Avsnitt 3_Tillverkning Flashcards
Sterila läkemedel: Fysikalisk form hos sterila LM kan variera
Sterila läkemedel: Fysikalisk form hos sterila LM kan variera:
- Beredningar med varierande fysikalisk form
-Flytande: Lösningar och dispersa system (emulsioner, suspensioner): Innehåller olika typer av disepersa system. Flytande kallas en beredning, när den rinner vid inverkan av gravitations kraft.
-Halvfasta: Mjuka material. T.ex: krämer, geler och salvor
-Fasta - Vilken fysikalisk form en beredning har påverkar tillverkningen (serien av enhetsoperationer/processteg) och val av steriliseringsmetod
Halvfast och fasta LM är svårare att sterilisera. Flytande bredningar förblir svåra att starilisera om de innehåller känsliga grupper.
Sterilitet
Sterilitet
- Begreppet sterilitet: Absolut avsaknad av levande (Även avdödade) organismer (mikroorganismer, mikroorganismer förkommer ofta i LM beredningar, man ser sällan andra levande organismer i LM).
Uttrycket ”steril” brukar beteckna absolut frånvaro av liv, eller oförmåga att fortplanta sig.
- Vid tillverkning: Undvika kontamination (produktionshygien) och eliminera mikroorganismer.
- Eliminering av levande mikroorganismer vid tillverkning: Avdödning (inaktivering) och avskiljande (filtrering).
All steriliserings teknik handlar om att avdöda (inaktivera) och filtrera.
Alltid avsluta en tillverkning med att eliminera mikroorganismer, med inaktivering eller avdödning eller avskiljande.
Alla läkemedel för parenteral administrering, det vill säga för direkt införande in i kroppen genom huden, slemhinnor och skötsel av öppna sår, måste vara sterila. Även material som används vid tillverkning, förpackning och administrering av sterila beredningar och som därför kommer i kontakt med sterila läkemedel måste vara sterila. Det gäller t.ex. glasflaskor, ampuller, glasvialer, gummiproppar, plastpåsar och plastbehållare.
Avdödningskinetik
Avdödningskinetik
Första ordningens reaktion:
Nt = N0 * e^–kt
* N0 = Antal (koncentration) levande mikrober vid tiden 0
* Nt = Antal (koncentration) levande mikrober vid tiden t
* k= Inaktiveringskonstant (avdödningskonstant)
* t=tid
ln Nt = ln N0 - kt
log Nt = log N0 - (kt/2,303)
Avdödningskinetik följer en första ordningens reaktion:
y-axel = Log (Antal levande mikrober)
x-axel = Tid
I en logaritmisk form (log Nt = log N0 - (kt/2,303)), resulterar en räta linjens ekvation.
Ett kännetecken på en logaritmerad avdödningskurvan är att den fortsätter i oändlighet.
Man uppnår aldrig siffra noll, vet inte hur länge vi ska sterilisera:
När du arbetar med logaritmiska skala kan du inte nå noll eller negativa värden. Eftersom logaritmen av noll är odefinierad (log(0) är inte definierad i reella tal), och logaritmen av ett negativt tal är inte en realtal.
Detta innebär att när du använder logaritmisk skala för att studera avdödning av mikrober, kommer du att observera en minskning av antalet mikrober mot noll, men det nås aldrig exakt. Istället kommer det att avta till en mycket liten nivå som närmar sig noll, men aldrig helt når det på den logaritmiska skalan.
Steriliseringssäkerhet
Steriliseringssäkerhet
- SAL – Sterility Assurance Level (Ph Eur 5.1.1)
- Definieras som sannolikhet för kontamination = 10^-6, d.v.s. max 1 kontaminerad behållare av 1 miljon enheter. Steriliseringssäkerhet är sannolikheten att det efter steriliseringen fortfarande finns en produkt som är kontaminerad med 1 mikroorganism (dvs är icke-steril).
