Wyzwania związane z czyszczeniem i sterylizacją w zakładach produkcji wysokoaktywnych substancji.

Ograniczenia a zdolność do czyszczenia: Kwalifikacja izolatorów i komór VHP.

Wyzwania związane z czyszczeniem i sterylizacją w zakładach produkcji wysokoaktywnych substancji należą do kluczowych obszarów, które wpływają na bezpieczeństwo operatorów, jakość procesów oraz zgodność z wymaganiami regulacyjnymi. W środowiskach, w których stosuje się izolatory, komory VHP i inne technologie barierowe, skuteczna dekontaminacja wymaga nie tylko odpowiednio dobranych procedur, ale także właściwego projektu urządzeń, kontroli parametrów procesu oraz rzetelnej kwalifikacji. W artykule omawiamy najważniejsze aspekty czyszczenia, sterylizacji i biodekontaminacji w produkcji wysokoaktywnych substancji oraz wskazujemy, na co warto zwrócić uwagę podczas walidacji tych procesów.

1. Technologie barierowe stosowane w przemyśle farmaceutycznym

Technologie barierowe (izolacyjne) w przemyśle farmaceutycznym stosuje się  w celu maksymalizacji aseptyki procesów, zapewnienia najwyższej czystości środowiska produkcyjnego oraz zapobiegania zanieczyszczeniom krzyżowym, jak również w celu ochrony operatora przed ekspozycją na czynniki szkodliwe. W zakładach produkujących substancje wysokoaktywne (HPAPI ang. Highly Potent Active Pharmaceuticals Ingredients), często o bardzo wysokiej toksyczności pełna sterylności i hermetyczność prowadzonych procesów są niezbędne i kluczowe. Przykładem urządzeń stosowanych do realizacji tych wymagań są Izolatory, w których prowadzone są procesy otrzymywania lub przetwarzania  substancji wysokoaktywnych (wysokotoksycznych). Przykładem są radiofarmaceutyki o bardzo wysokiej toksyczności sklasyfikowane nawet do kategorii OEB 6 (Ocupational Exposure Band 6)  

Podczas projektowania technologii barierowej (izolacyjnej) należy precyzyjnie zdefiniować proces aseptyczny. Wszelkie powiązane z nim ryzyka i wymagania muszą zostać zidentyfikowane, poddane ocenie oraz poddane ścisłej kontroli.  Strategia kontroli zanieczyszczeń (CCS z ang. Contamination Control System) opracowana dla zakładu powinno jasno określać kryteria akceptacji dla tych kontroli, a wymagania w tym zakresie są dokładnie zdefiniowane w Aneksie 1 (GMP). W obszarach produkcyjnych realizowane są aktywności wspierające takie jak: transfer materiałów, komponentów czy wyposażenia. Takie aktywności powinny być wykonane w przystosowanych do tego celu urządzeniach czy komorach (śluzach). W przypadku gdy transfer odbywa się na granicy stref o różnych klasach czystości materiały wejściowe muszą najpierw zostać odpowiednio przygotowane (poddane dekontaminacji lub sterylizacji, jeśli wymagane) by ograniczyć ryzyka związane z przenoszeniem zanieczyszczeń. W tym celu zastosowane mogą zostać komory VHP (z ang. Vaporized Hydrogen Peroxide – nadtlenek wodoru jako czynnik aktywny). Komory te mogą funkcjonować jako urządzenia wolnostojące lub być zintegrowane z komorą lub śluzą łączącą pomieszczenia produkcyjne. Zarówno w izolatorach jak i w komorach VHP procesy technologiczne i wspierające odbywają się w środowisku zamkniętym i mogą być bezpiecznie sterowane z zewnętrznych paneli obsługi. 

Do technologii barierowych można zaliczyć także systemy barier o ograniczonym dostępie  (RABS ang. Restricted Access Barrier Systems), tworzące fizyczną barierę wokół urządzeń produkcyjnych w pomieszczeniach czystych. Urządzenia te dzielą się na otwarte RABS, w których powietrze z bariery jest usuwane do pomieszczenia czystego oraz zamknięte RABS, które oferują standard bezpieczeństwa zbliżony do izolatorów, co jest możliwe dzięki zamkniętemu obiegowi powietrza i radykalnemu ograniczeniu interakcji personelu z produktem. Ze względu na brak pełnej hermetyczności, systemy RABS wymagają wyższej klasy pomieszczenia czystego niż izolatory, które dzięki swojej szczelnej konstrukcji są bardziej niezależne od warunków zewnętrznych. 

