Persyaratan Desain dan Pengembangan Sistem Pengemasan Alat Kesehatan Steril

 Usman Suwandi

Auditor dan trainer Medical Device Directive (MDD), MDR, ISO 13485, ISO 9001

 

Proses desain dan pengembangan sistem pengemasan untuk alat kesehatan yang disterilkan secara terminal merupakan upaya yang rumit dan penting. Komponen alat kesehatan dan sistem pengemasan harus bersama sama diperhatikan untuk menciptakan produk yang bekerja secara efisien, aman, dan efektif di tangan pengguna.

Tulisan ini diharapkan dapat memberi masukan bagi para produsen alat kesehatan, bahan kemasan, “preformed sterile barrier system” dan pihak pihak berkepentingan lainnya, mengenai hal hal yang perlu diperhatikan pada saat melakukan desain dan pengembangan kemasan alat kesehatan yang disterilisasi secara terminal.

Bagian standar ISO 11607 menetapkan sifat dasar yang diperlukan mulai dari bahan dan sistem pengemasan bagi alat kesehatan yang disterilkan secara terminal, dengan mempertimbangkan berbagai bahan potensial, alat kesehatan, desain sistem pengemasan, dan metode sterilisasi. ISO 11607-2 menjelaskan persyaratan validasi untuk proses forming, sealing, dan perakitan. Bagian ISO 11607 tersebut diselaraskan dengan EN 868-1 dan menetapkan persyaratan umum untuk semua bahan kemasan sedangkan EN 868 Bagian 2 hingga 10 menetapkan persyaratan khusus untuk berbagai bahan yang digunakan.

Seperti telah diketahui, bahwa tujuan dari sistem pengemasan alat kesehatan yang disterilisasi secara terminal adalah supaya memungkinkan dilakukan proses sterilisasi, memberikan perlindungan fisik, menjaga sterilitas sampai di tempat penggunaan dan memungkinkan penggunaan alat kesehatan dalam kondisi aseptis. Desain sistem pengemasan dan pemilihan bahan, sangat dipengaruhi oleh sifat khusus alat kesehatan, metode sterilisasi yang diterapkan, penggunaan yang dimaksudkan, tanggal kedaluwarsa, pengangkutan dan penyimpanan.

Steril merupakan keadaan bebas dari mikroorganisme viable. Sterilisasi terminal adalah proses di mana produk alat kesehatan disterilisasi di dalam “sterile barrier system”. Sedangkan kondisi Aseptis adalah kondisi penyajian penghantaran dan transfer produk steril menggunakan kondisi dan prosedur yang meniadakan kontaminasi mikroba/

“Steril barrier system” sangat penting untuk memastikan keamanan alat kesehatan yang disterilisasi secara terminal. Beberapa ”Regulatory authority” telah mengidentifikasi sifat penting dari “sterile barrier system” dan menganggapnya sebagai aksesori atau komponen alat kesehatan. Di beberapa negara, “Preformed sterile barrier systems”, yang dijual ke fasilitas kesehatan untuk digunakan dalam sterilisasi internal, dianggap sebagai alat kesehatan.

 

Cakupan standar ISO 11607

Bagian standar ISO11607 ini menetapkan persyaratan dan metode pengujian untuk material, “Preformed sterile barrier systems”, “sterile barrier system”, dan sistem pengemasan yang dimaksudkan untuk menjaga sterilitas alat kesehatan yang disterilisasi secara terminal sampai di tempat penggunaan.

Standar tersebut berlaku untuk industri, fasilitas kesehatan, dan di mana pun alat kesehatan ditempatkan dalam “sterile barrier system” dan disterilisasi.

Namun standar tersebut tidak mencakup semua persyaratan untuk “sterile barrier system” dan sistem pengemasan untuk alat kesehatan yang diproduksi secara aseptik.

Persyaratan tambahan mungkin juga diperlukan untuk kombinasi obat / alat kesehatan.

