ГОСТ Р ИСО 11737-1-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Стерилизация медицинской продукции. Микробиологические методы. Часть 1. Определение популяции микроорганизмов на продукции

Приложение C

(справочное)

 

ВАЛИДАЦИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

 

C.1 Общие положения

 

C.1.1 Процедуры перед валидацией

Перед началом валидации метод восстановления должен быть обоснован и определен для каждого изделия, его частей или группы изделий. Должно быть документальное обоснование для изделия, размера выборки, выбора метода восстановления и т.д.

 

C.1.2 Классификация с целью повышения эффективности восстановления биологической нагрузки

Изделия или их аналогичные части могут быть классифицированы вместе как группа изделий и как репрезентативный продукт, выбранный для валидации эффективности восстановления биологической нагрузки. Дополнительные критерии для оценки могут включать аналогичные типы сырья, конструкцию и размер, производственные процессы, производственную среду, производственный персонал и местоположение производства. Результаты валидации эффективности восстановления биологической нагрузки затем могут быть применены ко всем продуктам группы для дальнейшего испытания.

 

C.1.3 Размер выборки

C.1.3.1 Следует выбрать количество продуктов или их частей, для которых должна быть определена эффективность восстановления биологической нагрузки.

C.1.3.2 Общие подходы заключаются в использовании от трех до десяти продуктов для валидационного испытания данного восстановления. Размер выборки должен быть определен в первую очередь той целью, для которой проводят исследование (например, в поддержку обоснования дозы радиационной стерилизации, или чрезмерного цикла стерилизации, или цикла стерилизации, основанного на полной гибели). При рассмотрении результатов оценки эффективности восстановления биологической нагрузки анализ согласованности результатов или их отсутствия может указывать на необходимость применения другого метода экстракции. Кроме того, больший размер выборки может обеспечить более точное определение эффективности восстановления уровня биологической нагрузки.

 

C.1.4 Руководство по выбору метода повышения эффективности восстановления биологической нагрузки

C.1.4.1 Эффективность восстановления биологической нагрузки достигается с помощью установления корректирующего коэффициента биологической нагрузки, который может быть применен к данной биологической нагрузке для учета микроорганизмов, оставшихся на продукте после метода извлечения и/или не обнаруженных используемыми условиями культивирования. Данные биологической нагрузки, которые скорректированы путем включения корректирующего коэффициента, признают более точно представляющими биологическую нагрузку, что является оценкой биологической нагрузки. Исследование эффективности восстановления биологической нагрузки также может быть использовано для сравнения методов тестирования уровня биологической нагрузки.

C.1.4.2 Основным определяющим фактором при выборе метода эффективности восстановления биологической нагрузки (т.е. повторяющейся обработки по сравнению с использованием инокулированного продукта) является естественная биологическая нагрузка продукта. Как правило, метод повторяющейся обработки больше всего подходит для продукта с более высокой биологической нагрузкой, а метод инокулированным продуктом - для продукта с более низкой биологической нагрузкой. Результаты эффективности восстановления биологической нагрузки и соответствующий корректирующий коэффициент биологической нагрузки могут отличаться в зависимости от параметров экстракции биологической нагрузки (например, количество и тип экстракций для повторного восстановления или использование инокулированного продукта по сравнению с повторным восстановлением). Поэтому следует рассмотреть причину сбора данных по биологической нагрузке с целью определения эффективности восстановления биологической нагрузки.

C.1.4.3 В таблице C.1 обобщены типичные характеристики продукта и метода, которые следует учитывать при выборе соответствующего метода эффективности восстановления биологической нагрузки.

