Комбинация чистого пара и слабого раствора натрия гидроксида (0,1 М NaOH) оказалась очень эффективным методом очистки поверхностей и оборудования в условиях соблюдения требований Надлежащей производственной практики (GMP). Обработка в чистом помещении полов и оборудования чистым паром позволила удалить до 80 % загрязнений, включая грязь, пыль и ржавчину. Когда обработку чистым паром сочетали с 0,1 М NaOH, степень удаления загрязнений повышалась до 99 %. Кроме того, почти нейтральное значение рН, определенное для отходов чистящего раствора, было явным свидетельством того, что этот метод является безвредным и безопасным.
Введение
Управление по продуктам питания и лекарственным препаратам США (FDA) рекомендует, чтобы производственный объект, отвечающий требованиям GMP, был спроектирован и построен таким образом, чтобы обеспечить легкую очистку и последовательный поток как продуктов, так и персонала. Оснащение зданий должно включать систему непрерывного контроля температуры, влажности и давления во всех контролируемых зонах. Для обеспечения наблюдения должны быть установлены камеры безопасности. Производственный объект должен обеспечивать беспрепятственное расположение оборудования, упорядоченное хранение материалов, санитарно-гигиенические операции, надлежащую очистку и техническое обслуживание. Полы, стены и потолки должны быть выполнены из гладких, легко очищаемых поверхностей. Освещение и вентиляция должны быть достаточными для предполагаемых операций и обеспечения комфортной работы персонала. Системы водоснабжения, мойки и туалеты, системы водоотведения и канализации должны отвечать потребностям выполняемых санитарно-гигиенических операций. Кроме того, в наличии должны быть квалифицированные в соответствии с требованиями Фармакопеи США (или местного законодательства) и проходить регулярное техническое обслуживание система получения воды очищенной и генератор чистого пара. Аналогичные рекомендации имеют международные партнеры FDA по всему миру.
Эффективная очистка и санитарная обработка оборудования важны из-за того, что на оборудовании может образовываться биопленка, которую визуально очень тяжело обнаружить. Наиболее часто используемыми для очистки промышленного оборудования методами являются очистка под давлением, паром, удаление механическими и химическими средствами. Дезинфицирующие средства на основе щелочей и детергенты обычно используют для обработки медицинских изделий и биофармацевтического оборудования, причем наиболее широко используется натрия гидроксид. Выбор натрия гидроксида оправдывается его способностью удалять органические отложения без неблагоприятного воздействия на оборудование. Он также имеет преимущество в виде низкой стоимости и способен дезактивировать многие вирусы, бактерии и грибы. Кроме того, утилизация натрия гидроксида является простой и не требует каких-либо специальных мер. Чтобы повысить эффективность очистки натрия гидроксидом от более устойчивых микроорганизмов и продемонстрировать его эффективность, операторы должны периодически после очистки испытывать хранимые растворы путем микробиологического заражения.
Как известно, в больницах в обязательном порядке выполняют деконтаминацию фармацевтических и стерильных медицинских изделий; обычно для этого используют автоклавирование, но иногда и стерилизацию на месте с помощью чистого пара (метод контактной стерилизации).
Пар является наиболее энергоэффективной, дешевой, надежной, чистой и стерильной формой теплопередачи. Его можно производить различного качества, в зависимости от потребностей конкретной отрасли и способов применения. Выбор правильного качества пара играет очень важную роль, поскольку неправильное использование может привести к загрязнению или даже браку продукции.
Кулинарный пар — это технологический пар, используемый в пищевой промышленности и пропускаемый через фильтр, обеспечивающий удаление до 95 % всех частиц размером более двух микрон, однако этот фильтр не в состоянии удалить присадки парогенератора или летучие компоненты, которые потенциально могут загрязнить конечный продукт.
Исторически сложилось так, что профильтрованный пар был методом выбора для стерилизации в отрасли здравоохранения и смежных отраслях. Однако из-за постоянного повышения правительственными учреждениями требований к уровню чистоты пара эти сектора промышленности перешли к использованию чистого и особо чистого пара. Чистый пар также используется для увлажнения чистых помещений при производстве фармацевтических препаратов и микроэлектроники для предотвращения воздействия загрязняющих веществ на последующих стадиях изготовления продукции.
