BR102018013374A2 - Sistemas e métodos para confirmar a ativação de indicadores biológicos - Google Patents

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Abstract

"sistemas e métodos para confirmar a ativação de indicadores biológicos". a presente invenção refere-se ao fato de que indicadores biológicos podem ser inadequadamente ativados. o assunto divulgado se refere a métodos para confirmar se um indicador biológico que tem uma ampola contendo um meio de crescimento foi adequadamente ativado, de modo que possa ser testado. os métodos podem incluir as etapas de medir uma primeira intensidade de fluorescência do indicador biológico, aquecer o indicador biológico; dissipar ("quenching") a intensidade de fluorescência do indicador biológico a partir da primeira intensidade de fluorescência para uma segunda intensidade de fluorescência, medir a segunda intensidade de fluorescência; comparar a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência para obter um valor de comparação e determinar que o valor de comparação corresponde a uma métrica de dissipação do meio de crescimento líquido.

Description

[0001] A matéria divulgada no presente pedido de patente refere-se a indicadores de esterilização biológica de uma peça.
ANTECEDENTES [0002] Dispositivos médicos são tipicamente esterilizados antes do uso de modo a minimizar a probabilidade de um dispositivo contaminado ser usado em um indivíduo, o que poderia causar uma infecção no indivíduo. Várias técnicas de esterilização podem ser empregadas, como vapor, peróxido de hidrogênio, e esterilização em fase de vapor, com ou sem um gás plasma e óxido de etileno (EtO), Cada um desses métodos depende, até certo ponto, das taxas de difusão dos fluidos de esterilização, tipicamente gases, nos dispositivos médicos a serem esterilizados.
[0003] Antes da esterilização, os dispositivos médicos são tipicamente embalados em recipientes ou bolsas dotados de uma barreira semipermeável que permite a transmissão do fluido de esterilização — algumas vezes chamado de esterilizante — mas impede a admissão de organismos contaminantes, particularmente, pós-esterilização e até que a embalagem seja aberta pela equipe médica. Para que o ciclo de esterilização seja eficaz, os organismos contaminantes no interior da embalagem precisam ser eliminados porque quaisquer organismos que sobreviverem ao ciclo de esterilização poderiam se multiplicar e contaminar novamente o dispositivo médico.
[0004] Embora a embalagem ajude a impedir a contaminação de um dispositivo médico estéril, a embalagem pode aumentar a dificuldade de se obter um ciclo de esterilização bem-sucedido, pois impede que o esterilizante alcance o dispositivo ou instrumento nela contido.
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Isto é particularmente problemático para dispositivos e instrumentos que tenham em seu interior espaços de difusão restrita, pois estes espaços de difusão restrita reduzem a probabilidade de um ciclo de esterilização ser eficaz. Por exemplo, endoscópios tipicamente têm lúmens estreitos longos nos quais o esterilizante precisa se difundir em concentração suficiente por tempo suficiente para se obter um ciclo de esterilização bem-sucedido.
[0005] A confirmação de que um ciclo de esterilização é eficaz ajuda a equipe médica a evitar o uso de um dispositivo médico contaminado em um indivíduo. Tipicamente, o dispositivo médico esterilizado não é por si só verificado quanto a organismos contaminantes, pois tal atividade poderia introduzir outros organismos contaminantes no dispositivo médico e, dessa forma, contaminá-lo novamente. Dessa forma, uma verificação indireta foi desenvolvida sob a forma de um indicador de esterilização.
[0006] Um indicador de esterilização é um dispositivo que pode ser colocado juntamente ou em proximidade a um dispositivo médico que está sendo submetido a um ciclo de esterilização, de modo que o indicador de esterilização seja submetido ao mesmo ciclo de esterilização do dispositivo médico. Por exemplo, um indicador biológico que tem uma quantidade predeterminada de micro-organismos que possuem resistência conhecida ao esterilizante pode ser colocado em uma câmara de esterilização junto a um dispositivo médico e submetido a um ciclo de esterilização. Completado o ciclo, os micro-organismos no indicador biológico podem ser cultivados a fim de determinar se qualquer um dos micro-organismos sobreviveu ao ciclo.
[0007] Certos indicadores biológicos são referidos como sendo de em uma peça. Esses indicadores biológicos incluem, tipicamente, um alojamento que contém uma quantidade de micro-organismos e uma fonte de meio de crescimento em um recipiente frangível que está
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3/31 situado próximo aos micro-organismos. Como outros indicadores biológicos, o indicador biológico autocontido (SCBI) pode ser submetido a um ciclo de esterilização junto aos dispositivos médicos, por exemplo, em um Sistema STERRAD®, Sistema STERRAD® NX ou Sistema STERRAD® 100NX obtidos junto à Advanced Sterilization Products, Divisão da Ethicon US, LLC, uma empresa Johnson & Johnson. Após o ciclo, o recipiente frangível pode ser rompido para liberar o meio de crescimento e para o cultivo de quaisquer microorganismos sobreviventes in situ. O SCBI pode ser incubado sob temperaturas elevadas, tipicamente em torno de 50°C a 60°C, o que estimula o crescimento dos micro-organismos que sobreviveram. A incubação com o uso de produtos disponíveis comercialmente tipicamente dura cerca de vinte e quatro horas. Durante esse tempo, enquanto a eficácia da esterilização permanece não confirmada, é desejável que a equipe médica não use os dispositivos médicos. Isto pode causar ineficiências de gerenciamento de estoque para um prestador de serviços de saúde, como um hospital, como, por exemplo, os dispositivos médicos precisam ser armazenados enquanto não são usados, exigindo, talvez, que o prestador de serviços de saúde mantenha mais dispositivos médicos em seu estoque que, de outro modo, seria necessário para assegurar um suprimento suficiente de dispositivos médicos. Alternativamente, os prestadores de serviços de saúde podem usar os dispositivos médicos antes da incubação ser completada e a eficácia de esterilização confirmada. Entretanto, o uso dos dispositivos médicos antes que a eficácia de esterilização tenha sido confirmada pode expor um indivíduo em um procedimento médico ao risco de infecção causada por dispositivos médicos.
[0008] Após a incubação, o SCBI é analisado para detectar a presença dos micro-organismos que sobreviveram. Se algum microrganismo for detectado, alguns SCBI são projetados para incorporar um
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4/31 meio de crescimento que muda de cor na presença de micro-organismos. Se uma alteração de cor for detectada, o ciclo de esterilização pode ser considerado ineficaz. Se nenhum micro-organismo for detectado, o ciclo de esterilização pode ser considerado eficaz. Essa alteração de cor pode estar relacionada a uma mudança no pH que ocorre devido à produção de ácido por micro-organismos vivos que metabolizam um meio de crescimento, que também contém um corante indicador de pH. Outros SCBIs são projetados para incorporar um meio de crescimento que compreende um fluoróforo cuja fluorescência depende da quantidade de micro-organismos viáveis contidos no meio. Para esses SCBIs, uma mudança de cor ou mudança na quantidade de fluorescência indica que os micro-organismos sobreviventes podem ter se multiplicado durante a incubação.
[0009] O recipiente frangível do SCBI, que contém o meio de crescimento líquido, é frequentemente fabricado em vidro. O vidro precisa ser suficientemente forte para evitar quebra durante o transporte, por exemplo, do fabricante do SCBI para um prestador de serviços de saúde. Tal robustez, entretanto, corresponde a uma força maior necessária para quebrar a ampola no momento desejado pela equipe médica. Consequentemente, alguns fabricantes de SCBI fornecem dispositivos de ativação à equipe hospitalar para auxiliar na ruptura da ampola.