 

Таблица C.1

 

Общие представления по выбору метода по повышению

эффективности восстановления биологической нагрузки

 

	Методы восстановления
	Повторяющееся восстановление	Инокулированный продукт
Принцип	Повторное применение указанной методики на отдельном образце	Инокуляция изделия с заданным уровнем спор Bacillus в суспензии. Другие бактерии также могут быть подходящими в зависимости от множества факторов
Характеристики продукта	Продукт с умеренным или высоким содержанием (например, от 100 до 1000 КОЕ) либо высоким содержанием (например, > 1000 КОЕ) биологической нагрузки. Обычно включает в себя следующие типы продукта: - продукты с несколькими материалами или поверхностями; - продукты со склеенными или ткаными матрицами (например, ткани, рулонный материал, пенопласт); - сборные многокомпонентные продукты, совмещенные для использования; - продукты с клеящим веществом/клеем; - устройства животного происхождения, особенно когда их получают из материалов скотобойни	Продукты с низкой (например, < 100 КОЕ) или предельно низкой (например, < 10 КОЕ) биологической нагрузкой. Обычно включает в себя следующие типы продукта: - продукты, которые быстро растворяются или распадаются (например, растворимые материалы); - простые пластиковые изделия (например, литье под давлением с минимальным обращением); - продукты с предельно маленьким количеством компонентов; - продукты с антимикробными свойствами; - продукты, подвергаемые очистке
Отношение к фактической биологической нагрузке	Образцы, представляющие свойства и типы естественной биологической нагрузки	Менее репрезентативные свойства и типы естественной биологической нагрузки. Споры часто легче удалить, чем многие другие бактерии, особенно когда они осаждаются вручную, а не образуют споры в блоке
Соответствие результатов	Менее последовательные результаты ожидаются между реплицируемыми образцами из-за переменной естественной биологической нагрузки	Ожидаются более последовательные результаты между повторяющимися образцами
Приблизительное время испытания	От 3 до 7 дней (в зависимости от естественной биологической нагрузки)	От 2 до 5 дней (в зависимости от используемого микроорганизма)
Сложность испытания	Может быть более трудоемким	Может быть менее трудоемким
Сложности с методом	Стабильность природной биологической нагрузки, противоречивая/переменная биологическая нагрузка	Образование комков при сушке, внедрение, адгезия или неадгезия суспензии

 

C.1.4.4 Сложные продукты с различными типами компонентов (например, наборы, порошки) могут потребовать более одного типа определения эффективности восстановления биологической нагрузки, если продукты исследуют в отдельных контейнерах и/или различные части изучают с использованием различных методов. Это может потребовать применения более одного корректирующего коэффициента биологической нагрузки для изделий, испытания которых проводят различными методами.

C.1.4.5 Если биологическая нагрузка низкая и требуется больший размер выборки исследуемых продуктов, то испытания нескольких продуктов могут проводить совместно как объединенную выборку. В этой ситуации распределение биологической нагрузки по отдельным продуктам не наблюдается. Если продукты предназначены для регулярного объединения при испытании, то определение эффективности восстановления биологической нагрузки должно быть выполнено аналогичным образом. Например, если пять продуктов будут объединены во время стандартного испытания, то определение эффективности восстановления биологической нагрузки должно быть выполнено с пятью объединенными продуктами.

Результаты испытания эффективности восстановления биологической нагрузки объединенных продуктов могут быть уникальными для количества объединенных продуктов. Если количество объединенных продуктов изменится, то следует рассмотреть новую оценку эффективности восстановления биологической нагрузки.

 

C.2 Валидация с использованием повторяющегося восстановления

 

Примечание - Данный метод используют для процесса валидации биологической нагрузки при естественной микробной контаминации продукта. Иногда его называют "избыточное восстановление".

 

C.2.1 Общие положения

C.2.1.1 Основной принцип этого подхода заключается в том, что метод определения биологической нагрузки следует повторять до тех пор, пока не будет наблюдаться значительное снижение количества выделенных микроорганизмов. После каждого повторения элюент полностью извлекают из продукта или его части и подсчитывают. Затем сравнивают результаты, полученные в ходе последовательных восстановлений. Однако следует отметить, что этот метод не обязательно точен. Точное соотношение между количеством выделенных микроорганизмов и фактическим количеством на продукте не всегда может быть продемонстрировано.

