DE69427958T2

DE69427958T2 - Biologischer indikator auf basis von bacillus circulans für gasförmige sterilisierungsmittel

Info

Publication number: DE69427958T2
Application number: DE69427958T
Authority: DE
Inventors: A. Caputo; A. Martens
Original assignee: Abtox Inc
Current assignee: Abtox Inc
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: US5498526A; CA2147852A1; DE69427958D1; AU7049794A; ES2164708T3; EP0665895B1; CA2147852C; JP3597533B2; WO1995006134A1; EP0665895A1; JPH08505536A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein biologische Indikatoren für Gassterilisationsverfahren, genauer gesagt die Verwendung von biologischen Indikatoren auf der Basis von Bacillus circulans für Gasoxidationssterilisationsmittel und Sterilisationsverfahren.

Hintergrund der Erfindung

U.S. Pharmacopeia XXII, Official Monograph, S. 1625-1626, beginnt mit der Definition eines biologischen Indikators als: "... ein charakteristisches Präparat aus speziellen Mikroorganismen, die im jeweiligen Sterilisationsverfahren resistent sind. Er dient zur Qualifizierung des physikalischen Betriebs einer Sterilisationsvorrichtung bei der Entwicklung und praktischen Umsetzung eines bewerteteten Sterilisationsverfahrens für spezielle Gegenstände und der Sterilisation von Geräten, Materialien und Verpackungskomponenten für aseptische Vorgänge. Er kann auch zur Überwachung eines gerade entwickelten Sterilisationszyklus und periodisch im Programm zur Neubewertung von bereits zuvor in die Praxis umgesetzten Sterilisationszyklen eingesetzt werden. Er liegt in einer von zwei Hauptformen vor, die jeweils eine lebensfähige Kultur einer bekannten Mikroorganismen-Gattung umfasst. Bei einer werden sie Sporen einem Träger (eine Scheibe oder ein Streifen aus Filterpapier, Glas oder Kunststoff) zugesetzt und so verpackt, dass die Integrität des inokulierten Trägers beibehalten wird, bei geeigneter Verwendung der jeweiligen Packung aber ermöglicht wird, dass das Sterilisationsmittel seine Wirkung entfaltet. Bei der anderen werden die Sporen repräsentativen Einheiten der zu sterilisierenden Charge (inokuliertes Produkt) oder ähnlichen Einheiten (inokuliertes ähnliches Produkt) zugesetzt."
Etwas später stellt die Pharmacopeia auf S. 1626 fest: "Ein spezieller, zur Verwendung als biologischer Indikator ausgewählter und gegenüber einem Sterilisationsverfahren resistenter Stamm von Mikrobensporen muss nicht unbedingt auch für andere Sterilisationsverfahren, nicht einmal unter unterschiedlichen Sterilisationsbedingungen desselben Sterilisationsmodus eignen."
Die staatliche und bundesstaatliche Gesetzgebung schränken die Menge an gefährlichen Gasen, wie z. B. Ethylenoxid (ein Karzinogen), in Arbeitsumgebungen bei Verwendung von Systemen oder Verfahren, die toxische Rückstände oder Abfallprodukte erzeugen, zur Zeit stark ein. Ethylenoxid wurde in Spitälern und auf anderen Gebieten der Gesundheitsindustrie weit verbreitet für Sterilisationsverfahren eingesetzt.
Die Verwendung von Plasma zur Sterilisation von Behältern wurde in US-A-3.383.163 vorgeschlagen. Plasma ist ein ionisierter Gaskörper, der durch Einwirkung von elektromagnetischen Feldern auf Gas entsteht. Das ionisierte Gas kann mit den Mikroorganismen an der Oberfläche von zu sterilisierenden Gegenständen in Kontakt treten und die Mikroorganismen effizient abtöten.
