Uvod
V farmacevtskem smislu se čista soba nanaša na prostor, ki izpolnjuje aseptične specifikacije GMP. Zaradi strogih zahtev nadgradnje proizvodne tehnologije v proizvodnem okolju je laboratorijska čista soba znana tudi kot "varuh vrhunske proizvodnje".
1. Kaj je čista soba
Čista soba, znana tudi kot soba brez prahu, se običajno uporablja kot del profesionalne industrijske proizvodnje ali znanstvenih raziskav, vključno s proizvodnjo farmacevtskih izdelkov, integriranih vezij, CRT, LCD, OLED in mikro LED zaslonov itd.
Čista soba je zasnovana tako, da vzdržuje izjemno nizke ravni delcev, kot so prah, organizmi v zraku ali uparjeni delci. Natančneje, čista soba ima nadzorovano raven kontaminacije, ki je določena s številom delcev na kubični meter pri določeni velikosti delcev.
Čista soba se lahko nanaša tudi na kateri koli zadrževalni prostor, v katerem so uvedeni ukrepi za zmanjšanje kontaminacije z delci in nadzor drugih okoljskih parametrov, kot so temperatura, vlažnost in tlak. V farmacevtskem smislu je čista soba prostor, ki izpolnjuje zahteve specifikacij GMP, opredeljenih v aseptičnih specifikacijah GMP. Gre za kombinacijo inženirskega načrtovanja, proizvodnje, dodelave in operativnega nadzora (strategije nadzora), ki je potrebna za pretvorbo običajne sobe v čisto sobo. Čiste sobe se uporabljajo v številnih panogah, kjer lahko majhni delci negativno vplivajo na proizvodni proces.
Čiste sobe se razlikujejo po velikosti in kompleksnosti ter se pogosto uporabljajo v panogah, kot so proizvodnja polprevodnikov, farmacija, biotehnologija, medicinski pripomočki in znanosti o življenju, pa tudi v kritični procesni proizvodnji, ki je pogosta v vesoljski industriji, optiki, vojski in na Ministrstvu za energijo.
2. Razvoj čistih sob
Sodobno čisto sobo je izumil ameriški fizik Willis Whitfield. Whitfield je kot zaposleni v Sandia National Laboratories leta 1966 zasnoval prvotno zasnovo čiste sobe. Pred Whitfieldovim izumom so se zgodnje čiste sobe pogosto soočale s težavami z delci in nepredvidljivim pretokom zraka.
Whitfield je zasnoval čisto sobo s stalnim in strogo filtriranim pretokom zraka, da bi prostor ostal čist. Večino proizvodnih obratov integriranih vezij v Silicijevi dolini so zgradila tri podjetja: MicroAire, PureAire in Key Plastics. Izdelovali so laminarne enote, rokavične predale, čiste sobe in zračne prhe, pa tudi kemične rezervoarje in delovne mize za "mokri postopek" izdelave integriranih vezij. Ta tri podjetja so bila tudi pionirji pri uporabi teflona za zračne pištole, kemične črpalke, čistilnike, vodne pištole in drugo opremo, potrebno za proizvodnjo integriranih vezij. William (Bill) C. McElroy ml. je bil vodja inženiringa, nadzornik risalne sobe, QA/QC in oblikovalec za ta tri podjetja, njegovi načrti pa so tehnologiji tistega časa dodali 45 originalnih patentov.
3. Načela pretoka zraka v čistih prostorih
Čiste sobe nadzorujejo delce v zraku z uporabo HEPA ali ULPA filtrov, pri čemer uporabljajo laminarni (enosmerni tok) ali turbulentni (turbulenten, neenosmerni tok) princip zračnega toka.
Laminarni ali enosmerni sistemi pretoka zraka usmerjajo filtriran zrak v stalnem toku navzdol ali vodoravno do filtrov, ki se nahajajo na steni blizu tal čiste sobe, ali pa recirkulirajo skozi dvignjene perforirane talne plošče.
Laminarni sistemi pretoka zraka se običajno uporabljajo v več kot 80 % stropa čistih prostorov za vzdrževanje konstantnega zraka. Za izdelavo filtrov in pokrovov za laminarni pretok zraka, ki preprečujejo vdor odvečnih delcev v zrak, se uporablja nerjaveče jeklo ali drugi materiali, ki ne puščajo zraka. Turbulenten ali neenosmerni pretok zraka uporablja laminarne pokrove in filtre z nespecifično hitrostjo, da zrak v čistem prostoru ostane v stalnem gibanju, čeprav ne ves v isti smeri.
