Vor der Durchführung einer routinemäßigen Gammastrahlensterilisation muss ein als steril gekennzeichnetes Produkt den Validierungsprozess durchlaufen, um sicherzustellen, dass der angegebene Sterilitätssicherheitsfaktor (Sterility Assurance Level (der SAL-Wert)) auch erreicht wird. Die Norm ANSI/AAMI/ISO 11137-2006 mit dem zusammenfassenden Titel „Sterilisation von Produkten für die Gesundheitsfürsorge“ beschreibt in drei Teilen die Durchführung einer solchen Validierung:

  • Teil 1: Anforderungen an die Entwicklung, Validierung und Lenkung der Anwendung eines Sterilisationsverfahrens für Medizinprodukte.
  • Teil 2: Festlegung der Sterilisationsdosis,
  • Teil 3: Anleitung zu dosimetrischen Aspekten

Dieser technische Tipp enthält einen schrittweisen Überblick über den Validierungsprozess für die Gammastrahlensterilisation gemäß ANSI/AAMI/ISO 11137-2006.

1. Konstruktionsphase

Bereits bei der Konstruktion von später zu sterilisierenden Produkten sind die Belastungen zu bedenken, denen Produkt und Verpackung bei der Sterilisation ausgesetzt sein werden. Die Gammastrahlensterilisation kann je nach einwirkender Dosis und verwendetem Material Veränderungen von Polymeren bewirken, zu einem Ozongeruch des Verpackungsinhaltes oder zu Entfärbungserscheinungen führen.

Daher sind solche Faktoren bei der Produktkonstruktion zu bedenken.1

Außerdem werden die verpackten Produkte zu mehreren in einen Aluminiumbehälter (auch Carrier genannt) geladen und so um die Strahlenquelle herumbefördert. Daher sollten für optimale Bestrahlungserträge Verpackungsgrößen und Packungsdichten standardisiert werden.2

2. Bestimmung der Keimbelastung

Typischerweise ist die Validierung der Gammastrahlensterilisation ein spezifischer Prozess. Hersteller legen bei der Bestimmung der Verarbeitungsparameter die natürlich auf dem Produkt und der Verpackung vorhandene Keimbelastung zugrunde. Dazu werden im Allgemeinen statistisch repräsentative Produktproben zur Untersuchung in einem mikrobiologischen Labor eingesendet. Beim Keimbelastungstest wird dann die Anzahl koloniebildender Einheiten (cfu) bestimmt.3

3. Bestimmung der Verifizierungsdosis und der Materialtestdosis

Abhängig von den Ergebnissen des Keimbelastungstests kann anhand von Referenztabellen der Norm ANSI/AAMI/ISO 11137 die für einen gegebenen SAL-Wert erforderliche Strahlungsdosis in Kilogray (kGy) für ein bestimmtes Produkt ermittelt werden. Die SAL-Referenzdosis wird dabei als „Verifizierungsdosis“ bezeichnet.

Die Norm ANSI/AAMI/ISO 11137 nennt verschiedene Methoden für die Sterilitätsbestimmung auf der Grundlage des SAL-Werts, der gewählten Aufbereitungsdosis und der Anzahl für den Test zu verwendender Proben.4

Außerdem ist ein Materialtest bei hoher Strahlendosis empfehlenswert, bei dem das Produkt mit mindestens dem 1,6- bis 2,0-Fachen der erwarteten Mindestdosis (oder 40–50 kGy bei unbekannter Mindestdosis) bestrahlt werden sollte. Anschließend sollten die Materialeigenschaften des Produkts untersucht werden.

4. Verifizierungs- und Materialtestexperimente

Die Verifizierungsdosis nach ANSI/AAMI/ISO 11137 liegt gemeinhin sehr niedrig und sollte sich +/- 10 % innerhalb der Referenzwerte für die Verifizierungsdosis bewegen. Eine solche Bestrahlung ist in einer größeren Bestrahlungseinheit nur schwierig umzusetzen. Um die ANSI/AAMI/ISO-Anforderungen zu erfüllen, ist eher eine kleine, für Forschungszwecke gedachte Bestrahlungseinheit geeignet. Eine solche Forschungsanlage wendet nur die erforderliche Verifizierungsdosis an, indem mittels quantitativer Messgeräte, sogenannter Dosimeter, an der Verpackung die einwirkende Strahlungsdosis überwacht wird. Gegebenenfalls kann an diesem Punkt auch eine Materialprüfung erfolgen.