Поскольку использование чистого пара становится все более обыденным явлением, сектор пищевой промышленности, видя преимущества в минимизации загрязняющих веществ, использует пар непосредственно в технологическом процессе. Чистый пар часто используется в таких задачах как стерилизация не только для удаления загрязнений, но и для контроля качества критических характеристик, таких как степень высушивания, перегревание и производство неконденсируемых газов, которые могут негативно влиять на процесс и производительность оборудования.
По мере распространения использования чистого пара фармацевтическая промышленность расширила концепцию чистоты пара. Чистота полученного пара должна быть такой, чтобы его конденсат соответствовал нормативным требованиям, регламентированным для воды для инъекций, что подразумевает, что он является достаточно чистым для того, чтобы его можно было ввести в организм человека без какого-либо неблагоприятного воздействия.
Зачастую чистота чистого пара определяется по чистоте конденсата в соответствии с опубликованным стандартом чистоты воды. В биофармацевтических компаниях чистоту воды определяют по её электропроводности, общему содержанию углерода и количеству содержащихся в ней эндотоксинов и микроорганизмов. В Фармакопее США нет статьи на чистый пар. Руководства допускают разработку производителями собственных спецификаций, соответствующих требованиям GMP и не допускающих загрязнения продукции.
Материалы и методы
Для проверки эффективности нового авторского метода использовались поверхности беореакторов из нержавеющей стали, полы, контейнеры для отходов и вентили чистого пара, все объекты являются собственностью компании «Abbott Laboratories», расположенной в г. Вустер, штат Массачусетс. Чистый пар, трубы из нержавеющей стали, распылительные бутылки с рН-метром, термостойкие перчатки, поливиниловые перчатки и 0,1 М NaOH уже были на месте и использовались для регулярной очистки и технического обслуживания. 0,1 М раствор натрия гидроксида использовали путем распыления на поверхности с последующим 20-минутным периодом выдержки. Затем те же участки в течение двух минут обрабатывали чистым паром. После этого эти поверхности вытирали и высушивали чистым полотенцем. Все эксперименты были проведены и завершены во время простоя оборудования на техническое обслуживание и ремонт.
Результаты и обсуждение
В биофармацевтической промышленности микроорганизмы, а также клетки животного и растительного происхождения, очень часто выращивают и содержат в предварительно очищенных биореакторах. Очистка должна выполняться надлежащим образом, чтобы минимизировать время простоя и уменьшить загрязнение. На рисунке 1 показана наружная поверхность реактора до и после обработки с использованием метода очистки, разработанного в рамках настоящей статьи.
Рисунок 1: внешний вид биореактора до и после обработки.
В условиях, регулируемых правилами GMP, контейнеры для отходов, начиная от обычного мусорного ведра и заканчивая контейнерами для биологически опасных материалов, должны обрабатываться в соответствии с очень строгими правилами; острые предметы, такие как стекло, шприцы, лезвия и биологические материалы, должны утилизироваться отдельно с помощью специальных методов. Материалы, не являющиеся биологическими опасными и не требующие соответствующей обработки, например, бумага, стекло, подлежащее и не подлежащее вторичной переработке, а также неиспользованные чашки Петри и пробирки можно выбрасывать в обычные контейнеры для отходов. Контейнеры для отходов должны быть чистыми и дезинфицированными, чтобы они сами не были источником загрязнения. На рисунке 2 показана эффективность применения нового метода очистки к контейнеру для отходов.
Рисунок 2: контейнер для отходов до и после очистки.
Наиболее распространенная рабочая операция по переносу продуктов из одного реактора в другой осуществляется через стерилизованные трубопроводы. Эти трубопроводы должны быть чистыми и не содержать загрязнений. Регулировочные вентили играют решающую роль в процессе очистки и стерилизации, обеспечивая удаление конденсата пара и предотвращая загрязнение. Для достижения намеченной цели эти вентили не должны содержать ржавчины или пятен. На рисунке 3 показана способность этого метода очистки удалять ржавчину и грязь с вентиля чистого пара.
