04/11/2010
1
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Aspectos relacionados a
aplicação do calor à esterilização,
a despirogenização e a
Biossegurança
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Cinética de morte microbiana
Tópicos a serem apresentados
Esterilização por vapor saturado
Esterilização por calor seco
Validação de processos de esterilização
Tópicos especiais em biossegurança
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Evolução do processo
1° AUTOCLAVE - 1880 CHARLES CHAMBERLAND
1° DIGESTOR DE DENYS PAPIN - 1680
AUTOCLAVE DIGITAL BAUMER - 2007
Eng° Gerson Roberto Luqueta
O que é esterilização ?
Definição do método pela Farmacopéia Brasileira:
“Método...tem por finalidade remover ou destruir todas as formas de vida, animal ou vegetal,macroscópicas ou microscópicas, saprófitas ou não,presentes no produto considerado, sem garantir a Inativação
completa de toxinas ou enzimas celulares.”
04/11/2010
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Pela NBR-ISO17665-1:2010
“3.51. Esterilização: Processo validado usado
para deixar um produto livre de
microorganismos viáveis.”
O que é esterilização ?
5
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Esterilização mal sucedida ?
04/11/2010
4
Eng° Gerson Roberto Luqueta
O que é esterilização ?
Conceito Mecanístico – Sterile Assurance Level
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.
Convencionalmente considera-se um artigo
estéril quando a probabilidade de sobrevivência
dos microorganismos é menor do que
1:1.000.000 (10-6) (SAL - Bruch & Bruch).
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Material a ser esterilizado
Variáveis para escolha do processo
Microorganismo alvo
Agente esterilizante compatível
04/11/2010
5
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Vapor Saturado
Agentes esterilizantes
Óxido de Etileno
Formoldeído
Plasma de peróxido
Calor Seco - Estufas
Processos químicos
Raios ionizantes
Por que a escolha pelo calor?
Processo seguro e eficaz
Fácil de validar
Rápido
Ecologicamente correto
Não deixa resíduos perigosos
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Mecanística
Teorias dos mecanismos de ação
Estequiométrica
Vitalística
Destruição dos centros de controle - Matemática
Alterações quantitativas nas substâncias essenciais
Intervenção localizada do processo metabólico
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Mecanismos de ação
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Material a ser esterilizado
Variáveis para escolha do processo
Microorganismo alvo
Agente esterilizante compatível
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Probabilidade de Sobrevivência (biocarga)
Métodos de Esterilização
Esterilização por Sobre-morte (Overkill)
Probabilidade de Sobrevivência (combinado)
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Materiais não degradáveis ao agente esterilizante
Sobre-morte (Overkill)
Super exposição do material
Método seguro – primeira escolha
Bioburden somente para abordagem parcial
Letalidade alta e excedente
Duas abordagens: ciclo completo e parcial
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Materiais facilmente degradáveis ao agente esterilizante
Inativação com base na Biocarga
Limiares de sub e sobre-processamento
Conserva o produto – menor energia
Letalidade controlada por incremento
Requer monitoramento contínuo
Requer controle sobre a biocarga
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Materiais Relativamente degradáveis ao agente esterilizante
Combinado biocarga / indicador biológico
Baseado em um desafio microbiológico
Requer inoculação e estudo de penetração
Letalidade controlada
Combina os dados do bioindicador com o Bioburden
Maior desafio na validação x economia no processo
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Estudo de Letalidade de Processo
Determinação do tempo de Esterilização
Determinação da temperatura de Esterilização
Estudo da resistência do bioindicador ao AE
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Fatores de resistência ao agente esterilizante
Biomassa do contaminante (log N/g)
Fatores de proteção internos
Fatores de proteção externos
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Um MO para cada agente esterilizante
Geobacillus sthearotermophilus
Bacillus atropheus
Clostridium sporogenes
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Indicadores químicos e bioindicadores
Bioindicadores auto-contidos
Bioindicadores em fitas
Integradores químicos
Indicadores de processos
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Microorganismos Emergentes
Bacillus sporothermodurans
Prions (GM ?)
Fonte:merriam-webster.com
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Inativação microbiana por calor
Depende do agente esterilizante
Da concentração do MO
Do substrato
Da temperatura de exposição
Do tempo de exposição, etc...