Точное количество повторений будет зависеть от ряда факторов, включая природу продукта, микроорганизмов, входящих в биологическую нагрузку, и исходный уровень контаминации. Для определения количества повторений можно использовать предварительные эксперименты или практический результат испытания аналогичных продуктов.

C.2.1.2 Количество колоний, подсчитанных после первоначального применения метода извлечения, выражается как доля от общего числа колоний от всех повторов (т.е. эффективность восстановления биологической нагрузки).

C.2.1.3 Использование подсчета количества аэробов для повторного восстановления является и остается производственным стандартом. Количество аэробов, как правило, составляет большинство микроорганизмов на медицинском продукте, поэтому оно служит достоверным представлением восстановительных свойств для других типов подсчетов. При проведении повторяющегося испытания по восстановлению анализируют эффективность метода испытания для удаления микроорганизмов на основе того, как они прилипают к продукту, поэтому эта динамика обычно применима ко всем типам микроорганизмов.

 

C.2.2 Примеры, иллюстрирующие расчет корректирующего коэффициента биологической нагрузки

C.2.2.1 В этом примере набор данных для валидации с помощью повторной обработки показан в таблице C.2, причем данные относятся к десяти повторяющимся медицинским продуктам и включают пять повторностей при повторяющейся обработке испытаний по восстановлению.

 

Таблица C.2

 

Пример повторяющихся данных по восстановлению

 

Образец продукта	Обработка/экстракция, КОЕ					Всего 5 процедур, КОЕ	1-е извлечение обработки, %
	1	2	3	4	5
1	450	200	20	10	< 5	685	65,7
2	200	120	200	130	20	670	29,9
3	90	130	80	20	10	330	27,3
4	1200	550	40	90	60	1940	61,9
5	450	330	20	20	10	830	54,2
6	200	285	190	< 5	20	700	28,6
7	930	650	650	40	70	2340	39,7
8	1350	220	280	60	30	1940	69,6
9	120	40	50	< 5	5	220	54,5
10	480	150	240	60	20	950	50,5
Среднее восстановление при первой обработке			48,2%		CF = 2,07 = 2,1
Наихудшее значение восстановления			27,3%		CF = 3,66 = 3,7
Примечание - Подсчеты, приведенные в колонках обработки 1 - 5, скорректированы с использованием коэффициента разбавления. Также допустимо использовать нескорректированные подсчеты для расчета эффективности восстановления, и в этом случае нулевое значение будет приемлемым.

 

C.2.2.2 На основании данных, приведенных в таблице C.2, можно рассчитать количество удаленных, как показано в таблице C.3.

 

Таблица C.3

 

Пример повторяющихся данных по восстановлению

 

Образец продукта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Количество восстановленных при первой обработке	450	200	90	1200	450	200	930	1350	120	480
Общее количество восстановленных	685	670	330	1940	830	700	2340	1940	220	950
Восстановление при первой обработке	65,7%	29,9%	27,3%	61,9%	54,2%	28,6%	39,7%	69,6%	54,5%	50,5%
Среднее восстановление при первой обработке	48,2%				Корректирующий коэффициент (CF) = 2,07 = 2,1
Наихудшее значение восстановления	27,3%				Корректирующий коэффициент (CF) = 3,66 = 3,7

 

C.2.2.3 Используя среднее восстановление при первой обработке и соответствующее округление, корректирующий коэффициент биологической нагрузки для эффективности восстановления биологической нагрузки вычисляют по формуле

 

(C.1)

 

Для некоторых приложений может быть целесообразным использовать наименьшее значение процента восстановления, чтобы показать наихудший вариант. Это решение может зависеть от той цели, для которой будут применены оценки биологической нагрузки. Для данных, представленных в таблице C.2, наихудший корректирующий коэффициент биологической нагрузки, включая соответствующее округление, вычисляют по формуле

 

(C.2)

 

C.3 Метод инокуляции продукта

 

C.3.1 Валидация с использованием инокулированных продуктов

C.3.1.1 Искусственная биологическая нагрузка может быть создана путем инокуляции указанного количества выбранного микроорганизма на продукт, чтобы установить эффективность восстановления биологической нагрузки. Микроорганизмы могут быть вегетативными клетками, но наиболее распространенный метод использует аэробные бактериальные споры. Использование вегетативных микроорганизмов на практике затруднено, так как при сушке может произойти потеря их жизнеспособности.

