Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi Farmasotik AD, Ankara

Gama radyasyon, ısıya duyarlı aletler, kateterler, enjektörler, sütürlerin v.b. sterilizasyonu amacıyla 30 yılı aşkın süredir kullanılmaktadır. Ancak bu işlemin farmasötik ürünlerin sterilizasyonu için kullanılması son yıllarda artış göstermiştir. İlaçların sterilizasyonunda gama ışınlarının kullanımına olan ilginin artması, bu ışınların yüksek penetrasyon gücü ve izotermal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. İlaçlar bu yöntemle ısıda herhangi bir artış olmadan son ambalajında sterilize edilebilmektedir. Bu da özellikle sefalosporinler gibi kuru ısı veya buharla sterilize edilemeyen ilaçlar için uygun olmaktadır. Diğer bir sterilizasyon yolu olan aseptik filtrasyon sadece çözeltilere uygulanabilmektedir. Etilen oksit gazı ile sterilizasyonun da bazı dezavantajları bulunmaktadır. Bunlar, işlem sırasında nemin ve sıcaklığın kontrolü, kapalı bölmelerden havanın uzaklaştırılması ve işlem sonunda etilen oksit ve parçalanma ürünlerinin sistemden uzaklaştırılmasıdır. Bu nedenle, steril edilmiş ürün kullanılmadan önce en az 14 gün bekletilmelidir.

Farmasötikler için gerekli radyasyon dozu, başlangıç mikroorganizma miktarı ve türlerin radyasyona duyarlılığına bağlı olarak değişmektedir. İlaç sterilizasyonu için genel olarak kabul edilen doz 25 kilogray (kGy) dir. Buna rağmen birçok farmasötik madde ürüne verilebilecek zararı en aza indirmek için daha düşük dozlarda steril edilebilir.

Gama radyasyonun diğer bir uygulaması da kozmetik hammaddeleri ve bitmiş ürünler üzerinedir. Son yıllarda bu ürünlerin radyasyonla başarılı bir şekilde dekontaminasyon / sterilizasyonu yapılabilmektedir. Günümüzde kozmetik ürünlerde birçok koruyucu, fungisid, bakterisid ve bakteriyostatik maddeler kullanılmaktadır. Bu maddeler tüketicilerde çeşitli allerjik reaksiyonlara neden olabildiğinden gün geçtikçe hipoallerjenik ürünlere talep artmakta, koruyucu içeren ürünler istenmemektedir. Ayrıca koruyucu maddeler ürünün kullanılması ile ortaya çıkan kontaminasyon riskini azaltabilir ama dekontamine etmez. Ürün kontaminasyonu, insan sağlığı yönünden risk oluşturmasından başka üretici firmanın maddi olarak kaybı ve müşteri güveninin kaybedilmesine de yol açmaktadır. Sterilite zorunluluğu olmayan ancak belirli bir sınırın üzerinde mikroorganizma içermemesi gereken bazı ürünlerde gama radyasyon işleminin uygulanması diğer yöntemlere göre daha kolay, üstün, çevreyi koruyan bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır.

Enjeksiyonluk su ve serum fizyolojik için gama sterilizasyon işleminin uygunluğu Jacobs ve ark. tarafından çalışılmıştır, 25 kGy doz uygulamasından sonra, okside olabilir madde içeriğine rağmen, oksidasyona duyarlı ilaçların aktivitesinin azalmadığı görülmüştür.

Böbrek transplant perfüzyonları için kullanılan normal serum fizyolojik Avustralya ve Hindistan’da kullanımı onaylanmıştır. Ringer laktat solusyonu da Hindistan’da bu amaçla kabul edilmiştir. Tamponlanmış kontakt lens solüsyonu ticari olarak mevcut olup, aerosol olarak İngiltere’de onaylanmıştır.

Penisilinler: Sodyum benzil penisilinin sulu çözeltisinin radyasyonla sterilizasyonu sonucunda bozunma ürünlerinin oluşması (hidroksibenzil penisilinler) nedeniyle bu işlemin uygun olmadığı sonucuna varılmıştır. Buna tezat olarak, benzilpenisilinin prokain esteri, yer fıstığı yağı taşıyıcı olarak kullanıldığında, 40 kGy’lik dozu takiben %1-2 bozunma gözlenmiştir. Yine penisilin G toz halinde, 50 kGy’lik dozdan sonra mikrobiyolojik aktivitesinde azalma gözlenmemiştir.

