ISO 11137-3:2006
(Main)Sterilization of health care products — Radiation — Part 3: Guidance on dosimetric aspects
Sterilization of health care products — Radiation — Part 3: Guidance on dosimetric aspects
ISO 11137-3:2006 gives guidance on the requirements in ISO 11137 parts 1 and 2 relating to dosimetry. Dosimetry procedures related to the development, validation and routine control of a radiation sterilization process are described.
Stérilisation des produits de santé — Irradiation — Partie 3: Directives relatives aux aspects dosimétriques
L'ISO 11137-3:2006 fournit des directives concernant les exigences de l'ISO 11137-1 et de l'ISO 11137-2 relatives à la dosimétrie. Les modes opératoires de dosimétrie relatifs à la mise au point, à la validation et au contrôle de routine d'un procédé de stérilisation par irradiation y sont décrits.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11137-3
First edition
2006-04-15
Sterilization of health care products —
Radiation —
Part 3:
Guidance on dosimetric aspects
Stérilisation des produits de santé — Irradiation —
Partie 3: Directives relatives aux aspects dosimétriques
Reference number
ISO 11137-3:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 11137-3:2006(E)
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Published in Switzerland
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ISO 11137-3:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Measurement of dose. 1
5 Selection and calibration of dosimetry systems . 2
5.1 General. 2
5.2 Selection of dosimetry systems. 2
5.3 Calibration of dosimetry system . 2
6 Establishing the maximum acceptable dose . 2
7 Establishing the sterilization dose. 3
8 Installation qualification. 4
9 Operational qualification. 4
9.1 General. 4
9.2 Gamma irradiators. 5
9.3 Electron beam irradiators . 6
9.4 X-ray irradiators . 7
10 Performance qualification. 8
10.1 General. 8
10.2 Gamma and X-ray . 9
10.3 Electron beam . 10
11 Routine monitoring and control . 11
11.1 General. 11
11.2 Frequency of dose measurements . 11
Annex A (informative) Mathematical modelling . 12
Bibliography . 15
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ISO 11137-3:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11137-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 198, Sterilization of health care product.
This first edition, together with ISO 11137-1 and ISO 11137-2, cancels and replaces ISO 11137:1995.
ISO 11137 consists of the following parts, under the general title Sterilization of health care products —
Radiation:
⎯ Part 1: Requirements for development, validation and routine control of a sterilization process for medical
devices
⎯ Part 2: Establishing the sterilization dose
⎯ Part 3: Guidance on dosimetric aspects
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ISO 11137-3:2006(E)
Introduction
An integral part of radiation sterilization is the ability to measure dose. Dose is measured during all stages of
development, validation and routine monitoring of the sterilization process. It has to be demonstrated that
dose measurement is traceable to a national or International Standard, that the uncertainty of measurement is
known, and that the influence of temperature, humidity and other environmental considerations on dosimeter
response is known and taken into account. Process parameters are established and applied based on dose
measurements. This part of ISO 11137 provides guidance on the application of dose measurements
(dosimetry) during all stages of the sterilization process.
ISO 11137-1 describes requirements that, if met, will provide a radiation sterilization process, intended to
sterilize medical devices, which has appropriate microbicidal activity. Furthermore, compliance with the
requirements helps ensure that this activity is both reliable and reproducible so that predictions can be made,
with reasonable confidence, that there is a low level of probability of there being a viable microorganism
present on product after sterilization.
Generic requirements of the quality management system for design and development, production, installation
and servicing are given in ISO 9001 and particular requirements for quality management systems for medical
device production are given in ISO 13485. The standards for quality management systems recognize that, for
certain processes used in manufacturing or reprocessing, the effectiveness of the process cannot be fully
verified by subsequent inspection and testing of the product. Sterilization is an example of such a process. For
this reason, sterilization processes are validated for use, the performance of the sterilization process
monitored routinely and the equipment maintained.
Requirements in regard to dosimetry are given in ISO 11137-1 and ISO 11137-2. This part of ISO 11137 gives
guidance to these requirements. The guidance given is not normative and is not provided as a checklist for
auditors. The guidance provides explanations and methods that are regarded as being suitable means for
complying with the requirements. Methods other than those given in the guidance may be used, if they are
effective in achieving compliance with the requirements of ISO 11137-1.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11137-3:2006(E)
Sterilization of health care products — Radiation —
Part 3:
Guidance on dosimetric aspects
1 Scope
This part of ISO 11137 gives guidance on the requirements in ISO 11137 parts 1 and 2 relating to dosimetry.
Dosimetry procedures related to the development, validation and routine control of a radiation sterilization
process are described.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 11137-1, Sterilization of health care products — Radiation — Part 1: Requirements for development,
validation and routine control of a sterilization process for medical devices
ISO 11137-2:2006, Sterilization of health care products — Radiation — Part 2: Establishing the sterilization
dose
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11137-1, ISO 11137-2 and the
following apply.
