ES2888723T3 - Indicadores biológicos para la esterilización por vapor - Google Patents

Abstract

Un indicador biológico autocontenido, que comprende: un portador inoculado con microorganismos de ensayo y una cantidad efectiva de un carbohidrato para reducir la resistencia del indicador biológico a la esterilización de vapor en comparación con el caso en que no se usa carbohidrato, y donde el carbohidrato comprende un monosacárido seleccionado de xilosa o dextrosa y los microorganismos de ensayo comprenden esporas Geobacillus stearothermophilus; y donde el portador comprende una superficie interior de un primer compartimento del indicador biológico autocontenido, el portador es inoculado mediante el depósito de una solución acuosa que contiene el carbohidrato y los microorganismos de ensayo en el portador y el secado de la solución para formar un portador inoculado, donde el primer compartimento se adapta para permitir que los microorganismos de ensayo entren en contacto con el vapor durante un proceso de esterilización de vapor; y el indicador biológico autocontenido que comprende, además, un segundo compartimento que contiene un medio de crecimiento, el segundo compartimento se adapta para mantener el medio de crecimiento separado del microorganismo de ensayo durante el proceso de esterilización de vapor y el segundo compartimento se adapta para permitir que el medio de crecimiento contacte el microorganismo de ensayo después de completado el proceso de esterilización de vapor.

Description

DESCRIPCIÓN

Indicadores biológicos para la esterilización por vapor

Campo técnico

La presente invención se relaciona con indicadores biológicos y más particularmente, con indicadores biológicos que son tratados para reducir su resistencia al vapor.

Antecedentes

Los indicadores biológicos, que comprenden, generalmente un portador y microorganismos de ensayo depositados en el portador, se usan para monitorear los procesos de esterilización del vapor. El indicador biológico se coloca en una cámara de esterilización y se somete a un ciclo de esterilización de vapor junto con la carga prevista para la esterilización (p.ej., un dispositivo médico). Tras el ciclo de esterilización, el indicador biológico es expuesto a un medio de crecimiento y se incuba a los efectos de determinar si alguno de estos microorganismos de ensayo es viable. Un ciclo de esterilización exitoso resulta en una inactivación completa (sin resultado) de los microorganismos de ensayo. Un ciclo de esterilización no exitoso resulta en una inactivación incompleta (resultado detectado) de los microorganismos de ensayo. WO 99/53019 divulga esporas microbianas que comprenden uno o más aditivos unidos, específicamente, a sitios sensibles al esterilizador en las esporas, donde uno o más aditivos aumentan la sensibilidad de las esporas hacia el esterilizador.

Compendio

Los indicadores biológicos comprenden, típicamente, preparaciones estandarizadas de microorganismos de ensayo específicos con características conocidas (p.ej., una población definida, pureza, característica de resistencia, etc.). Los microorganismos de ensayo pueden ser microorganismos capaces de formar endosporas. Como tales, los microorganismos de ensayo pueden estar en el «estado de espora». Se puede preparar un indicador biológico mediante el depósito de los microorganismos de ensayo a partir de un cultivo de esporas hacia un portador. El portador puede comprender un sustrato, como un papel de filtro o una superficie interior de un indicador biológico autocontenido (SCBI).

Los métodos de la técnica anterior para producir indicadores biológicos son generalmente contingentes respecto de múltiples componentes del indicador biológico que producen resultados uniformes para mantener los niveles de resistencia predecibles. Un problema en la técnica se relaciona con el hecho que, en algunas ocasiones, se producen resultados inexplicables cuando se usan indicadores biológicos que se pueden rastrear para detectar inconsistencias respecto de la resistencia del indicador biológico. Con esta invención, es posible controlar los niveles de resistencia del indicador biológico para cumplir con los requisitos del cliente sin exigir cantidades excesivas de detección y selección de esporas fabricadas para encontrar aquellas que muestran los niveles de resistencia deseados. Con esta invención, es posible usar menos lotes de microorganismos de ensayo que requieren cultivo para satisfacer las necesidades del cliente para proporcionar indicadores biológicos con los niveles de resistencia deseados.

Esta invención se relaciona con un indicador biológico, que comprende: un portador inoculado con un microorganismo de ensayo y una cantidad efectiva de un carbohidrato para reducir la resistencia del indicador biológico a la esterilización de vapor como se define en las reivindicaciones 1 a 6 adjuntas. Esta invención es ventajosa para los indicadores biológicos donde los microorganismos de ensayo exhiben niveles de resistencia que son más altos que los deseados para el uso final anticipado.

En una realización, esta invención se relaciona con un proceso de esterilización de vapor que comprende: exponer un artículo que se debe esterilizar y el indicador biológico anteriormente mencionado al vapor.

En una realización, esta invención se relaciona con un proceso para determinar la eficacia del proceso de esterilización de vapor, que comprende: exponer un artículo que se debe esterilizar y el indicador biológico mencionado al vapor; e incubar el indicador biológico en presencia de un medio de crecimiento para determinar si el proceso de esterilización es eficaz.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un gráfico que muestra datos del ejemplo 1, donde la resistencia al vapor a 121 °C se determina para dos indicadores biológicos derivados de suspensiones de esporas Geobacillus stearothermophilus, uno de los indicadores biológicos deriva de una suspensión de esporas en una solución de xilosa acuosa, y el otro indicador biológico deriva de una suspensión de las esporas en agua sin xilosa.

La figura 2 es un gráfico que muestra datos del ejemplo 2, donde la resistencia al vapor a 132°C se determina para dos indicadores biológicos derivados de suspensiones de esporas Geobacillus stearothermophilus, uno de los indicadores biológicos deriva de una suspensión de esporas en una solución de xilosa acuosa, y el otro indicador biológico deriva de una suspensión de las esporas en agua sin xilosa.

