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
Dekontaminacja czyli odkażanie polega na wprowadzeniu do komory
izolatora środka biobójczego, którym dzisiaj w przeważającej
większości przypadków jest silnie utleniający nadtlenek wodoru
(H2O2). Nadtlenek wodoru wprowadza się zazwyczaj w postaci pary
(VHP: vapourised hydrogen peroxide) lub w najnowocześniejszych
rozwiązaniach, stosowanych przez światowych liderów izolacji
procesów aseptycznych, w postaci aerozolu (AHP: aerosolised
hydrogen peroxide). Średnia wielkość wprowadzanych cząstek
aerozolu wynosi zazwyczaj od 4 do 8 mikrometrów (tzw. „sucha
mgła”). Małe rozmiary kropel ułatwiają szybkie parowanie cieczy, co
prowadzi do współistnienia pary i aerozolu w komorze. Maksymalne
stężenie nadtlenku wodoru w fazie gazowej w dekontaminacji
aerozolem może osiągnąć 500-700 ppm i jest zbliżone do stężenia
stosowanego w dekontaminacji w systemie czysto gazowym (VHP).
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.
Czytaj dalej…
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 parą (VHP) (negatywny wynik
dla wszystkich zastosowanych BI) trwał 70 minut, natomiast skuteczna
dekontaminacja aerozolem (AHP) trwała 15 minut. Dawka
67,5 g/m3 roztworu nadtlenku wodoru była niezbędna do skutecznej
dekontaminacji VHP, podczas gdy w przypadku dekontaminacji
aerozolem wystarczyło zaledwie 12 g/m3. Niższe dawki nadtlenku
nie były skuteczne w degradacji sporów bakteryjnych. Na przykład,
wprowadzenie 48 g (VHP) środka dekontaminacyjnego spowodowało
wzrost niektórych wskaźników biologicznych. Rysunek 2
porównuje zmiany stężenia nadtlenku wodoru w pustej komorze
Izolatora 1: VHP (po lewej) i Izolatora 2: AHP (po prawej). Całkowita
wprowadzona dawka roztworu H2O2: 48 g/m3 (VHP) i 12 g/m3 (AHP).
Niebieskie strzałki wskazują przedział czasu, w którym BI pozostawały
w kontakcie z H2O2 o stężeniu powyżej 100 ppm zdefiniowany
jako czas kontaktu, który w tym przypadku wynosił 26 minut dla
VHP i 7 minut dla AHP. Pomimo ponad 3-krotnie dłuższego czasu
kontaktu środka dekontaminującego z powierzchniami w cyklu VHP
(48 g/m3) w porównaniu z AHP (12 g/m3), pewna ilość wskaźników
biologicznych przetrwała dając pozytywny wynik. Należy zatem
założyć, że skuteczna dekontaminacja za pomocą H2O2 w formie
aerozolu prawdopodobnie wynika z dwojakiego mechanizmu interakcji:
(1) oddziaływania z parą oraz (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 co stanowi ogromną przewagę metody nad
klasyczną dekontaminacją parą. Dodatkowo, zastosowanie aeracji
katalitycznej w izolatorach z AHP dodatkowo skraca czas aeracji co
powoduje, że całkowityt 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.
