Stérilisation 2020-2021 PDF

UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR ANNABA FACULTÉ DE MÉDECINE DÉPARTEMENT DE PHARMACIE LABORATOIRE DE PHARMACIE GALÉNIQUE STERILISATION Procèdes et validation Dr Nabila BELLIR 2020-2021 Plan du cours I- Définitions II- Les produits à...

UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR ANNABA FACULTÉ DE MÉDECINE DÉPARTEMENT DE PHARMACIE LABORATOIRE DE PHARMACIE GALÉNIQUE STERILISATION Procèdes et validation Dr Nabila BELLIR 2020-2021 Plan du cours I- Définitions II- Les produits à stériliser III- Les méthodes de stérilisation: A- Stérilisation par la chaleur: B- Stérilisation par les gaz antiseptiques C- Stérilisation par les rayonnements D- Stérilisation par la filtration IV- Contrôle de la stérilité V- validation d’un procédé de stérilisation 1. DEFINITIONS Stérilisation Opération ayant pour but d’éliminer ou de détruire tous les microorganismes vivants, portés par un objet parfaitement nettoyé. Stérilité Absence de microorganisme vivant La probabilité d’avoir une unité non stérile soit < 10-6 atteindre un niveau d’assurance de stérilité. (NAS) 10-6 : probabilité de rencontrer une unité non stérile inférieure à 1 par million. 2. Importance de la Stérilisation en Pharmacie  La stérilisation en pharmacie est cruciale pour plusieurs raisons : 1. Sécurité des Patients : Les médicaments et les équipements médicaux doivent être stériles pour éviter les infections nosocomiales et assurer la sécurité des patients. 2. Conformité Réglementaire : Les réglementations pharmaceutiques imposent des normes strictes en matière de stérilisation pour garantir la qualité des produits pharmaceutiques. 3. Prévention de la Contamination Croisée : La stérilisation prévient la contamination croisée, qui peut survenir lorsqu'un produit stérile entre en contact avec des surfaces non stériles. 3. MÉTHODES DE STÉRILISATION  Pour les produits qui peuvent être stérilisés dans leur conditionnement définitif  La vapeur d’eau.  La chaleur sèche.  L’ irradiation.  Les antiseptiques gazeux. Pour les produits qui ne peuvent pas être stérilisés dans leur conditionnement définitif : La filtration stérilisante. La préparation dans des conditions aseptiques. Méthodes de stérilisation 3.1- Stérilisation par la chaleur 1.Principe  Détruire les microorganismes / chaleur sèche ou humide.  Préparations ou matériels  Conditionnement définitif ou dans des protecteurs de stérilité Pour les médicaments. 2.Sensibilité des Micro-organismes à la chaleur  Espèce microbienne et de la forme sous laquelle elle se trouve;  Durée du traitement ;  Le nombre de germes au départ;  Température;  Nature du milieu dans lequel se trouve les germes. 1- Espèce microbienne 1- Espèce microbienne  Tous les micro-organismes n’ont pas la même sensibilité à la chaleur.  Pour une espèce donnée, les spores sont plus résistantes que les formes végétatives.  Germes de référence les plus résistants sont: Bacillus stearothermophilus pour la chaleur humide Bacillus subtilis pour la chaleur sèche. 2- Durée et le nombre de germe  Le nombre de survie des germes après un traitement thermique varie en sens inverse avec la durée du traitement selon une relation logarithmique Évolution d’une population en fonction du temps  En théorie la stérilité totale ne peut être atteinte.  Le risque de survie après un traitement thermique est d’autant plus faible qu’il y’avait moins de germes au départ. Temps de réduction décimale : DT À une température donnée, le temps de réduction décimale DT correspond au temps nécessaire à réduire la population de microorganismes d’un facteur 10. Exemples: D121 < 10s pour les bactéries non sporulées D121 entre 10s et 1mn pour les spores des bactéries courantes D121 1,5 à 2 pour Bacillus stearothermophilus  Nombre des microorganismes initialement présents  0D 104  1D 103  2D 102  3D 101  4D 100  5D 10-1  6D 10-2  Niveau d’assurance de stérilité (NAS): Le NAS d’un procédé de stérilisation indique le degré d’assurance avec lequel une population d’articles est rendu stérile par le procédé considéré. Un NAS de 10-6 correspond a une probabilité d’au plus un micro-organisme viable pour 106 unités stérilisées du produit final. Diminution du nombre de germes initiaux employer du matériel propre et stérile utiliser de l'eau fraîchement distillée utiliser des matières premières les plus pures possibles travailler la plus proprement possible travailler dans une atmosphère la plus propre possible.  