Ethylenoxid-Bestimmung: HPLC-Vials

Ethylenoxidrückstände

Bestimmung von Ethylenoxid in Medical Devices

Thermolabile Medizinprodukte werden in der Regel durch Ethylenoxid-Exposition sterilisiert. Überschüssiges Ethylenoxid wird während einer Belüftungsphase entfernt. Danach müssen die Produkte auf Ethylenoxid-Rückstände überprüft werden. Die zuverlässige Qualitätskontrolle von Medizinprodukten (Medical Devices) ist somit Voraussetzung für eine den internationalen Normen entsprechende Produktion sowie für die erfolgreiche Vermarktung Ihrer Produkte. Die Prüfung auf Sterilisationsrückstände für Medizinprodukte ist in der EN ISO 10993-7 geregelt. Hier finden sich Methoden für die Analytik und gesetzliche Grenzwerte.

Als GMP-akkreditiertes und nach ISO 17025 zertifiziertes Schweizer Auftragslabor prüfen wir Ihre Produkte auf Sterilisationsrückstände (Ethylenoxid und Ethylenchlorhydrin).  Die Qualitätskontrolle Ihrer Erzeugnisse führen wir schnell, kompetent und unabhängig durch.

Haben Sie Fragen zur Auslegung der EN ISO 10993-7 und was bei der Qualitätskontrolle von Medizinprodukten zu beachten ist?

 

Wir beraten Sie gerne.

Lesen Sie hier weiter, auf welche Punkte Sie achten müssen - oder nehmen Sie mit uns Kontakt auf.


Was ist Ethylenoxid?

Ethylenoxid: Chemische Formel
Ethylenoxid: Chemische Formel

Ethylenoxid (EO) ist ein farbloses, hochentzündliches Gas mit süsslichem Geruch. Auf Grund seiner sterilisierenden Eigenschaften und findet es in verschiedenen Bereichen Verwendung als Desinfektionsmittel – so auch in der Sterilisation von Medizinprodukten. Wegen der Giftigkeit und Kanzerogenität von Ethylenoxid, sind im Umgang mit diesem Stoff besondere Sicherheitsvorkehrungen zu beachten.

Warum verwendet man Etyhlenoxid für die Sterilisation?

Traditionell findet Sterilisation vor Allem in Dampfsterilisatoren bei hohen Temperaturen und Überdruck statt. Viele moderne Produkte können jedoch auf ihrer Thermolabilität nicht im Dampfraum sterilisiert werden.


Die Sterilisation dieser Medical Devices erfolgt gewöhnlich durch eine Ethylenoxid-Exposition. Diese Methode ist als die Standardmethode auf diesem Gebiet fest etabliert.

Was sind die Vorteile der Ethylenoxid-Methode?

Extraktion von Ethylenoxid aus Spritzen
Extraktion von Ethylenoxid aus Spritzen

Das EO-Molekül ist kleiner als Wasser oder Formaldehyd und besitzt daher gute Penetrationsfähigkeiten, zum anderen wirkt EO bereits bei niedrigen Temperaturen sterilisierend.

Die gute Penetrationsfähigkeit des Ethylenoxids in Zellen ermöglicht die Exponierung von DNA, Proteinen, Vitaminen und Enzymen. Die Abtötung von Mikroorganismen erfolgt chemisch durch eine Alkylierungsreaktion der genannten Moleküle.

Was sind die Nachteile der Ethylenoxid-Methode?

Der Prozess dauert länger als eine Hitzesterilisation und die Toxizität des Ethylenoxids erfordert zusätzliche Massnahmen zur Entgasung der behandelten Produkte. Zur Eliminierung der Sterilisationsrückstände erfolgt deshalb eine mehrstündige Belüftungsphase.

Überprüfung der Rückstände nach ISO 10933-7

Nach der Belüftung müssen die Produkte hinsichtlich Ethylenoxid und Ethylenchlorhydrin (ein Abbauprodukt des EO) untersucht werden. ISO 10933-7 gilt als Leitfaden für die Bestimmung. Zulässige Analyseverfahren und Grenzwerte für Restethylenoxid und dessen Abbauprodukt Ethylenchlorhydrin sind hierin geregelt.

Kontaktart Grenzwert Ethylenoxid Grenzwert Ethylenchlorhydrin
Kurzzeitiger Kontakt
bis 24 h
4 mg/Tag 9 mg/Tag
Längerer Kontakt
mehr als 24 h, bis zu 30 Tagen
4 mg für 24 h 60 mg für 30 Tage 9 mg für 24 h 60 mg für 30 Tage
Dauerkontakt
mehr als 30 Tage
4 mg für 24 h
60 mg für 30 Tage
2.5 g auf Lebenzseit
9 mg für 24 h
60 mg für 30 Tage
10 g auf Lebenszeit

Wann wird geprüft?