5. Sterilitätstest

Nach Anwendung der Verifizierungsdosis werden die Produktproben wiederum im Labor auf ihre Sterilität untersucht. Der Sterilitätstest zeigt, ob die Sterilisation erfolgreich war, also alle auf dem Produkt befindlichen lebensfähigen Mikroben abgetötet wurden.

6. Bestimmung der Sterilisationsdosis

Wurde die Verifizierungsdosis bestätigt, wird anhand der Norm ANSI/AAMI/ISO11137 eine Sterilisationsdosis oder die für den SAL-Wert für ein bestimmtes Produkt erforderliche Mindestdosis ermittelt.

7. Bestimmung des Dosisbereichs

Bei der Routinebestrahlung liegen Produktvolumen und -dichte höher, da hierbei größere Mengen in größeren Bestrahlungsbehältern verarbeitet werden. Daher ist ein Dosisbereich zu ermitteln, bei dem auch in größeren Bestrahlungseinheiten eine erfolgreiche Sterilisation gewährleistet ist. Der gewählte Sterilisationsdosisbereich wird dabei von der Mindestdosis für das Prädikat „Steril“ und einem Wert unterhalb der Höchstdosis aus dem Materialtest oder allgemein dem mindestens 1,6-Fachen der Sterilisationsdosis definiert. Empfohlen wird ein Wert unterhalb der Höchstdosis aus dem Materialtest oder mindestens das 1,6- bis 2,0-Fache der Sterilisationsdosis.

8. Bestimmung des Standortes für die Routinebestrahlungen

Nach Festlegung des Sterilisationsdosisbereichs bestimmt ein Kundenberater der STERIS Isomedix Services den geeignetsten Standort für die Routinebestrahlung eines verkaufsfähigen Produkts und stellt dem Hersteller diesen Standort vor.2

9. Einrichtung der Routinesterilisationsanlage beim Kunden

Die Bestrahlungsanlage wird Verfahrensspezifikationen und von Neukunden bereitzustellende Dokumentation anfordern, um so alle angelieferten Produkte und den zugehörigen, für das Steril-Prädikat erforderlichen Dosisbereich identifizieren zu können.

10. Dosisverteilungsmessung und Platzierung von Routinedosimetern

Nach Ankunft des Produkts am Standort werden die Verpackungsmaße und die Dichte bestimmt. Wurden am Standort noch keine Produkte mit den entsprechenden Daten aufbereitet, so wird gegebenenfalls eine Dosisverteilungsmessung vorgenommen. Dabei werden anhand verschiedener Durchläufe mit zahlreichen in der Palettenbeladung platzierten Dosimetern die Zonen der höchsten und der geringsten Strahlendosis und damit die optimale Produktanordnung ermittelt. Später werden Routinedosimeter nur noch stichprobenartig dort in den Trägern platziert, wo diese Grenzwerte erreicht wurden.

11. Routineprozess

Nach Festlegung der Prozessspezifikationen wird die Routinebestrahlung später stets ohne weiteres Einwirken des Kunden anhand des Produktcodes eingeleitet. Bei Produktänderungen (Größe oder Dichte) bzw. Geänderten Anforderungen an die Bearbeitungszeit sollten Kunden jedoch zeitnah den Standort davon in Kenntnis setzen.

12. Dosisprüfungen

Die Erstbestimmung der Sterilisationsdosis basiert zunächst noch auf der natürlichen Keimbelastung des Produkts und seiner Verpackung. ANSI/AAMI/ISO 11137 räumt die Möglichkeit produktionsbedingter Schwankungen in Art und Höhe der Keimbelastung ein und sieht daher eine Wiederholung des Keimbelastungstests und eine Dosisprüfung bei Verifizierungsdosis als verpflichtend an, um die einmal bestimmte Sterilisationsmindestdosis zu bestätigen. Die Bestrahlungen hierzu erfolgen dann in kleineren Versuchsbestrahlungseinheiten unter denselben strengen Verifizierungsdosisbeschränkungen (+/- 10 %) und mit anschließendem Sterilitätstest zur Prüfung des Sterilisationserfolgs.3

Literaturangaben

  • Siehe TechTips von STERIS ASTProduktqualifizierung für die Gammastrahlensterilisation

    ,Häufig mittels Strahlung aufbereitete Produkte

    , undSterility Assurance Level (SAL-Werte) – Sterilitätssicherheitsfaktor: Bestrahlung

    für weitere Informationen

  • Siehe auch ANSI/AAMI/ISO 11137-2006 bzw. 11737