Validación térmica: garantía de esterilidad en la fabricación de productos sanitarios, farmacéuticos y alimentarios

Garantizar la esterilidad es fundamental en la asistencia sanitaria, la fabricación de productos farmacéuticos y el procesamiento de alimentos. La contaminación de los productos no solo supone una amenaza para la seguridad de los pacientes y la salud pública, sino también una importante fuente de responsabilidad económica debido a las retiradas de productos y las sanciones reglamentarias. En este contexto, la validación térmica desempeña un papel fundamental a la hora de confirmar que los procesos de esterilización son coherentes, eficaces y conformes con las normas internacionales.

¿Qué es la validación térmica?

La validación térmica mide y verifica la distribución de la temperatura dentro de un entorno específico, como esterilizadores, autoclaves o cámaras controladas, para confirmar que el sistema alcanza y mantiene de forma constante la temperatura requerida durante el tiempo especificado. Este proceso garantiza condiciones térmicas uniformes, mantiene la integridad del producto y cumple con las normas reglamentarias.

Al documentar el rendimiento del sistema, la validación térmica demuestra su fiabilidad, reproducibilidad y funcionamiento constante, lo que la convierte en un componente fundamental del control de calidad en las operaciones farmacéuticas, biotecnológicas y de laboratorio.

Cuando la temperatura es importante: vapor, calor, EtO, VHP y plasma

La temperatura es una de las variables más influyentes en la esterilización, ya que controla directamente las tasas de eliminación de microbios, la cinética de las reacciones químicas, la presión de vapor y el comportamiento de la condensación, e interactúa con otros parámetros críticos (tiempo, humedad, presión y concentración del esterilizante). Por ello, el control térmico y la validación son fundamentales para demostrar que un proceso es eficaz, repetible y conforme.

Las siguientes breves descripciones de los métodos resumen las consideraciones típicas sobre la temperatura y las medidas prácticas para garantizar una validación térmica sólida.

• Esterilización con vapor
• Esterilización por calor seco
• Esterilización con gas de óxido de etileno (EtO)
• Procesos con peróxido de hidrógeno vaporizado (VHP) y ácido peracético
• Esterilización por plasma (por ejemplo, plasma de H2O2)

Esterilización con vapor

El método más utilizado es la esterilización con vapor (calor húmedo): utiliza vapor saturado a presión para desnaturalizar y coagular las proteínas y enzimas microbianas, inactivando así los microorganismos. La eficacia y la reproducibilidad se garantizan mediante la validación y la supervisión rutinaria: cualificación de la instalación/operativa/rendimiento (IQ/OQ/PQ), pruebas de penetración del vapor (especialmente para cargas densas y dispositivos con lúmenes), verificación de la eliminación de aire (por ejemplo, pruebas Bowie-Dick o equivalentes para esterilizadores de prevacío) y mapeo térmico/mapeo de temperatura de la cámara del esterilizador y cargas representativas. La supervisión rutinaria utiliza indicadores biológicos (normalmente esporas de Bacillus/Geobacillus stearothermophilus), indicadores químicos y registros físicos (tiempo, temperatura, presión). Los parámetros del ciclo, el embalaje y los requisitos de secado deben definirse y validarse en función del tipo de carga, los lúmenes de los instrumentos y la compatibilidad de los materiales.

Esterilización por calor seco

La esterilización por calor seco utiliza aire caliente y seco para inactivar los microorganismos mediante el daño oxidativo y la desecación de los componentes celulares. Requiere temperaturas sustancialmente más altas y tiempos de exposición más largos que la esterilización por calor húmedo, y es especialmente adecuada para artículos termoestables, como cristalería o instrumentos metálicos. La validación y el control rutinario incluyen IQ/OQ/PQ, estudios de mapeo térmico y perfil de carga, uso de indicadores biológicos apropiados (por ejemplo, esporas de Bacillus atrophaeus para calor seco) y registros físicos de temperatura/tiempo.