Las figuras 3A y 3B son gráficos que muestran datos del ejemplo 3, donde la resistencia al vapor a 121 °C se determina para cuatro indicadores biológicos derivados de suspensiones de esporas Geobacillus stearothermophilus, uno de los indicadores biológicos deriva de una suspensión de esporas en agua (figura 3A), y tres de los indicadores biológicos deriva de suspensiones de las esporas en varias soluciones acuosas de xilosa (figura 3B).

La figura 4 es un gráfico que muestra datos del ejemplo 4, donde la resistencia al vapor a 121 °C se muestra para tres indicadores biológicos derivados de suspensiones de esporas Geobacillus stearothermophilus en agua, una solución de xilosa de 0,5M y una solución de dextrosa de 0,5M.

La figura 5A es una ilustración esquemática del recipiente del resistómetro de evaluación del indicador biológico (BIER) usado en el ejemplo 4.

La figura 5B es un gráfico de ciclos que muestra las fases 1 a 6 usadas con el recipiente BIER en los ejemplos 1 a 4.

La figura 6 es una ilustración esquemática de un vial que contiene una suspensión seca y rehidratada de esporas usadas como un indicador biológico.

La figura 7 es una vista en perspectiva de un SCBI que se puede usar de conformidad con la presente invención.

La figura 8 es una vista transversal del SCBI de la figura 7 (tomada a lo largo de la línea 8-8 en la figura 7) que muestra una tapa montada en un contenedor en una primera posición no activada.

La figura 9 es una vista transversal del SCBI de la figura 7 (tomada a lo largo de la línea 8-8 en la figura 7) que muestra una tapa montada en un contenedor en una segunda posición activada;

La figura 10 es una vista transversal del SCBI de la figura 7 (tomada a lo largo de la línea 10-10 en la figura 7) que muestra al indicador en una segunda posición activada.

La figura 11 es una vista en perspectiva superior lateral de un paquete de prueba que se puede usar con un SCBI de conformidad con la invención.

La figura 12 es una vista transversal del paquete de prueba ilustrado en la figura 11 tomada a lo largo de la línea 12­ 12 de la Figura 11.

La figura 13 es una vista plana superior de un paquete de prueba que se puede usar de conformidad con la presente invención, con un SCBI en un primer compartimento empotrado y un integrador químico y/o un indicador químico en un segundo compartimento empotrado.

Descripción detallada

Todos los rangos y límites de cociente divulgados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones se pueden combinar de cualquier manera. Se debe entender que, a menos que se indique específicamente lo contrario, las referencias a «un», «una» y/o «el/la» pueden incluir uno o más que uno, y que la referencia a un artículo en singular también puede incluir el plural.

Se debe entender que la frase «y/o» significa «alguno o ambos» de los elementos unidos, es decir, elementos que están presentes en conjunto en algunos casos y presentes, por separado, en otros casos. Otros elementos pueden estar opcionalmente presentes, distintos de los elementos identificados específicamente por la cláusula «y/o», ya sea relacionados o no con aquellos elementos identificados específicamente a menos que se indique claramente lo contrario. Por lo tanto, como un ejemplo no limitante, una referencia a «X y/o Y» cuando se usa junto con un lenguaje abierto, como, por ejemplo, «que comprende», puede hacer referencia, en una realización a X sin Y (incluidos, opcionalmente, elementos distintos de Y); en otra realización a Y sin X (incluidos, opcionalmente, elementos distintos de X); en otra realización a X e Y (incluidos, opcionalmente, otros elementos); etc.

Debe entenderse que la palabra «o» tiene el mismo significado que «y/o» como se definió anteriormente. Por ejemplo, cuando se separan artículos en una lista «o» o «y/o» deben interpretarse en sentido inclusivo, es decir, la inclusión de al menos uno, pero también que incluyen más de uno de un número o de una lista de elementos, y opcionalmente, artículos adicionales que no están en la lista. Solo los términos que claramente indican lo contrario, como «uno solo de» o «exactamente uno de», pueden hacer referencia a la inclusión de exactamente un elemento de un número o una lista de elementos. En general, el término «o» como se usa en la presente solo debe interpretarse como indicador de alternativas exclusivas (es decir «uno o el otro, pero no ambos») cuando está precedido por los términos de exclusividad, como «alguno de», «solo uno de», o «exactamente uno de».

Debe entenderse que la frase «al menos uno» en referencia a una lista de uno o más elementos, significa al menos un elemento seleccionado de cualquiera de uno o más elementos en la lista de elementos, pero que no incluye, necesariamente, al menos uno de cada elemento específicamente enumerado en la lista de elementos y que no excluye cualquier combinación de elementos en la lista de elementos. Esta definición solo permite que puedan estar presentes, opcionalmente, elementos distintos de los elementos específicamente identificados en la lista de elementos a los que la frase «al menos uno» hace referencia, ya sea relacionados o no con aquellos elementos identificados específicamente. Por lo tanto, como un ejemplo no limitante, «al menos uno de X e Y» (o de manera equivalente, «al menos uno de X o Y» o, de manera equivalente, «al menos uno de X y/o Y») puede hacer referencia, en una realización, a al menos uno, opcionalmente que incluye más de uno, X, sin presencia de Y (y opcionalmente que incluye elementos distintos de Y); en otra realización, al menos uno, opcionalmente que incluye más de uno, Y, sin presencia de X (y opcionalmente que incluye elementos distintos de X); en otra realización, al menos uno, opcionalmente que incluye más de uno, X, y al menos uno, que incluye opcionalmente más de uno, Y (y opcionalmente que incluye otros elementos); etc.