Standar tersebut juga tidak berlaku untuk bahan kemasan dan / atau sistem yang digunakan untuk menampung alat kesehatan yang terkontaminasi selama transportasi ke tempat pemrosesan ulang atau pembuangan.

 

 Persyaratan umum desain dan pengembangan sistem pengemasan.

1. Sistem pengemasan harus dirancang untuk meminimalkan bahaya keselamatan bagi pengguna dan pasien di bawah kondisi penggunaan yang ditentukan. “packaging materials” yaitu bahan apa pun yang digunakan dalam fabrikasi atau sealing sistem pengemasan. “Packaging system” merupakan kombinasi dari “sterile barrier system” dan “protective packaging”.

“Protective packaging” merupakan konfigurasi bahan yang dirancang untuk mencegah kerusakan pada “sterile barrier system” dan alat kesehatan, mulai saat perakitan sampai digunakan. “Sterile barrier system” adalah kemasan minimum yang mencegah masuknya mikroorganisme dan memungkinkan presentasi aseptis produk di tempat penggunaan

 2. Sistem pengemasan harus memberikan perlindungan fisik dan menjaga integritas “sterile barrier system”.

3. “Sterile barrier system” harus memungkinkan untuk dilakukan sterilisasi dan kompatibel dengan proses sterilisasi yang dipilih.

 4. “Serile barrier system” harus menjaga sterilitas sampai di tempat penggunaan atau sampai tanggal kedaluwarsa.

5. Pemeliharaan integritas barier steril dapat digunakan untuk mendemonstrasikan pemeliharaan sterilitas. Hilangnya sterilitas dianggap lebih terkait dengan peristiwa daripada terkait dengan waktu.

6. Ketika alat kesehatan yang serupa menggunakan sistem pengemasan yang sama, maka lasan untuk menetapkan kesamaan dan mengidentifikasi konfigurasi kasus terburuk/ “worst-case configuration” harus didokumentasikan. Minimal, konfigurasi kasus terburuk harus digunakan untuk menentukan kepatuhan terhadap ISO 11607. Misalnya, kemiripan dapat berupa ukuran yang berbeda dari produk yang sama.

 

Design untuk sistem pengemasan.

1. Harus ada prosedur terdokumentasi mengenai desain dan pengembangan sistem pengemasan.

 2. “Sterile barrier system” harus memungkinkan produk disajikan dengan cara aseptis.

 3. Desain dan pengembangan “package system”, harus mempertimbangkan banyak faktor yang meliputi, (tetapi tidak terbatas) pada:

            a.        Persyaratan pelanggan;

            b.        Massa dan konfigurasi produk;

            c.        Adanya tepi atau tonjolan yang tajam;

            d.        Kebutuhan akan perlindungan fisik dan lainnya;

         e.        Sensitivitas produk terhadap risiko tertentu, misalnya radiasi, kelembaban, mechanical shock, electrostatic discharge;

             f.        Jumlah produk per sistem kemasan;

            g.        Persyaratan pelabelan pada kemasan;

            h.        Batasan lingkungan;

              i.        Batasan tanggal kedaluwarsa produk;

              j.        Distribusi, penanganan, lingkungan penyimpanan;

            k.        Kompatibilitas dan residu sterilisasi.

 

4. Komponen produk dan konstruksi yang merupakan rakitan penutup jalur fluida steril / “sterile fluid-path closure assemblies” harus diidentifikasi dan ditentukan. Perhatian tersebut harus mencakup, (tetapi tidak terbatas) pada:

-   material;

-   finish product;

-   dimensi komponen;

-   dimensi perakitan (misalnya Toleransi terhadap “interference fits”).

5. Hasil dari proses desain dan pengembangan harus direkam, diverifikasi dan disetujui sebelum produk dikeluarkan.

 

 Pengujian kinerja sistem pengemasan

Sistem pengemasan merupakan kombinasi dari “sterile barrier system” dan “protective packaging”.