SUMÁRIO [0010] O assunto divulgado se refere a métodos para confirmar que um indicador biológico que tem uma ampola que contém um meio de crescimento foi adequadamente ativado, de modo que ele possa ser testado após um processo de esterilização para confirmar que o processo de esterilização foi eficaz. Os métodos podem incluir as etapas de pressionar uma tampa do indicador biológico; romper a ampola; posicionar o indicador biológico em um analisador de indicador biológico
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5/31 que tem um elemento aquecedor e um sensor de fluorescência, ativar o elemento aquecedor, medir uma primeira intensidade de fluorescência do indicador biológico, aquecer o indicador biológico; dissipar (quenching) a intensidade de fluorescência do indicador biológico a partir da primeira intensidade de fluorescência para uma segunda intensidade de fluorescência, medir a segunda intensidade de fluorescência; comparar a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência para obter um valor de comparação e determinar que o valor de comparação corresponde a uma métrica de dissipação do meio de crescimento líquido. Em algumas modalidades, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento e o alojamento do indicador biológico. Em algumas modalidades, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento e o alojamento do indicador biológico a partir de uma temperatura entre aproximadamente 22 graus Celsius e 25 graus Celsius até uma temperatura de aproximadamente 57 graus Celsius. Adicionalmente, o método pode também incluir uma etapa de resfriar o indicador biológico antes da etapa de posicionar o indicador biológico no analisador de indicador biológico. Nas modalidades em que o indicador biológico é resfriado, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico pode incluir, também, o aquecimento do indicador biológico. Em algumas modalidades, o valor de comparação é uma diferença entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência. Em outras modalidades, o valor de comparação é uma razão entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência. Em algumas modalidades, a segunda intensidade de fluorescência é medida após a primeira intensidade de fluorescência. Por exemplo, em algumas modalidades, a segunda intensidade de fluorescência é medida
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6/31 aproximadamente 210 segundos após a primeira intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência é medida aproximadamente 70 segundos após o indicador biológico ser posicionado no analisador de indicador biológico. Alternativamente, a primeira intensidade de fluorescência é medida aproximadamente 70 segundos após o elemento aquecedor do analisador de indicador biológico ser ativado. Em algumas modalidades, o método inclui, ainda, determinar que o primeiro valor de intensidade de fluorescência está entre um valorlimite mínimo e um valor limite máximo. Por exemplo, em algumas modalidades, o valor-limite mínimo é de aproximadamente 0,02 pW/cm2 e o valor-limite máximo é de aproximadamente 0,10 pW/cm2.
[0011] Os métodos da presente invenção podem também incluir as etapas de pressionar uma tampa do indicador biológico; romper a ampola; posicionar o indicador biológico em um analisador de indicador biológico que tem um elemento aquecedor e um sensor de fluorescência, ativar o elemento aquecedor, medir uma primeira intensidade de fluorescência do indicador biológico, aquecer o indicador biológico; dissipar (quenching) a intensidade de fluorescência do indicador biológico a partir da primeira intensidade de fluorescência para uma segunda intensidade de fluorescência, medir a segunda intensidade de fluorescência; comparar a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência para obter um valor de comparação e determinar que o valor de comparação não corresponde a uma métrica de dissipação do meio de crescimento líquido. Em algumas modalidades, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento e o alojamento do indicador biológico. Em algumas modalidades, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento e o alojamento do indicador biológico a partir de uma temperatura entre aproximadamente 22 graus Celsius e 25 graus
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Celsius até uma temperatura de aproximadamente 57 graus Celsius. Adicionalmente, o método pode também incluir um bloqueio do resfriamento do indicador biológico antes da etapa de posicionar o indicador biológico no analisador de indicador biológico. Nas modalidades em que o indicador biológico é resfriado, a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico pode incluir, também, o aquecimento do indicador biológico. Em algumas modalidades, o valor de comparação é uma diferença entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência. Em outras modalidades, o valor de comparação é uma razão entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência. Em algumas modalidades, a segunda intensidade de fluorescência é medida após a primeira intensidade de fluorescência. Por exemplo, em algumas modalidades, a segunda intensidade de fluorescência é medida aproximadamente 210 segundos após a primeira intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência é medida aproximadamente 70 segundos após o indicador biológico ser posicionado no analisador de indicador biológico. Alternativamente, a primeira intensidade de fluorescência é medida aproximadamente 70 segundos após o elemento aquecedor do analisador de indicador biológico ser ativado. Em algumas modalidades, o método inclui, ainda, determinar que o primeiro valor de intensidade de fluorescência está entre um valor-limite mínimo e um valor limite máximo. Por exemplo, em algumas modalidades, o valor-limite mínimo é de aproximadamente 0,02 pW/cm2 e o valor-limite máximo é de aproximadamente 0,10 pW/cm2.
[0012] Os indicadores biológicos podem ter propriedades e características adequadas para a prática dos métodos aos quais a presente matéria é direcionada. Em algumas modalidades, um indicador biológico pode incluir uma ampola e um alojamento, e um meio de crescimento
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8/31 líquido contido na ampola, sendo que o meio de crescimento líquido inclui um dissipador. Em algumas modalidades, o dissipador não é oxigênio. O dissipador pode ser escolhido do grupo que consiste em anilina, bromobenzeno, acrilamida, peróxido de hidrogênio, imidazol, indol e succinimida. Alternativamente, o dissipador pode ser um íon metálico, como um escolhido do grupo que consiste em Co2+, Ni2+, Cu2+, Hg2+, Pb2+, Ag+, Cr3+ e Fe3+. Em algumas modalidades, o dissipador pode ser oxigênio incluído no meio de crescimento a uma concentração maior que aproximadamente 37 mg/L. Em algumas modalidades, o dissipador pode ser oxigênio incluído no meio de crescimento a uma concentração maior que aproximadamente 40 mg/L. Em algumas modalidades, o alojamento do indicador biológico compreende um material transparente à luz UV. Em algumas modalidades, o material transparente à luz UV compreende quartzo. Em outras modalidades, o material transparente à luz UV compreende uma ciclo-olefina.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] Embora o relatório descritivo termine com reivindicações que especificamente indicam e distintamente reivindicam a matéria descrita no presente pedido de patente, acredita-se que a matéria será mais bem compreendida a partir da seguinte descrição de exemplos específicos tomados em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais numerais de referência semelhantes identificam os mesmos elementos e nos quais:
[0014] A Figura 1 representa uma vista lateral de um indicador biológico em seção transversal;
[0015] a Figura 2 representa uma vista explodida do indicador biológico da Figura 1;
[0016] a Figura 3 representa, em forma de diagrama de blocos, um analisador de indicador biológico; e
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9/31 [0017] a Figura 4 é um diagrama de fluxo de um método exemplificador para confirmar a ativação de um indicador biológico das Figuras 1 e 2 que pode ser realizado pelo analisador de indicador biológico da Figura 3.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0018] A descrição a seguir apresenta certos exemplos ilustrativos da matéria reivindicada. Outros exemplos, recursos, aspectos, modalidades, e vantagens da tecnologia devem ficar evidentes aos versados na técnica a partir da descrição a seguir. Consequentemente, os desenhos e as descrições devem ser considerados como de natureza ilustrativa.
