Antecedentes
Tras décadas con muy pocos cambios en el mundo de la esterilización, este campo es ahora un tema candente. Y aquí entra también la industria de empaquetado médico. Con la incertidumbre que generan las estrictas normativas de la EPA impuestas sobre las emisiones de óxido de etileno de los esterilizadores comerciales, así como los problemas con la esterilización gamma, las empresas están buscando métodos alternativos. Aunque la perspectiva de contar con métodos alternativos puede ser interesante, desde mi punto de vista, también es importante ser realista. Hay obstáculos importantes que superar: no hay una solución perfecta que pueda convertirse en una alternativa directa.
Preocupaciones sobre la esterilización con rayos gamma: un 40 % del mercado
La esterilización por rayos gamma usa el isótopo radiactivo cobalto-60, que se produce al bombardear cobalto-59 de origen natural con neutrones en un reactor nuclear hasta que se vuelve radiactivo. A continuación, los irradiadores autorizados lo usan para esterilizar dispositivos médicos o los hospitales lo usan para tratamientos contra el cáncer aplicando los rayos gamma que emite. La seguridad de estas instalaciones y del material se ha sometido a un mayor escrutinio, ya que a menudo son instalaciones menos seguras que un reactor nuclear, por ejemplo. En 2013, un camión que transportaba cobalto-60 radiactivo sufrió un robo en una gasolinera de México. Esto provocó los habituales temores de que este material radiactivo llegara a manos terroristas para construir una “bomba sucia”. También existen preocupaciones medioambientales con respecto a la eliminación de residuos radiactivos. Muchos gobiernos han pedido un cambio a un proceso de irradiación basado en aceleradores que no usan material radiactivo como los que funciona por haz de electrones o los rayos X . Otra posible preocupación en torno a la esterilización gamma es el suministro de cobalto. El cobalto se usa en la producción de baterías para vehículos eléctricos, y un gran porcentaje de este elemento proviene del Congo, un país políticamente inestable, por lo que la capacidad de suministrar lo que el mercado necesita y evitar la escasez de dispositivos es una evidente inquietud. Se espera que la demanda futura supere a la oferta.
El haz electrónico se ha usado durante años, pero solo alrededor del 5 % de todos los dispositivos esterilizados industriales usan este método. El motivo es que el haz de electrones no penetra tan bien como los rayos gamma. Los electrones tienen masa y esto limita su capacidad para penetrar en el producto. Los rayos gamma y los rayos X usan fotones que no tienen masa y, por lo tanto, penetran mucho mejor en productos y cargas de esterilización más densos. Los rayos X no son nuevos en la industria, pero no se han usado en el mismo grado porque es un proceso relativamente ineficiente. Los electrones se convierten en rayos X usando una “diana de rayos X”. Se trata de un metal muy denso como el tantalio o el tungsteno que desacelera rápidamente los electrones. A medida que los electrones se desaceleran se generan rayos X, pero la conversión es bastante baja. Con las preocupaciones en torno a la radiación gamma presentes, se necesitaba un método basado en acelerador que pudiera penetrar como lo hace la radiación gamma. Fruto de todo ello se están instalando rápidamente instalaciones de rayos X en varios lugares de todo el mundo, convirtiéndose rápidamente en una opción más convencional para la esterilización. En la mayoría de casos, puede ser una simple conversión de rayos gamma a rayos X, ya que tienen una compatibilidad de materiales muy similar, puede usar los estándares de radiación existentes y el proceso de validación es el mismo. También puede abordar grandes volúmenes como se hace con los rayos gamma y el haz de electrones. Es posible que veamos una migración de la esterilización con rayos gamma a la esterilización con rayos X, pero es poco probable que se vea una parte significativa de productos esterilizados con OE pasar a la esterilización a los rayos X debido a los problemas de compatibilidad de materiales.
Preocupaciones sobre la OE: un 50 % del mercado
El óxido de etileno es un método de esterilización tremendamente eficaz y se usa para esterilizar miles de millones de dispositivos en EE. UU. cada año. Se ha usado para esterilizar productos médicos desde la década de 1940. Sin embargo, este es el método que se enfrenta a un mayor escrutinio. La EPA reclasificó el OE en 2016 como cancerígeno para los humanos usando su herramienta Integrated Risk Information System (IRIS). Este programa identifica y caracteriza los peligros para la salud de los productos químicos. Existe una importante controversia en la industria con respecto a la base científica que hay detrás del modelo que tomó esta determinación, pero la agencia no modificó sus conclusiones. Una vez realizada esta clasificación, fue más difícil convencer al mercado de que se podía trabajar con él de forma segura. Aunque la tecnología está ahí para garantizar la seguridad en el manejo del óxido de etileno, persiste la presión política y pública. Hay miedo a la escasez de dispositivos incluso si una sola de estas instalaciones tuviera que cerrar por falta de capacidad en otras instalaciones. Se podría producir una importante crisis en la cadena de distribución para el sector sanitario. Las empresas lo saben y lo reconocen: muchas están empezando a cubrirse las espaldas y trasladando algunas o todas sus necesidades de esterilización fuera del país a otros países como México, Costa Rica y República Dominicana, entre otros.
