De Sterility Assurance Level (SAL) is de kwantitatieve maat waarmee de kans op een levensvatbaar micro-organisme in of op een als steriel geclaimd product wordt uitgedrukt. Voor terminaal gesteriliseerde geneesmiddelen en medische hulpmiddelen geldt wereldwijd de drempel SAL 10⁻⁶: maximaal een kans van 1 op een miljoen dat een individueel product na sterilisatie nog een levensvatbaar organisme bevat. De SAL is geen meting op eindproduct, maar een uitkomst van validatie en routinemonitoring van het sterilisatieproces. Dit artikel legt uit hoe SAL wordt gedefinieerd, hoe D- en Z-waarden en de F₀-integraal de SAL onderbouwen, wanneer welke drempel geldt, en hoe SAL zich verhoudt tot bioburden, indicatoren en de steriliteitstest.
SAL is gedefinieerd als de waarschijnlijkheid dat een enkel product na een sterilisatieproces een levensvatbaar micro-organisme bevat. De maat wordt uitgedrukt als een negatieve exponent van tien. SAL 10⁻⁶ betekent dus een kans van 1 op 1 000 000; SAL 10⁻³ een kans van 1 op 1 000. De schaal is logaritmisch omdat kiemreductie door verhitting, straling of gas een eersteordekinetiek volgt: elke gelijke tijdseenheid halveert de resterende populatie met een vaste factor tien.
De SAL wordt in de praktijk nooit direct gemeten. Detectie van een kans van 1 op een miljoen zou een testomvang van vele miljoenen eenheden vereisen, en zelfs dan zou het resultaat statistisch onbetrouwbaar zijn. In plaats daarvan wordt de SAL berekend uit twee componenten: de initiele microbiele belasting op het product (bioburden) en het aantoonbare logaritmische reductievermogen van het sterilisatieproces. Voor de bredere context van sterilisatiemethoden en de bijbehorende normen zie het overzicht sterilisatienormen.
SAL 10⁻⁶ betekent dat statistisch gezien één op elk miljoen gesteriliseerde eenheden nog een levensvatbaar organisme kan bevatten. Voor een batch van 100 000 injectieflessen komt de verwachtingswaarde dus neer op 0,1 besmette eenheid: in de meeste batches nul, in een enkele batch mogelijk één. Dit niveau is gekozen als grens tussen praktische haalbaarheid en klinische aanvaardbaarheid; niveaus lager dan 10⁻⁶ worden zelden geoperationaliseerd omdat de bijbehorende overkill-marge onevenredig groot wordt.
De inactivering van micro-organismen door hitte, straling of chemische middelen verloopt kinetisch als een eersteordereactie: het aantal overlevende cellen daalt exponentieel in de tijd. Op een lineaire schaal zou de reductiecurve heel snel onleesbaar worden; op een logaritmische schaal is dezelfde reductie een rechte lijn. Elke decimale reductie (van 10ⁱ naar 10⁰, van 10⁰ naar 10⁻¹, enzovoort) representeert een verwijdering van 90 procent van de overlevende populatie ten opzichte van het vorige punt. Zes decimale reducties (6-log) staat gelijk aan een reductie met een factor 1 000 000.
De drie parameters D, Z en F₀ verbinden de fysische procesparameters (temperatuur en tijd) met het microbiologische resultaat (kiemreductie en dus SAL).
De D-waarde (decimal reduction time) is de tijd die nodig is om bij een bepaalde temperatuur 90 procent van een specifieke microbiele populatie te doden — oftewel de tijd voor een 1-log reductie. Voor Geobacillus stearothermophilus-sporen, de standaard biologische indicator voor stoomsterilisatie, ligt D₁₂₁ typisch tussen 1,5 en 2,5 minuten in verzadigde stoom. Voor Bacillus atrophaeus-sporen, gebruikt bij droge-hittesterilisatie, ligt D₁⁶₀ tussen 3 en 10 minuten. Fabrikanten van biologische indicatoren certificeren de D-waarde van elke lot; deze waarde vormt de basis voor cyclusvalidatie.