2. Czyszczenie, sterylizacja oraz biodekontaminacja.

W zakładach produkcji wysokoaktywnych substancji szczególne znaczenie mają procesy czyszczenia, dekontaminacji, biodekontaminacji i sterylizacji. Wskazane jest by stosowane do tego środki  były jak najmniej toksyczne oraz by generowały nieszkodliwe produkty uboczne.

Czyszczenie definiuje się jako proces fizycznego usuwania zanieczyszczeń, np. pozostałości po produkcie, zanieczyszczeń usuwanych przed rozpoczęciem produkcji lub pozostałości środka dezynfekującego/sterylizującego. Czyszczenie prowadzone jest z wykorzystaniem środka myjącego i stanowi wstępny etap dekontaminacji, która stanowi szerszy proces, obejmujący usuwanie, neutralizację substancji niebezpiecznych, zanieczyszczeń i mikroorganizmów z powierzchni, przedmiotów, materiałów czy personelu.

Biodekontaminacja to proces redukcji mikroorganizmów (obciążenia biologicznego) do bezpiecznego poziomu przy użyciu środków chemicznych o działaniu sporobójczym , takich jak np. nadtlenku wodoru. Proces ten może mieć niższy poziom akceptacji niż sterylizacja ale również może spełniać restrykcyjne wymagania stawiane sterylizacji. Choć dopuszczalne limity bywają mniej rygorystyczne niż w przypadku sterylizacji, biodekontaminacja może spełniać równie surowe normy i podlegać pełnej walidacji. Przytoczona definicja, precyzyjnie opisuje proces z wykorzystaniem VHP w warunkach atmosferycznych, stosowany na
czystych i suchych powierzchniach, w pomieszczeniach czystych, izolatorach, systemach RABS oraz komorach transferu materiałów (VHP, Chambers) i oknach transferowych. Technologia VHP jest również stosowana do biodekontaminacji powierzchni różnych urządzeń produkcyjnych, wstępnie wysterylizowanych partii materiałów w śluzach materiałowych lub komorach transferowych, a także w laboratoriach o wysokim stopniu bezpieczeństwa. Urządzenia VHP mogą być przenośne lub trwale zainstalowane w izolatorze,
w komorze transferu materiałów lub innym miejscu.

Sterylizacja to zatwierdzony proces stosowany w celu całkowitego usunięcia drobnoustrojów (wirusy, bakterie, grzyby, spory i ich formy przetrwalnikowe). Proces sterylizacji podlega rygorystycznym normom, jest stosowany w przypadku sprzętu i powierzchni wysokich ryzyk. Parametry sterylizacji powinny być dostosowane dla dedykowanego zastosowania. Proces powinien być zwalidowany, czyli poddany weryfikacjom potwierdzającym jego skuteczność i powtarzalność. Stosowanych jest wiele metod sterylizacji tj. wysoką temperaturą, parą czystą, gazowymi chemicznymi czynnikami sterylizującymi, promieniowaniem jonizującym, z użyciem urządzeń taki jak autoklawy czy piece.

W procesie sterylizacji szybkość inaktywacji mikroorganizmów ma charakter wykładniczy, a zatem przeżycie mikroorganizmu na pojedynczym wyrobie można wyrazić w kategoriach prawdopodobieństwa, którego jednak nie można zredukować do zera. Aneks 1 (GMP) definiuje sterylizację końcową jako: zastosowanie śmiertelnego środka lub warunków sterylizujących do produktu w jego ostatecznym opakowaniu w celu osiągnięcia z góry określonego poziomu zapewnienia sterylności SAL (ang. Sterility Assurance Level), wynoszącego 10^-6 lub wyższego. 

