Einflussfaktoren auf die maschinelle Reinigung von chirurgischen Instrumenten - Ergebnisse messen und sichern

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1 Einflussfaktoren auf die maschinelle Reinigung von chirurgischen Instrumenten - Ergebnisse messen und sichern Dipl. Ing. Gerhard Kirmse Leiter Qualitätsmanagement After Sales

2 Validierung von Reinigungsprozessen Hersteller Instrument Validierungs-Prozess (Einzelinstrument) Prüfung Herstellerangaben nach DIN EN ISO nicht akzeptiert von Zulassungsbehörden parametrischer Vergleich Zertifizieren, Auditoren Anwender Prüfkörper Realinstrumente Klinik-Prozess parametrische Überwachung (Gesamtbeladung) Prüfung Abweichende Ergebnisse vereinfachte Prozesse führen auch zum Erfolg kein zufriedenstellendes Ergebnis Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 2

3 Validieren Messen wir richtig? Haben wir die richtigen Messverfahren? Brauchen wir zusätzliche Messverfahren? Oder kommen wir mit weniger Aufwand aus? Sind wir nur effizient oder effektiv? Ziel 40 km Ziel 5 km Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 3

4 Welche Faktoren beeinflussen das Prüfergebnis? 1 Anschmutzung 2 Geometrie 3 Ablöseverfahren 4 Messverfahren 5 (manuelle Vorreinigung) 6 Sprühbild / Pumpenleistung / Umwälzung 7 Beladung (Dichte / Schatten) 8 Position (Mitte / Ecke) 9 Ebene 10 Vorspülen (Dauer / 1x bzw. 2x) 11 Reiniger 12 Dosierung 13 Druck 14 Temperatur der Reinigung 15 Aufheizzeit Reinigung 16 Haltezeit Reinigung 17 Wasserqualität Methode: systematische statistisch abgesicherte Untersuchung aller Einflussfaktoren Promotion an der Ziel: bessere Vorhersage bessere Hilfestellung vereinfachte Prüfung Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 4

5 Prüfverfahren für Reinigungsleistung Analyse Prüfverfahren Prüfanschmutzungen Prüfgeometrie Ablöseverfahren Messverfahren Crile Klemme reaktiviertes Schafsblut 100µl Beispiel Leitlinie Vergleich zu Reinigungsund Nachweisverfahren sowie Validierungen in der pharmazeutischen Industrie Biuret -Test Reinigungsprozess Wiederfindungsrate Elution SDS 1% Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 5

6 Mögliche Verfahren Grenzwert? Anschmutzung DIN EN ISO reaktiviertes Schaftsblut Citratblut Edingburgh Soil Koller Brei Knochenmehl Kunst-Anschmutzungen Geometrie reales Instrument Spaltprüfkörper Gelenkprüfkörper Lumen-Prüfkörper Sinter-Prüfkörper Filterpapier Platindraht Glasplättchen Edelstahlplättchen. Prüfverfahren Visuell Visuell mit Anfärben Proteinmessung Biuret mit SDS Elution BCA mit SDS Elution OPA mit SDS Eluton BCA mit Swab Peroxidase mit Swab Ninhydrin mit Swab Radionuklid-Methode Total organischer Kohlenstoff (TOC) Adenosin-Triphosphat (ATP) Mikrobiologie Tierversuch Realitätsnah? praktische Vorteile? Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 6

7 Grenzwerte Protein: Richtwert 100µg (Leitlinie DGSV) Protein: Grenzwert 100µg (Risikobetrachtung RKI Richtlinie, Durchschnitt 20 Instrumente, Übertragung auf den nächsten Patienten) Protein: 6,4µg /cm 2 Oberfläche (M. Alfa, Kanada) Visuell: 95% Instrumente visuell sauber (DIN EN ISO Teil 5 A) Mikrobiologie: Reduktion um 5 log Stufen (analog zu EN 13727) Mikrobiologie: Reduktion um 2-3 log Stufen (analog zu ASTM E ) < 100µg vor Reinigung Risikobasierter Ansatz: unschädliche Menge Machbarkeits-Ansatz: mit vernünftigem Aufwand möglich < 100µg kaum erreichbar Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 7

