RADYASYONLA STERİLİZASYON VE BİYOLOJİK YÜK KONTROLÜ Dr. Hasan ALKAN Gamma-Pak Sterilizasyon A.
RADYASYONLA STERİLİZASYON İŞLEM LEMİ Gama IşıI şınları Hızlandırılmış elektron demetleri / x-ışınları kullanılarak larak gerçekle ekleştirilen ileri teknoloji bir sterilizasyon yöntemidir. Soğuk bir sterilizasyon yöntemidir. y İşlem esnasında nda sıcaklık k artışı çok azdır. Sterilizasyon güvencesi g seviyesi (SAL) çok yüksektir. y Ürün üzerinde kalıntı bırakmaz. İşlem kontrolu çok kolaydır r ve bir tek parametre ile yapılır. (Uygulanan Doz)
RADYASYONLA STERİLİZASYON ZASYON UN GELİŞİ İŞİMİ 1950 60 lı yıllarda ABD Fransa ve İngiltere de uygulanmaya başland landı. İlk ticari ışınlama tesisi 1956 yılında y Avustralya da koyun yünlerinin sterilizasyonu için i in kuruldu. Bu tesis halen çalışmaktadır. Günümüzde 50 ülkede 200 ü aşkın n gama ışınlama tesisi kurulmuş bulunmaktadır. Fabrika bünyelerinde b sadece kendi amaçlar ları için in kullanılan lan pek çok elektron hızlandh zlandırıcı ışınlama cihazı bulunmaktadır. Türkiye de biri araştırma rma amaçlı (1993) diğeri ticari olarak işlem yapan (1994) 2 adet gama ışınlama (sterilizasyon) tesisi bulunmaktadır.
RADYASYONLA STERİLİZASYON /IŞINLAMA INLAMA İŞLEM LEMİNİN N UYGULANDIĞI I BAŞLICA ALANLAR SAĞLIK ALANINDA: Tek kullanıml mlık k Tıbbi T ürünler (cihaz/malzemeler) İlaç,, ilaç kapları ve ilaç hammaddeleri Sağlık k Bakım Ürünleri Kozmetik ürünler ve hammaddeleri
GIDA ALANINDA: GIDA IŞINLAMASII INLAMASI (6 Kasım m 1999 da Gıda G IşıI şınlama YönetmeliY netmeliği çıktı) Gıdaların n korunması raf ömürlerinin arttırılmas lması Patojen mikroorganizmalardan temizlenmesi (gıda kaynaklı hastalıklar kların önlenmesi) Gıda ürünlerinde çimlenme ve filizlenmenin önlenmesi POLİMERLERİN MODİFİKASYONU Polietilen borularda çapraz bağlama işlemi i (yerden ısıtma boruları,, kablo izolasyonu, gaz ve su boruları)
IŞINLAMA INLAMA TESİSLER SLERİ 1. GAMA IŞINLAMA TESİSLERİ Kaynak olarak Co-60 veya Cs-137 izotopları kullanılır. Büyük k boyutlu paket/koli/ paletlerde işlem i yapılabilir. Fason olarak işi yapan büyük b k tesisler %95 oranında nda Co-60 tercih edilir. Kan ışınlama gibi küçük üçük üniteler Cs-137 kullanılır. Co-60 Kaynakları Doz hızıh yüksektir(a) Işınlarının n giriciliği i yüksektir(1.25 y MeV) (A) Metalik formda kullanılır r (güvenli) (A) Bu sistemler için i in özel üretilir A) Yarılanma ömrü kısadır(5.3 sene) (D.A)
Cs- 137 Kaynakları Doz hızıh düşüktür r (D.A) Işınlarının n giriciliği i azdır r (0.66 MeV) (D.A) Tuz şeklinde kullanılır r / güvenirlig venirliği i az (D.A) Fisyon ürünüdür r (A/DA) Yarılanma ömrü uzundur (A)
2. ELEKTRON HIZLANDIRICILI IŞINLAMA TESİSLERİ Radyoaktif kaynak içermezler. i Radyasyon röntgen r cihazlarında olduğu u gibi elektrik/elektronik cihazlarla üretilir. İşletilmeleri gama tesislerine göre g masraflı ve karmaşı şıktır. 10 MeV e e kadar hızlandh zlandırılmış elektron demetleri küçük üçük k paket ve kolilerin ışınlanmas nlanmasında nda kullanılır. Daha ziyade fabrikalarda bant sonu üretimler için i in uygundur. 5 Mev kadar hızlandh zlandırılmış elektronlardan elde edilen X-ışıX ışınları kullanılır. Gama ışınlay nlayıcıları gibi büyükb paket /koli ve paletle işlem i yapmaya uygun sistemlerdir. Harcanan elektrik gücüne g göre g elde edilen ışın n gücüg düşüktür.
