Автоклав в фармацевтической промышленности: принципы, виды, валидация

В фармацевтическом производстве стерильность никогда не принимается на веру. Каждая партия инъекционного продукта, каждый стерильный компонент и каждый элемент технологического оборудования многоразового использования имеют документированную историю того, как они были очищены, обработаны и выпущены. Автоклав находится в центре этой истории. Подавая насыщенный пар под давлением, автоклав уничтожает микроорганизмы на стеклянной посуде, деталях из нержавеющей стали, корпусах фильтров, трубках, одежде, питательных средах, а также, в специально изготовленных установках, на герметичных контейнерах с жидкостью.

Для людей, ответственных за обеспечение стерильности, практические вопросы редко меняются: действительно ли цикл достигает всей загрузки, можно ли его воспроизвести партию за партией и можно ли защититься перед аудитором? В разделах ниже описываются принцип работы, этапы цикла, конфигурации оборудования, имеющие значение в производстве, а также правила проверки и технического обслуживания, которые отделяют надежный стерилизатор от постоянного источника отклонений.

Что такое автоклав и почему от него зависит фармацевтика

Автоклав — это сосуд под давлением, предназначенный для воздействия на груз насыщенным паром при определенной температуре в течение определенного времени. Влажное тепло убивает микроорганизмы, денатурируя их белки и нуклеиновые кислоты. Когда насыщенный пар встречается с более прохладной поверхностью, он конденсируется и выделяет скрытое тепло, передавая энергию гораздо эффективнее, чем когда-либо мог бы горячий воздух. Вот почему паровой цикл может обеспечить стерильность при температуре 121 °C за пятнадцать-тридцать минут, тогда как для сухого тепла часто требуется температура 160 °C в течение двух и более часов.

Давление играет вспомогательную роль, а не ведущую. Повышение давления в камере повышает температуру кипения воды, так что насыщенный пар может существовать при температуре 121 °C или 134 °C. Давление само по себе не является стерилизующим агентом; влажное тепло. Пар также хорошо проникает в пористые материалы, а это именно то, что требуется для обернутых лотков для инструментов, корпусов фильтров, трубок в сборе и текстильных пакетов.

Цена этой эффективности заключается в том, что пар не прощает воздуха. Воздушный карман внутри обернутой упаковки, узкий просвет или плотно загруженная камера действуют как изолятор и создают холодную точку, где целевая температура никогда не достигается. Почти каждая конструктивная особенность современного фармацевтического автоклава, от вакуумных насосов и импульсного предварительного вакуума до пароотделителей и детекторов воздуха, предназначена для удаления воздуха и его предотвращения.

Автоклавный цикл, шаг за шагом

Хотя размеры камер и системы управления различаются, хорошо спроектированный цикл паровой стерилизации следует одной и той же логике от начала до конца:

1. Погрузка и подготовка. Предметы очищают, заворачивают или помещают в контейнеры и размещают так, чтобы пар мог свободно циркулировать. Перегрузка или блокировка сливной линии является одной из наиболее частых причин выхода из строя циклов.
2. Удаление воздуха. Смещение под действием силы тяжести позволяет пару выталкивать воздух вниз и наружу через слив, в то время как в циклах предварительного вакуумирования используются повторяющиеся вакуумные и паровые импульсы для удаления воздуха из пористых и упакованных грузов.
3. Впрыск пара и нагрев. Насыщенный пар заполняет камеру до тех пор, пока сама загрузка, а не только атмосфера камеры, не достигнет заданной температуры.
4. Фаза воздействия или выдержки. Нагрузка выдерживается при температуре, обычно 121 °C в течение 15–30 минут или 134 °C в течение 3–4 минут, в зависимости от утвержденного цикла. При жидкостной стерилизации решающим параметром становится накопленная летальность, часто выражаемая как F0.
5. Выхлоп и выравнивание давления. Пар удаляется медленно. Герметичные контейнеры с жидкостью требуют контролируемого охлаждения и противодавления, чтобы предотвратить поломку или деформацию.
6. Сушка и охлаждение. Остаточный конденсат отводится, поэтому при открытии дверцы упаковки остаются сухими, что защищает стерильный барьер.
7. Выпускать. Химические индикаторы, биологические индикаторы и зарегистрированные данные цикла проверяются перед отправкой загрузки в производство.

