{"id":31542,"date":"2026-10-09T09:12:03","date_gmt":"2026-10-09T09:12:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.delama.it\/?post_type=technical-articles&p=31542"},"modified":"2026-10-13T07:53:25","modified_gmt":"2026-10-13T07:53:25","slug":"sterilizzazione-ossido-di-etilene-come-funziona","status":"publish","type":"technical-articles","link":"https:\/\/www.delama.it\/it\/articoli-tecnici\/sterilizzazione-ossido-di-etilene-come-funziona\/","title":{"rendered":"Sterilizzazione a ossido di etilene: come funziona, limiti e alternative"},"content":{"rendered":"\n

La sterilizzazione a ossido di etilene<\/strong> (EtO) \u00e8 da decenni uno dei metodi pi\u00f9 diffusi per trattare dispositivi medici e componenti che non tollerano il calore del vapore saturo. Secondo i dati diffusi dalla FDA nel 2024, circa la met\u00e0 dei dispositivi medici che richiedono sterilizzazione negli Stati Uniti viene trattata con EtO. Eppure l’ossido di etilene \u00e8 un gas tossico, infiammabile e classificato come cancerogeno, soggetto a rigorosi requisiti su emissioni, esposizione dei lavoratori e residui sul prodotto, con un quadro normativo in continua evoluzione.<\/p>\n\n\n\n

In questo articolo vediamo come funziona un ciclo di sterilizzazione con ossido di etilene, quali sono i suoi limiti reali e quali tecnologie a bassa temperatura, a partire dal perossido di idrogeno vaporizzato (vH\u2082O\u2082), possono sostituirlo in tutto o in parte.<\/p>\n\n\n\n

Che cos’\u00e8 la sterilizzazione a ossido di etilene (EtO)<\/h2>\n\n\n\n

L’ossido di etilene<\/strong> (C\u2082H\u2084O) \u00e8 un gas incolore a temperatura ambiente, altamente reattivo, appartenente alla famiglia degli epossidi. La sua azione sterilizzante si basa sull’alchilazione<\/strong>: la molecola reagisce con i gruppi amminici, carbossilici, sulfidrilici e ossidrilici di proteine e acidi nucleici, bloccando il metabolismo e la replicazione dei microrganismi, spore batteriche comprese.<\/p>\n\n\n\n

Il vantaggio principale dell’EtO \u00e8 la combinazione di bassa temperatura<\/strong> (in genere tra 37 e 63 \u00b0C) ed elevata capacit\u00e0 di penetrazione: il gas attraversa imballaggi porosi, film plastici permeabili e geometrie complesse come lumi lunghi e stretti. Per questo l’ossido di etilene per sterilizzazione<\/strong> si \u00e8 imposto su cateteri, set infusionali, kit chirurgici, dispositivi in materiali polimerici e prodotti gi\u00e0 confezionati nell’imballaggio finale.<\/p>\n\n\n\n

Per ridurre il rischio di infiammabilit\u00e0 (il gas forma miscele esplosive con l’aria in un intervallo molto ampio) molti impianti utilizzano miscele di EtO e CO\u2082<\/strong>, con concentrazioni tipiche del 10% di ossido di etilene e 90% di anidride carbonica, oppure EtO puro in camere progettate per operare sotto vuoto e in atmosfera inertizzata con azoto.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Come funziona il ciclo di sterilizzazione a EtO<\/h2>\n\n\n\n