Grobi zrak poskuša ujeti delce, ki so morda v zraku, in jih usmeriti proti tlom, kjer vstopijo v filter in zapustijo okolje čistega prostora. Nekateri prostori bodo dodali tudi vektorske čiste prostore: zrak se dovaja v zgornjih kotih prostora, uporabljajo se pahljačasti HEPA filtri, lahko pa se uporabljajo tudi navadni HEPA filtri z pahljačastimi odprtinami za dovod zraka. Izhodi za povratni zrak so nameščeni v spodnjem delu druge strani. Razmerje med višino in dolžino prostora je običajno med 0,5 in 1. Ta vrsta čistega prostora lahko doseže tudi čistočo razreda 5 (razred 100).
Čisti prostori zahtevajo veliko zraka in so običajno z nadzorovano temperaturo in vlažnostjo. Za zmanjšanje stroškov spreminjanja temperature ali vlažnosti okolice se približno 80 % zraka recirkulira (če to dopuščajo lastnosti izdelka), recirkulirani zrak pa se najprej filtrira, da se odstranijo delci onesnaženja, hkrati pa se ohrani ustrezna temperatura in vlažnost, preden gre skozi čisti prostor.
Delci v zraku (onesnaževalci) bodisi lebdijo naokoli. Večina delcev v zraku se počasi usede, stopnja usedanja pa je odvisna od njihove velikosti. Dobro zasnovan sistem za obdelavo zraka mora dovajati svež in recirkuliran filtriran čist zrak v čist prostor skupaj ter odnašati delce iz čistega prostora skupaj. Glede na delovanje se zrak, odvzet iz prostora, običajno recirkulira skozi sistem za obdelavo zraka, kjer filtri odstranijo delce.
Če postopek, surovine ali izdelki vsebujejo veliko vlage, škodljivih hlapov ali plinov, tega zraka ni mogoče recirkulirati nazaj v prostor. Ta zrak se običajno izpusti v ozračje, nato pa se v sistem čistega prostora vsesa 100 % svež zrak, ki se pred vstopom v čisti prostor obdela.
Količina zraka, ki vstopa v čisti prostor, je strogo nadzorovana, prav tako pa je strogo nadzorovana količina izpuščenega zraka. Večina čistih prostorov je pod tlakom, kar se doseže z večjim dovodom zraka v čisti prostor, kot je zrak, ki se izpušča iz čistega prostora. Višji tlaki lahko povzročijo uhajanje zraka izpod vrat ali skozi neizogibne drobne razpoke ali odprtine v katerem koli čistem prostoru. Ključ do dobre zasnove čistega prostora je pravilna lokacija dovoda in odvoda zraka.
Pri načrtovanju čistega prostora mora biti lokacija dovodnih in odvodnih (povratnih) rešetk prednostna naloga. Dovodne (stropne) in povratne rešetke (na nižji ravni) morajo biti nameščene na nasprotnih straneh čistega prostora. Če je treba upravljavca zaščititi pred izdelkom, mora biti pretok zraka usmerjen stran od upravljavca. Ameriška agencija za hrano in zdravila (FDA) in EU imata zelo stroge smernice in omejitve za mikrobno kontaminacijo, zato se lahko uporabijo tudi plenumi med prezračevalnikom in filtrirno enoto ventilatorja ter lepljive podloge. Za sterilne prostore, ki zahtevajo zrak razreda A, je pretok zraka od zgoraj navzdol in enosmeren ali laminaren, kar zagotavlja, da zrak ni kontaminiran, preden pride v stik z izdelkom.
4. Kontaminacija čiste sobe
Največja grožnja kontaminaciji čistih prostorov prihaja od uporabnikov samih. V medicinski in farmacevtski industriji je nadzor mikroorganizmov zelo pomemben, zlasti mikroorganizmov, ki se lahko izločijo s kože in odložijo v zračni tok. Preučevanje mikrobne flore čistih prostorov je zelo pomembno za mikrobiologe in osebje za nadzor kakovosti, da bi ocenili spreminjajoče se trende, zlasti za presejanje sevov, odpornih na zdravila, in raziskave metod čiščenja in dezinfekcije. Tipična flora čistih prostorov je večinoma povezana s človeško kožo, prisotni pa so tudi mikroorganizmi iz drugih virov, na primer iz okolja in vode, vendar v manjših količinah. Med pogoste bakterijske rodove spadajo Micrococcus, Staphylococcus, Corynebacterium in Bacillus, med glivične rodove pa Aspergillus in Penicillium.
Za ohranjanje čistoče v čistem prostoru so potrebni trije glavni vidiki.