1.    Integritas “sterile barrier system” harus diperlihatkan setelah sterilisasi dan setelah pengujian kinerja.

2    Pengujian fisik, bersama dengan pengujian “microbial barrier testing” dari bahan kemasan berpori, dapat digunakan untuk menetapkan kemampuan “sterile barrier system” untuk menjaga sterilitas.

3.    Metode uji terstandarisasi untuk mengevaluasi integritas sistem penghalang steril lebih disukai.

Namun, apabila tidak ada uji integritas “sterile barrier system” tervalidasi yang berlaku, maka karakteristik kinerja penghalang mikroba dapat ditetapkan dengan menguji sifat bahan penghalang mikroba dan integritas seals dan “closures”.

 “Closures” merupakan cara yang digunakan untuk menutup sistem penghalang steril di mana tidak ada segel yang terbentuk. Misalnya, sistem penghalang steril dapat ditutup dengan gasket kontainer yang dapat digunakan kembali. “Closure integrity” adalah karakteristik penutup, yang memastikan bahwa ia mencegah masuknya mikroorganisme, yang ditunjukkan dalam kondisi pengujian dengan mempertimbangkan proses sterilisasi, penanganan, distribusi, pengangkutan, dan penyimpanan

Seal merupakan hasil dari penggabungan permukaan bersama. Misalnya, permukaan dapat disambung dengan menggunakan perekat atau fusi termal. “Seal integrity” adalah karakteristik segel, yang memastikan bahwa ia mencegah masuknya mikroorganisme, ditunjukkan dalam kondisi pengujian dengan mempertimbangkan proses sterilisasi, penanganan, distribusi, pengangkutan, dan penyimpanan. “Seal strength” merupakan kekuatan mekanis dari seal.

 4. Pengujian kinerja harus dilakukan terhadap “sterile barrier system” dalam kasus terburuk yang diproduksi pada batas proses forming dan sealing yang ditentukan dan setelah terpapar terhadap semua proses sterilisasi yang ditentukan. Proses sterilisasi yang ditentukan dapat meliputi banyak paparan dari proses sterilisasi.

 5. Sistem pengemasan harus memberikan perlindungan yang memadai terhadap produk alat kesehatan melalui adanya bahaya pada saat penanganan, distribusi dan penyimpanan.

 

Pengujian stabilitas

1.   Pengujian stabilitas harus memperlihatkan bahwa “sterile barrier system” tetap menjaga integritasnya dari waktu ke waktu.

2.    Pengujian stabilitas harus dilakukan dengan menggunakan “real-time aging”.

3.    Pengujian stabilitas, menggunakan “accelerated aging protocols” dapat dianggap sebagai bukti yang cukup untuk menetapkan tanggal kedaluwarsa yang diklaim sampai data dari studi “real-time aging” telah tersedia.

4.    “Real-time and accelerated aging tests” harus dimulai secara simultan.

Pengujian stabilitas dan pengujian kinerja merupakan dua hal yang terpisah. Pengujian kinerja mengevaluasi interaksi antara sistem pengemasan dan produk sebagai respons terhadap tekanan yang diberikan pada saat proses manufaktur dan sterilisasi serta lingkungan penanganan, penyimpanan, dan pengiriman.

5.   Ketika tanggal kadaluwarsa didasarkan pada kinerja produk, maka pengujian stabilitas tentang tanggal kadaluwarsa harus dilakukan bersama dengan pengujian stabilitas kemasan.

6.    Jika “accelerated aging tests” dilakukan, maka alasan terdokumentasi untuk kondisi penuaan dipercepat dan durasi pengujian yang dipilih harus ditetapkan.

