parentéraux à l’hôpital techniques de stérilisation...
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Techniques de stérilisation dans la fabrication des médicaments en petites quantités
La préparation des médicaments parentéraux à l’hôpital
Jean-Christophe Devaud
Séminaire MAS du 10/04/2014
Historique
• Nicolas APPERT (1749 -1841) – 1795 : Appertisation (conservation des aliments par la chaleur) • Louis PASTEUR (1822 -1895) – 1861: Rôle des micro-organismes dans l’infection et la transmission des maladies – 1863 : Pasteurisation • Charles CHAMBERLAND (1851 -1908) – 1880 : Premier stérilisateur à vapeur d’eau (autoclave) • Dr Gaston POUPINEL (1858 -1930) – 1885 : Premier stérilisateur à air chaud (étuve du Dr Poupinel) • Stérilisation chimique (liquides, gaz) • Stérilisation physique (radiations) • Stérilisation plasma (Menashi, 1968)
Plan
Définition Les types de stérilisation Techniques courantes de stérilisation à la pharmacie
Stérilisation à la chaleur sèche Stérilisation à la chaleur humide Stérilisation filtrante
Conclusion
Définition – la stérilisation
Transmission Contamination Porte d’entrée
Agression Invasion
Infection (maladie)
Inoculum
Facteurs de pathogénicité: virulence et toxinogénèse (agents infectieux vivants)
Défenses locales, régionales et générales
Détruire tous les micro-organismes
sur un objet ou contaminant un produit pour éviter…
Définition – la stérilisation A ne pas confondre avec…
La désinfection
Ammonium quaternaire, alcool 70%, hypochlorites , etc…
Résultat momentané
Isolateur
Vaporisateur
Air comprimé Enregistreur
La décontamination
Acide periodique et/ou peroxyde d’hydrogène
Simple réduction du nombre de germe
Définition – les types de stérilisation
Vaubourdolle, médicaments 2ème édition, pp. 149 - 165
Stérilisation
Oxyde d’éthylène
Chaleur humide
Chaleur sèche
Filtration Formaldéhyde
Rayonnements
Plasma gazeux
Définition – les types de stérilisation
Compromis entre
Endommagement du produit
Stérilisation acceptable
•Chaleur •Rayonnements •Oxyde d’éthylène •Plasma gazeux •Formaldéhyde
Risque d’infection minimum
Stérilisation à la chaleur La sensibilité des micro-organismes à une stérilisation par la chaleur est fonction :
de l'espèce microbienne
de la forme microbienne*
de la durée du traitement
de la contamination initiale
de la température
du milieu dans lequel se trouvent les germes
*les spores sont plus résistantes que les formes végétatives.
Paramètres à maîtriser
Stérilisation à la chaleur Hypothèse
chaleur = rayonnement (porteur de quanta d'énergie). Chaque type de germe va supporter une quantité maximale de quanta d'énergie sans être détruit. La limite de viabilité est d'autant plus vite atteinte que la longueur d'onde est courte (plus énergétique). Quand cette limite est atteinte, le germe meurt.
HOLWEK et LACASSAGNE CHICK et MARTIN
La chaleur entraîne la coagulation des protéines
Stérilisation à la chaleur Sur une population de micro-organismes, la durée de survie est inversement proportionnelle à la durée de temps (à température déterminée). Ainsi, le nombre de micro-organismes viables peut être déterminé par la loi exponentielle suivante :
)(
0
exp tk
NN ⋅−=
où N = le nombre de germes viables au temps t N0 = nombre de germes initiaux k = constante
Il est donc impossible d'atteindre la stérilité absolue en théorie. La stérilité est une probabilité, non une certitude. On considère qu'un produit est stérile si la probabilité de trouver un produit non stérile soit inférieure à 1 sur 1 million. On dit que le Niveau d'Assurance de Stérilité (NAS) est inférieur à 10-6.
% germes viables
temps
Stérilisation à la chaleur La stérilité d'un produit dépend de la contamination initiale. Le risque de survie après traitement thermique est d'autant plus faible qu'il y a moins de germes au départ. Avant la stérilisation, le nombre de germes doit être le plus petit possible pour augmenter les chances de stérilité après stérilisation. Pour éviter les germes initiaux :
employer du matériel propre et stérile
utiliser de l'eau fraîchement distillée
utiliser des matières premières les plus pures
travailler la plus proprement possible
travailler dans une atmosphère la plus propre possible.
Les bactéries sont des auto-stoppeurs
Stérilisation à la chaleur sèche Principe:
•Exposition à de l’air chaud (160 à 200°C) •La chaleur agit par dégradation des protéines des germes (oxydation).
Matériel/Matière
Ne supportant pas l’humidité ou
la pression
Devant être sec à la fin de la stérilisation
Résistant à la chaleur élevée
Les produits rencontrés
Liquides non-aqueux
Poudres
Filtres poreux
Verre/acier inox
Semi-solides
p.ex.: Talc
p.ex.: verres frittés p.ex.: mesures en inox et flacon
p.ex.: vaseline
p.ex.: huile d’arachide
Stérilisation à la chaleur sèche
140 – 170 °C : Température de stérilisation
> 170 °C : Dépyrogénisation
> 250 °C pendant 30 minutes
Stérilisation à la chaleur sèche
Endotoxines ou pyrogènes:
Présent dans membrane externe de certaines bactéries Gram négatives
Peut être à l’origine d’un syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS)
Choc septique
Mort
Stérilisation à la chaleur sèche
Stérilisation à la chaleur sèche Mécanismes de transfert de chaleur
Conduction Convection forcée
Importance du mapping de température!!
