Testy sterylności są procesem, który musi być przeprowadzany w ramach produkcji produktów sterylnych, aby zapewnić pewność, że są one wolne od wszelkich żywych mikroorganizmów, które mogłyby zaszkodzić pacjentom. Ponieważ nie jest możliwe przeprowadzenie testu na każdej pojedyńczej fiolce lub ampułce z produkowanym produktem, wybiera się reprezentatywne próbki z całej partii w różnych momentach podczas napełniania i są one testowane pod kątem zanieczyszczenia mikrobiologicznego.

Światowa Organizacja Zdrowia przyjęła wymagania dotyczące testów sterylności w 1973 r., a na dzień dzisiejszy wytyczne dotyczące przeprowadzania testów sterylności są obecne w różnych farmakopeach na całym świecie, w tym w Farmakopei Stanów Zjednoczonych (USP, United States Pharmacopeia) i Farmakopei Europejskiej (EP, European Pharmacopeia).

Insourcing a outsourcing

Podczas przeprowadzania tego obowiązkowego procesu producenci produktów sterylnych mają przed sobą dwie możliwości. Mogą przeprowadzać te procesy we własnym zakresie w dedykowanym laboratorium testowania sterylności (insourcing) lub zlecić go zewnętrznej firmie testującej (outsourcing).

Outsourcing zazwyczaj bardziej się opłaca mniejszym producentom, ponieważ stworzenie laboratorium do testów sterylności może wiązać się z wysokimi kosztami początkowymi oraz wysokimi kosztami bieżącymi.

Outsourcing ma jednak swoje wady, takie jak dłuższy czas oczekiwania na wyniki testów, co wiąże się ze zwiększonymi kosztami przechowywania, szczególnie w przypadku produktów wymagających przechowywania w chłodni. Dodatkowo wiele usług testowania wyceniane jest za każdy wykonany test, co może być bardzo kosztowne, szczególnie dla większych producentów, którzy wytwarzają wiele produktów, więc wymagają dużej liczby testów.

Outsourcing testów sterylności oznacza także mniejszą kontrolę nad procesem, co może ostatecznie skutkować niepotrzebnym wycofaniem prawidłowego produktu, co zostanie wyjaśnione w dalszej części tego artykułu.

Metody

Istnieją dwie metody testowania sterylności produktów - za pomocą sączków membranowych oraz metodą bezpośredniego posiewu. Zdecydowanie najbardziej popularną metodą jest filtracja z wykorzystaniem sączków membranowych, która polega na przepuszczeniu ciekłego produktu przez dwa kanistry z filtrem zdolnym do zatrzymywania żywych mikroorganizmów, a następnie wypełnieniu każdego z kanistrów różnymi rodzajami pożywek - jednym do uprawy organizmów tlenowych, a drugim do organizmów beztlenowych. Natomiast bezpośredni posiew polega na umieszczeniu produktu bezpośrednio w dwóch kanistrach i jest zwykle stosowany w przypadku produktów, które nie mogą być filtrowane, takich jak urządzenia medyczne. W przypadku obu metod pojemniki są następnie inkubowane w odpowiedniej temperaturze przez 14 dni, a jeśli po tym czasie nie wystąpią żadne oznaki wzrostu, test zostanie uznany za zaliczony i produkt może zostać dostarczony pacjentom. Jeśli którykolwiek z pojemników wykazuje oznaki namnażania się organizmów (zmętnienie), test uznaje się za zakończony niepowodzeniem.

Oblanie testu

Wpływ niezdania testu może być znaczący dla producentów farmaceutyków, ponieważ zazwyczaj skutkuje:

• Wstrzymaniem dystrybucji i potencjalnym wycofaniem partii produktu, która nie przeszła testu.
• Interwencją prawną
• Przeprowadzaniem dochodzeń
• Wstrzymaniem produkcji innych produktów do czasu przeprowadzenia dochodzenia
• Przeprowadzeniem dodatkowego czyszczenia i dezynfekcji obszarów produkcyjnych

Negatywny wynik testu sterylności spowoduje straty finansowe dla producenta oraz potencjalnie problemy z dostępnością leków dla pacjentów. Wstrzymanie dystrybucji zapobiega podaniu zanieczyszczonego produktu pacjentom oraz potencjalnemu wyrządzeniu im krzywdy.

Jednak nieprawidłowe wyniki testów sterylności nie zawsze są spowodowane zanieczyszczeniem produktu.

