Validierung der Reinigung von da Vinci Instrumenten

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1 Validierung der Reinigung von da Vinci Instrumenten Dr. Urs Rosenberg 5. Februar 2015 Validierung der Reinigung Definition: Dokumentierter Beweis dass der Reinigungsprozess die spezifizierten Anforderungen (Akzeptanzkriterien) reproduzierbar im praktischen Einsatz erfüllt. Vereinfacht: Nachweis, dass der Prozess hält was er verspricht Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 1

2 Einflussfaktoren Einsatz Vorbehandlung Transport Reproduzierbarkeit? Vorreinigung Demontage Endreinigung Standardisierung Eine Maschine oder ein Roboter kann eine Tätigkeit absolut gleichbleibend und ohne Ermüdung tausende Male wiederholen. Der Instrumentenaufbereitungszyklus wird aber nicht von einem Roboter abgearbeitet. Menschliche Handlungen können jedoch standardisiert werden. Die Grundlage der Standardisierung sind Standardarbeitsanweisungen (SOP) und Checklisten. Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 2

3 Arbeitsablauf - Grobbeschrieb Vorbereitung im OP Transport zur ZSVA Vorbereitung zur maschinellen Reinigung 1. Einweichen und Füllen 2. Spülen 3. Spitze besprühen 4. Bürsten 5. Abspülen Maschinelle Reinigung und thermische Desinfektion im RDG Standardarbeitsanweisung (SOP) Bsp.: 1. Einweichen und Füllen Instrumente vollständig in ph-neutralen bis mildalkalischen, enzymatischen Reiniger (ph 11) eintauchen. Auffüllen des Instruments via den Hauptspülanschluss mit mindestens 15 ml des gleichen Reinigungsmittels mit einer Spritze mit Luer-Ansatz. Einweichzeit von mindestens 30 Minuten einhalten. Je exakter die SOP desto reproduzierbarer der Prozess Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 3

4 Wichtig Wichtig Wichtig Standardisierung und/oder Automatisierung sind unabdingbare Voraussetzungen für eine Prozessvalidierung. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, macht eine Validierung keinen Sinn! Standardarbeitsanweisung SN EN ISO Ausschnitt aus dem Inhaltsverzeichnis - Entwurf 2014 Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 4

5 Reinigungsprozess entwickeln Nach Klaus Roth, SMP GmbH Maschinell im RDG Stufe 1 OK nein Manuelle Vorreinigung +Maschinell im RDG Stufe 2 OK nein Stufe 3 Manuelle Vorreinigung + Behandlung im Ultraschall + Maschinell im RDG OK nein Nicht validiert ja ja ja Bestätigen Bestätigen Bestätigen Prozessentwicklung Bsp. 1 Von SMP GmbH durchgeführtes Kooperationsprojekt: 62 Instrumente, 35 Projektpartner Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 5

6 Prozessentwicklung Bsp. 2 Von SMP GmbH durchgeführtes Kooperationsprojekt: 62 Instrumente, 35 Projektpartner Prozess für da Vinci Instrumente Grobbeschrieb Vorbereitung im OP Transport zur ZSVA Vorbereitung zur maschinellen Reinigung 1. Einweichen und Füllen 2. Spülen 3. Spitze besprühen 4. Bürsten 5. Abspülen Maschinelle Reinigung und thermische Desinfektion im RDG Entwickelt durch / im Auftrag von Intuitive Surgical gemäss ISO Validiert im Labor Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 6

7 Validierung in USA vs. in D,A,CH USA Validierung im Labor (ISO 17664). Prüflinge sind künstlich verschmutzte Instrumente. Auf solchen Validierungsstudien basieren die Freigaben von Intuitive Surgical. Beschränkung auf bestimmte RDG s in Kombination mit einer bestimmten Prozesschemie. Deutschland, Österreich, Schweiz Zusätzlich Validierung am Ort des Einsatzes der Instrumente, also im Krankenhaus. Real verschmutzte-, einschliesslich Kauterisationsinstrumente. Auch andere als die vom Hersteller empfohlenen RDG- Prozesschemie-Kombinationen möglich. Validierungsmethodik Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 7