Un ciclo di sterilizzazione con ossido di etilene \u00e8 regolato dalla norma ISO 11135<\/strong> e si articola in fasi ben definite:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. 1. Precondizionamento.<\/strong> Il carico viene portato a temperatura e umidit\u00e0 controllate, spesso in una cella dedicata, per ore o anche un giorno intero. Un’umidit\u00e0 controllata favorisce l’efficacia microbiologica del processo.<\/li>\n\n\n\n
  2. 2. Vuoto iniziale e test di tenuta.<\/strong> La camera viene evacuata per rimuovere l’aria e permettere al gas di penetrare nel carico.<\/li>\n\n\n\n
  3. 3. Condizionamento.<\/strong> Si inietta vapore fino a raggiungere un’umidit\u00e0 relativa tipicamente compresa tra 40% e 80%.<\/li>\n\n\n\n
  4. 4. Iniezione del gas ed esposizione.<\/strong> L’EtO viene introdotto fino alla concentrazione prevista (valori indicativi tra 450 e 1.200 mg\/L, da definire in convalida) e mantenuto per il tempo di esposizione validato, di solito da una a sei ore.<\/li>\n\n\n\n
  5. 5. Evacuazione e lavaggi.<\/strong> Il gas viene rimosso con una serie di vuoti alternati a iniezioni di aria filtrata o azoto, e inviato a un sistema di abbattimento (catalitico o a scrubber).<\/li>\n\n\n\n
  6. 6. Aerazione.<\/strong> Il carico sosta in camera o in apposite celle riscaldate finch\u00e9 i residui di EtO e dei suoi sottoprodotti non scendono sotto i limiti ammessi.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Tra i principali parametri di processo<\/strong> da controllare e registrare figurano concentrazione del gas, temperatura, umidit\u00e0 relativa, pressione e tempo di esposizione. Il monitoraggio di routine si affida a indicatori biologici con spore di Bacillus atrophaeus e a un indicatore per ossido di etilene<\/strong> di tipo chimico (ISO 11140-1), che vira colore in presenza del gas: il viraggio conferma l’esposizione al processo, non la sterilit\u00e0 del prodotto. Per i dispositivi medici il rilascio parametrico \u00e8 possibile solo se il processo \u00e8 convalidato secondo requisiti specifici (ISO 11135 e ISO\/TS 21387), mentre in ambito farmaceutico l’Annex 1 richiede indicatori biologici a ogni ciclo. L’obiettivo, come per ogni processo di sterilizzazione terminale, \u00e8 un Sterility Assurance Level (SAL) di 10\u207b\u2076<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    Impianti di sterilizzazione a ossido di etilene<\/strong> per uso industriale, come la serie DLOG<\/a> di De Lama, integrano camera, sistemi di dosaggio del gas, controllo dell’umidit\u00e0 e abbattimento delle emissioni in un’unica architettura progettata secondo cGMP.<\/p>\n\n\n\n

    I limiti dell’ossido di etilene<\/h2>\n\n\n\n

    La versatilit\u00e0 dell’EtO ha un prezzo. I limiti riguardano la sicurezza delle persone, il rispetto delle norme e la produttivit\u00e0 dell’impianto.<\/p>\n\n\n\n

    Tossicit\u00e0, limiti di residuo e vincoli normativi (ISO 11135, EU GMP Annex 1)<\/h3>\n\n\n\n

    Perch\u00e9 l’ossido di etilene \u00e8 cancerogeno<\/strong>? La stessa capacit\u00e0 di alchilare il DNA che lo rende efficace contro i microrganismi lo rende genotossico per l’uomo. L’IARC lo classifica nel Gruppo 1<\/strong> (cancerogeno certo per l’uomo) e il regolamento europeo CLP lo classifica come cancerogeno e mutageno di categoria 1B. Nell’Unione Europea il valore limite di esposizione professionale \u00e8 di 1 ppm (1,8 mg\/m\u00b3) su 8 ore, e in Italia l’uso ricade nel Titolo IX del D.Lgs. 81\/2008 sugli agenti cancerogeni.<\/p>\n\n\n\n

    Sul fronte del prodotto, i residui di EtO e di etilencloridrina (ECH) devono rispettare la ISO 10993-7<\/strong>, la cui terza edizione (aprile 2026) aggiorna la derivazione dei limiti ammissibili e le condizioni di estrazione in funzione della popolazione di pazienti e della durata d’uso, e ammette la valutazione del rischio per stabilire limiti specifici per il dispositivo.<\/p>\n\n\n\n

    Nel farmaceutico, l’EU GMP Annex 1<\/strong> privilegia la sterilizzazione terminale con calore e indica che la sterilizzazione con ossido di etilene va utilizzata solo quando non \u00e8 praticabile un altro metodo, chiedendo di dimostrare l’assenza di effetti dannosi sul prodotto e un’adeguata rimozione dei residui. Sul fronte ambientale, le emissioni degli sterilizzatori a EtO sono soggette a rigorosi requisiti di controllo, con un quadro normativo ancora in evoluzione, anche negli Stati Uniti.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

    Tempi di ciclo, aerazione e impatto sulla produttivit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