Микробная инокуляция имеет ограничения, такие как внедрение, адгезия или отсутствие адгезии суспензии, а также слипание и изменение уровня инокулята. Эти ограничения следует учитывать при инокуляции продукта.

C.3.1.2 Следует приготовить суспензию микроорганизмов, которой должен быть инокулирован продукт и в которой определено количество жизнеспособных микроорганизмов.

C.3.1.3 Для установления соответствующего разведения могут потребоваться предварительные эксперименты. Как правило, целесообразно наносить на продукт указанный уровень жизнеспособных микроорганизмов, что приведет к счетному диапазону на этапе подсчета чашек с агаром.

C.3.1.4 Следует выбрать ряд продуктов или их частей, для которых должна быть определена эффективность извлечения биологической нагрузки. Вопрос о необходимости стерильного продукта следует рассматривать в каждом конкретном случае. Каждый продукт инокулируют определенным объемом суспензии микроорганизмов и, если это допустимо для конкретного продукта, подвергают сушке в условиях ламинарного потока воздуха. Жизнеспособное количество микроорганизмов в суспензии определяют во время инокулирования.

Суспензия должна распределяться по продукту таким образом, чтобы в нее входила та часть, с которой труднее всего удалить естественную контаминацию. Различные типы материалов продукта также должны быть рассмотрены для инокуляции.

Инокуляция продукта из абсорбирующих материалов может быть осуществлена путем погружения в суспензию выбранного микроорганизма. Этот метод позволяет получить равномерное распределение микроорганизмов на продукте.

C.3.1.5 Определенный метод для определения биологической нагрузки используют для подсчета количества инокулированных микроорганизмов, которые извлекают из изделия.

C.3.1.6 Количество извлекаемых микроорганизмов выражено в долях от количества инокулированных на продукт. Эта часть может быть рассчитана для каждого продукта и использована для установления эффективности восстановления биологической нагрузки.

 

C.3.2 Пример для иллюстрации расчета корректирующего коэффициента биологической нагрузки с использованием инокуляции изделия

C.3.2.1 В этом примере набор данных для валидации методом инокулированного восстановления показан в таблице C.4, данные относятся к трем реплицируемым частям продукта.

 

Таблица C.4

 

Образцы данных для валидации методом восстановления

с использованием инокулированного продукта

 

Среднее количество колоний, КОЕ	Образец	Восстановленное количество инокулята, КОЕ	Эффективность восстановления, %
100	1	76	76,0
	2	83	83,0
	3	68	68,0
		Среднее восстановление	75,7

 

C.3.2.2 Для валидации выбран метод инокуляции продукта, так как предварительные эксперименты показали, что биологическая нагрузка была предельно низкой.

C.3.2.3 Подготовлена водная суспензия Bacillus atrophaeus (ранее - Bacillus subtilis var niger) и определена жизнеспособность суспензии.

C.3.2.4 Разведение суспензии подготовлено таким образом, чтобы в 0,1 мл аликвоты содержалось в среднем 100 спор. Каждое изделие инокулировали 0,1 мл этой разбавленной суспензии и высушили ламинарным потоком воздуха.

C.3.2.5 Инокулированные изделия подвергнуты выбранной методике удаления, и среднее число удаленных спор составило 76, с диапазоном от 68 до 83.