3. Czyszczenie, sterylizacja oraz biodekontaminacja.

Biodekontaminacja przebiegająca w komorze VHP to proces wykorzystujący dedykowany roztwór nadtlenku wodoru w postaci suchej pary, w warunkach atmosferycznych, przebiegający w niskich temperaturach (zazwyczaj poniżej 40°C). Zarówno proces biodekontaminacji VHP, jak i sterylizacji VHP wykorzystuje podstawowy mechanizm działania oraz właściwości przeciwbakteryjne nadtlenku wodoru. Nadtlenek wodoru jest środkiem utleniającym, a w postaci suchej pary wykazuje największą skuteczność przeciwko szerokiemu spektrum mikroorganizmów, w tym formom wegetatywnym i przetrwalnikom bakteryjnym, grzybom oraz wirusom. W naturalny sposób rozkłada się na parę wodną i tlen, nie pozostawiając żadnych innych produktów ubocznych. Systemy VHP nadają się dobrze do materiałów wrażliwych na wysoką temperaturę i sterylizacji powierzchni. W procesach z użyciem VHP stosowany jest zazwyczaj wodny roztwór nadtlenku wodoru, o stężeniu z przedziału 35–59 %.

Metoda ta znajduje zastosowanie do sterylizacji wyrobów medycznych takich jak: fiolki w opakowaniach, ampułkostrzykawki, strzykawki z preparatem leczniczym, produkty na bazie wasu hialuronowego, leki biologiczne i białkowe, urządzenia do podawania leków, urządzenia do mieszania przed wstrzyknięciem, itp. Aby proces VHP był efektywny, należy zapewnić czystość i suchość podłoża. W związku z tym przed jego rozpoczęciem konieczne może być przeprowadzenie walidowanego czyszczenia wstępnego.

Etapy procesu sterylizacji z w komorze VHP

Etap kondycjonowania stanowi osuszanie, odpylanie środowiska komory oraz uzyskanie pożądanego stężenie H₂0₂. W fazie wstępnego przygotowania komora i ładunek komory są przepłukiwane silnym, turbulentnym strumieniem powietrza wytwarzanym przez wewnętrzny wentylator, który skutecznie odrywa cząstki stałe od ładunku i kieruje je do filtra HEPA. Programowalne przepustnice mogą służyć do dalszego usprawnienia tego procesu poprzez tworzenie różnych wzorów przepływu powietrza wewnątrz komory. Powietrze krąży przez osuszacz i filtr HEPA w obiegu zamkniętym, co pozwala na zmniejszenie stężenia cząstek stałych w komorze oraz wilgotności i umożliwia pomyślne przeprowadzenie etapu ekspozycji na działanie nadtlenku wodoru. Poziom redukcji cząstek stałych wewnątrz komory może być monitorowany za pomocą czujnika umieszczonego w kanale powietrznym przed filtrem HEPA. Po zakończeniu odpylania i osuszeniu środowiska opary środka sterylizującego na bazie nadtlenku wodoru generowane z parownika, są rozprowadzane wewnątrz komory za pomocą wentylatora. Etap ten służy do jak najszybszego podwyższenia stężenia wewnątrz komory. Stężenie jest stopniowo zwiększane aż do osiągnięcia oczekiwanego poziomu.

Etap ekspozycji to działanie środka sterylizującego, w którym pożądane stężenie oparów nadtlenku wodoru jest utrzymywane przez wymagany okres czasu. Etap dekontaminacji biologicznej rozpoczyna się w momencie osiągnięcia optymalnego stężenia środka sterylizującego wewnątrz komory i utrzymywane jest tuż poniżej punktu nasycenia, aż do osiągnięcia pożądanego poziomu redukcji obciążenia biologicznego. Stężenie H 2 0 2 i czas ekspozycji w komorze zależy od takich czynników jak: wielkości i konfiguracji ładunku, temperatury, rodzaju i typu materiałów oraz wielkości komory.

Etap końcowego kondycjonowania to napowietrzanie poprzez cyrkulację powietrza oraz oparów środka sterylizującego przez filtr HEPA w celu usunięcia niebezpiecznych oparów z ładunku i komory przed zakończeniem cyklu. Opary są przekształcane w wodę i tlen za pomocą wbudowanego systemu katalizatora. Stężenie resztkowego nadtlenku wodoru jest monitorowane przez czujniki gazu. Bezpieczne otwarcie drzwi komory gwarantuje blokada czasowa oraz weryfikacja poziomu stężenia H 2 O 2 . Czas kondycjonowania końcowego jest zmienny i zależy od konfiguracji ładunku, oraz paramentów procesu.