De Z-waarde is de temperatuurstijging (in graden Celsius) die nodig is om de D-waarde met een factor 10 te verlagen. Voor de meeste bacteriesporen bij stoomsterilisatie geldt een Z-waarde van circa 10 graden Celsius: bij een temperatuurstijging van 111 naar 121 graden Celsius wordt de D-waarde tien maal kleiner. De Z-waarde maakt het mogelijk om cycli met verschillende temperatuurprofielen om te rekenen naar een equivalente sterilisatiebijdrage bij de referentietemperatuur van 121 graden Celsius.
De F₀-waarde is de equivalente sterilisatietijd bij 121 graden Celsius, uitgedrukt in minuten, integrerend over het gehele temperatuurprofiel van de cyclus. F₀ is de standaardmetric voor stoomsterilisatie omdat een cyclus niet direct op 121 graden Celsius zit: er is een opwarmfase, een sterilisatiefase op setpoint en een afkoelfase. Elke seconde boven 100 graden Celsius levert een fractie sterilisatiebijdrage, en die fractie wordt door de F₀-integraal opgeteld.
De koppeling met SAL loopt via het aantal 12-log reducties dat een cyclus bewerkstelligt. Bij een bioburden van 10⁶ sporen per product en een gewenste SAL van 10⁻⁶ is een reductie met 12 logs nodig. Als de D₁₂₁-waarde 1,5 minuut bedraagt, is de minimaal vereiste F₀ dus 12 × 1,5 = 18 minuten. Cyclussen worden doorgaans op F₀ = 15 minuten of hoger ingesteld voor terminaal steriele producten, met een overkill-marge om variaties in bioburden en warmtepenetratie te compenseren.
Voor de berekening van SAL zijn twee onafhankelijke inputs nodig: het aantal micro-organismen op het product vóór sterilisatie (bioburden) en het bewezen reductievermogen van de cyclus. Er zijn drie erkende benaderingen om de sterilisatiedosis vast te stellen.
De overkill-methode gaat uit van een worst-case bioburden van 10⁶ hitte-resistente sporen (typisch Geobacillus stearothermophilus voor stoom) en een SAL van 10⁻⁶. Dat vereist 12 logs reductie. Deze aanpak is conservatief maar simpel: geen aanvullende bioburden-tellingen nodig, en de cyclus is zonder risico voor productvariatie. De methode is de default voor hittebestendige producten en beschreven in ISO 17665 en ISO 20857.
De bioburden/BI-benadering gebruikt de werkelijk gemeten bioburden op productmonsters gecombineerd met een biologische indicator met bekende resistentie. Als de gemeten bioburden bijvoorbeeld 10² sporen per product is en de SAL 10⁻⁶ moet zijn, is een reductie met 8 logs nodig. Deze methode leidt tot kortere cycli en minder thermische belasting van het product, maar vraagt periodieke bioburden-monitoring en een gevalideerde correlatie met de indicator.
Voor ethyleenoxide- en waterstofperoxide-sterilisatie wordt vaak de half cycle-methode gebruikt: de tijd waarbij alle biologische indicatoren (10⁶ sporen per drager) worden gedood, wordt experimenteel bepaald, en de productiecyclus wordt vervolgens op tweemaal die tijd ingesteld. Deze verdubbeling geeft de aanvullende 6 logs reductie die van 10⁰ (net gedood) naar 10⁻⁶ leidt.
De uitgangswaarde voor de SAL-berekening is de bioburden vóór sterilisatie; die wordt in de praktijk gekwantificeerd via kiemplaat en kolonietelling. De aanwezigheid van biofilm op productcontactoppervlakken beschermt cellen bovendien tegen sterilisatie en kan de gerealiseerde SAL fors verlagen.
Niet elk steriel product vereist SAL 10⁻⁶. De drempel hangt af van toepassing, contactroute en risicoprofiel.
Voor niet-steriele farmaceutische en cosmetische producten geldt geen SAL-drempel maar een limiet op het totale kiemgetal (TAMC/TYMC) volgens Ph. Eur. 5.1.4. De keuze tussen steriel en niet-steriel wordt uitgelegd in het artikel steriel of niet-steriel.
Elke sterilisatietechniek kent een eigen kinetiek en dus een eigen berekening van SAL. De onderliggende definitie is identiek — een kans van 10⁻⁶ — maar het pad om daar te komen verschilt.