Amoksisilin trihidrat çözeltilerinin 25kGy’lik dozu takiben biyolojik aktivitesinde azalma olmamıştır.

Semi-sentetik Penisilinler: Anhidröz ampisilin, ampisilin trihidrat, ampisilin sodyum, oksasilin sodyum, kloksasilin sodyum, dikloksasilin sodyum, karbinisilin disodyum ile 25 kGy’lik dozu takiben genel olarak stabil oldukları belirlenmiştir.

Antipseudomonal etkili 5 semi-sentetik penisilin tozu ile yapılan çalışmada; karfesilin sodyum ve piperasilin sodyumun 25 kGy dozla güvenli olarak steril edilebildiği, azlosilin sodyum, mezlosilin sodyum ve tikarsilin sodyumun ise potensinde azalma olduğu rapor edilmiştir.

Diğer bir çalışmada ise, flukoksasilin ve nafsilin için 25 kGy doz uygun bulunmuşken, tikarsilin için bu doz 10 kGy olarak belirlenmiştir. Flukoksasilin su içeriğinin azaltılması radyasyon stabilitesini arttırmıştır.

Oksasilinin sodyum tuzunun da radyasyonla sterilizasyonu uygun bulunmuştur.

Sefalosporinler: Bu gruptaki antibiyotiklerle yapılan çalışmalar sonucunda ulaşılan sonuçlar şu şekilde özetlenebilir: Sefaloridin ve sefaleksin 50 kGy’e kadar olan dozlardan çok etkilenmezken,sefalotin ve sefapirin sodyumun potensinde azalma görülmüştür.Sefoksitin sodyumun ise radyasyon stabilitesinde azalma olmamıştır.

Sefaloridin ve sefaleksin solusyon içinde düşük dozlarla bile inaktive olurken (0.5 ve 5 kGy), her ikisi de toz halinde 50 kGy dozda stabil bulunmuştur.

Neomisin ve diğer aminoglikozid antibiyotikler: İngiliz Farmasötik Endüstrisi tarafından yapılan çalışmada, Streptomisin sülfat, dihidrostreptomisin sülfat ve neomisin sülfatın potensinde 25 kGy dozu takiben %5’lik azalma olduğu rapor edilmiştir. Tobramisin sülfat için de aynı sonuç alınmıştır. Neomisin sülfat tozunda aynı dozda önemli bir değişiklik görülmemiştir. Gentamisin sülfat için farklı sonuçlar alınmıştır. Bir çalışmada 25 kGy’de toksisitenin artmasıyla beraber antimikrobiyal potensinde %10 azalma görülürken,bir diğerinde 40 kGy dozun %2 bozunmaya neden olduğu belirlenmiştir. Çözelti içindeki gentamisin ve kanamisin, 15 kGy dozu takiben %90 inaktive olmuştur. Toz halinde her ikisi de 50 kGy dozda stabil kalmıştır.

Radyasyonla sterilize edilen neomisin ürünleri Avustralya ve Hindistan sağlık otoritelerince, gentamisin sülfat içeren oftalmik merhem ise Hindistan sağlık otoritelerince kabul edilmiştir.

Kloramfenikol: Bu antibiyotik ile yapılan çalışmalarda, çözelti halinde % 90 inaktive olurken (15 kGy), toz olarak 50 kGy dozda stabil olduğu görülmüştür. Diğer bir çalışmada,kloramfenikol sodyum süksinatın biyolojik aktivitesinin azalmadığı rapor edilmiştir.Radyasyonla işlem görmüş çeşitli kloramfenikol ürünleri İngiltere, Norveç ve Hindistan sağlık kuruluşları tarafından onaylanmıştır.

Eritromisin, linkomisin ve ilişkili diğer antibiyotikler: Eritromisin, linkomisin ve oleandomisin tozlarının 50kGy doz ışınlamasını takiben antimikrobiyal aktivitelerinde azalma olmadığı bildirilmiştir. Klindamisin için 25 kGy dozda %3 oranında bozunma gözlenmiştir.