Esterilización con óxido de etileno

La esterilización con óxido de etileno (EtO) utiliza óxido de etileno gaseoso para inactivar los microorganismos, incluidas las esporas bacterianas, en artículos sensibles al calor y la humedad, como muchos plásticos, elastómeros y dispositivos médicos delicados. El EtO es muy eficaz y penetra en los envases y en geometrías complejas e s, pero el proceso requiere un control de la temperatura, la humedad, la concentración de gas y el tiempo de exposición, seguido de una aireación validada para eliminar los residuos tóxicos. Aunque el EtO es compatible con muchos materiales, puede alterar o dañar algunos polímeros, adhesivos o recubrimientos; su uso está sujeto a estrictos controles de seguridad y normativos, ya que el EtO es inflamable y una sustancia tóxica/sospechosa de ser cancerígena.

Procesos con peróxido de hidrógeno vaporizado (VHP) y ácido peracético

La esterilización con peróxido de hidrógeno vaporizado (VHP) y ácido peracético utiliza oxidantes en fase de vapor para inactivar los microbios y es muy adecuada para dispositivos complejos y sensibles al calor. La temperatura controla la presión del vapor y determina si el esterilizante permanece en fase gaseosa o se condensa en las superficies, lo que afecta directamente a la penetración y la disponibilidad de la superficie. También influye en la cinética de la reacción e interactúa con la humedad relativa, dos factores críticos para una actividad biocida predecible. Un control deficiente de la temperatura o una condensación no deseada pueden aumentar los residuos y acelerar la degradación de los materiales en polímeros, adhesivos o contactos eléctricos. Por lo tanto, es esencial contar con perfiles de temperatura y humedad relativa validados, pruebas de compatibilidad de materiales y una supervisión sólida del proceso para lograr la esterilidad sin comprometer la integridad del producto.

Esterilización por plasma (por ejemplo, plasma de H2O2)

La esterilización por plasma (por ejemplo, plasma de H2O2) utiliza plasma energético para producir especies reactivas que inactivan los microorganismos y es muy adecuada para el procesamiento a baja temperatura de dispositivos complejos y sensibles al calor. La temperatura influye en la generación, la estabilidad y la reactividad de las especies de plasma, por lo que incluso cambios modestos pueden alterar la eficacia biocida. También afecta a la cinética de la reacción e interactúa con otras variables del proceso (presión, flujo de gas, humedad), determinando la penetración en las grietas y la cobertura de la superficie. El calentamiento local o las fluctuaciones de temperatura pueden aumentar la tensión del material o acelerar la degradación de polímeros, recubrimientos, adhesivos y contactos electrónicos.

El flujo de trabajo de validación: una guía paso a paso

Utilice esta guía para planificar, ejecutar y mantener la validación térmica de los procesos de esterilización. Siga cada paso, documente las decisiones y los criterios de aceptación por adelantado, e involucre a las partes interesadas de diferentes departamentos (ingeniería, control de calidad, fabricación) durante todo el proceso.

1. Planificación y preparación

• Defina el alcance, los objetivos y los criterios de aceptación (incluya los peores escenarios posibles).
• Realice una evaluación de riesgos e identifique los parámetros críticos del proceso y las configuraciones de carga.
• Redacte protocolos de validación y planes de prueba (IQ/OQ/PQ) y enumere las normas e instrumentos necesarios.

2. Cualificación de la instalación (IQ)

• Verifique que los equipos y servicios públicos estén instalados según las especificaciones del fabricante.
• Registre los números de serie, los detalles de instalación y el estado de calibración de todos los sensores/registradores.

3. Cualificación operativa (OQ)

• Demuestre que el esterilizador y los sistemas de control funcionan dentro de los puntos de ajuste previstos.
• Verifique las alarmas, la lógica de control, la captura de datos y la reproducibilidad. Calibre y documente los instrumentos.

4. Cualificación del rendimiento (PQ) y mapeo térmico

• Realizar pruebas de PQ con cargas representativas de la producción y las peores ubicaciones posibles.
• Realizar el mapeo térmico, colocar dispositivos de prueba de procesos (PCD) y utilizar indicadores químicos/biológicos según corresponda.
• Predefinir el número de pruebas satisfactorias necesarias y los límites de aceptación.

5. Análisis de datos y elaboración de informes

• Analice los datos de series temporales (temperatura, humedad relativa, presión) y los resultados de los indicadores; aplique controles estadísticos.
• Investigar las desviaciones, realizar análisis de las causas fundamentales y documentar las medidas correctivas.
• Compilar un informe de validación completo con conclusiones y recomendaciones.