Zalety stosowania komory VHP:

• brak toksycznych produktów ubocznych i innych pozostałości (tylko para wodna i tlen);
• wysoka kompatybilność ze stalą nierdzewną, aluminium, szkłem i większością tworzyw
  sztucznych;
• wysoka skuteczność procesu, krótkie cykle pracy;
• redukcja cząstek stałych na przenoszonych materiałach poprzez odpylanie;
• system monitorowania i kontroli cząstek stałych;
• możliwa dezynfekcja powierzchni materiałów wrażliwych na ciepło i/lub promieniowanie
  jonizujące.

4. Kwalifikacja komór VHP – wyzwania związane z czyszczeniem i sterylizacją

Kwalifikacja komory (VHP) to proces mający na celu zapewnienie, że urządzenie działa powtarzalnie i skutecznie, likwidując zanieczyszczenia i mikroorganizmy w sposób bezpieczny oraz zgodnie z wymaganymi regulacjami i standardami. Kwalifikacja łączy rutynową weryfikację urządzeń z analizą specyfiki i parametrów realizowanego procesu.

W przypadku komór VHP należy rozróżnić czyszczenie w znaczeniu przygotowania komory do wykonania sterylizacji oraz usunięcie środka sterylizującego ze środowiska komory w ostatnim etapie procesu VHP. 

Wyzwania dla czyszczenia wstępnego:

• osuszanie wstępne środowiska komory celem usunięcia nadmiaru wilgoci (zbyt wysoka wilgotność środowiska powoduje niskie stężenie oparów H₂0₂ i mniejszą skuteczność dekontaminacji);
• odpylanie wstępne pod kontrolą monitoringu cząstek celem uzyskania wymaganej czystości (skuteczność działania filtrów, monitoring filtrów HEPA, odpowiednia krotność wymian powietrza).

Wyzwania dla sterylizacji i biodekontaminacji:

• materiał i powierzchnie komory muszą być czyste i suche (konieczne odpylanie i osuszanie przed rozpoczęciem);
• kompatybilność materiałowa: zastosowanie materiałów łatwych do czyszczenia o niskiej chropowatości, łatwo do desorpcji zanieczyszczeń pyłowych, odpornych chemicznie i obojętnych na czynnik sterylizujący;
• dobór odpowiedniej proporcji pomiędzy VHP  i powietrzem oraz ilości wymian w komorze;
• równomierne rozprowadzenie mieszanki VHP/powietrze w warunkach turbulencji w komorze z wsadem, zapewniające jednorodny skuteczny proces docierający do trudnodostępnych powierzchni;
• temperatura działania środka biobójczego dostosowana do wrażliwości termicznej wsadu, z uwzględnieniem minimalnego czasu niezbędnego do osiągnięcia wymaganego stopnia redukcji zanieczyszczeń mikroorganicznych;
• weryfikacji cyklu sterylizacji (biodekontaminacji) z zastosowaniem wskaźnika chemicznego, enzymatycznego lub biologicznego (standardowo Geobacillus stearothermophilus), których rozmieszczenie musi uwzględniać zimne punkty oraz inne obszary krytyczne dla gromadzenia się zanieczyszczeń mikroorganicznych; 
• w przypadku sterylizacji (biodekontaminacji) opakowań, dobranie wskaźników sygnalizujących ich otwarcie podczas procesu, w przypadku wystąpienia nieszczelności;
• odpowiednia szczelność urządzenia i odpowiednie ciśnienie w komorze;
• automatyzacja procesów.

Wyzwania dla czyszczenia końcowego:

• odpowiedni (wymagany) poziom desorpcji H₂0₂ ze sterylizowanych powierzchni(suche i ciepłe powietrza usprawnia ten proces);
• odpowiednie rozcieńczenie H₂0₂ świeżym powietrzem (odpowiednia ilość wymian w komorze);
• skuteczne monitorowanie usunięcia środka czyszczącego poniżej wartości granicznych TLV (ang. Threshold Limit Values),  po zakończeniu sterylizacji

