Rotationsreinigung – Co to je a jaké má výhody?

Proč je třeba čistit čistý prostor? Co je rotace čištění a je skutečně potřeba? Proč existuje tolik různých chemikálií a jak fungují? Které z nich by měly být použity? Jako pověřená osoba pro rozvoj podnikání u dodavatele materiálů pro čisté místnosti se Rebecca Smith denně setkává s takovými otázkami.
Pro zodpovězení těchto otázek hovořila s odborníky, prostudovala množství informací o odolnosti mikroorganismů a účincích dezinfekčních prostředků a studovala požadavky na čistotu v různých třídách čistých prostor.

Čištění čistého prostoru

Odpověď na první otázku zní: samozřejmě je třeba čisté prostory čistit. Ač se mohou zdát čisté, většina částic, které je třeba odstranit, není pouhým okem viditelná. Časem se na površích čistého prostoru usazují nečistoty, zbytky buněk a jiné nečistoty, které je nutné odstranit. Norma DIN EN ISO 14644-1 definuje čistý prostor takto:
„Prostor, ve kterém je řízena koncentrace částic ve vzduchu, navržen a používán tak, aby byla minimalizována množství částic zavlečených do prostoru nebo vznikajících a usazených v něm, a kde jsou podle potřeby řízeny další parametry čistoty, jako teplota, vlhkost a tlak“ [10].

Čištěním se snižuje usazování částic v čistém prostoru. Nejlepší technikou čištění povrchu v čistém prostoru je mokré čištění. Obvykle se používají utěrky namočené v dezinfekční nebo čistící roztok. Při mechanickém otření je částice odstraňována z povrchu. Pokud je utěrka a povrch vlhké, je přilnavost částic k povrchu snížena a lze odstranit více částic.

Usmrcení mikroorganismů a dobrá výrobní praxe podle směrnic EU

Co je vlastně rotace čištění? Odvolává se na mikrobiální zátěž, tedy počet mikroorganismů žijících na nesterilním povrchu. Cílem rotace čištění je nejen odstranit nečistoty, chlupy, zbytky buněk atd., ale také usmrtit kontaminaci ve formě případně živých organismů. Při čištění čistého prostoru je nepochybně odstraněna část mikrobiální kolonizace. Je však nepravděpodobné, že budou „zachyceni“ všichni mikroorganismy, proto je třeba ty, které se neodstraní, usmrtit.

Pro snížení mikrobiální zátěže v čistém prostoru je potřeba dezinfekční prostředek, tedy chemikálie schopné usmrtit mikroorganismy. Je třeba pravděpodobně střídat alespoň dva nebo více prostředků, aby byly všechny mikroby zničeny. Tento cyklus se nazývá rotace, odtud termín rotace čištění.

V pokynech pro dobrou výrobní praxi pro léčiva pro člověka a zvířata (EudraLex svazek 4), příloha 1 o výrobě sterilních léčiv, EU uvádí v bodě 61:
„Dekontaminace čistých prostor je zvlášť důležitá. Měly by být důkladně čištěny podle písemně stanoveného plánu. Při použití dezinfekčních prostředků by měly být použity více než jeden typ. Prostor by měl být pravidelně sledován na vývoj rezistentních kmenů.“ [6]

Proč je potřeba používat více než jeden dezinfekční prostředek? Aby nedošlo k vzniku rezistence. Existují dva typy rezistence – přirozená rezistence a tvorba rezistentních kmenů selekcí.

Tvorba rezistentních kmenů selekcí

U organismů jako MRSA bylo možné sledovat, jak funguje genetický vývoj rezistence. Bakterium, které původně bylo ještě zničitelné methicillinem, si časem vyvinulo genetickou rezistenci, a toto antibiotikum již neúčinkuje. Předpokládá se, že totéž se může stát i u účinku dezinfekčních prostředků na mikroorganismy v čistém prostoru.

Postupem času by například bakterie, které byly dříve citlivé na alkohol, mohly vyvinout genetickou rezistenci vůči takovým prostředkům, což by znamenalo, že dezinfekce již nebude účinná. Z tohoto důvodu se doporučuje předcházet tomuto efektu použitím více dezinfekčních prostředků. Dosud však neexistují důkazy, že by se něco takového dělo nebo mohlo stát, ale je vhodné přijmout preventivní opatření.

Podmínky, které přispěly k vývoji MRSA, se však od podmínek v čistém prostoru liší. Aby se rezistence vyvinula, muselo by několik málo bakterií přežít použití určitého účinného prostředku. Ty se nyní mohou množit a předávat výhodu, kterou měly proti jiným kmenům a která jim umožnila přežití. Přeživší kmen roste a množí se.