 

Faktor yang mempengaruhi pemilihan bahan dan desain sistem pengemasan

Desain sistem pengemasan dan pemilihan bahan dipengaruhi oleh sifat khusus alat kesehatan, metode sterilisasi yang digunakan, dan tujuan penggunaan, tanggal kedaluwarsa, pengangkutan dan penyimpanan. Memilih bahan yang sesuai untuk sistem pengemasan alat kesehatan yang disterilisasi secara terminal dipengaruhi oleh hubungan antara alat kesehatan, desain dan proses sistem pengemasan, dan proses sterilisasi.

 

 Proses sterilisasi

1.    Proses sterilisasi termasuk, (tetapi tidak terbatas pada,) etilen oksida (EO), iradiasi gamma (γ), berkas elektron (e-beam), steam, dan proses sterilisasi oksidatif suhu rendah. Jika alat kesehatan dimaksudkan untuk disterilisasi dengan EO, uap, atau proses oksidasi, maka sistem penghalang steril memiliki komponen permeabel yang memungkinkan gas sterilisasi masuk, membunuh mikroorganisme, dan keluar tanpa meninggalkan konsentrasi tersisa yang signifikan.

2.    Jika alat kesehatan akan disterilisasi dengan iradiasi (γ atau e-beam), maka komponen yang permeable mungkin tidak diperlukan dan “sterile barrier system” dapat dibuat seluruhnya dari bahan yang impermeable. Produsen alat kesehatan memilih proses sterilisasi yang sesuai dengan setiap alat kesehatan dan pilihannya bergantung pada beberapa faktor. Jika alat kesehatan dibuat dari bahan yang tidak stabil iradiasi, biasanya digunakan EO, steam, dan zat pengoksidasi. Alternatifnya, jika alat kesehatan cenderung mempertahankan konsentrasi tersisa EO yang tinggi, maka produsen alat kesehatan dapat memilih iradiasi.

 

Jenis jenis “Sterile Barrier Systems”

1.    Sistem penghalang steril untuk alat kesehatan dapat memiliki banyak karakteristik yang sama. Mayoritas memiliki web atas, web bawah, dan sarana untuk menggabungkan web bersama. Apabila diperlukan segel/ seal yang dapat dikupas, maka lapisan sealant akan digunakan sehingga memungkinkan penyegelan dari dua lapisan secara bersama-sama. Lapisan sealant, yang umumnya dikenal sebagai coating, secara tradisional diaplikasikan pada permeable web. Banyak film menggunakan lapisan sealant sebagai lapisan dalam konstruksi film. Jika segel las diperlukan, maka kompatibilitas web diperlukan, sehingga memungkinkan penyambungan oleh panas, atau metode lain seperti pengelasan ultrasonik.

2.    Ada banyak jenis dan variasi “sterile barrier system” yang digunakan untuk mengemas alat kesehatan steril. Jenis pertama adalah “pre-formed rigid tray” yang sudah dibentuk sebelumnya, dengan tutup “die-cut lid”. Tray biasanya dibentuk sebelumnya dengan proses “thermos forming” atau “pressure- forming”. Tutup die-cut dapat permeabel atau kedap air dan biasanya memiliki lapisan sealant yang digunakan untuk menutup “heat-seal the lid” pada tray.

3.    Jenis kedua adalah “flexible peel pouch”. Pouch biasanya dibuat dari film di satu sisi dan film, kertas, atau nonwoven di sisi lain. Pouch biasanya dipasok sebagai “preformed sterile barrier systems”, di mana semua segel telah dibentuk kecuali satu sisi belum disegel (biasanya di bagian bawah). Bagian ini tetap terbuka sehingga alat kesehatan dapat ditempatkan di samping dan kemudian disegel, sebelum sterilisasi. Berbagai macam alat kesehatan menggunakan pouch sebagai “steril barrier system”, karena ketersediaannya yang luas dalam berbagai ukuran. Alat kesehatan tersebut biasanya low profile dan ringan.

