Présentation Pharmacie

La préparation des médicaments
parentéraux à l’hôpital
Techniques de
stérilisation dans
la fabrication des
médicaments en
petites quantités
Séminaire MAS du 10/04/2014
Jean-Christophe Devaud
Une histoire de bactérie….
Historique
• Nicolas APPERT (1749 -1841)
– 1795 : Appertisation (conservation des aliments par la
chaleur)
• Louis PASTEUR (1822 -1895)
– 1861: Rôle des micro-organismes dans l’infection et la
transmission des maladies
– 1863 : Pasteurisation
• Charles CHAMBERLAND (1851 -1908)
– 1880 : Premier stérilisateur à vapeur d’eau (autoclave)
• Dr Gaston POUPINEL (1858 -1930)
– 1885 : Premier stérilisateur à air chaud (étuve du Dr Poupinel)
• Stérilisation chimique (liquides, gaz)
• Stérilisation physique (radiations)
• Stérilisation plasma (Menashi, 1968)
Historique
Plan
Définition
Les types de stérilisation
Techniques courantes de stérilisation à la pharmacie
Stérilisation à la chaleur sèche
Stérilisation à la chaleur humide
Stérilisation filtrante
Conclusion
Définition – la stérilisation
Inoculum
Facteurs de pathogénicité: virulence et
toxinogénèse (agents infectieux vivants)
Transmission
Porte d’entrée
Contamination
Agression
Invasion
Infection
(maladie)
Défenses locales,
régionales et générales
Détruire tous les micro-organismes
sur un objet ou contaminant un produit pour éviter…
Définition – la stérilisation
A ne pas confondre avec…
La désinfection
La décontamination
Vaporisateur
Isolateur
Enregistreur
Air comprimé
Ammonium quaternaire, alcool 70%,
hypochlorites , etc…
Résultat momentané
Acide periodique et/ou peroxyde d’hydrogène
Simple réduction du nombre de germe
Définition – les types de stérilisation
Oxyde
d’éthylène
Plasma
gazeux
Chaleur
humide
Stérilisation
Chaleur
sèche
Rayonnements
Formaldéhyde
Vaubourdolle, médicaments 2ème édition, pp. 149 - 165
Filtration
Définition – les types de stérilisation
Compromis entre
•Chaleur
•Rayonnements
•Oxyde d’éthylène
•Plasma gazeux
•Formaldéhyde
Endommagement
du produit
Risque d’infection minimum
Stérilisation
acceptable
Stérilisation à la chaleur
La sensibilité des micro-organismes à une stérilisation par la
chaleur est fonction :
de l'espèce microbienne
du milieu dans lequel se
trouvent les germes
de la forme microbienne*
Paramètres à
maîtriser
de la température
de la durée du traitement
de la contamination
initiale
*les spores sont plus résistantes que les formes végétatives.
Stérilisation à la chaleur
Hypothèse
CHICK et MARTIN
La chaleur entraîne la
coagulation des
protéines
HOLWEK et LACASSAGNE
chaleur = rayonnement (porteur de quanta
d'énergie). Chaque type de germe va
supporter une quantité maximale de quanta
d'énergie sans être détruit. La limite de
viabilité est d'autant plus vite atteinte que la
longueur d'onde est courte (plus énergétique).
Quand cette limite est atteinte, le germe
meurt.
Stérilisation à la chaleur
Sur une population de micro-organismes, la durée de survie est inversement
proportionnelle à la durée de temps (à température déterminée). Ainsi, le nombre de
micro-organismes viables peut être déterminé par la loi exponentielle suivante :
N
( − k ⋅t )
= exp
N0
où
N = le nombre de germes viables au temps t
N0 = nombre de germes initiaux
k = constante
% germes viables
temps
Il est donc impossible d'atteindre la stérilité absolue en théorie. La stérilité est une
probabilité, non une certitude.
On considère qu'un produit est stérile si la probabilité de trouver un produit non
stérile soit inférieure à 1 sur 1 million. On dit que le Niveau d'Assurance de Stérilité
(NAS) est inférieur à 10-6.
