{"id":31544,"date":"2026-10-06T08:43:03","date_gmt":"2026-10-06T08:43:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.delama.it\/?post_type=technical-articles&p=31544"},"modified":"2026-10-06T08:43:07","modified_gmt":"2026-10-06T08:43:07","slug":"sterilisation-a-loxyde-dethylene-fonctionnement-limites-et-alternatives","status":"publish","type":"technical-articles","link":"https:\/\/www.delama.it\/fr\/articles-techniques\/sterilisation-a-loxyde-dethylene-fonctionnement-limites-et-alternatives\/","title":{"rendered":"St\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne : fonctionnement, limites et alternatives"},"content":{"rendered":"\n

La st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne<\/strong> (EtO) est depuis des d\u00e9cennies l’une des m\u00e9thodes les plus utilis\u00e9es pour traiter les dispositifs m\u00e9dicaux et les composants qui ne supportent pas la chaleur de la vapeur satur\u00e9e. Selon les donn\u00e9es publi\u00e9es par la FDA en 2024, environ la moiti\u00e9 des dispositifs m\u00e9dicaux n\u00e9cessitant une st\u00e9rilisation aux \u00c9tats-Unis sont trait\u00e9s \u00e0 l’EtO. Pourtant, l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne est un gaz toxique, inflammable et class\u00e9 canc\u00e9rog\u00e8ne, soumis \u00e0 des exigences strictes en mati\u00e8re d’\u00e9missions, d’exposition des travailleurs et de r\u00e9sidus sur le produit, dans un cadre r\u00e9glementaire encore en \u00e9volution.<\/p>\n\n\n\n

Dans cet article, nous verrons comment fonctionne la st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne, quelles sont ses limites r\u00e9elles et quelles technologies de st\u00e9rilisation basse temp\u00e9rature, \u00e0 commencer par le peroxyde d’hydrog\u00e8ne vaporis\u00e9 (vH\u2082O\u2082), peuvent la remplacer en tout ou en partie.<\/p>\n\n\n\n

Qu’est-ce que la st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne (EtO) ?<\/h2>\n\n\n\n

L’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne<\/strong> (C\u2082H\u2084O) est un gaz incolore \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, tr\u00e8s r\u00e9actif, appartenant \u00e0 la famille des \u00e9poxydes. Son action st\u00e9rilisante repose sur l’alkylation<\/strong> : la mol\u00e9cule r\u00e9agit avec les groupements amine, carboxyle, sulfhydryle et hydroxyle des prot\u00e9ines et des acides nucl\u00e9iques, bloquant le m\u00e9tabolisme et la r\u00e9plication des micro-organismes, y compris les spores bact\u00e9riennes.<\/p>\n\n\n\n

Le principal avantage de la st\u00e9rilisation au gaz d’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne est la combinaison d’une basse temp\u00e9rature<\/strong> (g\u00e9n\u00e9ralement entre 37 et 63 \u00b0C) et d’une grande capacit\u00e9 de p\u00e9n\u00e9tration : le gaz traverse les emballages poreux, les films plastiques perm\u00e9ables et les g\u00e9om\u00e9tries complexes comme les lumi\u00e8res longues et \u00e9troites. C’est pourquoi l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne s’est impos\u00e9 pour les cath\u00e9ters, les sets de perfusion, les kits chirurgicaux, les dispositifs en polym\u00e8re et les produits d\u00e9j\u00e0 scell\u00e9s dans leur emballage final.<\/p>\n\n\n\n

Pour r\u00e9duire le risque d’inflammabilit\u00e9 (le gaz forme des m\u00e9langes explosifs avec l’air dans une plage tr\u00e8s large), de nombreuses installations utilisent des m\u00e9langes d’EtO et de CO\u2082<\/strong>, avec des concentrations typiques de 10 % d’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne et 90 % de dioxyde de carbone, ou de l’EtO pur dans des chambres con\u00e7ues pour fonctionner sous vide et en atmosph\u00e8re inert\u00e9e \u00e0 l’azote.<\/p>\n\n\n\n