[0019] Com referência às Figuras 1 e 2, é mostrado um indicador biológico autocontido (SCBI) 100. O SCBI 100 inclui um alojamento 102 e uma tampa 104 acoplada a ele. A tampa 104 inclui uma projeção 106 que tem um formato plano, angulado, arqueado, anular ou cônico, ou alguma combinação dos mesmos. A tampa 104 pode incluir, ainda, um indicador químico 108 que altera a cor quando exposto a, por exemplo, um esterilizante químico, como peróxido de hidrogênio. A tampa 104 pode também incluir um ou mais furos passantes 109, para auxiliar a passagem de gases (por exemplo, ar ou esterilizante) para dentro ou para fora do SCBI. A tampa 104 é acoplada em relação ao alojamento 102 em uma primeira posição e é móvel da primeira posição para uma segunda posição. Na primeira posição, a tampa 104 é acoplada ao alojamento 102 de uma maneira tal que os gases (por exemplo, ar ou esterilizante) possam se mover a partir do ambiente circundante e para o interior do SCBI, ou vice-versa. Nesta posição, quaisquer furos passantes na tampa 104 são dispostos acima do alojamento 102, de modo que o interior do alojamento 102 esteja em comunicação fluida com o ambiente circundante, que permite a introdução e remoção do esterilizante para dentro e partir do SCBI 100. A
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10/31 tampa 104 pode ser pressionada para movê-la para dentro da segunda posição em relação ao alojamento 102. Nessa segunda posição, furos passantes 109 são dispostos abaixo de uma extremidade de topo do alojamento 102, o que causa uma relação de encaixe justo entre o alojamento 102 e a tampa 104, e bloqueia os furos passantes, efetivamente vedando o interior do SCBI 100 do ambiente circundante. [0020] O SCBI 100 inclui também uma fonte de micro-organismos ou de enzimas ativas, como o suporte 110, que é impregnado com esporos bacterianos, outras formas de bactérias (por exemplo, vegetativas) e/ou enzimas ativas. Esporos de espécies Bacillus, Geobacillus, e Clostridia são frequentemente usados para monitorar os processos de esterilização usando vapor saturado, peróxido de hidrogênio, calor seco, irradiação gama e óxido de etileno. Consequentemente, o suporte 110 pode ser impregnado com esporos de espécies Bacillus, Geobacillus e Clostridia. O suporte 110 pode ser hidroabsorvente e pode ser formado de papel filtro. Materiais em forma de folha, como pano, polipropileno não tecido, raiom ou náilon, bem como materiais poliméricos microporosos, podem também ser usados. Materiais não hidroabsorventes são também adequados para uso, como metais (por exemplo, alumínio ou aço inoxidável), vidro (por exemplo, microesferas de vidro ou fibras de vidro), porcelana, ou plástico. Adicionalmente, o suporte 110 pode ser construído a partir de uma combinação dos materiais anteriormente mencionados. Em algumas modalidades, o suporte 110 pode ter uma espessura de aproximadamente 0,1 a 0,5 milímetro.
[0021] Os micro-organismos ou outra fonte de atividade biológica no suporte 110 podem ser escolhidos com base na resistência da fonte ao processo de esterilização específico a ser utilizado no ciclo de esterilização. Por exemplo, para um processo de esterilização a vapor, pode ser utilizado Geobacillus stearothermophilus ou esporos do
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11/31 mesmo. Para um processo de esterilização com etileno óxido, pode ser utilizado Bacillus atrophaeus (anteriormente Bacillus subtilis), ou esporos do mesmo. Em alguns processos de esterilização, os esporos resistentes ao processo de esterilização podem incluir, mas não são limitados a, ao menos um dos esporos de Geobacillus stearothermophilus, esporos de Bacillus subtilis, esporos de Bacillus atrophaeus, esporos de Bacillus megaterium, esporos de Bacillus coagulans, esporos de Clostridium sporogenes, esporos de Bacillus pumilus e combinações dos mesmos.
[0022] O SCBI 100 inclui também uma ampola 112, que tem uma primeira extremidade 114, uma segunda extremidade 116 e uma parede lateral 118. A parede lateral 118 é substancialmente cilíndrica e pode ter uma seção transversal circular ou elíptica. A ampola 112 pode ser fabricada a partir de um material frangível ou quebradiço como vidro ou plástico. A primeira extremidade 114 e a segunda extremidade 116 estão dispostas em extremidades opostas da parede lateral 118 e podem estar sob a forma de um hemielipsóide ou hemisfério. Consequentemente, a primeira extremidade 114 pode ser chamada de primeira redoma 114 e a segunda extremidade 116 pode ser chamada de segunda redoma 116. A ampola 112 conter um meio de crescimento líquido. O meio de cultura precisa ser capaz de promover o crescimento de quaisquer micro-organismos viáveis ou outra fonte de atividade biológica dispostos sobre o suporte 110. De preferência, os microorganismos são escolhidos para gerar enzimas que interagem com os substratos enzimáticos para criar um produto detectável, por exemplo, por ter uma intensidade ou espectro fluoroscópico distinto da intensidade ou espectro fluoroscópico de outros materiais no SCBI 100. O crescimento continuado dos micro-organismos no meio de crescimento causa um aumento na concentração do produto detectável no meio de crescimento. Em certas modalidades, o produto detectável é um
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12/31 fluoróforo. Dessa forma, um aumento na concentração do produto detectável causa um aumento na fluorescência. Ou seja, o produto detectável é detectável através de alterações na fluorescência.
[0023] Enzimas e substratos enzimáticos que podem ser utilizados para detectar a eficácia de um ciclo de esterilização são identificados na Patente US No. 5.073.488, intitulada Rapid Method for Determining Efficacy of a Sterilization Cycle and Rapid Read-Out Biological Indicator, concedida em 17 de dezembro de 1991, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência; Patente US n° 5.418.167, intitulada Rapid Read-Out Biological Indicator, concedida em 23 de maio de 1995, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência; Patente US n°5.223.401, intitulada Ra pid Read-Out Sterility Indicator, concedida em 29 de junho de 1993, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência; e a Patente US n° 9.322.046, intitulada Biological Sterilization Indicator, concedida em 26 de abril de 2016, cuja divulgação está aqui incorporada a título de referência.
[0024] As enzimas adequadas podem incluir enzimas hidrolíticas e/ou enzimas derivadas de micro-organismos formadores de esporo, como Bacillus subtilis. Enzimas de micro-organismos formadores de esporo que podem ser úteis em indicadores biológicos exemplificadores podem incluir beta-D-glicosidase, alfa-D-glicosidase, fosfatase alcalina, fosfatase ácida, butirato esterase, caprilato esterase lipase, miristato lipase, leucina aminopeptidase, valina aminopeptidase, quimotripsina, fosfohidrolase, alfa-D-galactosidase, beta-D-galactosidase, tirosina aminopeptidase, fenilalanina aminopeptidase, beta-D-glicuronidase, alfa-L-arabinofuranosidase, N-acetil-beta-glicosaminodase, beta-Dcelobiosidase, alanina aminopeptidase, prolina aminopeptidase, esterases de ácido graxo e combinações das mesmas.
[0025] Em alguns métodos exemplificadores para determinar a eficácia de um ciclo de esterilização conforme divulgado na presente
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13/31 invenção, os substratos enzimáticos são convertidos em produto detectável. Por exemplo, um substrato enzimático pode ser caracterizado por um primeiro espectro de emissão (por exemplo, um primeiro espectro de emissão fluorescente) e um produto detectável pode ser caracterizado por um segundo espectro de emissão (por exemplo, um segundo espectro de emissão fluorescente).
[0026] Em alguns métodos exemplificadores para determinar a eficácia de um ciclo de esterilização conforme divulgado na presente invenção, os substratos enzimáticos adequados de uso podem incluir substratos enzimáticos fluorogênicos. Os substratos enzimáticos fluorogênicos úteis podem ser selecionados dentre: derivados fluorogênicos de 4-metilumbeliferila (hidrolisáveis em 4-metilumbeliferona (4Mu), derivados de 7-amido-4-metilcumarina, derivados de diacetilfluoresceína, fluorescamina e combinações dos mesmos.