Las palabras o frases de transición, como, por ejemplo, «que comprende», «que incluye», «que conlleva», «que tiene», «que contiene», «que involucra», y similar, deben entenderse como palabras o frases abiertas, es decir, que incluyen a mero título enunciativo.

El término «inactivación» de un organismo de ensayo (p.ej., esporas bacteriales) hace referencia a la pérdida de la capacidad del organismo de ensayo de germinar, crecer y/o multiplicarse.

El término «reducción logarítmica» es un término matemático para mostrar el número de organismos de ensayo vivos (p.ej., esporas bacterianas) inactivados por contacto de los organismos de ensayo con un esterilizador. Una «reducción logarítmica de 4» significa que el número de organismos de ensayo vivos es 10.000 veces más pequeño. Una «reducción logarítmica de 5» significa que el número de organismos de ensayo vivos es 100.000 veces más pequeño. Una «reducción logarítmica de 6» significa que el número de organismos de ensayo vivos es 1.000.000 veces más pequeño.

El término «esterilización» suele hacer referencia a un proceso donde se alcanza una ausencia total de organismos de ensayo vivos. Sin embargo, este término también se usa para hacer referencia a procesos que son menos rigurosos que los procesos de esterilización. Estos pueden incluir, por ejemplo, desinfección, sanitización, descontaminación, limpieza y similar. Los procesos de esterilización previstos en la presente invención pueden ser llevados a cabo durante un período de tiempo eficaz para alcanzar al menos aproximadamente una reducción logarítmica de 4, o al menos una reducción logarítmica de 5, o al menos aproximadamente una reducción logarítmica de 6 en el número de organismos de ensayo capaces de germinar, crecer y/o multiplicarse.

El término «indicador biológico» hace referencia a un sistema de ensayo microbiano que comprende un portador y organismos de ensayo depositados en el portador. El indicador biológico puede usarse en combinación con un indicador de proceso.

El término «portador» hace referencia a un material de soporte sobre el cual se pueden depositar organismos de ensayo.

El término «portador inoculado» hace referencia a un portador sobre el cual se pueden depositar organismos de ensayo.

El término «organismo de ensayo» hace referencia a un microorganismo que es más resistente que un proceso de esterilización que los organismos que deben ser destruidos por el proceso de esterilización. Los organismos de ensayo pueden comprender esporas, por ejemplo, esporas bacterianas.

El término «valor D» o «valor de reducción decimal» hace referencia al tiempo requerido para alcanzar una inactivación del 90 % de una población de organismos de ensayo (también conocido como una reducción logarítmica de 1). El valor D puede expresarse en minutos.

El término «recipiente del resistómetro de evaluación del indicador biológico» o «recipiente BIER» hace referencia a un aparato que brinda condiciones ambientales para evaluar la resistencia de un indicador biológico a la esterilización de vapor. La temperatura, la presión y el tiempo son las variables principales que influyen en la tasa de destrucción microbiana en el recipiente BIER. Las esporas más resistentes sobreviven por más tiempo en el recipiente BIER que las esporas menos resistentes. En la figura 5A se ilustra un recipiente BIER que se puede usar.

El organismo de ensayo puede comprender esporas bacterianas. El organismo de ensayo puede comprender esporas de los géneros Bacillus o Clostridia. El organismo de ensayo puede comprender esporas de los géneros Geobacillus stearothermophilus, Bacillus atrophaeus, Bacillus sphaericus, Bacillus anthracis, Bacillus pumilus, Bacillus coagulans, Clostridium sporogenes, Clostridium difficile, Clostridium botulinum, Bacillus subtilis globigii, Bacillus cereus, Bacillus circulans, o una mezcla de dos o más de estos. En la invención, el organismo de ensayo comprende esporas de Geobacillus stearothermophilus.

El carbohidrato puede comprender un compuesto representado por la fórmula empírica Cm (H2O) donde m y n son números. El carbohidrato puede comprender átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, con una relación hidrógeno:oxígeno de 2:1. El carbohidrato puede ser un sacárido. El sacárido puede ser un monosacárido, un disacárido, un oligosacárido, un polisacárido o una mezcla de dos o más de estos. Los monosacáridos y los disacáridos pueden denominarse azúcares. Los monosacáridos pueden ser particularmente útiles. Los monosacáridos pueden incluir xilosa, glucosa (dextrosa), fructosa, galactosa, arabinosa, ribulosa, manosa, o una mezcla de dos o más de estos. El monosacárido puede comprender triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, heptosa, octosa, nonosa, o una mezcla de dos o más de estos. La pentosa puede ser particularmente útil. Los carbohidratos pueden obtenerse de caña de azúcar, remolacha azucarera, jarabe de maíz y similar. Los carbohidratos pueden ser sintéticos. La nonosa puede ser sintética al igual que algunos polialcoholes a base de dieta que se pueden utilizar. En la invención, el carbohidrato es xilosa o dextrosa.

El indicador biológico puede usarse con un proceso de esterilización de vapor. El indicador biológico junto con los artículos que se deben esterilizar puede exponerse al vapor durante el proceso de esterilización. El proceso de esterilización del vapor puede realizarse en una cámara de esterilización de vapor. La cámara de esterilización de vapor puede comprender una autoclave. La temperatura en la cámara de esterilización de vapor puede oscilar, generalmente, entre aproximadamente 121 °C y aproximadamente 135 °C. El indicador biológico puede colocarse en la cámara de esterilización en una o más ubicaciones donde es difícil que se alcance el vapor para verificar que está penetrando en dichas ubicaciones. Al completar el proceso de esterilización, el indicador biológico puede ser incubado en presencia de un medio de crecimiento para determinar si el proceso de esterilización es eficaz.