3.1
dosimetry system
interrelated elements used for determining absorbed dose, including dosimeters, instruments, associated
reference standards and procedures for their use
[ISO/TS 11139:2005]
4 Measurement of dose
Measurement of absorbed dose in connection with the radiation sterilization of medical devices is expressed
in terms of absorbed dose to water. Dosimetry systems should be calibrated in terms of absorbed dose to
water. In this part of ISO 11137, absorbed dose is referred to as dose.
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ISO 11137-3:2006(E)
5 Selection and calibration of dosimetry systems
5.1 General
The dosimetry system(s) used to monitor the irradiation of product has to be capable of providing accurate
and precise results over the entire dose range of interest.
5.2 Selection of dosimetry systems
5.2.1 Dosimetric measurements are required in sterilization dose establishment, validation and routine
control of radiation sterilization; different dosimetry systems might be needed for these different tasks. In dose
establishment, for example, the range of doses required for a verification or incremental dose experiment
might be outside the recommended (and calibrated) operating range of the dosimetry system used for the
measurement of sterilization dose and, in such circumstances, an alternative system would have to be
employed.
5.2.2 Guidance on the selection of appropriate dosimetry systems used in radiation sterilization can be
found in ISO/ASTM 51261. The properties of individual dosimetry systems and procedures for their use are
given in the ISO/ASTM Practices listed in the Bibliography.
5.3 Calibration of dosimetry system
5.3.1 It is a requirement in ISO 11137-1 that dose measurements be traceable to an appropriate national or
International Standard and that their level of uncertainty be known. Consequently, all significant sources of
measurement uncertainty should be identified and their magnitudes assessed.
5.3.2 Calibration of dosimetry systems for use in radiation sterilization is a significant activity. The response
of most systems is influenced by the conditions of irradiation and measurement (e.g. temperature, humidity,
dose rate and interval of time between termination of irradiation and measurement). In addition, the effects of
these conditions are often interrelated and they can vary from batch to batch of dosimeters. Therefore,
calibration should be carried out under conditions that match as closely as possible the actual conditions of
use. This means that calibration is needed for each radiation facility and it is not acceptable to use the
outcome of a calibration supplied by the dosimeter manufacturer without additional experimental verification of
its validity.
5.3.3 A recognized national metrology institute or other calibration laboratory accredited to ISO/IEC 17025,
or its equivalent, should be used in order to ensure traceability to a national or International Standard. A
calibration certificate provided by a laboratory not having formal recognition or accreditation will not
necessarily be proof of traceability to a national or International Standard and additional documentary
evidence will be required.
5.3.4 The ability to make accurate dose measurements depends on the calibration and consistency of
performance of the entire dosimetry system. This means that all equipment associated with the measurement
procedure, not just the dosimeters, is controlled and its performance verified.
5.3.5 Detailed calibration procedures are given in ISO/ASTM 51261. Information on estimating and
reporting uncertainty of measurement can be found in ISO/ASTM 51707. Additional guidance is given in
[19]
Sharpe and Miller .
6 Establishing the maximum acceptable dose
6.1 Testing to establish the maximum acceptable dose must be carried out using product or samples of
materials that have been irradiated to doses greater than those anticipated during actual processing. The
value of the maximum dose received during sterilization will be influenced by the characteristics of the
irradiator and the loading pattern of the product. Thus, transfer of the process to another irradiator, or a
change to the loading pattern, might result in a change to the maximum dose to product.
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ISO 11137-3:2006(E)
6.2 Irradiation geometries for testing of product or samples of materials should be chosen to ensure that the
dose is determined accurately and is as uniform as practicable. Irradiation in containers used for routine
sterilization processing will usually produce too wide a range of doses to the product to be meaningful for
testing purposes. If routine irradiator containers are used, the location of test product should be such that the
range of doses that product receives is minimized.
6.3 The doses required in product or materials testing might be outside calibration range of available
dosimeter systems. In such cases it may suffice to deliver the dose in increments, with monitoring of each
increment of dose. The total dose is equal to the sum of the incremental doses.
7 Establishing the sterilization dose
7.1 The methods of establishing the sterilization dose (see ISO 11137-2) require product, or portions
thereof (Sample Item Portion [SIP]), to be irradiated at doses within specified tolerance levels. The dosimetry
system used to monitor such doses shall be capable of providing accurate and precise measurements over
the entire dose range of interest. In order to avoid compromising the outcome of the dose setting or dose
substantiation methods, the dosimetry system used needs to be sufficiently accurate to ensure measurement
within the tolerances specified in the method.
7.2 The dose tolerances specified in the dose setting and substantiation methods refer to the maximum,
and in some cases minimum, doses that can be delivered to any point on/in a given product item or SIP.
Implicit in this requirement is the fact that the distribution of dose applied to product is known; this can require
detailed dose mapping of individual product items, particularly in the case of electron beam irradiation. Such
dose mapping is similar to that required for Performance Qualification (PQ, see Clause 10).
7.3 Configuration of product during irradiation should be chosen to achieve minimum variation in dose, both
within individual items and between items. This can necessitate the irradiation of product items individually; in
exceptional cases, it might be necessary to dismantle and repackage the product in order to achieve an
acceptable range of doses applied to the item. In this context, see also 5.4.1 of ISO 11137-2:2006.
