Les dangers du peroxyde d’hydrogène en stérilisation et bio-décontamination

Le peroxyde d’hydrogène est un liquide incolore, souvent disponible en solutions aqueuses. Son origine vient de la réaction du peroxyde de baryum avec l’acide nitrique imaginée par le chimiste Louis Jacques Thénard en 1818. Il a ensuite été amélioré avec l’acide chlorhydrique puis avec l’acide sulfurique. 

Les propriétés désinfectantes du peroxide d’hydrogène en font un produit fréquemment utilisé dans le milieu médical ou l’industrie pharmaceutique. L’eau oxygénée permet en effet de répondre aux besoins de stérilisation des instruments réutilisables et à la nécessité de bio-décontamination de laboratoires de recherche et de production de médicaments. Cependant l’utilisation de cet élément chimique implique certains dangers et nécessite des équipements de détection gaz et de protection respiratoire.

Permettant d’assurer les soins, d’éviter les infections et d’empêcher la contamination croisée, la stérilisation du matériel de soins est incontournable dans l’univers médical. La désinfection du matériel médical réutilisable s’effectue par vapeur d’eau ou peroxyde d’hydrogène. La technique exploitant l’H2O2 est utilisée principalement lorsque l’emploi d’un autoclave (chambre hermétique pressurisée à vapeur d’eau) à haute température est susceptible d’endommager le matériel à stériliser comme le plastique ou encore certains outils médicaux complexes ou fragiles. Ainsi la désinfection au peroxyde d’hydrogène est par exemple appliquée pour les cathéters, les endoscopes, ou encore les instruments de chirurgie.

La technique de stérilisation au peroxyde d’hydrogène s’effectue à froid et à basse pression en exposant l’équipement médical à ce gaz. Un nettoyage des instruments médicaux à l’aide d’un stérilisateur plasma permet de détruire des agents infectieux de manière simple et rapide (approximativement 1 à 2 heures en fonction du matériel). Les instruments à désinfecter sont placés dans une chambre à vide puis soumis au H2O2 vaporisé ou sous forme de gaz. S’ensuit une phase de plasma de peroxide d’hydrogène générée par un champ électromagnétique. C’est durant cette réaction que s’accomplit la destruction des cellules bactériennes et la stérilisation complète des instruments. Après ventilation, la chambre peut enfin être ouverte et le matériel stérilisé peut être réutilisé.

L’utilisation du H2O2 pour la bio-décontamination se décline également dans l’industrie pharmaceutique. En effet, dans de nombreuses applications pharmaceutiques (recherche, fabrication, contrôle, etc.) la maîtrise des risques de contamination est un enjeu capital. Ces activités, comme la fabrication de médicaments stériles par exemple, nécessitent la mise en place dans un lieux propre référencé selon la norme ISO 14644. Cette solution est appliquée par l’industrie pharmaceutique qui exploite donc des zones à atmosphère contrôlée (ZAC) exigeant une maîtrise des risques de contamination microbienne ainsi que des procédés de bio-décontamination. Parmi ces ZAC on trouve par exemple les ateliers de fabrication de médicaments, les chambres de stabilité, les salles blanches, salles de transfert, isolateurs ou encore certains entrepôts.

Si le principe de la désinfection au gaz est connu depuis l’antiquité (soufre, arsenic, acide chlorhydrique), et après avoir exploité différents gaz comme l’oxyde d’éthylène (ETO) ou le formaldéhyde, aujourd’hui l’industrie pharmaceutique privilégie le peroxyde d’hydrogène pour les processus de bio-décontamination de zones propres. Cette substance est non seulement désinfectante, mais le H2O2 de qualité alimentaire est aussi le plus économique et écologique des matières nettoyantes.

La stérilisation de salles propres s’effectue par une fumigation de peroxyde d’hydrogène, par vaporisation de H2O2, ou par dispersion d’une solution en gouttelettes aérosols H2O2. Un nettoyage rigoureux des espaces avec un liquide désinfectant est essentiel. Les mesures d’hygiène passent par le traitement d’une pièce par des machines de désinfection automatiques permettant de détruire toutes les souches de contamination microbienne et bactérienne présentes dans une pièce et ainsi de décontaminer l’ensemble de cet environnement. Les processus de décontamination par voie aérienne reposent sur de hautes concentrations de peroxyde d’hydrogène (jusqu’à 35%) dans une pièce et doit impérativement être réalisé dans un endroit fermé sans aucun personnel présent.

Le peroxyde d’hydrogène, CAS 7722-84-1, également connu sous le nom d’eau oxygénée, est couramment utilisé dans les milieux médicaux et l’industrie pharmaceutique. L’H2O2 est un élément, toxique, corrosif et comburant. Ce sont particulièrement ses caractéristiques corrosives et toxiques qui en font un excellent biocide utilisé pour la stérilisation et la bio-décontamination. Le peroxyde d’hydrogène est en effet exploité dans le médical et le pharmaceutique notamment pour son caractère oxydant lui permettant de jouer un rôle d’antiseptique. Il est aussi adapté dans l’agroalimentaire (stérilisation des emballages), le traitement de l’eau, ou encore la papeterie (blanchiment de la pâte à papier). Les instances sanitaires françaises imposent une VLEP (valeur limite d’exposition professionnelle sur 8 heures) à 1 ppm afin de protéger les travailleurs de ces caractéristiques dangereuses.

