Kontrola Jakości Mikrobiologicznej, czyli jak zapewnić bezpieczeństwo produktów farmaceutycznych

Czynniki wpływające na jakość mikrobiologiczną

Mikrobiologia farmaceutyczna to dziedzina nauki związana bezpośrednio z aspektami produkcji oraz stosowania i działania leków i innych substancji przeznaczenia farmaceutycznego. Jednym z kluczowych elementów zapewnienia jakości jest czystość, jałowość i podatność na kontaminację wtórną, a także wydolność składników konserwujących. Analizy fizykochemiczne i mikrobiologiczne produktów leczniczych wykorzystują różnorodne techniki, a w przypadku mikrobiologii – podłoży hodowlanych i odczynników. Producenci leków mają obowiązek stosowanie się i rygorystycznego przestrzegania wymagań higienicznych i sanitarnych określonych przez Dobrą Praktykę Wytwarzania, czyli GMP (ang. Good Manufacturing Practice).

GMP to obszerny zbiór działań jakie muszą zostać podjęte i warunków, które muszą być spełnione, aby produkcja farmaceutyków przebiegała w sposób zapewniający jej właściwą jakość zdrowotną w zależności od przeznaczenia preparatu. Jest to połączenie efektywnych procedur produkcyjnych i skutecznego nadzoru nad procesem wytwarzania, co w efekcie gwarantuje, że produkcja przebiega w warunkach akceptowalnych i pozwalających na wytwarzanie produktów spełniające określone wymogi jakościowe.

Aby zamierzony cel osiągnąć należy opracować i wprowadzić System Zapewnienia Jakości. Ten udokumentowany i nadzorowany system zbudowany jest z zespołu wykwalifikowanych pracowników pracujących w odpowiednio przygotowanej przestrzeni laboratoryjnej i sprawujących kontrolę nad przeprowadzanymi procesami. Elementami takiego systemu są trzy podstawowe składowe: Kontrola Jakości obejmująca: pobieranie prób do analiz, wykonanie specyficznych badań, porównanie uzyskanych wyników w wymaganiami i selekcję niezgodności; GMP obejmująca: wszystkie metody, procesy i zasoby zapewniające o tym, że produkty są wytwarzane zgodnie z ustalonymi wymaganiami; oraz Zapewnienie Jakości, które obejmuje: strukturę pracy organizacji, podział obowiązków i odpowiedzialności, procedury i zapisy, metody i procesy, które łącznie doprowadzą do osiągnięcia odpowiedniej jakości w sposób systematyczny i ściśle kontrolowany.

Do kluczowych aspektów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania laboratorium kontroli jakości (mikrobiologicznej, bądź fizykochemicznej), często poddawanych ścisłemu nadzorowi należą m.in.: personel, przestrzeń laboratoryjna, wykorzystywane odczynniki i podłoża mikrobiologiczne oraz stały monitoring środowiska (zarówno produkcyjnego jak i laboratoryjnego).

Personel. Wszyscy pracownicy uczestniczący w całym cyklu życia danego produktu mogą (czasami nieświadomie) stanowić potencjalne źródło zanieczyszczenia próbek wynikające bezpośrednio z problemu zdrowotnego, bądź jako efekt źle dobranej metody lub techniki do wykonania danego badania. Personel zakładowy musi odbyć wymagane szkolenie wstępne oraz przypominające obejmujące dodatkowe zagadnienia z zakresu higieny pracy, adekwatne do potrzeb wynikających z pełnionej funkcji. Kluczowym elementem zapewnienia jakości w przedsiębiorstwie jest odpowiedni poziom wyszkolenia kadry. Może wiązać się to z zatrudnianiem odpowiednio wyszkolonych i wykształconych osób do wykonywania danych czynności i/lub wyszkolenie zatrudnionych pracowników w zakresie wynikającym z pełnionych obowiązków.

Skupiając się na personelu laboratorium mikrobiologicznego podstawowym błędem, który można popełnić w trakcie wykonywania badań jest niewłaściwy dobór metody lub techniki wykonania analizy. Przebieg badania wszystkich parametrów, czyli rodzaj stosowanych odczynników i podłóż, czas trwania inkubacji a nawet metodę i etapy postępowania zawiera się w treści normy ISO oraz Farmakopei przypisanej każdemu rodzajowi badania. Abstrahując jednak od narzuconej odgórnie metodologii, to technika wykonania świadczy o rzetelności i wiarygodności uzyskanych rezultatów. Dlatego bardzo ważne jest, aby czuwać nad każdym etapem wykonywanej pracy, czyli mieć świadomość z jakim materiałem się pracuje, w jakich temperaturach i jak długo należy go przechowywać oraz jak potwierdzić swoje przypuszczenia.