Zwei der neulich erteilten Patente der Erfinder verwenden oxidierende Gase zur Sterilisation. Die US-A-5.084.239, ausgegeben am 28. Januar 1992, der Erfinder Moulton et al. beschreibt ein Verfahren, bei dem sich eine Behandlung mit antimikrobiellem Mittel mit einer nachfolgenden Plasma-Behandlung abwechselt. Das antimikrobielle Mittel kann Peressigsäure-Dampf unter den Bedingungen von reduziertem Druck sein. Die US- A-5.115.166, ausgegeben am 19. Mai 1992, der Erfinder Campbell et al. beschreibt Plasma-Sterilisationsvorrichtungen und -verfahren, worin ein zu sterilisierender Gegenstand aus einem Plasma stammenden, aktiven Spezies ausgesetzt wird. Das Plasma wird aus einem Gemisch aus Sauerstoff; Argon, Helium und/oder Stickstoff; und Wasserstoff oder aus einem Gemisch aus Luft und Wasserstoff, ergänzt mit Sauerstoff oder Stickstoff, um die gewünschten Verhältnisse zu erzeugen, hergestellt.
Obwohl derartige Sterilisationsverfahren unter Verwendung von oxidierenden Gasen wirksam Mikroorganismen, einschließlich Sporen, töten, ohne den zu sterilisierenden Gegenständen Schaden zuzufügen und ohne toxische Rückstände oder Emissionen, die Gefahren für die Umwelt darstellen würden, stellte die Überwachung des Verfahrens aufgrund der niedrigen Resistenz verschiedener herkömmlich eingesetzter biologischen Indikator-Organismen gegenüber derartigen Verfahren ein Problem dar. Weiters hat, sich herausgestellt, dass Bacillus stearothermophilus, der bekanntermaßen ein für biologische Indikatoren für Dampf-Sterilisationen nützlicher Organismus ist, bei Sterilisationsverfahren unter Verwendung von oxidierendem Gas eine krummlinige Reaktionskurve aufweist. Dies ist von Nachteil, da die Inaktivierung eines Indikator-Organismus auf vorhersehbare Weise erfolgen muss. So sollte die Anzahl an lebensfähigen Indikator-Organismen in einem biologischen Indikator exponentiell mit der Expositionszeit abnehmen, um das Sterilisationsverfahren mit einer geeigneten Sicherheitsspanne einstellen zu können. Unter den richtigen Bedingungen kann sich die Sterilisation einer Kinetik erster Ordnung annähern, wodurch die Sterilisationszykluszeiten leicht zu bestimmen sind. Somit wären bessere bakteriologische Indikatoren, insbesondere solche, die sich für Gasoxidations-Sterilisationsmittel und -Sterilisationsverfahren eignen, wünschenswert.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen biologischen Indikator bereitzustellen, der in Gassterilisationsverfahren eine Tötungskinetik von nahezu erster Ordnung aufweist, nachdem das Sterilisationsmittel die Verpackung durchdrungen und eine im Wesentlichen stationäre, hohe Konzentration in der Umgebung der Sporen des Organismus angenommen hat.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines biologischen Indikators mit konsistenterer und relativ stetiger Resistenz gegenüber Sterilisationsverfahren unter Verwendung von oxidierendem Gas.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden mittels einer Ausführungsform eines biologischen Indikators erreicht, die eine bestimmte, in einer Packung enthaltene Anzahl an lebensfähigen Sporen eines Organismus umfasst. Der Organismus ist Bacillus circulans. Die Packung ist für Mikroorganismen undurchdringlich (d. h. für Bakterien im Wesentlichen undurchdringlich), weist jedoch einen Abschnitt mit ausreichender Durchlässigkeit auf, damit während Dampf-Sterilisationsverfahren eine sterilisierende Menge an Dampf in Kontakt mit den Sporen treten kann.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen eines Sterilisationsverfahrens bereitgestellt, in dem ein biologischer Indikator, der eine ausgewählte Anzahl an lebensfähigen Sporen von Bacillus circulans einem sterilisierenden Gas, wie z. B. einem oxidierenden Gas, ausgesetzt wird. Der biologische Indikator wird dann entfernt und der Träger inkubiert. Die Anzahl an überlebenden Sporen kann unter Sporenwachstumsbedingungen bestimmt werden.