Fałszywie wyniki dodatnie

Wynik fałszywie dodatni występuje, gdy zanieczyszczenie pochodzące ze źródła niezwiązanego z produktem, takiego jak środowisko lub pracownik przeprowadzający test, przedostaje się do testu i powoduje jego nieprawidłowy wynik. Wynik sugeruje, że produkt jest zanieczyszczony, gdy potencjalnie jest wolny od mikroorganizmów. W przypadku niezaliczenia testu sterylności ciężar udowodnienia spoczywa na producencie, który musi wykazać, że niezaliczenie testu jest wynikiem zanieczyszczenia pochodzącego od pracownika lub środowiska laboratoryjnego. W rzeczywistości bardzo trudno jest to udowodnić, więc fałszywie pozytywny wynik często prowadzi do niepotrzebnego wycofania całkowicie bezpiecznych i działających produktów.

Środowisko

Aby zmniejszyć ryzyko otrzymania wyników fałszywie dodatnich, test sterylności powinien być przeprowadzany w środowisku aseptycznym. W przeszłości częstym sposobem do osiągnięcia tego było przeprowadzanie testu w komorze bezpieczeństwa biologicznego lub komorze lamilarnej. Oznacza to jednak, że na proces nadal ma wpływ środowisko i pracownik, a zatem nadal istnieje ryzyko wystąpienia wyników fałszywie pozytywnych.

Od niedawna branża zmierza w kierunku wykorzystania do tego izolatorów, które zapewniają fizyczną barierę między pracownikiem/środowiskiem laboratoryjnym a testem, co znacznie zmniejsza ryzyko fałszywie dodatnich wyników.

Należy zauważyć, że organy regulacyjne i farmaceutyczne komitety doradcze na całym świecie mają wymagania i zalecenia dotyczące środowiska, w którym należy przeprowadzać testy sterylności.

Regulacje

Załącznik GMP UE GMP 1: Wytwarzanie sterylnych produktów leczniczych 10.6 stanowi „Test sterylności powinien być przeprowadzony w warunkach aseptycznych”. Wytyczne FDA dla przemysłu dotyczące sterylnych produktów leczniczych wytwarzanych w procesie aseptycznym idą o krok dalej i stanowią w sekcji XI: „Wykorzystanie izolatorów do testów sterylności minimalizuje ryzyko otrzymania fałszywie dodatniego wyniku testu".

Co więcej, Schemat współpracy inspekcji farmaceutycznych (PIC/S, pharmaceutical inspection co-operation scheme) zawiera cały dokument (PI 014-3) zawierający wytyczne dotyczące izolatorów wykorzystywanych do działań w środowisku aseptycznym oraz testowania sterylności.

Tak więc, chociaż nie ma sztywnego wymogu przeprowadzania testów sterylności w izolatorach, opłaca się to robić, aby zmniejszyć ryzyko występowania fałszywych wyników pozytywnych, które mogą skutkować stratami finansowymi dla producentów produktów oraz problemami z dostępnością leków dla pacjentów.

Czym jest izolator?

Zgodnie z załącznikiem EU GMP 1, izolator to „Obudowa, która może być poddana powtarzalnej, wewnętrznej dekontaminacji biologicznej z wewnętrzną strefą roboczą spełniającą warunki klasy A, która zapewnia bezkompromisową, ciągłą izolację jej wnętrza od środowiska zewnętrznego". Izolatory mają kilka cech pozwalających na utrzymanie warunków klasy A oraz izolację od środowiska zewnętrznego, takich jak:

• Hermetyczne / nadmuchiwane uszczelki we wszystkich drzwiach
• Blokady zapobiegające otwarciu drzwi po osiągnięciu warunków aseptycznych (po biodekontaminacji)
• Jednokierunkowy przepływ powietrza w zakresie 0,36-0,45 m/s (w celu zapewnienia zgodności z wartościami wytycznych z Załącznika 1) UE GMP.
• Filtry HEPA do oczyszczania wpływającego powietrza
• Pozytywne ciśnienie
• Oddzielne testy szczelności/ciśnienia obudowy oraz rękawic
• Systemy monitorowania potwierdzające, że środowisko pozostaje aseptyczne podczas użytkowania
• Alarmy przepływu powietrza i ciśnienia
• Systemy biodekontaminacji nadtlenkiem wodoru pomagające w likwidacji mikroorganizmów na powierzchniach obudowy oraz materiałach potrzebnych do przeprowadzenia testów