[0027] Derivados exemplificadores de 4-metilumbeliferila podem ser selecionados dentre: 4-metilumbeliferil-2-acetamido-4,6-Obenzilideno-2-desóxi-p-D-glicopiranosídeo, acetato de 4metilumbeliferila, 4-metilumbeliferil-N-acetil-p-D-galactosaminida, 4metilumbeliferil-N-acetil-a-D-glicosaminida, 4-metilumbeliferil-N-acetilβ-D-glicosaminida, ácido 2'-(4-metilumbeliferil)-a-D-Nacetilneuramínico, 4-metilumbeliferil-a-L-arabinofuranosídeo, 4metilumbeliferil-a-L-arabinosídeo, butirato de 4-metilumbeliferila, 4metilumbeliferil-13-D-celobiosídeo, metilumbeliferil-e-D-N,N'diacetilquitobiosídeo, elaidato de 4-metilumbeliferila, 4-metilumbeliferilβ-D-fucosídeo, 4-metilumbeliferil-a-L-fucosídeo, 4-metilumbeliferil-e-Lfucosídeo, 4-metilumbeliferil-a-D-galactosídeo, 4-metilumbeliferil-e-Dgalactosídeo, 4-metilumbeliferil-a-D-glicosídeo, 4-metilumbeliferil-e-Dglicosídeo, 4-metilumbeliferil-(3-D-glicuronídeo, p-guanidinobenzoato de 4-metilumbeliferila, heptanoato de 4-metilumbeliferila, 4metilumbeliferil-a-D-manopiranosídeo, 4-metilumbeliferil-e-D
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14/31 manopiranosídeo, oleato de 4-metilumbeliferila, palmitato de 4metilumbeliferila, fosfato de 4-metilumbeliferila, propionato de 4metilumbeliferila, estearato de 4-metilumbeliferila, sulfato de 4metilumbeliferila, 4-metilumbeliferil-p-D-N,N',N-triacetilquitotriose, 4metilumbeliferil-2,3,5-tri-o-benzoil-a-L-arabinofuranosídeo, cloreto de 4metilumbeliferil-p-trimetilamônio-cinamato, 4-metilumbeliferil-p-Dxilosídeo e combinações dos mesmos.
[0028] Em certas modalidades, a resposta fluorescente no SCBI pode ser com base na enzima alfa-glicosidase de ocorrência natural encontrada no revestimento de esporos de Geobacillus stearothermophilus, que contém a enzima e que se acredita ser importante na germinação de G. stearothermophilus. A alfa-glicosidase pode ser utilizada para hidrolisar a ligação entre as porções de glicose e 4-metilumbeliferila da 4-metilumbeliferil a-D-glicopiranosídeo (aMUG). A a-MUG não é fluorescente. Entretanto, após a hidrolisação e a separação das porções, o produto 4- metilumbeliferona (4-MU) é fluorescente. A 4-MU fluoresce quando excitada por uma fonte de energia externa, como uma fonte de luz que emite luz que tem um comprimento de onda entre aproximadamente 360 e 370 nanômetros. Assim excitada, a 4-MU emite luz com um comprimento de onda entre aproximadamente 440 e 460 nanômetros. Em certas modalidades, a fonte de luz emite luz que tem um comprimento de onda de aproximadamente 365 nanômetros e a 4-MU emite luz que tem um comprimento de onda de 450 nm. A fluorescência da 4-MU é dependente do pH. Por exemplo, quando excitada pela luz que tem um comprimento de onda de 365 nanômetros, a intensidade da luz emitida é mais alta a um pH de 10,3. A intensidade diminui com o pH até cerca de um pH de 7. Abaixo desse pH, a intensidade se torna desprezível.
[0029] O SCBI 100 pode também incluir um elemento inserível 120. O elemento inserível 120 pode incluir uma plataforma 122 que tem uma
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15/31 superfície de topo 124 e uma superfície de fundo 126. O elemento inserível 120 também inclui uma parede lateral 127. A parede lateral 127 da plataforma 122 pode se apoiar sobre uma superfície de apoio 128, que pode ser integralmente formada como parte do alojamento 102. A parede lateral 127 e a superfície de topo 124 da plataforma 122 definem juntas uma cavidade 130, que é configurada para receber a segunda extremidade 116 da ampola 112. A plataforma 122 define um furo 150 através da mesma, através da qual o meio de crescimento líquido pode passar mediante a quebra da ampola.
[0030] O SCBI 100 pode ser montado de acordo com as seguintes etapas. Primeiro, o alojamento 102 é fornecido. Segundo, o carregador 110 é colocado dentro do alojamento 102, de modo que ele se apoia contra a parede de fundo 144 do alojamento 102. Terceiro, o elemento inserível 120 é colocado dentro do alojamento 102 de modo que a parede lateral 127 da plataforma 122 se apoia contra a superfície de apoio 128. Alternativamente, não mostrado, em algumas configurações sem uma superfície de apoio 128, o elemento inserível 120 pode repousar diretamente sobre a parede de fundo 142 e pode estar em contato ao menos parcial com o carregador 110. Quarto, a ampola 112 é inserida no alojamento 102 de modo que a segunda extremidade 116 entra em contato com o elemento inserível 120. Finalmente, a tampa 104 é acoplada ao alojamento 102 e à ampola 112. A projeção 106 tem aproximadamente o mesmo diâmetro que a ampola 112 de modo que o encaixe por atrito é formado entre a ampola 112 e a projeção 106. Assim montado, os eixos longitudinais centrais da ampola 112, do alojamento 102, da tampa 104, e do elemento inserível 120 são coaxiais ou substancialmente coaxiais. Outros procedimentos de montagem podem ser realizados para se obter a mesma configuração do SCBI 100.
[0031] Após um procedimento de esterilização, um SCBI 100 pode ser ativado e monitorado para determinar se um ciclo de esterilização
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16/31 foi eficaz. Para ativar o SCBI 100, uma força de compressão 146 é aplicada entre o alojamento 102 e a tampa 104. Essa força de compressão é resistida pela ampola 112 porque a ampola 112 está em contato com o elemento inserível 120 e o elemento inserível 120 está em contato com, por exemplo, o suporte 128 do alojamento 102. Quando a força de compressão aplicada à tampa 104 é maior do que uma força de ruptura que a ampola 112 pode suportar, a ampola 112 irá quebrar. Quando a ampola 112 é quebrada, a tampa 104 se move para sua segunda posição e o meio de crescimento é liberado para imergir o carregador 110.
[0032] Várias características podem ser incluídas no SCBI para facilitar a ativação do SCBI, por exemplo, diminuição da força que um usuário deve aplicar para romper a ampola. Os recursos exemplificadores direcionados a essa funcionalidade são apresentados nos pedidos de patente copendentes US n°15/057.768 e 15/39 7.018.
[0033] A ativação do SCBI 100 deve ser confirmada. Por exemplo, a ativação pode ser confirmada, por exemplo, mediante a verificação de que a ampola 112 está rompida, que o meio de crescimento submerge o suporte 110, que um volume substancial do meio de crescimento está disposto entre a superfície inferior 126 do elemento inserível 120 e a parede de base 144 do alojamento 102 e/ou que a tampa 104 está na segunda posição. Para aumentar a probabilidade de que uma ativação com falha ou inadequada possa ser detectada, múltiplas verificações podem ser executadas. Por exemplo, além de verificar se a ampola 112 está rompida, a submersão do suporte 110 pelo meio de crescimento pode também ser feita. Um usuário ou um dispositivo eletromecânico capaz de testar SCBI 100, como um analisador de indicador biológico (BIA) 200, pode executar essas verificações. Para aumentar a probabilidade de que uma ativação com falha ou inadequada possa ser
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17/31 detectada, várias verificações devem ser realizadas tanto por um usuário quanto pelo BIA 200.