Biologische Indikatoren unter Verwendung von Bacillus circulans als Organismus sind in Gassterilisationsverfahren nützlich, weil der Organismus als nicht-pathogen gilt, ausreichend stabil ist, um verpackt eine ausreichend lange Lagerzeit zu ermöglichen, leicht zu züchten ist, damit Sterilitätstests unter Anwendung herkömmlicher Techniken und Materialien durchführbar sind, und im Vergleich zu Organismen nach dem Stand der Technik, wie z. B. B. subtilis und B. stearothermophilus, höhere Resistenz und ein stetigeres Resistenzmuster aufweist.
Weitere Folgeaspekte der Erfindung werden nachstehend und in Unteransprüchen beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt grafisch typische Überlebenskurven für eine Ausführungsform der Erfindung und - im Vergleich dazu - von drei anderen Bacillus-Organismen (B. Subtilis, B. stearothermophilus und B. pumilus), wobei die vertikale Achse eine logarithmische Skala der Überlebenden und die horizontale Achse die Zeit in Minuten angibt und das eingesetzte Verfahren eine synergistische Aussetzung gegenüber zwei Sterilisationsmitteln war, von denen eines Peressigsäure-Dampf und das andere ein mittels Plasma erzeugtes oxidierendes Gasgemisch war;
Fig. 2 vergleicht Überlebenskurven von Bacillus circulans und Bacillus subtilis in einem Sterilisationsverfahren, bei dem nur Peressigsäure-Dampf eingesetzt wurde; und
Fig. 3 ist ähnlich zu Fig. 2, allerdings in einem Sterilisationsverfahren, bei dem nur ein mittels Plasma erzeugtes oxidierendes Gasgemisch eingesetzt wurde.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen biologischer Indikatoren der vorliegenden Erfindung müssen Sporen von Bacillus circulans so verpackt aufweisen, dass die Integrität der Sporen bis zur Verwendung des biologischen Indikators für die beabsichtigten Zwecke beibehalten wird.
Kulturen von Bacillus circulans sind beispielsweise von der American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, erhältlich. Beispielsweise sind von den B. circulans-Stämmen jene der ATCC 61, ATCC 13403 und ATCC 21821, 21822 (Subspezies n. proteophilus bzw. n. biotinicus) erhältlich. Der zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung verwendete Stamm wurde als ATCC 61 erhalten.
Packungen der vorliegenden Erfindung weisen zumindest einen Abschnitt auf, der gas- oder dampfdurchlässig, für Bakterien jedoch undurchlässig ist. Dieser Abschnitt kann die gesamte Packung bilden, häufiger aber besteht die Packung aus dem Abschnitt und einem oder mehreren anderen Materialien. Die anderen Materialien, sofern vorhanden, sind üblicherweise gas- und bakterienundurchlässig. Beispiele für undurchlässige Materialien, die sich zur Bildung eines Teils der erfindungsgemäßen Packungen eignen, umfassen Polyethylen, Polypropylen, Poly(vinylchlorid) und Poly(ethylenterephthalat), üblicherweise in Form einer Folie, einer Bahn oder eines Schlauchs.
Der für Gas oder Dampf durchlässige, für Bakterien jedoch undurchlässige Abschnitt ist typischerweise mikroporös mit einem mittleren Durchmesser der Poren im Bereich von etwa 0,02 bis 0,5 um. Die Begriffe "Cas" und "Dampf" werden im gesamten Text im Wesentlichen als Synonyme verwendet, wobei jedoch "Gas" die in einem Plasmaschritt erzeugte aktive Spezies klarer beschreibt. Geeignete mikroporöse Materialien umfassen gesponnenes Polyethylen, gesponnenes Polypropylen, mikroporöses Polyethylen und mikroporöses Polypropylen, üblicherweise in Form einer Folie oder einer Bahn. Papier kann ebenfalls als durchlässiger Abschnitt für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Die Dicke des durchlässigen Materials kann variieren, liegt aber üblicherweise im Bereich von etwa 0,23 bis etwa 0,65 mm. Der gas- oder dampfdurchlässige Abschnitt ist so konfiguriert, dass zumindest ein Weg für den Einlass von sterilisierendem Gas oder aktiver Spezies aus einem Plasma aus der Kammer, in der die Sterilisation erfolgt, und zum Kontakt mit den Sporen von Bacillus circulans definiert wird.