(1). Notranja površina čiste sobe in njena notranja oprema
Načelo je, da je izbira materiala pomembna, vsakodnevno čiščenje in razkuževanje pa še pomembnejše. Za skladnost z dobro proizvodno prakso (GMP) in doseganje specifikacij čistoče morajo biti vse površine čistega prostora gladke in nepredušne ter ne smejo proizvajati lastnega onesnaženja, torej ne smejo biti prahu ali ostankov, odporne proti koroziji in enostavne za čiščenje, sicer bodo omogočile razmnoževanje mikrobov, površina pa mora biti močna in trpežna ter ne sme razpokati, se zlomiti ali vdrti. Na voljo je veliko različnih materialov, vključno z dragimi oblogami dagad, steklom itd. Najboljša in najlepša izbira je steklo. Redno čiščenje in razkuževanje je treba izvajati v skladu z zahtevami čistih prostorov na vseh ravneh. Pogostost je lahko po vsaki operaciji, večkrat na dan, vsak dan, vsakih nekaj dni, enkrat na teden itd. Priporočljivo je, da se operacijska miza očisti in razkuži po vsaki operaciji, tla razkužijo vsak dan, stene razkužijo vsak teden, prostor pa vsak mesec v skladu z ravnijo čistega prostora ter določenimi standardi in specifikacijami, o čemer je treba voditi evidenco.
(2). Nadzor zraka v čistem prostoru
Na splošno je treba izbrati primerno zasnovo čistega prostora, izvajati redno vzdrževanje in dnevno spremljanje. Posebno pozornost je treba nameniti spremljanju lebdečih bakterij v farmacevtskih čistih prostorih. Plavajoče bakterije v prostoru se izločijo s plavajočim vzorčevalnikom bakterij, da se iz prostora izvleče določena količina zraka. Pretok zraka prehaja skozi kontaktno posodo, napolnjeno s specifičnim gojiščem. Kontaktna posoda zajame mikroorganizme, nato pa se posoda postavi v inkubator, da se prešteje število kolonij in izračuna število mikroorganizmov v prostoru. Prav tako je treba zaznati mikroorganizme v laminarni plasti z uporabo ustreznega vzorčevalnika bakterij v laminarni plasti. Načelo delovanja je podobno kot pri vzorčenju v prostoru, le da mora biti vzorčevalna točka nameščena v laminarni plasti. Če je v sterilnem prostoru potreben stisnjen zrak, je treba izvesti tudi mikrobiološko testiranje stisnjenega zraka. Z ustreznim detektorjem stisnjenega zraka je treba tlak stisnjenega zraka prilagoditi na ustrezno območje, da se prepreči uničenje mikroorganizmov in gojišča.
(3). Zahteve za osebje v čistih prostorih
Osebje, ki dela v čistih prostorih, se mora redno usposabljati iz teorije nadzora kontaminacije. V čist prostor vstopajo in izstopajo skozi zračne zapore, zračne prhe in/ali garderobe ter morajo nositi posebej zasnovana oblačila, ki pokrivajo kožo in naravno prisotne onesnaževalce na telesu. Glede na klasifikacijo ali funkcijo čistega prostora lahko osebje za svoja oblačila potrebuje le preprosto zaščito, kot so laboratorijski plašči in kapuce, ali pa so lahko popolnoma prekrita in ne izpostavljajo kože. Oblačila za čiste prostore se uporabljajo za preprečevanje sproščanja delcev in/ali mikroorganizmov iz telesa uporabnika in onesnaženja okolja.
Oblačila za čiste sobe sama ne smejo sproščati delcev ali vlaken, da se prepreči kontaminacija okolja. Ta vrsta kontaminacije osebja lahko zmanjša učinkovitost izdelkov v polprevodniški in farmacevtski industriji ter povzroči navzkrižno okužbo med zdravstvenim osebjem in pacienti, na primer v zdravstveni industriji. Zaščitna oprema za čiste sobe vključuje zaščitna oblačila, škornje, čevlje, predpasnike, pokrivala za brado, okrogle kape, maske, delovna oblačila/laboratorijske halje, halje, rokavice in ščitnike za prste, rokave ter prevleke za čevlje in škornje. Vrsta oblačil za čiste sobe, ki se uporabljajo, mora odražati kategorijo čiste sobe in izdelka. Za čiste sobe z nizko stopnjo zaščite so lahko potrebni posebni čevlji s popolnoma gladkimi podplati, ki ne bodo stali na prahu ali umazaniji. Vendar pa zaradi varnostnih razlogov podplati čevljev ne smejo povzročati nevarnosti zdrsa. Za vstop v čisto sobo so običajno potrebna oblačila za čiste sobe. Za čiste sobe razreda 10.000 se lahko uporabljajo preprosti laboratorijski plašči, pokrivala za glavo in prevleke za čevlje. Za čiste sobe razreda 100 so potrebni ovoji za celo telo, zaščitna oblačila z zadrgo, zaščitna očala, maske, rokavice in prevleke za škornje. Poleg tega je treba nadzorovati število ljudi v čistem prostoru, s povprečjem od 4 do 6 m2/osebo, delovanje pa mora biti nežno, pri čemer se je treba izogibati velikim in hitrim premikom.