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Inativaçao térmica - modelo matemático
Modelos lineares
Modelos não lineares
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Modelos matemáticos
Ombro
Cauda
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Desenvolvimento do modelo matemático
Valores DT do Microorganismo
Curva Fantasma – valor Z
Letalidade de processo – F0 e FZ
Tempo equivalente Te
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Valor D
Definição: Tempo, em minutos, para reduzir a população de MO em 10 vezes a
uma determinada temperatura.
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Variação do valor D
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
Po
pu
laç
ão
N
0T 1T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T
Tempo t30
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Valor Z
Definição: Temperatura, em graus Celcius, para reduzir a população de MO em 10 vezes.
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Gráfico 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
Va
lore
s D
Temperatura
Z= 5,3
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Letalidade de Processo
)log(log 0 NNDF
Valor F – Tempo mínimo de processo
Exemplo:
min18125,1)10log10(log5,1
10
10
5,1
66
6
6
0
121
F
N
N
D
Eng° Gerson Roberto Luqueta
dtF
t
Z
TrefT
z
t
0
)(
10
Letalidade de Processo
Valor F0 – letalidade equivalente a 121°C
dtF
t T
0
10
)1,121(
100
Valor Fz – letalidade
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
10
1,121
10
T
z
tF
Letalidade de Processo
min15,19
18
min5,1910
)121min(18
134
10
)1,121134(
134
F
FTe
F
CF
Z
Exemplo tempo equivalente
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Letalidade de Processo
0,5 MINUTOS124°C
1 MINUTO121°C
2 MINUTOS118°C
Letalidades equivalentes
Pequenas variações de temperatura demandamvariações consideráveis de tempo de exposição
para manter a letalidade do processo !
04/11/2010
18
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Letalidade de Processo
min185,1.665,1.10.1log10.1log
:2
min7,186,1.67,56,1.10.1log10.9,4log
:1
66
min
65
min
T
Caso
T
Caso
Problema proposto: Qual o MO mais resistente ao AE?
Geobacillus sthearotermophilus : 1) N=4,9.105 , D121= 1,6 min e Z=102) N=1,6.106 , D121= 1,5 min e Z=10
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Letalidade – esterilização de Prions
Departament of Health and Social Security (DHSS) – 18 logs
DHSS 1984 – 18 minutos a 134°C ±4°C
The American Neurological Association (ANA) – 50 logs
ANA (1986) - 60 minutos a 132°C
São considerados Valores Z=10 e F0 de 200 e 600
04/11/2010
19
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Matemática, palestrando baixinho...
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Esterilização a vapor
Método eficaz
Método rápido
Melhor relação custo / Benefício
Validação / Monitoração
Baixo impacto ambiental
04/11/2010
20
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Esterilização a vapor
Presença de Vapor Saturado Seco
Tempo de Exposição
Temperatura de esterilização
40
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Agente esterilizante – Vapor Saturado
Forma Gasosa
Sujeito à lei dos gases ideais
O título do vapor é importante
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
Condicionamento (remoção de ar / umidificação)
Obtenção da temperatura e pressão
Tempo de Exposição
Exaustão / Secagem
Aeração
Ciclo de esterilização
Eng° Gerson Roberto Luqueta
0%
136°C
118 °C
Ciclo de esterilização – Mistura ar/Vapor
04/11/2010
22
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Teste Bowie & Dick – Mistura ar/Vapor
Eng° Gerson Roberto Luqueta
A RDC-17 determina que ciclos com vácuodevem ter controle periódico de hermeticidade.
Este ciclo é fixo conforme EN-286 (Leak-Test)
Falhas no Leak-Test requerem intervenção de manutenção
Controle periódico de hermeticidade
04/11/2010
23
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Ciclo de esterilização
Eng° Gerson Roberto Luqueta
SS
•Válvulas solenóide
•Válv. pneumáticas
•Filtros
•Válv. de retenção
•Reducões
•Purgadores
04/11/2010
24
Eng° Gerson Roberto Luqueta
SS
•Válvula solenóide
•Válv. pneumática
•Filtro
•Válv.retenção
•Reducão
•Purgador
Eng° Gerson Roberto Luqueta
SS
•Válvula solenóide
•Válv. pneumática
•Filtro
•Válv.retenção
•Reducão
•Purgador
04/11/2010
32
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Ciclo de esterilização
I2
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Ciclo de esterilização
I1
04/11/2010
33
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Hora do...