- Beräknas teoretiskt utifrån avdödningskinetik.
Med tanke på att med log form kan vi aldrig nå 0, har vi utvecklat SAL-värdet = 10^-6
Då man inte kan sterilisera i all oändlighet, måste man sätta ett visst mikrobiologiskt gränsvärde för att beräkna den steriliseringstid då man anser att produkten är steril ur ett sannolikhetsperspektiv. Man steriliserar därför tills man uppnår så kallad steriliseringssäkerhet eller ”sterility assurance level” (SAL).
Rekommenderade steriliseringsmetoder
Rekommenderade steriliseringsmetoder
- Ph Eur 5.1.1: Metoder för slutsterilisering av produkt i slutlig förpackning:
–Våt värme (ångsterilisering/autoklavering): referensbetingelser: 121C under 15 minuter: Genom denna metod steriliserar man beredningen i mättad vattenånga, kan göras via en referens betingelse. Denna betingelse visar att när man autoklaverar på detta sätt kan myndigheten godkänna det, Detta beror på att vid denna temperatur uppnår man ett högt tryck. Denna metod är bra när man har vatten i beredningen. Metoden bygger alltså på att man överför energi i form av värme till beredningen.
– Torr värme: referensbetingelser: 160C under 2 timmar: Vid sterilisering av olja eller fett, måste man utföra torr värme (Vid 160C Beror på att värme överföring är inte lika effektiv). I denna metod, bygger man på energi i form av värme för att slå ut mikroorganismer genom att påverka dess membran och strukturer. Torr värme används eftersom värmeöverföringen inte är lika effektiv som vid våt värme.
– Joniserande strålning: Oftast med Gamma strålning. Denna metod kräver specifika utrustningar. Är inte vanligt för LM, mest vanlig för förpackningen.
– Gasterilisering (kemisk behandling, etylenoxid): Denna kemisk behandling kan reagera med kritiska strukturer i en cell. Metoden fungerar aldrig vid sterilisering av LM, för att man inte vill få kemiska rester i sin beredning. Metoden används däremot för kläder produktion.
Alla ovan (Våt värme, Torr värme, Joniserande strålning och Gasterilisering) är avdödande / inaktiverande
– Membranfiltrering (sterilfiltrering): Filter med nominell porstorlek <= 0,22 mm: Metoden baseras på att man kan framställa filter (Med porstorlek), som är liten att mikroorganismer inte kan passera (0,2 mm). Ett filter med 0,22 mikrometer klassas som en sterilfilter.
Autoklavering
Autoklavering
- Inaktivering genom exponering mot mättad vattenånga: Man exponerar beredningen/material man vill autoklaver, med mättade vattenånga.
- Processvariabler: Ångtryck, temperatur (T), tid (t)
En kammare med mättad vattenånga.
Load: Det som ska autoklavers.
Kammare värms upp till 121C under 15 min, därefter sänker man temperaturen till att loadet kan svalna ner.
Avdödning sker även i lägre temperaturer, via successiv eliminering, därför brukar man inte ligga under 110C, då det kanske inte går för alla substanser som kanske är värmekänsliga att exponeras för 121 under 15 min. Därför 121C är den ideala temperaturen och 110C är den minsta temperaturen man accepterar.
Load: Load är det som ska steriliseras och placeras inuti autoklaven. Det kan vara olika typer av material och förpackningar som behöver steriliseras.
Uppvärmning: Temperaturen i autoklaven höjs till den önskade steriliseringstemperaturen, vanligtvis 121°C. Detta är den optimala temperaturen för att döda de flesta mikroorganismer effektivt.
Hålltid: Efter att den önskade temperaturen har nåtts, bibehålls den under en specifik tidsperiod, vanligtvis 15 minuter. Under denna tid tillåts ångan att penetrera loadet och avdöda mikroorganismerna.
Sänkning av temperaturen: Efter hålltiden sänks temperaturen gradvis för att tillåta att loadet kyls ner till en säker hanterbar nivå.