Projekt laboratorium. Najważniejszą kwestią w laboratorium mikrobiologicznym jest eliminowanie zanieczyszczeń, czyli zachowanie jałowości. Mikrobiolodzy stanowią grupę pracowników narażoną na działanie szerokiego spektrum szkodliwych dla zdrowia czynników – przede wszystkim biologicznych, ale także chemicznych. Ze względu na kontakt z drobnoustrojami praca ta wymaga ostrożności i stosowania się do procedur badawczych i przepisów obowiązujących w danej pracowni. Z tego powodu rozmieszczenie i ilość pomieszczeń nie powinny być przypadkowe.

Prawidłowy projekt rozmieszczenia pomieszczeń laboratoryjnych otrzymuje się poprzez zachowanie ukierunkowanego przepływu powietrzna i nie krzyżowania się dróg. Zapobiegać zanieczyszczeniom krzyżowym można również stosując odpowiednie środki techniczne i organizacyjne, takie jak:

• Zastosowanie śluz i wyciągów powietrznych

• Stosowanie zamkniętych systemów produkcyjnych

• Zmniejszanie ryzyka zanieczyszczenia powodowanego przez recyrkulację powietrza

• Pozostawienie odzieży roboczej w pomieszczeniach o wysokim zagrożeniu wystąpienia zanieczyszczenia.

Podłoża hodowlane. Zdolność do wykrywania różnych drobnoustrojów, zarówno tych specyficznych (np. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans), jak i ich ogólnej liczby uzależniona jest od właściwości zastosowanego podłoża hodowlanego, a w szczególności jego żyzności. Żyzność to cecha, która świadczy o właściwościach odżywczych danej pożywki wpływających na możliwość wzrostu drobnoustrojów. Podłoże hodowlane o odpowiedniej żyzności to pożywka gwarantująca szybki i intensywny wzrost drobnoustrojów. Ponadto, żyzność świadczy o prawidłowym składzie, czyli czy zawiera wszystkie niezbędne dla wzrostu drobnoustrojów składniki odżywcze i suplementy oraz czy stężenie tych składników jest prawidłowe.

Przydatność każdej partii samodzielnie przygotowanego lub zakupionego gotowego podłoża powinna zostać potwierdzona, ponieważ może to znacznie bezpośrednio wpłynąć na wynik prowadzonego badania. Pierwszym krokiem w kontroli jakości podłoży mikrobiologicznych jest weryfikacja ich certyfikatów analitycznych świadczących o poszczególnych parametrach deklarowanych przez Producentów. Następnie postępując zgodnie z wymaganiami i instrukcjami należy zapewnić każdej pożywce odpowiednie warunki magazynowania mając na uwadze takie parametry jak:

temperatura otoczenia, wilgotność, czy dostęp do światła. Kolejno należy wykonać szereg badań kontrolnych, które posłużą za obraz całokształtu danej pożywki mówiący o jej żyzności, specyficzności, selektywności i jałowości. Ostatecznie wykorzystując dane podłoże do konkretnego badania trzeba wziąć pod uwagę warunki i możliwości hodowlane. Zachowanie optymalnych warunków wzrostowych dla poszukiwanych drobnoustrojów jest podstawową zasadą w analizie mikrobiologicznej.

Monitoring środowiska. Czystość mikrobiologiczna środowiska wytwarzania, czyli: personelu, czystości urządzeń i poprawności procesów mycia i dezynfekcji to wskaźniki określane za pomocą ogólnej liczby mikroorganizmów, w tym drożdży i pleśni oraz drobnoustrojów chorobotwórczych. Sposób wykonania badania, a więc dobór metody poboru próbki uzależniony jest od rodzaju analizowanego materiału (powierzchni) i odgrywa istotną rolę w tego rodzaju analizach. Regularnie prowadzony monitoring nie powinien się jednak ograniczać tylko i wyłącznie do kontroli warunków na liniach produkcyjnych, ale także tych w magazynie oraz samym laboratorium. Dzięki temu Zakład jest w stanie w razie konieczności precyzyjnie określić, w którym miejscu wystąpił problem i dzięki temu szybko go wyeliminować.