7.4 To determine the range of doses applied to product, or portions thereof, dose mapping exercises are
performed. These dose mapping exercises do not have to be carried out at the same dose as used for dose
setting irradiations. The use of higher doses can enable the dosimetry system to be used in a more accurate
part of its operating range, thereby improving the overall accuracy of the dose mapping.
7.5 Consideration should be given to the performance of replicate dose mapping exercises. Performance of
replicates will reduce measurement uncertainties.
7.6 Irradiation for dose-setting or substantiation purposes using gamma rays is normally carried out using
either a special facility that is designed for irradiation with doses lower than the sterilization dose or a defined
location outside the normal product path in a sterilization facility, such as on a turntable or research carrier.
7.7 Irradiation for dose setting or substantiation purposes using electrons or X-rays can normally be carried
out at the facility used for sterilization, as low doses can be achieved by reducing irradiator output power
and/or increasing conveyor speed.
7.8 Irradiation using electrons can be carried out with the product surrounded by material to scatter the
electrons and produce a more uniform dose distribution.
7.9 In the performance of a verification dose experiment, it is required that the highest dose does not
exceed the verification dose by more than 10 %. The highest dose is either measured directly during the
irradiation or calculated from dose mapping data. If dose mapping data are used, account should be taken of
the statistical variability of the data. One approach to achieving this is given in Panel on Gamma & Electron
[20]
Irradiation .
7.10 A repeat of the verification dose experiment is allowed if the arithmetic mean of the highest and lowest
doses is less than 90 % of the intended verification dose. The highest and the lowest doses can either be
measured directly during irradiation or calculated from dose mapping data.
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ISO 11137-3:2006(E)
7.11 Methods 2A and 2B (see ISO 11137-2:2006) each require performance of an incremental dose
experiment in which product is irradiated at a series of nominal doses, with the additional requirement that the
dose for each increment is measured independently. The highest dose within each dose increment is required
to be within a specified dose range and is either measured directly during the irradiation or calculated from
dose mapping data. If dose mapping data are used, account should be taken of the statistical variability of the
[20]
data. One approach to achieving this is given in Panel on Gamma & Electron Irradiation .
7.12 Methods 2A and 2B allow a repeat of an incremental dose irradiation using a further set of product, or
SIPs, if the arithmetic mean of the highest and lowest doses at that increment is less than the lower limit of the
specified range. The highest and the lowest doses are either measured directly during the irradiation or
calculated from dose mapping data.
8 Installation qualification
8.1 The purpose of Installation Qualification (IQ) is to demonstrate that the irradiator has been supplied and
installed in accordance with its specifications.
8.2 There is a requirement in ISO 11137-1 to determine the characteristics of the beam for an electron or
an X-ray irradiator. These characteristics include electron or X-ray energy, average beam current and, if
applicable, scan width and scan uniformity. The details of characterization depend on the design and
construction of the irradiator. Some examples are given in 8.4 and 8.5, but these should not be considered
exhaustive.
8.3 Most methods of determining the electron beam characteristics involve dosimetry, although in many
cases only relative measurements (for example, measurement of scan width) are required. In instances where
relative measurements are made, measurement traceability might not be required.
8.4 For X-ray irradiators, it is required to measure either the electron beam energy or X-ray energy during
IQ. Where the design of the X-ray irradiator permits, it is usual to measure the electron beam energy.
8.5 For electron accelerators, consideration should be given to the relationship between the scan frequency,
the scan width, pulse repetition rate (for pulse accelerators) and the conveyor speed relative to the cross-
sectional distribution of the electron beam at the product surface in order to ensure that there is sufficient
overlap to provide the required degree of dose uniformity.
8.6 Characterization of scan uniformity involves, in many cases, measurement of the uniformity both in the
direction of the scan and in the direction of the product travel.
8.7 Details of the methods for electron beam characterization can be found in ISO/ASTM 51649, and those
for X-ray characterization in ISO/ASTM 51608.
8.8 There are no specific dosimetric requirements for IQ of gamma irradiators. However, depending on
irradiator specification, it might be necessary to carry out dose measurements and/or dose mapping in IQ to
verify operation within the specification. Dose measurements similar to those used in Operational Qualification
(OQ) could be utilized.
9 Operational qualification
9.1 General
The purpose of OQ is to demonstrate that the irradiator, as installed, is capable of operating and delivering
appropriate doses within defined acceptance criteria. This is achieved by determining dose distributions
through dose mapping exercises and relating these distributions to process parameters.
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9.2 Gamma irradiators
9.2.1 Dose mapping for OQ is carried out to characterize the irradiator with respect to the distribution and
reproducibility of dose and to establish the effect of process interruption on dose. Dose mapping should be
performed by placing dosimeters in an irradiation container filled to its design limits with material of
homogeneous density. This density should be within the density range for which the irradiator is to be used. At
least two dose mapping exercises should be carried out, one with material close to the lower limit of the
density range for which the irradiator is intended to be used and another with material close to the upper limit
of this range.