4.    Jenis ketiga adalah “sterilization bag”. Kantong sterilisasi dibuat dari web tunggal dari kertas berpori dengan grade medis/ “porous-medical grade paper”, yang telah dilipat untuk membentuk tabung panjang dengan atau tanpa gusset samping. Tabung disegel sepanjang panjangnya dengan garis perekat ganda. Kemudian dipotong sesuai ukuran yang dibutuhkan dan salah satu ujungnya ditutup dengan satu atau lebih aplikasi perekat. Lipatan tambahan juga dapat digunakan untuk lebih memperkuat penutupan. Ujung yang terbuka biasanya memiliki potongan bibir atau ibu jari untuk memudahkan pembukaan. Penutupan terakhir dari bag dilakukan sebelum sterilisasi.

5.    Jenis keempat adalah “header bag”. Header bag” terutama merupakan tas segel yang dilas dan dibuat dari dua film webs yang impermeable tetapi kompatibel. Salah satu web biasanya disetel beberapa inci. Di bagian area offset, bahan permeabel, dengan perekat, disegel panas. Bahan yang permeabel tersebut nantinya dapat dikupas sehingga memungkinkan akses ke bagian dalam tas. “header bag” populer untuk barang besar seperti kit.

6.    Jenis kelima adalah proses yang dikenal sebagai form / fill / seal (FFS). “Sterile barrier system” yang diproduksi melalui FFS dapat terlihat seperti kantong, baki kaku dengan tutup, atau dapat memiliki web bawah film fleksibel yang telah ditarik atau dibentuk. Di FFS, materi web atas dan bawah ditempatkan pada mesin FFS. Mesin tersebut memproduksi “steril barrier system” dengan membentuk web bawah, mengisi form dengan alat kesehatan, dan menerapkan web atas dan menyegel “steril barrier system”.

7.    Jenis keenam adalah proses penyegelan “the four-side-sealing process” (4SS). 4SS adalah proses pengemasan non-stop seperti flow pack. Dalam proses 4SS, web bawah dan atas ditempatkan pada mesin 4SS. Produk ditempatkan di web bagian bawah. Web atas dipasang di atasnya dan, akhirnya, keempat sisinya ditutup rapat. 4SS digunakan untuk pengemasan misalnya sarung tangan dan wound care product.

8.    Selain itu, konstruksi lain juga dapat diterima sebagai “steril barrier system”.

9.    Alat kesehatan dengan jalur “sterile fluid path”, dapat menggunakan sistem pengemasan “sterile fluid path” yang langsung ditempelkan ke titik akses jalur cairan alat kesehatan. Terdiri dari caps, plugs, cover atau desain penutup khusus alat kesehatan.

10. Fasilitas kesehatan biasanya menggunakan “sterile barrier system” dalam bentuk pouches, reels, paper bags, sterilization wrap or reusable containers.

11. “Sterilization wrap”, digunakan untuk menyediakan “sterile barrier system” untuk banyak alat kesehatan yang disterilkan di fasilitas kesehatan. Alat kesehatan biasanya terdapat di dalam baki instrument pengatur/ organizing instrument trays, sebelum membungkus dan sterilisasi.

12. “Reusable container” terbuat dari logam atau bahan polimer sintetis yang mampu menahan paparan berulang terhadap siklus sterilisasi rumah sakit. Wadah ini biasanya memiliki bagian atas dan bawah yang cocok dengan gasket yang memberikan segel kedap di antara kedua bagian. Sistem ventilasi memungkinkan gas agen sterilisasi masuk dan keluar dari wadah. Desain ventilasi dan bahan yang digunakan untuk menyediakan filtrasi mikroba sangat bervariasi. Alat kesehatan yang disterilkan dalam kontainer mungkin memerlukan pengkondisian sebelumnya atau waktu pemaparan yang lebih lama untuk memastikan bahwa proses sterilisasi selesai.

13. Sterilisasi terminal dan pemeliharaan sterilitas penting bagi keselamatan pasien, disamping fasilitas yang melakukan proses tersebut. Standar ISO11607 memberikan persyaratan minimum untuk menggunakan sistem pengemasan yang menyediakan “sterile barrier system” yang sesuai.

