تقنيات تعقيم الهواء لمنشآت الأدوية والأبحاث

تعقيم الهواء المخصص لهذا الغرض للبيئات الصيدلانية والبحثية

إن تعقيم الهواء في مرافق إنتاج الأدوية والأبحاث يدور حول إزالة أو تعطيل العبء الحيوي المحمول بالهواء - الكائنات الحية الدقيقة والجراثيم والجزيئات الفيروسية - دون المساس بسلامة المنتج أو النتائج التجريبية. على عكس حلول "الهواء النظيف" العامة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، تتطلب بيئات الأدوية والبحث والتطوير أداءً معتمدًا وقابلًا للتكرار مرتبطًا بالمعايير (على سبيل المثال، فئات غرف الأبحاث ISO، وGMP، وGLP) والتحكم في التلوث على أساس المخاطر. فيما يلي دليل عملي يركز على التقنيات وخيارات التصميم والتحقق من الصحة والفروق الدقيقة التشغيلية التي تهم في إعدادات البحث المنظمة أو عالية المخاطر.

التقنيات الأساسية وأين تناسبها

ترشيح هيبا/أولبا

تُعد مرشحات الهواء الجسيمي عالية الكفاءة (HEPA، ≥99.97% عند 0.3 ميكرومتر) وهواء الاختراق المنخفض للغاية (ULPA، ≥99.999% عند 0.12 ميكرومتر) العمود الفقري لإمدادات غرف الأبحاث وإعادة تدوير الهواء. إنهم يلتقطون فعليًا الجسيمات والعديد من الهباء الجوي الحيوي. بالنسبة للمعالجة المعقمة (ISO 5/Grade A)، فإن محطة HEPA مع تدفق الهواء أحادي الاتجاه أمر شائع. لا يؤدي الترشيح إلى تعطيل نشاط الميكروبات؛ فهو يحتوي عليها، لذا فإن الأغطية المانعة للتسرب، واختبارات السلامة، وإجراءات تغيير الفلتر الآمنة ضرورية.

• الأفضل لـ: إمداد غرف الأبحاث بالهواء، وأغطية التدفق الصفحي، والعوازل.
• نقاط القوة: كفاءة إزالة مثبتة ويمكن التنبؤ بها؛ متوافق مع GMP.
• القيود: لا توجد خطوة قتل؛ يزداد انخفاض الضغط على مدى الحياة؛ يتطلب اختبار النزاهة الروتينية.

مبيد للجراثيم الأشعة فوق البنفسجية ج (254 نانومتر) داخل القناة وفي الغرفة العلوية

تعمل الأشعة فوق البنفسجية على تعطيل الكائنات الحية الدقيقة عن طريق إتلاف الأحماض النووية. في مجال الأدوية/البحث والتطوير، تُستخدم الأشعة فوق البنفسجية في قنوات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) لتقليل الأعداد القابلة للحياة على أسطح الملفات وداخل تيارات الهواء، أو كتركيبات في الغرفة العلوية لمعالجة الهواء في مناطق معينة غير خاضعة لممارسات التصنيع الجيدة. الجرعة (ملي جول/سم²)، ووقت التعرض، وسرعة الهواء تحدد الفعالية. يؤدي تقادم المصباح وتلوثه إلى تقليل الإنتاج، مما يجعل المراقبة الروتينية أمرًا حيويًا.

• الأفضل من أجل: تقليل الحمل الميكروبي داخل القناة؛ دعم الترشيح. غرف غير حرجة.
• نقاط القوة: التعطيل (القتل) بدلاً من الأسر؛ بصمة كيميائية منخفضة.
• القيود: التظليل. التوافق المادي هناك حاجة إلى أقفال أمان؛ أقل ملاءمة للصف A/B ما لم يتم التحقق من صحته.

الأكسدة المتقدمة والتحفيز الضوئي

تولد الأنظمة التي تجمع بين الأشعة فوق البنفسجية وأسطح التحفيز الضوئي (على سبيل المثال، TiO₂) أنواعًا تفاعلية يمكنها تعطيل نشاط الميكروبات وتحلل المركبات العضوية المتطايرة. في إعدادات الأدوية، يتم تقييمها بعناية للتأكد من تكوين المنتجات الثانوية (مثل الفورمالديهايد والأوزون) وتوافق المواد. يمكن أن تكون مفيدة في مختبرات BSL أو المناطق المساعدة حيث يكون التحكم المزدوج في الجسيمات والميكروبات مطلوبًا.

• الأفضل لـ: مختبرات الأبحاث، ودعم المناطق ذات مخاطر التلوث المختلطة.
• نقاط القوة: معالجة الهواء واسعة الطيف؛ الفوائد المشتركة للمركبات العضوية المتطايرة.
• القيود: التحقق من صحة المنتجات الثانوية؛ مطلوب مراجعة الامتثال؛ ليست أساسية عادةً في الأجنحة المعقمة.

