Les procédés de stérilisation décrits dans la Pharmacopée Européenne

Pour maitriser la contamination, les produits finis peuvent subir une stérilisation terminale.

On parle de stérilisation finale, lorsque la stérilisation a lieu dans le contenant final. Ainsi, la

fabrication et le conditionnement sont réalisés dans des conditions non aseptiques tout en

contrôlant les risques de contaminations croisées ou microbiennes.

Si la stérilisation terminale n’est pas possible, il existe la répartition aseptique avec une

fabrication stérile. La stérilisation peut être obtenue par chaleur sèche ou humide, par des

procédés chimiques (peroxyde d’hydrogène, oxyde d’éthylène) et par filtration.

La pharmacopée européenne décrit plusieurs procédés de stérilisation. (30)

2.2.1. La stérilisation par la chaleur

2.2.1.1. La chaleur humide (30), (32)

La stérilisation par chaleur humide, appelée également par vapeur saturée est la méthode

recommandée par la pharmacopée européenne, lorsque celle-ci est possible. Cette

stérilisation est obtenue par le transfert de chaleur lors de la condensation de l’eau contenue

dans la vapeur saturée sur la surface des articles à stériliser. L’action conjuguée de la chaleur

et de l’humidité entraine une hydrolyse des protéines bactériennes. Cette hydrolyse inhibe le

processus de duplication.

Cette stérilisation par chaleur humide est réalisée dans une enceinte, appelé autoclave.

Les conditions de référence énoncées par la pharmacopée européenne sont de soumettre le

produit à 121°C au minimum pendant 15 minutes. Ce couple température/temps peut être

modifié dans la mesure où il permet d’obtenir un niveau d’assurance qualité (NAS) de 10-6.

De plus, cette assurance de stérilité peut être obtenue par le calcul de la valeur F0. Le F0 est

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microbiologique d’un procédé de stérilisation, exprimée en termes du temps équivalent, en

minutes, à une température de 121,1°C en référence à des micro-organismes présentant une

valeur de z de 10°C. »

F0 = Δt x 10^{𝑇1−𝑇𝑅𝑒𝑓}𝑧

Avec :

 Δt : la durée d’exposition

 T1 : la température d’exposition

 TRef : la température de référence, qui est de 121 °C

 z : la résistance du micro-organisme de référence (Geobacillus stearothermophilus dans le

cas de la stérilisation par chaleur humide) aux variations de température

Un cycle de stérilisation doit permettre d’obtenir un F0 supérieur ou égal à 15 minutes.

2.2.1.2. La chaleur sèche (30), (33)

La stérilisation par chaleur sèche se réalise dans un four ventilé permettant la circulation de

la chaleur dans toute la charge. Elle est généralement réalisée à des températures comprises

entre 160°C et 180 °C. Cette stérilisation est aussi appelée Stérilisation au Poupinel, créateur

du premier stérilisateur à air chaud.

Figure 41 : Etuve du Dr Poupinel pour la stérilisation à air chaud

Son mode d’action est lié à la coagulation et l’oxydation des protéines des micro-organismes.

Selon la pharmacopée européenne, la stérilisation par la chaleur sèche se réalise à 160°C

pendant une exposition minimale de 2h. Tout comme pour une stérilisation par chaleur

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humide, ce couple température/temps peut être ajusté dans la mesure où il permet d’obtenir

un NAS de 10-6.

Cette technique présente l’inconvénient d’être bien plus longue qu’un traitement par chaleur

humide. En effet, l’air chaud véhicule moins de calories que la chaleur humide, ce qui explique

un temps de chauffage plus long.

2.2.2. La stérilisation par irradiation (30), (33)

La stérilisation par irradiation est aussi appelée la radiostérilisation. Cette technique de

stérilisation repose sur l’exposition d’un produit à un rayonnement ionisant. Ce rayonnement

ionisant peut être des rayons X ou gammas et des électrons accélérés.