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Esterilização no ambiente de biossegurança
Preparo do material
Carga na autoclave
Esterilização
Descarga e Armazenamento
70
04/11/2010
34
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Carga na Autoclave – tipos de portas
Porta tipo “Aranha”
Fechamento por presilhas
Porta tipo guilhotina
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Porta tipo travamento radial
Vantagens
Suporta grandes pressões
Boa relação custo/benefício
Desvantagens
Pesada / Provoca LER
Susceptível a falhas e fadigas
Se quebrar, é projetada para frente
04/11/2010
35
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Porta com travas – modelo vertical
Vantagens
Simplicidade de fabricação
Fácil de manipular
Desvantagens
Somente para equipamentos pequenos
Requer atenção do usuário
Se quebrar, é projetada para cima
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Porta tipo guilhotina
Vantagens
Extremamente leves / fácil de usar
Desvantagem
É o modelo mais caro
Economiza espaço
Requer mais manutenção (lubrificação)
Menor índice de quebra / projeção
04/11/2010
36
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Carga na autoclave
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Embalagem do material
04/11/2010
37
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Carga na autoclave
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Carga na autoclave
04/11/2010
38
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Carga na autoclave
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Deve ser dimensionada para demanda adequada
Prever Alvenaria / Barreira
Instalação hidráulica
Instalação pneumática
Instalação elétrica / Aterramento
Tratamento de água / vapor
Instalação da autoclave
04/11/2010
39
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Contenção
Fonte: FUNASA, Segurança em laboratórios biomédicos e de microbiologia. 2001
Fotos: http://biosafety-level.wikispaces.com/N%C3%ADvel+de+biosseguran%C3%A7a+4
Barreiras Primárias
Barreiras Secundárias
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Descarte - sobremorte
Processo – letalidade controlada
Autoclaves em laboratórios NB-2
Equipamento para processo
Equipamento para descarte
04/11/2010
40
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Descarte – sobremorte – dupla porta
Processo – letalidade controlada - 1 porta
Autoclaves em laboratórios NB-3
Equipamento para processo
Equipamento para descarte em barreira
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Descarte
sobremorte – dupla porta
Processo
etalidade controlada
1 porta
Autoclaves em laboratórios NB-4
Uso de Equipamento intermediário
Processo internediário
04/11/2010
41
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Contenção – O conceito de Bioselo
Barreira mecânica
Combina construção do equipamento e área
Pode ser simples ou dupla
Existem modelos que combinam várias tecnologias
Testes de contenção devem ser realizados anualmente
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Água para esterilização
Água conforme a NBR-ISO 11.816:2003
04/11/2010
42
Eng° Gerson Roberto Luqueta
GERADOR DE VAPOR PURO
GERADOR DE VAPOR LIMPO
Geração de vapor
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Instalações hidráulicas - Dreno
Devem ser direcionados para tratamento
Ter sistemas de prevenção de refluxo
Tipicamente queimados em caldeiras
04/11/2010
43
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Fornecimento de energia estável
Aterramento adequado
Conformidade NBR-ISO11.816 e NBR5410
Fornecimento de energia
NB-4 - equipamento deve ser ligado a gerador
NB-4 – dutos de energia selados
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Falhas nas instalações
04/11/2010
44
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Utilização de estufas específicas
Circulação forçada com pressão positiva
Requer temperatura e tempo bem maiores que vapor
Esterilização e/ou despirogenação
Esterilização por calor seco
90
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Esterilização – Fh com temperatura ref. 170ºC e Z=20ºC
Despirogenização – Fh com temperatura ref. 250ºC e Z=46,6ºC
Controle de esterilização – Bacillus Atrophaeus
Controle da endotoxina bacteriana – testes “in vivo” e testes “in vitro”
Esterilização por calor seco
04/11/2010
45
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Teste “in vitro” – uso do Limulus Amebocyte Lysate
Procedimentos e metodologia - FDA –Technical Guide 40/1985
Controle da endotoxina bacteriana
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Circulação forçada – Alto índice de troca
Esterilização por calor seco - requisitos
Fluxo turbulento – troca térmica com variação de ± 5ºC
Ar de circulação na mesma classificação do envase
Uso de filtro de retenção microbiológica é mandatório
04/11/2010
46
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Para descontrair...
Eng° Gerson Roberto Luqueta
REU
Especif.
Funcional
Especif.