بيروكسيد الهيدروجين الجاف (DHP) وأنظمة مرحلة البخار

تطلق بعض الأنظمة مؤكسدات منخفضة التركيز (على سبيل المثال، H₂O₂ الجاف) بشكل مستمر أو عبر دورات لتعطيل الميكروبات في المساحات المشغولة. يستخدم بيروكسيد الهيدروجين المبخر (VHP) على نطاق واسع لإزالة التلوث من الغرفة أو العازل ولكنه بشكل عام عبارة عن عملية مجمعة تتطلب الشغور والتهوية. يعد DHP المستمر أمرًا مثيرًا للجدل في مناطق GMP ويجب تبريره من خلال تقييم المخاطر وتقييم البقايا/السمية والمراقبة.

• الأفضل لـ: إزالة التلوث الطرفي (VHP)؛ تحديد مساحات البحث (DHP) مع الضوابط.
• نقاط القوة: قتل ميكروبي عالي المستوى؛ ثبت لدورات إزالة التلوث.
• القيود: قيود الإشغال (VHP)؛ التوافق المادي يختلف القبول التنظيمي.

الترسيب الكهروستاتيكي وتأين الهواء

تقوم المرسبات الكهروستاتيكية بشحن الجسيمات وجمعها على الألواح، مما يوفر انخفاضًا منخفضًا في الضغط. يدعي التأين ثنائي القطب أنه يكتل الجزيئات ويعطل نشاط الميكروبات. ومع ذلك، يمكن أن تكون النتائج غير متناسقة ويجب التحكم بإحكام في المنتجات الثانوية (الأوزون والجسيمات متناهية الصغر). في مناطق الأدوية الخاضعة للتنظيم، تكون هذه عادةً ثانوية أو يتم تجنبها ما لم يثبت التحقق القوي السلامة والفعالية.

• الأفضل لـ: مساحات الدعم غير التابعة لبرنامج الرصد العالمي (GMP)؛ زيادة الترشيح المسبق.
• نقاط القوة: طاقة أقل للإزالة؛ التحديثية ودية.
• القيود: فعالية متغيرة. المنتجات الثانوية المحتملة؛ تعقيد الصيانة.

تصميم أنظمة للامتثال والأداء

تتماشى مع المعايير والمخاطر

ابدأ بأهداف مكافحة التلوث المستمدة من مخاطر المنتج/العملية. متطلبات الخريطة لفئات غرف الأبحاث ISO 14644، والملحق 1 لبرنامج الرصد العالمي للاتحاد الأوروبي للتصنيع المعقم، وإرشادات السلامة الأحيائية ذات الصلة (على سبيل المثال، مستويات BSL). تحديد معدلات تغير الهواء المستهدفة، وشلالات الضغط، والفصل. وينبغي تبرير مزيج التكنولوجيا - HEPA كخط أساس، بالإضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية أو غيرها - من خلال تقييم المخاطر ومسارات التلوث.

مسائل هندسة تدفق الهواء

التدفق أحادي الاتجاه (الصفيحي) بمعدل 0.3-0.5 م/ث فوق المناطق الحرجة يقلل من الاضطراب وإعادة التدوير. بالنسبة للمناطق الخلفية، يحافظ التدفق المختلط المضطرب مع ACH الكافي وتدرجات الضغط الاتجاهي على النظافة. تجنب حدوث قصر في الدائرة بين العرض والمستخلصات؛ يعود التوازن لإبعاد الجزيئات عن أسطح العمل المهمة. تعد نمذجة CFD مفيدة للتخطيطات المعقدة أو الغرف كثيفة المعدات.

اعتبارات المواد والسطح

اختر مواد مجاري الهواء والغطاء المتوافقة مع طرق التعقيم وعوامل تنظيف غرف الأبحاث. يمكن أن تؤدي الأشعة فوق البنفسجية (UV-C) إلى تحلل بعض البوليمرات؛ المؤكسدات قد تآكل المعادن. تعتبر الأسطح الناعمة وغير المتساقطة والقابلة للتنظيف ضرورية لمنع توليد الجسيمات وإيواء الميكروبات. يجب أن تكون الأختام والحشيات متوافقة مع المطهرات، وإذا أمكن، مع دورات VHP.

المراقبة والضوابط

دمج مراقبة الجسيمات القابلة للتطبيق وغير القابلة للتطبيق، وأجهزة استشعار الضغط التفاضلي، وأدوات التحكم في درجة الحرارة/الرطوبة النسبية. بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية - C، تشمل مراقبة الإشعاع والتشابك؛ للمؤكسدات وأجهزة استشعار الغاز المستمر وأجهزة الإنذار. إنشاء حدود التنبيه/الإجراء والتسجيل الآلي لدعم إصدار الدفعة والتحقيقات.

خارطة طريق التحقق والتأهيل

DQ,IQ,OQ,PQ لأنظمة تعقيم الهواء

اتبع دورة حياة منظمة للتحقق من الصحة. يوثق مؤهل التصميم (DQ) الأساس المنطقي والمواصفات؛ يتحقق تأهيل التثبيت (IQ) من التثبيت الصحيح؛ يتحدى التأهيل التشغيلي (OQ) الأداء في ظل ظروف محددة (على سبيل المثال، تدفق الهواء، وجرعة الأشعة فوق البنفسجية، ومعدلات التسرب)؛ يوضح مؤهل الأداء (PQ) الأداء الروتيني في بيئة العملية الفعلية، بما في ذلك أخذ عينات هواء قابلة للتطبيق تتماشى مع المواقع القائمة على المخاطر.

