Wartość D50 do określenia skuteczności zbierania powietrznych drobnoustrojów

Przykład 1

Przykład 2

Luftkeimsammler określają mikroorganizmy w powietrzu w miejscach, gdzie pracuje się aseptycznie, sterylnie lub w wysokiej czystości. Branża farmaceutyczna, która napełnia sterylne media do iniekcji parenteralnych, krople do oczu, które są bezpośrednio zakraplane do oczu, lub produkty spożywcze i kosmetyki, które mają kontakt z mikroorganizmami i szybko się psują, to tylko kilka przykładów, w których mikroorganizmy w powietrzu są istotne.

Mikroorganizmy to żywe organizmy, które najczęściej unoszą się na cząstkach kurzu w powietrzu. Gdy te wchodzą w kontakt z substancją organiczną, wymieszaną z wilgocią, rozmnażają się bardzo szybko. Istnieją bakterie, które rozmnażają się lub podwajają co 20 minut. Z początkowej jednej bakterii w ciągu 12 godzin powstaje około 86 miliardów drobnoustrojów.

Jak można znaleźć lub zebrać te drobnoustroje w powietrzu? Większość instrumentów zasysa określoną ilość powietrza. Następnie jest ono przyspieszane przez siatkę otworową, a mikroorganizmy unoszące się w powietrzu są wyrzucane na podłoże odżywcze (Agar). Metoda ta nazywa się metodą impaktacji. Na całym świecie używa się ponad 50 różnych instrumentów. Pojawia się oczywiście pytanie, czy te urządzenia można ze sobą łatwo porównywać.

Niestety, nie jest to możliwe. Porównując instrumenty w testach równoległych, można zauważyć duże różnice. Przyczyną tego jest rozkład mikroorganizmów w powietrzu. Drobnoustroje nie są tam rozłożone jednorodnie. W związku z tym mogą wystąpić znaczne odchylenia wyników. Ponadto konstrukcje urządzeń są bardzo różne, a różne modele są błędnie zaprojektowane. Ten stan rzeczy domaga się normy, która umożliwiłaby producentom i klientom porównanie urządzeń. Obecnie istnieje norma ISO 14698-1/2, w której w załączniku B opisano metodę testowania urządzeń. Niestety, metoda ta jest bardzo skomplikowana i wymaga specjalnej komory oraz instrumentów do jak najbardziej homogenicznego rozprowadzenia zawiesiny bakterii. Tylko niewielka liczba laboratoriów w Europie dysponuje taką komorą. Hans Zingre uważa ponadto, że bardzo trudno jest wytworzyć jednorodne mieszaniny powietrza zawierające bakterie lub zarodniki. Co więcej, urządzenie referencyjne i testowane urządzenie pracują z różnymi prędkościami zasysania, co bardzo podważa ich porównywalność. Na przykład, filtrację na filtrze o wielkości 45 µm, pracującym z 5 l/min, porównuje się z impaktacyjnym zbieraczem mikroorganizmów powietrza, który pracuje z 100 l/min. Gdyby porównano tę samą objętość, np. 500 litrów, filtr musiałby pracować przez 100 minut, podczas gdy zbieracz mikroorganizmów w tym przypadku zebrałby tę samą ilość powietrza w zaledwie 5 minut. Jeśli jednak zbieracze mikroorganizmów są sterowane czasowo, czyli wyłączane po 5 minutach, na filtrze zgromadziłoby się tylko 25 litrów powietrza, a na zbieraczu mikroorganizmów – 500 litrów. Aby porównać wyniki, trzeba by albo pomnożyć wynik filtra przez 20, albo podzielić wynik zbieracza mikroorganizmów przez 20. W ten sposób odchylenia byłyby bardzo wyraźne i zniekształcone.

Od dłuższego czasu jednak możliwe jest prostsze porównanie fizyczne za pomocą wartości d50, która już znalazła zastosowanie w niektórych publikacjach. Wartość d50 oznacza teoretycznie wyliczony rozmiar w µm (mikrometrach), od którego 50% drobnoustrojów osiada na podłożu odżywczym. Do poniższej formuły wystarczy znać liczbę otworów w głowicy zbierającej, ich średnicę oraz przepływ objętościowy w litrach na minutę. Te dane są zwykle określane przez producentów.

D50 = pierwiastek z 40dh / prędkość impaktacji

Ponieważ drobnoustroje w powietrzu są zazwyczaj przyczepione do cząstek kurzu, są najmniejszymi unoszącymi się w powietrzu cząstkami, które można znaleźć w zakresie około 2 µm. Jeśli urządzenie do zbierania mikroorganizmów powietrza pracuje poniżej tej wartości, cząstki nie będą lub będą tylko częściowo osiadać.

(Zobacz przykład 1 i przykład 2.)

Faktem jest, że nadal używa się zbieraczy mikroorganizmów powietrza z wartością d50 wynoszącą 28 µm. Dowodzi to, że producenci niestety nie zdają sobie sprawy z tego, jaka jest skuteczność zbierania ich własnych produktów.

Panu Zingre zdarzyło się kiedyś, że został zaproszony na prezentację swojego urządzenia do zbierania mikroorganizmów powietrza w renomowanej firmie farmaceutycznej za granicą, ponieważ firma ta chciała wyposażyć nową linię produkcyjną w system aktywnego pomiaru liczby mikroorganizmów w powietrzu. Wyjaśnił obecnym wartość d50 i podkreślił wysoką skuteczność swoich instrumentów. Jednak firma ta potem zakupiła produkt konkurencji, którego Zingre udowodnił, że ma nawet do 10 razy niższą skuteczność. Jasno było widać, że odpowiedzialni menedżerowie ds. jakości nie chcieli niczego wykryć. Mamy nadzieję, że niebezpieczne mikroorganizmy będą się od tych produktów trzymały z daleka, choć jest to wątpliwe.

1 Publ.: 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, Stockholm, Szwecja.