Рисунок 3: вентиль чистого пара до и после обработки.
Микроорганизмы, включая бактерии и плесневые грибы, могут присутствовать на таких поверхностях как стены, полы и потолки. По этой причине производственный объект, отвечающий требованиям GMP, должен быть построен таким образом, чтобы полы, стены и потолки не загрязняли выпускаемую продукцию. Даже незначительные трещины или пятна на полах или стенах могут задерживать частицы пищи или компоненты технологических сред, которые впоследствии могут стать прекрасным источником загрязнения. Некоторые пятна сохраняются даже после регулярной очистки и санитарной обработки, однако предлагаемый метод оказался эффективным и в устранении этих пятен, о чем свидетельствует рисунок 4.
Рисунок 4: пол до и после обработки.
На изображениях на рисунке 4 видно полное удаление на полу пятна, которое не удалось удалить обычной ежедневной уборкой и санитарной обработкой.
Чистый пар с температурой 121 °C является одним из важнейших компонентов современных методов стерилизации. Натрия гидроксид также является проверенным эффективным средством очистки и деконтаминации. Объединение двух методов дало исключительные результаты. Другим важным преимуществом этого исследования является то, что вода, образующаяся из чистого пара, способна нейтрализовать натрия гидроксид с рН = 12 до рН = 7, что делает отходы безопасными для окружающей среды. Чистый пар также обладает таким положительным качеством как удаление белых пятен отложившихся солей, образующихся в результате обработки NaOH.
Для количественной оценки эффективности метода, авторы произвольно выбрали ограниченное количество видимых пятен на каждом обрабатываемом оборудовании и объекте. После обработки выполняли оценку на предмет наличия одних и тех же пятен. Полученные результаты приведены в таблице ниже.
Таблица: пятна на целевом оборудовании до и после обработки.
| Целевой объект | Количество пятен до обработки | Количество пятен после обработки только чистым паром | Количество пятен после одновременной обработки чистым паром и щелочью |
| Биореактор | 9 | 7 | 0 |
| Контейнер для отходов | 15 | 10 | 1 |
| Вентиль | 8 | 6 | 0 |
| Пол | 8 | 7 | 0 |
| Крышка | 3 | 1 | 0 |
Вывод
Хотя настоящее исследование не дает научной оценки количеству уничтоженных или удаленных микроорганизмов на обработанных участках, тем не менее, оно предусматривает получение приятного качественного визуального результата. Следует помнить, что споры микроорганизмов представляют собой мощный механизм их резистентности. Разработанный метод продемонстрировал возможность удаления грязи, ржавчины и устойчивых пятен, которые невозможно было убрать ежедневной санитарной обработкой. Информация, полученная в настоящем исследовании, может быть очень полезна при потенциальном внедрении нового недорогого метода очистки, однако перед принятием этого решения необходимо обязательно провести испытания на микробиологическую чистоту до и после обработки. С точки зрения удобства, экономии времени и возможности доступа к отдаленным участкам без таскания за собой тяжелых и длинных шлангов оптимальным решением было бо использование передвижного парогенератора.
Благодарности
Авторы благодарны компании «Abbott Laboratories» за оказанное содействие в проведении этого исследования.
Авторы: Isso Bayala, Theodore Canty
По материалам IVT
Антон, спасибо за статью. Всё, как всегда, познавательно и интересно, но есть вопрос. Применима ли эта методика очистки к веществам, которые не растворяются в воде? Препараты, которые выпускает мое предприятие относятся как раз к таким и для нас на сегодняшний момент этот вопрос является очень актуальным и болезненным.
Ирина, добрый день! Спасибо за комментарий!
Думаю, что в вашей ситуации, если вы хотите использовать этот метод, то необходимо провести исследования растворимости этих веществ в 0,1 M NaOH. Все будет зависеть от их физико-химических свойств. В любом случае, сначала можно просмотреть их свойства по литературе, а затем уже провести необходимые эксперименты. Еще один момент, насколько я понял авторов, метод был испытан для внешних поверхностей. На счет очистки внутренних частей оборудования речь не шла, поэтому придется проводить собственные испытания и валидацию методики очистки.