Sterinews amilabo Volume 2 - Numéro 17 - Octobre 2012

email : amilabo@amilabo.com - site : www.amilabo.com Volume 2 - Numéro 17 - Octobre 2012

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Chers lecteurs,

L’utilisation des Indicateurs Biologiques pour la qualification des procédés de décontamination au peroxyde d’hydrogène pour les isolateurs ou plus généralement pour la décontamination des salles est un sujet d’actualité complexe. En tant que fournisseur d’indicateurs biologiques de longue date, nous sommes bien sûr sollicités par les utilisateurs mais aussi confrontés à leur exigence légitime d’information et de qualité, à l’absence de standards et de recommandations concernant les performances de résistance de tels indicateurs et, ceci expliquant peut-être cela, à l’insuffisance des connaissances disponibles sur le mode d’interactions des paramètres influençant ce procédé de "stérilisation". Nous revenons dans ce Sterinews sur ces différents aspects et tentons, comme toujours, d’apporter notre pierre à l’édifice.

Nous donnons également rendez-vous, à ceux qui s’y rendront, au Congrès de l’A3P à Biarritz les 23,24 & 25 octobre 2012 pour prolonger cette discussion et découvrir nos dernières nouveautés.

Jean-Christophe Géry

Si vous êtes impliqués dans le domaine de la stérili-sation vous êtes sans doute familier avec l’apparition inattendue d’un indicateur biologique positif et des problèmes qui en découlent. Mais si votre implication en stérilisation concerne la bio décontamination au peroxyde d’hydrogène en phase vapeur (VHP) alors ce sujet peut conduire à des insomnies…Les autres procédés de stérilisation comme la vapeur saturée sous pression avec pré-vide possèdent des capacités de pénétration que n’ont pas les procédés gazeux à pression ambiante. En raison des faibles propriétés de pénétration du peroxyde d’hydrogène, la présentation des spores sur la surface du support est un point critique. De même la présence de débris parmi les spores peut aussi conduire à la présence de spores survivantes alors que leur mort était attendue. Ce phénomène est souvent décrit dans les publications sous le terme de « rogue BI’s »1.,2.

Comment procéder alors lorsque ces indicateurs biologiques au comportement indésirable et inattendu se manifestent lors d’un cycle de qualification ou d’études de requalification ? Une fois que les indicateurs ont été cultivés dans leur bouillon et que le résultat positif est constaté, il est impossible de savoir si la pousse est liée à un défaut au niveau de l’inoculum des spores sur le support ou si cela est dû à une déviation de létalité du cycle. Quand on dispose un (1) seul indicateur par point testé, à la question « que faire maintenant ? » la réponse consiste malheureusement à devoir effectuer de nouveaux tests, coûteux.

Le rapport technique N°51 de la PDA, section 8.1 suggère que refaire un cycle avec un lot différent d’indicateurs ou de disposer deux ou trois indicateurs au même point peut s’avérer nécessaire3.

Ce Sterinews discute ce concept : utiliser des indicateurs tripliqués non en tant que mesure prise suite à l’apparition d’un positif, mais comme mesure proactive. Dans la publication précitée, James Drinkwater cite une étude de cas où même des coupons inox préparés et inoculés avec le degré de qualité le plus élevé possible présentent un taux d’échec de 0.3%.Alors, si nous devons apprendre à vivre avec les « rogue BI’s », pourquoi ne pas se préparer à l’inévitable bien que cette situation soit indésirable ?La raison de l’utilisation d’indicateurs multiples à chaque point testé s’explique par le besoin que chaque indicateur soit une réplique statistique de son voisin. L’utilisateur peut rester sceptique (et c’est bien compréhensible) par cette solution proposée par un fournisseur d’indicateurs biologiques qui va ainsi faire multiplier par 2 ou 3 la consommation d’indicateurs. En fait cela ne doit pas être le cas. Au lieu de disposer au hasard 100 indicateurs dans l’isolateur, on peut identifier 30 ou 40 points les plus difficiles à stériliser et positionner 3 indicateurs à chaque point à challenger (soit entre 90 et 120 BIs par cycle).Avec un tel dispositif statistique en place, il est alors possible si l’on observe la pousse de un (ou deux) indicateurs, d’utiliser l’équation de Halvorson-Zigler4.

pour calculer le nombre le plus probable (NPP) d’organismes survivants.