Det är viktigt att notera att avdödning kan inträffa vid lägre temperaturer än 121°C, men hålltiden och temperaturen är noga bestämda för att säkerställa fullständig avdödning av mikroorganismer och säkerhet för produkten.
Fördelen med autoklavering är att den är snabb och kan göras på plats i direkt anslutning till fyllning och försegling av parenterala produkter.
Nackdelen med autoklavering är att den inte är lämplig för mycket värmekänsliga produkter eller för material med dålig värmeledningsförmåga, t.ex. pulver som packas in i glasvialer utan vatten då detta inte tillåter att tillräcklig mängd värme penetrerar bulken. Vatten har bra värmeledningsförmåga och vattenånga innehåller mycket mer energi än torr luft.
F0-begreppet vid autoklavering
F0-begreppet vid autoklavering
- Beskriver processens avdödande förmåga (”dödlighet”)
- Mål: Utnyttja effekten av uppvärmning och avsvalning
- Beräknar avdödande förmåga per tidsenhet (vanligen minut)
- Översätt avdödande förmåga till ekvivalenta minuter vid referensbetingelser
När man sänker temperatur (Alltså vid lägre temperatur än referens temperatur 121C), sker inaktiveringen av mikroorganismer långsammare, samt långsammare avdödning, men man kan korta process tiden.
För att kompensera för den långsammare inaktiveringen och avdödningen vid lägre temperaturer kan man öka exponeringstiden. Genom att förlänga processens tid vid en lägre temperatur kan man uppnå samma nivå av avdödning som vid den högre referenstemperaturen.
Autoklaveringsparametrar
Autoklaveringsparametrar
- T: Temperatur (C)
- t: Steriliseringstid (min)
** IF: Inaktiveringsfaktor = N0/Nt (Ingen enhet): Anger relation mellan start- och slutvärde. **
** nD: Antalet decimalreduktioner (Ingen enhet), dvs nD = log (N0/Nt) alt nD = t/DT **
- DT: Decimalreduktionstid vid temperaturen T (min): D-värdet representerar den tid (eller den strålningsdos) som behövs för att minska antalet mikroorganismer med 1-logaritm, eller med 90%, (tex från 100 till 10).
** LT: Relativ avdödningseffekt (Ingen enhet), dvs LT = D121 / DT innebärande att LT kan beräknas som 10^–(121,1-T)/Z **
- F0: Total avdödningseffekt (min), dvs F0 = Summa LT (D121C * nD)
- Z: Decimeringstidens temperaturberoende (C), anger antal grader som krävs för att ändra decimalreduktionstiden 10 gånger (1 log-enhet)
** t: Steriliseringstid (min) t = F0 / 10^–(121,1-T)/Z**
Beräkning F0
Beräkning F0
* Använder sig av:
- DT: Decimalreduktionstid (min)
- Z: Decimalreduktionstidens temperaturberoende (C)
Med:
Log N = Antal mikroorganismer i y-axel
t = Tid i x-axel
Kan vi räkna ut DT:
För att beräkna DT används data från en avdödningsexperiment där antalet mikroorganismer (N) mäts över tid vid en konstant temperatur. Ju längre tid det tar för antalet mikroorganismer att minska med en logaritmisk faktor, desto längre är DT.
Med:
DT = Decimalreduktionstid i y-axel
Temp = i x-axel
Kan vi räkna ut Z:
Z-värdet representerar det temperaturberoende för DT, det vill säga hur mycket DT ändras med en grad Celsius temperaturförändring. För att beräkna Z-värdet används data från flera avdödningsexperiment vid olika temperaturer.
Använd linjär regression för att passa en linje genom datapunkterna. Linjens lutning representerar Z-värdet. Z-värdet representerar hur mycket DT ändras med en grad Celsius temperaturförändring.