3- Température Temps nécessaire à la destruction des spores d’une espèce microbienne en fonction de la température :relation logarithmique  Exemple : spores de clostridium botulinium  3 mn a 120°c  30 mn a 110°c  5h a 100°c la pente varie avec l’espèce microbienne  Valeur d’inactivation thermique Z: C’est l’élévation de température nécessaire pour réduire la valeur du temps de réduction décimale (DT) d’un facteur 10 ( c’est comme DT une caractéristique de chaque microorganisme.) - La valeur de référence retenue est celle du Bacillus stéarothermophilus qui vaut Z = 10°c. 4- Nature du milieu  Humidité: La destruction des micro-organismes est beaucoup plus rapide en milieu liquide qu’en milieu solide  pH: Un pH bas augmente la sensibilité des microorganismes.  Autres constituants: Substances qui présentes un pouvoir bactéricide a chaud. 3- Stérilisation par la chaleur sèche  Les fours ou étuves à air chaud, fours Pasteur ou stérilisateurs Poupinel, chauffés habituellement à l’électricité et convenablement calorifugés permettant la circulation d’air chaud filtré (HEPA) à l’intérieur d’un four à convection.  L’agent stérilisant : O2 à une température élevée  oxydation des protéines bactériennes 3-Stérilisation par la chaleur sèche  Paramètres à contrôler: température  160°C pendant au moins 2h (stérilisation finale), 170°C pendant 1h ou 180°C /30 min  Pour matériaux thermorésistants (métallique ou en verre).  Phase d’un cycle de stérilisation: chauffage, stérilisation et refroidissement. 4- Stérilisation par la chaleur humide  Production de vapeur d’eau par chauffage sous pression : vapeur saturante = gaz stérilisant.  Dénaturation des macromolécules bactériennes (noyau et parois) sous l’action de la chaleur hydrolyse partielle des chaînes peptidiques  Pour les récipients contenant des solutions à stériliser, l’effet stérilisant est réalisé par l’eau de la solution  Pour la stérilisation terminale : le conditionnement doit être perméable à la vapeur d’eau 4- Stérilisation par la chaleur humide Autoclave de laboratoire Enceinte cylindrique étanche en acier inoxydable ou en cuivre + couvercle. Panier grillagé : recevoir les produits à stériliser. Elle peut contenir de l’eau portée à une haute température pour dégager de la vapeur ou recevoir la vapeur par le biais de canalisation.  Couvercle : manomètre, robinet d’évacuation et soupape de sûreté.  Autoclave de laboratoire 4-Stérilisation par la chaleur humide Autoclave industriel C’est une enceinte à une ou deux portes étanches par un joint dans laquelle on admettra de la vapeur ou de l’eau surchauffée.  Autoclave industriel discontinu  Stérilisateur industriel en continu  Autoclave industriel discontinu Les autoclaves industriels sont en général horizontaux et à ouverture latérale pour permettre un chargement et un déchargement par chariots à plateaux, Ils sont généralement équipés d’un enregistreur de pression et de température. Stérilisateur industriel en continu 4- Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation purge de l’air pré-traitement ou chauffage de la charge stérilisation refroidissement - séchage Cycle de stérilisation par la chaleur sèche  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation  Purge de l’air : Bonne diffusion de la vapeur en tout point de l’enceinte efficacité de la stérilisation Autoclave de laboratoire laisser le robinet d’évacuation en position ouverte, déclencher le chauffage jusqu’à ébullition de l’eau la vapeur se propage dans l’ensemble de l’autoclave.  Chauffage de la charge fermer le robinet de purge augmenter la température de 100 à 120°C progressivement pendant 20 min.  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation Étape de stérilisation Le palier de stérilisation: Conditions de référence applicables aux préparations aqueuses : 121°C pendant 15 min: plateau de stérilisation.  