Stérilisation à la chaleur
La stérilité d'un produit dépend de la contamination initiale. Le risque de survie après
traitement thermique est d'autant plus faible qu'il y a moins de germes au départ.
Avant la stérilisation, le nombre de germes doit être le plus petit possible pour
augmenter les chances de stérilité après stérilisation.
Pour éviter les germes initiaux :
employer du matériel propre et
stérile
utiliser de l'eau fraîchement
distillée
utiliser des matières premières les
plus pures
travailler la plus proprement
possible
travailler dans une atmosphère la
plus propre possible.
Les bactéries sont des auto-stoppeurs
Stérilisation à la chaleur sèche
L’étuve
Stérilisation à la chaleur sèche
Principe:
•Exposition à de l’air chaud (160 à 200°C)
•La chaleur agit par dégradation des protéines des
germes (oxydation).
Matériel/Matière
Ne supportant
pas l’humidité ou
la pression
Devant être sec
à la fin de la
stérilisation
Résistant à la
chaleur
élevée
Stérilisation à la chaleur sèche
p.ex.: huile d’arachide
Liquides
non-aqueux
Semisolides
p.ex.: vaseline
Les produits
rencontrés
Verre/acier
inox
p.ex.: mesures en
inox et flacon
Poudres
p.ex.: Talc
Filtres
poreux
p.ex.: verres frittés
Stérilisation à la chaleur sèche
> 250 °C pendant 30 minutes
> 170 °C : Dépyrogénisation
140 – 170 °C : Température de stérilisation
Stérilisation à la chaleur sèche
Endotoxines ou pyrogènes:
Présent dans membrane externe de certaines bactéries Gram négatives
Peut être à l’origine d’un syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS)
Choc septique
Mort
Stérilisation à la chaleur sèche
Stérilisation à la chaleur sèche
Mécanismes de transfert de chaleur
Conduction
Importance du mapping de
température!!
Convection forcée
Stérilisation à la chaleur humide
L’autoclave
Stérilisation à la chaleur humide
Principe:
•Exposition à de la vapeur d’eau (> 100°C)
•La vapeur d’eau chaude forme des liaisons
hydrogène avec les protéines bactériennes et les
hydrolysent.
Matériel/Matière
Les produits qui contiennent de
l’eau et qui sont résistant à la
chaleur
Matériel résistant
à la chaleur
Stérilisation à la chaleur humide
Temps
La stérilisation
par autoclave
dépend
Température
Organisme
Cellules végétatives
Spores
Levures
5 minutes à 50-60°C
5 minutes à 70-80°C
Moisissures
30 minutes à 62°C
30 minutes à 80°C
Bactéries
10 minutes à 60-70°C
2 à > 800 minutes à 100 °C
Virus
30 minutes à 60°C
Prescott, microbiologie 2ème édition, p. 140
Stérilisation à la chaleur humide
121°C pendant 15 minutes
Idée pré-faite qui provient d’une série d’études extensives qui ont toutes eu la
même variable critique choisie (la température).
F0 = 10
(T −121.1) / 10
Le temps équivalent de stérilisation (F0) est une exponentielle croissante qui
dépend de la température (T)
Température
F0
Equivalence donnée par rapport à 121.1°C
115°C
0.25 min 1 minute à 115°C provoque la même létalité que 0.25 minutes à 121.1°C.
121.1°C
1 min
125°C
2.45 min 1 minute à 125°C provoque la même létalité que 2.45 minutes à 121.1°C.
1 minute à 121.1°C provoque la même létalité que 1 minute à 121.1°C.
Permet de choisir la température de stérilisation en fonction du produit
Raymond et Al, Pharmaceutical Engineering, July/August 2002
Stérilisation à la chaleur humide
Exemple des 4 phases d’un cycle de stérilisation
1.
2.
3.
4.
Montées simultanées en pression et en température (vapeur ou eau surchauffée).