Типы автоклавов, используемых на фармацевтических предприятиях

Выбор конфигурации на самом деле является вопросом того, что необходимо удалить из нагрузки и как нагрузка ведет себя под воздействием тепла и давления.

Большинство растений сочетают в себе два или три из них. Гравитационные агрегаты остаются экономичными при простых нагрузках, при этом предвакуумные горизонтальные стерилизаторы перевозят проверенные пористые грузы, необходимые для асептической обработки, а установки с водяной баней заботятся о герметичных контейнерах с жидкостью.

Место автоклавов в фармацевтическом рабочем процессе

Оборудование, компоненты и запасные части

Иглы для наполнения, корпуса фильтров, трубки в сборе, чаши с пробками и ручные инструменты должны быть стерильными, прежде чем они соприкоснутся с продуктом. Эти загрузки пористые, обернутые и часто имеют неуклюжую форму, поэтому стандартным выбором являются импульсные циклы предварительного вакуумирования. Импульсная вакуумная камера с программируемыми рецептами и документацией цикла обеспечивает производственным группам повторяемые условия и проверяемую запись для каждой партии.

WG Pulse Вакуумный автоклав Пульсирующие вакуумные стерилизаторы серии WG используют насыщенный пар в качестве стерилизующей среды, полагаясь на физическое свойство, заключающееся в том, что насыщенный пар может выделять большое количество ... Посмотреть продукт →

Среды, стеклянная посуда и лабораторная поддержка

Лаборатории микробиологии и контроля качества стерилизуют питательные среды, стеклянную посуду, инструменты для отбора проб и отходы. Объемы меньше, но требования к документированным циклам и надежному распределению температуры столь же строгие, и настольные или вертикальные агрегаты обычно хорошо соответствуют этому масштабу.

Ампулы, флаконы и жидкие продукты

Для окончательной стерилизации запечатанных контейнеров с жидкостью требуются стерилизаторы с водяной баней или погружные стерилизаторы, в которых загрузка погружается в нагретую воду, а контейнер защищается противодавлением. Стерилизаторы с водяной баней широко используются для ампул и аналогичных презентаций, поскольку передача тепла равномерна и риск деформации контейнера контролируется.

WG-S0.6JS Стерилизатор с водяной баней В этой серии стерилизаторов с водяной баней в качестве стерилизующей среды используется циркулирующая вода высокой температуры. Изделия проходят процесс распылительного нагрева, стерилизации... Посмотреть продукт →

После стерилизации еще необходимо подтвердить целостность ампулы. Оборудование для проверки герметичности выявляет контейнеры с микротрещинами или неполными уплотнениями, поэтому дефектные изделия никогда не доходят до стадии наполнения или упаковки.

WG-SS2.0JS Стерилизатор с водяной баней для проверки герметичности ампул В этих стерилизаторах в качестве стерилизующей среды используется высокотемпературная деионизированная вода. Деионизированная вода циркулирует внутри и равномерно распыляется на стерилизованный предмет. Посмотреть продукт →

Чистые помещения и асептическая поддержка

Там, где чистые и асептические зоны физически разделены, проходные стерилизаторы позволяют загрузке попадать на стерильную сторону, не нарушая барьера. В сочетании с контролируемой загрузкой, обращением с одеждой и мониторингом окружающей среды они составляют часть стратегии контроля загрязнения, а не изолированное оборудование.

Валидация и мониторинг: доказательство того, что цикл работает

Стерилизатор хорош настолько, насколько хороши доказательства, стоящие за ним. Типичный пакет валидации фармацевтической продукции включает в себя квалификацию установки и эксплуатации, картографирование нагрузки с независимым измерением температуры и давления, а также квалификацию производительности с использованием нагрузок наихудшего случая. Регулярный мониторинг обеспечивает честность цикла:

• Физические записи. Данные о температуре, давлении и времени регистрируются для каждого цикла, при этом во время проверки используются независимые датчики для подтверждения точности датчиков управления.
• Химические индикаторы. Внешние и внутренние индикаторы позволяют немедленно визуально проверить, подвергалась ли загрузка условиям стерилизации.
• Биологические индикаторы. Препараты спор Geobacillus stearothermophilus являются признанной проблемой для паровых циклов, а результаты инкубации подтверждают политику высвобождения нагрузки.
• Тестирование удаления воздуха. Стиль Боуи-Дика тест на удаление воздуха остается самым быстрым способом обнаружения вакуумной системы, которая больше не вытягивает воздух из пористых грузов, и это должно быть частью регулярного мониторинга, а не просто ввода в эксплуатацию.
• Тестирование на утечку. Повышение давления в камере во время удержания вакуума указывает на утечку дверной прокладки, клапана или трубопровода, что в конечном итоге приведет к нарушению удаления воздуха.
• Периодическая переквалификация. Циклы должны быть повторно проверены после капитального ремонта, изменений управления или изменений нагрузки в соответствии с процедурой контроля изменений на объекте.