Při dalším čištění přežije opět jen několik z těchto bakterií, znovu se množí a výhoda přežití se předává dále, čímž se zesiluje. Pokud se bude stále používat tentýž prostředek, tento proces se opakuje mnohokrát. Výhoda se stále zvětšuje, až se kmen nakonec stane zcela rezistentní vůči danému prostředku. V prostředí čistých prostor, kde se obvykle používají velmi silné prostředky a čištění je časté, přežívá jen velmi málo mikroorganismů. Proto je nepravděpodobné, že by se rezistentní kmene vytvářely selekcí. Antibiotika mají velmi specifický a cílený účinek, což pravděpodobnost selekce snižuje. Dezinfekční prostředky mají naopak široké spektrum účinku, a proto je méně pravděpodobné, že by došlo ke vzniku rezistence.

Tvorba rezistentních kmenů selekcí je postupný vývojový proces. Rezistence není původní vlastností organismu. To odlišuje tento typ rezistence od přirozené rezistence.

Přirozená rezistence

Přirozená rezistence je založena na skutečnosti, že různé dezinfekční prostředky působí různými způsoby. Ne všechny jsou stejně účinné proti všem organismům. Některé jsou velmi účinné proti bakteriím, ale ne proti plísním, jiné proti virům, ale ne proti endosporám.

Vzhledem k různým mechanismům účinku dezinfekčních prostředků jsou některé mikroorganismy od přírody lépe odolné. Tato vlastnost není naučená, selektovaná nebo geneticky děděná, ale je dána stavbou mikroorganismu samotného. Příklad to jasně ukazuje: že jsou vysocí lidé od přírody snadnější na basketbal než ti menší, není naučené ani natrénované. Výhodu mají prostě díky své tělesné velikosti.

Mechanismy účinku dezinfekčních prostředků

Dezinfekční prostředky na bázi alkoholu jsou účinné proti většině mikroorganismů, ale ne proti endosporám. Působí denaturací proteinů v buňce, což způsobí jejich shluknutí a ztrátu funkce. V buněčné stěně vede tento proces ke ztrátě struktury a kolapsu buňky.

Čtvercové amonné sloučeniny (QAV nebo quat) působí poškozením buněčné membrány, což způsobí únik složek uvnitř buňky a jejich rozpad. Jsou účinné proti bakteriím, obaleným virům a plísním, ale téměř neúčinkují proti neobaleným virům a endosporám.

Biguanidy mění propustnost buněčné membrány. Poškozují vnější vrstvy a útočí na vnitřní vrstvy. Také způsobují únik buněčných složek. Účinek je podobný jako u QAV.

Chlor je silný oxidační prostředek. Oxiduje DNA a proteinové složky buněk, čímž ničí jejich aktivitu. Dezinfekční prostředky na bázi chloru při vyšších koncentracích ničí téměř vše, včetně endospor.

Peroxid vodíku je vysoce reaktivní a působí oxidačně, přičemž vznikají volné hydroxylové radikály. Ty napadají základní složky buněk. Dezinfekční prostředky na bázi peroxidu vodíku ničí vše, včetně endospor, ale mohou také napadat čištěné povrchy.

Ze způsobu účinku biguanidů na buněčnou stěnu a membránu plyne, že takové prostředky nejsou příliš účinné proti mikroorganismům s velmi silnou buněčnou stěnou. Tyto mikroorganismy mají přirozenou rezistenci vůči účinku biguanidů.

Endospory

Endospory jsou extrémně obtížně zničitelné. Endospora je stadium bakterie nebo viru, které přebírá při nepříznivých vnějších podmínkách, například při nedostatku živin, vody, změnách teploty nebo pH. Okolo jádra buňky a základních prvků se vytváří velmi odolná obal. Toto stadium přečkává dlouhé období, dokud nenastanou příznivější podmínky. Poté se obal stává průchodný a buňka znovu ožije.

Vzhledem k této silné obalové vrstvě je endospora velmi obtížně zničitelná; odolává gamma záření i účinku mnoha dezinfekčních prostředků. Dezinfekční prostředky na bázi chloru nebo peroxidu vodíku působí proti endosporám a často jsou označovány jako sporizidní. Chlor zvyšuje průchodnost obalu endospory a peroxid vodíku může v něm rozbít proteiny.

Spektrum účinku

Použitím různých dezinfekčních prostředků lze rozšířit spektrum účinku, tedy počet mikroorganismů, které lze zničit. Spektrum účinku lze přirovnat ke spektru elektromagnetických vln. Pokud se zaměříme pouze na viditelné světlo, je velká část spektra opomenuta, protože existují i rentgenové a ultrafialové záření. Podobně by to bylo, kdyby se používaly pouze prostředky, které ničí bakterie. Nic by se nezmohlo na endospory a další mikroorganismy. Při výběru dezinfekčních prostředků je proto vhodné zohlednit ty, které pokryjí co největší část spektra.