El indicador biológico puede comprender un portador inoculado con una solución acuosa de carbohidrato que contiene organismos de ensayo. El portador puede comprender un material poroso o un material no poroso. El portador puede comprender un material sólido. El portador puede comprender cualquier material que no se disuelva o deteriore durante los procesos de esterilización o incubación. El portador puede comprender papel, metal, vidrio, cerámica, plástico, membranas o una combinación de dos o más de estos. El metal puede comprender aluminio o acero. El plástico puede comprender una poliolefina, poliestireno, policarbonato, polimetacrilato, poliacrilamida, poliimida, poliéster y similar. El portador puede comprender una película. El portador puede tener la forma de un fieltro centrifugado o no tejido. El portador puede comprender una tela de fibras comprimidas. El portador puede comprender un material poroso hecho de vidrio sinterizado, fibras de vidrio, cerámica, polímero sintético, o una combinación de dos o más de estos. El portador puede comprender papel de filtro o papel absorbente. El portador puede comprender una almohadilla de celulosa.

El portador puede posicionarse en un SCBI. El portador puede comprender una superficie en un compartimento de un SCBI. El portador o la superficie interior del SCBI puede inocularse con una solución de carbohidrato acuosa que contiene organismos de ensayo. En la figura 6, se brinda una representación diagramática del proceso. El SCBI puede comprender un contenedor con tapa con dos compartimentos separados. Uno de los compartimentos puede contener el portador inoculado o una superficie interior inoculada. El otro compartimento puede contener un medio de crecimiento. Este compartimento puede comprender un vial de vidrio fracturable de un medio de crecimiento que se puede quebrar justo antes de la incubación. En uso, el SCBI y los artículos que se deben esterilizar son expuestos a vapor durante un proceso de esterilización del vapor. Después de la esterilización, el SCBI se puede activar para permitir que los organismos de ensayo entren en contacto con el medio de crecimiento. El SCBI puede incubarse, posteriormente, para determinar si el proceso de esterilización es eficaz. La invención proporciona un indicador biológico autocontenido como se define en las reivindicaciones 1 a 6 adjuntas.

El SCBI puede tener la forma ilustrada en las figuras 7 a 10. Respecto de las figuras 7 a 10, SCBI 100 incluye una tapa 110 que está configurada para alojar fluido 140. El fluido 140 contiene un medio de crecimiento. La tapa 110, que se monta sobre el contenedor 120, incluye una cámara interna 116. La cámara interna 116 tiene una abertura 115 con una barrea quebrantable 130 superpuesta a la abertura 115. El fluido 140 se encapsula en la cámara interna 116. El contenedor 120 tiene una región interior 124 donde se posiciona el portador 190. El portador 190 se forma mediante la inoculación con una solución de carbohidrato que contiene organismos de ensayo. La solución se seca para proporcionar el portador inoculado 190.

Cuando se usa en un proceso de esterilización, la tapa 110 se mantiene en una posición abierta como se ilustra en la figura 8. El SCBI 100 y los artículos que se deben esterilizar son sometidos, posteriormente, al proceso de esterilización de vapor. Durante el proceso de esterilización, el vapor pasa a través de aberturas entre la tapa 110 y el contenedor 120 y fluye hacia la región interna 124 donde contacta a los organismos de ensayo depositados en el portador 190 y actúa en función de ellos.

Después de completado el proceso de esterilización, el SCBI 100 se activa enroscando la tapa 110 hacia abajo en una posición cerrada como se muestra en las figuras 9 y 10. Esto conduce al quiebre de la barrera quebrantable 115 con un miembro de punción 127 para formar la barrera quebrada 130. (Nótese que se pueden usar dos miembros de punción en la realización que se muestra en la figura 10). El fluido 140, que contiene un medio de crecimiento, luego fluye hacia el contenedor 120 en contacto con los organismos de ensayo depositados en el portador 190.

En el contenedor 120, los organismos de ensayo y el medio de crecimiento se pueden incubar durante un período de tiempo suficiente para determinar la viabilidad de los organismos de ensayo. Al final del período de incubación, el SCBI es evaluado para determinar si los organismos de ensayo sobreviven al proceso de esterilización. Si los organismos de ensayo sobreviven al proceso de esterilización, el proceso de esterilización no se considera exitoso. Por otro lado, si los organismos de ensayo se inactivan, el proceso de esterilización se considera exitoso.

En la patente de EE.UU. 8,173,388, se divulga una descripción más detallada del SCBI 100. Se debe destacar que se pueden usar las configuraciones del SCBI distintas de las descritas en las figuras 7 a 10.

El SCBI 100 se puede usar con un paquete de prueba como se muestra en las figuras 11 a 13. Respecto de las figuras 11 a 13, el paquete de prueba 200 incluye una base 210 que contiene compartimentos empotrados 220 y 230. Los compartimentos empotrados 220 y 230 están en comunicación fluida con el otro mediante un canal interno 240. La cubierta 250 se une a la base 210 y forma un cierre sellado para los compartimentos empotrados 220 y 230. El canal externo 260 proporciona una comunicación fluida entre el cierre sellado y un ámbito externo. El SCBI 100 se posiciona en el compartimento empotrado 220. Un integrador químico y/o un indicador químico 280 se posiciona en un compartimento empotrado 230. El canal externo 260 se configura para permitir un flujo restringido de un medio de esterilización de vapor en los compartimentos empotrados 220 y 230. La base 210 y la cubierta 250 no pueden ser penetradas por el medio de esterilización de vapor. El integrador químico y/o el indicador químico 280 son sometidos a cambios en la posición de un borde principal o en color después de haber sido expuestos a una cantidad suficiente de calor y vapor en el medio de esterilización durante un período suficiente de tiempo para indicar que el proceso de esterilización ha sido completado. El medio de esterilización de vapor también fluye hacia el SCBI 100 en el compartimento empotrado 220, y contacta a los organismos de ensayo en el SCBI 100. En la patente de EE.UU.