IŞINLANMIŞ ÜRÜNLERİN, N, PERSONEL VE ÇEVRE GÜVENLİĞİ ETKİ MEKANİZMASI ÜRÜNLERİN GÜVENLİĞİ Işınlanan ürünler kendi orijinal ambalajları içerisinde koli, karton varil, torba içerisinde işlem i görürler. g rler. Işınlanan ürünler hiçbir şekilde ışın n kaynağı ile temas etmez, ürünlere radyoaktif madde bulaşmaz ürünler radyoaktif hale gelmez. Kaynaklar paslanmaz çelik borular içerisinde i bulunmakta bu kaynaktan çıkan görünür g ışık, radyo dalgalarına benzer girici ve enerjik elektromanyetik ışınlar ürünler içerisinden i geçerken erken canlı organizmaların DNA sını tahrip etmek suretiyle bunları bertaraf eder. Tıpkı Röntgen filmi çektirir gibi veya hava meydanlarında nda x-ışıx ışınları ile güvenlik taraması yapıld ldığı gibi ışınlanan ürünler radyoaktif veya radyasyonlu hale gelmez.
PERSONEL VE ÇEVRE GÜVENLG VENLİĞİ Işınlama tesisleri yüksek y güvenlik g standartlarına na haizdir. Işınlama odasından cihaz çalışırken kontrol odası ve çalışma alanlarına na radyasyon sızınts ntısı olmayacak şekilde tasarlanmaktadır. r. Işınlama tesisleri radyoaktif atık üretmez. Ömrü dolmuş kaynaklar tekrar üretici ülkeye gönderilir. g Işınlama tesisleri çalışmaları esnasında: nda: Katı,s,sıvı veya gaz atık üretmeyen yüksek y basınç, ısı ve gürültg ltü meydana getirmeyen çevre dostu tesisler olarak tanımlan mlanır.
RADYASYONLA STERİLİZE EDİLEN BAŞLICA ÜRÜNLER 1. TEK KULLANIMLIK TIBBİ ÜRÜNLER Günümüzde 1000 i i aşkın a n tek kullanıml mlık k tıbbi t cihaz/malzeme radyasyonla sterilize edilmektedir (Toplamın n %50-60 kadarı). Başlıca Kalemler: Plastik enjektörler, serum setleri, ameliyat ipliği, i, kan toplama setleri, ameliyat eldivenleri, ameliyat giysi ve setler, kateterler, kanül, diren v.b. 2. İLAÇ KAPLARI Alüminyum tüp t p ve kapaklar Polietilen ve polistiren şişeler ve kapaklar, damla sayıcılar ları Jelatin kapsüller Membran filtreler Gama ışınlamas nlaması ile başar arılı bir şekilde sterilize edilir.
TIBBİ ÜRÜNLERİN N YAPIMINDA KULLANILAN PLASTİKLER : RADYASYONA DAYANIKLI /UYGUN POLİMERLER Polistiren, poliüretan, polisulfon, ABS polikarbonat, polietilen, poliester (PET, PETG) RADYASYONA DAYANIKSIZ /UYGUN OLMAYANPOLİMERLER MERLER Polivinilklorür(PVC) r(pvc) : Renk değiştirir Polipropilen : 25 kgy den sonra kırılgank Teflon : Dayanıks ksız 16Poliakrilik : Dayanıks ksız
3.FARMOSÖTİK ÜRÜNLER VE HAMMADDELER Farmasötik ürünlerin radyasyonla sterilizasyonu İlk defa BP-1963 ve USP XVII e dahil edildi. Genellikle 25 kgy lik doz önerildi. Ancak ürünün n mikrobiyal yüküne y ve ürünün n yapısını bozmayacak şekilde daha düşük d k dozlar seçilebilir (BP-1988 IAEA) Farmasötik ürünlerin ve hammaddelerin büyük b k bir kısmk smı kuru formda radyasyonla başar arılı bir şekilde 25 kgy e kadar sterilize edilebilir. Ancak ürünlerle beraber ışınlanan havadan meydana gelen ozon ve azot oksitleri gibi radyoliz ürünleri ışınlanan ürünlerin ve formülasyonlar lasyonların stabilitesi üzerinde bir dereceye kadar etkili olabilir. Sulu çözeltiler / süspansiyonlar s spansiyonlar (özellikle( organik maddeli olanlar) radyasyonla sterilizasyonu zordur veya radyasyonla sterilize edilemez. Suyun hidroliz ürünleri büyük b k sorunlar yaratır. r. Ancak bazı ürünlerde çok düşük k sıcakls caklıklarda klarda ışınlama başar arılı sonuçlar verebilir.
