Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в

Лекция 2
источники и пути микробной
контаминации в
фармацевтическом производстве
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
При всем многообразии технологических
схем
получения
лекарственных
средств
основными
источниками
попадания
микроорганизмов в сферу производства являются:
•Технологическое оборудование, коммуникации;
•Сырье и вспомогательные материалы на всех
стадиях производства, хранения и
транспортировки;
•Упаковочные материалы;
•Вода, используемая в производстве;
•Технологический и вентиляционный воздух;
•Персонал, занятый в производстве;
•Посевной материал, питательная среда, добавки,
пеногасители и др. (для продуктов, получаемых с
использованием процессов микробного синтеза и
биотехнологических подходов).
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Зависимость микробной
контаминации от
технологического оборудования
1. Неудовлетворительная подготовка к
работе:
- некачественная мойка и дезинфекция,
- неэффективная стерилизация;
2. Нарушение правил эксплуатации;
3. Разгерметизация ферментационного
комплекса
во
время
работы.
Результат – микроорганизмы из
окружающего воздуха попадают во
внутренние полости аппаратов и
арматуры.
4. Конструкционные особенности оборудования и
коммуникаций
(трубопроводов)
не
всегда
обеспечивают стерилизуемость всех точек
внутренних полостей.
Наиболее уязвимые зоны, в которых при
стерилизации температура будет ниже по
сравнению со всем объемом ферментатора:
- придонная часть ферментатора, где скапливается
конденсат;
- места для отбора проб из ферментатора;
- штуцеры для внесения посевного материала.
5.
Материал
внутренней
поверхности
ферментатора:
необходимо
использовать
материалы, внутренние поверхности которых не
подвергаются биоповреждению и биообрастанию.
Одно из условий, исключающее опасность
биообрастания – высокое качество полировки
внутренних поверхностей оборудования.
6.
Природа
фильтрующих
материалов:
синтетические материалы менее благоприятны для
размножения микроорганизмов, чем природные.
Лекция
Лекция2.
2.Источники
Источникииипути
путимикробной
микробнойконтаминации
контаминациивв
фармацевтическом
фармацевтическомпроизводстве
производстве
Зависимость микробной контаминации от
сырья
Классификация сырья по происхождению:
•Синтетическое;
•Природное
- минеральное
- растительное
-животное
Синтетическое сырье – сырье, получаемое
методами химического синтеза
Минеральное сырье – полезные ископаемые,
извлекаемые из недр земли (калийные и
натриевые соли, мел, известь и др.)
Наиболее
загрязнено сырье
природного происхождения (животного и
растительного).
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Пути попадания микроорганизмов в
Качественный состав микробиоты
органы и ткани животных:
животного сырья:
• Нормальная
(собственная)
- бактерии (аэробы, факультативные
микробиота
(микробиота
анаэробы.
Представители
группы
совокупность
различных
видов
микроорганизмов,
населяющих
кишечной палочки, родов Proteus,
определенную среду обитания);
Aeromonas,
Salmonella,
Clostridium,
• При жизни животных гематогенным
Bacillus);
путем
(травмы,
в
результате
- вирусы (аденовирусы, энтеровирусы,
снижения иммунитета вследствие
длительного
голодания,
вирус герпеса у обезьян, используемых
утомленности и т.п.);
для получения вакцин);
• После гибели животных и в процессе
- прионы - особый класс инфекционных
обработки
агентов, представленных белками с
- с инструментов, рук, одежды рабочих
аномальной третичной структурой и не
при разделке туши;
содержащих нуклеиновых кислот.
- при хранении;
- при транспортировке.
Прионы способны увеличивать свою
Признаки поражения сырья животного
численность, используя функции живых
происхождения микроорганизмами:
клеток (в этом отношении прионы схожи
- изменение цвета;
с вирусами): катализируют конформа- изменение консистенции;
ционное превращение гомологичных им
- появление налета;
нормальных клеточных белков в себе
- появление характерного запаха.