Om man vill veta hur olika mikroorganismer drabbas av en temperaturökning, kan man plotta
en semilogaritmisk graf med 10-logaritmen av DT-värdet på Y-axeln och motsvarande
temperaturer på X-axeln. Den temperaturökning som behövs för att förkorta DT-värdet med
1-logaritm (för 10-gångers reduktion av D-värde, tex från 100 min till 10 min) kallas Z-värde
(°C).
Exempel på D- och Z-värden
Exempel på D- och Z-värden
Z-värde: Uttrycker hur mycket D-värde ändras med temperatur.
Om man ändrar Z-värde ändras D-värde 10 ggr. Om Z-värdet ändras, kommer även D-värdet att ändras i motsatt riktning. Om Z-värdet ökar, kommer D-värdet att minska, och vice versa.
Med minskade temperatur, ökar D för att mindre antal mikroorganismer dödar med minskad temperatur. Om temperaturen minskar, resulterar detta vanligtvis i att D-värdet ökar. Detta beror på att en lägre temperatur skapar en mindre gynnsam miljö för avdödning av mikroorganismer. På grund av detta tar det längre tid (eller mer exponeringstid) att avdöda samma mängd mikroorganismer vid en lägre temperatur jämfört med en högre temperatur.
Vid högre temperaturer dör mikroorganismer snabbare, därför minskar D-värde med ökande steriliseringstemperatur.
Högre D —> svårare att avdöda mikroorganismen.
Ett högre D-värde indikerar att det krävs längre exponeringstid vid en given temperatur för att avdöda samma mängd mikroorganismer. Detta innebär att mikroorganismen är mer motståndskraftig mot avdödning vid den specifika temperaturen.
OBS! Geobacillus stearotherrmophilus är en strikt och värme tålig bakterie.
Beräkning av F0
Beräkning av F0
* Partiellt FT-värde (relativ avdödningseffekt = 10^–(121,1-T)/Z: 10 i nämnare är Z-värdet
* F0 = Summan av FT-värden
Om man sänker temperatur —> FT sjunker, alltså sämre avdödande effekt
Rekommenderade temperatur är 121C under 15 min, om detta gäller får vi F0 = 15min
Men om vi har 115C eller 110C, gå vi en mindre kraftig lutning på N-Tid diagram
Detta syftet till att ha en mindre period att autoklavera.
När du använder lägre temperaturer, såsom 115°C eller 110°C, kommer kurvan som representerar avdödningen av mikroorganismer över tid att ha en mindre brant lutning på N-Tid-diagrammet. Detta beror på att lägre temperaturer kräver längre exponeringstid för att avdöda samma mängd mikroorganismer jämfört med högre temperaturer.
Validering autoklavering
Validering autoklavering
- Validering: Säkerställa att processen har erfordrad effektivitet (För att säkerställa att avdödande förmåga är effektiv)
Görs på 3 olika sätt:
– Kemisk: Används i laboratorium autoklavring, förändrar färg när den är auto (Så att man vet):
Dessa kemiska indikatorer ger en visuell indikation på att processen har utförts korrekt, men de ger inte information om effektiviteten av avdödningen av mikroorganismer.
– Fysikalisk (temperatur, tryck): Givare som mäter dessa parametrar. Fysikalisk validering innebär användning av sensorer eller givare för att övervaka och registrera fysikaliska parametrar som temperatur och tryck under steriliseringsprocessen. Detta kan göras genom att placera sensorer i autoklaven för att mäta och registrera temperatur och tryck i realtid under hela processen.
– Biologisk (ex. sporer av Geobacillus stearothermophilus): Man har strikt tåla mikroorganismer som tål värme, där man för in dem i autoklaven och odlar dem och se till om mikroorganismerna växer eller ej efter processen. De ska inte växa om auto har gått bra. Efter steriliseringsprocessen undersöks sporer för att se om de har överlevt eller avdödats. Om sporer avdödas under processen anses steriliseringen vara effektiv.
Fysikalisk- och biologisk validering görs regelbundet i industrier.
