Valore D50 per la determinazione dell'efficienza di raccolta dei campionatori di microbi aerodispersi

Esempio 1

Esempio 2

Raccoglitori di microbi in aria determinano i microrganismi presenti nell'aria in luoghi dove si lavora in modo asettico, sterile o altamente pulito. L'industria farmaceutica, che riempie i media sterili per iniezioni parenterali, le gocce oculari che vengono applicate direttamente negli occhi, o alimenti e cosmetici che vengono a contatto con microrganismi e si deteriorano molto rapidamente, sono solo alcuni esempi di situazioni in cui i microrganismi nell'aria sono di interesse.

I microrganismi sono organismi viventi che di solito galleggiano su particelle di polvere nell'aria. Quando entrano in contatto con una sostanza organica, mescolata con umidità, si moltiplicano molto rapidamente. Esistono batteri che si raddoppiano ogni 20 minuti. Da un batterio iniziale, in 12 ore si possono ottenere circa 86 miliardi di microrganismi.

Come possono quindi essere trovati o raccolti questi microrganismi nell'aria? La maggior parte degli strumenti aspira una quantità definita di aria. Questa viene quindi accelerata attraverso una rete di fori e i microrganismi trasportati dall'aria vengono proiettati su un mezzo nutritivo (Agar). Questo metodo è chiamato metodo di impatto. In tutto il mondo sono in uso più di 50 diversi strumenti. Ora sorge naturalmente la domanda se questi dispositivi possano essere semplicemente confrontati tra loro.

Sfortunatamente, la risposta è no. Confrontando gli strumenti in test paralleli, si riscontrano grandi differenze. Una ragione di ciò risiede nella distribuzione dei microrganismi nell'aria. I microrganismi non sono distribuiti in modo omogeneo. Di conseguenza, possono verificarsi risultati molto diversi. Inoltre, le costruzioni degli strumenti sono molto diverse e alcuni modelli sono mal progettati. Questa situazione richiede una norma che consenta ai produttori e anche ai clienti di confrontare gli strumenti tra loro. Attualmente esiste la norma ISO 14698-1/2, in cui nell'Appendice B viene descritta una metodologia per testare gli strumenti. Purtroppo, questa metodologia è molto complessa e richiede una camera speciale e strumenti per distribuire in modo omogeneo una sospensione batterica. Solo pochi laboratori in Europa dispongono di una tale camera. Hans Zingre ritiene inoltre che sia molto difficile produrre miscele di aria con batteri o spore in modo omogeneo. Inoltre, lo strumento di riferimento e lo strumento da testare funzionano a velocità di aspirazione diverse, il che mette in discussione la comparabilità. Per esempio, la filtrazione su un filtro da 45 µm, che funziona a 5 l/min, viene confrontata con un raccoglitore di microbi aeriformi a impatto che funziona a 100 l/min. Se si confrontassero volumi uguali, ad esempio 500 litri, il filtro dovrebbe funzionare per 100 minuti, mentre il raccoglitore di microbi a impatto raccoglierebbe la stessa quantità di aria in soli 5 minuti. Se invece si controllano i raccoglitori di microbi in base al tempo di raccolta, ad esempio spegnendoli dopo 5 minuti, sul filtro si raccoglierebbero solo 25 litri di aria, mentre nel raccoglitore di microbi si raccoglierebbero 500 litri. Per confrontare i risultati, si dovrebbe moltiplicare per 20 il risultato del filtro o dividere per 20 quello del raccoglitore di microbi. In questo modo, le deviazioni sarebbero estremamente distorte.

Da tempo, tuttavia, è possibile effettuare un confronto fisico semplice utilizzando il valore d50, che è già stato applicato in alcune pubblicazioni. Il valore d50 indica la dimensione teorica in µm (micrometri) alla quale il 50% dei microrganismi viene depositato sul mezzo nutritivo. Per la formula sottostante, basta conoscere il numero di fori nel capo di raccolta, il loro diametro e il flusso volumetrico in litri al minuto. Queste informazioni sono solitamente specificate dai produttori.

D50 = radice quadrata di 40dh / velocità di impatto

Poiché i microrganismi nell'aria sono generalmente fissati su particelle di polvere, sono le più piccole particelle trasportate dall'aria, che si trovano intorno ai 2 µm. Se un raccoglitore di microbi funziona sotto questa soglia, le particelle non vengono depositate o vengono depositate solo parzialmente.

(Vedi esempio 1 e esempio 2.)

È un dato di fatto che ancora oggi vengono utilizzati raccoglitori di microbi con un valore d50 di 28 µm. Ciò dimostra che i produttori non sono consapevoli del fatto che l'efficienza di raccolta del proprio prodotto potrebbe essere molto inferiore.

A Hans Zingre è capitato di essere invitato a presentare i suoi raccoglitori di microbi in una rinomata azienda farmaceutica all'estero, perché l'azienda voleva dotare una nuova linea di produzione di un sistema di determinazione attiva del numero di microbi aeriformi. Egli ha spiegato ai presenti il valore d50, sottolineando così l'alta efficienza dei suoi strumenti. Tuttavia, l'azienda ha poi acquistato il prodotto concorrente, che Zingre aveva dimostrato avere un'efficienza fino a 10 volte inferiore. È stato chiaro che i responsabili del controllo qualità probabilmente non volevano trovare nulla. Si spera solo che i microrganismi pericolosi si tengano lontani da questi prodotti, anche se ciò è difficile da credere.

1 Pubblicazione: European Journal of Parenteral & Pharmaceutical Sciences 2008; 13 (4): 93-97: "Monitoring efficiency of microbiological impaction air samplers.", Bengt Ljungqvist, Berit Reinmüller, Building Services Engineering, KTH, Stoccolma, Svezia.