CleanRoomNet uspořádal své 4. technologické fórum pro čisté místnosti s tématem: „Boje proti mikrobům“.

Campus SB. Letecký snímek

Plavební koncept

Bakterie Escherichia coli

4. Technologieforum Reinraum, konané na Univerzitě Sárska, se zároveň stal oslavou výročí sítě CleanRoomNet – jedenáct let sítě. Jeden z nejčistších technologií tohoto odvětví využili organizátoři akce konané dne 1. března 2016 jako příležitost věnovat se pravděpodobně nejzranitelnějšímu tématu současnosti – „boji proti mikrobům“.

Obtížná témata vyžadují odborné znalosti z různých odvětví

Se spoluprací třech institucí – saar.is, saarland.innovation&standort e.V. a KWT Univerzity Sárska, kontaktního místa pro vědecký a technologický transfer – byl dnešní den formován.

Odvětví zdravotnictví v Sársku je dynamickým prostředím, což je mimo jiné dáno sítí propojených firem v rámci klastrů „Healthcare“ a zdravotnické techniky. Tyto aktivity jsou podporovány organizacemi saar.is, saarland.innovation&standort e.V. (IHK) a Sárským státem a tvoří základ Reinraumfóra.

Také na této akci chtěli organizátoři tradičního Reinraumfóra ukázat možnosti a technologie, které jsou v oblasti techniky čistých prostor, zejména v farmaceutickém průmyslu a výrobě zdravotnických prostředků, nepostradatelné.

Proč byla účastníky tak velice nadšená, lze shrnout několika větami: účastníky fóra byli odpovědní za čisté prostory v sárských firmách, které vyrábějí a distribuují produkty za podmínek čistoty nebo v čistých prostorách. Dále zde byli zaměstnanci různých klinik a velká část studentů farmacie na Univerzitě Sárska, kteří studují v Saarbrückenu. Téma „boj proti mikrobům“ bylo aktuální a zajímalo nejen účastníky fóra, ale i širší veřejnost.

Heterogenní složení zájemců o fórum vedlo k vytvoření týmu odborníků, kteří díky znalostem sítě „CleanRoomNet“ perfektně spolupracovali.

Program

Paul Jochem (zakládající člen CleanRoomNet) nejprve zhodnotil posledních jedenáct let sítě. Při seznamu akcí, které síť organizovala, byly zahrnuty i dvě akce věnované čistotě dílů v automobilovém průmyslu a v průmyslu obecně.

Čistota dílů se dnes stala nezbytným krokem ve výrobě. Kromě definovaných požadavků na částice a filmový zbytkový nečistoty je třeba zohlednit i ekonomické a ekologické aspekty.

Všechno začalo společnou účastí na veletrhu Cleanroom Europe v Frankfurtu. Nejvýznamnější veletrhy, které zastupují technologii sítě, jsou Reinraum-Lounges v Karlsruhe, které se konají již několik let ve Stuttgartu, a Cleanzone ve Frankfurtu, jedinečný odborný kongres zaměřený na technologie čistých prostor. Veletrh parts2clean ve Stuttgartu je mezinárodním klíčovým veletrhem pro průmyslové čištění dílů a povrchů. Více než 250 vystavovatelů z 14 zemí představuje efektivní řešení čištění, kontrolu čistoty povrchů a monitorování čisticích a mycích cyklů jako nezbytnou součást kvalitního a nákladově efektivního čištění.

Také byl sestaven leták „Daran gedacht?“, který má sloužit jako průvodce při plánování čistého prostoru. Tento leták obsahuje důležité otázky, které je třeba si položit předem při plánování čistého prostoru.

Jako druhý leták byl vytvořen koncept komory pro GMP lékárny (světová novinka). Tento průvodce nabízí uživatelům doporučení ohledně parametrů komory, například:

- Konstrukční varianty dle ApoBetrO
- Varianta A v B – koncept oděvů
- Varianta A v B – postup při zavádění do provozu s personálem
- Varianta A v B – postup při zavádění do provozu s obsluhou
- Varianta A v B – mobilita
- Konstrukční varianty monitoringu
- Varianta A v B – čištění čistých prostor

Tento průvodce není určen pouze pro GMP lékárníky, ale může být použit i jinými uživateli čistých prostor.

Za posledních jedenáct let se uskutečnily také:

- 3 Reinraumfóra Saar
- 4 technologická fóra Reinraum, z nichž 2 se věnovala čistotě dílů v automobilovém průmyslu a průmyslu obecně
- 14 sympozií „Apo od morgen“ v centrální lékárně ve Steinbachu v Taunusu.