Polimiksinler: Polimiksin sülfat için 25 kGy dozda %5’den fazla potens azalması, Kolistin tozunda ise 50 kGy doz sonrası antimikrobiyal aktivitesinde kayıp olmadığı rapor edilmiştir.

Basitrasin: Çinko basitrasinin 25 kgy dozu takiben %5’den fazla potens azalması ve aktivite kaybı olduğu gösterilmiştir. Neomisin, polimiksin ve basitrasin içeren yara tozlarının radyasyonla sterilizasyonu Avustralya sağlık otoritelerince kabul edilmiştir.

Tetrasiklin: Tetrasiklin HCl’in 10 ve 25 kGy dozlardan önemli derecede etkilenmediği, başlangıç kontaminasyon düzeyi düşük olanlar için 10 kGy’dozun yeterli olduğu bildirilmiştir. Minosiklin ve tetrasiklin tozlarının 50 kGy dozdan sonra antimikrobiyal aktivitesinde kayıp olmadığı rapor edilmiştir.

FDA, İngiltere ve Hindistan sağlık kuruluşları, radyasyonla sterilize edilmiş tetrasiklin içeren çeşitli ürünlerin (oftalmik merhemler ve enjekte edilebilir ürünler) kullanımını onaylamıştır.

Amfoterisin B: Doza bağlı olarak poliyen içeriğinde bozunma bildirilirken, 50 kGy dozda antimikrobiyal aktivitesinde azalma olmadığı görülmüştür.

Rifampisin: 50 kGy doz sonrası antimikrobiyal aktivitesinde kayıp olmadığı rapor edilmiştir.

Sülfonamidler: Sodyum sülfasetamidin toz formu ve göz preparatlarında kullanılan % 20 ve 30’luk çözeltilerinin %4’den fazla bir bozunma olmaksızın 50 kGy dozla steril edilebileceği bildirilmiştir. Ko-trimoksazole 50 kGy doz radyasyon uygulanması antimikrobiyal aktivitesinde azalmaya neden olmamıştır.

Sülfasetamid içeren göz damlaları (%10) ve göz merhemleri (%5) üzerine 25 kGy dozun etkisinin çok az olduğu görülmüştür. Radyasyonla sterilize edilmiş sülfasetamid içeren göz merhemleri İngiltere ve Avustralya gümüş sülfadiazin ise Hindistan sağlık otoritelerince kabul edilmiştir. Ülkemizde sodyum sülfasetamid, sülfametaksazol ve sülfafurazol içeren toz maddeler ve bunların oftalmik çözelti,oftalmik süspansiyon ve parenteral çözelti şeklindeki ticari preparatları kullanılarak yapılan bir çalışmada bu maddelerin 25 kGy’den daha düşük dozlarla steril edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Nitrofurantoin tozunun 50 kGy doz sonrası antimikrobiyal aktivitesinde kayıp olmadığı, akriflavin ve ethakridinin de radyasyona stabil olduğu rapor edilmiştir.

Klorheksidin içeren yara pansumanının İngiltere’de radyasyonla sterilizasyonu yapılmaktadır.

Atropin sülfat içeren göz merheminin 25 kGy doz etkisi ile çok az bozunmaya uğradığı, İngiltere ve Hindistan sağlık kuruluşlarınca onaylandığı belirtilmiştir. Neostigmin bromid tozu 45 kGy’e kadar olan dozlardan etkilenmezken,oftalmik ve nazal merhemlerde %1 konsantrasyonda içeriğinde hafif azalma olduğu belirlenmiştir.

Kafein sodyum benzoatın %20’lik solüsyonunun 25 kGy dozda pH ve bileşimini 3 yıla kadar koruduğu rapor edilmiştir.

Enzim ve Hormonlar: Pankreatinin artan radyasyon dozu ile proteolitik aktivitesinin azaldığı, papainin ise etkilenmediği ve Hindistan’da onaylandığı bildirilmiştir. Tripsin ve kallikrein, çözeltileri içinde 0.5 kGy dozla tamamen inaktive olurken, toz halinde 5 kGy dozla aktivite kaybı olmamıştır.

Kimotripsin içeren göz merhemi, yanıkların tedavisinde kullanılan situlain merhemi ve triptorelinin i.m. enjeksiyonu sırasıyla Hindistan, A.B.D. ve Fransa’da onay almıştır.