8 Untersuchte Methoden: vorgefertigte Kombinationen aus Prüfkörper und Prüfanschmutzungen qualitatives Ablesen in 3-5 Stufen einfache, schnelle und preiswerte Prozessüberprüung Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 8 Anforderungen für reale Instrumente und Prüfkörper einsetzbar in Klinik und Labor einsetzbar weiter Messbereich, proportionale Anzeige (für Prozessoptimierung) einfache Handhabung möglichst hohe Wiederfindung einfache Handhabung kostengünstig möglichst anlog zu praktischen Bedingungen auch nach thermischer Desinfektion einsetzbar hohe Zuverlässigkeit, Reproduzierbarkeit

9 Untersuchte Methoden 2 Anschmutzung Reaktiviertes Schafsblut Kunstanschmutzung A visuell nachweisbar einfachere Handhabung Prüfgeometrie Skalpellgriffe: keine Herausforderung Crile Klemme zerlegbarer Prüfkörper definierter Spalt visuelle Prüfung einfach eluierbar Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 9

10 Untersuchte Methoden 3 Proteinanalyse Biuret Test: zum Vergleich (kleiner Messbereich, geringe Eluatmenge) OPA: zu schwierig zu handhaben, nur Labor BCA Test :am besten bewährt (Inkubation) visuelle Prüfung (zerlegbare Prüfkörper) TOC: erfasst alle Organik (hohe Empfindlichkeit, Elution Phosphorsäure) ATP: bislang ohne vernünftige Ergebnisse Elution alkalisierte SDS, ph 11 / Phosphorsäure Ultraschallbad 55 C, 30min ggf mit Bewegung, in Glas oder Beutel Swab Tests: nur an zugängliche Flächen nur in Stufen (3-5) eher punktuell => Differenzierung unklarer Verfärbungen Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 10

11 Evaluierung der Verfahren Teil 1 empirische Standardabweichung Messbereich Wiederfindungsrate (2) Prüfkörper reaktiviertes Schafsblut 100µl Blut ~1:100 versch. Konz / Menge verschiedene Testverfahren Crile Klemme Trocknung 55 C / 85 C Reinigungsprozess Wiederfindungsrate (3) Elution Prüfkörper Blindwert (1) reaktiviertes Schafsblut Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 11

12 Ausflug in die Statistik Standardabweichung (s): Verteilung der Messwerte 68,2%: +/- 1s 95,4%: +/- 2s 99,7%: +/- 3s Signifikanz. wie Wahrscheinlich ist ein Zusammenhang zwischen Prozessparameter und Ergebnis statistische Tests Wahrscheinlichkeit 95% Trennschärfe: wie groß muss der Unterschied zwischen zwei Prozessergebnissen A+B sein, damit er noch erkannt wird A B Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 12

13 Ergebnisse der Versuche Elution nach Leitlinie der DGSV mit Biuret-Test Proteinbelastungen von 100µg sind nur mit 2ml Eluat detektierbar, Messbereich µg real der Test zeigt insgesamt deutlich zu niedrig an die Standardabweichung ist hoch, s=12µg (real noch höher) liefert nur eine Wiederfindung von 59,5%, s=16,6% Elution mit SDS im Ultraschall bei 55 C, Messung mit BCA- Methode Messbereich von µg mit 5ml Eluat möglich die Standardabweichung s=4,6µg (OPA ~3µg) Wiederfindungsrate 94,7%, s=6,74% generell besteht eine Chargen-Abhängigkeit bei Blut Prüfkörper haben Blindwerte von ca. 15µg, s=5,5µg Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 13

14 Ergebnisse der Versuche 2 Messung mit TOC (Gesamt-Organischer-Kohlenstoff) sehr empfindlich, 30ml Eluatmenge möglich empfindlich hinsichtlich Blindwert (incl. Öl) -30% des Messwerts sehr präzise, kaum Chargenabhängigkeit, s=1,2µg Wiederfindung s=10% Trennschärfe bei 3 Versuchen: ~8µg Swab Tests können sichtbare Verfärbungen als proteinhaltig identifizieren liefern bei Prüfkörpern mit Spalt kein sinnvolles Ergebnis können Proteinmengen ab 15µg grob abschätzen aber keinen Grenzwert detektieren Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 14