Packungen der Erfindung können mit Nähten, Stößen und Siegelstellen versehen sein, die nach herkömmlichen Verfahren erzeugt werden, wie z. B. durch Heißsiegeln und Verkleben. Beispiele für das Heißsiegeln umfassen Verschweißen unter Verwendung von Heizwalzen, Verschweißen unter Verwendung von heißen Stangen, Radiofrequenzschweißen und Ultraschallschweißen. Ablösbare Schweißstellen auf der Basis von druckempfindlichen Klebern können ebenfalls eingesetzt werden.
Die Packung bietet Integrität für den eingeschlossenen Organismus während der Lagerung bis zur Verwendung. Andere Mikroorganismen werden durch die Packung als Sperre am Eindringen gehindert, da andere Mikroorganismen die auf der Anzahl und Art der Sporen des Organismen basierenden Sterilitätsbestimmungen stören oder verfälschen könnten. Somit werden die Sporen des Organismus darin unter solchen Bedingungen aufbewahrt, dass die nachfolgende Laboranalyse aussagekräftig und zuverlässig ist.
Ausführungsformen des biologischen Indikators der vorliegenden Erfindung umfassen weiters einen Träger, in den die Sporen inokuliert werden. Es versteht sich, dass der Träger einfach ein Mittel ist, mit dem Sporen des Organismus in einer bestimmten Anzahl innerhalb der Packung angeordnet und nachfolgend hinsichtlich Lebensfähigkeit analysiert werden. Folglich kann der Träger hinsichtlich der Auswahl von Materialien und Formen in einem weiten Bereich variieren, solange die Funktion als Träger erfüllt wird.
Es wurde nahegelegt, dass die Art des inokulierten Produkts oder Trägermaterials die Resistenz des biologischen Indikators signifikant beeinflussen kann. Für das bevorzugte Filterpapier-Trägermaterial wurde ausgezeichnete Lagerstabilität für Ausführungsformen der Erfindung bestätigt. Bevorzugte Träger werden aus einer Adsorbens-Matrix wie in Anspruch 4 beschrieben gebildet, beispielsweise aus Materialien wie Filterpapier, das leicht zusammen mit den getragenen Sporen mazeriert werden kann, wenn Überlebensbestimmungen durchgeführt werden sollen.
Der Träger, wie z. B. ein bevorzugter Filterpapier-Träger, kann ziemlich leicht mit Sporen inokuliert werden, indem eine wässrige Suspension mit der gewünschten Sporen- Konzentration hergestellt und Aliquoten auf den Träger pipettiert werden. Somit kann die Inokulation des Trägers gemäß dem USP XXII Bakteriostasis-Testverfahren erfolgen. Kurz gesagt wird eine Suspension von Bacillus circulans-Sporen in Wasser hergestellt, um eine gewünschte Anzahl an Sporen pro Aliquote zum Inokulieren eines Trägers, wie z. B. Filterpapier, ergeben.
Sporen - und nicht die vegetative Form des Organismus - werden eingesetzt, da vegetative Bakterien in Sterilisationsverfahren bekanntlich leicht zu töten sind. Sporen weisen auch weitaus bessere Lagercharakteristiken auf, da sie jahrelang in ihrem Wachstumsruhezustand verbleiben können. Wenn daher Sterilisation eines standardisierten Sporenstamms in einem Sterilisationsverfahren erfolgt, kann das einen hohen Grad an Zuverlässigkeit bieten, dass die Sterilisation von Bakterienstämmen in der Sterilisationskammer erfolgt ist. Die Sporen von Bacillus circulans der vorliegenden Erfindung können in die Packung in einer ausgewählten Anzahl von z. B. 5 · 10&sup5; bis 5 · 10&sup6; wie folgt eingebracht werden.