Drobnoustroje przenoszą się z prądem powietrza, ruchem ludzi i zwierząt, a w pomieszczeniach głównie pod wpływem systemów wentylacyjnych. Drobnoustroje w powietrzu wewnętrznym są mniej narażone na czynniki meteorologiczne (temperatura, opady atmosferyczne) czy też promieniowanie UV, dlatego również okres ich przeżywalności może być dłuższy, a liczebność nie podlega tak dużym wahaniom sezonowym (zima/lato) jak w powietrzu zewnętrznym, stabilniejszy jest zwykle także skład gatunkowy. Mikrobiologiczne badanie czystości linii produkcyjnych i powierzchni zawsze należy poprzedzić ich wizualną kontrolą. Nie przeprowadza się badań mikrobiologicznych w przypadku wyraźnie brudnych powierzchni. Próbki należy pobierać za pomocą gotowych wymazówek, tamponów z gazy lub też przy użyciu specjalnych płytek odciskowych. Ostatnim kluczowym elementem jest personel mający kontakt z produktem lub urządzeniami i wyposażeniem niezbędnym do pracy z produktem. Udowodnione zostało, że właściwa higiena rąk pracowników ochrony zdrowia, ale także wszystkich innych osób szczególnie związanych z produkcją jest jednym z najbardziej skutecznych metod zapobiegania zanieczyszczeń i zakażeń. Materiał do badania stanowią wymazy z rąk pobierane u wszystkich osób personelu w tym samym czasie. Wymazówkę przeciąga się po wewnętrznej stronie dłoni jednocześnie powoli obracając ją względem własnej osi: wzdłuż palców, w okolicy koniuszków palców, przestrzeni międzypalcowych i linii papilarnych.

Czystość mikrobiologiczna leków

Głównym założeniem jakości mikrobiologicznej leków jest wykrycie (a raczej potwierdzenie nieobecności) drobnoustrojów w analizowanej próbie. A w przypadku ich wystąpienia – scharakteryzowanie ich pod względem ilościowym oraz identyfikacja i charakterystyka rodzaju/gatunku. Ponadto, ważnym aspektem badania produktów leczniczych jest określenie aktywności przeciwdrobnoustrojowej substancji biologicznie czynnych w nich obecnych (antybiotyk, konserwant, witaminy) w stosunku do referencyjnych szczepów bakterii i grzybów. Pod względem ich charakteru mikrobiologicznego wyroby lecznicze można podzielić na: jałowe – do przeznaczenia pozajelitowego m.in.: do oczu, na rozległe rany i oparzenia – i niejałowe, w których dopuszczalna jest zawartość drobnoustrojów w zależności od ich przeznaczenia, ściśle kontrolowana przez ustalone limity czystości mikrobiologicznej.

Wszystkie produkty lecznicze klasyfikowane jako niejałowe powinny spełniać określone kryteria czystości mikrobiologicznej. Są one oparte są na ogólnej liczbie drobnoustrojów tlenowych (TAMC – ang. Total aerobic microbial count) i ogólnej liczbie drożdży i pleśni (TYMC – ang. Total yeast/mould count). Ponadto, kluczowym jest brak obecności konkretnych drobnoustrojów np. Escherichia coli (za wyjątkiem produktów doodbytniczych), Staphylococcus aureus (dla produktów przeznaczenia doustnego, na skórę lub donosowo), czy Candida albicans (dla produktów przeznaczenia dopochwowego). Kryteria dotyczące limitów mikrobiologicznych produktów leczniczych przedstawia Tabela 1.

Istotnym czynnikiem wpływającym na możliwość kolonizacji mikroorganizmów jest obecność wody w środowisku. Odnosi się to to zarówno do środowiska produkcyjnego, środowiska laboratoryjnego jak i samego medium jakim jest postać farmaceutyczna danego leku – kapsułka, tabletka, czopek, maść. Woda jest niezbędna dla wszystkim organizmów w tym tych w skali mikro, ponieważ bierze udział w wielu procesach życiowych i reakcjach chemicznych niezbędnych do funkcjonowania całego organizmu. Spodziewać się więc można, że zdolności przetrwania drobnoustrojów będą zdecydowanie większe w żelu, lub roztworze wodnym niż tabletce.

Nie można oczywiście wykluczyć faktu, że niektóre rodzaje surowców niosą ze sobą naturalne ryzyko występowania zanieczyszczeń, bądź są syntezowane i dostarczane przez podmioty zewnętrzne, co jedynie zwiększa możliwości kontaminacji. Za przykład mogą posłużyć produkty, których substancje czynne lub pomocnicze w dużej mierze są pochodzenia roślinnego, lub w całości opierają się na ekstraktach ziołowych. Rośliny, ze względu na pochodzenie (gleba) mają wysoki indeks zanieczyszczeń mikrobiologicznych i chemicznych, które niejednokrotnie stanowią prawdziwe wyzwanie dla współczesnej mikrobiologii farmaceutycznej.

Artykuł został opublikowany w czerwcowym wydaniu kwartalnika "Świat Przemysłu Farmaceutycznego".