5. Pogosto uporabljene metode dezinfekcije za čiste sobe
(1). UV-dezinfekcija
(2). Dezinfekcija z ozonom
(3). Sterilizacija s plinom Dezinfekcijska sredstva vključujejo formaldehid, epoksietan, peroksiocetno kislino, karbolno kislino in mešanice mlečne kisline itd.
(4) Razkužila
Med običajnimi razkužili so izopropilni alkohol (75 %), etanol (75 %), glutaraldehid, klorheksidin itd. Tradicionalna metoda razkuževanja sterilnih prostorov v kitajskih farmacevtskih tovarnah je fumigacija s formaldehidom. Tuje farmacevtske tovarne verjamejo, da je formaldehid škodljiv za človeško telo. Danes običajno uporabljajo pršenje z glutaraldehidom. Razkužilo, ki se uporablja v sterilnih prostorih, je treba sterilizirati in filtrirati skozi 0,22 μm membranski filter v biološko varnostni omari.
6. Klasifikacija čistih sob
Čisti prostori so razvrščeni glede na število in velikost delcev, dovoljenih na prostornino zraka. Velike številke, kot sta "razred 100" ali "razred 1000", se nanašajo na FED-STD-209E, ki označuje število delcev velikosti 0,5 μm ali več, dovoljenih na kubični čevelj zraka. Standard omogoča tudi interpolacijo; na primer, SNOLAB se vzdržuje za čisti prostor razreda 2000. Diskretni števci delcev v zraku, ki sipajo svetlobo, se uporabljajo za določanje koncentracije delcev v zraku, ki so enake ali večje od določene velikosti na določenem mestu vzorčenja.
Decimalna vrednost se nanaša na standard ISO 14644-1, ki določa decimalni logaritem števila delcev velikosti 0,1 μm ali več, dovoljenih na kubični meter zraka. Tako ima na primer čista soba razreda ISO 5 največ 105 delcev/m3. Tako FS 209E kot ISO 14644-1 predpostavljata, da obstaja logaritemsko razmerje med velikostjo delcev in njihovo koncentracijo. Zato ničelna koncentracija delcev ne obstaja. Nekateri razredi ne zahtevajo testiranja za določene velikosti delcev, ker je koncentracija prenizka ali previsoka, da bi bila praktična, vendar takšnih slepih vzorcev ne smemo šteti za nič. Ker je 1 m3 približno 35 kubičnih čevljev, sta standarda približno enakovredna pri merjenju delcev velikosti 0,5 μm. Običajen zrak v zaprtih prostorih je približno razreda 1.000.000 ali ISO 9.
Standarda ISO 14644-1 in ISO 14698 sta nevladna standarda, ki ju je razvila Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO). Prvi se nanaša na čiste prostore na splošno, drugi pa na čiste prostore, kjer je lahko biokontaminacija problem.
Trenutne regulativne agencije vključujejo: ISO, USP 800, ameriški zvezni standard 209E (prejšnji standard, ki je še vedno v uporabi). Zakon o kakovosti in varnosti zdravil (DQSA) je bil uveden novembra 2013 za obravnavanje smrtnih primerov in resnih neželenih dogodkov zaradi mešanja zdravil. Zvezni zakon o hrani, zdravilih in kozmetiki (FD&C Act) določa posebne smernice in politike za formulacije za ljudi. 503A nadzira pooblaščeno osebje (farmacevti/zdravniki) s strani državnih ali zveznih pooblaščenih agencij. 503B se nanaša na zunanje izvajanje storitev in zahteva neposreden nadzor s strani licenciranega farmacevta ter ni nujno, da je licencirana lekarna. Ustanove pridobijo licence prek Uprave za hrano in zdravila (FDA).
Smernice EU za dobro proizvodno prakso (GMP) so strožje od drugih smernic in zahtevajo čisto sobo za doseganje števila delcev med delovanjem (med proizvodnjo) in v mirovanju (ko ne poteka proizvodnja, vendar je vklopljena prezračevalna enota v prostoru).
