Test di sterilità senza contaminazioni

Camera di carico con riempimento di H₂O₂

Isolatore per test di sterilità con H₂O₂

Sebastian Lamprecht

La decontaminazione con vaporizzazione di H2O2 negli isolatori si è affermata come standard tecnico. Tra le procedure di vaporizzazione più comuni, quella a nebbia presenta vantaggi significativi per i test di sterilità nel settore farmaceutico.

Nel settore della produzione di medicinali e del controllo di qualità, sono richiesti standard igienici particolarmente rigorosi. Per questo motivo, si presta molta attenzione ai test di sterilità dei prodotti medici, attraverso i quali la qualità del prodotto viene verificata regolarmente tramite campionamenti. Ne consegue che anche l'ambiente di prova deve essere sterile, per evitare contaminazioni da particelle e microrganismi o contaminazioni crociate con altre serie di misurazioni.

I test di sterilità vengono quindi eseguiti negli isolatori, progettati come camere a sovrappressione di classe di ambiente sterile A (ISO 5). L'aria ambientale circostante — tipicamente una camera sterile D (ISO 8) — viene aspirata dal sistema di ventilazione dell'isolatore, filtrata attraverso filtri a particelle per essere portata a classe di ambiente sterile A e condotta in modo unidirezionale attraverso lo spazio di lavoro per la massima protezione del prodotto. La misurazione continua delle particelle e il monitoraggio dell'aria all’interno dell’isolatore garantiscono un ambiente di lavoro pulito.

Biodecontaminazione con H2O2

Prima dei test, si effettua la biodecontaminazione necessaria di eventuali microrganismi presenti sulle superfici dei contenitori di prodotto e delle attrezzature di prova. È possibile trattare sia singoli ambienti di lavoro, come le camere di passaggio, sia l’intero interno. La vaporizzazione di H2O2 è attualmente lo standard più diffuso e futuro, con due metodi distinti disponibili:
– Metodo a secco
– Metodo a nebbia

Notevoli differenze di procedimento

Nel metodo a secco, si produce acqua ossigenata gassosa che viene immessa nell’atmosfera dell’isolatore. Nel metodo a nebbia, si vaporizza una soluzione concentrata di H2O2 su una piastra calda, distribuendola nelle camere — chiamato anche tecnologia VHP (vaporized hydrogen peroxide). Oppure, la soluzione viene nebulizzata molto finemente attraverso appositi ugelli all’interno della camera. In entrambi i casi si forma un film microbiologicamente attivo sulle superfici, chiamato anche microcondensazione.

In pratica, si notano differenze che influenzano direttamente i costi di processo e la gamma di applicazioni. Nel metodo a secco, le temperature di lavoro nell’ambiente sono comprese tra 40° e 60°C, limitando l’uso a prodotti insensibili al calore. Per un processo efficace, è necessaria un’umidità relativa inferiore al 30%, il che richiede un ulteriore passaggio di essiccazione. Un altro aspetto è la condensazione di H2O2 su superfici metalliche o di vetro degli isolatori. Le pareti devono spesso essere dotate di serpentine riscaldanti, comportando costi operativi più elevati.

"Quanto dura?"

Il fattore temporale gioca un ruolo centrale per gli utenti, avendo il maggiore impatto sui costi di processo, sull’efficienza e sulla disponibilità dell’impianto. Nel ciclo completo — "Caricamento — Produzione e aumento della concentrazione di H2O2 — Decontaminazione — Test di sterilità — Ventilazione — Svuotamento" — i tempi di attesa per l’aumento della concentrazione, la decontaminazione e la ventilazione sono le fasi determinanti. Poiché un ciclo di questo tipo non è solo routinario durante la notte, ma anche necessario prima di ogni introduzione di prodotto e secondo specifiche di processo, un ciclo rapido con prestazioni di decontaminazione affidabili è alla base di una pianificazione efficiente del tempo in laboratorio di prova.

Tra le procedure di vaporizzazione, il metodo a nebbia tramite tecnologia di spruzzo presenta evidenti vantaggi, motivo per cui Carlo Erba Reagents utilizza esclusivamente questo processo negli isolatori. L’impatto maggiore deriva dall’immissione diretta di H2O2, che praticamente instaura subito la dose biologicamente attiva negli isolatori, mentre le altre due procedure richiedono molto più tempo. Allo stesso tempo, si utilizza complessivamente meno H2O2, riducendo i costi operativi del sistema. La regolazione dell’umidità dell’aria viene eliminata, a meno che i medicinali stessi non la rendano necessaria.
Se è necessario decontaminare solo una camera di passaggio, ad esempio in caso di serie di prodotti stabili, l’isolatore dispone di una vaporizzazione rapida. Questa dura generalmente meno di 15 minuti.

Tecnologia di filtrazione avanzata

La ventilazione dipende dalla presenza di un sistema di scarico dell’aria. Se non presente, l’atmosfera dell’isolatore viene prima fatta passare attraverso un catalizzatore che scinde H2O2 in acqua e ossigeno, prima di essere rilasciata nell’ambiente. In presenza di condotte di scarico, l’atmosfera dell’isolatore viene direttamente e rapidamente convogliata in esse.

L’influenza della tecnologia di filtrazione sulla fase di ventilazione è ancora sottovalutata. La maggior parte degli isolatori utilizza filtri HEPA in fibra di vetro, capaci di adsorbire H2O2 durante il processo di vaporizzazione e di rilasciarlo durante la ventilazione. Carlo Erba Reagents equipaggia tutti i dispositivi con filtri ePTFE, che non immagazzinano H2O2 e consentono una ventilazione più rapida rispetto ai filtri tradizionali. Il materiale filtrante ha una durata di circa 10.000 ore di funzionamento, aumentando così la disponibilità del sistema e riducendo i costi operativi.

Sistema di controllo completamente integrato

Ogni procedimento di vaporizzazione richiede un proprio tipo di generatore per la produzione di H2O2. In teoria, sarebbe possibile equipaggiare gli isolatori esistenti con generatori esterni e integrarli nel sistema di controllo tramite interfacce. Tuttavia, nella pratica, ciò può portare a errori di controllo o al fatto che alcuni passaggi non siano completamente automatizzati.

Le soluzioni di sistema integrano fin dall’inizio tutte le componenti e il controllo completo avviene tramite un’unica interfaccia intuitiva. Il sistema dispone anche di funzioni di sicurezza automatiche, ad esempio impedendo l’apertura delle porte di passaggio finché i sensori integrati non rilevano concentrazioni di H2O2 troppo elevate.

Design conforme alle norme per ambienti sterili

Un ulteriore vantaggio deriva dalla costruzione modulare del sistema: il generatore di H2O2 è integrato nel contenitore. Questo aiuta a mantenere in modo significativo la classe di ambiente sterile, a minimizzare le fonti di particelle e permette una manutenzione e pulizia rapide. Anche in caso di assistenza o di validazioni periodiche, è sufficiente un solo referente, riducendo i tempi di fermo del sistema e semplificando le procedure.

Tutti i sistemi vengono forniti con un pacchetto completo di validazione, comprensivo di Design Qualification (DQ), Factory Acceptance Test (FAT), Installation Qualification (IQ) e Operational Qualification (OQ). Che si tratti di prodotto in serie o di confezionamento su misura, gli isolatori sono realizzati sulla base di disegni 2D e modelli 3D, per garantire il rispetto ottimale dei requisiti tecnici e dei tempi di ciclo di H2O2 desiderati.