Encontrar alternativas al OE no es una tarea sencilla. Existen tres retos principales a la hora de buscar un sustituto eficaz del OE: la escalabilidad, la compatibilidad de materiales y la capacidad del esterilizante para penetrar en las ubicaciones más difíciles de esterilizar en el dispositivo. Cuando se trata de escalabilidad, muchas personas no se dan cuenta del gran volumen de productos esterilizados con OE. Solo en los Estados Unidos se procesan 20 mil millones de dispositivos con OE cada año. Las modalidades alternativas, como el peróxido de hidrógeno vaporizado (VH2O2), el dióxido de cloro, el dióxido de nitrógeno, etc., no disponen actualmente de los números ni de cámaras tan grandes como las del OE. Muchas grandes cámaras industriales de OE pueden albergar 20-30 palés de producto por carga de esterilización. Algunas de las empresas de estas modalidades alternativas están hablando de escalar a esterilizadores de más envergadura que puedan alojar múltiples palés, pero en la actualidad no existen cantidades y tamaños significativos de cámaras. Se tardarán años en poner en marcha la infraestructura necesaria y las instalaciones suficientes para manejar este volumen. El segundo desafío, la compatibilidad de materiales, es significativo. Aunque las instalaciones de irradiación pueden manejar grandes volúmenes de producto, un porcentaje significativo de productos esterilizados con OE no son compatibles con la radiación. La radiación puede causar reticulación o escisiones de cadena en muchos polímeros, lo que puede afectar negativamente a la funcionalidad del dispositivo. Por último, la capacidad del esterilizante de penetrar en las ubicaciones del dispositivo difíciles de esterilizar para lograr el nivel de garantía de esterilidad (SAL) deseado es el tercer desafío. Entre estas ubicaciones están los lúmenes largos y estrechos, superficies acopladas, cierres y llaves de paso. El propio envase también puede suponer un reto adicional para la esterilización. El esterilizante debe penetrar a través de múltiples capas de embalaje. Esto podría incluir cajas de envío corrugadas (y, en algunos casos, se sigue usando envoltura retráctil), cajas de cartón para estantería y, potencialmente, diversos sistemas de barrera estéril (SBS). Como gas, el OE no tiene rival en su capacidad para atravesar el envase y llegar a ubicaciones del dispositivo a las que otros esterilizantes gaseosos no pueden. Si miramos objetivamente el OE, sí, tiene sus desventajas en torno a la toxicidad, pero también tiene muchas ventajas, incluida su capacidad de penetrar, compatibilidad con materiales, largo historial normativo y disponibilidad.
Aspectos normativos
Cuando se trata de normativas y estándares en torno a los métodos de esterilización, no todas las modalidades tienen sus propias normas normativas y de validación específicas. La FDA clasifica los esterilizantes en la Categoría A (métodos con un largo historial de uso seguro donde existen normas aprobadas consensuadamente). Estos son métodos como el OE, la irradiación, el calor húmedo, calor seco y, a partir de enero de 2024, se le añadió el VH2O2 a esta categoría. En parte esto se debió a que la FDA reconoció recientemente la norma ISO 22441 como un estándar de consenso. Los métodos establecidos para la Categoría B serían métodos en los que no existen normas de consenso reconocidas por la FDA, pero hay mucha información publicada sobre el desarrollo, validación y control rutinarios del método. Ejemplos de la Categoría B serían los sistemas a base de ozono y bolsas flexibles que usan OE. La tercera categoría sería la categoría Nuevos métodos de esterilización. Estos métodos son los que se someterían al mayor escrutinio normativo y la mayoría de modalidades alternativas entrarían en esta categoría. Ahora que existe un estándar para el VH2O2, hay un marco de trabajo en marcha para poder usarlo como plantilla para el desarrollo de estándares específicos sobre el dióxido de cloro, dióxido de nitrógeno y otros métodos, a medida que se disponga de más datos e historial de uso. En ausencia de una norma específica, estos nuevos métodos deben validar sus procesos usando la norma ISO 14937, una norma general amplia que describe los requisitos para caracterizar un agente de esterilización y desarrollar, validar y controlar de forma rutinaria un proceso de este tipo. Por lo general, siempre que exista un estándar asociado con un método de esterilización, se facilita la obtención de la autorización de la FDA. Es probable que estos métodos más nuevos se enfrenten a un escrutinio normativo adicional y generen más preguntas de los reguladores que deberán abordarse en las presentaciones reglamentarias. La razón es que son nuevos y los reguladores no saben lo que no saben. Tienden a pecar por exceso de precaución.