Korzyści wynikające z korzystania z izolatorów

Izolatory głównie zmniejszają ryzyko wystąpienia wyników fałszywie dodatnich w testach sterylności, co może zaoszczędzić producentom produktów sterylnych miliony dolarów, minimalizując niepotrzebne wycofania produktów. Dodatkową korzyścią jest fakt, że izolatory mogą również zapewnić znaczne oszczędności wynikające z kosztów operacyjnych. W przeciwieństwie do komory laminarnej lub komory bezpieczeństwa biologicznego, które muszą być umieszczone w pomieszczeniu sterylnym klasy B, izolatory przeznaczone do testowania sterylności mogą być umieszczone w pomieszczeniu sterylnym o niższej klasie D, ponieważ są odizolowane od otaczającego je środowiska. Może to przynieść znaczne oszczędności wynikające z:

• Niższych opłat za energię dzięki niższej wydajności systemu HVAC
• Niższych kosztów materiałów eksploatacyjnych do czyszczenia i dezynfekcji
• Wymaganemu mniejszemu wkładowi pracy (do czyszczenia i dezynfekcji)
• Mniejszej potrzeby przebierania się
• Mniejszej konserwacji pomieszczeń sterylnych
• Zwiększonej wydajności pracy operatorów, ponieważ mniejsza potrzeba przebierania się oznacza, że mogą oni pracować przez dłuższy czas

W rzeczywistości jedno z badań¹ wykazało, że izolatory mogą obniżyć koszty eksploatacji pomieszczeń sterylnych nawet o 72%. Pomimo powyższych korzyści, należy jednak zauważyć, że izolatory mają pewne wady w porównaniu do otwartych środowisk komór laminarnych i komór bezpieczeństwa biologicznego:

• Zazwyczaj związany jest z nimi wyższy koszt początkowy / koszt sprzętu. Można to jednak zrównoważyć oszczędnościami wynikającymi z obniżenia klasy pomieszczeń sterylnych i zmniejszonego ryzyka wycofywania wytwarzanego produktu.
• Pracownicy muszą wykonywać swoje obowiązki w rękawicach połączonych z rękawami, co może być trudniejsze niż praca w rękawicach w komorach bezpieczeństwa biologicznego i komorach laminarnych, co może prowadzić do mniej wydajnej pracy oraz spowolnienia procesu. Pracownicy nie muszą jednak nosić tak restrykcyjnych strojów w pomieszczeniach sterylnych klasy D, co oznacza, że mogą pracować przez dłuższy czas w bardziej komfortowych warunkach.
• Chociaż zautomatyzowana biodekontaminacja izolatora wymaga mniejszego nakładu pracy niż ręczna dezynfekcja przedmiotów w komorze bezpieczeństwa biologicznego lub komorze laminarnej, proces ładowania oraz biodekontaminacji zwykle trwa dłużej (w niektórych przypadkach godzinami), co może wydłużyć proces przeprowadzania testów lub wymaga dostosowania go do harmonogramu pracy poprzez załadowanie i biodekontaminację izolatora przez noc, aby rano był gotowy do rozpoczęcia testowania. Istnieje jednak sposób na poradzenie sobie z problemem długiego czasu cyklu...

Izolatory modułowe

Jedną z największych przeszkód do pokonania podczas przechodzenia z korzystania z komory laminarnej lub komory bezpieczeństwa biologicznego na izolator jest utrzymanie tej samej przepustowości (tzn. liczby testów) ze względu na długi cykl biodekontaminacji izolatora. Ale izolator Bioquell Qube od Ecolab rozwiązuje ten problem poprzez zastosowanie modułowego rozwiązania w systemach izolatorów. Zamiast posiadania jednej, dużej komory izolacyjnej, która jest wypełniona wszystkimi wymaganymi materiałami potrzebnymi do przeprowadzenia całodniowych testów, a następnie przeprowadza długi cykl biodekontaminacji, Bioquell Qube wykorzystuje wiele komór, w których jedna mała komora jest wypełniona niewielką ilością materiałów do przeprowadzenia kilku testów sterylności i poddania biodekontaminacji. Następnie te materiały są przenoszone do sąsiedniej komory, w której znajduje się pompa, łączące się drzwi ​​​​​zamykają się, a gdy testy są przeprowadzane w jednej komorze, materiały wymagane do następnych testów są poddawane biodekontaminacji w sąsiedniej komorze. Dzięki wykorzystaniu małej komory do biodekontaminacji i stosunkowo niewielkiego obciążenia materiałem, można osiągnąć czas cyklu biodekontaminacji wynoszący zaledwie 30 minut (w zależności od wielkości i chłonności ładunku).

¹Costing a cleanroom per square foot, Cleanroom Technology, 28 lutego 2018 r., https://www.cleanroomtechnology.com/news/article_page/Costing_a cleanroom_per_square_foot/139470