Utilisation d’indicateurs biologiques tripliqués pour évaluer un cycle de biodécontamination d’un isolateur.

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Lorsqu’un seul indicateur est utilisé et s’il pousse, il n’y a aucun moyen de calculer et donc de savoir si ce résultat est dû à une spore survivante ou à plusieurs centaines de milliers de spores survivantes.

Equation de Halvorson - Zigler

NPP = ln (n/r)

NPP = nombre le plus probable de survivants

ln = fonction log népérien

n = nombre de répliques à chaque point test

r = nombre de BIs négatifs à chaque point

Concernant l’équation de Halverson Ziegler voir aussi Sterinews N°14 (mars 2010) disponible sur notre site www.amilabo.com (rubrique sterinews) ainsi que l’article Understanding Biological Indicator Grow Out Times disponible également sur notre site.

Prenons comme exemple le cas où l’on observe un (1) positif et deux négatifs à l’issue d’un cycle VHP à un point où 3 BIs ont été disposés (n = 3 et r = 2)

NPP= ln (3/2) = 0.405

Ce nombre NPP indique qu’en moyenne nous avons 0.405 spores survivantes par indicateur. Deux indica-teurs sur trois sont négatifs et donc nous savons qu’il n’y a aucune spore survivante sur chacun de ces deux indicateurs. Maintenant que nous avons calculé le NPP, l’étape suivante est d’utiliser ce nombre pour calculer la SLR, Réduction Logarithmique de Spores, associée à cette observation de deux négatifs pour un positif. Pour cela on utilise l’équation suivante :

SLR = Log10 No- Log10 NPP

SLR= Spore Log Réduction

No = population initiale de spores sur les BIs non exposés.

Si le certificat d’analyse du lot de BIs utilisé indique une population initiale de 1.6 x 106 spores par BI, la SLR calculée est donc de :

SLR= Log10 1.6 x 106 - Log10 0.405

SLR= 6.204-(-0.393)

SLR= 6.597

Donc en dépit d’une pousse sur trois BIs disposés au même point, on peut documenter qu’une réduction logarithmique de 6 log a bien été atteinte à ce point particulier.

Ce calcul n’est possible que si l’on utilise des répliques. Si l’on avait réparti 100 BIs à 100 points différents, il n’aurait pas été possible d’utiliser ces calculs dans la mesure où ces 100 BIs individuels ne sont les répliques d’aucun autre.

La question suivante que l’on peut être amené à se poser est alors :

Ce BI positif est il dû à une imperfection de l’inoculum ou à une légère déviation du niveau de mortalité délivrée par le cycle en ce point ?

Nous avons observé 2 négatifs à ce point et les analyses mathématiques montrent qu’une réduction logarithmique de 6 log a été atteinte.

Si les 3 BIs répliqués sont positifs ou si de multiples positifs à de multiples points sont observés après plusieurs jours d’essais, on doit considérer qu’il y a une vraie déficience du process et cela nécessite une attention particulière. Au contraire si, en utilisant cette approche de BIs tripliqués, on observe régulièrement aucune pousse en tout point et que soudainement un positif apparait, l’analyse ci-dessus permet de valider le cycle quelle que soit la cause réelle de la pousse.

Adopter l’approche des BIs répliqués de façon systématique et non uniquement en réaction ou investigation suite à une pousse est une assurance qui prépare à l’inévitable. Si une pousse intervient tout est prêt pour évaluer la situation et aucune investigation ou revalidation couteuses ne seront nécessaires.