5. Kwalifikacja izolatorów – wyzwania związane z czyszczeniem i sterylizacją.

Kwalifikacja izolatorów to proces potwierdzający powtarzalność działania urządzenia oraz szczelność jego struktury. Prawidłowo przeprowadzona kwalifikacja gwarantuje skuteczną izolację środowiska reakcji od otoczenia, co zapobiega emisji substancji niebezpiecznych oraz zapewnia pełne bezpieczeństwo operatora. Procedura ta wykracza poza standardową weryfikacje systemów czy urządzeń i obejmuje: weryfikacje funkcjonalności (kontrolę niezbędnych mediów oraz poprawność działania układów sterowania), weryfikacje parametrów środowiskowych (monitorowanie warunków wewnątrz komory poprzez urządzenia, które wspomagają proces), walidację procesów. Całość działań kwalifikacyjnych i walidacyjnych musi być zgodna z aktualnymi regulacjami prawnymi oraz wytycznymi branżowymi. Należy przy tym podkreślić, że izolator stanowi znacznie bardziej skomplikowane urządzenie niż komora VHP i wymaga bardziej złożonego testowania. 

Czyszczenie wnętrza izolatora może być realizowane na mokro w trybie automatycznym z wykorzystaniem układów natryskowych, manualnym z użyciem  pistoletów lub lanc zraszających, obsługiwanych przez operatora poprzez przystosowane porty rękawicowe oraz hybrydowo.  Kluczowym aspektem jest korelacja parametrów czyszczenia z charakterystyką prowadzonego procesu technologicznego. Walidacja skuteczności usuwania zanieczyszczeń powinna być przeprowadzona z wykorzystaniem substancji związanej z prowadzonym procesem lub o zbliżonych właściwościach, tak aby rzetelnie odwzorować warunki operacyjne prowadzonego procesu technologicznego. Skuteczność procedur czyszczenia wymaga obiektywnego potwierdzenia. Jedną z metod jest zastosowanie znaczników fluorescencyjnych (reagujących na promieniowanie UV). W tym scenariuszu powierzchnię robocze pokrywa się substancją wskaźnikową i po zakończeniu cyklu czyszczenia, przeprowadza się inspekcje przy użyciu lampy UV). Obecność luminescencji lub specyficznego zabarwienia wskazuje na obszary niedoczyszczone (miejsca krytyczne), wymagające optymalizacji procesu. Ostateczny dobór metody czyszczenia, parametrów operacyjnych oraz sposobu weryfikacji jej skuteczności powinien każdorazowo wynikać z indywidualnej analizy ryzyka dla konkretnego przypadku.

Metoda sterylizacji powinna być ściśle skorelowana ze specyfikacją urządzenia oraz charakterem procesów przebiegających wewnątrz urządzenia. Powszechnie stosowane w izolatorach procesy sterylizacji gazowej opierają się na mieszaninach gazowych. Mogą to być mieszaniny na bazie nadtlenku wodoru, jak również kwasu nadoctowego, o dobranych stężeniach przeprowadzonych w postać gazową i mieszanych w odpowiednich proporcjach z przefiltrowanym powietrzem.

Do najczęściej stosowanych mieszanin sterylizujących należą:

• kwas  nadoctowy (1-5%) + H₂0₂ (8-22%); 
• H₂0₂ (30-60%);
• mieszaniny z formaldehydem jako czynnikiem aktywnym.

Gazowe czynniki sterylizujące muszą być skuteczne w eliminacji drobnoustrojów, co potwierdza się w drodze walidacji z wykorzystaniem wskaźników np. biologicznych (zawierających spory bakterii). Proces sterylizacji w izolatorach obejmuje powierzchnie wewnętrzne urządzenia oraz jego wyposażenie, mając na celu osiągnięcie zdefiniowanego poziomu zapewnienia sterylności SAL. który określa statystyczne prawdopodobieństwo przeżycia pojedynczego drobnoustroju po zakończeniu procesu sterylizacji. Standardowo poziom sterylności SAL wyraża się jako ujemną potęgę dziesięciu, czyli 10⁻⁶ (np. aseptyczne napełnianie produktów leczniczych). Docelowa wartość SAL jest każdorazowo dostosowana do specyfiki procesu oraz wymagań normatywnych. Istotne znaczenie ma jakość czynników sterylizujących, potwierdzona certyfikatami składu i czystość).  Należy uwzględnić ewentualną obecność stabilizatorów, których pozostałości mogą negatywnie wpływać na efektywność i skuteczność procesu. Czynniki sterylizujące muszą być kompatybilne z materiałami, które poddane są ich działaniu oraz sprawdzone pod kątem reakcji ze wskaźnikami biologicznymi i ich nośnikiem.