9.2.2 A sufficient number of irradiation containers (at least three) should be dose mapped at each chosen
density to allow determination of variability of dose and dose distribution between containers. The detail and
number of replicate dose mapping exercises required will be influenced by the amount of knowledge gained
from previous OQ dose mapping exercises on the same or similar irradiators. This means that a greater
number of replicate exercises might be required for a new installation than for qualification dose mapping
exercises after replenishment of sources.
9.2.3 During dose mapping for OQ, the irradiator should have in place a sufficient number of containers to
mimic effectively an irradiator filled with containers holding material of the same density as that being dose
mapped. The number of containers required to achieve this depends on the irradiator design.
9.2.4 Individual dosimeters, dosimeter strips or dosimeter sheets should be placed in a three-dimensional
array sufficient to determine and resolve the dose distribution throughout the entire volume of the irradiation
container. The number of dosimeters will depend upon the size of the irradiation container and the design of
the irradiation facility. With a 1,0 m × 1,0 m × 0,5 m container, for example, dosimeters might be placed in a
three-dimensional 20 cm grid (i.e. at 20 cm intervals) throughout the container. For requalification dose
mapping, data from previous exercises can be used to optimise the positioning of the dosimeters.
Mathematical modelling techniques, such as Monte Carlo or Point Kernel calculations, can also be useful in
optimizing the positioning of dosimeters. See Annex A.
9.2.5 Data from dose mapping exercises can be used to establish the relationships between timer setting
and the magnitude of dose at a defined location within the irradiation container for material of different
densities. Approximate values for these relationships could be supplied by the irradiator manufacturer or
obtained from calculations using mathematical models. Dose mapping data can then be used to refine these
approximate relationships for the particular irradiator. See Annex A.
9.2.6 A separate dose mapping exercise should be carried out or a calculation of transit dose performed in
order to assess the effect of process interruption. The appropriateness of calculations of transit dose should
be verified by dosimetry. This exercise can be done through irradiating a container having dosimeters or
dosimeter strips located as described above, and interrupting the process when the container is close to the
source where dose is expected to be most influenced by source transit. The effect of process interruption is
evaluated by comparing the results with those of dose mapping exercises carried out under normal process
conditions. It might be necessary to interrupt the process multiple times in order to evaluate accurately the
effect.
9.2.7 The response of some dosimeters is known to be influenced by the period of time that lapses between
irradiation and measurement; the magnitude of this effect can depend on temperature during this period.
These factors should be taken into account when interpreting measurements from dosimeters that have been
subjected to process interruption.
9.2.8 Dose mapping should be carried out to determine the effects on dose and dose distribution that may
occur in irradiation containers as a result of changing to product of different density. The acceptable range of
densities that can be processed together can be determined based on these measurements. The effect of
density changes on dose and dose distribution can be determined by sequentially processing two materials
with different densities and dose mapping the last container of the first material density and the first container
of the second material density. The data for these containers should be compared to the homogeneous dose
mapping data for these materials to determine the additional dose variation when the two material densities
are irradiated sequentially.
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ISO 11137-3:2006(E)
9.2.9 A separate dose mapping exercise should be performed for special conveyor systems (research
loops) or fixed locations in the irradiation cell (turntables) designated for manual placement of products.
Consideration should be given to the effect on dosimetry of the conditions associated with the use of such
conveyors and locations, e.g. dose rate and temperature.
9.2.10 Additional dose mapping studies can be performed that will provide data to reduce or eliminate dose
mapping studies in PQ. Examples of such studies include a) the effects of partially-filled irradiation containers
that can occur at the end of an irradiation batch, and b) the loading of test mate
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11137-3
Première édition
2006-04-15
Stérilisation des produits de santé —
Irradiation —
Partie 3:
Directives relatives aux aspects
dosimétriques
Sterilization of health care products — Radiation —
Part 3: Guidance on dosimetric aspects
Numéro de référence
ISO 11137-3:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 11137-3:2006(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 11137-3:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Mesure de la dose. 1
5 Sélection et étalonnage des systèmes de dosimétrie . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Sélection des systèmes de dosimétrie. 2
5.3 Étalonnage du système de dosimétrie . 2
6 Établissement de la dose maximale acceptable. 2
7 Établissement de la dose stérilisante. 3
8 Qualification de l'installation. 4
9 Qualification opérationnelle . 5
9.1 Généralités . 5
9.2 Irradiateurs à rayons gamma. 5
9.3 Irradiateurs à faisceau d'électrons . 7
9.4 Irradiateurs à rayons X. 8
10 Qualification des performances . 10
10.1 Généralités . 10
10.2 Rayons gamma et rayons X. 10
10.3 Faisceau d'électrons . 11
11 Surveillance et contrôle de routine. 12
11.1 Généralités . 12
11.2 Fréquence des mesurages de la dose.13
Annexe A (informative) Modélisation mathématique. 14
Bibliographie . 17
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11137-3:2006(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 11137-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 198, Stérilisation des produits de santé.
Cette première édition, conjointement à l'ISO 11137-1 et à l'ISO 11137-2, annule et remplace
l'ISO 11137:1995.