8. Vprašanja začetnikov v laboratoriju
(1). Kako vstopate in izstopate iz čiste sobe? Ljudje in blago vstopajo in izstopajo skozi različne vhode in izhode. Ljudje vstopajo in izstopajo skozi zračne zapore (nekateri imajo zračne prhe) ali brez zračnih zapor in nosijo zaščitno opremo, kot so kapuce, maske, rokavice, škornji in zaščitna oblačila. To je namenjeno zmanjšanju in blokiranju delcev, ki jih ljudje vnesejo v čisto sobo. Blago vstopa in izstopa iz čiste sobe skozi tovorni kanal.
(2). Ali je pri zasnovi čistih prostorov kaj posebnega? Izbira gradbenih materialov za čiste prostore ne sme ustvarjati delcev, zato je prednostna epoksidna ali poliuretanska talna prevleka. Uporabljajo se polirane sendvič pregradne plošče in stropne plošče iz mehkega jekla s prašnim premazom. Pravokotni vogali se izogibajo z ukrivljenimi površinami. Vse spoje od vogala do tal in od vogala do stropa je treba zatesniti z epoksidnim tesnilnim sredstvom, da se prepreči odlaganje ali nastajanje delcev na spojih. Oprema v čistih prostorih je zasnovana tako, da ustvarja minimalno onesnaženje zraka. Uporabljajte samo posebej izdelane krpe in vedra. Tudi pohištvo za čiste prostore mora biti zasnovano tako, da ustvarja minimalno količino delcev in ga je enostavno čistiti.
(3). Kako izbrati pravo razkužilo? Najprej je treba izvesti okoljsko analizo, da se s spremljanjem okolja potrdi vrsta kontaminiranih mikroorganizmov. Naslednji korak je določiti, katero razkužilo lahko uniči znano število mikroorganizmov. Pred izvedbo testa smrtnosti s kontaktnim časom (metoda redčenja v epruveti ali metoda površinskega materiala) ali testa AOAC je treba oceniti in potrditi primernost obstoječih razkužil. Za uničenje mikroorganizmov v čistem prostoru običajno obstajata dve vrsti mehanizmov rotacije razkužil: 1. Rotacija enega razkužila in enega sporicida, 2. Rotacija dveh razkužil in enega sporicida. Po določitvi sistema dezinfekcije se lahko izvede test baktericidne učinkovitosti, ki zagotovi osnovo za izbiro razkužil. Po opravljenem testu baktericidne učinkovitosti je potreben terenski študijski test. To je pomembno sredstvo za dokazovanje, ali sta standardni operativni postopek čiščenja in dezinfekcije ter test baktericidne učinkovitosti razkužila učinkovita. Sčasoma se lahko pojavijo prej neodkriti mikroorganizmi, spremenijo pa se lahko tudi proizvodni procesi, osebje itd., zato je treba redno pregledovati standardne operativne postopke čiščenja in dezinfekcije, da se potrdi, ali so še vedno uporabni v trenutnem okolju.
(4). Čisti ali umazani hodniki? Praški, kot so tablete ali kapsule, so čisti hodniki, medtem ko so sterilna zdravila, tekoča zdravila itd. umazani hodniki. Na splošno so farmacevtski izdelki z nizko vsebnostjo vlage, kot so tablete ali kapsule, suhi in prašni, zato obstaja večja možnost znatnega tveganja navzkrižne kontaminacije. Če je tlačna razlika med čistim območjem in hodnikom pozitivna, bo prašek ušel iz prostora v hodnik in se nato najverjetneje prenesel v naslednji čisti prostor. Na srečo večina suhih pripravkov ne podpira rasti mikrobov zlahka, zato se tablete in praški praviloma proizvajajo v prostorih s čistimi hodniki, ker mikroorganizmi, ki lebdijo v hodniku, ne morejo najti okolja, v katerem bi lahko uspevali. To pomeni, da je v prostoru negativen tlak glede na hodnik. Pri sterilnih (predelanih), aseptičnih ali nizko biološko obremenjenih in tekočih farmacevtskih izdelkih mikroorganizmi običajno najdejo podporne kulture, v katerih uspevajo, ali pa je v primeru sterilno predelanih izdelkov lahko en sam mikroorganizem katastrofalen. Zato so ti prostori pogosto zasnovani z umazanimi hodniki, ker je namen preprečiti vstop potencialnih mikroorganizmov v čist prostor.
Čas objave: 20. februar 2025