Bij stoomsterilisatie is de F₀-integraal de sleutel: elke cyclus met F₀ ≥ 12·D₁₂₁ van de gebruikte biologische indicator levert de vereiste 12-log reductie. Standaard 121 graden Celsius, 15 minuten sterilisatietijd bij verzadigde stoom is voor de meeste hittebestendige lasten voldoende om SAL 10⁻⁶ te bereiken. De praktische uitvoering, cyclusparameters en validatievereisten zijn beschreven in het artikel over autoclaven. Voor de operationele documentatie in het laboratorium biedt de SOP autoclaaf een basiskader.
Bij droge hitte is de referentietemperatuur 170 graden Celsius. De D-waarde voor Bacillus atrophaeus-sporen is er aanzienlijk hoger (typisch 3 tot 10 minuten). SAL 10⁻⁶ vereist daarom cycli van 60 minuten bij 170 graden Celsius of 30 minuten bij 180 graden Celsius. Deze techniek wordt vooral gebruikt voor droge poeders, oliën en glaspipetten waarbij vocht ongewenst is.
Voor gasserie sterilisatie is de half cycle-methode standaard. De sterilisatiedosis is een combinatie van gasconcentratie, temperatuur, luchtvochtigheid en blootstellingstijd. De biologische indicator (10⁶ Geobacillus stearothermophilus-sporen op drager) wordt gedood bij een gevalideerde half cycle-tijd; de productiecyclus is dan tweemaal die tijd voor SAL 10⁻⁶.
Bij ioniserende straling wordt de SAL bepaald door de D-dosis — de dosis (in kGy) voor 1-log reductie. Voor gemengde bioburden op medische hulpmiddelen wordt de sterilisatiedosis afgeleid via ISO 11137 methode 1 of methode 2, met verificatie op 10⁻² SAL en extrapolatie naar 10⁻⁶. De industriestandaard van 25 kGy is voor de meeste ladingen ruim voldoende voor SAL 10⁻⁶.
Voor thermolabiele vloeistoffen loopt de SAL via bacterieretentie. Een steriliserend filter (0,22 µm) is gevalideerd om 10⁷ kolonievormende eenheden Brevundimonas diminuta per cm² filteroppervlak volledig terug te houden onder de gebruikscondities (bubble point, druk, doorstroom). Voor een productbatch met bioburden onder de gevalideerde belasting levert het filter een equivalente SAL van 10⁻⁶ op — mits filter-integriteitstesten voor en na de filtratie een intact filter bevestigen.
SAL, bioburden en de steriliteitstest zijn drie complementaire begrippen die vaak worden verward. Ze meten fundamenteel andere zaken.
Belangrijk is dat de steriliteitstest de SAL niet aantoont: bij een besmettingsfractie van 0,1 procent en 20 geteste eenheden is de detectiekans slechts circa 2 procent. De steriliteitstest volgens Ph. Eur. 2.6.1 fungeert als sluitstuk naast — niet in plaats van — een gevalideerd sterilisatieproces dat de SAL statistisch verzekert.
Bij parenterale producten waarborgt de SAL de afwezigheid van levensvatbare micro-organismen, maar dekt hij niet de aanwezigheid van endotoxinen uit dode cellen; daarvoor is een parallelle LAL-test nodig.
Sterilisatie tot SAL 10⁻⁶ is niet alleen relevant voor de productie van steriele geneesmiddelen. Ook bij inactivatie van biologisch afval in laboratoria met een verhoogd bioveiligheidsniveau geldt dat de reductie van levensvatbare pathogenen aantoonbaar moet zijn. Bij BSL-2 en hoger is een gevalideerde autoclaafcyclus verplicht, met een cyclus die minimaal 6-log reductie voor de meest resistente aanwezige pathogeen aantoonbaar maakt. Voor priën-inactivatie geldt een aanvullende eis van 18 minuten bij 134 graden Celsius vanwege de uitzonderlijke hitteresistentie van priëneiwitten. De koppeling tussen bioveiligheidsniveau en autoclaafspecificatie wordt uitgewerkt in het artikel over BSL-klassen.
Omdat SAL zelf niet meetbaar is, wordt de aantoonbaarheid ervan verzekerd via drie parallelle monitorlagen: fysische parameters, chemische indicatoren en biologische indicatoren.