9,017,944 B2, se divulga una descripción más detallada del paquete de prueba 200. Se debe destacar que se pueden usar las configuraciones del paquete de prueba distintas de las descritas en las figuras 11 a 13.

Otra modificación de las formas anteriores del indicador biológico puede ser un indicador biológico de lectura o acción rápidas. En este formulario, el indicador biológico puede coincidir con un instrumento dedicado (lector) que detecta señales tempranas de viabilidad del organismo de ensayo.

El portador se puede inocular con una solución de carbohidrato acuosa que contiene una suspensión de los organismos de ensayo. La concentración de carbohidrato en la solución de carbohidrato acuosa puede oscilar entre aproximadamente 1 y aproximadamente 300 gramos por litro (g/L), o entre aproximadamente 5 y aproximadamente 150 g/L o entre aproximadamente 10 y aproximadamente 75 (g/L). La concentración molar para el carbohidrato en la solución de carbohidrato acuosa puede oscilar entre aproximadamente 0,001 M y aproximadamente 10 M o, entre aproximadamente 0,01 M y aproximadamente 1 M. La concentración del organismo de ensayo en la solución de carbohidrato acuosa puede oscilar entre aproximadamente 104 y aproximadamente 108 unidades formadoras de colonia (cfu) por milímetro (ml), o entre aproximadamente 105 y aproximadamente 107 cfu/ml.

Respecto de la figura 6, una cantidad deseada de esporas en agua puede centrifugarse y volver a suspenderse en una de las soluciones de carbohidrato antes de dispensarse en viales y secarse. Por ejemplo, una suspensión de las esporas Geobacillus stearothermophilus en una solución de carbohidrato puede prepararse para alcanzar un número deseado de esporas por alícuota para inocular al portador. Los organismos de ensayo pueden administrarse y permitir que se sequen en el portador. Se puede usar un flujo de aire para secar a los organismos de ensayo en el portador, como, por ejemplo, mediante su colocación en una campana de flujo laminar para acelerar el proceso de secado. El método de secado de los organismos de ensayo en el portador puede incluir permitir que los organismos de ensayo se sequen con aire dejándolos reposar en condiciones ambiente, colocando los organismos de ensayo en un desecador que contiene un desecante como cloruro de calcio, a una temperatura en una cámara ambiental con temperatura y humedad controladas, o colocando Bls inoculados en un vapor de aire seco, nitrógeno u otro gas anhidro. El número de unidades formadoras de colonia del organismo de ensayo soportado por el portador puede oscilar entre aproximadamente 104 y aproximadamente 107 cfu por milímetro cuadrado de soporte (cfu/mm2), o entre aproximadamente 105 y aproximadamente 106 cfu/mm2. Cuando está listo para su uso, el SCBI se puede colocar en una cámara de esterilización junto con materiales que se deben esterilizar y exponer al esterilizante. Una vez removido de la cámara de esterilización, el SCBI puede activarse causando la liberación del medio de crecimiento que rehidrata las esporas. El SCBI puede incubarse, posteriormente, durante un período de tiempo determinado y monitorear sobrevivientes.

El indicador biológico se puede usar para liberar cargas o validar la funcionalidad de la cámara de esterilización en ámbitos de cuidado de la salud. El indicador biológico también se puede usar para determinar si el residuo del contaminador biológico ha sido descontaminado adecuadamente. En el ámbito científico, el indicador biológico se puede usar para validar la funcionalidad de las cámaras de esterilización, liberar la carga de productos o validar que un proceso cumple con la funcionalidad requerida. Un indicador biológico válido para un proceso determinado requiere de una resistencia específica y, por lo tanto, los fabricantes del indicador biológico pueden esforzarse por fabricar el indicador biológico con características de resistencia objetivo.

Para garantizar que el lote del indicador biológico es adecuado para su uso pretendido, se puede caracterizar por comparación con una resistencia predeterminada. Para uso en aplicaciones de cuidado de la salud, la resistencia predeterminada puede ser establecida por la Agencia de Protección del Medio Ambiente de EE.UU. (EPA) o la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE.UU. (FDA). Para otras aplicaciones no reguladas, se puede establecer por preferencia del cliente. Aún en las aplicaciones reguladas, puede ser deseable tener como objetivo una resistencia en el extremo bajo del rango estipulado.

La resistencia del indicador biológico se puede expresar como su valor D, que cuantifica el tiempo requerido para alcanzar la inactivación del 90 % de la población de los organismos de ensayo. En el caso de SCBI de vapor, el valor D puede medirse en minutos. El valor D puede estar en el rango entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 5 minutos o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 5 minutos.

Respecto de las figuras 5A y 5B, la resistencia al vapor de un indicador biológico puede determinarse usando un recipiente BIER 300. El recipiente BIER se puede usar para administrar, rápidamente, una dosis de vapor a la carga mediante el control del tiempo, la presión y la temperatura. El recipiente BIER también se puede usar para disipar rápidamente la dosis. Esto permite determinar la resistencia de un indicador biológico al proceso de esterilización de vapor seleccionado.

