4.7. Підготовка стерильного вентиляційного повітря для чистих приміщень. Глосарій

Фільтрувальний матеріал (filter тedium) – Плоский нескладчастий листовий фільтрувальний матеріал.

Складчастий пакет (fоlded расk) – Пакет фільтрувального матеріалу, утворений окремими складками.

Фільтрувальний елемент (фільтр) (filter element (filter)) – Cкладчастий пакет укладений у каркас.

Проникність (penetration) – Відношення концентрації частинок за фільтром до концентрації частинок перед фільтром.

Ефективність (efficiency) – Відношення кількості частинок, затриманих фільтром, до кількості частинок, що надходять до фільтра.

4.7.1. Функції стерильного вентиляційного повітря

Одним з найважливіших факторів забезпечення чистоти в чистих приміщень, де відбувається виробництво лікарських засобів є очищення великих обсягів вентиляційного повітря відповідно до технологічних особливостей процесів, які проводяться у цих приміщеннях. Необхідний ефект досягається застосуванням декількох ступенів очищення, причому вирішальне значення має фінішна (термінальна) ступінь, у якій повинні використовуватися фільтри здатні уловлювати практично всі частки діаметром більше 0,1 мкм. При визначенні ефективності фінішного фільтра для оснащення конкретного чистого приміщення повинні враховуватися такі фактори: клас чистоти приміщення; об’єм атмосферного повітря, що нагнітається, і концентрація мікрочастинок у ньому; об’єм циркулюючого (рециркулюючого) повітря і концентрація мікрочастинок у ньому; характеристики фільтра попереднього очищення; експлуатаційні витрати.

4.7.2 Способи стерилізації повітряних аерозолів

Повітря, що подається в чисті приміщення, мусить бути стерильним, тому першочергового значення набуває його очищення і стерилізація.

Для обгрунтування вибору способу очистки потрібен аналіз механізмів способів очистки.

Атмосферне повітря представляє собою полідисперсний аерозоль з середнім вмістом контамінуючих речовин 5100 мг/м³ (10⁶ 10⁸ часток/м³). Для технологічних розрахунків приймають початкову концентрацію забруднень на рівні 2000 часток/м³ з мінімальним розміром 0,3 мкм. Всі відомі методи стерилізації повітря умовно поділяються на дві групи – видалення і знищення. Для стерилізації повітря, що подається в чисті приміщення, використовують методі фільтрування, які повинні задовольняти ряду принципів:

- забезпечення необхідного рівня асептики;

- економічність;

- адекватність контролю;

- технологічність обладнання;

- можливість стерилізації обладнання і комунікацій.

Належна виробнича практика GМР орієнтована на застосування спеціальних систем очистки (стерилізації), повітря і які використовують принцип високоефективної фільтрації, повітря що подається в приміщення за допомогою НЕРА фільтрів (High Efficiency Particulate Air/Particle Absorption). Чисте приміщення - ця складна і дорога (десятки тисяч USD) інженерна споруда, призначена не для знищення мікроорганізмів, а для того, щоб не допустити їх в приміщення і видавити з нього ті, що вже є.

Способи стерилізації повітряних аерозолів - принцип затримання частинок в НЕРА фільтрах заснований не на обмеженні здатності частинок проникати в проміжки між волокнами (коли розміри отворів фільтру менше розмірів фільтрованих частинок - “ефект сита” рис. 4.7), а в зміні ліній повітряного потоку (рис. 4.8), коли ефекти інерції, зчеплення і дифузії є основними з точки зору затримки контамінантів.

Шар пилу

Фільтр

Потік очищеного повітря

Потік атмосферного повітря

Рис. 4.7. Принцип затримки часток у НЕРА фільтрі.

Ефективність НЕРА фільтрів в затриманні механічних частинок, як правило, оцінюється тільки самим виробником базуючись на методі DOP і на рівні не менше 99,97% для механічних частинок розміром до 0,3 мкм. Механізм фільтрації механічних частинок вивчений достатньою мірою, проте механізм фільтрації мікроорганізмів залишається одним з останніх маловивчених застосувань НЕРА фільтрів.

Рис. 3.8. Характер потоків повітря у НЕРА фільтрі.

Аерозольні біологічні частинки відрізняються від інших частинок особливими характеристиками: індивідуальними розмірами, формою, специфічною оболонкою і щільністю живої клітини, особливими умовами зчеплення з матеріалами, здатністю самостійно пересуватися і мати негативний вплив на систему фільтрів. Проте врахування цих специфічних характеристик БА виробниками НЕРА фільтрів практично не ведеться і мікроорганізми розглядаються виключно як механічні частинки.

Теоретично, НЕРА фільтри повинні бути ефективні проти біологічних часток, але достовірних наукових досліджень, в яких НЕРА фільтри тестувалися живими вірусами і бактеріями в приміщеннях з людьми, дотепер не представлено.

Перші експерименти, проведені в ідеальних лабораторних умовах, показали, що НЕРА фільтри можуть видаляти спори з ефективністю 99,9999 % і віруси з ефективністю 99,999 % (Harstad 1969, Torne 1960). Але подальші дослідження показали, що результати експлуатації НЕРА фільтрів в реальних умовах ніколи не досягають параметрів ефективності, отриманих в лабораторних випробуваннях.

НЕРА фільтри не призначені для затримання частинок з розмірами менше 0,3 мкм, а це розміри нанобактерій і всіх вірусів. Затримані на фільтрі мікроорганізми і мікроміцети розмножуються і ростуть, проникаючи крізь волоконний шар фільтру далі в повітряне середовище приміщення.

Докладний аналіз біологічних частинок, що пройшли через НЕРА фільтри, показав що переважна більшість мікроорганізмів є агентами нозокоміальних інфекцій. Рівень проникності може бути незначним, але потенційний ризик великий, і ця обставина, надалі, повинне мати вирішальне значення для застосування НЕРА фільтрів в медицині.

В основі НЕРА технології лежить фільтрація однонаправленого повітряного потоку. Основний принцип робочої блоку очистки повітряного аерозолю полягає в тому, щоб забрати повітря за допомогою повітродувки, ущільнити його в просторі над фільтром і продути крізь НЕРА фільтр. Після фільтру повітря проходить центральну область робочої зони, видаляючи звідти повітряні забруднення і створюючи, тим самим, умови для проведення специфічних робіт.

Фільтри НЕРА (рис. 4.9) , як правило, складаються з рамки (1), що виготовляється з картону або оцинкованої сталі, усередині якої укладений фільтруючий матеріал (2) у вигляді гофрів, що спирається з боку виходу повітря на сітку гофрованої (хвилеподібної) форми (3).

Потік повітря

Рис. 3.9. Схема НЕРА фільтру.

В основі способів стерилізації повітряного аерозолю покладені різні ефекти затримки контамінантів. Принципова відмінність технології НЕРА фільтрації від активних методів обробки повітря з використанням УФО (ультрафіолетове опромінення) і дії озону полягає в тому, що фільтрування не знищує мікроорганізми, а лише затримує їх за допомогою складної просторової структури фільтру.

Відсутність ефекту інактивації біологічних частинок дозволяє живим клітинам зберігати здатність до розмноження і подальшої міграції за межі фільтру. Для стерилізації в деяких системах встановлюють УФ – опромінювачі або попередньо обробляють спеціальним складом волокна фільтру.

Накопичення, розмноження і відмирання живих кліток у фільтруючих елементах може привести до появи в повітрі продуктів життєдіяльності живих і розкладання мертвих мікроорганізмів. Таким чином, фільтри можуть стати джерелами пірогенних речовин.