Article original: “Using replicate BIs to evaluate biodecontamination cycles in isolators” Garrett Krushefski (MesaLabs)

Traduction et adaptation française: Jean Christophe Géry (amilabo)

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Références :

1.Drinkwater J, Chewins J, Steele G.Biological indicators don’t lie, but in sporicidal gassing disinfection cycles do they sometimes confuse the truth? European Journal of Parenteral & Pharmaceutical Sciences 2009; 14(1): 5-11

2.Templeton P,Hillebrand J, Case Study: Isolator Sanitisation Cycle Development, Validation and Revalidation.

3.Technical Report N°51, Biological Indicator for Gas and Vapor-Phase Decontamination Process: Specification, Manufacture, Control and Use, Parenteral Drug Association: Bethesda, MD 2010

4Halvorson H, Ziegler N. Journal of Bacteriology 1933; 25,101-121

Paramètres affectant la performance des indicateurs biologiques exposés aux vapeurs d’H2O2

Les difficultés liées à l’utilisation du peroxyde d’hydrogène sont multiples et les paramètres qui influencent les performances sont bien moins connus que ceux influençant la stérilisation par la vapeur, l’EtO ou la chaleur sèche. Ces principaux paramètres sont :

La population

Pour les stérilisations classiques (vapeur, EtO, chaleur sèche) la résistance (valeur D) des spores issues d’une même souche est approximativement la même que l’on ait une population de 104, 105 ou 106. Ce n’est pas le cas pour le peroxyde d’hydrogène. De même dans le cas des stérilisations classiques le comportement des spores est prévisible (par exemple on peut recalculer pour une température différente la valeur D à l’aide de la valeur Z, voir Sterinews N°8). Cela n’est pas possible pour le peroxyde d’hydrogène.

La raison est facile à comprendre : la stérilisation au peroxyde d’hydrogène est une stérilisation de contact. Par conséquent plus les spores sont proches les unes des autres ou forment des agrégats, moins l’agent stérilisant a un accès direct aux spores. Et plus la concentration de spores augmente plus la probabilité pour que les spores soient en contact les unes avec les autres s’accroit.

Enfin il faut comprendre que ce phénomène de contact des spores les unes avec les autres ou d’empilements sur la surface du support est particulièrement susceptible de se produire sur un support lisse bidimensionnel (coupon inox). Ce qui n’est pas le cas avec les supports papier ou fibre de verre par exemple où les spores se

répartissent de façon tridimensionnelle sur le support.

De par la nature du coupon inox, il y a aussi toujours un effet de bord sous forme d’anneau autour de la zone inoculée. Cet effet est plus important sur une surface plane (ruban inox par exemple) que sur les coupons formant une cupule en raison de l’angle de surface existant, mais cet effet est toujours présent. Il est donc plus difficile au peroxyde d’hydrogène de pénétrer les agrégats de spores ainsi formés lors de l’inoculation.

Il y a deux façons d’aborder cette difficulté. La première consiste à utiliser un cycle plus agressif ou plus long de façon à essayer de pénétrer les couches de spores existantes en certains points. La seconde méthode est d’utiliser un indicateur avec une population plus faible (donc moins concentrée) par exemple de 104 ou 105 au lieu de 106. Pour la bio décontamination des surfaces cela peut être un choix arbitraire qui permettra à l’utilisateur de réaliser des cycles suffisamment létaux pour tuer les spores des indicateurs sans avoir à se confronter à l’apparition des « rogues » BIs simplement parce que la densité des spores sera réduite sur le support.

En pratique on peut considérer que la probabilité d’introduire dans un isolateur une contamination importante est faible. Des cycles VHP sont réalisés régulièrement dans l’isolateur et tout ce qui y est introduit est stérilisé ou décontaminé. De plus si un contaminant était présent il le serait plus que probablement à un taux très faible et par un germe ne formant pas de spores. Par conséquent, pour ces types d’environnement, l’utilisation d’indicateurs biologiques avec des populations plus faibles peut-elle être justifiée.