    Un ciclo a ossido di etilene, sommando precondizionamento, esposizione e aerazione, pu\u00f2 richiedere, a seconda del carico e dell’impianto, da meno di un giorno fino a diversi giorni prima che il lotto sia rilasciabile. A questo si aggiungono la gestione delle bombole o dei serbatoi di gas, i sistemi di abbattimento, i monitoraggi ambientali e le analisi dei residui. Per molte aziende il risultato \u00e8 un collo di bottiglia logistico e, spesso, la dipendenza da centri di sterilizzazione esterni.<\/p>\n\n\n\n

    Le alternative all’EtO per la sterilizzazione a bassa temperatura<\/h2>\n\n\n\n

    Quali sono le alternative all’ossido di etilene? Nessuna tecnologia \u00e8 un sostituto universale, ma due famiglie coprono gran parte delle applicazioni: il perossido di idrogeno vaporizzato<\/strong> e le radiazioni ionizzanti<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    Perossido di idrogeno vaporizzato (vH\u2082O\u2082)<\/h3>\n\n\n\n

    La sterilizzazione a perossido di idrogeno vaporizzato<\/strong> opera a temperature comprese indicativamente tra 25 e 55 \u00b0C. Il vH\u2082O\u2082 agisce per ossidazione di proteine, lipidi e acidi nucleici e, al termine del ciclo, si decompone in acqua e ossigeno<\/strong>. Non lascia residui di EtO o ECH e la rimozione dello sterilizzante avviene all’interno del ciclo, senza celle di aerazione esterne; l’assenza di perossido residuo sul prodotto viene comunque verificata in convalida. I cicli si misurano in ore, non in giorni.<\/p>\n\n\n\n

    L’8 gennaio 2024 la FDA ha riconosciuto il vH\u2082O\u2082 come metodo di sterilizzazione consolidato di Categoria A<\/strong>, allo stesso livello di vapore, calore secco, EtO e radiazioni. \u00c8 stato un passaggio chiave per le aziende di dispositivi medici che vogliono ridurre la dipendenza dall’ossido di etilene.<\/p>\n\n\n\n

    Il limite storico del perossido di idrogeno riguarda la penetrazione in carichi densi, lumi e imballaggi multipli. \u00c8 qui che fa la differenza il vuoto spinto<\/strong>: la tecnologia brevettata HyPerPure\u00ae<\/a> sotto vuoto spinto di De Lama, per esempio, \u00e8 in grado di sterilizzare attraverso almeno 4 strati di Tyvek\u00ae<\/strong>, rendendo possibile il trattamento di prodotti confezionati nell’imballaggio finale. Con HyPerPure\u00ae la cellulosa e i materiali porosi non rappresentano un limite: indumenti per camera bianca (garments), carta medicale e tessuti vengono sterilizzati regolarmente. L’unico materiale da evitare \u00e8 il cartone a doppia onda<\/strong>, che intrappola il perossido e fa da barriera durante la fase di iniezione: lo sterilizzante impiegherebbe troppo tempo per penetrare il prodotto e troppo tempo per essere rimosso nel degasaggio, rendendo il processo poco efficiente. I liquidi, invece, non possono essere sterilizzati con il vH\u2082O\u2082, perch\u00e9 il perossido non vi penetra.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Raggi gamma ed e-beam<\/h3>\n\n\n\n

    La sterilizzazione con raggi gamma<\/strong> (sorgenti di cobalto-60) e con fascio di elettroni (e-beam)<\/strong>, regolata dalla ISO 11137, avviene a temperatura ambiente e non lascia residui chimici. I raggi gamma hanno un’elevata penetrazione e trattano pallet interi; l’e-beam \u00e8 molto pi\u00f9 rapido ma penetra meno e si adatta a prodotti a bassa densit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

    I limiti sono legati ai materiali e alla logistica: alcuni polimeri, come il PTFE e determinate formulazioni di PVC e polipropilene, possono degradarsi, ingiallire o diventare fragili in funzione della dose, e l’irraggiamento richiede quasi sempre il conferimento a impianti esterni, con i relativi tempi di trasporto. I raggi X rappresentano un’evoluzione emergente con penetrazione simile ai gamma.<\/p>\n\n\n\n

    Come scegliere l’alternativa corretta: compatibilit\u00e0 materiali, scala, validazione<\/h2>\n\n\n\n

    La scelta tra ossido di etilene e tecnologie alternative va fatta prodotto per prodotto, valutando tre dimensioni.<\/p>\n\n\n\n