Eine ausgewählte Anzahl an Sparen wird auf den Träger inokuliert. Vor dem Inokulieren der Sporen auf den Träger wird vorzugsweise ein Hitzeschock-Schritt durchgeführt. Der Hitzeschock ist eine subletale thermische Behandlung, der Sporen unterzogen werden, um die Enzymreaktionen für die Keimbildung vorzubereiten. Somit besteht eine bevorzugte Abfolge aus einem Hitzeschock-Schritt, Abkühlung, Verdünnung der Sporensuspension und anschließende Inokulation von Trägern. Das folgende Verfahren kann eingesetzt werden, um inokulierte Träger herzustellen und eine Populationszählung durchzuführen.
Eine inokulierte Scheibe wird in eine 10 ml Verdünnungs-Blindprobe eingelegt. Jede Scheibe wird dann zu einer homogenen Suspension mazeriert und zumindest 15 s lang heftig durchmischt. Es erfolgen dann geeignete Verdünnungen, und jede davon wird ausplattiert. TSA (Tryptisches Soja-Agar) kann als Gewinnungs- (Wachstums-) Medium verwendet werden. Zwischen etwa 20 und 35 ml Agar werden nach Übetragung der entsprechenden Aliquote an Probe in jede Platte gegossen. Die Platten werden vollständig verfestigen gelassen, invertiert und bei 32-37ºC 24-48 h lang inkubiert. Platten, die zwischen etwa 30 und 300 Kolonie-bildende Einheiten enthalten, werden gezählt und die mittlere Population pro Scheibe berechnet.
Biologische Indikatoren der Erfindung können optional ein oder mehrere gewünschte zusätzliche Elemente enthalten, z. B. um anzuzeigen, wenn der biologische Indikator bereits aufgebraucht ist. Beispielsweise können derartige optionale Mittel in Form eines Markers, vorzugsweise eines sichtbaren Markers, wie z. B. eines Farbstoffs oder einer die Farbe wechselnden Tinte, vorliegen. Ein derartiges optionales Zusatzelement kann in der Packung enthalten sein oder an einer äußeren Oberfläche getragen werden. Eine weitere optionale Komponente kann vorgesehen sein, wenn die Packung flexibel ist und Sporenwachstumsmedium in einer zerbrechlichen, dicht verschlossenen Phiole enthält.
Diese Variante kann zum Testen auf Sterilisation eingesetzt werden, ohne den Träger entfernen zu müssen. Illustrationen mehrerer derartiger Varianten werden in den US-A- 4.743.537, ausgegeben am 10. Mai 1988; US-A-4.717.661, ausgegeben am 5. Januar 1988; US-A-3.661.717, ausgegeben am 9. Mai 1972; und US-A-3.440.144, ausgegeben am 22. April 1969; besprochen. So kann nach der Sterilisation die Packung des biologischen Indikators gebogen oder zusammengedrückt werden, um die Phiole zu zerbrechen. Der Träger ist dann dem frei gesetzten Wachstumsmedium ausgesetzt und kann inkubiert werden, ohne den Träger aus der Packung entfernen zu müssen, um den biologischen Indikator hinsichtlich Wachstum zu überwachen. Ein sichtbares Mittel zur Anzeige von Wachstum, wie z. B. ein pH-Indikator-Farbstoff, kann inkludiert sein.
Die erfindungsgemäßen biologischen Indikatoren wurden für den bevorzugten Einsatz in einem synergistischen Zweistufen-Sterilisationsverfahren mit oxidierendem Gas entwickelt. Die biologischen Indikatoren der vorliegenden Erfindung sind jedoch in einem weiten Bereich zusammen mit anderen Sterilisationsmitteln und in anderen Sterilisationsverfahren einsetzbar.
Im ersten Schritt des speziellen Zweistufen-Verfahrens, für das die Erfindung entwickelt wurde, wird oxidierendes Gas, typischerweise Peressigsäure-Dampf, als Sterilisationsmittel eingeleitet. Im zweiten Schritt des Verfahrens wird eine in Plasma unter Verwendung eines Gemischs aus Argon-, Sauerstoff- und Wasserstoffgas erzeugte aktive Spezies durch einen Gasverteilerkopf geleitet, um Ionen-Elektronen-Rekombinations- und rasche Relaxationsvorgänge zu ermöglichen, und das oxidierende Gasgemisch wird dann in die Sterilisationskammer eingeleitet. Insbesondere die US-A-5.1 15.166 beschreibt das Plasma-generierte Gasgemisch, während die US-A-5.084.239 ein Zweistufen-Verfahren beschreibt, vovon in einer Stufe Peressigsäure-Dampf als Sterilisationsmittel eingesetzt werden kann.

