Conceitos de esterilização por calor - Professor...
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Engº Gerson R. Luqueta
Conceitos deConceitos deesterilização por caloresterilização por calor.
Engº Gerson R. Luqueta
Engº Gerson R. Luqueta
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
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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
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Evolução do processoEvolução do processo
1° AUTOCLAVE - 1880 CHARLES CHAMBERLAND
1° DIGESTOR DE DENYS PAPIN - 1680 AUTOCLAVE DIGITAL
2005
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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.
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Material a ser esterilizadoMaterial a ser esterilizado
Variáveis para escolha do processoVariáveis para escolha do processo
Microorganismo alvoMicroorganismo alvo
Agente esterilizante compatívelAgente esterilizante compatível
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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
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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
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Mecanismos de açãoMecanismos de ação
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Mecanismos de açãoMecanismos de ação
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Probabilidade de SobrevivênciaProbabilidade de Sobrevivência
Métodos de EsterilizaçãoMétodos de Esterilização
Esterilização por Sobre-morte (Overkill)Esterilização por Sobre-morte (Overkill)
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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
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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
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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
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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
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O microorganismo esporuladoO microorganismo esporulado
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Um MO para cada agente esterilizanteUm MO para cada agente esterilizante
Geobacillus sthearotermophilusGeobacillus sthearotermophilus
Bacillus atropheusBacillus atropheus
C. sporogenesC. sporogenes
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Microorganismos EmergentesMicroorganismos Emergentes
Bacillus thermoduransBacillus thermodurans
PrionsPrions
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O “mal” da vaca loucaO “mal” da vaca louca
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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...
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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
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Modelos matemáticosModelos matemáticos
Ombro
Cauda
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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.
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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
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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.
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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
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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
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dtF
t
Z
TrefT
z
t ∫−
=0
)(
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Letalidade de ProcessoLetalidade de Processo
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
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10
1,121
10
−
=T
z
tF
Letalidade de ProcessoLetalidade de Processo
min15,19
18
min5,1910
)121min(18
134
10
)1,121134(
134
≅==
==
=−
F
FTe
F
CF
Z
Exemplo tempo equivalenteExemplo tempo equivalente
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Letalidade de ProcessoLetalidade de Processo
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 !
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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
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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
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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
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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
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0%
136°C
118 °C
Ciclo de esterilização – Mistura ar/VaporCiclo de esterilização – Mistura ar/Vapor
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Ciclo de esterilizaçãoCiclo de esterilização
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Ciclo de esterilizaçãoCiclo de esterilização
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Ciclo de esterilizaçãoCiclo de esterilização
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Ciclo de esterilizaçãoCiclo de esterilização
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Qualificação de operação - EsterilizaçãoQualificação de operação - Esterilização
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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
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OQ – estudo de letalidadeOQ – estudo de letalidade
Engº Gerson R. Luqueta
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
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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:
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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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Obrigado !
OBRIGADO !OBRIGADO !