Selezione delle posizioni più adatte per i punti di prelievo dei campioni di particelle nell'ambiente sterile

Figura 1: Impattori microbiologici monouso BIOCAPT® in acciaio inossidabile e il campionatore di aria MICROBIOLOGICO MINICAPT® MOBILE sono conformi alla norma ISO 14698-1, agli standard di certificazione stabiliti per il controllo della biocontaminazione.

Figura 2 / Immagine 2

Figura 3 / Figura 3

Figura 4 / Figura 4

Introduzione

Come sviluppatori di sistemi ambientali, ci viene spesso chiesto dove posizionare i punti di campionamento per il monitoraggio delle particelle, sia in una camera bianca farmaceutica sia in un impianto pulito (RABS, isolatore, ecc.). La risposta non è sempre facile da trovare. Esistono diverse linee guida che forniscono indicazioni su quali processi devono essere monitorati e quali distanze sono appropriate rispetto al processo da controllare. Lo scopo di questo articolo è determinare le considerazioni necessarie, individuare la posizione più adatta per il monitoraggio di un processo e creare una giustificazione scientifica per questa decisione. La conta delle particelle in applicazioni farmaceutiche può essere chiaramente suddivisa in tre categorie: certificazione, qualificazione e monitoraggio. Ogni categoria richiede un approccio diverso.

Certificazione: misurazione di una camera bianca secondo una norma. L’unica norma riconosciuta a livello mondiale è ISO14644-1, "Classificazione della purezza dell’aria in base alla concentrazione di particelle", che definisce come funziona una camera bianca e se è in grado di garantire un’aria di qualità uniforme in tutto lo spazio, indipendentemente dalle attività svolte al suo interno.

Qualificazione: il processo di analisi della valutazione del rischio per le attività nello spazio. La qualificazione viene eseguita secondo le metodologie di verifica delle griglie. La conta delle particelle viene misurata sia in fase di funzionamento che in fase di inattività; tuttavia, i dati di funzionamento sono i più significativi.

Monitoraggio: campionamento continuo della camera bianca con una frequenza che corrisponde al livello di controllo necessario per dimostrare la gestione del rischio per il prodotto finale. Il numero di punti di campionamento e la loro posizione sono determinati attraverso la valutazione del rischio e i processi di qualificazione e certificazione.

Certificazione

Come già menzionato, la certificazione delle camere bianche si basa sulla norma ISO14644-1, "Classificazione della purezza dell’aria in base alla concentrazione di particelle". I dettagli della valutazione possono variare leggermente tra le normative FDA e EU-GMP, ma la metodologia di base è standard. La certificazione dimostra che l’intera area soddisfa una determinata classificazione ISO in base alla concentrazione di particelle. Ciò significa che, indipendentemente dall’uso finale dello spazio, si considerano solo la progettazione e l’esecuzione del sistema di filtri. La norma internazionale indica che una camera bianca testata per conformarsi alle norme ISO-5 soddisfa questa norma indipendentemente dalla posizione geografica e dagli aspetti regolamentari (ad esempio FDA o EU-GMP). Di conseguenza, è disponibile uno standard universale che attesta il raggiungimento di un livello di purezza dell’aria. I prodotti di Particle Measuring Systems, tra cui i sensori di particelle aerosol Airnet® II e IsoAir® Pro-E, sono conformi alle nuove norme ISO del 2015. Il software interattivo del contatore di particelle aerosol Lasair® Pro può guidare l’utente attraverso il processo di certificazione.

Esistono molteplici strumenti per dimostrare la conformità ISO, che non verranno approfonditi in questo articolo. Tuttavia, prendendo come esempio una macchina di imbottigliamento classica (Classe A/ISO 5) in un’area di Classe B (ISO 7), è possibile illustrare le regole di base del test. (vedi figura 1)

1. Il numero di punti di campionamento si basa su una funzione statistica dell’area. Calcolare l’area della Classe A/ISO5. Determinare il numero di punti di campionamento necessari dalla tabella.

– Calcolare l’area del livello A/ISO5. Determinare il numero di punti di campionamento necessari dalla tabella.
– Calcolare l’area del livello B/ISO7. Determinare il numero di punti di campionamento necessari dalla tabella.