Versuchsverfahren

Ausführungen von biologischen Indikatoren der Erfindung wurden wie folgt hergestellt. Packungen für die biologischen Indikatoren wurden von den Baxter Laboratories als "Plastipeel Pouches" erhalten. Diese Beutel weisen eine obere Lage aus einem gasdurchlässigen Stoff aus verbundenen Polyethylenfasern ("Tyvek"), die bereits an drei Rändern verschweißt ist, wobei der Benutzer nach Einfüllung des Trägers den vierten Rand verschweißt, und eine untere Lage aus einer undurchlässigen, durchsichtigen Polyesterfolie ("Mylar") auf. Filterpapier-Scheiben (mit 6 mm, d. h. 1/4 Zoll im Durchmesser, von Schleicher & Schuell, 740E) wurden als Träger verwendet. Jede Scheibe wurde mit 106 Sporen des lebensfähigen Organismus inokuliert. Für vergleichende Überlebenskurven-Versuche enthielt jeder Beutel zwei Papierträger: einen mit Bacillus circulans-Sporen und der andere mit dem Vergleichs-Organismus, wie z. B. Bacillus subtilis. Beim Vergleich der Überlebenskurven und bei der Durchführung Negativanteils-Analysen auf Sporen von Bacillus subtilis und anderer mit Bacillus circulans, wurden Verschweißungen verwendet, um getrennte Teilräume zu erzeugen.
Die Behandlungsintervalle für die Behandlung mit sterilisierendem Gas wurden festgelegt, und die biologischen Indikatoren wurden in einen Plazlyte Sterilizer (AbTox) eingebracht. Eine derartige Vorrichtung ist im Wesentlichen wie in den US-A-5.115.166 und 5.084.239 beschrieben. Die biologischen Indikatoren wurden nur einem Peressigsäure- Zyklus, nur einem Plasma-Zyklus oder beiden Zyklen unterzogen - jeweils für die ausgewählten, für die Behandlung benötigten Zeitintervalle. Die pro Zyklus eingesetzte Menge an Peressigsäure-Dampf betrug etwa 2 mg/l, und der Dampf wurde durch Verdampfen einer Peressigsäure-Lösung erhalten. So enthält der Dampf neben der mutmaßlichen oxidierenden Primärgas-Spezies von Peressigsäure auch Wasserstoffperoxid und Essigsäure (und Wasser). Das Feedgas für das Plasma-generierte Gasgemisch war Argon, Sauerstoff und Wasserstoff, das aus etwa 91,4% Argon, 3,8% Wasserstoff und 4,7% Sauerstoff hergestellt wurde, und pro Zyklus wurde ein Volumen von etwa 5,5 Nl/min einströmen gelassen. Bei der kombinierten Behandlung (beide Sterilisationsmittel) wurde Peressigsäure-Dampfbehandlung während eines doppelt so langen Intervalls wie die Behandlung mit dem Plasmagenerierten Gasgemisch (und vor Letzterer) durchgeführt. Beispielsweise umfasste eine dreiminütige Behandlungszeit eine zweiminütige Behandlung der Träger mit Peressigsäure-Dampf und anschließendes einminütiges Unterziehen derselben dem Plasmaverfahren.
Nach der Behandlung der biologischen Indikatoren mit dem sterilisierenden Gas (wobei die Wandtemperatur auf etwa 35ºC (95º Figur) gehalten wurde), wurden die Indikatoren entfernt und auf Sterilität getestet.
Jeder Beutel wurde aufgeschnitten und jeder Träger aseptisch in markierte, speziell geschliffene Röhrchen übertragen. Jedes Röhrchen wurde durchmischt, bis die Träger mazeriert waren. Jeder mazerierte Träger wurde unter Verwendung von Strandard-Plattenzählungstechniken reihenverdünnt. Die Anzahl an überlebenden Sporen (sofern vorhanden) wurde unter Sporenwachstumsbedingungen bestimmt.
Überlebenskurven, wobei die Anzahl an überlebenden Sporen als Funktion der Dauer des Behandlungsschritts bestimmt wurde, wurden erstellt. D-Werte der Einzelkomponenten wurden mittels linearer Regressionsrechnung berechnet. D-Werte (dekadische Reduktion) sind die Zeit, die unter gegebenen Behandlungsbedingungen erforderlich ist, um eine bestimmte Population um 90% zu reduzieren, und stellen den negativen Kehrwert des Anstiegs der an die Grafik des Logarithmus der Anzahl an Überlebenden über der Zeit angepassten Linie dar.
Mit dem eben beschriebenen Versuchsverfahren wurden Daten für Ausführungsformen des biologischen Indikators der vorliegenden Erfindung und Vergleichsdaten bestimmt wie nachstehend beschrieben.