a) Hammadde, Tablet ve Bitkisel (Herbal) ilaçlar ların Sterilizasyonu Dekontaminasyonu Tablet ve şurup yapımında ve diğer formülasyonlarda kullanılan lan talk, kiselgur, sodyum karboksi, metil selüloz, loz, laktos,starch gibi hammaddeler başar arı ile sterilize edilir. Herbal ilaçlarda larda kullanılan lan hammaddeler (yüksek biyolojik yük y k var ve tam kuru formda değil) başar arı ile biyolojik yük y k kabul edilebilir seviyeye indirilebilir. Mineral, kimyasal ve biyolojik orijinli hammaddeler 5-255 kgy arasında sterilize edilebilir.
b) Enjekte Edilen İlaçlarlar Antibiyotikler, antibakterialler, steroidler, alkaloidler genellikle likle kuru ve toz/kristal / liofilize şeklindedirler. 25 kgy e e kadar başar arılı sterilize edilebilir. Chloroamphenicol ve tetracyline penisillin ve ampicillin e e göre g radyasyona karşı daha stabildir. Neomycin ise bacitracin e e göre g daha stabildir. Sulphamidder kuru formda 25 kgy de ihmal edilecek seviyede degrasyona uğrar. u Solüsyonlar 20 0 C den daha düşük d k temparatürlerde rlerde ışınlanmas nlanması durumunda başar arılı sonuçlar alınabilir. Örneğin: orphine hidrocloride solüsyonu syonu +25 0 C ve 0 0 C da felekat sonuçlar vermesine karşı şın -20 0 C, -80 0 C ve -196 0 C soğutularak ışınlanmas nlanmasında nda başar arılı sonuçlar elde edildi).
c) Göz z Merhemleri Petrolatum (parafin) bazlı ürünlerin yapısı radyasyonla sterilizasyonda en ümit verici formasötikler arasındad ndadır. Genellikle düşük d k biyolojik yük y k içerdiklerinden i 10-15 15 Gysterilizasyon dozu yeterlidir. Ancak radyoliz ürünü olarak az miktarda gaz (H 2 ) ve basit alkanesler meydana gelir.
d) Yağlı Solüsyonlar/ Süspansiyonlar: S Veteriner ilaçlar larının n bir kısmk smı bu kategoriye girer. Bitkisel yağlar ların taşı şıyıcı olarak kullanıld ldığı ilaçlarda larda Sterilizasyon:190 0 C kadar ısıtılarak veya radyasyonla yapılabilir. Isıtma ürünü hidrokarbonlar ışınlama ürünlerinden daha fazladır. Penicillin Na, tetracyline HCL, hyrocartison asetate, pednisolone, testestorene propionate, polysostigine vb. yağ bazında bulunmaları havada bulunmalarına na göre g daha stabildirler. Yağ bazındaki Corticosteroidler radyasyona karşı havadaki kadar stabildirler.
e) Sulu Çözeltiler/S zeltiler/süspansiyonlar: Burada temel yapı sudur. Suyun radyolitık ürünleri olan hidrojen ve hidroksil radihalleri hidro elektronlar ve hidrojen peroksit ürünün ayrış ışmasında önemli rol oynar. Alkali florid ve fosfatlar, alkali toprak elementleri alkali metallerin sitrat ve laktat gibi sulu çözeltileri pratik olarak radyasyonla sterilize edilebilir. Işınlanan ürünler ppm mertebesinde hidrojen peroksit içerir, i validasyonda sorun çıkabilir. Organik maddeli birçok sulu çözelti/s zelti/süspansiyonlar spansiyonlar radyasyonla sterilize edilmesi zordur veya radyasyonla sterilize edilemez. Ancak çok düşük d k sıcakls caklıklarda klarda (dondurarak) ışınlama sonuç verebilir.
f) Vitaminler Kuru bazda 20 kgy e e kadar kabul edilebilir değişiklik iklik olur. Sulu çözeltilerde ascorbic asit, B-12, B B-6 B 6 vitaminler kısmen k veya tamamen parçalan alanır. B-12 B vitamini dondurularak (katı) ) formda ışınlanabilir. Radyasyon ışınlamas nlamasına na tabi tutulan ürünlerin fizikokimyasal özelliklerinde, etkinliğinde inde ve güvenirlilig venirliliğinde inde önemli değişiklikler iklikler olmadığı ığından emin olmak için i in stabilite ve etkin madde kayıplar pları çalışmalarının n yapılmas lması gerekmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda birçok ülkede farmasotik ürünün n radyasyonla sterilize edilmesi onaylanmış ıştır.