15 Evaluierung der Verfahren Teil 2 eine Maschine standardisierte Beladung Verschiedene Prüfkörper und Messverfahren verschiedene Reiniger Lage variiert nach Ebene und Position zwei Programme je 3 Versuche 1 Anschmutzung 2 Geometrie 3 Ablöseverfahren 4 Messverfahren 5 (manuelle Vorreinigung) 6 Sprühbild / Pumpenleistung / Umwälzung 7 Beladung (Dichte / Schatten) 8 Position (Mitte / Ecke) 9 Ebene 10 Vorspülen (Dauer / 1x bzw. 2x) 11 Reiniger 12 Dosierung 13 Druck 14 Temperatur der Reinigung 15 Aufheizzeit Reinigung 16 Haltezeit Reinigung 17 Wasserqualität Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 15

16 Ebenen und Positionen Schablonen simulieren Spülschatten und Rückprall Positionen nummeriert Klassifiziert Ecke Außen Mitte Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 16

17 Prozesse Ergebnis-Optimierter Prozess 1 2 Thermische Desinfektion 2 mal 5 Min. Vorspülen Kaltwasser 10 Min. Reinigen, 55 C Dosierung 1% Wasserstand hoch Erstes Zwischenspülen VE Wasser kalt 1 Min. Ressourcen-Optimierter Prozess Zweite Zwischenspülen VE Wasser kalt 2 Min. 15 Min. Zeitersparnis 0.5 % Thermische Desinfektion 1 mal 2 Min. vorspülen Kaltwasser 5 Min. Reinigen, 55 C Dosierung 0.5 % Wasserstand niedrig Wasserstand niedrig => Druck niedrig Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 17

18 Reiniger A: alkalischer Reiniger: organischer Basen; Tenside, Enzyme ph 9-10,5 A1: Reiniger A, geänderte Rezeptur B: alkalischer Reiniger: organische Basen; Tenside, Enzyme ph 8,5-9,5 C: alkalischer Reiniger: Natronlauge, Tenside, ph>10 D: hoch-alkalischer Reiniger: Natronlauge; Phosphate E: enzymatischer Neutralreiniger F: Neutralreiniger: Tenside G: ohne Reiniger, nur Wasser je 3 Versuche Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 18

19 Messergebnisse Quintessenz: Es gibt eine erhebliche Streuung der Ergebnisse => keine Einzelwerte vergleichen Beispiel Blut mit BCA-Messung Einzelwerte Mittelwert erhebliche Streuung innerhalb des Versuchs Streuung von Versuch zu Versuch durch Reiniger, Prozess, Ebene und Position können ca. 60% des Ergebnisses erklärt werden Prozess 1 Prozess 2 Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 19

20 Einflussfaktoren auf die Ergebnisse nach Indikator Einfluss Chemie 3x größer als Prozess Einfluss Ebene deutlich kleiner als Position Statistische Analyse der Ergebnisse (Verhältnis zum Mittelwert: Bester zu Schlechtestem) Es besteht ein großer Einfluss der Chemie, je nach Test gewünscht ist ein großer Einfluss des Prozess deutlich Unterschiedliches Verhalten je nach Test Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 20 Einfluss Prozess etwas größer als Chemie Einfluss Position deutlich kleiner als Ebene

21 Ergebnisse nach Messverfahren (Durchschnitt) Quintessenz: Die Bewertung von Reiniger und Prozess hängt entscheidend vom Prüfverfahren ab Reiniger A, A1, B und E positiv => alle mit Enzym Reiniger D am besten => hoch alkalisch Indikatoren reagieren teilweise stark auf Enzyme teilweise ist Alkalität der dominierende Faktor das TOC Verfahren liefert gleichmäßigere Ergebnisse Reiniger F und G durchgängig schlecht Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 21 Reiniger D: hoch alkalisch Reiniger E: neutral enzymatisch Indikator: D schlecht, E gut Test Soil: D gut, E Schlecht Blut: D und E ähnlich