Temperatuur, druk en tijd worden continu geregistreerd tijdens elke cyclus via gekalibreerde sensoren. Voor stoomsterilisatie zijn typisch minimaal drie temperatuurvoelers verspreid in de kamer plus een druksensor. De cyclusrecorder produceert een grafiek die de F₀-integraal berekent. Voor de betekenis en periodieke controle van deze sensoren zie het artikel over kalibratie en meetnauwkeurigheid.
Chemische indicatoren zijn onderverdeeld in zes klassen volgens ISO 11140-1. Klasse 1 (procesindicatoren zoals autoclaaftape) tonen alleen aan dat het pakket een cyclus heeft doorlopen. Klasse 5 (integratoren) reageren op temperatuur, tijd en stoomkwaliteit gezamenlijk en zijn de gangbare indicator voor routinebewaking. Klasse 6 (emulatoren) zijn cyclusspecifiek en tonen aan dat een specifieke cyclus (bijvoorbeeld 134 graden Celsius, 3,5 minuten) volledig is doorlopen. De Bowie-Dick-test — een dagelijkse stoompenetratietest voor voor-vacuumautoclaven — is een klasse 2 indicator die controleert of lucht voldoende uit de kamer is verdreven.
Biologische indicatoren (BI's) bevatten een bekend inoculum van resistente sporen (typisch 10⁶ Geobacillus stearothermophilus voor stoom, Bacillus atrophaeus voor droge hitte, Bacillus pumilus voor gammastraling) op een drager. Na de cyclus wordt de BI geïncubeerd volgens de instructies van de fabrikant. Geen groei = succesvolle inactivatie van 10⁶ sporen, wat bij een gevalideerd 12-log-cyclus resulteert in SAL 10⁻⁶. Ph. Eur. 5.1.2 beschrijft de referentie-eisen voor biologische indicatoren.
Voor terminaal gesteriliseerde geneesmiddelen laat EudraLex Volume 4 Annex 17 parametric release toe: vrijgave op basis van proceseparameters zonder aanvullende steriliteitstest. Voorwaarden zijn een volledig gevalideerd proces (installation, operational en performance qualification), continue procesmonitoring en dagelijkse verificatie via biologische indicatoren. Parametric release is niet toegestaan voor aseptisch geproduceerde producten — daar blijft de steriliteitstest volgens Ph. Eur. 2.6.1 de wettelijke vrijgaveverplichting.
Bij een verzadigde-stoomcyclus van 121 graden Celsius met 15 minuten sterilisatietijd, na volledige warmtepenetratie tot in de koudste zones van de lading, en met een D₁₂₁-waarde van 1,5 minuut voor de meest resistente aanwezige spore, levert dit een reductie van 15 / 1,5 = 10 logs. Bij een initiele bioburden van 10⁶ sporen resulteert dat in een SAL van 10⁻⁴. Voor SAL 10⁻⁶ is dus ofwel een langere cyclus (18 min) nodig, ofwel een lagere aangetoonde bioburden. Standaard laboratoria hanteren een overkill-cyclus van 121 graden Celsius, 20 minuten om een veiligheidsmarge te houden.
Ja, wiskundig wel: SAL 10⁻ ₀ of lager is berekenbaar door de cyclus te verlengen. In de praktijk is dat zelden zinvol omdat elke extra log-reductie de thermische belasting op het product verhoogt zonder klinisch waarneembaar veiligheidsvoordeel. Voor priën-inactivatie wordt wel een aanvullende marge gehanteerd (18 minuten bij 134 graden Celsius) omdat priëneiwitten geen klassieke log-lineaire inactivering vertonen.
Log Reduction (LR) is het verschil in log-schaal tussen de initiele kiembelasting en het resultaat na behandeling. LR = log(N₀) − log(N). De SAL is de log(N) na behandeling wanneer deze een specifieke drempel bereikt: SAL 10⁻⁶ = log(N) = −6. Bij een initiele bioburden van 10⁶ sporen levert een 12-log reductie de vereiste SAL 10⁻⁶. De begrippen zijn direct gekoppeld via: LR = log(N₀) − SAL_exponent.