Le rayonnement est alors absorbé par le produit, ce qui entraine une excitation des atomes

composant les molécules. L’inactivation des micro-organismes peut se produire selon deux

mécanismes :

 Par ionisation directe d’un composant vital de la cellule, comme l’ADN par exemple,

 Par l’action de radicaux libres au sein de la cellule.

La grandeur physique caractérisant la stérilisation par irradiation est la dose d’énergie

absorbée. Elle correspond à la quantité d’énergie absorbée par le matériau rapporté par kg

du produit stérilisé. Elle s’exprime en gray, 1Gy correspond à 1 J/kg.

La pharmacopée européenne définit la dose d’énergie absorbée de référence à 25 kGy, ce qui

permet d’obtenir un NAS de 10-6.

2.2.3. La stérilisation par les gaz (30)

Cette technique de stérilisation repose sur l’exposition du produit à stériliser à des agents

stérilisateurs gazeux dans une enceinte étanche.

La stérilisation par les gaz est réalisée par deux types d’agents stérilisateurs :

 Les agents alkylants :

L’alkylation consiste à transformer en fonction alcool les hydrogènes de certaines fonctions,

telles que les fonctions aminos, carboxyles et sulfhydryle. Cette alkylation se produit au niveau

des bases puriques des acides nucléiques.

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L’oxyde d’éthylène est un agent alkylant utilisé lors de la stérilisation par les gaz. Il s’agit d’un

composé très toxique présentant des effets cytotoxiques, carcinogènes et mutagènes. De part

cette toxicité, il est important de s’assurer de la désorption de l’oxyde d’éthylène.

 Les agents oxydants :

Le péroxyde d’hydrogène et l’acide péracétique sont des agents oxydants utilisés lors d’une

stérilisation par gaz.

Une stérilisation par gaz est composée de trois étapes : préconditionnement, stérilisation et

aération de sorte à éliminer l’agent stérilisant à l’issue de la stérilisation. Les paramètres de

ces trois étapes doivent permettre d’obtenir un NAS de 10-6.

2.2.4. La filtration stérilisante (30)

La filtration stérilisante est réalisée pour des gaz ou des liquides. Elle est réalisée grâce au

passage du produit à travers une membrane microporeuse présentant des pores de 0,22 µm

de diamètre.

Cette méthode n’entraine pas une inactivation des micro-organismes comme les méthodes

précédentes, mais une élimination des contaminants du produit à stériliser.

Les membranes stérilisantes doivent être stérilisées avant toute filtration par vapeur saturée.

Plusieurs paramètres sont suivis lors d’une filtration stérilisante :

 La contamination microbienne avant stérilisation

 La durée de filtration

 Le volume filtré

 La pression exercée

 Les résultats de tests d’intégrité des filtres après stérilisation, afin de s’assurer de

l’intégrité du filtre.

2.2.5. Le traitement aseptique (30)

Les méthodes décrites précédemment sont des méthodes permettant d’obtenir la stérilité

d’un produit. Le traitement aseptique permet d’obtenir un produit stérile grâce à l’utilisation

de composants stériles entrant dans sa fabrication. Ces composants stériles sont obtenus

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grâce aux procédés décrits précédemment. La fabrication doit être réalisée dans un

environnement aseptique afin d’éviter toute contamination microbienne.

Ce traitement aseptique peut être utilisé à plusieurs étapes de la production d’un produit

stérile :

 Lors de la fabrication, avec le mélange aseptique des composants stériles

 Lors du conditionnement, avec le remplissage et la fermeture des contenants dans des

conditions aseptiques.

Ce traitement aseptique nécessite une maitrise de l’environnement, du matériel, du procédé

et du personnel.

La validation d’un tel procédé est réalisé via des simulations de fabrication ou de

conditionnement avec du milieu de culture. Ce milieu est par la suite incubé pour détecter

toute pousse microbienne.

2.3. Application des procédés de stérilisation de la Pharmacopée Européenne

Dans le document UNIVERSITE TOULOUSE III PAUL SABATIER (Page 46-50)