Wyzwania projektowe wpływające na procesy czyszczenia i sterylizacji

• KONSTRUKCJA/MATERIAŁY:
  Zastosowanie odpowiednich, atestowanych materiałów (obojętnych chemicznie, o niskiej chropowatości) pozwala zminimalizować ryzyko zanieczyszczeń. Konstrukcja urządzenia oraz rozmieszczenie wyposażenia wewnątrz muszą  minimalizować liczbę miejsc trudnodostępnych (martwych stref), ułatwiając procesy czyszczenia zarówno automatycznych jak i manualnych oraz samą sterylizację. W razie potrzeby konstrukcja powinna umożliwiać demontaż niezbędnych podzespołów. Jeśli to wymagane, należy wprowadzić niezbędne modyfikacje uszczelnień i konstrukcji, które wyeliminują powierzchnie trudne do czyszczenia, a mogące mieć kontakt z produktem. Porty rękawicowe (ich liczba i rozmieszczenie) muszą zapewniać operatorowi pełną swobodę ruchu podczas pracy i czyszczenia. Urządzenia należy wyposażyć  w systemy filtracji umożliwiające weryfikację ich sprawności (spadki ciśnienia, sterylizacja, integralność i szczelność).
  
• TECHNOLOGIA TRANSFERU:
  Wprowadzenie materiałów, ich usuwanie oraz odbiór gotowego produktu muszą przebiegać w  środowisku aseptycznym, przy zachowaniu integralności układu. Procesy te należy zaprojektować tak, aby wykluczyć wymianę czynników między wnętrzem  izolatora, a otoczeniem,  gwarantując obustronną barierę ochronną.
  
• AUTOMATYZACJA PROCESÓW/OGRANICZENIE AKTYWNOŚCI OPERATORA:
  Należy dążyć do pełnej automatyzacji procesów wewnątrz izolatora, aby ograniczyć kontakt operatora  ze środowiskiem wewnętrznym izolatora i zredukować ryzyko wprowadzenia zanieczyszczeń. W przypadku operacji manualnych, urządzenie powinno być zaprojektowane tak, aby ułatwić dostęp do wszystkich komponentów, w tym stref trudnodostępnych.
  
• SZCZELNOŚĆ I CZYSTOŚĆ ŚRODOWISKA UKŁADU:
  Zastosowane odpowiednich uszczelnień oraz  wymaganego systemu kaskady ciśnień, pozwala na wymuszenie pożądanego kierunku przepływu mediów. Skuteczność tych rozwiązań jest potwierdzana automatycznymi testami np. test spadku ciśnień. Rozwiązania muszą zapewnić stabilne wymagane warunki środowiskowe, w tym wysoką czystość pyłową oraz stanowić skuteczną barierę przed wydostawaniem się substancji na zewnątrz urządzenia. 
  
• NARZĘDZIA POMIAROWE:
  Urządzenie powinno być wyposażone we wszelkie niezbędne czujniki i przyrządy pomiarowe, które pozwalają nadzorować i weryfikować skuteczność prowadzonych procesów. Wyposażenie to powinno posiadać potwierdzenie kalibracji w wymaganym zakresie pomiarowym.

Wyzwania procesowe dla sterylizacji/biodekontaminacji Izolatorów:

• CZYSZCZENIE
  Przed etapem sterylizacji izolator powinien być wyczyszczony zgodnie z dedykowaną oraz walidowaną procedurą czyszczenia, wynikającą ze znajomości procesów i przeprowadzonych testów.
  
• ZAKRES STERYLIZACJI/BIODEKONTAMINACJI
  Jeśli zasadne w konkretnym przypadku należyrozgraniczyć, co powinno być poddane surowszej sterylizacji, a co biodekontaminacji i wprowadzić dedykowane procesy
  
• IDENTYFIKACJA POWIERZCHNI
  Określenie powierzchni, które mają być poddane procesowi oraz dostosowanie czynnika i parametrów sterylizacji dla tej powierzchni (materiału).
  
• CZYNNIK STERYLIZUJĄCY
  Zarówno dobór czynnika, jak i kontrola jego stężenia, składu i  rozkład (produktów degradacji), powinna podlegać rygorom właściwym dla procesów krytycznych. Rodzaj stosowanego medium powinien być ściśle dostosowany do konkretnego procesu i wymogów technologicznych.
  