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation Refroidissement Diminuer progressivement la température de 121 à 100°C, Tout en maintenant le robinet de purge fermé  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation Purge de l’air Autoclave industriel l’élimination de l’air est assurée au moyen d’une pompe à vide. Chauffage de la charge mouiller la charge par la vapeur condenser cette vapeur sur les éléments à stériliser  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation Refroidissement Évacuer la vapeur et la condenser  Stérilisation par la chaleur humide Cycle de stérilisation Séchage Le séchage par le vide qui permet d'évacuer la vapeur d'eau, à l’aide de la pompe a vide. Le retour à la pression atmosphérique grâce à une entrée d'air filtré afin de pouvoir effectuer une ouverture de porte.  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation Indicateurs chimiques 1.Test de pénétration de vapeur Bowie Dick doit être réalisé tous les matins à chaque démarrage du stérilisateur avant son utilisation afin de vérifier le bon fonctionnement des autoclaves. Après cycle, ouverture du pack et vérification du virage uniforme de l’indicateur.  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation Indicateurs chimiques Les témoins de passage ils sont ajoutés aux charges et ont comme objectif de garantir les bons paramètres de stérilisation. Exemple :Le ruban indicateur utilisé pour fixer les emballages ou les sachets comportent des zones de virage.  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation  Indicateurs chimiques Tubes de verre contenant des substances chimiques pures à point de fusion caractéristique et un indicateur coloré indication sur la température atteinte dans l’enceinte Ex: Acide benzoïque TF = 121°C Indicateur coloré = éosine qui passe du rose pale au rose orangé  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation  Indicateurs biologiques  sont des préparations normalisées de microorganismes (spores) sélectionnés et utilisés pour évaluer l'efficacité d'un procédé de stérilisation, ils servent à démontrer que le procédé de stérilisation utilisé a la capacité d'inactiver les microorganismes ayant une résistance connue par rapport à un procédé de référence.  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation  Indicateurs biologiques  Le germe utilisé pour la préparation de ces indicateurs correspondant au germe de référence.  stérilisation par la chaleur sèche : Bacillus subtilis;  stérilisation par la chaleur humide : Bacillus Stearothermophilus.  Stérilisation par la chaleur humide Contrôle de stérilisation 2.Des indications permettent de suivre le cycle en cours : L’autoclave indique la phase du cycle en cours, la température et la pression  Validation de la stérilisation par la chaleur consiste à démontrer que celui-ci permet d’atteindre l’état stérile désiré sans altérer le produit. Après avoir choisi un cycle de stérilisation, la validation consiste alors à étudier avec des sondes convenablement réparties: la distribution de la chaleur dans l’appareil à vide et à pleine charge. la pénétration de la chaleur dans les unités constituant la charge et en particulier dans la partie la plus défavorable mise en évidence par l’étude de distribution. la reproductibilité du procédé en répétant plusieurs fois les études de distribution et pénétration ainsi que la bonne conservation des produits. Stérilisation par la chaleur humide Avantages Procédé le plus fiable  Efficacité la meilleure, même vis-à-vis des ATNC  Paramètres réduits et maîtrisables : ( T°, P, t) Libération paramétrique de la charge  Utilisation d ’un produit non toxique : l ’eau Procédé le plus rapide : libération possible de la charge en moins d ’une heure Stérilisation par la chaleur humide Inconvénients  Limitée aux objets thermorésistants et hydrorésistants.  