La resistencia de un indicador biológico puede estar dirigida a cumplir con los requerimientos regulatorios y/o del cliente. Por ejemplo, se puede necesitar un indicador biológico de atención sanitaria para cumplir con un valor D objetivo para un ciclo de esterilización a 121 °C de 1,5 a 3,0 minutos en un BIER. Este nivel de resistencia puede ser requerido por los documentos regulatorios y esperado por clientes de asistencia sanitaria. Otros ciclos estándar pueden variar en el rango de valor D deseado o regulado.

La producción de indicadores biológicos puede estar abierta a muchas variables. La cepa de espora específica utilizada, el proceso mediante el cual se ha cultivado el organismo de prueba seleccionado, la escala de cultivo realizada, los materiales de construcción del portador y los constituyentes del medio de crecimiento u otros ingredientes usados en el portador son todos componentes del indicador biológico que pueden impactar en la resistencia. Los cambios menores en estos componentes pueden tener efectos significativos en las características de resistencia medida del indicador biológico. Esto puede conducir a lotes de indicadores biológicos que no cumplen con las especificaciones de resistencia establecidas.

En la técnica anterior, la variabilidad inherente a la fabricación del indicador biológico ha conducido a problemas con el proceso de fabricación y una incapacidad para suministrar el producto final deseado al cliente. La variabilidad en el cultivo del organismo de ensayo, los cambios en los proveedores de los materiales de construcción o la variabilidad lote a lote en los componentes del medio de crecimiento son solo unos pocos ejemplos de modificaciones muy insignificantes que pueden conducir a cambios inesperados en la resistencia en la línea del indicador biológico que está en producción durante un período de tiempo.

Además, el uso de materiales de construcción específicos validados en los indicadores biológicos permite una capacidad limitada para alterar la resistencia de un producto determinado para cumplir con los requisitos regulatorios y del cliente. Por ejemplo, si un producto específico tiene un valor D de 2,90 minutos en la conformación requerida, este producto probablemente no cumpla con las necesidades de un cliente que busca una resistencia reducida de un valor D de 1,90 minutos. Ambos valores están dentro del rango estipulado. Para preparar un producto que tiene una menor resistencia, el fabricante debe cultivar lotes adicionales de organismos de ensayo con la esperanza de que la variabilidad inherente del proceso produzca, de manera incontrolable, la resistencia menor deseada.

Esta invención se relaciona con un indicador biológico que comprende un portador que se inocula con una solución de carbohidrato acuosa que contiene una suspensión de los microorganismos de ensayo, como se define en las reivindicaciones 1 a 6. La introducción del carbohidrato al indicador biológico se usa para reducir la resistencia del indicador biológico a la esterilización de vapor. Esto permite la producción facilitada de un indicador biológico con una resistencia objetivo reducida a la esterilización de vapor.

El indicador biológico puede usarse sometiéndolo al mismo medio de esterilización de vapor y tratamiento que los artículos para los que se pueden buscar condiciones estériles. El vapor pasa hacia el área donde el indicador biológico se ubica exponiendo al indicador biológico al mismo proceso de esterilización que los artículos que son esterilizados. Tras la esterilización, el medio de crecimiento puede entrar en contacto con el indicador biológico. El medio de crecimiento puede tener la forma de un líquido. El medio de crecimiento puede comprender una solución acuosa tamponada. Se puede usar cualquier procedimiento a través del cual el indicador biológico entra en contacto con el medio de crecimiento en condiciones que permiten el crecimiento de los organismos de ensayo, si aún existe. El medio de crecimiento puede estar presente en la cámara de esterilización en forma de polvo o comprimido y, después de la esterilización, se agregó agua estéril de modo que el indicador biológico entra en contacto con el medio de incubación acuoso.

El medio de crecimiento puede comprender una o más fuentes de nutrientes. La fuente de nutrientes puede usarse para proporcionar energía para el crecimiento de cualquiera de los organismos de ensayo que sobreviven al proceso de esterilización. Los ejemplos de fuentes de nutrientes pueden incluir la digestión pancreática de caseína, la digestión enzimática de harina de soja, sacarosa, dextrosa, extracto de levadura, L-cistina y mezclas de dos o más de estos.

Un indicador de crecimiento microbiano, que cambia el color o el estado nativo, en presencia de organismos de ensayo viables, se puede usar con un medio de crecimiento. El indicador de crecimiento puede dispersarse o solubilizarse en el medio de crecimiento e impartir un color inicial al medio de crecimiento. El indicador de crecimiento también puede impartir un cambio de color en el medio de crecimiento al momento de crecimiento del organismo de ensayo. Los indicadores de crecimiento que se pueden emplear incluyen indicadores de tinte sensibles al pH (como azul de bromotimol, púrpura de bromocresol, rojo de fenol, etc., o combinaciones de estos), indicadores de tinte de oxidaciónreducción (como azul de metileno, etc.). El uso de estos indicadores de crecimiento microbiano puede resultar en un cambio en el color en respuesta a un fenómeno de crecimiento del microorganismo, como cambios en el pH, potenciales de oxidación-reducción, actividad enzimática, así como otras indicaciones de crecimiento.