Una oportunidad para que la industria trabaje conjuntamente
Asistí hace poco a un Industry Scientific Exchange en Múnich, Alemania, en marzo de 2024, organizado por J&J, Medtronic y TÜV SÜD. En el intercambio participaron responsables en ese ámbito de empresas de dispositivos médicos, empresas de envasado, proveedores de esterilización, laboratorios homologados, agencias reguladoras, incluida la FDA de EE. UU. y el organismo TÜV SÜD. El objetivo del intercambio científico era acelerar la adopción de estos métodos alternativos, algunos que existen desde hace décadas, pero que nunca se han adoptado ampliamente. El desafío era colaborar como industria para generar datos y encontrar vías para facilitar la adopción de estos métodos alternativos. La conferencia destacó dos casos prácticos en los que diferentes partes interesadas se reunieron para colaborar en la resolución de un problema. Uno de estos casos prácticos fue el proyecto MPTP DuPont, en el que una empresa de ciencia de materiales realizó un cambio en la fabricación que afectó a un material crítico usado en una industria altamente regulada. DuPont encontró una forma de validar el Tyvek® realizado sobre activos actualizados sin que sus clientes finales tuvieran que validar individualmente todos sus productos. Involucraron a toda la cadena de valor, buscaron la preaceptación de la FDA y de los organismos notificados, e incluyeron la participación de los fabricantes de envases estériles y de los fabricantes de dispositivos médicos. El segundo caso práctico fue el proyecto de la NASA y el Laboratorio de Propulsión de Jet (JPL) para traer muestras de Marte. Colaboraron con expertos en esterilización de dispositivos médicos y otras partes interesadas para buscar formas de garantizar que los contenedores de devolución de muestras pudieran esterilizarse adecuadamente y devolverse a la Tierra de forma segura. Su responsable de protección planetaria declaró que sentían una profunda responsabilidad a la hora de fijar un retorno seguro a la Tierra de una muestra proveniente de Marte que potencialmente portara una forma de vida o molécula compleja capaz de interactuar con procesos biológicos en la Tierra. Estos dos casos prácticos fueron ejemplos de los que podríamos sacar provecho para colaborar en la producción de datos para acelerar la adopción de estos métodos de esterilización alternativos. Hay previstas sesiones de seguimiento en el futuro.
¿En qué situación queda la industria de empaquetado médico?
Estos nuevos métodos funcionan para muchos productos, pero no para todos. Por lo tanto, la industria debe destinar esfuerzos a trabajar juntos para comprender mejor estos métodos alternativos, así como generar datos de seguridad y compatibilidad de materiales para acelerar su adopción.
Es posible que sea necesario cambiar el envasado. Es posible que tengamos que presentar los productos de forma diferente al proceso de esterilización actual. Además de los desafíos de penetración en el envase y el producto, existe una inquietud adicional. Muchos de los métodos a base de gas no son compatibles con la celulosa o no se recomiendan, ya que absorben el esterilizante. Esto significaría que no hay cajas corrugadas de envío, etiquetas de papel, embalajes de papel ni instrucciones de uso. Es posible que tengamos que posponer el embalaje y esterilizar el producto solo en el envase primario y, a continuación, añadir las etiquetas, las instrucciones de uso y colocar el producto en cajas de cartón y cajas corrugadas de envío tras la esterilización. Esto es más fácil si puede esterilizar el producto internamente, pero muy difícil si tiene que enviarlo a cientos de kilómetros de distancia a un esterilizador autorizado y seguir protegiendo contra daños el producto y los sistemas de barrera estéril. Este desafío logístico tendrá que resolverse si los métodos pueden adaptarse a lo que representa los enormes volúmenes en los que se recurre actualmente al óxido de etileno y a la irradiación gamma.
En resumen, todavía no disponemos de los mismos datos y experiencia en estos métodos más nuevos, y hasta que podamos encontrar una respuesta a algunas de las preocupaciones identificadas, tanto el OE como los rayos gamma tendrán que estar presentes durante bastante tiempo. Debemos seguir buscando formas de trabajar con ellos aún más seguras.