подобные.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Прионы вызывают
нейродегенеративные заболевания, так
как образуют внеклеточные скопления
в центральной нервной системе и
формируют
амилоидные
бляшки,
которые
разрушают
нормальную
структуру нервной ткани. Разрушение
характеризуется образованием «дыр»
(полостей) в нервной ткани, и ткань
принимает губчатую структуру.
Заболевания, вызываемые прионами:
1.У крупного рогатого скота:
- губчатую энцефалопатию крупного
рогатого скота («коровье бешенство»);
2. У людей:
- болезнь Крейтцфельдта — Якоба
(прогрессирующее
дистрофическое
заболевание коры большого мозга,
базальных ганглиев и спинного мозга);
- синдром
Герстмана-ШтраусслераШейнкера
(прогрессирующей
мозжечковой атаксией, к которой
присоединяются
паркинсонизм,
гиперкинезы, парезы, глухота, атрофия
зрительного нерва);
- фатальную семейную бессонницу.
Все
известные
прионные
заболевания поражают головной мозг и
другие нервные ткани, в настоящее
время неизлечимы и в конечном итоге
смертельны.
В
производстве
нельзя
применять клетки нервной ткани как
потенциально
опасный
источник
прионов.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Лекарственное растительное сырье (ЛРС)
– это высушенные, реже свежие, цельные
лекарственные растения или их части,
используемые
для
промышленного
производства, аптечного изготовления, на
которые
имеются
соответствующие
документы
о
качестве
(монографии,
фармакопейные статьи).
Лекарственное
растительное
сырьё
заготавливают как от дикорастущих, так и от
культивируемых лекарственных растений.
Качество сырья определяют:
- по внешними признакам;
-числовым
показателям,
из
которых
основным
является
содержание
действующих веществ.
Растительное сырьё используется в свежем и
высушенном виде.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
• Подземные органы ( сбор весной или
осенью): корни, корневища, корневища
с
корнями,
клубни,
луковицы,
клубнелуковицы
• Надземные органы (сбор в фазу
цветения): трава, побеги, листья,
цветки, бутоны, почки, кора, плоды,
семена, ягоды
Биологически
активные
вещества,
содержащихся в лекарственном сырье:
алкалоиды,
гликозиды,
витамины,
дубильные вещества, сапонины, слизи,
флавоноиды, жирные масла, камеди,
пектины, смолы, органические кислоты,
полисахариды, эфирные масла и др.
Качественный состав микробиоты
лекарственного растительного сырья:
- эпифитная микробиота;
- фитопатогенная микробиота.
–
Эпифитная
микробиота
микроорганизмы, развивающиеся в
норме на поверхности растения и не
наносящие ему вреда:
- не проникают внутрь тканей
растения;
- растут за счет обычных выделений
растений и органических загрязнений
их поверхности;
- многие устойчивы к фитонцидам,
высушиванию,
ультрафиолетовому
облучению;
- в некоторых случаях составляют
конкуренцию
фитопатогенным
микроорганизмам.
Представители:
Erwinia herbicola,
Pseudomonas
fluorescens,
Bacillus
mesenthericus и др.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Фитопатогенная
микробиота
–
микроорганизмы - возбудители заболеваний
растений:
• бактерии (вызывают бактериозы):
-Род Erwinia- вызывает болезни типа ожога,
увядания, мокрой гнили.
-Род
Pseudomonas–
вызывает
бактериальную пятнистость (на листьях
образуются пятна различной окраски и
размеров).
-Род Xanthomonas – вызывает сосудистые
бактериозы (закупорка сосудов, увядание и
гибель),
поражает
листья,
вызывает
пятнистость.
-Род Corynebacterium – сосудистые и
паренхиматозные
заболевания,
бактериальный рак.
-Род Agrobacterium – вызывает образование
опухолей (корончатые галлы).
• грибы (вызывают микозы): фузариозы,
мучнистая роса, парша, головня, спорынья,
гнили, пятнистости и др.