Pokud se používají výhradně prostředky, které ničí bakterie, ale ne viry, jsou vytvářeny ještě příznivější podmínky pro viry. V takto příznivém prostředí pro viry již ani speciálně vybrané dezinfekční prostředky nezabírají.

Výběr dezinfekčního prostředku

Jaké dezinfekční prostředky by měly být použity? Bylo zdůrazněno, že je velmi důležité používat sporizidní prostředky, ale ty jsou obecně tak silné, že je nelze používat denně. Proto se doporučuje střídání sporizidního prostředku s jiným účinným dezinfekčním prostředkem vhodným pro pravidelné použití. Dále by bylo vhodné použít alkoholový prostředek, který dobře působí na většinu mikroorganismů a zároveň efektivně odstraňuje zbytky jiných dezinfekčních prostředků.

Souhrn

Čisté prostory musí být čištěny, aby podle normy DIN EN ISO 14644-1 bylo minimalizováno usazování částic. Při rotaci čištění se střídají různé dezinfekční prostředky, aby se snížila mikrobiální zátěž v čistém prostoru.

Pokyny EU GHP doporučují důkladné čištění, písemně stanovený plán čištění a při použití dezinfekčních prostředků použití více než jednoho. Důvodem je prevence vzniku rezistence. Patří sem přirozená rezistence, kdy mikroorganismy jsou vůči určitému dezinfekčnímu prostředku odolné, a rezistentní kmene, které se mohou vyvinout selekcí z původně citlivých mikroorganismů.

Je vhodné používat různé typy dezinfekčních prostředků, protože jejich účinné složky působí odlišnými mechanismy. Působí na různé typy mikroorganismů a mají tak širší spektrum účinku. Jak často by měly být jednotlivé dezinfekční prostředky používány, závisí na mnoha faktorech, například na samotném procesu čištění, třídě čistého prostoru, typu znečištění, formě podání prostředků, uživatelské přívětivosti a ekologické šetrnosti. Obecným doporučením je střídání tří prostředků: jednoho na bázi alkoholu, jednoho jiného obecného dezinfekčního prostředku a sporizidu.

Zdrojové odkazy:
1. Sandle, T. (2012) A guide to cleaning & disinfecting cleanrooms, Surrey: Grosvenor House Publishing.
2. Whyte, W. (2010) Cleanroom Technology, Fundamentals of design, testing and operation, West Sussex: John Wiley & Sons Ltd.
3. Araújo, P. Lemos, M. Mergulhão. Melo, L. Simões, M. (2011) Antimicrobial resistance to disinfectants in bio-films, Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances, s. 826.
4. Sartain, E. (2005) Disinfectant Rotation, dostupné: www.cemag.us/print/articles/2005/03/disinfectant-rotation.
5. Martinez, J.E. (2009) The rotation of disinfectants principle: true or false? Dostupné: http://www.pharmtech.com/pharmtech/Article/The-Rotation-of-Disinfectants-Principle-True-or-Fa/ArticleStandard/Article/detail/580032.
6. „Příloha 1: Výroba sterilních léčivých přípravků,“ Směrnice o dobré výrobní praxi (GMP) (Brusel, listopad 2008), dostupné: http://ec.europa.eu/health/files/eudralex/vol-4/2008_11_25_gmp-an1_en.pdf.
7. McDonnell, G. Denver Russell, A. (1999) Antiseptics and disinfectants: activity, action and resistance, Clinical Microbiology Reviews, leden 1999, ročník 12, číslo 1, s. 147-179.
8. Bulletin o kritickém čištění (2007) kontakt Weitzel, S. Critical Process Cleaning, CANI, Inc, dostupné: http://cdn.shopify.com/s/files/1/0186/2832/files/BULLETIN_selection_and_rotation_of_disinfectants.pdf?380.
9. Směrnice pro dezinfekci a sterilizaci ve zdravotnických zařízeních, 2008, Centers for Disease Control and Prevention, dostupné: http://www.cdc.gov/hicpac/disinfection_sterilization/6_0disinfection.html.
10. „Část 1: Třídění čistoty vzduchu“ Čisté místnosti a související kontrolované prostředí, Evropský standard EN ISO 14644-1:1999.

________________________________________

O autorce Rebecca Smith
Její vědecký zájem ji přivedl ke studiu biologie, které ukončila bakalářským titulem. Poté se vydala do farmaceutického sektoru, do firmy Merck Sharp and Dohme (MSD). Pět let pracovala jako farmaceutická zástupkyně pro MSD a získala cenné zkušenosti, které jsou nezbytné i pro práci v oblasti čistých prostor. Již dva roky je v Connect 2 Cleanrooms odpovědná za oblast rozvoje podnikání. V této pozici podporuje uživatele čistých prostor v každodenní práci s jejich místnostmi. Ve volném čase se věnuje výchově svého labradora Charlieho.