Testesteronun yağ içeren bir taşıyıcıda 25 kGy dozda androjenik aktivitesinde minimal bir değişiklik olduğu bildirilmiştir. Deksametazon ve solusyonları 50 kGy doza kadar stabil olduğu belirlenmiştir.

Hidrokortizon ve prednizolon ve bunların asetat tuzları 25 kGy’de çok az bir bozunmaya uğrarken, hidrokortizon asetat tozunun 50 kGy’e kadar stabil olduğu rapor edilmiştir.

Katı haldeki beklometazon dipropiyonat gama radyasyondan etkilenmezken, metanol ve propilen glikol içeren beklometazon merhemi radyasyona duyarlıdır.

Hindistan sağlık otoriteleri radyasyonla sterilize edilmiş neomisin,hidrokortizon ve merhemi ve hidrokortizon ve neomisin oftalmik merhemini onaylamıştır.

Vitaminler: Tiamin,riboflavin,pridoksin,nikotinamid ve kalsiyum pentotenat içeren iki multivitamin preparatı ile yapılan çalışmada bu ürünlerin sterilize edilmemiş formları kadar stabil oldukları gösterilmiştir.Diğer bir çalışmada siyanokobalamin (B12) ve hidrosiyanokobalamin (B12a) de önemli derecede bozunma gösterilmiştir.Ancak bozunma, dondurularak minimuma indirilebilir. Sulu kalsiyum pentotenat solusyonları (vitamin B3) -196 ⁰C’de radyasyonla sterilize edilebilmiştir. A vitamini gibi çabuk bozunan etkin maddeleri taşıyan merhemlerin radyasyonla sterilizasyonunda 10 kGy dozun yeterli olduğu gösterilmiştir.

Diğer ilaçlar: Heparinle yapılan radyasyon çalışmalarında sulu çözeltilerinde aktivite kaybı olduğu gösterilmiştir.

İnsülin ile de benzer sonuçlar alınmış, ancak dondurulmuş çözelti ve süspansiyonlarının radyasyonla sterilizasyona uygun olduğu rapor edilmiştir.

Anestetik maddeler ile yapılan çalışmalarda, novokain ve trimetakainin radyasyon stabilitesinin iyi olduğu , 1000 kGy de bile önemli bir değişiklik olmadığı bildirilmiştir.

Asetilsalisitik asit (aspirin)de radyasyonla çok az bozunmaya uğrayan ilaçlardandır.

Moleküler yapıdaki ufak değişiklikler radyasyon stabilitesi üzerinde önemli etki gösterdiği için bir bileşiğin diğerine göre radyasyon stabilitesinin önceden bilinmesi her zaman mümkün olmamaktadır. Katılar genel olarak çözeltilerden, donmuş çözeltiler ise her zaman sıvılardan daha stabildir. Sulu çözeltilerde H₂O₂’in oksidasyonu yavaş olabileceğinden, stabilite çalışmalarının yapılması önem taşımaktadır.

Bazı durumlarda düşük ısı kullanılarak veya oksijen yokluğunda radyoliz önlenebilmektedir. Benzer olarak, uygun radikal tutucuları veya koruyucu ajanların eklenmesi radyasyon stabilitesini arttırabilmektedir. Bu işlemlerin yapılabilmesi için bozunma yollarının önceden bilinmesi gerekmektedir. Tablo 1’de çeşitli ülkelerde radyasyonla sterilizasyona izin verilen farmasötik dozaj formları gösterilmiştir

Radyasyon uygulaması yapılan kozmetik hammaddeleri arasında talk, kaolin, titanium dioksit, nişasta, demir oksitler, mika, çeşitli hububat tozları, renklendirici tozlar, uçucu yağlar, birçok bitkisel hammaddeler; kulak delme kitleri, pamuk toplar ve kozmetik ürün fırçaları, aplikatörler, makyaj pamukları, bandajlar, biberonlar, emzikler, diş kaşıma halkaları, tamponlar, çamur maskesi, saç kremleri, losyonlar, diş macunları, göz ve dudak kalemleri, şampuanlar, temizleme sütleri, kremler ve çeşitli bitki preparatları gibi ürünler bulunmaktadır.