L'ISO 11137 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Stérilisation des produits de
santé — Irradiation:
— Partie 1: Exigences relatives à la mise au point, à la validation et au contrôle de routine d'un procédé de
stérilisation pour les dispositifs médicaux
— Partie 2: Établissement de la dose stérilisante
— Partie 3: Directives relatives aux aspects dosimétriques
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 11137-3:2006(F)
Introduction
La capacité à mesurer la dose fait partie intégrante de la stérilisation par irradiation. La dose est mesurée à
chaque étape de mise au point, de validation et de surveillance de routine du procédé de stérilisation. Il doit
être démontré que la mesure de la dose est raccordée à un étalon national ou international, que l'incertitude
de mesure est connue et que l'influence de la température, de l'humidité et de toute autre considération
environnementale sur la réponse du dosimètre est connue et prise en compte. Les paramètres de procédé
sont établis et appliqués en fonction de la mesure de la dose. La présente partie de l'ISO 11137 fournit des
directives relatives à l'application des mesures de dose (dosimétrie) durant toutes les étapes du procédé de
stérilisation.
L'ISO 11137-1 décrit les exigences qui vont fournir, si elles sont satisfaites, un procédé de stérilisation par
radiation conçu pour stériliser les dispositifs médicaux, qui ont une activité microbicide appropriée. De plus, la
conformité avec les exigences garantit à la fois la fiabilité et la reproductibilité de cette activité, de façon que
des prévisions puissent être faites, avec une confiance raisonnable, sur le fait qu'il existe un faible niveau de
probabilité d'existence d'un micro-organisme viable sur un produit après stérilisation.
Les exigences génériques du système de management de la qualité pour la conception et la mise au point, la
production, l'installation et l'entretien sont données dans l'ISO 9001 et les exigences particulières pour les
systèmes de management de la qualité relatifs à la production de dispositifs médicaux sont données dans
l'ISO 13485. Les normes relatives aux systèmes de management de la qualité reconnaissent que, pour
certains procédés de stérilisation utilisés dans la fabrication ou le retraitement, l'efficacité du procédé ne peut
être complètement vérifiée par une inspection ultérieure et des essais du produit. La stérilisation constitue un
exemple d'un tel procédé. Pour cette raison, les procédés de stérilisation sont validés pour l'utilisation, la
performance des procédés de stérilisation est contrôlée en routine et l'équipement est entretenu.
Les exigences relatives à la dosimétrie sont données dans l'ISO 11137-1 et dans l'ISO 11137-2. La présente
partie de l'ISO 11137 donne des directives pour l'interprétation de ces exigences. Les directives données ne
sont pas normatives et ne sont pas fournies en tant que liste de contrôle pour les vérificateurs. Les directives
fournissent des explications et des méthodes considérées comme un moyen approprié pour être conforme
aux exigences. Des méthodes différentes de celles-ci peuvent être utilisées dans les directives, si ces
méthodes permettent d'être conforme aux exigences de l'ISO 11137-1.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11137-3:2006(F)
Stérilisation des produits de santé — Irradiation —
Partie 3:
Directives relatives aux aspects dosimétriques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11137 fournit des directives concernant les exigences de l'ISO 11137-1 et de
l'ISO 11137-2 relatives à la dosimétrie. Les modes opératoires de dosimétrie relatifs à la mise au point, à la
validation et au contrôle de routine d'un procédé de stérilisation par irradiation y sont décrits.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 11137-1, Stérilisation des produits de santé — Irradiation — Partie 1: Exigences relatives à la mise au
point, à la validation et au contrôle de routine d'un procédé de stérilisation pour les dispositifs médicaux
ISO 11137-2, Stérilisation des produits de santé — Irradiation — Partie 2: Établissement de la dose
stérilisante
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 11137-1 et dans
l'ISO 11137-2 ainsi que le suivant s'appliquent.
3.1
système de dosimétrie
éléments reliés entre eux, utilisés pour déterminer la dose absorbée, notamment dosimètres, instruments,
étalons de référence associés et modes opératoires d'utilisation
[ISO/TS 11139:2006, définition 2.15]
4 Mesure de la dose
La mesure de la dose absorbée, liée à la stérilisation par irradiation de dispositifs médicaux, est exprimée en
termes de dose absorbée dans l'eau. Il convient que les systèmes de dosimétrie soient étalonnés en termes
de dose dans l'eau. Dans la présente partie de l'ISO 11137, il est fait référence à la dose absorbée avec le
terme dose.
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ISO 11137-3:2006(F)
5 Sélection et étalonnage des systèmes de dosimétrie
5.1 Généralités
Le ou les système(s) de dosimétrie utilisés pour surveiller l'irradiation du produit doivent être capables de
fournir des résultats exacts et précis pour toute la plage de doses concernée.