Palier ou stérilisation. La température est maintenue pendant un temps donné par le barème de stérilisation.
Refroidissement. Diminution du couple température / pression.
Retour à la pression atmosphérique
Stérilisation à la chaleur humide
Les différents graphiques des cycles de stérilisation
Liquides: Plus la quantité de liquide est grande plus il
faudra de temps pour que la charge arrive à la
température permettant une stérilisation.
Charge enveloppée: les réservoirs, tuyaux, les objets
ayant des petites connectiques et tout contenant ayant
un faible diamètre d’ouverture et/ou un col très long.
L’air résiduel dans une charge empêche d’avoir une
vapeur pénétrante suffisamment efficace.
Charge dure: tous les types de verrerie et les
contenants ayant un grand diamètre
d’ouverture
Stérilisation à la chaleur humide
Mécanismes de transfert de chaleur
Condensation
La chaleur latente dans la vapeur est libérée instantanément au moment où la
vapeur se condense sur l’objet pour devenir liquide. La chaleur latente libérée est de
2 à 5 fois supérieure à la chaleur contenue dans de l'eau chaude après condensation.
Importance du mapping de température!!
Stérilisation à la chaleur
Contrôles pendant la stérilisation :
– indication sur l ’appareil (T°, pression)
– enregistrement permanent et identifiable.
Stérilisation à la chaleur
Contrôles après la stérilisation :
– indicateurs de passage/sachets
– vérification des paramètres de stérilisation :
libération paramétrique (diagramme,
intégrateurs)
– indicateurs biologiques
Stérilisation filtrante
Les filtres
Stérilisation filtrante
Principe:
•Membranes filtrantes dont les pores (0.22 μm) ont
une dimension inférieure à celle des bactéries.
•La répartition se fait de manière aseptique (Zone A)
Matériel/Matière
Ne supportant pas les hautes températures
(p.ex. solutions de sucre, les hormones ou les sérums)
On ne tue pas les bactéries, on les enlèves
Stérilisation filtrante
Ne convient pas aux
Solutions visqueuses
Risque d’abîmer le filtre
Suspensions
Emulsions
Perte de matière
Stérilisation filtrante
Spectre des membranes filtrantes
Les pores des membranes vont de 0.1 à 5 μm (stérilisation filtrante ≤ 0.22 μm)
Stérilisation filtrante
Stérilisation filtrante
Mécanismes de rétention
Adsorption
Piège dans la matrice
Interactions
Eléments à
adsorber
Principe
actif
Colmatage du filtre dépend de sa capacité filtrante
Stérilisation filtrante
Adsorption protéique
Protéine fixée (μg/cm2)
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Stérilisation filtrante
Compatibilité chimique des filtres
Membrane PVDF
Membrane nylon
Membrane PES
R = RÉSISTANT
L = RÉSISTANCE LIMITÉE
N = PAS RÉSISTANT
• = DONNÉES INSUFFISANTES
Stérilisation filtrante
Contrôle du filtre
Test de l’intégrité
Point de bulle
Calcium chlorure 88.2 mg/ml
amp. de 5 ml
Conforme ou non conforme
1.
2.
3.
Alimentation (240 V CA)
Pression (Air comprimé ; 3000 mbar min
et 8000 mbar max)
Electrovanne externe (Raccordé au filtre à
tester sur INLET avec tuyaux en PVC
ainsi que bague de serrage)
Conclusion
« Il n ’est de produit stérile que de produit dont l ’ensemble des traitements qui lui sont
appliqués est contrôlé »
Préparation parentérale
Préparation non - parentérale
Ph. Eur. 2.6.14 Essai des pyrogènes
Ph. Eur. 2.6.1. Essai de stérilité
(N’assure pas qu’un produit est stérile ou a été stérilisé, mais qu’aucun germes n’a pu être
décelé! La méthode de détection doit donc être sensible)
Remarque: depuis 1998, la Pharmacopée helvétique se réfère à la Ph. Eur. pour ce domaine