Nach der Herstellung eines Medizinproduktes wird die Sterilisation in einem separaten Arbeitsschritt in Spezialeinrichtungen vorgenommen. Nach der Ethylenoxid-Exposition erfolgt eine Belüftungsphase. Anschliessend werden dann die Proben in-house analysiert oder per Kurier an spezialisierte Dienstleistungslabors zur Analyse gesendet.

Was ist beim Transport zu beachten?

Der Transport ist ebenfalls in ISO 10933-7 geregelt und wird im Allgemeinen auf Trockeneis durchgeführt. So werden Verdampfungsverluste minimiert. Eine Kühlung mit Gefrierakkus ist nicht zulässig. Wichtig ist insbesondere, dass unbehandelte Kontrollproben separat geschützt verschickt werden – nur so kann eine Kontamination durch die behandelten Proben vermieden werden.

Vorteile einer externen Prüfung durch ein Auftragslabor

In einem Dienstleistungslabor ist jahrelanges Know-How vorhanden. Der hohe Probendurchlauf erlaubt hier meist eine kosteneffiziente Prüfung der Proben. Bei Fragen oder Problemen stehen dem Kunden erfahrene und kompetente Fachleute als Ansprechpartner zur Verfügung.

Wie wird analysiert?

Die Durchführung der Analyse geschieht mittels Extraktion und anschliessender Gehaltsbestimmung mittels GC-FID. Je nach geplanter Anwendung des Medizinprodukts, werden unterschiedliche Verfahren angewendet.

Extraktion durch simulierte Anwendung

In diese Kategorie fallen Produkte mit kurzzeitigem Patientenkontakt (<24 h), Kategorie A. Hier wird ein Kontakt des Produkts mit dem Patienten simuliert. Für diese Simulation werden die Oberflächen mit Wasser gespült und die Sterilisationsrückstände im Spülwasser bestimmt. 

Erschöpfende Extraktion

Extraktion von Ethylenoxid aus medizinischem Nahtmaterial
Extraktion von Ethylenoxid aus medizinischem Nahtmaterial

In diese Kategorie fallen Produkte mit einem längeren Patientenkontakt (<30 Tage). Das Verfahren hat zum Ziel, den gesamten Rückstandsgehalt eines Medizinproduktes zu ermitteln. Es wird so lange extrahiert bis weniger als 10% des bei der Erstextraktion festgestellten Gehalts erhalten wird bzw. die analytischen Daten auf keinen signifikanten Anstieg im kumulierten Restgehalt hinweisen. Dieses Verfahren findet z.B. bei Implantaten Anwendung, die längeren Zeitraum im Körper verbleiben.


Da der Arbeitsaufwand nach Zahl der Extraktionsrunden sehr variieren kann, sind die Kosten je nach Art des Produktes sehr unterschiedlich und im Voraus nicht exakt kalkulierbar.

Wozu werden unbehandelte Produkte = Blindproben (Blanks) gemessen?

In der Probenmatrix können sich weitere chemische Bestandteile befinden, die bei einer gaschromatographischen Auftrennung zu Signalen bei der gleichen Retentionszeit wie die Sterilisationsrückstände führen. Somit besteht also die Gefahr, einen falsch-positiven Befund zu erhalten. Durch Messung von Blindproben wird sichergestellt, dass es sich nicht um falsch-positiven Messergebnisse  handelt.

Besonderheiten bei der Planung der Markteinführung eines neuen Produktes

Hier sind neben den Routineprüfungen weitere Tests durchzuführen. Nach ISO 10993-7, §5.3, sind Dissipationskurven (Dissipation curves) an mindestens 3 Produktionschargen (Batches) zu erstellen.

Benötigen Sie weitere Informationen?

Lesen Sie die ungekürzte Fassung in unserem Fachartikel (siehe rechte Spalte) oder lassen Sie sich von unserem Kundenservice beraten.


Unsere Dienstleistungen im Einzelnen:

Ethylenoxid-Analytik: Extraktion eines Infusionsbeutels
Ethylenoxid-Analytik: Extraktion eines Infusionsbeutels
  • Beratung zu ISO 10993-7
  • Prüfung auf Ethylenoxid und Ethylenchlorhydrin 
  • Bestimmung von Dissipationskurven
  • Weitere Dienstleistungen laut Leistungsverzeichnis oder auf Anfrage

ansprechpartner

verkauf pharma

Michael Trösch dipl Chemiker HTL

Tel. +41 58 434 42 00 Fax +41 58 434 42 01 service@ufag-laboratorien.ch

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