[0034] A Figura 3 representa um BIA exemplificador 200 em forma de bloco que tem por finalidade analisar um indicador biológico, por exemplo, SCBI 100, que foi submetido a um ciclo de esterilização. O BIA 200 é configurado para testar um SCBI, coletar informações sobre o SCBI (por exemplo, localização do meio de crescimento, cor do meio de crescimento, intensidade de luz do meio de crescimento), processar as informações e determinar se o ciclo de esterilização foi eficaz. O BIA 200 compreende uma pluralidade de cavidades 210, cada uma das quais sendo configurada para receber um respectivo espécime de SCBI 100 no mesmo. Embora duas cavidades 210 sejam mostradas, deve-se compreender que qualquer outra quantidade adequada de cavidades pode ser fornecida, incluindo oito cavidades, menos de oito cavidades, ou mais de oito cavidades. Cada cavidade 210 inclui, também, um elemento aquecedor 212 que pode ser usado para incubar o SCBI 100 ao ser inserido no mesmo. Tal incubação promove o crescimento de quaisquer micro-organismos vivos dentro do SCBI. Em várias modalidades, o elemento aquecedor pode alcançar uma temperatura na cavidade entre aproximadamente 50°C e aproximadamente 60°C. Em certas modalidades, o elemento aquecedor pode alcançar uma temperatura de aproximadamente 57°C e fazer com que o SC BI 100 alcance uma temperatura substancialmente similar ou igual. O analisador de indicador biológico BIA 200 inclui também um processador 220, que tem como finalidade executar instruções e algoritmos de controle, processar informações, etc.
[0035] Cada cavidade 210 tem uma fonte de luz associada 230 e um sensor 240. Cada fonte de luz 230 é configurada para projetar luz através do alojamento 102 do SCBI 100 que é inserido na cavidade correspondente 210. Cada sensor 240 tem por finalidade detectar a luz
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18/31 fluorescida pelo meio de crescimento. Cada sensor 240 é posicionado adjacente a cada cavidade 210 de modo que quando um SCBI 100 está disposto dentro de uma cavidade, o sensor 240 está adjacente à porção do SCBI 100 entre a superfície de fundo 126 do elemento inserível 120 e a parede de fundo 144 do alojamento 102.
[0036] A fonte de luz 230 pode estar sob a forma, por exemplo, de um laser que é configurado para emitir luz ultravioleta. Em algumas modalidades, a luz emitida pela fonte de luz 230 tem um comprimento de onda de 370 nanômetros. Várias outras formas adequadas que a fonte de luz 230 pode assumir serão evidentes para os versados na técnica em vista dos ensinamentos da presente invenção. Ainda a título de exemplo, o sensor 240 pode compreender um dispositivo de carga acoplada (CCD). Além disso, ele pode ser um sensor otimizado para detectar a luz gerada por fluorescência, isto é, um sensor de fluorescência. Em algumas modalidades, o sensor 240 é um fotodiodo de silício, como o fotodiodo de silício S2386-5K fabricado pela Hamamatsu. A fluorescência do meio de crescimento depende principalmente do número de micro-organismos vivos contidos no meio de crescimento. Dessa forma, o sensor 240 é configurado para detectar a presença de micro-organismos vivos no meio de crescimento com base no grau no qual ele fluoresce em resposta à luz da fonte de luz 230. Entretanto, a fluorescência do meio de crescimento também depende se qualquer dissipação de fluorescência ocorreu. A dissipação de fluorescência também pode ser utilizada para confirmar a ativação adequada de um SCBI 100, conforme será explicado em detalhes abaixo.
[0037] O BIA 200 opcionalmente inclui, ainda, um dispositivo de retroinformação e/ou entrada do usuário, como uma tela sensível ao toque 250. A tela sensível ao toque 250 tem por finalidade renderizar várias telas de exibição da interface de usuário associadas à operação
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19/31 do analisador de indicador biológico 200. A tela sensível ao toque 250 é adicionalmente configurada para receber os dados inseridos pelo usuário na forma de contato do usuário com a tela sensível ao toque 250 de acordo com a tecnologia convencional de tela sensível ao toque. Além disso ou em alternativa, o analisador de indicador biológico 200 pode incluir vários outros tipos de recursos de dados inseridos pelo usuário, incluindo, mas não se limitando a botões, teclados numéricos, teclados, mouse, trackball, etc. As telas fornecidas através da tela sensível ao toque 250 podem ser acionadas pelo processador 220. Os dados inseridos pelo usuário recebidos através da tela sensível ao toque 250 podem ser processados pelo processador 220.
[0038] O BIA 200 do presente exemplo inclui adicionalmente uma memória 280, como uma mídia de armazenamento não transitório (por exemplo, unidade de disco rígido ou uma unidade de memória flash), que tem por finalidade armazenar lógica de controle e instruções e que são executadas pelo processador 220 para acionar componentes como a fonte de luz 230 e a tela sensível ao toque 250 e executar cálculos e análises nos dados, particularmente dados coletados pelo sensor 240. A memória 280 pode também ser utilizada para armazenar entradas de usuário, dados coletados pelo sensor 240 e cálculos com base nesses dados.
[0039] Os dados de fluorescência coletados pelo BIA 200 podem ser utilizados para determinar alterações na fluorescência ao longo do tempo. Tais dados podem ser utilizados para determinar a dissipação da fluorescência. A dissipação da fluorescência é um termo que geralmente descreve vários processos que fazem com que a intensidade de fluorescência de uma substância diminua. Para substâncias fluorescentes, tais processos incluem, mas não se limitam a 1) aquecimento, 2) redução do pH; e 3) adição de outra substância ou material, às vezes chamado de dissipador, que é conhecido por causar uma diminuição
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20/31 na intensidade de fluorescência. Os dissipadores exemplificadores incluem, mas não se limitam a oxigênio, anilina, bromobenzeno, acrilamida, peróxido de hidrogênio, imidazol, indol e succinimida. Os dissipadores podem também ser íons metálicos, como: Co2+, Ni2+, Cu2+, Hg2+, Pb2+, Ag+, Cr3+ e Fe3+.
[0040] Quando um SCBI 100 é inserido em uma cavidade 210 do BIA 200, sua temperatura pode ser substancialmente equivalente à temperatura ambiente. Possivelmente, entretanto, o SCBI 100 pode ter uma temperatura mais quente que a temperatura ambiente porque as câmaras de vácuo em sistemas de esterilização frequentemente são mais quentes que a temperatura ambiente no final de um ciclo de esterilização. Independente das temperaturas do SCBI 100, após ser inserido ou pouco depois de ser inserido na cavidade 210 do BIA 200 (por exemplo, aproximadamente 1 segundo, 5 segundos ou 15 segundos), o BIA 200 ativa o elemento aquecedor 212 para elevar a temperatura na cavidade entre aproximadamente 50°C e aproximadamente 60°C, de modo que o SCBI 100 atinja uma temperatura substancialmente similar ou igual. O aquecimento do SCBI 100 dessa maneira dissipa a fluorescência dos componentes do SCBI 100. Embora a dissipação seja mais pronunciada no meio de crescimento, ela também pode estar presente, embora em menor grau, em outros recursos do SCBI 100, isto é, nos componentes não-líquidos, incluindo o alojamento 102.
[0041] Vários componentes do SCBI 100 podem ser testados para determinar se um SCBI 100 foi adequadamente ativado. Em um SCBI 100 adequadamente ativado, o meio de crescimento deve submergir o suporte 110 e estar disposto no fundo do SCBI 100 entre a superfície de fundo 126 do elemento inserível 120 e a parede de fundo 144 do alojamento 102. Consequentemente, o BIA 200 pode testar esta porção do SCBI 100 para determinar se o meio de crescimento está presente
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21/31 ali. Por exemplo, o BIA 200 pode ativar a fonte de luz 230. Em certas modalidades, a luz emitida pela fonte de luz 230 tem um comprimento de onda de aproximadamente 370 nanômetros. Se o meio de crescimento estiver presente, o meio de crescimento será excitado e o sensor 240 registrará uma intensidade de fluorescência correspondente, produzindo uma tensão correspondente ao processador 220 a ser armazenada na memória 280. Entretanto, se o meio de crescimento não estiver presente, o meio de crescimento não será excitado. Entretanto, a fonte de luz pode excitar outros recursos e materiais do SCBI 100 de modo que o sensor 240 registará uma intensidade correspondente e produzirá uma tensão correspondente ao processador 220 para ser armazenada na memória 280. A intensidade registrada pelo sensor 240 será diferente dependendo se o meio de crescimento está presente no fundo de um SCBI 100 que foi adequadamente ativado ou se o meio de crescimento não está presente no fundo de um SCBI 100 que foi inadequadamente ativado, de modo que o meio de crescimento permaneça, por exemplo, em uma ampola íntegra 112, fora da região de teste que a fonte de luz 230 e o sensor 240 podem interrogar.