A nyní k samotné akci: první bod programu nesl téma:

Elektrochemická dekontaminace vodivých povrchů
Od základních myšlenek k novým přístupům
Prof. Dr. Claus Jacob, Univerzita Saarbrücken

Microbiální biofilmy na površích mohou vést k estetickým, technickým a hygienickým problémům. Zejména v hygienicky citlivých oblastech je třeba je důsledně odstraňovat a předcházet jejich vzniku. Vodivé povrchy nabízejí mnoho možností, jak pomocí velmi malých napětí a proudů účinně ničit biofilmy, které se na nich usazují. Kromě jednoduchého elektrostatického odpuzování bakterií, které je zajištěno většinou záporným nabitím povrchu, se používají především elektrochemické metody, například přímou oxidací nebo lokální a ideálně dočasnou tvorbou agresivních molekulárních druhů, které efektivně bakterie usmrcují. Nejznámější je anodická oxidace chloridových roztoků na povrchu, která vede ke tvorbě chloru a hypochloritu. Hypochlorit je obsažen i v chlorových bělidlech a má výrazné baktericidní účinky.

Protože anodické reakce a tvorba agresivních, reaktivních chlorových sloučenin často způsobují poškození (korozi) postiženého povrchu a představují zátěž pro uživatele i životní prostředí, v současnosti jsou zkoumány i katodické metody. Pomocí vhodně zvolených povrchů lze pomocí katodické redukce kyslíku ve vodném roztoku efektivně ničit mikrobiální biofilmy i jiné usazeniny jak fyzikálně, například tvorbou vodíkového plynu, tak chemicky, prostřednictvím reaktivních kyslíkových druhů, které vznikají redukcí kyslíku v roztoku. Tímto tématem se zabývá právě Prof. Dr. Claus Jacob, který trefil do černého.

Ke druhému tématu, výzvám při procesech povlakování
Funkční povlaky na opticky náročných podkladech, například na vysokýglanzových plastových površích
Dr. Alexander Kurz, Nanogate AG

Ve svém příspěvku o povlakování povrchů nejprve zdůraznil technologie povlakování a jejich význam. Vysvětlil výhody a nevýhody jednotlivých projektů. Dále doplnil přehled již realizovaných projektů. Také vysvětlil rozdíly mezi hybridními laky („nanolaky“) a konvenčními laky. Klíčovým prvkem jeho příspěvku byly technologie a postupy povlakování. Nesmíme zapomenout na chybové obrazce a klasifikaci defektů. Všechny jeho popisy vycházejí z aktivit, které je možné provádět pouze za podmínek čistých prostor.

Třetí blok – fenomény (naše neviditelné nepřátele) v čistých prostorách
Paul Jochem, ReinraumTechnik-Jochem

V třetím bloku hovořil pan Jochem o obtížích, které představují tzv. fenomény (smyslové vjemy, které nejsou viditelné, slyšitelné, cítitelné, čichatelné, hmatatelné a chutnatelné, přesto přítomné) při školeních v čistých prostorách. Přičemž hmat je základním smyslem pro naše tělesné a duševní blaho. Dotek podporuje naši individuální schopnost učit se, a také napomáhá a rozvíjí celý nervový systém. Přes hmat získáváme informace o věcech v našem prostředí, například o struktuře povrchu (hladký, drsný), konzistenci (lepivý, tvrdý), teplotě (horký, studený), tvarech (kulaté, hranaté), velikosti (velké, malé) a proporcích. Přímým uchopením „pojímáme“. Plné rozvinutí hmatových schopností prostřednictvím různých forem dotekových zkušeností tvoří základ rozvoje všech forem inteligence.

Naše kůže obsahuje miliony senzorů, které reagují na vnější podněty. Signalizují mozku, zda je něco studené nebo horké, hladké nebo drsné, tvrdé nebo měkké. Většina těchto senzorů je umístěna na rukou a v ústech.

Pro zdravý vývoj je důležité, aby všechny smysly správně fungovaly. Zejména je důležité zdravé sladění všech tělesných smyslů (senzorická integrace). Senzorická integrace označuje uspořádání smyslových vjemů tak, aby je bylo možné vědomě zpracovat. Podněty, které na nás neustále působí a poskytují informace o našem tělesném stavu a okolí, musí být rozpoznány, pochopeny, odlišeny, interpretovány a porovnány s již uloženými informacemi v mozku.

Zde se ukazuje naše problémové místo. Při předávání informace, že většina kontaminací pochází z čistých prostor, je při školení aktivován pouze sluch. Učící se musí věřit, že zdrojem kontaminace je právě on sám v čistém prostoru. Protože částice ve vzduchu v mikrometrovém rozsahu (neviditelné pouhým okem) jsou používány k posuzování kvality prostoru, není plně využívána schopnost smyslové integrace. Jak má mozek zpracovat informace, když pojem „co nevidím, sahám, cítím...“ není vůbec přítomen? Co znamená víra: víra je předpoklad – přesvědčení o pravdivosti skutečnosti. Proto není úplně od věci uvažovat o fenoménech v čistých prostorách.