Распространенные проблемы и как их предотвратить

Большинство отклонений в автоклаве связаны с несколькими основными причинами, и у каждой из них есть практические меры противодействия:

• Мокрые грузы. Обычно возникает из-за плохого качества пара, засоренных сливов или недостаточной фазы сушки. Проверка подачи пара, очистка сетчатых фильтров и проверка этапа сушки решают большинство случаев.
• Холодные пятна и неудачное удаление воздуха. Часто проблемы с загрузкой. Перестановка упаковок, избегание контакта со стенками камеры и использование проверенной схемы нагрузки позволяют получить стабильные результаты.
• Утечки вакуума. Обычно изнашиваются дверные прокладки, седла клапанов или фитинги. Запланированная проверка на утечку выявляет их до того, как партия будет потеряна.
• Плохое качество пара. Влажный, перегретый или загрязненный пар изменяет характер теплопередачи во всем цикле, поэтому качество пара задается и контролируется, а не предполагается.
• Масштаб и качество воды. Жесткая вода оставляет отложения на рубашках, трубах и поверхностях камеры. Очищенная питательная вода и регулярное удаление накипи защищают как производительность, так и срок службы.

Выбор подходящего автоклава для вашего предприятия

1. Начните с нагрузки. Перечислите все предметы, которые будут стерилизовать, включая самые твердые. Самый требовательный элемент, а не средний, определяет требуемый цикл.
2. Размер камеры соответствует нагрузке, а не комнате. Слишком большая камера приводит к потере пара и времени цикла; тот, который слишком мал, приводит к перегрузке и неудачному удалению воздуха.
3. Подберите удаление воздуха в соответствии с применением. Пористые и упакованные грузы нуждаются в предварительном вакуумировании, а герметичные жидкости требуют погружения в воду или циклов противодавления.
4. Планируйте коммунальные услуги заранее. Качество пара, подача воды, сжатый воздух, пропускная способность, электрическая нагрузка и зазоры в дверях — все это влияет на стоимость установки и время безотказной работы.
5. Посмотрите на элементы управления и обработку данных. Управление рецептами, контрольные журналы, печатные записи циклов и истории сигналов тревоги упрощают повседневную эксплуатацию и проверку.
6. Проверьте конструкцию и работоспособность. Материал камеры, качество сварки, доступность прокладок и наличие запасных частей имеют значение в течение пятнадцатилетнего срока службы.
7. Подтвердите проверку и сервисную поддержку. Поставщик, который разбирается в квалификационной документации, калибровке и профилактическом обслуживании, стоит больше, чем просто более низкая закупочная цена.

Работа с производителем, который разбирается в фармацевтике

JIBIMED занимается производством стерилизационного оборудования с 1997 года, имея две производственные площади площадью 40 акров и более 30 000 квадратных метров производственных площадей. На более чем десяти производственных линиях компания производит паровые стерилизаторы под давлением в горизонтальном, вертикальном, настольном и портативном форматах, а также импульсные вакуумные системы, стерилизаторы с водяной баней, установки для проверки герметичности ампул, низкотемпературные плазменные стерилизаторы и вспомогательное оборудование, такое как ультразвуковые очистители, сушильные печи и установки для дистиллированной воды. Годовая мощность достигает около 50 000 единиц, а продукция экспортируется в более чем пятьдесят стран.

Этот опыт полезен именно потому, что фармацевтическая стерилизация — это система, а не коробочка. Камера, подача пара, схема загрузки, программа мониторинга и документация по валидации — все должно работать вместе. Если вы выбираете новый блок, заменяете камеру старения или просматриваете цикл, который больше не ведет себя так, как раньше, наиболее эффективным первым шагом будет обсуждение нагрузки и требуемого результата, а оттуда вытекает спецификация оборудования.