[0042] O processador 220 pode ser programado para detectar a presença de meio de crescimento no fundo do SCBI 100. Em algumas modalidades, os valores-limite correspondentes à luz e/ou às intensidades de fluorescência podem ser armazenados na memória 280. Especificamente, as intensidades de luz e/ou de fluorescência correspondentes a um líquido no fundo do SCBI 100, entre a superfície de fundo 126 do elemento inserível 120 e a parede de base 144 do alojamento 102, podem ser armazenadas na memória 280. Comparando-se as intensidades medidas aos valores-limite, pode-se determinar se o SCBI 100 foi adequadamente ativado. Por exemplo, o processador 220 pode ser programado para determinar se uma intensidade medida está entre um valor-limite mínimo e um valor-limite máximo.
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Uma medição de intensidade que se enquadra entre os valores-limite indicaria que o meio de crescimento está disposto no fundo do SCBI 100 e que o SCBI 100 foi adequadamente ativado. Uma medição de intensidade que se enquadra abaixo do valor-limite mínimo indicaria que o meio de crescimento não está disposto no fundo do SCBI 100, provavelmente porque ele permanece em uma ampola não rompida 112 devido à ativação inadequada. Uma medição de intensidade que esteja acima do valor-limite máximo pode indicar uma anomalia no BIA 200. Naquelas modalidades em que a fonte de luz 230 fornece luz com um comprimento de onda de 370 nm, o valor-limite mínimo pode ser de aproximadamente 0,02 pW/cm2 e o valor-limite máximo pode ser de 0,10 pW/cm2. Nessas modalidades em que o sensor 240 é fotodiodo de silício S2386-5K disponível junto à Hamamatsu, esses valores mínimos e máximos devem ser produzidos a partir do sensor 240 como 0,47 volts a 2,2 volts, respectivamente. Em algumas modalidades, a medição de intensidade utilizada para confirmar a ativação adequada é tomada imediatamente após, ou até aproximadamente 300 segundos após o SCBI 100 ser inserido na cavidade 210. Em certas modalidades, a medição de intensidade é tomada aproximadamente 70 segundos após o SCBI 100 ser inserido na cavidade 210. A ativação do SCBI pode ser determinada dessa maneira com até aproximadamente 90% a 95% de exatidão. A variação na intensidade da fonte de luz 230 e as temperaturas no SCBI 100 mantidas pelo elemento aquecedor 212 podem evitar que maior exatidão seja alcançada.
[0043] Consequentemente, é aconselhável complementar esta forma de confirmação com outros métodos e formas de confirmação, como confirmação visual realizada por um usuário, ou o seguinte método com base nos efeitos de dissipação do meio de crescimento e de outros componentes do SCBI 100.
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23/31 [0044] A dissipação pode ser determinada calculando-se uma diferença ou a razão entre uma primeira medição de intensidade de fluorescência tomada em um primeiro tempo e uma segunda medição de intensidade de fluorescência tomada em um segundo tempo. Os efeitos de dissipação são tipicamente mais pronunciados em líquidos que sólidos porque as moléculas nos líquidos colidem com mais frequência do que as moléculas nos sólidos. Os materiais plásticos, particularmente materiais plásticos translúcidos ou transparentes comumente utilizados em dispositivos médicos, incluindo policarbonato e ciclo-olefina, exibem uma queda relativamente pequena na fluorescência devido ao aquecimento em comparação aos meios de crescimento coloridos, incluindo aqueles contendo 4-MU, como aqueles usados no SCBI 100. Por exemplo, após serem aquecidos a partir da temperatura ambiente até entre 50°a 60° e mantidos a uma temperatura mais alta durante cerca de quatro minutos, os materiais plásticos apresentam um efeito de dissipação, isto é, uma diminuição na intensidade de fluorescência, de aproximadamente 0 e 5%, enquanto que o meio de crescimento exibe um efeito de dissipação entre aproximadamente 5% e 25%.
[0045] Consequentemente, o BIA 200 pode ser utilizado para: 1) tomar uma primeira medição de intensidade de fluorescência em um primeiro tempo, 2) dissipar a fluorescência do SCBI 100 pelo aquecimento do SCBI 100, 3) fazer uma segunda medição de intensidade de fluorescência uma segunda vez após a primeira vez, 4) comparar a primeira medição de intensidade de fluorescência com a segunda medição de intensidade de fluorescência computando-se uma diferença ou uma razão entre as duas medidas para determinar um grau de dissipação, 5) determinar se o grau de dissipação corresponde à dissipação apenas de componentes sólidos ou não líquidos do SCBI 100 ou,
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24/31 adicionalmente, corresponde à dissipação do meio de crescimento e 6) indicar se o SCBI 100 foi ativado indevidamente.
[0046] A primeira medição de intensidade de fluorescência pode ser tomada em um primeiro momento, isto é, entre aproximadamente 0 segundo a aproximadamente 100 segundos após o SCBI 100 ser inserido na cavidade 210. A segunda medição de intensidade de fluorescência pode ser tomada em um segundo momento, isto é, entre aproximadamente 0 segundo a aproximadamente 300 segundos após o primeiro momento. Em certas modalidades, o primeiro momento é aproximadamente 70 segundos após o SCBI 100 ser inserido na cavidade 210 e o segundo momento é aproximadamente 210 segundos após o primeiro momento (ou 280 segundos após o SCBI 100 ser inserido na cavidade 210).
[0047] As etapas de comparação e determinação podem ser executadas pelo processador 220 de várias maneiras. Por exemplo, o processador 220 pode calcular uma diferença entre a segunda medição e a primeira medição e comparar a diferença em valores-limite armazenados na memória 280 correspondentes a graus de dissipação dos materiais sólidos e do meio de crescimento. Alternativamente, o processador 220 pode calcular uma razão entre a segunda medição e a primeira medição e comparar a razão entre os valores-limite armazenados na memória 280 correspondentes a graus de dissipação dos materiais sólidos e do meio de crescimento. Quando o BIA 200 realiza duas verificações de ativação — uma para determinar se um único valor de intensidade está entre os valores-limite mínimo e máximo esperados e outra para determinar se dois valores de intensidade correspondem a um grau esperado de dissipação de fluorescência - a ativação adequada pode ser confirmada com um alto grau de exatidão, ao menos de até 99%.
[0048] A etapa de indicação pode assumir a forma de processador 220 fazendo com que uma mensagem seja exibida na tela 250 que
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25/31 indica se o SCBI 100 estava corretamente ou incorretamente ativado. Alternativa ou adicionalmente, mediante a determinação de que o SCBI 100 foi incorretamente ativado, o BIA 200 pode soar um alarme.