8 Ringversuch - Wiederfindung Validierungsmethodik Beprobungsstellen distales Schaftende und Instrumentenspitze nacheinander. Entnahme aus dem RDG vor thermischer Desinfektion. Untersuchung vor Ort Elution innert 1 h nach Entnahme unmittelbar gefolgt von Proteinnachweis. Versand von Instrumenten gekühlt innert 24 h. Nach Ankunft Lagerung tiefgekühlt. Untersuchung versandter Instrumente davor ca. 2 h angleichen an Raumtemperatur (chambrieren). Untersuchungsart Nicht-zerstörerische oder zerstörerische Prüfung. Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 8

9 Untersuchungsart Instrument wird nach der Prüfung wieder intraoperativ verwendet Instrument am Ende seines Lebens, kein nächster intraoperativer Einsatz Typ I nicht-zerstörerische Prüfung Typ II zerstörerische Prüfung Sequentielle Elution von Instrumentenspitze und Schaft mit gleicher Lösung Getrennte Elution von gekappter Instrumentenspitze und abgelöstem Schaft Vorbedingung Instrumente müssen bei Inspektion mit einer Lupe mit mindestens 4-facher Vergrösserung sauber sein! Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 9

10 Elution der Spitze Typ I 1. Instrument senkrecht fixieren. 2. Spitze in Röhrchen mit 6 ml SDS-Lösung absenken, Stoppuhr starten. 3. Instrument aus der Lösung heben, jeden der vier Steuerungsräder hin und her drehen, 2 weitere Male wiederholen. 4. Instrument wieder in die Lösung absenken. 5. Auf Wirbelmischer 10 s schütteln. 6. Lösung einwirken lassen , 20 und 30 min nach Start der Elution werden die Schritte 3 6 bzw. am Schluss bis 5 wiederholt. 8. Eluat wird mit einer 10 ml Spritze aufgezogen. Betätigung der Steuerungsräder Nicht nur bei der Reinigung, auch bei der Elution ist die Bewegung des Instruments (Steuerungsräder) in allen Freiheitsgraden unabdingbar! Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 10

11 Elution des Schafts Typ I 1. Eluat der Instrumentenspitze in Spülanschluss 1 am Gehäuse injizieren, Stoppuhr starten. 2. Jeden der vier Steuerungsräder hin und her drehen, 2 weitere Male wiederholen. 3. Eluat 3 x aus dem Instrument ziehen und wieder injizieren, einwirken lassen min nach dem Start Eluat wieder aus dem Instrument aufziehen, mit ausgetretenem Eluat im Röhrchen vereinen. 5. Vereintes Eluat wieder injizieren und 30 min nach Start der Elution werden die Schritte 2 5 bzw. am Schluss bis 4 wiederholt. Danach kann der Proteinnachweis erfolgen. Typ II Zerstörerische Prüfung Gehäuse öffnen. 2. Drahtseile an Steuerungsrädern kappen. 3. Spitze aus Schaft ziehen, Crimpröhrchen und elektrische Kabel kappen Spitze visuell auf Rückstände prüfen, wenn OK in Elutionslösung geben. 5. Spitze nach Vorschrift eluieren. 6. Schaft aus dem Gehäuse ziehen, Crimpröhrchen und elektr. Kabel proximal kappen. 7. Schaft einseitig verschliessen und mit Elutionslösung befüllen. 8. Schaft auch auf der anderen Seite verschliessen und nach Vorschrift eluieren. 7 Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 11