Stérilisation à la chaleur humide Principe:
•Exposition à de la vapeur d’eau (> 100°C) •La vapeur d’eau chaude forme des liaisons hydrogène avec les protéines bactériennes et les hydrolysent.
Matériel/Matière
Les produits qui contiennent de l’eau et qui sont résistant à la
chaleur
Matériel résistant à la chaleur
Stérilisation à la chaleur humide
Organisme Cellules végétatives Spores
Levures 5 minutes à 50-60°C 5 minutes à 70-80°C
Moisissures 30 minutes à 62°C 30 minutes à 80°C
Bactéries 10 minutes à 60-70°C 2 à > 800 minutes à 100 °C
Virus 30 minutes à 60°C
Prescott, microbiologie 2ème édition, p. 140
Temps Température La stérilisation par autoclave
dépend
Stérilisation à la chaleur humide
121°C pendant 15 minutes
Raymond et Al, Pharmaceutical Engineering, July/August 2002
Température F0 Equivalence donnée par rapport à 121.1°C
115°C 0.25 min 1 minute à 115°C provoque la même létalité que 0.25 minutes à 121.1°C.
121.1°C 1 min 1 minute à 121.1°C provoque la même létalité que 1 minute à 121.1°C.
125°C 2.45 min 1 minute à 125°C provoque la même létalité que 2.45 minutes à 121.1°C.
Idée pré-faite qui provient d’une série d’études extensives qui ont toutes eu la même variable critique choisie (la température).
10/)1.121(0 10 −= TF
Le temps équivalent de stérilisation (F0) est une exponentielle croissante qui dépend de la température (T)
Permet de choisir la température de stérilisation en fonction du produit
Stérilisation à la chaleur humide Exemple des 4 phases d’un cycle de stérilisation
1. Montées simultanées en pression et en température (vapeur ou eau surchauffée). 2. Palier ou stérilisation. La température est maintenue pendant un temps donné par le barème de stérilisation. 3. Refroidissement. Diminution du couple température / pression. 4. Retour à la pression atmosphérique
Stérilisation à la chaleur humide Les différents graphiques des cycles de stérilisation
Charge dure: tous les types de verrerie et les contenants ayant un grand diamètre d’ouverture
Charge enveloppée: les réservoirs, tuyaux, les objets ayant des petites connectiques et tout contenant ayant un faible diamètre d’ouverture et/ou un col très long. L’air résiduel dans une charge empêche d’avoir une vapeur pénétrante suffisamment efficace.
Liquides: Plus la quantité de liquide est grande plus il faudra de temps pour que la charge arrive à la température permettant une stérilisation.
Stérilisation à la chaleur humide Mécanismes de transfert de chaleur
Condensation
Importance du mapping de température!!
La chaleur latente dans la vapeur est libérée instantanément au moment où la vapeur se condense sur l’objet pour devenir liquide. La chaleur latente libérée est de 2 à 5 fois supérieure à la chaleur contenue dans de l'eau chaude après condensation.
Stérilisation à la chaleur
Contrôles pendant la stérilisation : – indication sur l ’appareil (T°, pression) – enregistrement permanent et identifiable.
Stérilisation à la chaleur Contrôles après la stérilisation :
– indicateurs de passage/sachets
– vérification des paramètres de stérilisation : libération paramétrique (diagramme, intégrateurs)
– indicateurs biologiques
Stérilisation filtrante Principe:
•Membranes filtrantes dont les pores (0.22 μm) ont une dimension inférieure à celle des bactéries. •La répartition se fait de manière aseptique (Zone A)
Matériel/Matière
Ne supportant pas les hautes températures (p.ex. solutions de sucre, les hormones ou les sérums)
On ne tue pas les bactéries, on les enlèves
Stérilisation filtrante Ne convient pas aux
Solutions visqueuses Suspensions Emulsions
Risque d’abîmer le filtre Perte de matière
Stérilisation filtrante Spectre des membranes filtrantes
Les pores des membranes vont de 0.1 à 5 μm (stérilisation filtrante ≤ 0.22 μm)
Stérilisation filtrante Mécanismes de rétention
Adsorption Interactions
Eléments à adsorber
Principe actif
Piège dans la matrice
Colmatage du filtre dépend de sa capacité filtrante
Stérilisation filtrante Adsorption protéique
Prot
éine
fixé
e (μ
g/cm
2 )
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Stérilisation filtrante
Membrane PVDF
Membrane nylon
Membrane PES
R = RÉSISTANT L = RÉSISTANCE LIMITÉE N = PAS RÉSISTANT • = DONNÉES INSUFFISANTES
Compatibilité chimique des filtres
Stérilisation filtrante Contrôle du filtre
1. Alimentation (240 V CA) 2. Pression (Air comprimé ; 3000 mbar min
et 8000 mbar max) 3. Electrovanne externe (Raccordé au filtre à
tester sur INLET avec tuyaux en PVC ainsi que bague de serrage)
Test de l’intégrité
Point de bulle
Conforme ou non conforme Calcium chlorure 88.2 mg/ml amp. de 5 ml
Conclusion « Il n ’est de produit stérile que de produit dont l ’ensemble des traitements qui lui sont
appliqués est contrôlé »
Remarque: depuis 1998, la Pharmacopée helvétique se réfère à la Ph. Eur. pour ce domaine
Préparation parentérale Préparation non - parentérale
Ph. Eur. 2.6.14 Essai des pyrogènes
Ph. Eur. 2.6.1. Essai de stérilité
(N’assure pas qu’un produit est stérile ou a été stérilisé, mais qu’aucun germes n’a pu être décelé! La méthode de détection doit donc être sensible)