Detalhada
Construção
do Sistema
IQ
OQ
PQ
Metodologia GMP
04/11/2010
47
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Pela RDC-17 o termo Qualificação é normalmenteutilizado para equipamentos, utilidades e sistemas
O termo validação é aplicado a processos
Distinção entre validação e qualificação
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Qualificação do projeto - DQ
Aceitação em fábrica - FAT
Aceitação no local de uso - SAT
Qualificação das instalações - IQ
Deve consistir dos seguintes pontos
básicos:
Passos principais da validação - Esterilização
Qualificação de operação - OQ
Qualificação de desempenho - PQ
Controle de procedimento de manutenção
04/11/2010
48
Eng° Gerson Roberto Luqueta
QUALIFICAÇÃO DE OPERAÇÃO
Qualificação térmica (a vazio)
Estudo de penetração de carga (letalidade)
Validação de processo - Esterilização
100
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Qualificação de operação - Esterilização
04/11/2010
49
Eng° Gerson Roberto Luqueta
USO DO VALIDADOR
Qualificação de operação
Eng° Gerson Roberto Luqueta
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
Tem
pera
tura
(°C
)
S 01
S 02
S 03
S 04
S 05
S 07
S 08
S 09
S 10
S 11
S 12
Qualificação de operação
04/11/2010
50
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Qualificação de operação
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Validação de sistemas computadorizados
Como definir o que é sistema computadorizado?
Consiste (mas não se limita) a equipamentos defabricação automatizados, equipamentos de laboratórioautomatizados, controle de processo, processo analítico,execução de fabricação, gerenciamento de informação,
planejamento de fabricação, gerenciamento dedocumentos e monitoramento.
Os sistemas podem classificados como ser novos ou legados
04/11/2010
51
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Guia de validação de sist. computadorizados
Série de perguntas para avaliar a necessidade de validação
O sistema armazena dados que impliquem na
rastreabilidade de produtos?
O sistema gerencia a operação automatizada de equipamentos produtivos críticos ou de laboratórios individualmente?
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Reação ao software não validado?
04/11/2010
52
São todas as ações necessárias para manter
um equipamento ou sistema em operação
ou para restituí-lo ao funcionamento.
Manutenção inclui conservação, reparo,
modificação , modernização, revisão, inspeção e
determinação de eficiência de trabalho
Conceito de Manutenção
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Manutenção
Programa fornecido pelo Fabricante
Com registros formais dos procedimentos
Executado com profissionais qualificados
04/11/2010
53
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Manutenção mal sucedida ?
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Normas, portarias e resoluções
NBR-ISO 17.665-1:2010
NBR-ISO 11.816:2003
RDC 17 de 16 de Abril de 2010 - ANVISA
NR-13 – Caldeiras a vapor – Disposições gerais
Nacionais:
B1
04/11/2010
54
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Autoclaves Laboratoriais
Divisão Industrial
Autoclaves para Produção
Termodesinfectoras
Câmaras de passagem
Incubadoras para produção
Geradores de vapor puro
Estufas de eliminação de pirogênio
Secadores de granulado
tks
04/11/2010
55
Eng° Gerson Roberto LuquetaThe End ©2003 - 2005
Eng. Gerson Roberto [email protected]
www.baumer.com.br
Downloads: www.gerson.orgfree.com
(link saúde)
Eng° Gerson Roberto Luqueta
PV=nRT
P ~ T
cte cte
Lei dos gases ideais
04/11/2010
56
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Relaciona o tipo de Gás , Pressão e Temperatura
Pressão absoluta
(kgf/cm2)
Temperatura (°C)
4,85150
3,19135
2,02120
1,23105
1,03100
0,8695
Lei dos gases ideais
VOLTAR
Eng° Gerson Roberto Luqueta
Exemplo: Vapor com 100g de gás e 5g de líquido
100/105 = 0,952
idaMassa_liqusaMassa_gaso
saMassa_gasoorTitulo_Vap
Título de vapor
VOLTAR
04/11/2010
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Eng° Gerson Roberto Luqueta
• Metodologia relacionada às boas práticas de
fabricação para sistemas de automação.
• Representa um conjunto de ações para
validação de processos automatizados.
GAMP 4 METODOLOGY
Good Automation Manufacturing Practice
Eng° Gerson Roberto Luqueta
NR 13 – Caldeiras a vapor
Autoclaves – Grupo risco 5
Classe C – Vapor de água
Cosntruídos conforme norma ASME
Requer teste hidrostático a cada 25 anos
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