12 Instrumentenspitze (1) Crimpröhrchen (2) Drahtseil Proteinnachweis - Photometrie Lösungen gefärbter Moleküle erscheinen umso intensiver gefärbt, je höher die Konzentration der gefärbten Substanz ist. Die Farbempfindung kommt dadurch zustande, dass die gefärbte Substanz Licht ganz bestimmter Wellenlänge absorbiert. Das durchgehende (transmittierte) und auf unser Auge treffende Licht erscheint unserem Gehirn in der Komplementärfarbe. Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 12

13 Photometrie Absorption In der Photometrie (wörtlich Lichtmessung) ist dieses Phänomen deshalb interessant, weil durch Messung der absorbierten Lichtintensität eine quantitative Bestimmung der Konzentration der gefärbten Substanz ermöglicht wird. I 0 = Anfangsintensität des Lichts I = Lichtintensität nach Durchgang durch die Probe Photometer Aufbau eines Photometers L = Lichtquelle M = Monochromator I 0 = Anfangsintensität des Lichts einer bestimmten Wellenlänge I = abgeschwächte Intensität nach Passage der Küvette P = Photozelle Extinktion: Extinktion = Auslöschung = Absorption Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 13

14 Photometer Küvetten-Photometer Mikrotiterplatten-Photometer Proteinnachweis - Methoden BCA Protein Assay (BCA = Bicinchoninsäure) OPA Protein Assay (OPA = ortho-phtalaldehyd) OPA Alkylthio-2-alkylisoindol BCA-Kupfer-Komplex (violett) absorbiert Licht von 562 nm (hellgrün), linear abhängig von der Proteinkonzentration. Alkylthio-2-alkylisoindol (farblos) absorbiert (ultraviolettes) Licht von 340 nm in linearer Abhängigkeit von der Proteinkonzentration. Je höher die Proteinkonzentration desto höher die Absorption oder Extinktion. Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 14

15 Extinktion - Proteinkonzentration Ohne den Vergleich mit einem Proteinstandard keine Protein-Quantifizierung! 1.5 Calibration OPA y = x R 2 = OD 340 nm c (BSA) ug / ml BSA = Rinderserumalbumin Nachweis- u. Bestimmungsgrenze Jede analytische Methode hat ihre Grenzen Die Nachweisgrenze ist eine Entscheidungsgrenze für den qualitativen Nachweis eines Analyten. Die Bestimmungsgrenze ist die kleinste Menge Gehalt einer Probe, die bei vorgegebener statistischer Sicherheit und maximal zugelassener relativer Abweichung quantitativ bestimmbar ist. Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 15

16 Nachweis- u. Bestimmungsgrenze Nachweisgrenze (NWG): Ich habe den Stoff gefunden, traue mich aber nicht zu sagen wie groß der Zahlenwert ist. Bestimmungsgrenze (BG): Ich haben den Stoff gefunden und kann die Konzentration genau genug messen, um sie anzugeben. Nachweisgrenze Die Nachweisgrenze (englisch: limit of detection, LOD) ist die niedrigste noch detektierbare Analytkonzentration. Sie wird oft als Grundrauschen plus die 3-fache Standardabweichung des Grundrauschens definiert. Berechnung aus den Blindwerten: Einfach mehrfach (5-fach oder öfter) eine Leerprobe messen, Mittelwert WB und Standardabweichung SB bestimmen, die Nachweisgrenze ist dann NWG = 3 x SB Harald Renz. Praktische Labordiagnostik Lehrbuch zur Laboratoriumsmedizin, Klinischen Chemie und Hämatologie Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 16

17 Bestimmungsgrenze Die Bestimmungsgrenze oder Quantifizierungsgrenze (englisch: limit of quantitation, LOQ) ist die kleinste Konzentration eines Analyten, die quantitativ mit einer festgelegten Präzision bestimmt werden kann. Erst oberhalb der Bestimmungsgrenze werden quantitative Analysenergebnisse angegeben. Ein Messwert gilt häufig als quantitativ (bestimmt), wenn die Genauigkeit der Messung um den Faktor drei höher (besser) ist als die Genauigkeit der Nachweisgrenze. Nachweis- u. Bestimmungsgrenze Rauschen (Blindwert, Leerprobe) Standarabweichung Blindw. S B =1 Nachweisgrenze (NWG) Signal-Rausch-Verhältnis = 3:1 Bestimmungsgrenze (BG) Signal-Rausch-Verhältnis = 10:1 Signal-Rausch-Verhältnis = 100:1 Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 17

