Frenare nel corpo

(Quelle: Messe Frankfurt, Sandra Gätke) / (Fonte: Messe Frankfurt/Sandra Gätke)

Le contaminazioni microbiologiche rappresentano la principale sfida per i processi di produzione nelle scienze della vita. I metodi basati sulla bioluminescenza potrebbero aiutare a rilevare più rapidamente i microrganismi trasportati dall'aria in futuro – fino al monitoraggio in tempo reale. Ma anche le contaminazioni particellari stanno attualmente assumendo un'importanza maggiore. Una panoramica viene fornita dalla fiera Reinraummesse Cleanzone, martedì/mercoledì, 23/24 ottobre 2018, a Francoforte sul Meno.

Nei ambienti sterili in medicina, produzione farmaceutica e tecnologia medica, è necessario conciliare molte esigenze: ad esempio, a seconda delle condizioni specifiche. Si può stilare il seguente «ranking»: i dispositivi medici vengono tipicamente prodotti in un ambiente di classe D e poi sterilizzati, i medicinali, che vengono sterilizzati successivamente, in una classe C. Un riempimento sterile o asettico richiede la classe di ambiente sterile A; quest'area deve essere, secondo il principio delle «cipolle», circondata da un ambiente di classe B.

Due criteri principali per un ambiente puro

Ogni sistema di ambiente sterile viene adattato al processo specifico. Ad esempio, si può lavorare sotto banconi puliti. Qui, la purezza desiderata si ottiene anche grazie a flussi laminari di aria filtrata, orizzontali o verticali. Oppure si lavora con guanti in un isolatore («glovebox» ermeticamente sigillato), si riempiono ampulle in modo sterile o si combina tutto in un isolatore con diversi moduli di riempimento.

I due criteri di purezza sono il rispetto della concentrazione massima di particelle e del numero massimo di microrganismi, più precisamente: il numero di unità formanti colonie (UFC). Quest'ultimo ha un'importanza molto maggiore nel settore medico, farmaceutico e biotecnologico rispetto, ad esempio, alle camere bianche nella produzione di semiconduttori. Il valore UFC viene tipicamente determinato contando le unità formanti colonie dopo la coltura di un campione in un mezzo di coltura gel (di solito una piastra di agar).

Piastra di agar e rilevamento di microrganismi aerotrasportati tramite fluorescenza

Per rilevare microrganismi su particelle sottilissime nell'aria (contaminazione microbiologica aerotrasportata), sono particolarmente adatti i raccoglitori di microrganismi aerotrasportati. Essi raccolgono batteri e funghi dall'aria della stanza su filtri o direttamente su piastre di agar. Tuttavia, la coltura delle piastre o dei filtri su piastre richiede fino a cinque giorni prima che la crescita diventi visivamente riconoscibile. In questo periodo, molte cose possono succedere! Potrebbe essere necessario, successivamente, scartare interi lotti. Per questo motivo, alcuni ricercatori hanno già sviluppato metodi per identificare immediatamente molecole fluorescenti, che potrebbero essere associate alla presenza di microrganismi.

«Oggi esistono sistemi che identificano in tempo reale i componenti della parete cellulare di batteri e funghi tramite effetti di fluorescenza», spiega il Dr. Martin Klingmüller, responsabile della qualità presso PNS GmbH, Melsungen, specialista in soluzioni nutrizionali personalizzate per applicazioni parenterali. «Tuttavia, questi sistemi non distinguono ancora tra frammenti vitali e non vitali e quindi non possono sostituire il controllo del numero di microrganismi richiesto dalle normative.» Per il futuro, ci si aspetta ulteriori sviluppi di metodi di misurazione in tempo reale che si avvicinino agli «standard farmaceutici».

Per principi attivi sensibili al calore e trapianti

La produzione asettica è particolarmente importante quando si tratta di prodotti termolabili (ad esempio principi attivi farmaceutici), per i quali non è possibile effettuare una sterilizzazione finale tramite riscaldamento. Per evitare l'ingresso di microrganismi ambientali, l'ambiente di produzione deve essere praticamente privo di microrganismi. Questo si ottiene mediante disinfezione adeguata dell'ambiente, strumenti sterili e un ricambio d'aria con filtrazione massima (classe A secondo EU-GMP).

Requisiti più severi possono essere posti dalla medicina personalizzata – un tema di punta di questa edizione di Cleanzone. Ciò riguarda, tra l'altro, i trapianti di tessuti autologhi; un esempio dal «Tissue Engineering» può essere riassunto così: le cellule della cartilagine del paziente vengono moltiplicate in siero del paziente stesso, per ottenere un trapianto di cellule cartilaginee che sostituisca il tessuto perso nel ginocchio. La manipolazione del trapianto termolabile avviene in un isolatore di classe A. Un metodo brevettato permette di effettuare il cambio dei guanti durante il funzionamento, dall'esterno – un vantaggio economico importante. Inoltre, in questo tipo di coltivazione della cartilagine, si può fare a meno di antibiotici e fattori di crescita.

Particelle nei dispositivi medici vicini al paziente sotto la lente

Oltre alle contaminazioni microbiologiche, anche le contaminazioni particellari stanno assumendo un'importanza crescente. «Nel settore della tecnologia medica, attualmente stanno acquisendo maggiore rilevanza», afferma Guido Kreck, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung. «Le particelle, ad esempio, possono causare trombosi se entrano nel circolo sanguigno attraverso l'iniezione di una soluzione. » Inoltre, la versione attuale della norma DIN EN ISO 13485 richiede ormai che le contaminazioni particellari siano considerate anche per i dispositivi medici sterili. «Negli ultimi anni, abbiamo ricevuto sempre più richieste dall'IPA su come gestire queste richieste generali nella pratica», osserva Kreck.

Un altro esempio sono gli impianti, come impianti dentali o di anca in titanio: la superficie ruvida dovrebbe favorire l'osteointegrazione, cioè l'adesione con l'osso. Poiché il contatto tra impianto e osso avviene a livello di superficie, il prodotto non deve presentare contaminazioni microbiologiche, particellari o anche chimico-filmiche, come residui di materiali ausiliari di produzione.

Nel processo di produzione di dispositivi medici, è quindi importante stabilire un concetto di purezza sensato e adeguato, che consideri l'ambiente di produzione (camera bianca, ambiente pulito, produzione convenzionale, ecc.), la pulizia, il processo di produzione, il personale e la logistica.

Tutti i trend attuali riguardanti purezza e ambienti sterili in farmaceutica, biotech, medicina e tecnologia medica saranno presentati ai visitatori alla fiera Cleanzone il 23/24 ottobre 2018 a Francoforte sul Meno.