Beispiel 1

Unter Verwendung von Peressigsäure-Dampf als einziges Streilisationsmittel wurden Überlebenskurven und Negativanteils-Analysen für Sporen von Bacillus subtilis und Bacillus circulans erstellt. Die Behandlungszeiten für die Zählungen betrugen 3, 6, 9, 12, 15 und 18 min, und für die Negativanteils-Analysen betrugen die Behandlungszeiten 9, 12, 15, 18, 21 und 24 min. Nach der Behandlung wurde jeder biologische Indikator auf Population oder Sterilität getestet, und drei zusätzliche, nichtbehandelte Träger von jedem Mikroorganismus wurden als positive Vergleiche gezählt. In Tabelle 1 sind die Mittelwerte von jeweils drei derartigen Versuchen angegeben. Tabelle 1
Die D-Werte mit nur Peressigsäure-Dampfphase betrugen 3,0 min für B. circulans (und 2,2 min für Peressigsäure-Dampfphase für B. subtilis).
Die Daten aus Tabelle 1 sind in Fig. 2 aufgetragen. Diese Daten zeigen, dass Bacillus circulans gegenüber Peressigsäure-Dampf ebenso resistent ist wie B. subtilis, wobei jedoch ein Hauptunterschied der Verzögerungsfaktor ist, der bei Bacillus circulans bei den kürzeren Behandlungszeiten auftritt.

Beispiel 2

Ein weiterer Versuch wurde ähnlich dem in Beispiel 1 beschriebenen (jeweils dreifach) durchgeführt, wobei jedoch die biologischen Indikatoren als Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und die Vergleichsindikatoren nur dem Plasmazyklus ausgesetzt wurden. Die Daten dieser Versuche sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
Diese Daten sind in Fig. 3 aufgetragen und zeigen, dass Bacillus circulans gegenüber der Behandlung im Plasmaverfahren ebenso resistent ist wie Bacillus subtilis.

Beispiel 3

Ein weiterer Versuch wurde ähnlich den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen (jeweils dreifach) durchgeführt, wobei jedoch ein Peressigsäure-Dampfzyklus, gefolgt von dem Zyklus mit Plasmageneriertem oxidierendem Gasgemisch durchgeführt wurde.
Außerdem wurde ein Vergleich mit zwei weiteren Organismen angestellt. In Tabelle 3 sind diese Daten angegeben, während Fig. 1 die typische Überlebenskurvenanalyse einer Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zu drei anderen Organismen illustriert. Tabelle 3
Die D-Werte für B. circulans im kombinierten Verfahren (Peressigsäure-Dampfzyklus, gefolgt von Plasmaphasenzyklus) lagen im Bereich von 1,7 bis 2,4 min.

Beispiel 4

Die Populations- und Resistenzstabilität von Ausführungsformen biologischer Indikatoren gemäß vorliegender Erfindung wurden untersucht, da es wichtig ist, dass ein bekanntes, vorhersehbares, stetiges Maß an Resistenz während einer entsprechenden Lagerzeit beibehalten wird. In Tabelle 4 sind die aus den Stabilitätsuntersuchungen der biologischen Indikatoren während einer Lagerzeit von acht Monaten erhaltenen Daten (bei Umgebungsbedingungen) angegeben. Tabelle 4
* Die angegebene Population stellt die gemittelten Zählungen einer Minimalmenge von sechs (6) einzelnen biologischen Indikatoren dar, die jeweils in Dreifachansätzen ausplattiert worden waren.
Diese Daten zeigen die Lagerstabilität von auf Papierträgern getrockneten B. circulans- Sporen bei Umgebungstemperatur; es ist eine Lagerstabilität über einen Zeitraum von acht Monaten oder länger bis zum Ablauf des Produkts zu erkennen.
Die Ausführungsformen biologischer Indikatoren gemäß vorliegender Erfindung werden als Fixbestandteil bei der Bewertung von Sterilisationszyklen mit oxidierendem Gas und Routineüberwachungsprogrammen angesehen und können quantitativ eingesetzt werden, um zu zeigen, dass Sterilisation erzielt wurde. Die bekannten Populations- und Resistenz-Werte der erfindungsgemäßen Ausführungsformen können herangezogen werden, um Sterilisationsversicherungen mit jeder beliebigen Wahrscheinlichkeit abzugeben, und liefern ein bekanntes, vorhersehbares, stetiges Maß an Resistenz über eine angemessene Lagerzeit bei Umgebungstemperatur.