TABLO 4. Etilen oksit ve radyasyon sterilizasyonu etkileyen faktörlerin mukayesesi Faktör Etilen Oksit Radyasyon 1- Proses parametreleri Sıcaklık Zaman Rutubet Eto konsantrasyonu Vakum/Basınç 2- Sterilizasyon ajanının absorplanması Evet Zaman (Doz) Hayır 3- Proses sonrası işlemler Havalandırma Yok 4- Kalıntı toksisite Mevcut:Etilen Oksit Etilen Glikol ve Etilen Klorohidrin Yok 5- Ürünlerde etkileşme Hidroksi etilasyon Hassas Ürünlerde radyoliz 6- Sterilite testi Gerekli Gerekli değil
7- Karantina 14 Gün (minimum) Gerekli değil 8- Ürün yoğunluğu Etkiler Bir dereceye kadar etkiler 9- Nüfus etme problemleri Mevcut Yok 10- Ambalaj seçimi Özel ve kısıtlı Geniş 11- proses tipi Batch Batch ve sürekli 12- Çevre kirliliği Evet Yok 13- Güvenirlilik Orta-iyi Mükemmel
TABLO 2: KATI FORMDA IŞINLANMII INLANMIŞ BAZI FARMASOTİKLERDE ETKİ KAYBI Doz (kgy) Etki Kaybı (%) Chlortetracyline 17.9-100 0 Oxytetracyline 17.9-100 0 Chloramphenicol 17.9 0 Tetracyline hydrochloride 80 0 Streptomycin hydrochloride 25 0 Sodium benzyl penicillin 25 0 Phenoxymethyl penicillin 25 0 Benzathine penicillin 25 0 Dihydrostreptomycin 25 0 Potassium benzyl penicillin 17.9 0 Polymyxin sulphate 25 0 Polymyxin up to 80 0 Colimycin up to 80 0 Nystatin up to 80 0
Mycerin up to 80 0 Sulphapyridine 25 0 Sulphathiazole 25 0 Streptomycin sulphate 25 3 Dihydrostreptomycin 250 5 Neomycin sulphate 25 4 Sodium benzyl penicillin 250-3 Benzathine penicillin 250-3 Phenoxymethyl penicillin 250 ~3 Zinc bacitracin 25 7.1 Zinc bacitracin 250 26.7
TABLO 3. DÜZENLEYİCİ OTORİTE TE TARAFINDAN RADYASYONLA STERİLİZASYON / DEKONTAMİNASYON NASYONİ ONAYLANMIŞ FARMASÖTİKLER Pharmaceuticals approved by regulatory authorities for radiation sterilization/decontamination Australia: AVUSTURALYA Gaviscon; Ispaghula husk; Lubricating cream; Lyophilized reagent kits of Ca-gluconate and DTPA for (p r e p a r i n gt e c h n e t i u m - 9 9 m radiopharmaceutical s.) Neomycin, polymyxin and bacitracin (separately ör combined as a dusting powder); Normal saline (for perfusing kidney transplants); Ophthalmic oil suspension of physostigmine salicylate; ; Ophthalmic ointment of: Mercuric oxide, Sodium sulphacetamide Sutures. Sutures. (Note: DTPA = diethlene triarnine pentaacetic acid)
Europe: AVRUPA Atropine Sulphate Eye Ointment 6% (U.K.); Chloramphenicol Eye Ointment (U.K.); Chloramphenicol Ear Ointment (U.K.): Chloramphenicol Ointment 1%. (Norvvay( Norvvay); Chlorhexidine Burn Dressing (U.K.); Chlortetracycline Eye Ointment 1% (U.K.); Contact Lens Saline Aerosol (U.K.); Corticosteroid ophthalmic ointment; Debrisan (U.K.); Neomycin ophthalmic ointment; Neomycin palmitate,, UCA, a-chymotrypsina in PEG base (U.K.); Sulphacetamide Sodium Eye Ointment 6 % (U.K.); Tetracycline Eye Ointment l % (U.K.); Tetracycline Ophthalmic Oily Suspension l % (U.K.); Tetracycline Powder for i.m. Injection (U.K.); Tetracycline Powder for i.v. Injection (U.K.); Tetracycline Topical Ointment 3 % (U.K.); Veterinary products (U.K.).