 

Persyaratan Umum

Kepatuhan terhadap satu atau lebih persyaratan dari bagian ISO11607 dapat ditunjukkan dengan menerapkan satu atau lebih bagian dari seri EN 868-2 hingga EN 868-10.

 

Sistem mutu

Kegiatan yang dijelaskan di dalam standar ISO11607 harus dilakukan dalam sistem mutu formal. Standar ISO 9001 dan ISO 13485 berisi persyaratan mengenai sistem mutu yang sesuai. Persyaratan tambahan mungkin ditentukan oleh suatu negara tertentu. Untuk memenuhi persyaratan ISO 11607, dalam menerapkan sistem mutu tidak harus memperoleh sertifikasi pihak ketiga mengenai sistem mutu. Fasilitas kesehatan mungkin menggunakan sistem kualitas yang disyaratkan oleh negara mereka.

 

Sampling

Rencana pengambilan sampel yang digunakan untuk pemilihan dan pengujian sistem pengemasan harus dapat diterapkan pada sistem pengemasan yang dievaluasi. Rencana pengambilan sampel harus didasarkan pada alasan yang valid secara statistik. Contoh rencana pengambilan sampel yang sesuai diberikan di dalam ISO 2859-1 atau ISO 186. Rencana pengambilan sampel tambahan dapat ditentukan oleh setiap negara.

 

Metode pengujian

Semua metode pengujian yang digunakan untuk menunjukkan kesesuaian terhadap ISO 11607 harus divalidasi dan didokumentasikan.

 Validasi metode pengujian harus menunjukkan kesesuaian metode yang digunakan. Elemen-elemen berikut harus dimasukkan:

-   Penetapan alasan untuk pemilihan pengujian yang sesuai untuk sistem pengemasan;

-   penetapan kriteria penerimaan;

 

Metode uji yang terkait dengan bahan atau “ preformed sterile barrier system” antara lain

·         Accelerated aging

·         Air permeance

·         Alcohol repellence

·         Basis weight

·         Biocompatibility

·         Burst

·         Chloride

·         Cleanliness

·         Coat weight

·         Conditioning

·         Dimension

·         Drapability

·         Flexural durability

·         Microbial barrier

·         Oxygen permeance

·         Peel-open characteristic

·         Performance testing

·         pH

·         Pore size

·         Printing and coating

·         Puncture

·         Seal strength

·         Specification development

·         Static electricity

·         Sterile barrier system integrity

·         Sulfates

·         Tear resistance

·         Tensile properties

·         Thickness/ density

·         Vacuum leak

·         Visual inspection

·         Water resistance

·         Wet burst in wet condition

·         Wet tensile properties

 

Dokumentasi

Demonstrasi kepatuhan terhadap persyaratan ISO 11607 harus didokumentasikan. Semua dokumentasi harus disimpan untuk jangka waktu tertentu. Periode retensi harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti persyaratan peraturan, tanggal kedaluwarsa, dan keterlacakan alat kesehatan atau “sterile barrier system”. Dokumentasi kepatuhan terhadap persyaratan dapat mencakup, (namun tidak terbatas pada,) data kinerja, spesifikasi, dan hasil pengujian dari metode pengujian yang divalidasi.

Rekaman elektronik, tanda tangan elektronik dan tanda tangan tulisan tangan yang dilaksanakan pada catatan elektronik yang berkontribusi pada validasi, pengendalian proses atau proses pengambilan keputusan kualitas lainnya harus dapat diandalkan.

 

 

Bekasi,  December 2020

 Referensi :

 -      ISO 14971:2007 Medical devices — Application of risk management to medical devices

-       ISO 13485:2016 Medical Devices – QMS – Requirements for regulatory purposes

-    BS EN ISO 11607-1:2009 + A1:2014 - Packaging for terminally sterilized medical devices Part 1: Requirements for materials, sterile barrier systems and packaging systems