[0049] Para melhorar a diferença no grau de dissipação que os componentes não líquidos e o meio de crescimento sofrem quando são submetidos a aquecimento, as propriedades de dissipação dos componentes não líquidos e do meio de crescimento podem ser modificadas. Especificamente, o efeito do calor sobre a dissipação pode ser aumentado para o meio de crescimento e diminuído para os componentes não líquidos. Isso pode facilitar a diferenciação entre os componentes não líquidos e o meio de crescimento com base nos cálculos de dissipação a partir de medições de intensidade de luz tomadas pelo sensor 240. Por sua vez, tais modificações podem aumentar a confiabilidade das determinações com base nos cálculos de dissipação sobre se o SCBI 100 foi adequadamente ativado. Por exemplo, um dissipador, como anilina, bromobenzeno, acrilamida, peróxido de hidrogênio, imidazol, indol ou succinimida, pode ser adicionado, por exemplo, por mistura, ao meio de crescimento. O oxigênio pode também ser considerado um dissipador. O meio de crescimento tem um teor de oxigênio de aproximadamente 37 mg/L no nível do mar. Consequentemente, o teor de oxigênio pode ser aumentado para aproximadamente 40 mg/L, aproximadamente 45 mg/L ou mais para aumentar a dissipação do meio de crescimento causada pelo calor. Íons metálicos podem também ser considerados dissipadores. Os dissipadores de íon metálico exemplificadores incluem: Co2+, Ni2+, Cu2+, Hg2+, Pb2+, Ag+, Cr3+ e Fe3+.
[0050] Adicional ou alternativamente, o meio de crescimento pode ser modificado para ter um pH mais alto. Em certas modalidades, o meio de crescimento tem um pH entre aproximadamente 7,7 e aproximadamente 8,7. Em certas modalidades, o pH do meio de crescimento
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26/31 pode ser de aproximadamente 8,2. Entretanto, os efeitos de dissipação são geralmente maximizados a um pH de cerca de 10, pois nesse pH a intensidade de fluorescência também é maximizada. Consequentemente, o pH do meio de crescimento pode ser aumentado para aproximadamente 8,5 aproximadamente 9, aproximadamente 9,5 e aproximadamente 10.
[0051] Para reduzir a quantidade de dissipação nos componentes não líquidos do SCBI 100 (por exemplo, alojamento 102 e elemento inserível 120) causada pelo calor, os componentes não líquidos podem ser fabricados a partir de materiais com baixas concentrações de antioxidantes, por exemplo, ciclo-olefinas, e quaisquer outros compostos capazes de absorver luz UV de outro modo encontrados nesses componentes que podem absorver luz UV do ensaio realizado pelo BIA 200. Os componentes não líquidos podem também ser fabricados a partir de um material transparente à luz UV, como quartzo ou polietileno de baixa densidade.
[0052] Aumentos maiores na temperatura podem também ser utilizados para ajudar a distinguir entre componentes não líquidos e o meio de crescimento com base nas medições de dissipação. Como o grau de dissipação é uma função da mudança na temperatura, uma mudança maior na temperatura tipicamente causa mais dissipação do que uma mudança menor na temperatura. Embora essas mudanças afetem a dissipação do meio de crescimento e dos componentes não líquidos do SCBI 100, as mudanças na temperatura têm um efeito maior sobre a dissipação do meio de crescimento do que dos componentes não líquidos. Portanto, uma maior precisão na diferenciação entre a dissipação correspondente aos componentes não líquidos e os meios de crescimento pode ser obtida maximizando-se a diferença na temperatura sujeita a restrições de projeto relacionadas à avaliação do crescimento microbiano. Dessa forma, o BIA 200 pode aquecer o SCBI
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100 a temperaturas acima de 60°C para conferir maiores efeitos de dissipação ao SCBI 100, pronunciando adicionalmente qualquer diferença na intensidade de fluorescência conferida pelo aquecimento. Seguindo uma abordagem semelhante, o BIA 200 pode incluir um elemento de resfriamento ao lado da cavidade 210 o qual pode ser utilizado para resfriar o SCBI 100 antes do aquecimento, a fim de aumentar a mudança final na temperatura e, dessa forma, o efeito de dissipação concomitante.
[0053] A dissipação no meio de crescimento pode ser compensada por um aumento na fluorescência resultante de produtos fluorescentes gerados por enzimas no meio de crescimento. Consequentemente, a quantidade de enzima gerada no meio de crescimento deve ser minimizada de acordo com as restrições de projeto necessárias para determinar o crescimento microbiano associado à enzima gerada.
[0054] A Figura 4 representa um fluxograma que mostra um método exemplificador 300 para determinar se um indicador biológico, como o SCBI 100, foi corretamente ativado de acordo com alguns dos ensinamentos anteriormente mencionados. Esse método pode ser feito como uma parte de um método maior (por exemplo, como uma subrotina) em que o BIA 200 monitora o SCBI para alterações na fluorescência causadas pelo crescimento microbiano. Embora cada um dos ensinamentos anteriormente mencionados não esteja explicitamente incorporado neste método exemplificador, deve-se compreender que estes ensinamentos não apresentados explicitamente podem ser incorporados em métodos para determinar a ativação do indicador biológico, como SCBI 100, com base em efeitos de dissipação. Além disso, embora o SCBI 100, o BIA 200 e seus componentes sejam mencionados na apresentação desse método, deve-se compreender que o método pode ser praticado com outros indicadores biológicos além do SCBI 100 e outros analisadores de indicador biológico além do BIA 200.
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28/31 [0055] O método 300 começa com a etapa 310 na qual um profissional da área de saúde aplica força de compressão 146 entre o alojamento 102 e a tampa 104 para ativar o SCBI 100. Em uso típico, a etapa 310 ocorre após submeter o SCBI a um procedimento de esterilização. A ativação bem-sucedida faz com que a tampa 104 se mova de uma primeira posição para uma segunda posição, rompendo assim a ampola 112, que permite que o meio de crescimento ali contido flua para o fundo do SCBI 100, isto é, entre a superfície de fundo 126 do elemento inserível 120 e a parede de fundo 144 do alojamento 102. Na etapa 320, o profissional da área de saúde insere o SCBI 100 em uma cavidade 210 do BIA 200. Na etapa 330, o BIA 200 ativa o elemento aquecedor 212. Na etapa 340, o BIA 200 executa um primeiro ensaio do fundo do SCBI 100 com o uso da fonte de luz 230 para excitar o SCBI e o sensor 240 para medir uma primeira intensidade de luz. A etapa 340 pode ser realizada entre aproximadamente 0 segundo e aproximadamente 100 segundos após a etapa 320. Em algumas modalidades, a etapa 340 pode ocorrer antes da etapa 330. Em outras modalidades, a etapa 340 pode ocorrer após a etapa 330. Em algumas modalidades, a etapa 340 pode ser executada aproximadamente 70 segundos após a etapa 320, enquanto em outras modalidades, a etapa 340 pode ser realizada aproximadamente 70 segundos após a etapa 330. Na etapa 350, a primeira intensidade de luz medida, a saída do sensor 240 como um primeiro valor de tensão, é armazenada no dispositivo de armazenamento 280. Na etapa 360, o processador compara o primeiro valor de tensão 220 (V1) a um valor-limite de tensão mínimo (Vmin) e o valor-limite de tensão máximo Vmáx). Nessas modalidades, em que a fonte de luz 230 emite luz que tem um comprimento de onda de 370 nm e o sensor 240 é o fotodiodo silício S2386-5K fabricado pela Hamamatsu, o valorlimite de tensão mínimo pode estar entre aproximadamente 0,4 e aproximadamente 0,5 volts. Por exemplo, o valor-limite de tensão
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29/31 mínimo pode ser de aproximadamente 0,47 volts. O valor-limite de tensão máximo pode estar entre aproximadamente 2,1 e aproximadamente 2,3 volts. Por exemplo, o valor-limite de tensão máximo pode ser de aproximadamente 2,2 volts. Se o primeiro valor de tensão for menor que o valor-limite de tensão mínimo ou maior que o valor-limite de tensão máximo, então o SCBI 100 pode ter sido incorretamente ativado ou o BIA 200 pode ter funcionado mal. Consequentemente, na etapa 370, o método é abortado. Uma mensagem de erro pode ser exibida na tela 250 ou um alarme pode ser soado. Se o primeiro valor de tensão cair entre os valores-limite mínimo e máximo, o SCBI 100 pode ter sido adequadamente ativado. Para confirmar se o SCBI 100 foi corretamente ativado, o BIA 200 continua o método.