Třetí blok: „Vývoj nových antibiotik“
Nutnost, výzvy a vyhlídky na úspěch
Prof. Dr. Rolf Müller, vedoucí Helmholtzova institutu Saarbrücken

Stále více bakterií získává odolnost vůči antibiotikům. Tento trend je obzvlášť nebezpečný u patogenů, kterým je již tak málo léků k dispozici. Vědci z Helmholtzova institutu hledají účinné látky, které by mohly tuto hrozbu zmírnit. Prof. Dr. Rolf Müller klade otázku: Jaké je nejúspěšnější živé stvoření na Zemi? Ne, není to člověk. Je to, bez jakýchkoli pochybností, bakterie. Bakterie žijí na našem planetě už dvě miliardy let a pravděpodobně zde budou i za dvě miliardy let. Všechno naše prostředí jim nemůže uškodit. Člověk má deset bilionů buněk – ale na nás žije desetkrát tolik bakterií.

Naštěstí je více než 99 % všech známých druhů bakterií neškodných nebo dokonce užitečných, například jako součást střevní mikroflóry. Pouze hrstka druhů je nebezpečná. Udržovat je pod kontrolou je úkolem antibiotik. Nicméně kvůli častému používání ztrácejí antibiotika, která byla zavedena před 70 lety, svou účinnost. Mnoho bakterií se stává rezistentními – a závažné je, že se to týká i těch nejnebezpečnějších patogenů.

O multirezistentních mikrobech – „MRSA“ – již slyšelo mnoho lidí. Hlavní část dnešních antibiotik, jak říká Prof. Martin Krönke, předseda Německého centra pro výzkum infekcí, pochází z 50. a 60. let. Do 90. let bylo na trhu jen velmi málo nových léků v této oblasti. Díky dlouhodobému používání měli patogenové dost času vyvinout si rezistenci. Teď jejich mutované odrůdy útočí zpět. Prof. Krönke dodává: „U určitých infekcí už téměř nemůžeme dělat nic jiného, než se modlit.“ To by nás mělo znepokojit. Od začátku 21. století se problém začal opět řešit, protože se myslelo, že poražený nepřítel se vrátil. Je to obrovský problém pro naše děti a vnoučata. Vývoj nových léků je velmi časově náročný – od laboratorního testu přes zvířecí pokusy až po klinické studie uplyne více než 10 let, než se z promising látky stane schválený lék.

Například: Neuvěřitelná schopnost bakterií měnit se. Za jeden den může bakterie udělat tolik mutací, kolik by člověk teoreticky za 2000 let. To souvisí s jejich schopností rychle se množit, což je mimo naši představivost. A zde je hypotetická čísla: typický střevní bakterie Escherichia coli se může za optimálních podmínek zdvojnásobit každých 20 minut. Kdyby se taková bakterie mohla nekontrolovaně dělit, po 17 hodinách by její dceřiné buňky dosáhly objemu jednoho litru a po dvou dnech by se zvětšily na velikost Země. V praxi je to nemožné, protože chybí živiny a bakterie se nemohou pohybovat. Navíc jsou patogenové v neustálém boji s protivníky.

Zde přichází na scénu Helmholtzův institut v Saarbrückenu. Jejich hlavním cílem bylo hledat přírodní látky proti multirezistentním bakteriím. Protože největšími nepřáteli bakterií jsou jiné bakterie, hrají v HIPS výzkumu klíčovou roli takzvané predátorské bakterie. Významnou roli zde hrají mykobakterie, mikroskopické tyčinkovité jednobuněčné organismy, které se živí jinými mikroby a využívají přirozená antibiotika. HIPS výzkumníci se je snaží izolovat a z nich vyvíjet léky.

Mezi těmito látkami tým Prof. Dr. Rolf Müllera nyní objevil novou skupinu účinných látek, tzv. cystobaktamidy. Ty působí právě v laboratoři proti bakteriím, které představují největší hrozbu.

Výzkumníci rozlišují dvě skupiny bakterií – gram-pozitivní a gram-negativní. „U MRSA, které patří do skupiny gram-pozitivních, vlastně cílíme špatného nepřítele,“ vysvětlil Rolf Müller. „Protože proti MRSA existují rezervní léky. O něco nebezpečnější jsou gram-negativní bakterie. U nich již existují kmeny, na které žádné léky nezabírají. Gram-negativní bakterie mají dvojitou buněčnou membránu, která je chrání jako neprůstřelná vesta. Počet účinných látek, které tuto ochranu mohou prolomit, byl vždy relativně nízký.“

Největší pozornost je věnována cystobaktamidům, protože jejich účinné látky dokážou prolomit buněčné membrány multirezistentních a gram-negativních bakterií.
Nicméně tyto látky jsou zatím testovány pouze v laboratoři. Ještě je třeba provést řadu testů a pokusů, než z nich může vzniknout vhodný lék. Přesto současný přístup dává naději.

A i v případě úspěchu nelze mluvit o vítězství nad bakteriemi. Prof. Müller proto volá po větší odpovědnosti při zacházení s antibakteriálními látkami.