• GENEROWANIE GAZU
  Dobór odpowiedniego generatora i metody odparowania czynnika sterylizującego zależy od specyfiki procesu (warianty: z filtracją, recyrkulacją, nebulizacją). Układ transportu gazu powinien zapewniać wysoką czystość i minimalne straty medium, poprzez zastosowanie  dedykowanej linii przesyłowej, kaskady filtrów wlotowych i wylotowych.
  
• DYSTRYBUCJA GAZU
  Dystrybucja gazu powinna być zoptymalizowana pod kątem pełnego pokrycia sterylizowanych powierzchni. Dobór metod rozprowadzania (pasywne/aktywne) oraz rodzaju przepływu (laminarny lub burzliwy) powinien wynikać z indywidualnych wymagań danego procesu.
  
• SEKWENCJA ETAPÓW
  Dostosowanie etapów sterylizacji lub biodekontaminacji, kolejności i długości ich trwania do danego procesu np. gazowanie, ekspozycja, oczyszczanie. 
  
• KRYTYCZNE PARAMETRY
  Dla zapewnienia skuteczności i bezpieczeństwa procesów niezbędna jest ścisła kontrola parametrów krytycznych, takich jak: jakościowa i ilościowa detekcja czynnika sterylizującego (wewnątrz oraz na wylocie z urządzenia), temperatura w komorze z uwzględnieniem krytycznych lokalizacji (zimnych miejsc), ciśnienie oraz czas trwania procesu i jego poszczególnych składowych. Ponadto monitorowaniu powinny podlegać: spadki ciśnienia na filtrach, objętości przepływu i krotność wymian powietrza, testy spadku ciśnień, testy szczelności rękawic, testy jakości powietrza wewnątrz urządzenia (czystość pyłowa i mikrobiologiczna). Zakres kontroli należy każdorazowo rozszerzyć o inne parametry, jeśli jest to zasadne w danym przypadku.
  
• WSKAŹNIKI SKUTECZNOŚĆI PROCESU
  Dobór wskaźników (biologicznych, chemicznych lub enzymatycznych) powinien uwzględniać ich charakterystykę, rodzaj nośnika oraz odporność na warunki procesowe. Rozmieszczenie wskaźników powinno gwarantować pełne pokrycie wszystkich punktów krytycznych, w tym stref o utrudnionym dostępie czynnika sterylizującego, zimne punkty oraz miejsca potencjalnego kumulowania się zanieczyszczeń.
  
• NEUTRALIZACJA ZANIECZYSZCZEŃ
  Przy obsłudze substancji wysokotoksycznych priorytetem jest zapewnienie drożnego drenażu urządzenia oraz przeprowadzenie pełnej neutralizacji zanieczyszczeń po procesie. 

6. Wnioski

Urządzenia do izolowanego wytwarzania i transportu materiałów muszą być zaprojektowane tak, aby ograniczyć ryzyko rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, zabezpieczyć wewnętrzne środowisko procesu jak i otoczenie, umożliwić automatyczne wykonanie procesów i nie zagrażać operatorowi podczas ich obsługiwania. 

Izolatory znalazły i znajdują coraz większe zastosowanie w wytwarzaniu substancji wysokoaktywnych i wysokotoksycznych ze względu na swą hermetyczną budowę, gwarancję wysokiego bezpieczeństwa dla prowadzonego procesu i operatora. Komory VHP znalazły zastosowanie jako uzupełnienie procesów okołoprodukcyjnych, wspomagających aktywności w obszarze produkcji, stanowiąc świetne rozwiązanie umożliwiające eliminowanie zanieczyszczeń pochodzących od transportowanych materiałów, produktów, wyrobów medycznych i wyposażenia. 