Filtrering: Avskilja mikroorganismer
Filtrering: Avskilja mikroorganismer
- Minskning av biobelastning genom eliminering av levande och döda mikroorganismer
- Vid hög biobelastning: Flera filtreringssteg kan användas (prefiltrering och membranfiltrering): Vid höga nivåer av mikroorganismer kan en enda filtreringsprocess vara otillräcklig. I sådana fall kan flera filtreringssteg användas för att gradvis avlägsna mikroorganismer. Detta kan inkludera prefiltrering för att avlägsna större partiklar och sedan efterföljande membranfiltrering för att avlägsna mindre mikroorganismer.
- Sterilfiltrering genom mikroporöst membranfilter ska utgöra slutfiltrering (nominell porstorlek <= 0,22 mm): Sterilfiltrering används ofta som den sista processen för att uppnå sterilitet i en lösning. Det innebär användning av mikroporösa membranfilter med en nominell porstorlek på 0,22 µm eller mindre. Dessa filter tillåter passage av lösningsmedel och lösta kemikalier medan de effektivt avskiljer mikroorganismer, inklusive bakterier och virus, som är större än filterns porstorlek.
Membranfilter: Kallas för
Membranfilter: Kallas för absolutfilter.
- Absolutfilter (avskiljer vid väldefinierad storlek): Det är viktigt att få bort ALLA mikroorganismer med filtreringssteg, där man siktar bort dem: Absolutfilter är membranfilter som är konstruerade för att avskilja partiklar eller mikroorganismer vid en väldefinierad storlek. Dessa filter är utformade för att säkerställa att inga partiklar större än den specificerade storleken passerar genom filtret. Därav namnet “absolut” filter.
- Fungerar huvudsakligen genom ytfiltrering (”siktning” av mikroorganismer)
- Polymerfilter (ofta cellulosa-baserade) som ska kunna steriliseras (autoklaveras): Filtret i sig ska vara sterilt: Absolutfilter är ofta tillverkade av polymermaterial, inklusive cellulosa-baserade polymerer. Dessa material är utformade för att vara kompatibla med autoklavering, vilket möjliggör sterilisering av filtret för att säkerställa dess sterilitet innan användning.
Validering av filtrering sker genom 2 sätt:
Validering av filtrering sker genom 2 sätt:
- Fysikalisk (integritetstest, ex bubble-point och gasflödeshastighet): Mäter före och efter filtreringsoperation
Mindre porer —> Högre gastryck
-Integritetstest: Man vill ha ett helt filter som är intakt och rätt monterat. Detta test syftar till att säkerställa att filtret är helt, intakt och korrekt monterat före och efter filtreringsoperationen. Genom att utföra integritetstestet kan man upptäcka eventuella defekter eller skador på filtret som kan orsaka läckage eller ineffektiv filtrering.
-Bubble-point: Mäter gastryck som passerar. Detta test mäter det gastryck vid vilket gas börjar passera genom filtermembranet. Mindre porer kräver högre gastryck för att bilda bubblor och därmed indikerar högre gastryck på en mindre porstorlek.
-Gasflödeshastighet: Genom tränghet med stora porer. Detta test mäter gasflödeshastigheten genom filtret och används för att bedöma trängseln i filtermembranet. För filter med större porstorlekar är gasflödeshastigheten högre jämfört med filter med mindre porstorlekar. - Biologisk (filtrering av suspension av mikroorganismer, ex. Brevundimonas diminuta (0,2-0,9 um)): I närheten till 0,22 um som är kritisk. Genom att använda en suspension av mikroorganismer, vanligtvis Brevundimonas diminuta, vars storlek är nära 0,22 µm som är den kritiska porstorleken för sterilfiltrering. Genom att filtrera denna suspension och därefter odla mikroorganismer från filtratet kan man bedöma hur effektivt filtret är på att avskilja mikroorganismer av kritisk storlek.
