La esterilización con óxido de etileno (OE) se ha mantenido prácticamente sin cambios durante décadas, pero los cambios recientes han sacudido la industria. Las preocupaciones sobre la naturaleza cancerígena del OE y los supuestos niveles de emisiones de las instalaciones de esterilización llevaron al cierre posterior de algunas instalaciones de esterilización por contrato. El OE es un esterilizante altamente efectivo con muchas ventajas, pero también es tóxico y está clasificado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, Environmental Protection Agency) como un conocido agente cancerígeno.
¿Cómo llegamos a este punto?
El clima actual comenzó en febrero de 2019, cuando la EPA de Illinois emitió una orden de sellado para las instalaciones de Sterigenics en Willowbrook, Illinois. Esto fue seguido por cierres temporales de cuatro instalaciones de OE en Georgia, debido a las preocupaciones entre las comunidades circundantes de posibles emisiones más altas en la zona Muchos en la industria cuestionaron los hallazgos de que las instalaciones de esterilización tenían toda la culpa, ya que las lecturas de OE medidas eran altas en algunas áreas a muchas millas de distancia de un sitio de esterilización. Es importante tener en cuenta que el OE en el aire puede proceder de una variedad de fuentes que incluyen gases de escape de automóviles, humo de cigarrillos, producción de productos domésticos cotidianos y descomposición de las plantas, entre otras. De hecho, el cuerpo humano produce niveles bajos de óxido de etileno a través de procesos metabólicos normales1.
El OE se utiliza para esterilizar aproximadamente la mitad de todos los dispositivos médicos, incluidos 20 mil millones de dispositivos solo en los EE. UU. cada año. El cierre de estas instalaciones de esterilización generó temores generalizados de escasez de dispositivos y suministros médicos críticos. Esta escasez siempre sería extremadamente difícil para la industria, pero la pandemia mundial actual exacerba significativamente la preocupación. Afortunadamente, todas las instalaciones en Georgia han reabierto, pero Sterigenics decidió cerrar permanentemente las instalaciones en Willowbrook, citando un "panorama legislativo y regulatorio inestable". Estos cambios han provocado una capacidad limitada en otras instalaciones de esterilización ya que los clientes se vieron obligados a trasladarse.
La Asociación de Alimentos y Fármacos de EE. UU. (FDA), preocupada por esta posible escasez, emitió un desafío en dos partes para la industria de dispositivos médicos y esterilización: 1. identificar nuevos métodos y tecnologías de esterilización, 2. reducir las emisiones de óxido de etileno.
Desafíos con las alternativas de OE
Si bien puede parecer que cambiar a un método alternativo sería sencillo, es importante analizar por qué el OE se usa tan ampliamente. La eficacia de cada proceso de esterilización y la compatibilidad de los materiales de los dispositivos médicos con estas modalidades de esterilización alternativas a menudo determina por qué se elige un proceso sobre otros. El OE se considera un proceso de baja temperatura (<55 °C) y se utiliza para esterilizar muchos dispositivos y componentes plásticos termolábiles de un solo uso. Estos productos no pueden soportar las altas temperaturas de la esterilización por calor húmedo (típicamente 121 °C o 132 °C).
Muchos plásticos no son compatibles con modalidades de esterilización alternativas, como los procesos de radiación, incluidos los rayos gamma, e-beam y rayos X, porque pueden producirse enlaces cruzados y escisión de cadenas en los polímeros. Estas reacciones conducen a cambios indeseables que pueden hacer que los materiales se resquebrajen, agrieten o decoloren. Además, muchas de las modalidades de esterilización alternativas, como el dióxido de nitrógeno, el peróxido de hidrógeno vaporizado, el ácido peracético vaporizado y el CO2 supercrítico no penetran en los lugares más difíciles de esterilizar tan fácilmente como lo hace el OE. En algunos casos, es posible que el esterilizante nunca llegue al lugar más difícil de esterilizar. Esto es especialmente cierto en el caso de cierres, superficies acopladas y algunos lúmenes largos y estrechos. Otro problema más con los métodos alternativos es que prácticamente ninguno de ellos puede procesar la enorme cantidad de productos esterilizados con OE. Como se mencionó anteriormente, el OE se usa para esterilizar 20 mil millones de dispositivos solo en los EE. UU. Mientras que muchos esterilizadores de OE pueden esterilizar camiones completos de 24 o más palets a la vez, la capacidad de rendimiento de las alternativas se convierte en un factor limitante.