Utilise un appareil sous pression Nécessite une maintenance rigoureuse Nécessite un « permis de conduire » 3.2- Stérilisation par les gaz antiseptiques  Oxyde d’éthylène  gaz toxique, inodore  Bactéricide, fongicide, virucide, sporicide  Alkylation des acides nucléiques  Utilisé pour le matériel médico-chirurgical qui ne supporte pasl’autoclavage (PVC, polyéthylène…)  L’eau est nécessaire à la réaction d’alkylation, l’humidité résiduelle 20 à 40 %  Les produits à stériliser sont conditionnés dans des protecteurs individuels de stérilité  Étape de désorption lente nécessaire après stérilisation (taux d’OE ne doit pas dépasser 2% à la fin)  Formaldéhyde  Agent de stérilisation en surface( matériel et des locaux)  Para-formaldéhyde solide est transformé en formol gaz par chauffage  Réalisée dans des caissons, utilisé en quantité suffisante pour dégager 3g/m3, le contact dure une nuit et une ventilation par l’air stérile permet de chasser le formol.  Efficace en milieu humide →Irritant et toxique pour le personnel : manipulation avec précaution  Acide peracétique  Libère de l’O2 atomique qui est un agent très puissant d’oxydation : action au niveau de la paroi cellulaire et des constituants cytoplasmiques  Activité maximale en présence d’un taux élevé d’humidité 80 %  Très peu pénétrant (comme le formol) mais action stérilisante plus puissante  Stérilisation des enceintes stériles +++  Commercialisé sous forme de solution concentrée à 35 %.  Utilisé sous forme diluée au 1/10ème, porté à T° 40 à 47°C  Grande toxicité et provoque la corrosion des métaux Peroxyde d’hydrogène en phase plasma  Liquide incolore à température ordinaire  Le gaz plasma est du peroxyde d’hydrogène activé en milieu humide par un champ électrique  La solution à 35% est lacrymogène.  L’opération consiste à :  Chauffer à 40°C-47°C une solution à 3,5% d’acide péracétique  Faire passer à la surface de cette solution de l’air qui circulera ensuite dans l’enceinte à stériliser.  Peroxyde d’hydrogène en phase plasma  Oxydation des parois cellulaires et des constituants cytoplasmiques des microorganismes.  Effet stérilisant est maximal à 80% humidité relative.  Stérilisation des bulles et des isolateurs utilisés pour la fabrication et le contrôle microbiologique  Tout le matériel doit être en verre ou en matière plastique 3.3- Stérilisation par les rayonnements stérilisants  Rayonnements inonisants β et γ Radio-stérilisation obtenue par -des radioéléments, type Cobalt 60 qui émet des photons gamma, très bactéricide et très pénétrant ( ou le Césium 137), -soit par des accélérateur d’électrons qui émettent un rayonnement béta Stérilisation très efficace du matériel médicochirurgical (seringue, aiguille , nécessaire pour perfusion, articles de pansement, sutures...) à usage unique, dans un emballage étanche définitif  Rayonnements inonisants β et γ  Méthode coûteuse et à risque pour l’être humain  Réalisée dans des centres spécialisés soumis à des dispositions législatives et réglementaires particulières  L’effet stérilisant nécessite une dose minimale de rayonnement ionisant, de l’ordre de 25 kGy dépend→ de l’état de contamination initial et de la sensibilité des germes aux rayonnements  Contrôle régulier par des procèdes dosimétriques régulier pour mesurer la dose réellement reçue par le produit.  Radiostérilisation UV  Ils sont très bactéricide mais peu pénétrants et sont utilisés pour une stérilisation superficielle. Ils sont très efficaces mais ils sont arrêtés par le moindre obstacle.  Rayonnements utilisés en pharmacie uniquement pour stériliser l’air et pour maintenir la stérilité de l’eau :  Lampes UV équipant les cuves de stockage de l’EPPI  Lampes UV équipant les SAS d’entrée des enceintes stériles. 3.4- Stérilisation par filtration  La filtration stérilisante  S’applique aux fluides  Média filtrant :  compatibilité avec PA,  faible taux de rétention,  diamètre des pores adéquat pour la filtration stérilisante (≤0,22 μm)  Matériel stérile et zones à atmosphère contrôlée.  Ce procédé s’applique aux produits qui ne supportent pas un traitement stérilisant final par l’un des autres procédés Exemples : vaccins, mélanges solutés pour alimentation parentérale, poudres lyophilisées, etc…  La filtration stérilisante et test de routine  La filtration après la préparation de la solution  Stérilisation du circuit de répartition par la vapeur propre (121°C-20 min)  Contrôle de la filtration stérilisante:  Intégrité du filtre avant la filtration et en fin de filtration (point de bulle, test de diffusion et test de tenue de pression)  Efficacité du filtre en filtrant une suspension de Pseudomonas diminuta qui est un germe d'une taille de 0,3µm. Conduite de la filtration des préparations liquides 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles  La fabrication et le conditionnement se font dans des enceintes où règne une asepsie rigoureuse →Degré de contamination connu et maîtrisé →Alimentation en air stérile. 