C.3.2.6 Корректирующий коэффициент биологической нагрузки для эффективности восстановления биологической нагрузки, включая соответствующее округление, вычисляют по формуле

 

(C.3)

 

В некоторых случаях может быть принято решение использовать наименьшее значение диапазона процентных удалений, чтобы отразить наихудший вариант. Это решение будет зависеть от того, как будут использованы данные. Для приведенных выше данных наихудший корректирующий коэффициент биологической нагрузки, включая соответствующее округление, вычисляют по формуле

 

(C.4)

 

C.3.3 Пример для иллюстрации сравнения двух методов эффективности восстановления уровня биологической нагрузки

C.3.3.1 В этом примере два набора данных для проверки восстановления приведены в таблице C.5. Предприятие установило внутренние критерии приемлемости эффективности восстановления биологической нагрузки, основанные на риске. Эти данные относятся к пяти изделиям, которые испытаны по одной методике (начальное испытание), где среднее восстановление было ниже установленных критериев. Следовательно, к существующей методике добавлен дополнительный шаг для определения того, была ли усовершенствована эффективность восстановления биологической нагрузки (второе исследование).

 

Таблица C.5

 

Сравнение процентной эффективности восстановления уровня

биологической нагрузки для двух методов восстановления

 

Техника	Эффективность восстановления биологической нагрузки, %					Среднее восстановление
	1	2	3	4	5
Начальное испытание Механическое встряхивание с USP жидкостью D в течение 5 мин	37,3	25,2	50,2	33,7	29,5	35,2
Второе испытание Механическое встряхивание с USP жидкостью D в течение 5 мин + ультразвуковое исследование образца не менее 2 мин	60,2	64,7	72,1	68,2	54,5	63,9

 

C.3.3.2 После модификации оригинальной методики эффективность восстановления биологической нагрузки действительно повысилась и соответствовала установленным критериям. Назначение данных биологической нагрузки и необходимая точность будут влиять на то, требуются ли более последовательные данные или эффективность восстановления биологической нагрузки должна быть выше, чтобы точнее оценить восстановленную биологическую нагрузку.

 

C.4 Эффективность восстановления биологической нагрузки для комплексного испытания продукта

C.4.1 В примере, приведенном в таблице C.6, для оценки биологической нагрузки комплексного продукта требуется несколько методов восстановления. Данный пример показывает, как два различных корректирующих коэффициента биологической нагрузки могут быть применены к соответствующим группам данных биологической нагрузки. Чтобы установить биологическую нагрузку этого комплексного изделия, все три оценки биологической нагрузки должны быть суммированы.

 

Таблица C.6

 

Оценка биологической нагрузки комплексного продукта,

определенная с использованием двух корректирующих

коэффициентов биологической нагрузки и результата НВЧ

 

Производительность	Эффективность восстановления биологической нагрузки, %. Часть изделия N 1. Испытана с помощью метода промывки	Эффективность восстановления биологической нагрузки, %. Часть изделия N 2. Испытана с помощью механического встряхивания в течение 5 мин	Эффективность восстановления биологической нагрузки, %. Часть изделия N 3. Испытана с использованием НВЧ порошкового материала
1	49,5	79,3	N/A
2	53,9	89,4	N/A
3	38,4	67,4	N/A
4	64,3	76,0	N/A
5	29,7	69,3	N/A
Средняя эффективность восстановления	47,2	76,3	N/A
Соответствующий корректирующий коэффициент	2,1	1,3	N/A <a>
Практическое применение эффективности восстановления биологической нагрузки и результатов НВЧ комплексного продукта
Восстановление биологической нагрузки, КОЕ	5	100	80, включая факторы разбавления
Оценка биологической нагрузки, КОЕ	2,1·5 = 10,5	1,3·100 = 130, 0	80
Общая оценка биологической нагрузки для продукта, КОЕ	10,5 + 130,0 + 80 = 220,5
<a> Может потребоваться применение коэффициента разбавления.

 

C.4.2 При тестировании тканей и биологических изделий дополнительные рекомендации может предоставить AAMI TIR37. Продукты, которые намеренно разрушаются с течением времени (например, лекарственные элюирующие или биопоглощающие продукты), должны учитывать эти изменения при разработке метода тестирования эффективности восстановления биологической нагрузки.