La concentration en peroxyde d’ydrogène et autres facteurs

La concentration en peroxyde d’hydrogène est également un sujet de préoccupation.

Au fil du temps des conditions standard ont été établies pour la stérilisation à la vapeur, à la chaleur sèche ou à l’oxyde d’éthylène. Pour la vapeur les conditions standard ont été fixées à 121°C en vapeur saturée. Pour l’Oxyde d’Ethylène les conditions standard ont été fixées à 60% Humidité Relative, 600 mg/L EtO, à 54°C. Les valeurs D des indicateurs biologiques sont calculées à ces conditions très précises.

Par contre pour la bio décontamination au peroxyde d’hydrogène en phase vapeur (VHP) aucune condition standard n’existe. Sur les certificats d’analyse Apex par exemple, la valeur D indiquée a été calculée à 2 mg/l de peroxyde d’hydrogène. Mais beaucoup d’utilisateurs travaillent, pour leurs tests et cycles de routine, avec une concentration en peroxyde d’hydrogène inférieure.

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D’autres paramètres peuvent également avoir un impact sur les performances du process. Les différences de structure (souple ou rigide ; nature des matériaux), de configuration (dimensions ; architecture) observées d’un isolateur à un autre mais aussi les conditions d’utilisation (taux d’H2O2, débit, température, humidité, turbulences, etc.).

Stérilisants chimiques et effets similaires

Les performances de l’agent chimique stérilisant le plus connu et le plus utilisé, l’oxyde d’ethylène (EtO), sont modifiées par l’humidité relative et par la température présentes pendant l’exposition. On observe qu’à une même température et dans les mêmes conditions de stérilisation, si on diminue le taux d’humidité relative pendant l’exposition, des indicateurs biologiques qui auraient dû être tués ont survécus.

La température pendant l’exposition affecte également la résistance des spores. Comme le stipule l’ISO 11138-2, si la température d’exposition est différente, les exigences en terme de valeur D sont différentes (minimum D=2.5 à 54°C ou D= 12.5 à 30°C) et ceci pour des conditions identiques de concentration en gaz et d’humidité relative.

On observe également avec le dioxyde de chlore que la température et l’humidité affectent la performance des indicateurs biologiques.

En ayant cela en mémoire il semble plausible d’imaginer que l'efficacité létale du peroxyde d’hydrogène soit également influencée par des variations des mêmes paramètres, à savoir la température et l’humidité relative.

Des études sont actuellement en cours dans ce domaine et devraient pouvoir apporter prochainement de précieux renseignements et de meilleures nuits….

❖ Nouveautés Amilabo Indicateurs Biologiques Spéciaux

Pour des besoins très spécifiques il n’est pas toujours possible d’utiliser les indicateurs biologiques standards. Cela est dû le plus souvent à la dimension ou à la forme du support. Les applications les plus courantes sont le positionnement d’indicateurs à l’intérieur d’un dispositif médical, dans un protège aiguille, une petite seringue, un tuyau de petite taille etc…

Afin de répondre au mieux à ces demandes nous mettons à disposition des utilisateurs un panel de différents types de supports (papier, coton, acier…) de petites tailles, inoculés avec les souches habituellement utilisées pour les différents types de stérilisation.

Ces indicateurs sont généralement livrés avec un cer-tificat d’analyses (population, valeur D…) comme les indicateurs biologiques standards. Cette liste de pro-duits n’est pas exhaustive, elle présente les produits les plus couramment utilisés. Des demandes spécifiques peuvent nous être adressées (population, tailles, sup-port…). Nous fournissons également des suspensions pour inoculation directe

Quelques exemples :

Indicateurs spécialement indiqués pour la stérilisation de tuyaux :

Proline

Fils acier : pour aiguilles, tuyaux…….

Fils coton particulièrement adaptés pour bouchons (col à vis), protège-aiguilles…