2. Posizionamento dei punti di campionamento per l’area di livello A (ISO5):

– I punti di campionamento devono essere tutti equidistanti e a livello di lavoro, indipendentemente dalle attività svolte nel punto di posizionamento.
– I campioni vengono prelevati in una griglia presso le posizioni stabilite. Il numero minimo di punti di campionamento, NL, è indicato nella tabella A.1 di ISO 14644-1. Questa tabella fornisce il numero di punti di campionamento in relazione all’area da classificare di ogni camera bianca o zona pulita e garantisce almeno il 95% di sicurezza che almeno il 90% dell’area della camera bianca o della zona pulita non superi i limiti di classificazione.
– I criteri PASS/FAIL vengono calcolati secondo le norme ISO e EU-GMP Annex 1. Si consiglia di avere entrambi i dati, poiché la FDA richiede i punti di dati ISO14644-1 e EU Annex 1 (sebbene i dati EU siano sufficienti per la FDA).

3. Posizionamento dei punti di campionamento per l’area di livello B (ISO7):

– Ripetere i passaggi utilizzati per l’area di livello A (ISO5).
– A causa della forma insolita di una stanza, può essere più difficile determinare le posizioni dei punti di campionamento. Derivare il numero minimo di punti di campionamento, NL, dalla tabella A.1 di ISO 14644-1. Questa tabella indica il numero di punti di campionamento rispetto all’area di ogni camera bianca o zona da classificare, garantendo almeno il 95% di sicurezza che almeno il 90% dell’area non superi i limiti di classificazione.

4. Verrà redatto un rapporto finale che segna la conclusione della fase di certificazione.

Qualificazione

Nella fase di qualificazione vengono considerati i rischi per la qualità del prodotto finale. Ogni attività deve essere considerata e misurata. Restando sull’esempio dell’impianto di imbottigliamento, consideriamo il tavolo di accumulo all’uscita del tunnel di sterilizzazione. Il rischio consiste nel fatto che i contenitori di vetro (bottiglie/ampolle) siano esposti all’ambiente aperto e all’operatore. Pertanto, possono verificarsi contaminazioni nelle bottiglie/ampolle pulite prima dell’imbottigliamento. L’intervento dell’operatore e lo spostamento dei contenitori causano turbolenze d’aria sul tavolo, influenzando il rischio di contaminazione delle bottiglie/ampolle esposte. Per questo motivo, in questa area si configura un rischio di contaminazione e devono essere adottate le seguenti misure (vedi figura 2):

1. Dividere l’area a rischio in una griglia 3 x 3 o 4 x 4. Se le attività si svolgono su più livelli, ogni livello (altezza di lavoro, +150 mm rispetto all’altezza di lavoro e +300 mm rispetto all’altezza di lavoro) deve essere considerato.

2. Prelevare un campione di particelle al centro di ogni quadrato della griglia su ogni livello.

– I campioni vengono prelevati in condizioni "In quiete" e "In funzione". Potrebbe essere necessario aggirare un’attività o un operatore per ottenere dati adeguati.
– Sono ammesse piccole variazioni nella posizione dei punti di campionamento all’interno del quadrato della griglia. Un punto è invalido se ostacola le attività normali.

3. Dopo aver raccolto tutti i campioni, si ottiene una mappa delle particelle relative all’attività farmaceutica. Ogni funzione principale all’interno della camera bianca (zona di imbottigliamento, chiusura, attività di background generale, ecc.) dovrebbe essere analizzata di conseguenza.

Monitoraggio

La posizione dei punti di monitoraggio deve basarsi su una valutazione formale del rischio, utilizzando strumenti come l’Analisi dei Modi di Guasto e degli Effetti (FMEA) o l’Analisi dei Modi di Guasto, degli Effetti e della Criticità (FMECA), con dati provenienti da verifiche di certificazione e qualificazione, senza limitazioni. Altri fattori, come disturbi alle apparecchiature, punti di montaggio, impedimenti dell’operatore e interventi dell’operatore, contribuiscono alla scelta della posizione finale del sensore di campionamento. Nel contesto normativo attuale, è assolutamente necessario effettuare una valutazione del rischio. Senza questa, un metodo di campionamento inadeguato o errato può portare a dati non affidabili, collegati in modo errato al processo. Ciò potrebbe influire anche sulla qualità del prodotto finale. Senza la possibilità di correlare gli eventi, la mancanza di connessione tra posizione e frequenza di campionamento può portare a indagini lunghe e complesse su eventi fuori tolleranza. La definizione di un piano di monitoraggio ambientale basato sul rischio si svolge in più passaggi:

1. Comprensione del processo: oltre ai flussi di produzione, devono essere analizzati anche i flussi di personale e materiali all’interno dell’area in esame. In questo modo si ottiene una comprensione di come il sistema viene utilizzato e quali segnali indicano lo stato di controllo, ad esempio:
– Pratiche di monitoraggio attuali
– Dati storici
– Studi sul fumo

Questa ispezione sul campo del processo e degli ambienti è necessaria per definire l’ambito del monitoraggio richiesto e supportare l’applicazione di un processo che si adatti alle pratiche interne di un’organizzazione. La figura 3 è un esempio.

2. Definizione delle aree critiche: utilizzando il concetto HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point), si determinano le aree critiche che richiedono monitoraggio ambientale e si identificano le zone che soddisfano i requisiti di un punto critico di campionamento.

3. Valutazione delle metodologie di campionamento: bisogna decidere tra metodi tradizionali come i campionatori volumetrici dell’aria, tecnologie più recenti come le metodologie microbiologiche rapide o tecniche manuali come tamponi e piastre di contatto. Determinare anche se il metodo scelto deve essere portatile, continuo, remoto, ecc.

4. Definizione dei potenziali punti di campionamento: individuare un singolo punto di campionamento all’interno di ogni area critica secondo questi criteri (come mostrato in figura 4):
– Verificare lo spazio disponibile intorno all’area critica.
– Misurare le dimensioni delle sonde e dei supporti per le piastre.
– Valutare l’accessibilità del sito per la manutenzione da parte dell’operatore.
– Valutare l’interazione tra il funzionamento del processo e i flussi di personale e materiali.
– Calcolare la probabilità di eventi di contaminazione potenziali.

5. Definizione dei punti critici di controllo (CCP): ogni singolo sito viene valutato secondo il metodo FEMA, per creare una classifica e individuare i punti critici di campionamento.

6. Definizione dei parametri di campionamento: la frequenza di campionamento viene stabilita in base alla criticità delle operazioni e ad altri criteri come parametri di incubazione e misure correttive, che potrebbero essere introdotti prima di sviluppare un piano di monitoraggio. Gli aspetti pratici del campionamento includono elementi come:
– La sonda di campionamento isocinetica dovrebbe essere rivolta al flusso d’aria.
– La lunghezza minima dei tubi dovrebbe essere utilizzata. Sebbene diversi produttori indichino che lunghezze specifiche di tubi possano essere usate con il loro contatore di particelle, in genere questa dipende dalla dinamica della pompa del vuoto e non dal trasporto delle particelle. Le particelle di 0,5 µm si muovono liberamente in tubi lunghi. Tuttavia, le particelle di 5,0 µm non sono altrettanto mobili. Poiché le particelle di 5,0 µm rappresentano un problema maggiore, i tubi dovrebbero essere mantenuti alla lunghezza raccomandata più breve1. Particle Measuring Systems indica lunghezze massime di tubo basate sulle stesse condizioni di flusso d’aria, raccomandando una lunghezza massima di 3 m. Per sistemi di particelle farmaceutiche, si consiglia invece una lunghezza ridotta di 2 m per garantire il trasporto delle particelle più grandi.

Dalla guida cGMP della FDA per la lavorazione asettica:

“L’aria nelle immediate vicinanze di contenitori/chiusure sterilizzati esposti e delle operazioni di riempimento/chiusura dovrebbe avere una qualità di particelle appropriata quando il conteggio di particelle per metro cubo non supera le 3520 in una gamma di dimensioni di 0,5 µm e superiore, misurato in posizioni rappresentative normalmente non più di 30 cm dal sito di lavoro, all’interno del flusso d’aria e durante le operazioni di riempimento/chiusura. Questo livello di pulizia dell’aria è anche noto come Classe 100 (ISO 5).”

Autore
Mark Hallworth è il responsabile regionale per le scienze biologiche presso Particle Measuring Systems. Ha tenuto conferenze per società farmaceutiche in tutta Europa, Asia e USA sulla sorveglianza delle particelle non vitali e sugli impianti, nonché sugli effetti della validazione di tali sistemi. È possibile contattarlo all’indirizzo mhallworth@pmeasuring.com.