5.2 Sélection des systèmes de dosimétrie
5.2.1 Des mesurages dosimétriques sont exigés pour l'établissement de la dose stérilisante, pour la
validation et pour le contrôle de la stérilisation par irradiation; différents systèmes de dosimétrie peuvent être
nécessaires pour ces différentes tâches. Dans l'établissement de la dose, par exemple, la plage des doses
requises pour une vérification ou une expérimentation de la dose incrémentale peut se trouver en dehors de
la plage de fonctionnement recommandée (et étalonnée) du système de dosimétrie utilisé pour mesurer la
dose stérilisante et, dans de tels cas, un système alternatif devra être employé.
5.2.2 Des directives relatives à la sélection des systèmes de dosimétrie utilisés dans la stérilisation par
irradiation peuvent être trouvées dans l'ISO/ASTM 51261. Les propriétés des systèmes de dosimétrie
individuels et les modes opératoires pour leur utilisation sont donnés dans les Pratiques ISO/ASTM
référencées dans la Bibliographie.
5.3 Étalonnage du système de dosimétrie
5.3.1 Il est exigé dans l'ISO 11137-1 que les mesures de dose soient raccordées à un étalon national ou
international approprié et que leur niveau d'incertitude soit connu. En conséquence, il convient que toutes les
sources de mesure de l'incertitude significatives soient identifiées et que leur importance soit évaluée.
5.3.2 L'étalonnage des systèmes de dosimétrie destinés à être utilisés pour la stérilisation par irradiation
constitue une activité décisive. La réponse de la plupart des systèmes est influencée par les conditions
d'irradiation et de mesure (par exemple la température, l'humidité, le débit de la dose et l'intervalle de temps
entre la fin de l'irradiation et le mesurage). En outre, les effets de ces conditions sont souvent interdépendants
et ils peuvent varier d'un lot de dosimètres à l'autre. Par conséquent, il convient que l'étalonnage soit réalisé
dans des conditions qui correspondent le plus étroitement possible aux conditions d'utilisation réelles. Cela
signifie que l'étalonnage est nécessaire pour chaque installation d'irradiation et qu'il n'est pas acceptable
d'utiliser un résultat d'un étalonnage fourni par le fabricant du dosimètre sans vérification expérimentale
supplémentaire de sa validité.
5.3.3 Il convient de faire appel à un institut de métrologie national reconnu ou à tout autre laboratoire
d'étalonnage accrédité selon l'ISO 17025 ou son équivalent, afin de garantir la traçabilité par rapport à un
étalon national ou international. Un certificat d'étalonnage fourni par un laboratoire n'ayant pas de
reconnaissance ou d'accréditation formelle ne sera pas nécessairement une preuve de traçabilité par rapport
à un étalon national ou international et des preuves documentaires supplémentaires seront exigées.
5.3.4 La capacité à effectuer des mesurages de dose exacts dépend de l'étalonnage et de la performance
continue de l'ensemble du système de dosimétrie. Cela signifie que tout l'équipement associé au mode
opératoire de mesure, et pas uniquement les dosimètres, doit être contrôlé de façon adéquate et ses
performances doivent être vérifiées.
5.3.5 Les modes opératoires d'étalonnage détaillés sont donnés dans l'ISO/ASTM 51261. Des informations
sur l'estimation et le mode d'expression de l'incertitude de mesure peuvent être trouvées dans
[19]
l'ISO/ASTM 51707. Des directives supplémentaires sont données dans Sharpe and Miller .
6 Établissement de la dose maximale acceptable
6.1 Les essais destinés à établir la dose maximale acceptable doivent être réalisés en utilisant le produit ou
les échantillons de matériaux qui ont été irradiés à des doses supérieures à celles qui ont été anticipées
durant le traitement réel. La valeur de la dose maximale reçue durant la stérilisation sera influencée par les
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ISO 11137-3:2006(F)
caractéristiques de l'irradiateur et le profil de charge du produit. Par conséquent, le transfert d'un procédé à un
autre irradiateur ou une modification du profil de charge peut donner lieu à une modification de la dose
maximale pour le produit.
6.2 Il convient que les géométries d'irradiation pour les essais du produit ou des échantillons de matériau
soient choisies de manière à garantir que la dose est déterminée avec exactitude et qu'elle est aussi uniforme
que possible. L'irradiation dans les conteneurs utilisés pour le traitement de stérilisation de routine produira
généralement deux grandes plages de doses pour que le produit soit significatif à des fins de réalisation
d'essais. Si des conteneurs d'irradiation de routine sont utilisés, il convient que l'emplacement du produit
soumis à essai soit tel que la plage de doses que le produit reçoit soit réduite le plus possible.
6.3 Les doses exigées dans les essais du produit ou des matériaux peuvent se trouver hors de la plage de
fonctionnement des systèmes de dosimétrie disponibles. Dans de tels cas, il peut suffire de délivrer la dose
en incréments, en surveillant chaque incrément de dose. La dose totale est égale à la somme des doses
incrémentales.
7 Établissement de la dose stérilisante
7.1 Les méthodes d'établissement de la dose stérilisante (ISO 11137-2) exigent que le produit, ou des
portions de celui-ci (portion d'article d'échantillon [SIP]), soit irradié à des doses comprises dans les niveaux
de tolérance spécifiés. Le système de dosimétrie utilisé pour surveiller l'irradiation du produit doit être capable
de fournir des résultats exacts et précis pour toute la plage de doses concernée. Afin d'éviter de
compromettre le résultat du réglage de la dose ou des méthodes de justification de la dose, le système de
dosimétrie employé doit être suffisamment exact pour garantir des mesures comprises dans les tolérances
spécifiées dans la méthode.