El medio de crecimiento puede comprender, además, uno o más tampones de pH, uno o más neutralizantes, uno o más agentes para mantener el equilibrio osmótico, o una mezcla de dos o más de estos. Los tampones de pH pueden incluir K2 HPO4 , KH2 PO4 , (NH4 )2 HPO4 , 2,2-Bis(hidroxilmetil)-2,2',2"-nitrilotietanol (Bis Tris), 1, 3-Bis[tris(hidroximetil)metilamino] propano (Bis-Tris Propano), ácido 4-(2-Hidroxietil)piperazina-etanosulfónico (HEPES), 2-Amino-2-(hidroximetil)-1,3-propanodiol (Trizma, base Tris), N-[Tris(hidroximetil)metil]glicina (Tricina), Diglicina (Gly-Gly), N,N-Bis(2-hidroxietil)glicina (Bicina), ácido N-(2-Acetamido)iminodiacético (ADA), ácido N-(2-Acetamido)-2-aminoetanosulfónico (aces), ácido 1,4-Piperazinedietanosulfónico (PIPES), ácido p-Hidroxi-4-morfolinopropanosulfónico (MOPSO), ácido N,N-Bis(2-hidroxietil)-2-aminoetanosulfónico (BES), ácido 3-(N-Morfolino)propanosulfónico (MOPS), ácido 2-[(2-hidroxi-1,1-bis(hidroxilmetil)etil)amino]etanosulfónico (TES), ácido 3-(N,N-Bis[2-hidroxietil]amino)-2-hidroxipropanosulfónico (DIPSO), ácido 4-(N-Morfolino)butanosulfónico (MOBS), ácido 2- Hidroxi-3-[tris(hidroximetil)metilamino]-1-propanosulfónico (TAPSO), hidrato de ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-(2-hidroxipropanosulfónico (HEPPSO), dihidrato de piperazina-1,4-bis(2-hidroxipropanosulfónico) (POPSO), ácido 4-(2-hidroxietil)-1 -piperazina propanosulfónico (EPPS), ácido N-(2-hidroxietil)piperazina-N'-(4-butanosulfónico) (HEPBS), ácido [(2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)etil)amino]-1-propanosulfónico (TAPS), 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol (AMPD), ácido N-tris(hidroximetil)metil-4-aminobutanosulfónico (TABS), ácido N-(1,1 -dimetil-2-hidroxietil)-3- amino-2-hidroxipropanosulfónico (AMPSO), ácido 2-(ciclohexilamino)etanosulfónico (CHES), ácido 3-(ciclohexilamino)-2-hidroxil-1-propanosulfónico (CAPSO), 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), ácido 3-(Ciclohexilamino)-l-propanosulfónico (CAPS), ácido 4-(ciclohexilamino)-1-butanosulfónico (CABS), hidrato ácido 2-(N-morfolino)etanosulfónico (MES), ácido N-(2-acetamido)-2-aminoetanosulfónico (ACES), y mezclas de dos o más de estos.

Los neutralizantes pueden incluir, por ejemplo, tioglicolato sódico, tiosulfato sódico, catalasa, bisulfato sódico, lecitina bisulfato de sodio, lecitina bisulfito de sodio, polisorbato 20, polisorbato 80, bicarbonato de calcio, y mezclas de dos o más de estos.

Los agentes para mantener el equilibrio osmótico pueden incluir sal sódica, sales de potasio, sales de magnesio, sales de manganeso, sales de calcio, sales metálicas, cloruro de sodio, cloruro de potasio, sulfato de magnesio, cloruro de hierro, y mezclas de dos o más de estos.

El medio de crecimiento puede comprender una composición acuosa que comprende: agua; entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 100 gramos por litro (g/l) o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 50 g/l de una o más fuentes de nutrientes; entre aproximadamente 1,0x10'5 y aproximadamente 10 g/l, o entre aproximadamente 1,0x10'4 y aproximadamente 1,0 g/l de uno o más indicadores de crecimiento microbiano; hasta aproximadamente 5000 g/l, o entre aproximadamente 0,001 y aproximadamente 5000 g/l, o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 1000 g/l de uno o más tampones de pH; hasta aproximadamente 100 g/l, o entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 100 g/l o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 50 g/l de uno o más neutralizadores; hasta aproximadamente 50 g/l, o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 50 g/l o entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 25 g/l de uno o más agentes para mantener el equilibrio osmótico.

Ejemplos

En los siguientes ejemplos ilustrativos, el organismo de ensayo se prepara usando un lote estándar de esporas Geobacillus stearothermophilus suspendidas en una solución de carbohidrato acuosa. En estos ejemplos, xilosa y dextrosa se usan como carbohidratos. También se proporcionan los ejemplos comparativos donde no se usa carbohidrato. En cada caso, la suspensión acuosa se coloca en un vial y se deja secar. Esto se muestra en la figura 6. Se prueban los indicadores biológicos resultantes para evaluar su resistencia. Las pruebas muestran una disminución inesperada en la resistencia cuando los indicadores biológicos derivan de una solución de carbohidrato en comparación con el caso en que no se usa carbohidrato.

En estos ejemplos, se prueba la resistencia de los indicadores biológicos a la esterilización de vapor usando el recipiente del resistómetro de evaluación del indicador biológico (BIER) representado en la figura 5A. Respecto de la figura 5A, el recipiente BIER 300 incluye una cámara 310, una puerta 320, y un estante interior 330 para colocar los indicadores biológicos. Como se indica con la flecha 340, en la cámara 310 ingresa vapor, calor y presión. Se proporciona una ventilación 350 para la liberación rápida de vapor, calor y presión. El funcionamiento es controlado por un procesador computarizado, sensores y válvulas diseñadas para introducir cambios rápidos al ambiente dentro de la cámara 310. Esto resulta en las características del ciclo «onda cuadrada» representado en la figura 5B.

Respecto de la figura 5B, el ciclo del proceso usado en el recipiente BIER incluye seis fases, estas fases están enumeradas del 1 al 6 en la figura 5B. Estas fases se pueden describir de la siguiente manera:

Los resultados para los siguientes ejemplos 1 a 4 se muestran en las figuras 1 a 4. Cada una de las figuras 1 a 4 muestra un gráfico de población logarítmica frente al tiempo en minutos. El término «población logarítmica» hace referencia al logaritmo del número de unidades formadoras de colonia (cfu) de esporas viables en la muestra de ensayo. Por ejemplo, una población logarítmica de 6 hace referencia a 106 (o 1.000.000) unidades formadoras de colonia de esporas en la muestra de ensayo.