Cambios en los procesos de OE
El hecho es que hoy en día no existe una alternativa viable para reemplazar la capacidad de OE para esterilizar la amplia gama de productos que lo necesitan. El OE tiene la capacidad única de penetrar en las ubicaciones difíciles de esterilizar de un dispositivo y hacerlo a gran escala. Habrá productos de nicho que se adapten a las alternativas, pero la opción más viable es modificar los procesos de OE existentes y reducir la cantidad de OE utilizada, lo que a su vez resultará en menos emisiones. Muchas empresas están adoptando este enfoque en estos momentos.
Un ejemplo de un cambio en el proceso de OE que están instituyendo algunas empresas está relacionado con los procesos de validación tradicionales que aplican un enfoque de exageración extrema. En versiones anteriores de ISO 11135, un especialista en esterilización identificó la ubicación más difícil de esterilizar en los productos y cada ubicación se inoculó con un mínimo de 1.0 x 106 UFC de esporas de Bacillus atrophaeus. Este organismo es el organismo más resistente (MRO, Most Resistant Organism) universalmente reconocido para la esterilización con OE. Si bien estos procesos son muy conservadores y existe un gran margen de seguridad, esta práctica de validación condujo a ciclos muy largos utilizando altas concentraciones (> 600 mg/l) de OE para eliminar un reto biológico que tenía una carga biológica con una magnitud varios grados superior a lo que ocurre de manera natural. Históricamente, el desafío biológico se colocaba en las ubicaciones más difíciles del dispositivo real o en un dispositivo de desafío simulado llamado "dispositivo de desafío de proceso (PCD, process challenge device)". Un PCD se utiliza a menudo en el proceso de validación. Un PCD es algo en lo que se coloca el indicador biológico que simula la resistencia del producto real y se usa para que el dispositivo real no tenga que usarse. Se debe determinar un PCD apropiado mediante pruebas de resistencia comparativas con el objetivo de garantizar que tenga una resistencia equivalente o ligeramente superior a la del producto real. A menudo se utiliza un PCD cuando el producto es caro o si el lugar más difícil de esterilizar es difícil de inocular.
Si bien muchos en la industria todavía utilizan este enfoque, la revisión de la norma ISO 11135:2014 establece que “el PCD presentará un desafío para el proceso de esterilización que es equivalente o mayor que el desafío presentado por la carga biológica natural en los lugares más difíciles de esterilizar ubicación dentro del producto". El indicador biológico (IB) no tiene que colocarse en el lugar más complicado del producto. Debe demostrar que ninguna carga biológica natural en estos lugares es más resistente que el IB. Este enfoque permite no solo ciclos potencialmente más cortos, sino que también reduce las concentraciones de gas hasta a la mitad. Las empresas han demostrado con éxito la letalidad necesaria con concentraciones de gas de 300 mg/l e incluso inferiores en algunos casos.
El futuro del OE
La ventaja de reducir el uso de OE al reducir las concentraciones y las emisiones es que la modalidad puede ser sostenible y, por lo tanto, la industria puede continuar utilizando esta tecnología tan necesaria. Además, los niveles residuales en el producto pueden reducirse, lo que puede ayudar a protegerse contra futuros cambios potenciales a la norma ISO 10993-7, incluso si ya cumplen con los límites actuales descritos en ISO 10993-7. Como todos los cambios, se debe realizar una revisión exhaustiva y una evaluación de riesgos y es posible que sea necesario actualizar las presentaciones reglamentarias y los organismos notificados.
Dado que estos ciclos optimizados más nuevos pueden ser más cortos y tener una concentración de gas mucho menor, se debe evaluar cualquier cosa que pueda afectar a la capacidad del esterilizante para penetrar a través del envase y dentro del producto. El uso de material más transpirable, como DuPont™ Tyvek®, puede ayudar con la penetración del esterilizante así como con una desgasificación potencialmente más eficaz. Es posible que el diseño del producto deba incorporar salidas de gas. Al observar un enfoque holístico del empaquetado, el producto y el proceso, este método "antiguo" de esterilización puede volverse nuevo otra vez.