18 Bsp. Resultate Labor-Validierung Proteinnachweis an getrennten Eluaten von Spitze und Schaft von 5mm EndoWrist Instrumenten. Eluatvolumen: Spitze 4 ml; Schaft 3 ml. *) Extinktionswerte über Nachweisgrenze (NWG) jedoch unter Bestimmungsgrenze (BG). NWG / BG - Elutionsvolumen Je grösser das Elutionsvolumen, desto höher die absoluten Nachweis- und Bestimmungsgrenzen Beispiel: NWG = 2.5 μg/ml; BG = 7.5 μg/ml Elutionsvolumen = 6 ml NWG = 6 x 2.5 μg/ml = 15 μg/instrument BG = 6 x 7.5 μg/ml = 45 μg/instrument Zur Erinnerung: Erst oberhalb der Bestimmungsgrenze werden quantitative Analysenergebnisse angegeben. In diesem Fall also nur Werte 45 μg. Die korrekte Angabe für kleinere Werte ist < BG Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 18

19 EndoWrist Instr. Mögl. Probleme Falsch positive Werte bei fabrikneuen Instrumenten. Ursache konnte nicht eindeutig geklärt werden. Kein Abzug von Blindwert bei Validierung dadurch ist Unterschätzung des Proteinrückstands nicht möglich. Trübes Eluat. An einem trüben Eluat ist keine Proteinbestimmung möglich, es sei denn, die Trübung kann durch eine Zentrifugation entfernt werden. Akzeptanzkriterien Vorschlag AG DaVinci: Grenzwert von 3 μg/cm 2 (Flächenbezug). Wert basierend auf Bewertung von Ergebnissen für unterschiedlichste Instrumente bei Validierungen im Verlauf der letzten paar Jahre. ( siehe neue Leitlinien von DGSV / DGKH /AKI) Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 19

20 EndoWrist Instrument 8mm Akzeptanzkriterien für Typ-I-Prüfung Maximaler Restproteingehalt: Distales Arbeitsende plus Schaftinneres: 155 μg Diese Werte ergeben sich durch die bei der Elution erfassten kritischen Oberflächen: i) distales Arbeitsendes (27 x 3 μg = 81 μg) und ii) 6 cm des distalen Schaftbereiches (24 x 3 μg = 72 μg) die rechnerisch erhaltene Summe wurde um 2 μg aufgerundet. Akzeptanzkriterien für Typ-II-Prüfung Maximaler Restproteingehalt: Distales Arbeitsende: 80 μg Schaftinnenraum: 75 μg Validierungsmethode? NEIN! Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 20

21 Schlussbetrachtung AG da Vinci hat Methodik zur Validierung der Reinigung von da Vinci Instrumenten entwickelt. In Ringversuchen unter Beteiligung verschiedener Labore wurde gezeigt, dass die Methodik funktioniert. Validierungslabore haben in der jüngeren Vergangenheit feststellen können, dass bei Einhaltung der von Intuitive Surgical zur Verfügung gestellten Aufbereitungsanleitung, die Akzeptanzkriterien in der Regel erfüllt werden. Validierungen sollten nur von Laboren durchgeführt werden, welche die Methodik der AG da Vinci beherrschen. Der Auftraggeber einer Validierung sollte verstehen, was in einem Validierungsbericht drin steht und Mängel erkennen. Vielen Dank für Ihr Interesse! Die Daten machen überhaupt keinen Sinn, wir werden auf die Statistik zurückgreifen müssen Dr. Urs Rosenberg, Borer Chemie AG 21

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