Razem ve ark.tarafından diş macunu, güneş koruyucu, şampuan, göz kalemi, dudak kalemi, temizleme sütü ve kremler üzerinde 2-10 kGy doz uygulanması sonucunda mikroorganizma düzeyinin gereken sınırların altında olması için 3 kGy dozun yeterli olduğu belirlenmiştir. Bu araştırıcıların bitkisel maddeler ve hammaddeler üzerinde yaptıkları bir çalışmada, 10 kGy dozun mikroorganizma sayısının istenen düzeye indirilmesi için yeterli olmuştur.

Reid ve Wilson’un raporunda yüz maskesi, şampuan ve nemlendirici losyon üzerinde yapılan çalışmalarda 25 kGy doz uygulanan örneklerle kontroller arasında anlamlı fark olmadığı sonucuna varılmıştır.

Ülkemizde de bu konu ile ilgili olarak endüstriyel bir ışınlama tesisinde şampuan, nişasta ve laktoz üzerinde ışınlama ile dekontaminasyon çalışmaları yapılmıştır. Yine ülkemizde kozmetik hammaddeleri ve çok çeşitli kozmetik ürünleri üzerinde yapılan yeni bir kapsamlı çalışmada buğday ve mısır nişastası gibi hammaddeler dışında tüm ürünlerin dekontaminasyonu için gerekli olan dozun 5 kGy’in altında veya civarında olduğu belirlenmiştir. Bu iki hammadde için ise 7 kGy doz yeterli olmuştur.

Literatürde bu konu ile ilgili olarak yapılan çalışmalar sonucunda sterilizasyon / dekontaminasyon dozunun genellikle 5-15 kGy arasında olduğu rapor edilmiştir.

Bu konu ile ilgili olarak yapılan testler şunlardır:

1. Sterilizasyonun validasyonu:

AAMI yöntemleri ile sterilizasyon/dekontaminasyon dozunun onayı.

Sterilite testi: Fluid thioglycolate medium (FTM) ve soybean-casein digest medium (SCDM) testleri.

Sterilite güvenlik düzeyi (Sterility assurance level-SAL) nin belirlenmesi. Bu testte radyasyona en az duyarlı olduğu bilinen Bacillus pumilus sporları ile infekte edilen ürünler önceden belirlenmiş radyasyon dozlarında ışınlandıktan sonra örneklerdeki canlı mikroorganizmaların sayısındaki azalma logaritmik olarak belirlenir. Böylece her bir preparat için 10⁶ düzeyini sağlayacak radyasyon dozu saptanır.

2. Patojen mikroorganizma bulunmadığının saptanmasına yönelik testler, (Pseudomonas aeruginosa,Staphylococcus aureus,Escherichia coli ve Salmonella türleri.)

1. Jacobs G.P. A review of the effects of gamma radiation on pharmaceutical materials. J Biomaterial Appl. 10:59-96,1994.

2. Olguner G., Özer A.Y. Radyasyonla sterilizasyon: II İlaçların . Radyasyonla sterilizasyonu.FABAD J.Pharm. Sci.,25:53-73,2000

3. Gopal N.G.S.,Patel K.M:,Sharma G. et.al. Guide for radiation sterilization of pharmaceuticals and decontamination of raw materials. Radiat. Phys.Chem.,32(4):619-622,1988

4. Reid B.D., Wilson B.K., Radiation processing tecnology for cosmetics. Radiat. Phys.Chem.,42:595-596,1993.

5. Olguner G. Sülfonamit grubu ilaçların gama radyasyon ile sterilizasyonu ve diğer yöntemlerle karşılaştırılması. Hacettepe Üniversitesi. Sağlık Bilimleri Enstitüsü. Radyofarmasi Anabilim Dalı. Bilim Uzmanlığı Tezi. Ankara, 2000.

6. Naki N. Kozmetik Ürünlerin ve Kozmetik Ürün Hammaddelerinin Gama Radyasyonla Dekontaminasyonu/Sterilizasyonu Üzerinde Çalışmalar. Hacettepe Üniversitesi. Sağlık Bilimleri Enstitüsü. Radyofarmasi Anabilim Dalı. Bilim Uzmanlığı Tezi. Ankara, 2003