•вирусы (вызывают вирусные заболевания):
мозаика,
желтуха,
карликовость,
морфологические изменения и др.
Признаки поражения ЛРС
микроорганизмами:
• изменение цвета (пожелтение,
потемнение, пятнистость);
• появление налета;
• размягчение,
разрушение
отдельных участков тканей;
• деформация;
• характерный запах и др.
Результат поражения ЛРС
микроорганизмами:
• изменение клеточных структур и
химического состава тканей;
• снижение
содержания
биологически активных веществ.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Вода как источник контаминации
Последствия
применения
Назначение воды в фармацевтическом производстве
контаминированного ЛРС:
сырье
(компонент
готовых
•отсутствие
терапевтического • основное
лекарственных средств и питательных сред);
эффекта;
•развитие аллергических реакций;
• вспомогательное сырье (обработка помещений и
оборудования,
приготовление
растворов
•возникновение
инфекционных
заболеваний;
дезинфектантов и антисептиков, выделение и
очистка биологически активных веществ - БАВ);
•развитие токсических реакций.
Пути попадания микроорганизмов в
органы и ткани растений:
•прижизненное инфицирование: в
результате
механических
повреждений, через устьица;
•на всех этапах
заготовки и
хранения:
сбор,
первичная
обработка, сушка, измельчение,
упаковка,
получение
резаного
сырья, растительных порошков,
брикетов и гранул, хранение и
транспортировка.
В фармацевтическом производстве используют:
• Питьевую
воду
из центральных систем
хозяйственно-питьевого
водоснабжения
(в
процессах микробного синтеза);
• Очищенную воду (получают из воды питьевой
методами
дистилляции,
ионного
обмена,
обратного осмоса, электродиализа);
• Высокоочищенную воду (получают из воды
питьевой методами подвижного обратного
осмоса, ультрафильтрации, деионизации)
• Воду для инъекций (получают из воды очищенной)
– в производстве стерильных лекарственных
средств.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Качество
воды
регламентируется Меры
по
предупреждению
монографиями
Государственной контаминации
воды
фармакопеи РБ (ГФ РБ).
микроорганизмами:
•Микробиологическая чистота воды • на
стадии
подготовки
воды:
очищенной:
общее
количество правильная
организация
системы
аэробных микроорганизмов (ОКА) - водоподготовки, в т.ч.
100 КОЕ/мл;
- выбор материала трубопроводов
•Микробиологическая чистота воды (нержавеющая сталь,
стекло,
высокоочищенной: ОКА –
полимерные
материалы
особого
10 КОЕ/100 мл
изготовления или др. инертные
•Микробиологическая чистота воды материалы)
для инъекций: ОКА –
соединение
и
расположение
трубопроводов должно обеспечивать
10 КОЕ/ 100 мл
•Микробиологическая чистота воды возможность стерилизации путем
пропускания
чистящих
и
питьевой: ОКА 50 КОЕ/мл (СанПин)
стерилизующих
растворов
со
Микроорганизмы-контаминанты воды:
скоростью не менее 1,5 м/с в трубах
бактерии,
грибы,
простейшие,
наибольшего диаметра.
водоросли и вирусы.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
на стадии хранения воды:
хранят в закрытых емкостях,
изготовленных
из
инертных
материалов
(полипропилен,
тефлон, нержавеющая сталь и др.)
- воду для инъекций хранят при
температуре от 3°С до 7°С или от
80°С до 95°С
- в случае длительного хранения воды
для
инъекций
необходимо
организовать ее циркуляцию при
температуре в интервале 85-90°С
- установить и подтвердить время
хранения,
обеспечивающее
сохранение
свойств
воды
в
пределах
действующих
нормативных документов.