L’usage du peroxyde d’hydrogène dans le monde médical et dans l’industrie pharmaceutique représente un danger pour les nombreux professionnels évoluant dans ces milieux. En effet, l’exploitation d’un liquide oxygéné comme agent de stérilisation et de bio-décontamination peut impliquer une exposition chronique ou accidentelle aiguë à des concentrations dangereuses de ce gaz. Un dysfonctionnement ou une mauvaise manipulation des machines, un non-respect des procédures de sécurité ou encore une mauvaise manipulation des solutions H2O2 entraîne un risque de fuite de gaz et des effets dangereux sur la santé des personnes présentes.

Une exposition chronique à de faibles concentrations d’H2O2 entraînera des irritations cutanées, un blanchiment des cheveux et une irritation des voies respiratoires. Une présentation à de fortes concentrations peut provoquer une inhalation importante de vapeurs de peroxyde d’hydrogène et entraîner une détresse respiratoire grave, une perte de conscience ou un empoisonnement systémique mortels.

Face à aux dangers du peroxyde d’hydrogène des mesures de sécurité doivent être mises en œuvre dans les milieux médicaux et pharmaceutiques exploitant ce gaz.

Parmi ces mesures de sécurité, la détection et la surveillance des concentrations de ce gaz est un élément indispensable. Différentes solutions de mesure sont utilisées à cet effet :

• Le détecteur H2O2 portable : mobile et pratique, un détecteur portable de peroxyde d’hydrogène comme le X-am 5100 ou le WatchGas PDM+ alerte immédiatement son porteur en cas de danger. Le détecteur Portasens III muni de sa sonde de prélèvement, et de capteurs interchangeables permettra une mesure ultra précise des concentrations mais également une localisation de fuites sur le matériel de stérilisation.
• Le détecteur fixe de peroxyde d’hydrogène : idéal pour le contrôle des processus de bio-décontamination dans l’industrie pharmaceutique, un détecteur fixe B12 ou un équipement pour zones sûres installé dans la salle traitée relié à une centrale à l’extérieur de la salle garantit un contrôle en continu de la concentration de gaz. Pour les zones ATEX, on privilégiera le détecteur fixe KwikSense Lite ou KwikSense Pro (SIL2).
• Les tubes réactifs colorimétriques : peu coûteux et simples d’emploi, ils permettent de mesurer rapidement la concentration de ces substances après un processus de décontamination par exemple pour une levée de doute avant d’entrer dans une pièce traitée. Que ce soit les tubes réactifs Gastec ou les tubes Dräger, les tubes colorimétriques sont des dispositifs précis et économiques qui ne demandent pas une compétence particulière.
• Le détecteur de gaz est équipé d'une pompe de prélèvement : il est très apprécié par l’industrie, les laboratoires, le traitement de l’eau, les chantiers de dépollution ou l’industrie du semi-conducteur. Le détecteur de gaz SI-H100 avec pompe de prélèvement intégrée permet de capturer et analyser des substances toxiques jusqu’à 30 mètres de distance.

L'utilisation du peroxyde d'hydrogène (H2O2) pour la décontamination nécessite des mesures de sécurité rigoureuses et des équipements de protection respiratoires appropriés. Que ce soit pour la désinfection de mobiliers industriels dans l'industrie pharmaceutique, ou lors d'interventions d'urgence, différents équipements sont nécessaires pour assurer la sécurité des travailleurs.

La bio-décontamination à l'aide de la vapeur de peroxyde d'hydrogène est une méthode très efficace pour éliminer les micro-organismes et résidus nocifs dans des environnements à contamination contrôlée comme les salles blanches et les laboratoires. Toutefois, cette méthode présente des risques significatifs pour la santé, notamment des brûlures cutanées et des lésions des voies respiratoires irrémédiables en cas d'inhalation. La limite d'exposition professionnelle (LEP) pour le H2O2 est généralement fixée à 1 ppm, ce qui souligne la nécessité d'une surveillance rigoureuse des niveaux d'exposition.

Dans l'industrie pharmaceutique, la manipulation quotidienne de substances dangereuses expose les employés à des risques de contamination. Les résidus et micro-organismes peuvent affecter la santé des employés ainsi que la qualité et l'hygiène des produits. Pour éviter ces risques, les employés doivent porter des EPI spécifiques, comme des combinaisons de protection et des masques intégraux reliés à des appareils respiratoires. Par exemple, Dräger propose une protection respiratoire adaptée avec le masque complet X-Plore 6300 équipé d’une cartouche ABEK2Hg-P3, ou pour les travaux de longue durée l'appareil à ventilation assistée X-Plore 8000 avec un filtre du même type, associé avec différentes pièces faciales, offrant une protection efficace contre les vapeurs d’H2O2.

Lorsque le personnel doit intervenir dans des environnements à forte concentration d’H2O2, il est crucial d'utiliser des équipements de protection respiratoire adaptés. Pour les travaux en environnement contrôlé, un système à adduction d’air est nécessaire pour fournir un flux constant d’air respirable. En cas d'urgence, un appareil respiratoire isolant (ARI) est indispensable pour une protection maximale. De plus, des dispositifs d'évacuation d'urgence, comme des masques auto-sauveteurs, doivent être disponibles pour permettre une évacuation rapide et sécurisée.

Enfin, outre les équipements respiratoires, d'autres EPI de catégorie 3 sont nécessaires, tels que les combinaisons HAZMAT (CHEM1, CHEM3, CPS 5800). Ces équipements, fabriqués à partir de matériaux résistants, isolent le corps et empêchent tout contact avec le peroxyde d'hydrogène et autres substances dangereuses.