6. Aceptación, lanzamiento e implementación

• Obtener la aprobación de control de calidad y lanzar formalmente los ciclos validados.
• Actualizar los procedimientos operativos estándar, los planes de control y la formación de los operadores; implementar la supervisión rutinaria durante el proceso.

7. Documentación y mantenimiento de registros

• Almacenar los protocolos, los datos brutos, los registros de calibración y los informes de validación en un sistema controlado con reglas de versionado y retención.
• Garantizar la preparación para auditorías y la trazabilidad.

8. Control de cambios y revalidación

• Definir los factores desencadenantes de la revalidación (cambios en los equipos o procesos, eventos adversos, calendario periódico).
• Ejecute la recalificación después de cambios significativos o según el calendario del ciclo de vida.

9. Compatibilidad de materiales e integridad del producto (paralelo)

• Realizar pruebas de compatibilidad de materiales y pruebas funcionales (mecánicas, eléctricas, visuales, de residuos) para confirmar la integridad del producto después de la esterilización.
• Abordar los resultados antes de aprobar el uso rutinario.

Consejos prácticos

• Establezca criterios de aceptación antes de realizar las pruebas, no modifique los límites de aprobado/suspenso.
• Asegúrese de la sincronización horaria y la asignación de ubicaciones de todos los registradores.
• Incluya la trazabilidad de la calibración y los metadatos en los informes.
• En el caso de los conjuntos sensibles al calor y la humedad (por ejemplo, conectores, conjuntos de cables), comience las pruebas de materiales con antelación y documente cualquier medida de mitigación.

¿Por qué es importante la validación térmica?

• Cumplimiento normativo: demuestra el cumplimiento de las normativas aplicables, las buenas prácticas de fabricación y las normas pertinentes, y proporciona pruebas para las presentaciones e inspecciones reglamentarias.
• Rendimiento fiable y lanzamiento del producto: demuestra que el proceso es reproducible y respalda decisiones de lanzamiento sólidas.
• Garantía de calidad e integridad del producto: garantiza la seguridad microbiológica al tiempo que protege las propiedades materiales, funcionales y de estabilidad a lo largo del ciclo de vida del producto.
• Mitigación de riesgos: reduce la probabilidad de retiradas, desviaciones, eventos adversos y costosas medidas correctivas.
• Preparación para auditorías e integridad de los datos: crea registros trazables y bien documentados (incluidos datos brutos y metadatos) necesarios para auditorías e inspecciones.
• Control del ciclo de vida: define los desencadenantes del control de cambios, los criterios de revalidación y la recalificación periódica para mantener el cumplimiento a largo plazo.
• Protección del negocio y la reputación: ayuda a evitar pérdidas financieras y preserva la confianza de los clientes y las partes interesadas.

Cálculos de letalidad: el núcleo científico

El proceso de validación térmica también implica la modelización matemática de las tasas de eliminación microbiana. Los cálculos de letalidad cuantifican la eliminación microbiana acumulativa a partir de un perfil de temperatura y tiempo, y son una parte fundamental de la validación térmica.

Términos clave:

• Valor D (D): tiempo (normalmente minutos) a una temperatura específica para lograr una reducción de 1 log (90 %) en la población.
• Valor z (z): cambio de temperatura (°C) que modifica el valor D en un log (factor de 10).
• Valor F (letalidad, F): efecto letal acumulativo expresado como minutos equivalentes a una temperatura de referencia Tref. Forma continua: F = ∫ 10^{(T(t) − Tref)/z} dt. Aproximación discreta: F ≈ Σ 10^{(T_i − Tref)/z} · Δt.
• F0: F referenciado a 121,1 °C (normalmente se indica utilizando z = 10 °C, pero siempre deben declararse Tref y z).

Advertencias clave/puntos prácticos:

• Los modelos de letalidad permiten demostrar un SAL objetivo (por ejemplo, 10^-6), pero NO sustituyen a las pruebas empíricas de PQ, los mapas térmicos y los indicadores químicos/biológicos (CI/BI).
• Los modelos suelen asumir una inactivación log-lineal; los sistemas reales pueden mostrar comportamientos laterales, colas o no lineales y se ven influidos por la transferencia de calor, la humedad, la configuración de la carga y los efectos de los materiales.
• Informe de Tref y z cada vez que informe de F; valide los modelos con datos PQ/indicadores; incluya la compatibilidad de los materiales y los resultados de BI/CI en la justificación general.