Comment fonctionne le cycle de st\u00e9rilisation \u00e0 l’EtO<\/h2>\n\n\n\n

Comment fonctionne concr\u00e8tement la st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne ? Le proc\u00e9d\u00e9 est encadr\u00e9 par la norme ISO 11135<\/strong>, norme internationale de st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne des produits de sant\u00e9, et se d\u00e9roule en plusieurs phases bien d\u00e9finies :<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Pr\u00e9conditionnement.<\/strong> La charge est port\u00e9e \u00e0 une temp\u00e9rature et une humidit\u00e9 contr\u00f4l\u00e9es, souvent dans une salle d\u00e9di\u00e9e, pendant plusieurs heures, voire une journ\u00e9e enti\u00e8re.<\/li>\n\n\n\n
  2. Vide initial et test d’\u00e9tanch\u00e9it\u00e9.<\/strong> La chambre est mise sous vide pour \u00e9liminer l’air et permettre au gaz de p\u00e9n\u00e9trer dans la charge.<\/li>\n\n\n\n
  3. Conditionnement.<\/strong> De la vapeur est inject\u00e9e jusqu’\u00e0 atteindre une humidit\u00e9 relative g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 40 % et 80 %. Une humidit\u00e9 contr\u00f4l\u00e9e favorise l’efficacit\u00e9 microbiologique du proc\u00e9d\u00e9.<\/li>\n\n\n\n
  4. Injection du gaz et exposition.<\/strong> L’EtO est introduit jusqu’\u00e0 la concentration cible (valeurs indicatives entre 450 et 1 200 mg\/L, \u00e0 d\u00e9finir lors de la validation) et maintenu pendant le temps d’exposition valid\u00e9, g\u00e9n\u00e9ralement d’une \u00e0 six heures.<\/li>\n\n\n\n
  5. \u00c9vacuation et rin\u00e7ages.<\/strong> Le gaz est \u00e9limin\u00e9 par une s\u00e9rie de vides altern\u00e9s avec des injections d’air filtr\u00e9 ou d’azote, puis envoy\u00e9 vers un syst\u00e8me d’abattement (catalytique ou par laveur).<\/li>\n\n\n\n
  6. A\u00e9ration.<\/strong> La charge reste dans la chambre ou dans des salles d’a\u00e9ration chauff\u00e9es jusqu’\u00e0 ce que les r\u00e9sidus d’EtO et de ses sous-produits descendent sous les limites admises.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Parmi les principaux param\u00e8tres du proc\u00e9d\u00e9<\/strong> \u00e0 contr\u00f4ler et \u00e0 enregistrer figurent la concentration du gaz, la temp\u00e9rature, l’humidit\u00e9 relative, la pression et le temps d’exposition. La surveillance de routine repose sur des indicateurs biologiques \u00e0 spores de Bacillus atrophaeus et sur un indicateur chimique pour l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne<\/strong> (ISO 11140-1), qui change de couleur en pr\u00e9sence du gaz : le virage confirme l’exposition au proc\u00e9d\u00e9, pas la st\u00e9rilit\u00e9 du produit. Pour les dispositifs m\u00e9dicaux, la lib\u00e9ration param\u00e9trique n’est possible que si le proc\u00e9d\u00e9 est valid\u00e9 selon des exigences sp\u00e9cifiques (ISO 11135 et ISO\/TS 21387), tandis qu’en production pharmaceutique l’Annexe 1 des BPF de l’UE exige des indicateurs biologiques \u00e0 chaque cycle. Comme pour tout proc\u00e9d\u00e9 de st\u00e9rilisation terminale, l’objectif est un niveau d’assurance de st\u00e9rilit\u00e9 (SAL) de 10\u207b\u2076<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    La validation de la st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne<\/strong> suit la s\u00e9quence classique de qualification d’installation (IQ), qualification op\u00e9rationnelle (OQ) et qualification des performances (PQ). La PQ microbiologique est couramment r\u00e9alis\u00e9e selon l’approche du demi-cycle, qui d\u00e9montre l’inactivation des indicateurs biologiques avec la moiti\u00e9 du temps d’exposition de routine. La PQ physique confirme l’uniformit\u00e9 de la temp\u00e9rature, de l’humidit\u00e9 et de la distribution du gaz dans toute la charge.<\/p>\n\n\n\n

    Les \u00e9quipements industriels de st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne, comme la s\u00e9rie DLOG<\/a> de De Lama, int\u00e8grent la chambre, le dosage du gaz, le contr\u00f4le de l’humidit\u00e9 et l’abattement des \u00e9missions dans une architecture unique conforme aux cGMP.<\/p>\n\n\n\n

    Les limites de l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne<\/h2>\n\n\n\n

    La polyvalence de l’EtO a un prix. Ses limites concernent la s\u00e9curit\u00e9 des personnes, la conformit\u00e9 r\u00e9glementaire et la productivit\u00e9 de l’installation, et elles expliquent pourquoi de nombreux fabricants cherchent \u00e0 en r\u00e9duire la d\u00e9pendance.<\/p>\n\n\n\n