7.2 Les tolérances de dose spécifiées dans le réglage de la dose et les méthodes de justification se
réfèrent aux doses maximales et, dans certains cas, aux doses minimales, qui peuvent être délivrées à tout
point sur/dans un article du produit ou une portion d'article d'échantillon. Dans cette exigence, le fait que la
répartition de la dose appliquée au produit soit connue est implicite; cela peut exiger une cartographie de
dose détaillée des articles du produit individuels, en particulier dans le cas d'irradiation par faisceau
d'électrons. Une telle cartographie de dose est similaire à celle exigée pour la qualification des performances
(QP, voir Article 10).
7.3 Il convient que la configuration du produit durant l'irradiation soit choisie afin de parvenir à la variation
minimale de la dose, à la fois pour les articles individuels et entre les articles. Cela peut nécessiter d'irradier
individuellement les articles du produit; dans des cas exceptionnels, il pourrait être nécessaire de défaire et de
remballer le produit afin de parvenir à la plage de doses acceptables appliquées à l'article. Dans ce contexte,
voir également l'ISO 11137-2:2006, 5.4.1.
7.4 Pour déterminer la plage de doses appliquées au produit, ou aux portions de celui-ci, des exercices de
cartographie de dose sont réalisés. Ces exercices de cartographie de dose ne doivent pas être réalisés à la
même dose que celle utilisée pour les irradiations de réglage de dose. L'utilisation de doses plus élevées peut
permettre d'utiliser le système de dosimétrie dans une partie plus précise de sa plage de fonctionnement,
améliorant ainsi l'exactitude totale de la cartographie de dose.
7.5 Il convient de tenir compte de la réalisation des exercices répétés de cartographie de dose. La
répétition de ces exercices réduira l'incertitude de mesure.
7.6 L'irradiation pour régler la dose ou à des fins de justification utilisant des rayons gamma est
généralement réalisée en employant une installation spéciale qui est conçue pour l'irradiation à des doses
plus faibles que la dose stérilisante ou dans un lieu défini en dehors du cheminement normal du produit dans
une installation de stérilisation, telle que sur un plateau tournant ou un support de recherche.
7.7 L'irradiation pour régler la dose ou à des fins de justification utilisant des électrons ou des rayons X est
généralement réalisée dans l'installation utilisée pour la stérilisation, car des faibles doses peuvent être
obtenues en réduisant la puissance de sortie de l'irradiateur et/ou en augmentant la vitesse du convoyeur.
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ISO 11137-3:2006(F)
7.8 L'irradiation utilisant des électrons peut être réalisée avec le produit entouré par un matériau pour
diffuser les électrons et produire une répartition de la dose plus uniforme.
7.9 Dans la réalisation d'une expérimentation de vérification de dose, il est exigé que la dose la plus élevée
ne dépasse pas la dose de vérification de plus de 10 %. La dose la plus élevée est mesurée directement
durant l'irradiation ou calculée à partir des données de cartographie de dose. Si des données de cartographie
de dose sont utilisées, il convient de tenir compte de la variabilité statistique des données. Une approche
[20]
permettant de déterminer cette variabilité est disponible dans Panel on Gamma & Electron Irradiation .
7.10 Une répétition de l'expérimentation de la vérification de la dose est autorisée si la moyenne
arithmétique de la dose la plus élevée et de la dose la plus faible est inférieure à 90 % de la dose de
vérification prévue. La dose la plus élevée et la dose la plus faible peuvent être mesurées directement durant
l'irradiation ou être calculées à partir des données de cartographie de dose.
7.11 Les méthodes 2A et 2B (voir l'ISO 11137-2:2006) exigent chacune de réaliser une expérimentation de
la dose de validation dans laquelle le produit est irradié à une série de doses nominales, avec l'exigence
supplémentaire que la dose pour chaque incrément est mesurée indépendamment. Il est exigé que la dose la
plus élevée dans chaque incrément de dose se trouve dans une plage de doses spécifiée et qu'elle soit
mesurée directement durant l'irradiation ou calculée à partir des données de cartographie de dose. Si des
données de cartographie de dose sont utilisées, il convient de tenir compte de la variabilité statistique des
données. Une approche permettant de déterminer cette variabilité est disponible dans Panel on Gamma &
[20]
Electron Irradiation .
7.12 Les méthodes 2A et 2B permettent une répétition de l'irradiation de la dose incrémentale, en utilisant un
ensemble de produit supplémentaire ou des portions d'article de produit, si la moyenne arithmétique de la
dose de la plus élevée et de la dose la plus faible à cet incrément est inférieure à la limite inférieure de la
plage spécifiée. La dose la plus élevée et la dose la plus faible peuvent être mesurées directement durant
l'irradiation ou être calculées à partir des données de cartographie de dose.