اختبار الفعالية الميكروبية

بالنسبة لتقنيات التعطيل، استخدم كائنات التحدي الموحدة (على سبيل المثال، العاثيات، وجراثيم العصوية) والهباء الجوي المحدد. قياس التخفيضات في السجل بسرعات الهواء والرطوبة الواقعية. بالنسبة للترشيح، اعتمد على اختبارات السلامة (على سبيل المثال، DOP/PAO) وأعداد الجسيمات، مع استكمالها بمراقبة قابلة للحياة في PQ. معايير قبول الوثيقة والقوة الإحصائية لتجنب النتائج الغامضة.

تغيير التحكم وإعادة التحقق

تتطلب التغييرات في تدفق الهواء أو المعدات أو استخدام الغرفة تقييم التأثير وإعادة التأهيل المحتمل وتحديثات إجراءات التشغيل الموحدة. يجب أن تؤدي عمليات استبدال مصابيح الأشعة فوق البنفسجية، ومقايضة المرشح، والصيانة التي تؤثر على الأختام أو ملفات تعريف التدفق إلى تشغيل OQ/PQ جزئيًا على الأقل. استخدم اتجاهات بيانات المراقبة للكشف عن الانحراف والتخطيط للإجراءات الوقائية.

أفضل الممارسات التشغيلية في إعدادات الصيدلة والبحث

الصيانة والمعايرة

إنشاء إجراءات التشغيل الموحدة لاختبار سلامة المرشح (الأولي والدوري)، وتتبع انخفاض الضغط، والتحقق من مخرجات الأشعة فوق البنفسجية، ومعايرة المستشعر. حدد حدود الحياة بناءً على الأداء، وليس فقط العمر التقويمي. تدريب الفنيين على سلوك غرف الأبحاث لتجنب إدخال التلوث أثناء التدخلات.

التكامل مع إجراءات غرف الأبحاث

يعد تعقيم الهواء جزءًا من استراتيجية شاملة لمكافحة التلوث. يجب أن تتوافق أنظمة ارتداء الملابس والتنظيف/التطهير وتخطيط المعدات وتدفقات المواد/الأفراد مع أنماط تدفق الهواء. حتى أفضل التقنيات لا يمكنها التعويض عن تقنية التعقيم الضعيفة أو الممرات غير المغلقة.

اعتبارات الطاقة والاستدامة

ارتفاع ACH والترشيح يزيد من استخدام الطاقة. يمكنك تحسين الأداء من خلال التحكم في حجم الهواء المتغير (VAV) في الأوقات غير الحرجة، ومرشحات انخفاض الضغط المنخفض، واسترداد الحرارة. قم بتقييم سحب طاقة الأشعة فوق البنفسجية مقابل فوائد منع تلوث اللفائف. تأكد من أن تدابير الاستدامة لا تؤثر على مستويات ضمان العقم المعتمدة.

اختيار التقنيات: المقارنة في لمحة

يلخص هذا الجدول الاستخدام النموذجي ونقاط القوة والتحذيرات لدعم اختيار التكنولوجيا في البيئات المنظمة.

قائمة التحقق من التنفيذ

تساعد قائمة المراجعة المختصرة والموجهة نحو العمل على ترجمة هدف التصميم إلى أداء موثوق.

• تحديد أهداف مكافحة التلوث والمعايير المعمول بها.
• حدد الترشيح الأساسي (HEPA/ULPA) وقم بتقييم الحاجة إلى تقنيات القتل.
• نموذج تدفق الهواء والتحقق من التغطية للعمليات الحرجة.
• تحديد أجهزة استشعار الرصد (الجسيمات والميكروبات والضغط والجرعة/الغاز).
• التحقق من صحة الخطة (DQ/IQ/OQ/PQ) مع معايير قبول واضحة.
• إنشاء إجراءات التشغيل القياسية الخاصة بالصيانة والفواصل الزمنية لاستبدال دورة الحياة.
• تدريب الموظفين على التقنية المعقمة المتوافقة مع استراتيجية تدفق الهواء.
• تنفيذ التحكم في التغيير للتعديلات؛ بيانات أداء الاتجاه.

الوجبات السريعة الرئيسية لفرق فارما والبحث

يعد تعقيم الهواء في البيئات المنظمة والبحثية تحديًا لنظام الأنظمة: الجمع بين الترشيح المعتمد وتقنيات التعطيل المبررة بشكل مناسب، وتصميم تدفق الهواء لحماية العمليات الأكثر أهمية، ومراقبة ما يهم في الوقت الفعلي، والتعامل مع التحقق من الصحة كعملية حية. عند اختيار هذه التقنيات وتشغيلها بعناية، فإنها تقلل بشكل كبير من مخاطر التلوث دون إضافة تعقيدات أو أعباء تنظيمية لا مبرر لها