    Toxicit\u00e9, limites de r\u00e9sidus et contraintes r\u00e9glementaires (ISO 11135, Annexe 1 des BPF de l’UE)<\/h3>\n\n\n\n

    La capacit\u00e9 \u00e0 alkyler l’ADN qui rend l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne efficace contre les micro-organismes le rend aussi g\u00e9notoxique pour l’homme. Le CIRC le classe dans le Groupe 1<\/strong> (canc\u00e9rog\u00e8ne pour l’homme) et le r\u00e8glement europ\u00e9en CLP le classe canc\u00e9rog\u00e8ne et mutag\u00e8ne de cat\u00e9gorie 1B. La valeur limite d’exposition professionnelle est de 1 ppm en moyenne pond\u00e9r\u00e9e sur 8 heures, aussi bien dans l’Union europ\u00e9enne (1,8 mg\/m\u00b3) que selon la norme OSHA am\u00e9ricaine.<\/p>\n\n\n\n

    C\u00f4t\u00e9 produit, les r\u00e9sidus d’EtO et d’\u00e9thyl\u00e8ne chlorhydrine (ECH) doivent respecter la norme ISO 10993-7<\/strong>. Sa troisi\u00e8me \u00e9dition (avril 2026) met \u00e0 jour la d\u00e9rivation des limites admissibles et les conditions d’extraction en fonction de la population de patients et de la dur\u00e9e d’utilisation, et admet l’\u00e9valuation des risques pour fixer des limites propres au dispositif.<\/p>\n\n\n\n

    En production pharmaceutique, l’Annexe 1 des BPF de l’UE<\/strong> privil\u00e9gie la st\u00e9rilisation terminale par la chaleur et pr\u00e9cise que la st\u00e9rilisation \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne ne doit \u00eatre utilis\u00e9e que lorsqu’aucune autre m\u00e9thode n’est applicable, en exigeant la preuve de l’absence d’effet n\u00e9faste sur le produit et d’une \u00e9limination ad\u00e9quate des r\u00e9sidus.<\/p>\n\n\n\n

    Pourquoi l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne est-il progressivement abandonn\u00e9 ? Dans la plupart des applications, il n’est pas interdit, mais il fait l’objet d’une pression croissante. Les \u00e9missions des st\u00e9rilisateurs industriels sont soumises \u00e0 des exigences de contr\u00f4le strictes et, aux \u00c9tats-Unis, les normes d’\u00e9mission de l’EPA adopt\u00e9es en 2024 sont en cours de r\u00e9examen, ce qui ajoute une incertitude r\u00e9glementaire. Avec les pr\u00e9occupations des riverains des sites de st\u00e9rilisation et les programmes de la FDA en faveur de m\u00e9thodes alternatives, cela pousse de nombreux fabricants \u00e0 diversifier leur strat\u00e9gie de st\u00e9rilisation.<\/p>\n\n\n\n

    Temps de cycle, a\u00e9ration et impact sur la productivit\u00e9<\/h3>\n\n\n\n

    En additionnant pr\u00e9conditionnement, exposition et a\u00e9ration, un cycle \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne peut prendre, selon la charge et l’installation, de moins d’une journ\u00e9e \u00e0 plusieurs jours avant que le lot puisse \u00eatre lib\u00e9r\u00e9. S’y ajoutent la gestion des bouteilles ou r\u00e9servoirs de gaz, les syst\u00e8mes d’abattement, la surveillance environnementale et les analyses de r\u00e9sidus. Pour de nombreuses entreprises, il en r\u00e9sulte un goulot d’\u00e9tranglement logistique et, souvent, une d\u00e9pendance envers des prestataires de st\u00e9rilisation externes.<\/p>\n\n\n\n

    Les alternatives basse temp\u00e9rature \u00e0 l’EtO<\/h2>\n\n\n\n

    Quelles sont les alternatives \u00e0 la st\u00e9rilisation \u00e0 l’EtO ? Aucune technologie n’est un substitut universel, mais deux familles couvrent la plupart des applications de st\u00e9rilisation basse temp\u00e9rature : le peroxyde d’hydrog\u00e8ne vaporis\u00e9<\/strong> et les rayonnements ionisants<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    Peroxyde d’hydrog\u00e8ne vaporis\u00e9 (vH\u2082O\u2082)<\/h3>\n\n\n\n