8 Qualification de l'installation
8.1 L'objet de la qualification de l'installation (QI) est de démontrer que l'irradiateur a été fourni et installé
conformément à ses spécifications.
8.2 Il est exigé dans l'ISO 11137-1 de déterminer les caractéristiques du faisceau pour un irradiateur à
électrons ou à rayons X. Ces caractéristiques incluent l'énergie des électrons ou des rayons X, le courant
moyen du faisceau et, le cas échéant, la largeur de balayage et l'uniformité du balayage. Les détails de la
caractérisation dépendent de la conception et de la construction de l'irradiateur. Des exemples sont donnés
en 8.4 et en 8.5, mais il convient de ne pas considérer qu'ils sont exhaustifs.
8.3 La plupart des méthodes utilisées pour déterminer les caractéristiques du faisceau d'électrons
impliquent la dosimétrie, bien que dans de nombreux cas, seules des mesurages relatifs (par exemple le
mesurage de la largeur du balayage) sont exigés. Dans les cas où des mesurages relatifs sont effectués, la
traçabilité des mesures peut ne pas être nécessaire.
8.4 Pour les irradiateurs à rayons X, il est exigé de mesurer soit l'énergie du faisceau d'électrons, soit
l'énergie du faisceau à rayons X durant la QI. Lorsque la conception des irradiateurs à rayons X le permet, il
est courant de mesurer l'énergie du faisceau d'électrons.
8.5 Pour les accélérateurs d'électrons, il convient de tenir compte de la relation entre la fréquence de
balayage, la largeur de balayage, le débit de répétition de l'impulsion (pour les accélérateurs à impulsion) et la
vitesse du convoyeur relative à la répartition transversale du faisceau d'électrons au niveau de la surface du
produit, afin de garantir que le chevauchement est suffisant pour fournir le degré exigé d'uniformité de la dose.
8.6 La caractérisation de l'uniformité du balayage implique dans de nombreux cas le mesurage de
l'uniformité à la fois dans la direction du balayage et dans la direction du déplacement du produit.
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8.7 Des détails sur les méthodes utilisées pour caractériser le faisceau d'électrons peuvent être trouvés
dans l'ISO/ASTM 51649 et ceux concernant la caractérisation des rayons X dans l'ISO ASTM 51608.
8.8 Il n'existe pas d'exigences de dosimétrie particulières pour la QI des irradiateurs à rayons gamma.
Cependant, selon la spécification de l'irradiateur, il pourrait être nécessaire d'effectuer des mesurages de
dose et/ou une cartographie de dose dans la QI afin de vérifier le fonctionnement dans le cadre de la
spécification. Des mesures de dose similaires à celles employées dans la qualification opérationnelle (QO)
peuvent être utilisées.
9 Qualification opérationnelle
9.1 Généralités
L'objet de la QO est de démontrer que l'irradiateur, tel qu'il est installé, est capable de fonctionner et de
délivrer des doses appropriées se trouvant dans les critères d'acceptation définis. Cela s'effectue en
déterminant les répartitions de la dose, grâce à des exercices de cartographie de dose et en reliant ces
répartitions aux paramètres du procédé.
9.2 Irradiateurs à rayons gamma
9.2.1 La cartographie de dose pour la qualification opérationnelle est réalisée pour caractériser l'irradiateur
par rapport à la répartition et à la reproductivité de la dose ainsi que pour établir l'effet de l'interruption du
procédé sur la dose. Il convient que la cartographie de dose soit réalisée en plaçant des dosimètres dans un
conteneur d'irradiation rempli jusqu'à ses limites de conception avec un matériau de masse volumique
homogène. Il convient que cette masse volumique se trouve dans la plage de masse volumique pour laquelle
l'irradiateur va être utilisé. Il convient d'effectuer au moins deux cartographies de la dose, une avec un
matériau proche de la limite inférieure de la plage de la masse volumique pour laquelle l'irradiateur est conçu
et une autre avec un autre matériau proche de la limite supérieure de cette plage.
9.2.2 Il convient que la cartographie de dose soit réalisée pour un nombre suffisant de conteneurs
d'irradiation (au moins trois) à chaque masse volumique choisie pour permettre de déterminer la variabilité de
la dose et la répartition de la dose entre les conteneurs. Le détail et le nombre d'exercices de cartographies
de dose répétés nécessaires seront influencés par l'importance du savoir acquis à partir des exercices de
caractérisation de la dose antérieurs sur les mêmes irradiateurs ou des irradiateurs similaires. Cela signifie
qu'un nombre plus important d'exercices répétés peut être exigé pour une nouvelle installation que pour les
exercices de cartographie pour la qualification de la dose après remplissage des sources.
9.2.3 Durant la cartographie de dose pour la qualification opérationnelle, il convient que l'irradiateur ait un
nombre suffisant de conteneurs en place pour simuler de manière efficace un irradiateur rempli avec des
conteneurs portant un matériau de la même masse volumique que celui qui va être cartographié. Le nombre
de conteneurs exigé pour y parvenir dépend de la conception de l'irradiateur.
9.2.4 Il convient que des dosimètre
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.