India: HİNDİSTAN Absorbable gelatin sponge; Catalin sodium tablets; Containers (polyethylene, aluminum); Debrisan; Dressings; Droppers (polyethylene); Fluorescein sodium strips; Glass fibre filters; Membrane filters (cellulose acetate); Normal saline (for kidney perfusion); Ophthalmic ointment in paraffin base; In collapsible aluminum tubes: Atropine sulphate; Chloramphenicol; Gentamicin sulphate; Hydrocortisone and neomycin; Tetracycline hydrochloride; In soft gelatin capsules: Chloramphenicol; Gentamicin sulphate; Prickly heat powder (antifungal containing boric and salicylic acids);
pancreatin; papain; rauwolfia serpentina powder. Ringer's lactate solution (for kidney perfusion). Silver sulfadiazine (for burn dressing). Skin ointment in PEG base: Neomycin sulphate,, HCA, a-chymotrypsina chymotrypsin. Sutures (absorbable, non-absorbable). Veterinary product: -Quinapyramine prosalt.
Indonesia: ENDONEZYA Herbal medicines; Medicated dressings containing framycetin sulphate. Israel: İSRAİL Tetracycline hydrochloride ophthalmic ointment. U.S.A: AMERİKA Antibiotics; Botanicals; Chlortetracycline Ophthalmic Ointment 1 % ; Eye drops; Eye ointments; Injectables; Pigments; Preservative-free Aerosol Buffered Saline Solutions (Allergan( Allergan); Steroids; Sutilains Ointment U.S.P.; Talc; Tetracycline Ophthalmic Ointment 1 %; Veterinary products.
SONUÇ: Klasik sterilizasyon yöntemleri y içinde i inde yer alan kuru ve nemli ısı plastik ürünlerde ve birçok farmasotik ürüne uygulanamamaktadır. Radyasyon gibi soğuk bir yöntem y olan E t O gazı ürünler üzerinde kalınt ntı bırakması işlem kontrolu bir çok parametreye bağlı olması, ayrıca çevre sorunları yaratması nedeniyle birçok ülkede E t O kullanımı çok kısıtlanmk tlanmış veya yasaklanmış ıştır. Radyasyon (gama, elektron demeti, x-ışıx ışınları) ) sterilizasyonu ve biyolojik yük y k kontrolunda ürünler üzerinde kalınt ntı bırakmadığı gibi, çalışanlar ve çevre için i in son derece yüksek y güvenlik g standartlarına na erişmesi, İşlem kontrolunun sadece bir tek parametreye bağlı olması, Ürünlerin geçirgen olmayan ambalajlarda ve kolilerde işlem i görmesi, g bu yöntemin y en üstün n yönlerini y oluşturmaktad turmaktadır. r. Bu nedenle radyasyonla sterilizasyon bütün b n dünyada d en çok tercih edilen sterilizasyon yöntemi y durumuna gelmiş bulunmaktadır.
TABLO 4. Etilen oksit ve radyasyon sterilizasyonu etkileyen faktörlerin mukayesesi Faktör Etilen Oksit Radyasyon 1- Proses parametreleri Sıcaklık Zaman Rutubet Eto konsantrasyonu Vakum/Basınç 2- Sterilizasyon ajanının Evet absorplanması Zaman (Doz) Hayır 3- Proses sonrası işlemler Havalandırma Yok 4- Kalıntı toksisite Mevcut:Etilen Oksit Etilen Glikol ve Etilen Klorohidrin Yok
5- Ürünlerde etkileşme Hidroksi etilasyon Hassas Ürünlerde radyoliz 6- Sterilite testi Gerekli Gerekli değil 7- Karantina 14 Gün (minimum) Gerekli değil 8- Ürün yoğunluğu Etkiler Bir dereceye 9- Nüfus etme kadar etkiler problemleri Mevcut Yok 10- Ambalaj seçimi Özel ve kısıtlı Geniş 11- proses tipi 12- Çevre kirliliği 13- Güvenirlilik Batch Evet Orta-iyi Batch ve sürekli Yok Mükemmel