Ejemplo 1

Los indicadores biológicos son evaluados para verificar la resistencia al vapor a 121 °C en el recipiente BIER. Un primer conjunto de indicadores biológicos deriva de una suspensión de esporas Geobacillus stearothermophilus en agua. Un segundo conjunto de indicadores biológicos deriva de una suspensión de las esporas en una solución de xilosa de 1,67 M. La cinética de eliminación resultante es significativamente más corta cuando el segundo conjunto de indicadores biológicos derivados de la solución de xilosa (una reducción logarítmica de 6 en aproximadamente 5 minutos) se usa en comparación con el primer conjunto de indicadores biológicos, donde la solución de xilosa no se usa (una reducción logarítmica de 6 en aproximadamente 20 minutos). Esto se muestra en la figura 1.

Ejemplo 2

Los ensayos llevados a cabo en el ejemplo 1 son repetidos excepto cuando son realizados a 132 °C en el recipiente BIER. Esta prueba demuestra una reducción en la resistencia de aproximadamente 5 minutos (sin xilosa) hasta aproximadamente 1,5 minutos (con xilosa). La cinética de eliminación es más rápida a 132 °C que a 121 °C. La adición de xilosa reduce la resistencia aún más. Esto se muestra en la figura 2.

Ejemplo 3

Se realizan pruebas adicionales para evaluar el impacto de la cantidad de xilosa que se usa. La concentración de xilosa que se usa oscila entre el no uso de xilosa (figura 3A) hasta un rango de concentraciones de xilosa entre 0,1 M y 0,5 M de soluciones de xilosa (figura 3B). Los resultados muestran una reducción de aproximadamente 17,5 minutos (sin xilosa, figura 3A) hasta aproximadamente 4 minutos (0,5 M de xilosa, figura 3B).

Ejemplo 4

Las pruebas llevadas a cabo en el ejemplo 1 se repiten excepto por el hecho que se usan carbohidratos diferentes. En estas pruebas, los indicadores biológicos derivados de suspensiones de esporas Geobacillus stearothermophilus en soluciones de xilosa de 0,5M se comparan con los indicadores biológicos derivados de suspensiones de las esporas en soluciones de dextrosa de 0,5M e indicadores biológicos derivados de suspensiones de las esporas en agua sin que se use carbohidrato. Los resultados se muestran en la figura 4. Estos resultados muestran que la resistencia de los indicadores biológicos derivados de las esporas Geobacillus stearothermophilus suspendidas en agua es solo de aproximadamente 17,5 minutos, mientras que la resistencia de los indicadores biológicos derivada de las esporas suspendidas en soluciones de xilosa de 0,5M es de aproximadamente 4 minutos y la resistencia de los indicadores biológicos derivada de esporas suspendidas en soluciones de dextrosa de 0,5M es de aproximadamente 9 minutos.

Aunque la invención ha sido explicada en relación con varias realizaciones, se debe entender que varias modificaciones se volverán evidentes para los entendidos en la técnica al momento de la lectura de la memoria descriptiva. Por lo tanto, se entiende que la invención divulgada en la presente incluye cualquiera de las modificaciones que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un indicador biológico autocontenido, que comprende: un portador inoculado con microorganismos de ensayo y una cantidad efectiva de un carbohidrato para reducir la resistencia del indicador biológico a la esterilización de vapor en comparación con el caso en que no se usa carbohidrato, y donde el carbohidrato comprende un monosacárido seleccionado de xilosa o dextrosa y los microorganismos de ensayo comprenden esporas Geobacillus stearothermophilus; y

donde el portador comprende una superficie interior de un primer compartimento del indicador biológico autocontenido, el portador es inoculado mediante el depósito de una solución acuosa que contiene el carbohidrato y los microorganismos de ensayo en el portador y el secado de la solución para formar un portador inoculado, donde el primer compartimento se adapta para permitir que los microorganismos de ensayo entren en contacto con el vapor durante un proceso de esterilización de vapor; y

el indicador biológico autocontenido que comprende, además, un segundo compartimento que contiene un medio de crecimiento, el segundo compartimento se adapta para mantener el medio de crecimiento separado del microorganismo de ensayo durante el proceso de esterilización de vapor y el segundo compartimento se adapta para permitir que el medio de crecimiento contacte el microorganismo de ensayo después de completado el proceso de esterilización de vapor.

2. El indicador biológico autocontenido de la reivindicación 1, donde el indicador biológico autocontenido se posiciona en un paquete de prueba.

3. El indicador biológico autocontenido de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, donde el carbohidrato comprende xilosa.

4. El indicador biológico autocontenido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la concentración molar del carbohidrato en la solución acuosa oscila entre 0,001 M y 10 M.

5. El indicador biológico autocontenido de la reivindicación 4, donde la concentración de los microorganismos de ensayo en la solución acuosa oscila entre 104 y 107 cfu por milímetro.

6. El indicador biológico autocontenido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el número de microorganismos en el portador oscila entre 104 y 107 cfu/mm2

7. Un proceso de esterilización del vapor que comprende: exponer un artículo que se debe esterilizar y el indicador biológico autocontenido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 al vapor.

8. Un proceso para determinar la eficacia de un proceso de esterilización de vapor, que comprende:

exponer un artículo que se debe esterilizar y el indicador biológico autocontenido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 al vapor; e

incubar los microorganismos de ensayo en presencia del medio de crecimiento para determinar si el proceso de esterilización es eficaz.