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.1. Filtration stérilisante de l’air L'air est un transporteur des micro-organismes qui se fixent sur différents supports : Les poussières Les gouttelettes 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.1. Filtration stérilisante de l’air  Les filtres stérilisants en papier, cellulose, membrane de cellulose, laine de verre…  Dans les canalisations d’arrivée d’air, ils sont toujours placés en aval des appareils de conditionnement de l’air, c’est-à-dire des appareils de dépoussiérage et de réglage de l’humidité et de la température indispensables dans les enceintes stériles.  Par mesure de sécurité supplémentaire, des tubes à UV germicides peuvent être placés dans les gaines d’entrée d’air après les filtres stérilisants. 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.1. Filtration stérilisante de l’air Préfiltre Évite le colmatage des filtres stérilisants Filtres absolus ou« HEPA » (Haute Efficacité pour les Particules de l’Air)  Filtres de fibres de verre en plaques pliées en accordéon pour augmenter leur surface et maintenues dans des cadres de bois ou de métal. Filtres absolus ou« HEPA » 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.2. Enceintes stériles  Enceintes de petit volume : hotte à flux d’air laminaire, isolateur  Salles stériles = salle blanche=zone à atmosphère controlée 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.2. Enceintes stériles Hotte à flux d’air laminaire  Possibilité de contact du personnel et du matériel avec l’environnement extérieur  La barrière n’est pas étanche (nécessité d’un habillage spécifique)  Installée dans une ZAC à conditions très strictes  Utilisés :  En microbiologie pour les ensemencements  Pharmacies hospitalières: préparation aseptique des médicaments 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles 4.2. Enceintes stériles Isolateur  Forme diverses, taille réduite, closes, transparentes.  L’opérateur se trouve à l’extérieur.  Opérations réalisées à l’aide de gants étanches fixés sur la paroi demi-scaphandre.  utilisés :  protection du personnel (produit toxique)  protection du produit  protection de l’environnement 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles  4.2. Les enceintes stériles  Enceintes stériles à flux d’air turbulent 4. Conditionnement aseptique et enceintes stériles  4.2. Les enceintes stériles  Enceintes stériles à flux d’air laminaire Enceintes dont la totalité de l’air se déplace à une vitesse uniforme le long de ligne parallèles avec le minimum de turbulence 4.2. Les enceintes stériles Classification des zones d’atmosphère contrôlée  Aux fins de la fabrication de médicaments stériles, quatre classes de zones d’atmosphère contrôlée sont définies par les BPF et les BPP : 4.2. Les enceintes stériles Classification des zones d’atmosphère contrôlée 5.Contrôle de la stérilité Essai de stérilité Pharmacopée Européenne. C’est un contrôle de résultat de stérilisation. Il doit être réalisé dans des conditions étudiées pour éliminer tout risque de contamination accidentelle du produit ou du milieu du culture au cours d’essai (hotte à flux d’air laminaire). Il est réalisé: Soit par technique de filtration sur membrane (7j) , Soit par ensemencement direct du milieu nutritif avec le produit à examiner (14j). L’essai est défini par la Pharmacopée Européenne. C’est un contrôle de résultat de stérilisation. Il doit être réalisé dans des conditions étudiées pour éliminer tout risque de contamination accidentelle du produit ou du milieu du culture au cours d’essai (hotte à flux d’air laminaire). Il est réalisé: Soit par technique de filtration sur membrane (7j) , Soit par ensemencement direct du milieu nutritif avec le produit à examiner (14j). La quantité prélevée varie selon la forme