Soluciones de validación de Kaye

Kaye Instruments ofrece un conjunto de productos diseñados para una validación térmica precisa, que combinan tecnología cableada e inalámbrica con accesorios esenciales y herramientas de generación de informes:

• AVS: un sistema todo en uno de mapeo de temperatura y validación térmica con monitorización continua y de alta precisión para cualquier tipo de ejercicio de mapeo térmico.
• ValProbe RT: el Kaye ValProbe RT es un sistema de validación térmica inalámbrico de última generación centrado en un registrador de datos inalámbrico de alto rendimiento, que ofrece un mapeo de temperatura preciso, fiabilidad y cumplimiento para las industrias farmacéutica y biotecnológica.
• Equipos de calibración: calibradores de bloque seco y baño líquido que sirven como referencias de calibración primarias para sensores y sistemas, lo que garantiza mediciones precisas y trazables.
• Accesorios: sensores de alta precisión, conectores, soportes y herramientas de calibración para respaldar las configuraciones de monitorización.
• Herramienta de informes comunes: la herramienta de informes comunes de Kaye transforma los archivos de estudio de Validator AVS y ValProbe RT en informes de validación totalmente conformes, consolidados y sin papel, lo que agiliza la documentación, fusiona múltiples estudios y garantiza la eficiencia de los flujos de trabajo farmacéuticos y biotecnológicos.

Estos productos garantizan mediciones precisas, una monitorización eficaz y la generación de informes sin fisuras para cumplir con las normas reglamentarias.

Conclusión

La validación térmica es tanto una necesidad reglamentaria como una garantía científica. Al confirmar que los procesos de esterilización son precisos, coherentes y están documentados, garantiza el cumplimiento, reduce el riesgo y protege la seguridad de los pacientes. Las organizaciones que aplican protocolos de validación térmica estructurados no solo cumplen las normas internacionales, sino que también refuerzan la confianza, minimizan los riesgos operativos y garantizan la calidad de los productos en los sectores sanitario, farmacéutico y alimentario.

Kaye Instruments Con más de 65 años en el sector, ha sido pionera en soluciones de validación térmica, combinando instrumentación fiable, servicios expertos y software avanzado para respaldar procesos de esterilización seguros y conformes con la normativa.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué es la validación térmica en términos sencillos?

La validación térmica es el proceso documentado de medir y verificar, utilizando sensores calibrados y criterios de aceptación definidos, que un sistema de esterilización alcanza y mantiene de forma constante el perfil de tiempo-temperatura requerido (y, cuando procede, la humedad/presión) en toda la carga del producto. Demuestra la reproducibilidad y respalda las decisiones de lanzamiento de productos (marco IQ/OQ/PQ).

P2: ¿Por qué es importante la validación térmica en el sector farmacéutico y sanitario?

Porque pequeñas fluctuaciones de temperatura o ambientales pueden comprometer la inactivación microbiana y la integridad del producto. La validación demuestra un rendimiento de esterilidad reproducible, respalda el cumplimiento normativo, permite la liberación segura del producto y reduce el riesgo de retiradas, incidentes de seguridad de los pacientes y costosas medidas correctivas.

P3: ¿Qué es el nivel de garantía de esterilidad (SAL)?

El SAL es la probabilidad de que una sola unidad esterilizada siga sin estar esterilizada (es decir, que contenga un microorganismo viable) después del proceso de esterilización. Un objetivo común para muchos dispositivos médicos estériles es SAL = 10⁻⁶ (uno entre un millón), pero el objetivo debe justificarse en función del riesgo del producto y la normativa aplicable. El SAL se establece mediante datos de validación (letalidad térmica, indicadores biológicos/químicos, PQ), no mediante observación directa.

P4: ¿Con qué frecuencia se debe realizar la validación térmica?

Realice una validación completa en el momento de la instalación y la puesta en marcha (IQ/OQ/PQ) y vuelva a realizarla siempre que se produzcan cambios que puedan afectar al rendimiento (equipos, parámetros del proceso, carga/configuración, reubicación, reparaciones importantes). La frecuencia de la revalidación debe basarse en el riesgo y documentarse (lo habitual es una vez al año para los sistemas críticos, pero no es un requisito universal). Además, implemente una verificación rutinaria y una supervisión continua, según corresponda, para detectar desviaciones y activar la recalificación.