Claims

1. Biologischer Indikator, umfassend:

eine ausgewählte Anzahl an lebensfähigen Sporen eines Organismus, wobei der Organismus Bacillus circulans ist;

einen Träger, in den die Sporen eingeimpft sind; und

eine Packung für den beimpften Träger, wobei die Packung einen Abschnitt mit ausreichender Durchlässigkeit umfasst, damit eine sterilisierende Menge an Gas oder Dampf mit den Sporen in Kontakt treten kann, wobei die Packung im Wesentlichen Bakterien-undurchlässig ist.

2. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin die ausgewählte Anzahl an Sporen im Bereich von 5 · 10&sup5; bis 5 · 10&sup6; liegt.

3. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin der Organismus Bacillus circulans ATCC 61 miteinschließt.

4. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin der Träger aus einer adsorbierenden Matrix besteht und die Sporen daran adsorbiert und/oder darin perfundiert sind.

5. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin der durchlässige Packungsabschnitt gasförmiges Oxidationsmittel einlässt.

6. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin der durchlässige Packungsabschnitt unter reduziertem Druck Peressigsäure-Dampf und/oder ein gasförmiges Gemisch zweier oder mehrerer von Argon, Helium, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff einlässt.

7. Biologischer Indikator nach Anspruch 6, worin der reduzierte Druck von 13,3 bis 1.330 Pa (0,1 bis 10 Torr) beträgt.

8. Biologischer Indikator nach Anspruch 5, worin der Packungsabschnitt die sterilisierende Menge weniger als 5 min nach dem Einwirken derselben auf die Packung einlässt.

9. Biologischer Indikator nach Anspruch 1, worin die Packung flexibel ist.

10. Biologischer Indikator nach Anspruch 9, weiters umfassend eine Menge an Wachstumsmedium für die Sporen, wobei das Wachstumsmedium innerhalb der Packung angeordnet und durch ein zerbrechliches Element von den Sporen getrennt ist.

11. Biologischer Indikator nach Anspruch 10, worin das zerbrechliche Element ausreichend dichtend konstruiert ist, um das Wachstumsmedium in der Packung einzuschließen, bis eine Kraft auf die Packung einwirkt, die ausreicht, um das Element zum Bersten zu bringen.

12. Verfahren zum Überwachen eines Sterilisationsverfahrens, umfassend:

das Anordnen eines biologischen Indikators in einer Sterilisationskammer, wobei der biologische Indikator eine ausgewählte Anzahl an lebensfähigen Bacillus circulans- Sporen umfasst;

das Einwirkenlassen eines sterilisierenden Gases auf den biologischen Indikator;

das Entfernen des biologischen Indikators aus der Sterilisationskammer und das Inkubieren des Trägers unter Sporenwachstumsbedingungen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin der Schritt des Einwirkenlassens das Einwirkenlassen eines oxidierenden Gases umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 12, worin der Schritt des Einwirkenlassens das Einwirkenlassen von Peressigsäure-Dampf, Wasserstoffperoxid-Dampf, eines Gemisches aus Peressigsäure- und Wasserstoffperoxid-Dampf und/oder eines aus einem Gasgemisch aus Sauerstoff und einem oder mehreren von Argon, Helium, Stickstoff und Wasserstoff erzeugten Plasmas umfasst.

15. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Sterilisationskammer vor dem Schritt des Einwirkenlassens evakuiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, worin die Evakuierung bis Zu einem reduzierten Druck von 13,3 bis 1.330 Pa (0,1 bis 10 Torr) erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Anzahl an überlebenden Sporen unter Sporenwachstumsbedingungen als Funktion der Dauer des Schritts des Einwirkenlassens bestimmt wird.