Por Laurent Berliet y Silvia Rizzi de MesaLabs France
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Para productos termosensibles y ciclos de baja F0 se da preferencia al método de indicador biológico de bioburden, con la posibilidad de emplear indicadores biológicos (IB) sumergibles como MagnaAmp o SterilAmp inoculados con una población más reducida (104) de Geobacillus stearothermophilus, o SterilAmp inoculado con Bacillus subtilis 5230.
Cuando las características del producto puedan sufrir deterioros a causa de procesos de esterilización utilizando método “Overkill”, es necesario reevaluar los parámetros de tiempo y temperatura para evitar que la calidad del producto se vea afectada.
En estos casos, el enfoque de validación se basa en el método de indicador biológico de bioburden. Este enfoque requiere de conocimientos específicos del bioburden del producto y los valores D asociados a dicho producto, además de los correspondientes indicadores biológicos de bajo nivel de esporas o de resistencia, a fin de asegurar la esterilización (USP <1229.2>). El método se basa en diferencias sustanciales entre la resistencia al calor húmedo y la población de bioburden presente en comparación con el indicador biológico empleado durante la validación (Figura 1).
Según este enfoque, se puede utilizar G. stearothermophilus con poblaciones más reducidas (no <103 ). No obstante, se prefiere el uso de B. subtilis 5230 con una población de 106 y una resistencia inferior a la de G. stearothermophilus, tal como se contempla en la ISO 11138 y USP. B. subtilis 5230 se mantiene como una de las cepas conocidas más resistentes a la esterilización por vapor, y que permite reducir de manera significativa el ciclo aplicado para alcanzar un nivel de garantía de esterilidad (SAL) de 10-6. Este método exige controlar el bioburden, identificar la carga bacteriana aislada y realizar ensayos de resistencia (estudio del valor D) de los organismos esporuladores, a fin de garantizar que son menos resistentes que el B. subtilis 5230 utilizado como microorganismo de ensayo (Figura 1).
En el gráfico, se compara la resistencia térmica de cuatro bioburden aislados en producto con B. subtilis 5230 mediante curvas de supervivencia exponiéndolas a las mismas condiciones. En este caso, B. subtilis muestra una resistencia significativamente mayor que los organismos que forman la carga bacteriana, por lo que puede emplearse como microorganismo de ensayo para poner a prueba el proceso de esterilización. Dado que el producto puede tener efectos diversos en las esporas (aumento o disminución de la resistencia, o ningún efecto en ella), el siguiente paso es el de evaluar la resistencia de B. subtilis en el producto antes de seleccionar un IB para la validación. Esto se consigue llevando a cabo un estudio del valor D del producto con B. subtilis inoculado en el producto.
En este primer ejemplo, el uso del IB SterilAmp estándar inoculado con B. subtilis 5230 resulta adecuado cuando el valor D declarado en el CoA es igual o mayor que el valor D del microorganismo cuando la prueba se hace directamente en el producto, por lo que se proporciona un desafío óptimo para garantizar un SAL aceptable del producto esterilizado (Figura 2).
Otra posibilidad es que el valor D de B. subtilis en el producto sea superior que el valor D de un B. subtilis SterilAmp. En este caso, el IB no representa el peor escenario posible. (Figura 3). Esta resistencia incrementada podría deberse a que el producto hace que las esporas se aglutinen o desarrollen recubrimiento, tal como se explica en Spore News Vol. 15, n.º 1 “Why perform a Product D-value Study?”.
A veces, la respuesta no es tan sencilla. Al contrario que la mayoría de productos acuosos cuyo impacto en la letalidad no afecta a la linealidad de la cinética de letalidad microbiológica, los estudios sobre el valor D en geles u otros productos cuya textura puede verse modificada durante la esterilización pueden manifestar una letalidad bifásica. El origen de esta letalidad bifásica sigue siendo difícil de determinar debido a los agregados o al cambio de las propiedades reológicas del producto (como la reticulación de polímeros, entre otros).
Al llevar a cabo un estudio del valor D comenzando por 106 esporas de un organismo de ensayo, es posible obtener resultados no lineales. Un ejemplo de este fenómeno ocurre cuando hay dos pendientes diferentes que caracterizan la destrucción de la espora: el primer pendiente, de mayor destrucción (valor D más bajo), durante el comienzo de la exposición, y una segunda fase de destrucción menos intensiva (valor D más elevado) a continuación. La mayor resistencia constatada en la segunda fase se correlaciona con tiempos de exposición más prolongados, necesarios para destruir los últimos logaritmos de la población inoculada (Figura 4).
Cuando un estudio del valor D del producto genera una curva bifásica, la solución se vuelve más compleja. Se puede forzar un cálculo del “valor D”, pero no es posible extrapolar un SAL exacto a partir de datos no lineales. Los estándares no abordan estas situaciones. Un posible enfoque consiste en encontrar y confirmar empíricamente el punto de destrucción mediante el método de fracción negativa, que identifica el período en el que se alcanza un mínimo de reducción logarítmica de 6 log de esporas (SLR). A continuación, puede duplicarse este período de tiempo para estimar un SAL de 10-6. Este enfoque podría aplicarse a cualquier cinética de mortalidad de tipo no lineal.
La esterilización y la validación microbiológica de productos termosensibles requieren comprender el comportamiento térmico del producto cuando se aplica calor. Además de entender el efecto del producto en la resistencia de las esporas en relación con el IB empleado para supervisar el ciclo, hay muchos otros elementos que se deben tener en consideración durante el desarrollo del ciclo de producto, incluido el material del embalaje y la configuración, así como otros parámetros que puedan necesitar calcularse (p. ej., valor Z). Dichas consideraciones ayudarán a llevar a cabo un estudio del valor D coherente que permitirá desarrollar una validación rigurosa.
Sobre el autor
Redacción por Silvia RIZZI y Laurent BERLIET, de MESALABS France - Departamento de Control de la Esterilización y Desinfección. Laurent trabaja desde 2010 como representante de ventas en Amilabo, que ahora es Mesa Labs France. Está titulado en Biología y Geología por la Universidad de Lyon (Francia). Silvia comenzó su carrera profesional con Mesa Labs France en 2016 como representante de ventas. Tiene un máster en Ing. química por la Universidad de Nápoles (Italia). Ambos apoyan y forman a las empresas de las industrias farmacéutica, biotécnica y de dispositivos médicos que busquen soluciones coherentes para validar los procesos de esterilización y descontaminación.