•
-
Зависимость микробной
контаминации объектов
производства от воздуха
Типы
воздуха
производственных
помещений:
•атмосферный
(поступает
без
предварительной очистки);
•вентиляционный (подается через
специальные
системы
воздухоподготовки);
•технологический (очищенный от
механических
частиц
и
стерилизованный
воздух):
используется для аэрирования при
культивировании клеток-продуцентов,
для передвижения технологических
жидкостей и сыпучих материалов из
одних емкостей в другие,
для
сухожаровой стерилизации материалов
первичной упаковки.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Причины попадания микроорганизмов
в объекты производства с воздухом:
•первичная высокая контаминация
атмосферного воздуха;
•неэффективная
работа
системы
воздухоподготовки.
В зависимости от уровня требований,
предъявляемых к микробной чистоте
воздуха,
уже
на
стадии
проектирования
выбирают
необходимое число ступеней очистки.
Вспомогательные вещества как
источник микробной контаминации
Причины
•получение в ненадлежащих условиях;
•нарушение требований к хранению и
транспортировке.
Упаковочный материал и его роль в
микробной контаминации
лекарственных средств
Виды упаковочных материалов:
• первичная
(индивидуальная)
упаковка
–
непосредственно
контактирует с лекарственным
средством
и
обеспечивает
длительную защиту препарата от
воздействия окружающей среды
(ампулы и флаконы из стекла,
тюбик-капельницы из полиэтилена,
контурные ячейковые упаковки из
поливинолхлорида,
фольги
алюминиевой и др.);
• вторичная упаковка – объединяет
некоторое количество первичных
упаковок (пачка);
• транспортная упаковка - служит
для доставки продукции к месту
хранения или реализации.
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Причины
контаминации
упаковочного
материала:
- неправильно выбранный материал для его
изготовления
(материал
должен
быть
устойчив к биодеградации);
- нарушение условий хранения (стеклянные
флаконы и ампулы при хранении во влажных
условиях контаминируются бациллами и
грибами);
- адаптивная способность микроорганизмов
использовать упаковочный материал в
качестве субстратов в метаболических
процессах.
Зависимость микробной контаминации от
персонала
Человек – активный источник контаминации
микроорганизмами, а также механическими
частицами.
Причины:
• человек – носитель разнообразной и
многочисленной микробиоты (постоянной и
случайной);
• технологические операции выполняются
людьми, страдающими заболеваниями ЖКТ,
кожи, дыхательных путей, а также
имеющими повышенную потливость, либо,
наоборот, сухость кожных покровов;
• отсутствие
или
неудовлетворительное
состояние технологической одежды;
• несоблюдение персоналом требований к
личной и производственной гигиене, а также
несоблюдение правил поведения в ходе
выполнения технологического процесса;
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Пути попадания микроорганизмов от
персонала в сферу производства:
• воздушно-капельный
(с
выделениями полости рта и верхних
дыхательных путей);
• воздушно-пылевой и контактный
пути с участков кожи, не защищенных
одеждой (лица, шеи, рук, волосяного
покрова);
• воздушно-пылевой и контактный
путь
с
индивидуальной
технологической одежды.
Количество
выделяемых
клеток
микроорганизмов человеком:
- из верхних дыхательных путей при
чихании – до 105 кл/мл
- со слюной – до 108 кл/мл
- с секретом полости носа – до107 кл/мл
Зависимость количества выделяемых
человеком микробных и механических
частиц от характера выполняемых в
процессе производства движений (в
мин.):
- не двигаясь – до 104 частиц
- в положении сидя с легкими
движениями рукой и головой – до 105
частиц
- при интенсивной работе – до 106 частиц
•Вывод: неукоснительное соблюдение
правил поведения
при выполнении
технологических операций (особенно
при работе в асептических условиях).
Лекция 2. Источники и пути микробной контаминации в
фармацевтическом производстве
Посевной материал как источник
микробной контаминации
Природа посевного материала:
• микроорганизмы (эукариоты и
прокариоты);
• растительные клетки;
• животные клетки.
Контаминанты посевного материала:
- бактерии
- грибы
- вирусы
- фаги
Причины контаминации посевного
материала:
- несоблюдение правил асептики при
работе с культурами-продуцентами