Dekontaminacja aseptycznych izolatorów farmaceutycznych nadtlenkiem wodoru w postaci pary i areozolu.
Izolacja procesów aseptycznych w przemyśle farmaceutycznym
Izolatory laboratoryjno-farmaceutyczne to komory izolacyjne z rękawicami, których zadaniem jest:
- ochrona operatora przed substancjami stanowiącymi wysokie ryzyko narażenia zawodowego (OEB 4-7) lub drobnoustrojami testowanymi/przetwarzanymi w jego wnętrzu,
- i/lub ochrona produktów wrażliwych na warunki zewnętrzne takie jak np. tlen, wilgoć lub zanieczyszczenia biologiczne. Stosowane są one zarówno w produkcji na szeroką skalę jak i w badaniach nad nowymi produktami.
Izolatory aseptyczne zapewniają bezpieczeństwo mikrobiologiczne tzn. zabezpieczają przed zanieczyszczeniami w postaci bakterii czy wirusów. Aby skutecznie spełniać to zadanie, komory aseptyczne muszą posiadać możliwość dekontaminacji tj. redukcji czynników biologicznych wewnątrz komory.
Dekontaminacja aseptycznych izolatorów farmaceutycznych
Pozostałe krople aerozolu, które nie odparowały całkowicie, działają jako dodatkowy środek biobójczy. Dzięki temu w dekontaminacji powierzchni w systemie AHP biorą udział zarówno nadtlenek wodoru w formie pary jak i cieczy, która cienką warstwą pokrywa odkażane powierzchnie, zapewniając dużą skuteczność procesu.
Przebieg cyklu procesu dekontaminacji przy użyciu VHP i AHP jest bardzo zbliżony i można go podzielić na następujące etapy:
- 1.Test ciśnieniowy: sprawdzenie szczelności komory.
- 2. Osuszanie: obniżenie wilgotności w komorze.
- 3. Kondycjonowanie: dozowanie (pary lub aerozolu) nadtlenku wodoru.
- 4. Dekontaminacja: utrzymanie zadanego stężenia H2O2 przez określony czas.
- 5. Aeracja: usuwanie nadtlenku wodoru z komory, aż do poziomu jego bezpiecznego stężenie tj. poniżej 1 ppm.
Oczekiwania przemysłu farmaceutycznego w stosunku do izolatorów farmaceutycznych
Aby produkcja w izolatorze przebiegała sprawnie, istotnym jest aby proces dekontaminacji oraz następującej po niej aeracji były nie tylko skuteczne ale i możliwie najszybsze. Zastosowanie AHP zamiast VHP jest jednym ze sposobów na przyspieszenie etapów kondycjonowania i dekontaminacji.
Główne różnice pomiędzy VHP i AHP w liczbach
Porównanie systemów dekontaminacji nadtlenkiem wodoru w fazie gazowej (VHP) i aerozolowanej (AHP) przeprowadzono na podstawie dwóch porównywalnych (pod względem wielkości i objętości) instalacji.
Izolator 1 – VHP i Izolator 2 – AHP. Obie instalacje zostały przetestowane w stanie bez obciążenia tj. puste, w celu zapewnienia porównywalnych warunków w procesie.
Tabela 1 porównuje parametry dwóch skutecznych cykli dekontaminacji przeprowadzonych przy użyciu VHP i AHP w Izolatorach 1 i 2 odpowiednio. Obie metody wykorzystywały 35% nadtlenek wodoru jako środek dekontaminacyjny. Zarodniki Geobacillus stearothermophilus ATCC 12980 wykorzystano jako wskaźniki biologiczne do oceny skuteczności/walidacji cyklu.
Skuteczny cykl dekontaminacji VHP trwał 70 minut, natomiast AHP jedynie 15 minut. Do osiągnięcia skuteczności VHP wymagane było 67,5 g/m³ nadtlenku wodoru, podczas gdy AHP potrzebowało tylko 12 g/m³. Niższe dawki nie zapewniały pełnej eliminacji sporów bakteryjnych. Przykładowo, zastosowanie 48 g/m³ w procesie VHP nie zapobiegło przeżyciu części wskaźników biologicznych. Przy tej dawce czas kontaktu H₂O₂ o stężeniu powyżej 100 ppm wynosił 26 minut dla VHP i 7 minut dla AHP. Mimo ponad trzykrotnie dłuższego czasu kontaktu w cyklu VHP, część wskaźników biologicznych pozostała aktywna. Wyniki sugerują, że wysoka skuteczność dekontaminacji aerozolem H₂O₂ może wynikać z podwójnego mechanizmu oddziaływania środka dekontaminacyjnego.
- 1. Oddziaływania z parą.
- 2. Bezpośredniej ekspozycji materiału biologicznego do cienkiej warstwy cieczy.
Rysunek 2. Zmiany stężenia nadtlenku wodoru w pustej komorze izolacyjnej. Izolator 1: VHP (po lewej) i Izolator 2: AHP (po prawej). Całkowita wprowadzona dawka H2O2: 48 g (VHP) i 10 g (AHP). Niebieskie strzałki wskazują czas, w którym wskaźniki biologiczne pozostawały w kontakcie ze stężeniem H2O2 powyżej 100 ppm. W tych warunkach dekontaminacji AHP nie zaobserwowano wzrostu BI (negatywny wynik). Zaś proces VHP
okazał się nieskuteczny (część wskaźników dała wynik pozytywny).
Dekontaminacja aerozolem nadtlenku wodoru – korzyści dla przemysłu
Największą zaletą dekontaminacji z zastosowaniem aerozolu (AHP) jest niewątpliwie jej wysoka skuteczność przy jednocześnie krótkim czasie dekontaminacji. Stanowi to ogromną przewagę metody nad klasyczną dekontaminacją parą. Dodatkowo, zastosowanie aeracji katalitycznej w izolatorach z AHP dodatkowo skraca czas aeracji co powoduje, że całkowity czas cyklu ulega znaczącemu skróceniu. Dozowanie nadtlenku w skondensowanej formie w miejscu docelowym tj. bezpośrednio w komorze izolatora, gdzie jest wykorzystywany bez strat. Obok wysokiej skuteczności zapewnia także niskie zużycie środka biobójczego. Dodatkowo, generatory aerozolu są bardzo małe i energooszczędne jako, że nie wymagają podgrzewania cieczy. To pozwala na miniaturyzację systemu dozowania i zmniejsza koszty eksploatacji.