[0056] O BIA 200 executa um segundo ensaio do SCBI 100 na etapa 380. Para a etapa 380, o BIA 200 usa a fonte de luz 230 para excitar o SCBI e o sensor 240 para medir uma segunda intensidade de luz. A etapa 380 pode ser executada entre aproximadamente 0 segundo e aproximadamente 300 segundos após a etapa 340. Por exemplo, a etapa 380 é realizada aproximadamente 210 segundos após a etapa 340 (isto é, aproximadamente 280 segundos após o elemento aquecedor 212 ser ativado). Na etapa 390, a segunda intensidade de luz medida, a saída do sensor 240 como um segundo valor de tensão (V2), é armazenada no dispositivo de armazenamento 280.
[0057] Na etapa 400, o processador 220 calcula uma métrica de dissipação. Por exemplo, a métrica de dissipação pode ser uma diferença de dissipação, isto é, uma diferença entre o segundo valor de tensão e o primeiro valor de tensão ou pode assumir a forma de uma razão de dissipação, isto é, uma razão entre o segundo valor de tensão e o primeiro valor de tensão. Se a fluorescência do SCBI 100 não tiver sido dissipada, o segundo valor de tensão deve ser igual ou aproximadamente igual ao primeiro valor de tensão. Consequentemente, a
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30/31 diferença de dissipação (quenching difference, QD) deve ser igual ou aproximadamente igual a zero e a razão de dissipação (quenching ratio, QR) deve ser igual ou aproximadamente igual a um. Conforme mostrado na etapa 400, a métrica de dissipação é a razão de dissipação. Na etapa 410, o processador determina se houve dissipação mínima (por exemplo, a razão de dissipação é maior que aproximadamente 95%) ou dissipação substancial (por exemplo, a razão de dissipação está entre 75% e 95% quando o SCBI 100 foi aquecido a aproximadamente 57°C, o primeiro valor de tensão co rresponde a uma primeira intensidade de luz medida aproximadamente 70 segundos após o elemento aquecedor 212 ter sido ativado e o segundo valor de tensão corresponde a uma segunda intensidade de luz medida aproximadamente 280 segundos após o elemento aquecedor 212 ter sido ativado). A dissipação mínima indica que o SCBI 100 foi incorretamente ativado, pois o meio de crescimento deve ser submetido à dissipação quando submetido ao calor. Quando o processador 220 calcula a dissipação, a etapa 420 é executada, na qual o método é abortado. Uma mensagem de erro pode ser exibida na tela 250 ou um alarme pode ser soado. Entretanto, quando o processador 220 calcula a dissipação substancial, o BIA 200 começa sua avaliação do SCBI 100 de acordo com seu propósito principal, isto é, monitoramento de alterações adicionais na fluorescência do meio de crescimento que podem ser atribuídas ao crescimento microbiano, conforme mostrado na etapa 430.
[0058] Deve-se compreender que quaisquer dos exemplos e/ou modalidades aqui descritos podem incluir diversos outros recursos além ou substituindo os recursos descritos acima. Os ensinamentos, expressões, modalidades, exemplos etc. aqui descritos não devem ser vistos isoladamente um em relação ao outro. Várias maneiras adequadas, pelas quais os ensinamentos da presente invenção podem ser
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31/31 combinados, devem ser prontamente evidentes para os versados na técnica em vista dos ensinamentos da presente invenção.
[0059] Tendo mostrado e descrito várias modalidades exemplificadoras da matéria aqui contida, adaptações adicionais dos métodos e sistemas aqui descritos podem ser realizadas por meio de modificações adequadas sem se afastar do escopo das reivindicações. Algumas outras modificações ficarão evidentes para os versados na técnica. Por exemplo, os exemplos, modalidades, geometria, materiais, dimensões, proporções, etapas e similares discutidos acima são ilustrativos. Consequentemente, as reivindicações em anexo não devem ser limitadas aos detalhes específicos de estrutura e operação apresentados na descrição escrita e nos desenhos.

Claims (21)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para avaliar o estado de um indicador biológico contendo uma ampola que tem um meio de crescimento líquido, caracterizado pelo fato de que compreende:
    pressionar uma tampa do indicador biológico;
    romper a ampola;
    posicionar o indicador biológico em um analisador de indicador biológico que tem um elemento aquecedor, uma fonte de luz e um sensor de fluorescência;
    ativar o elemento aquecedor;
    medir uma primeira intensidade de fluorescência do indicador biológico;
    dissipar (quenching) a intensidade de fluorescência do indicador biológico a partir da primeira intensidade de fluorescência para uma segunda intensidade de fluorescência;
    medir a segunda intensidade de fluorescência;
    comparar a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência para obter um valor de comparação e determinar que o valor de comparação corresponde a uma métrica de dissipação do meio de crescimento líquido.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui o aquecimento do indicador biológico.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento e o alojamento do indicador biológico a partir de uma temperatura entre aproximadamente 22 graus Celsius e 25 graus Celsius a uma temperatura entre aproximadamente 50 graus Celsius e 60 graus Celsius.
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    2/4
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de resfriar o indicador biológico antes da etapa de posicionar o indicador biológico no analisador de indicador biológico.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de comparação é uma diferença entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de comparação é uma razão entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda intensidade de fluorescência é medida após a primeira intensidade de fluorescência.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de confirmar que o primeiro valor de intensidade de fluorescência está entre um valorlimite mínimo e um valor-limite máximo.
  9. 9. Método para avaliar o estado de um indicador biológico contendo uma ampola que tem um meio de crescimento líquido, caracterizado pelo fato de que compreende:
    romper a ampola;
    posicionar o indicador biológico em um analisador de indicador biológico que tem um elemento aquecedor, uma fonte de luz e um sensor de fluorescência;
    ativar o elemento aquecedor;
    medir uma primeira intensidade de fluorescência do indicador biológico;
    dissipar (quenching) a intensidade de fluorescência do indicador biológico a partir da primeira intensidade de fluorescência para uma segunda intensidade de fluorescência;
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    3/4 medir a segunda intensidade de fluorescência;
    comparar a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência para obter um valor de comparação e determinar que o valor de comparação não corresponde a uma métrica de dissipação de uma porção não líquida do indicador biológico.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui o aquecimento do indicador biológico.
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de dissipação da intensidade de fluorescência do indicador biológico inclui aquecer o meio de crescimento a partir de uma temperatura entre aproximadamente 22 graus Celsius e 25 graus Celsius a uma temperatura entre aproximadamente 50 graus Celsius e 60 graus Celsius.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de resfriar o indicador biológico antes da etapa de posicionar o indicador biológico no analisador de indicador biológico.
  13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o valor de comparação é uma diferença entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência.
  14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o valor de comparação é uma razão entre a segunda intensidade de fluorescência e a primeira intensidade de fluorescência.
  15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda intensidade de fluorescência é medida após a primeira intensidade de fluorescência.
  16. 16. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de confirmar que
    Petição 870180056038, de 28/06/2018, pág. 98/141
    4/4 a primeira intensidade de fluorescência está entre um valor-limite mínimo e um valor-limite máximo.
  17. 17. Indicador biológico, que tem uma ampola e um alojamento, caracterizado pelo fato de que compreende:
    um meio de crescimento líquido contido na ampola, sendo que o meio de crescimento líquido inclui um dissipador.
  18. 18. Indicador biológico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dissipador não é oxigênio.
  19. 19. Indicador biológico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dissipador é escolhido do grupo que consiste em anilina, bromobenzeno, acrilamida, peróxido de hidrogênio, imidazol, indol e succinimida.
  20. 20. Indicador biológico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dissipador é um íon metálico.
  21. 21. Indicador biológico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dissipador é oxigênio e o meio de crescimento líquido contém uma concentração de oxigênio maior que 40 mg/L.
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