Effects of gamma radiation (60Co) on the main physical and chemical properties of health care packaging and their compounds paper and multilayer plastic film, used for health products sterilization

A radiação gama é uma das tecnologias aplicadas para a esterilização de sistemas de embalagens contendo produtos para a saúde. No processo de esterilização, é fundamental que as propriedades das embalagens sejam mantidas. Neste estudo, duas amostras de embalagens comerciais, no formato de envelope compostas por papel grau cirúrgico de um dos lados e filme plástico laminado do outro, foram irradiadas com raios gama com doses de 25 kGy (taxa de dose de 1,57 kGy/h) e 50 kGy (taxa de dose de 1,48 kGy/h). Uma das amostras de embalagem era constituída por papel de fibras de coníferas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polietileno (PE) e a outra por papel de fibras de coníferas e de folhosas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polipropileno (PP). Os efeitos da radiação nas propriedades físicas e químicas dos papéis e dos filmes plásticos, assim como nas propriedades da embalagem foram estudados. O papel foi o material mais sensível à radiação, sendo a alvura, o pH e as resistências ao rasgo, ao arrebentamento e à tração os parâmetros nos quais foram observadas maiores modificações, em ambas as amostras. Todavia, dos dois tipos de papel, o efeito foi mais pronunciado para a amostra com fibras de conífera e de folhosas. A porosidade dos papéis foi alterada com 50 kGy. No caso dos filmes plásticos, a propriedade com maior modificação foi a resistência à tração, em ambas as amostras. No caso das embalagens, a irradiação diminuiu a resistência da selagem. Os efeitos observados para a dose de 50 kGy foram em média mais pronunciados quando comparados com as modificações nos valores das amostras tratadas com 25 kGy, que é a dose usualmente empregada para esterilização de produtos para a saúde. A dosimetria deste estudo foi realizada nos materiais irradiados com 25 kGy, 40 kGy e 50 kGy, demonstrando sua importância à medida que a variação média para as três doses estudadas foi de 20 %.Gamma radiation is one of the technologies applied for the sterilization of packaging systems containing products for health. During sterilization process it is critical that the properties of packages are maintained. In this study two samples of commercial pouch packaging comprised of surgical grade paper on one side and the other side multilayer plastic film were irradiated with gamma rays. The following doses were applied 25 kGy (1,57 kGy/h) and 50 kGy (1,48 kGy/h). One packaging sample was paper formed by softwood fibers and multilayer plastic film based on poly(ethylene terephthalate) (PET)/polyethylene (PE). The second type of paper sample was made by a mixture of softwood and hardwood fibers and multilayer plastic film based on polyethylene terephthalate (ethylene) (PET)/polypropylene (PP). The effects of radiation on the physical and chemical properties of papers and multilayer plastic films, as well as the properties of the package were studied. The paper was the more radiation sensitive among the studied materials and radiation effects were more pronounced at brightness, pH, tearing resistance, bursting strength and tensile strength. Nonetheless, worst comparatively effects were noted on the sample made by a mixture of softwood and hardwood fibers. The porosity of paper was enhanced by 50 kGy. In the case of plastic films, radiation effects on tensile strength was the most pronounced property for both samples. In the case of the packaging the sealing resistance decreased with radiation. The effects observed for the treatment at 50 kGy were more pronounced when compared to 25 kGy. This last is the dose which is usually applied to sterilize health products. A dosimetry study was performed during irradiation at 25 kGy, 40 kGy and 50 kGy and its importance may be reported by the average dose variation 20 %