    La st\u00e9rilisation au peroxyde d’hydrog\u00e8ne vaporis\u00e9<\/strong> fonctionne \u00e0 des temp\u00e9ratures comprises \u00e0 titre indicatif entre 25 et 55 \u00b0C. Le vH\u2082O\u2082 agit par oxydation des prot\u00e9ines, des lipides et des acides nucl\u00e9iques et, en fin de cycle, se d\u00e9compose en eau et oxyg\u00e8ne<\/strong>. Il ne laisse aucun r\u00e9sidu d’EtO ou d’ECH, et l’\u00e9limination du st\u00e9rilisant a lieu au sein du cycle, sans salles d’a\u00e9ration externes ; l’absence de peroxyde r\u00e9siduel sur le produit est toutefois v\u00e9rifi\u00e9e lors de la validation. Les cycles se mesurent en heures, pas en jours.<\/p>\n\n\n\n

    Le 8 janvier 2024, la FDA a reconnu le vH\u2082O\u2082 comme m\u00e9thode de st\u00e9rilisation \u00e9tablie de Cat\u00e9gorie A<\/strong>, au m\u00eame niveau que la vapeur, la chaleur s\u00e8che, l’EtO et les rayonnements. Il s’agit d’une \u00e9tape cl\u00e9 pour les fabricants de dispositifs m\u00e9dicaux qui souhaitent r\u00e9duire leur d\u00e9pendance \u00e0 l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne.<\/p>\n\n\n\n

    La limite historique du peroxyde d’hydrog\u00e8ne concerne la p\u00e9n\u00e9tration dans les charges denses, les lumi\u00e8res et les emballages multiples. C’est l\u00e0 que le vide pouss\u00e9<\/strong> fait la diff\u00e9rence : la technologie brevet\u00e9e HyPerPure\u00ae<\/a> sous vide pouss\u00e9 de De Lama peut st\u00e9riliser \u00e0 travers au moins 4 couches de Tyvek\u00ae<\/strong>, ce qui permet de traiter des produits scell\u00e9s dans leur emballage final. Avec HyPerPure\u00ae, la cellulose et les mat\u00e9riaux poreux ne constituent pas une limite : v\u00eatements de salle blanche, papier m\u00e9dical et textiles sont st\u00e9rilis\u00e9s couramment. Le seul mat\u00e9riau \u00e0 \u00e9viter est le carton double cannelure<\/strong>, qui pi\u00e8ge le peroxyde et fait barri\u00e8re pendant la phase d’injection : le st\u00e9rilisant mettrait trop de temps \u00e0 p\u00e9n\u00e9trer le produit et trop de temps \u00e0 \u00eatre \u00e9limin\u00e9 lors du d\u00e9gazage, ce qui rendrait le proc\u00e9d\u00e9 peu efficace. Les liquides, en revanche, ne peuvent pas \u00eatre st\u00e9rilis\u00e9s au vH\u2082O\u2082, car le peroxyde n’y p\u00e9n\u00e8tre pas.<\/p>\n\n\n\n

    Rayons gamma et faisceau d’\u00e9lectrons<\/h3>\n\n\n\n

    La st\u00e9rilisation gamma<\/strong> (sources de cobalt 60) et la st\u00e9rilisation par faisceau d’\u00e9lectrons (e-beam)<\/strong>, encadr\u00e9es par la norme ISO 11137, se d\u00e9roulent \u00e0 temp\u00e9rature ambiante et ne laissent aucun r\u00e9sidu chimique. Les rayons gamma ont une p\u00e9n\u00e9tration \u00e9lev\u00e9e et peuvent traiter des palettes enti\u00e8res ; l’e-beam est beaucoup plus rapide mais p\u00e9n\u00e8tre moins et convient aux produits de faible densit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

    Les limites sont li\u00e9es aux mat\u00e9riaux et \u00e0 la logistique : certains polym\u00e8res, comme le PTFE et certaines formulations de PVC et de polypropyl\u00e8ne, peuvent se d\u00e9grader, jaunir ou devenir cassants selon la dose, et l’irradiation n\u00e9cessite presque toujours l’envoi des produits vers des installations externes, avec les d\u00e9lais de transport associ\u00e9s. La st\u00e9rilisation par rayons X est une option \u00e9mergente, avec une p\u00e9n\u00e9tration comparable \u00e0 celle des rayons gamma.<\/p>\n\n\n\n

    Comment choisir la bonne alternative : compatibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux, \u00e9chelle, validation<\/h2>\n\n\n\n

    Le choix entre l’oxyde d’\u00e9thyl\u00e8ne et les technologies alternatives doit se faire produit par produit, en tenant compte de trois dimensions.<\/p>\n\n\n\n