22 Varianz der Werte Problematik der Indikatoren Quintessenz: Nur bestimmte Kombinationen (Reiniger/Indikator/Prozess) können sinnvoll bewertet werden => Test ohne Reiniger bewertbar Prozess 1: alle 0 Prozess 2: Durchschnitt 1 maximal 2-3 blau= Durchschnitt rot= schlechtester gemittelt 3 Versuche nicht bewertbar Prozess 1: alle 0 Prozess 2: bis auf 1 Wert ebenfalls alle 0 nicht bewertbar Prozess 1: Mehrheit 0, teilweise 1 Prozess 2: etliche 0, mehr 1, einmal 2 Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 22

23 Prozessergebnisse Blut 1 Blut Quintessenz: für Reiniger A E: Prozess 1 liegt stets deutlich unter Grenzwert, große Reserve => keine Messungen erforderlich Grenzwert: entspricht 100µg Protein im Prozesstyp 1 wird der Grenzwert von 100µg stets unterschritten (außer F und G) Ausnahme Reiniger F und G (Wasser) auch hier Mittelwert o.k. Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 23

24 Prozessergebnisse Blut 2 Blut Quintessenz: für Reiniger B - D: Prozess 2 liegt am Grenzwert Optimierung / Prüfung erforderlich Grenzwert: entspricht 100µg Protein im Prozesstyp 2 wird der Grenzwert von 100µg im Durchschnitt nur bei Reiniger G (Wasser) überschritten große Differenz zwischen Mittelwerten und Maximalwerte Reiner A (nicht mehr erhältlich) und E (enzymat. Neutralreiniger) halten Grenzwert ein Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 24

25 Vergleich Leitlinie (mit OPA) vs. BCA Methode Quintessenz: die Crile Klemme / Elution nach Leitlinie liefert deutlich niedrigere Werte Hypothese: Restanschmutzung wird nicht abgelöst Akkumulation bei sehr niedrigen Werten Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 25

26 Bewertung Test Soil Visuell / BCA Quintessenz: Test Soil Ergebnisse können mit Blut verglichen werden Prüfung durch Test Soil visuell möglich, etwas ungenauer Blut nicht möglich Visuell größere Streuung (stufenweise ablesen) Erklärung des BCA-Werts 84%, Prozesserklärung 60% bei Blut: 61%, Prozesserklärung 32% Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 26

27 Lage (über alle Tests) Quintessenz: Deutliche kritische Positionen (Mittelwert) Schwankungen erheblich Eckpositionen Ebene 3 Mitte schwankend Mitte Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 27

28 Weitere Untersuchungen Variation einzelner Prozessparameter (Wechselwirkungen) einschließlich Temperatur und Wasserqualität Übertragbarkeit auf andere Maschinen prüfen Untersuchung realer Beladungen Grenzen bei komplexen Geometrien Verhalten realer Anschmutzungen ATP-Messung besondere Anschmutzungen ZIEL Effekte von Prozessveränderungen vorhersagbar keine Revalidierung nötig Übertragung von Herstellervaliderungen auf Praxis auch bei abweichenden Prozessen Reserven abschätzbar vereinfachte Prüfverfahren Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 28

29 Quintessenz bisher Standardabweichung verschiedener Prüfverfahren umfassend evaluiert (mindestens s=8µg) Biuret / Leitlinie s > 20µg TOC-Verfahren mit BCA vergleichbar, höhere Empfindlichkeit Vergleichbarkeit verschiedener Testverfahren Die Bewertung von Reiniger und Prozess hängt entscheidend vom Prüfverfahren ab Bewertung mit Indikatoren ist nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich Vorhersage des Prozessergebnisse auf Basis der Prozessparameter Prozess 1 vereinfachte Überprüfung / Validierung Prozess 2 Test Soil und visuelle Prüfung möglich Crile-Klemme /Leitlinie liefert deutlich geringere Werte kritische Ebene und Position identifiziert (mit Schwankungen) vereinfachte Prüfung Quality Management Gerhard Kirmse Status Analysen Seite 29