 

C.5 Анализ данных и применение корректирующего коэффициента биологической нагрузки

 

C.5.1 Ввиду изменчивости конструкции, материалов, конфигураций продукта, производственных процессов и т.д. в настоящем стандарте не определена обязательность получения конкретного результата эффективности восстановления биологической нагрузки. Однако, если результаты эффективности восстановления биологической нагрузки падают ниже целевого или обозначенного результата, следует попробовать другой метод (например, добавление другого метода экстракции или удлинение текущего метода экстракции) для определения того, можно ли получить наиболее оптимальные результаты.

Элементы, которые могут быть рассмотрены при определении предполагаемого значения эффективности восстановления биологической нагрузки для медицинского продукта, включают в себя следующее:

a) подход к валидации стерилизации (например, значительное отличие биологической нагрузки на основе);

b) использование данных биологической нагрузки (например, поддержка подхода к валидации стерилизации, отбор сырья, тенденция);

c) тип испытуемого продукта или материала (например, пластмассы и металлы в сравнении с абсорбирующими материалами);

d) надежность используемого метода восстановления (например, ультразвук, встряхивание или сочетание того и другого).

Исходя из этих концепций низкая эффективность восстановления биологической нагрузки (например, 20% для абсорбента или комплексного продукта) может считаться приемлемой. Рассмотрение вопроса об использовании наименьшего значения процента восстановления для отражения наиболее консервативной оценки наихудшего варианта может быть целесообразным, как описано в C.2.2.3 и C.3.2.6. Кроме того, следует отметить, что иногда определение эффективности восстановления биологической нагрузки не является необходимым (например, при отборе компонентов или сырья или если продукт представляет собой жидкость, в которой фильтруется все содержимое).

В микробиологических методах испытаний ожидается большая изменчивость, чем обычно наблюдается в более предсказуемых физических методах испытаний (например, в химии или физике). Эта большая изменчивость во многом обусловлена тем, что микроорганизмы жизнеспособны и количество микроорганизмов может изменяться с течением времени в зависимости от условий. Другие факторы, которые также влияют на эффективность восстановления биологической нагрузки, могут включать скопление микроорганизмов, консистенцию микроорганизмов, оседающих на поверхности изделия, характеристики поверхности изделия продукта (например, покрытия с определенным силиконовым материалом, высокие пористые поверхности), условия инкубации и/или свойственные ограничения в способности обнаруживать или измерять микроорганизмы.

Тем не менее неожиданно низкая или широко распространенная эффективность восстановления биологической нагрузки может быть неуместной в зависимости от критичности и назначения данных биологической нагрузки, и, если это так, следует исследовать дальнейшее совершенствование метода удаления (например, усиление путем разборки, более интенсивное механическое встряхивание, активное промывание полостей, увеличение времени промывки, модификация элюента). Примером того, когда для определения критичности и назначения данных биологической нагрузки могут потребоваться значительные усилия и ресурсы для получения оптимальных результатов восстановления, является использование данных биологической нагрузки для установления основанного на биологической нагрузке процесса стерилизации (например, радиационной стерилизации и, в частности, методов обоснования дозы, требующих низкой биологической нагрузки). Примером отсутствия необходимости в дополнительных усилиях и ресурсах для получения оптимальных результатов восстановления может служить применение отбора компонентов биологической нагрузки.

C.5.2 При расчете эффективности восстановления биологической нагрузки отсутствует необходимость использовать предел обнаружения (например, значение "меньше") до нулевых значений КОЕ.

C.5.3 При рассмотрении результатов эффективности восстановления биологической нагрузки целесообразно округлить все значения до одной десятичной числа.

C.5.4 Корректирующий коэффициент биологической нагрузки применяют к данным биологической нагрузки путем умножения среднего значения биологической нагрузки на корректирующий коэффициент. Когда применен корректирующий коэффициент биологической нагрузки, полученное значение называется оценкой биологической нагрузки. В некоторых случаях может быть принято решение о применении наименьшего значения эффективности восстановления биологической нагрузки исходя из полученного диапазона для определения корректирующего коэффициента биологической нагрузки, отражающего наихудший случай. Это решение будет зависеть от того, как будут использованы данные.