Nee. Pasteurisatie (typisch 63 tot 72 graden Celsius, 15 seconden tot 30 minuten) is gericht op vegetatieve pathogenen en levert doorgaans een reductie van 5 tot 7 logs voor niet-sporenvormers. Bacteriësporen overleven pasteurisatie ongehinderd. Voor SAL 10⁻⁶ is een echte sterilisatiecyclus (autoclaaf, droge hitte, straling of gas) vereist.
Desinfectie beoogt een reductie van vegetatieve pathogenen tot een klinisch aanvaardbaar niveau, doorgaans 3 tot 5 logs. Er is geen SAL-drempel voor desinfectie omdat sporen bewust niet volledig worden geëlimineerd. Sterilisatie is een strengere procesklasse: alle levensvatbare micro-organismen inclusief sporen worden gereduceerd tot een aantoonbare kans van 10⁻⁶.
De 10⁻⁶-drempel is historisch gegroeid als compromis: streng genoeg om klinische veiligheid van parenteraal toegediende producten te verzekeren, en praktisch haalbaar met bestaande sterilisatietechnologie. Voor een gemiddelde patient die enkele parenteralia per jaar krijgt is de kumulatieve blootstellingskans aan een besmet product bij SAL 10⁻⁶ verwaarloosbaar. Strengere niveaus (10⁻⁸) leveren geen aantoonbaar klinisch voordeel maar wel disproportioneel langere cyclustijden.
Ja. Herbruikbare medische hulpmiddelen die tussen patienten door worden gesteriliseerd (chirurgisch instrumentarium, endoscopen na aanvullende reprocessing) vallen onder ISO 17664 en moeten aantoonbaar SAL 10⁻⁶ halen na de reprocessing-cyclus. Voor ziekenhuisautoclaven met voor-vacuumcyclus (type B) is dit met 134 graden Celsius, 5 minuten na goede reiniging haalbaar.
Als een cyclus onvoldoende F₀ behaalt (bijvoorbeeld door lekkage, defecte sensor of onjuiste belading), wordt de lading als niet-steriel beschouwd. Materiaal wordt opnieuw geautoclaveerd na oorzaakanalyse. In een gevalideerde omgeving triggert een subgestandaardiseerde cyclus een OOS-onderzoek en corrigerende maatregelen; de betrokken batch mag niet worden vrijgegeven.
Nee. Chemische indicatoren tonen aan dat bepaalde condities zijn bereikt (temperatuur, tijd, stoom) maar bevestigen niet de microbiologische inactivering zelf. Alleen biologische indicatoren met bekend inoculum en resistentie kunnen de effectieve log-reductie aantonen. Chemische indicatoren en biologische indicatoren zijn daarom complementair; ze vervangen elkaar niet.
SAL 10⁻³ (1 op 1000) is aanvaard voor sommige niet-parenteraal toegediende, hittelabiele producten waar terminaal steriel maken tot 10⁻⁶ het product zou beschadigen. De keuze voor SAL 10⁻³ is onderbouwd in een risico-analyse volgens Ph. Eur. 5.1.1 en vereist expliciete rechtvaardiging bij het registratiedossier. De methodiek staat beschreven onder de noemer "sterilisation by heat under reduced sterility assurance level".
Sterilisatienormen Over autoclaven Steriliteitstesten in de farmaceutische industrie Steriel of niet-steriel: keuze van laboratoriummateriaal BSL-klassen: bioveiligheidsniveaus 1 t/m 4 Microbiologische kweekmedia ISO 14644 cleanroom-klassen GMP - Good Manufacturing Practice SOP autoclaaf
Voor de borging van SAL 10⁻⁶ in uw laboratorium levert Labvakhandel de basisbenodigdheden: bekijk het assortiment autoclaven en sterilisatie-apparatuur, sterilisatie-indicatoren, membraanfilters voor steriliserende filtratie en kweekmedia en voedingsbodems.
Disclaimer: De informatie in dit artikel is bedoeld als algemene technische en regulatoire toelichting. Canidae Seal B.V. / Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor de toepassing van deze informatie in specifieke analytische, klinische of industriële situaties. Raadpleeg voor uw eigen toepassing altijd de geldende Ph. Eur.- en USP-monografieën, ISO-normen (11135, 11137, 17665, 20857) en de bevoegde toezichthouder (EMA, IGJ, FDA of nationale autoriteit).
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