        Nadtlenek wodoru w fazie gazowej (VHP) stał się kluczową technologią zarówno w branży farmaceutycznej, jak i w sektorze wyrobów medycznych, służącą do kontroli obciążenia mikrobiologicznego i zapewnienia sterylizacji. Został włączony do normy ISO 22441oraz uznany przez FDA za metodę sterylizacji kategorii A, co potwierdza jego skuteczność i niezawodność. Procesy VHP w warunkach atmosferycznych, jak i próżniowych mają taki sam mechanizm eliminowania mikroorganizmów. Zdolność VHP do zapewnienia wysokiego poziomu inaktywacji mikroorganizmów bez pozostawiania toksycznych produktów ubocznych sprawia, że jest to idealny wybór do szerokiego zakresu zastosowań tj. do pomieszczeń czystych, izolatorów, wyrobów medycznych czy wyposażenia technologicznego. Materiały jednorazowego użytku wrażliwe na ciepło znajdują coraz szersze zastosowanie w produkcji aseptycznej, a biodekontaminacja oraz sterylizacja z użyciem nadtlenku wodoru jako czynnika biobójczego sprawdza się w tym przypadku bardzo dobrze ze względu na niską temperaturę procesu.

Procesy czyszczenia izolatorów i komór oraz sterylizacji z ich użyciem, wiążą się z wieloma wyzwaniami, którym należy sprostać by przebiegały one sprawnie, skutecznie i bezpiecznie. W niniejszym opracowaniu zostały przedstawione powszechne zagadnienia, problemy oraz wyzwania związane z tematem, izolatorów i komór VHP, ich czyszczenia oraz sterylizacji,  na które warto zwrócić uwagę podczas kwalifikacji urządzeń i walidacji tych procesów. Pomimo wskazania wielu czynników wpływających na skuteczność dekontaminacji lub sterylizacji, do każdego urządzenia i realizowanych w nim operacji, należy podejść indywidualnie. Konieczna jest szczegółowa analiza planowanych działań, uwzględniająca wymagania użytkownika, specyfikę obszaru produkcyjnego oraz wszelkie inne aspekty krytyczne z punktu widzenia finalnego zastosowania.

7.Referencje

Annex 1 2022Manufacture of Sterile Medicinal Products The Rules Governing Medicinal Products in the European Union Volume 4 EU Guidelines for Good Manufacturing Practice for Medicinal Products for Human and Veterinary Use.

FDA Guidance for Industry Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing —Current Good Manufacturing Practice

ISO 22441:2022  Sterilization of health care products. Low temperature vaporized hydrogen peroxide — Requirements for the development, validation and routine control of a sterilization process for medical devices

ISO 13408-6:2005 Aseptic processing of health care products – Part 6: Isolator systems

ISO 11138-1:2017 Sterilization of health care products – Biological indicators

ISO 11140-1:2014Sterilization of health care products – Chemical indicators

ISO 10648-2: 1994 Containment Enclosure Part 2. Classification according to leak tightness and associated checking method

ISO 14644-2: 2015– Cleanrooms and associated controlled environments Part 2: Monitoring to provide evidence of cleanroom performance related to air cleanliness by particle concentration

ISO 14644-7  2004Cleanrooms and associated controlled environments — Part 7: Separative devices (clean air hoods, gloveboxes, isolators and minienvironments)

ISPE2015 Cycle Development and Validation Guidance for Vaporized Hydrogen Peroxide (VHP) Low Temperature Surfaces Terminal Sterilization Processes

ISPE 2011 Barrier and Isolator Technology

ISPE 2007 Active Pharmaceutical Ingredients

ISPE 2012 Assessing the Particulate Containment Performance of Pharmaceutical Equipment

ISPE 2018  Sterile Product Manufacturing Facilities

ISPE 2016 D/A/CH Affiliate Containment Manual 

ASPEC 2015: Isolators: qualification and maintenance 

USP 1229.11 2015 VHP sterilizing agent definition 

GAMP 5. The Good Automated Manufacturing Practice (GAMP) Guide for Validation of Automated Systems in Pharmaceutical Manufacture

WHO Technical Report Series, No. 957, 2010, Annex 3. WHO Good manufacturing practices for pharmaceutical products containing hazardous substances.

WHO Technical Report Series, No. 961, 2011 Annex 6. WHO Good manufacturing practices for sterile pharmaceutical products

PIC/S  PI 014-3, 25th September 2007. ISOLATORS USED FOR ASEPTIC PROCESSING AND STERILITY TESTING

MedCrave Pharmacy & Pharmacology International Journal.  A single-use isolator for aseptic filling, innovation or heresy 

---

Damian Łukasik
Professional Validation Specialist

weryfikację merytoryczną przeprowadziła Maria Charczuk-Kruczek, Professional Validation Specialist.