização – Bacillus Atrophaeus

Controle da endotoxina bacteriana – testes “in vivo” e testes “in vitro”Controle da endotoxina bacteriana – testes “in vivo” e testes “in vitro”

Esterilização por calor secoEsterilização por calor seco

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Teste “in vitro” – uso do Limulus Amebocyte Lysate Teste “in vitro” – uso do Limulus Amebocyte Lysate

Procedimentos e metodologia - FDA –Technical Guide 40/1985 Procedimentos e metodologia - FDA –Technical Guide 40/1985

Controle da endotoxina bacterianaControle da endotoxina bacteriana


Circulação forçada – Alto índice de trocaCirculação forçada – Alto índice de troca

Esterilização por calor seco - requisitosEsterilização por calor seco - requisitos

Fluxo turbulento – troca térmica com variação de ± 5ºCFluxo turbulento – troca térmica com variação de ± 5ºC

Ar de circulação na mesma classificação do envaseAr de circulação na mesma classificação do envase

Resfriamento forçado = produtividadeResfriamento forçado = produtividade


Parte do Plano de validação da áreaParte do Plano de validação da área

Validação dos equipamentosValidação dos equipamentos

Baseado em metodologiaBaseado em metodologia

Deve contar com a participação do fornecedorDeve contar com a participação do fornecedor

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REU

Especif.

Funcional

Especif.

Detalhada

Construção

do Sistema

IQ

OQ

PQ

Metodologia GAMP4Metodologia GAMP4


Baseado nas recomendações do fornecedorBaseado nas recomendações do fornecedor

Exemplo de fluxoExemplo de fluxo

Exemplo de sistema de tratamento de águaExemplo de sistema de tratamento de água

Exemplo de instalações elétricasExemplo de instalações elétricas

Qualificação de instalação – alguns tópicosQualificação de instalação – alguns tópicos

Exemplos para autoclavesExemplos para autoclaves

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Descarte - sobremorte

Processo – letalidade controlada

Autoclaves em laboratórios NB-2Autoclaves em laboratórios NB-2

Equipamento para processoEquipamento para processo

Equipamento para descarteEquipamento para descarte


Descarte – sobremorte – dupla porta

Processo – letalidade controlada - 1 porta

Autoclaves em laboratórios NB-3Autoclaves em laboratórios NB-3

Equipamento para processoEquipamento para processo

Equipamento para descarte em barreiraEquipamento para descarte em barreira


Contaminantes da águaContaminantes da água

NBR ISO – 11.134/2001

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Osmose Reversa de duplo passo

Destilador de múltiplos efeitos

Osmose Reversapara autoclave

Tratamento de águaTratamento de água


Fornecimento de energia estávelFornecimento de energia estável

Aterramento adequadoAterramento adequado

Conformidade NBR-ISO11.816 e NBR5410Conformidade NBR-ISO11.816 e NBR5410

Fornecimento de energia elétricaFornecimento de energia elétrica


Instalações não validadasInstalações não validadas

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Qualificação térmica (a vazio)Qualificação térmica (a vazio)

Estudo de penetração de carga (letalidade)Estudo de penetração de carga (letalidade)

Qualificação de operaçãoQualificação de operação


Instrumentos adequados ao processoInstrumentos adequados ao processo

Rastreabilidade pelo INMETRO / NISTRastreabilidade pelo INMETRO / NIST

Instrumentos utilizados x prestadoresInstrumentos utilizados x prestadores

Devidamente calibrados (in/out) com metodologiaDevidamente calibrados (in/out) com metodologia

Preferencialmente de acordo com 21CRF part 11Preferencialmente de acordo com 21CRF part 11

Executado por profissional capacitadoExecutado por profissional capacitado


Qualificação de operação - EsterilizaçãoQualificação de operação - Esterilização

21


Variação na esterilização - ciclo 3

133

133,5

134

134,5

135

135,5

136

136,5

11:29:28

11:30 :00

11:31:00

11:32 :00

11:33:00

11:34 :00

11:35 :00

11:36:00

11:37 :00

11:38:00

11:39 :00

11:40:00

11:41:00

11:42 :00

11:43:00

11:44 :00

11:45:00

Hora

Temperatu

ra (°C

)

S 01

S 02

S 03

S 04

S 05

S 07

S 08

S 09

S 10

S 11

S 12

Distribuição – ISO 11.134/1996Distribuição – ISO 11.134/1996


OQ – estudo de letalidadeOQ – estudo de letalidade


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Hora

MinALeth

S 01

S 02

S 03

S 05

S 06

S 07

S 08

OQ – estudo de letalidadeOQ – estudo de letalidade

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REU

Especif.

Funcional

Especif.

Detalhada

Construção

do Sistema

IQ

OQ

PQ

Metodologia GAMP4Metodologia GAMP4


Normas, portarias e resoluçõesNormas, portarias e resoluções

NBR-ISO 11.134/2001NBR-ISO 11.134/2001

NBR-ISO 11.816/2003NBR-ISO 11.816/2003

RDC 210/2003 - ANVISARDC 210/2003 - ANVISA

NR-13 – Caldeiras a vapor – Disposições geraisNR-13 – Caldeiras a vapor – Disposições gerais

Nacionais:


Normas, portarias e resoluçõesNormas, portarias e resoluções

ISO 11.134/1993ISO 11.134/1993

ISO/ANSI ST8/1994ISO/ANSI ST8/1994

Internacionais:

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Links interessantesLinks interessantes

http://www.ispe.org.brhttp://www.ispe.org.br

http://www.ispe.orghttp://www.ispe.org

http://www.fda.govhttp://www.fda.gov

http://www.iftps.orghttp://www.iftps.org

http://www.pda.orghttp://www.pda.org

http://www.emea.eu.inthttp://www.emea.eu.int


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