Sterilitetstestning är en process som måste utföras som en del av tillverkningen av sterila produkter för att säkerställa att de är fria från livskraftiga mikroorganismer som kan skada patienterna. Eftersom det inte går att testa innehållet i varenda flaska eller ampull som tillverkas tas ett antal prov som representerar hela batchen vid olika tidpunkter under påfyllningen. Dessa testas sedan avseende mikrobiell kontaminering.

Världshälsoorganisationen implementerade krav för sterilitetstestning 1973 och idag finns riktlinjer för hur sterilitetstestning utförs i flera farmakopéer från hela världen, däribland United States Pharmacopeia (USP) och Europeiska farmakopén (EP).

Internt eller externt

Tillverkare av sterila produkter har två alternativ när den här obligatoriska processen utförs – de kan utföra processen internt, i ett dedikerat labb för sterilitetstestning, eller outsourca den till en extern testningstjänst.

Outsourcing brukar vara mer gynnsamt för mindre tillverkare eftersom ett eget labb för sterilitetstestning kan vara dyrt att upprätta och även har höga driftskostnader.

Det finns dock nackdelar med att outsourca, som längre väntetider för testresultat, vilket leder till högre lagerkostnader, speciellt för produkter som behöver förvaras kallt. Många testtjänster debiterar även per test, vilket kan bli väldigt dyrt, särskilt för större tillverkare som producerar många produkter och därmed behöver utföra ett stort antal tester.

Slutligen har man mindre kontroll när sterilitetstestning outsourcas till tredje part, vilket i slutändan kan leda till onödig kassering av användbara produkter. Detta förklaras mer ingående i den här artikeln.

Metoder

Det finns två metoder för sterilitetstestning av produkter – membranfiltrering och direkt inokulering. Den vanligaste metoden är helt klart membranfiltrering, vilket innebär att flytande produkter passerar genom två behållare som var och en innehåller ett filter som kan fånga upp livskraftiga mikroorganismer. Sedan fylls de två behållarna med olika sorters odlingsmedium – ett för aeroba organismer och ett för anaeroba organismer. Direkt inokulering innebär att produkten istället placeras direkt i de två behållarna. Den här metoden används normalt för produkter som inte kan filtreras, som medicintekniska produkter. Båda metoderna innebär att behållarna sedan inkuberas vid lämplig temperatur i 14 dagar. Om det inte finns några tecken på tillväxt efter den här tiden anses testet godkänt och produkten kan släppas för leverans till patienter. Om någon av behållarna visar tecken på tillväxt (grumlighet) anses testet underkänt.

Underkänt test

Ett underkänt test kan få allvarliga konsekvenser för en läkemedelstillverkare eftersom det normalt leder till

• att produktbatchen som inte fick godkänt inte kan släppas och kan behöva kasseras
• att tillsynsmyndigheter blir inblandade
• tidskrävande utredningar
• att tillverkningen av ytterligare produkter stoppas medan utredningarna genomförs
• ytterligare rengöring och desinficering av tillverkningsutrymmen

Ett underkänt sterilitetstest leder i slutändan till ekonomiska förluster för tillverkaren och risken att patienterna blir utan sina läkemedel. Ett genuint underkänt test förhindrar att kontaminerade produkter administreras och eventuellt skadar en patient.

Men underkända sterilitetstest innebär inte alltid att produkten är kontaminerad.

Falska positiva resultat

Ett falskt positivt resultat kan uppstå när kontamineringen från en källa utanför själva produkten, som miljön eller operatören som utför testet, lyckas ta sig in i testet och ger upphov till ett underkänt resultat. Det visar att produkten är kontaminerad trots att den kanske är fri från mikroorganismer. När ett sterilitetstest underkänns är det tillverkaren som ansvarar för att bevisa att det underkända resultatet har uppstått på grund av kontaminering från operatören och/eller labbmiljön. I verkligheten är det väldigt svårt att bevisa detta, så ett falskt positivt resultat leder ofta till att säkra och effektiva produkter kasseras i onödan.

Miljö

För att minska risken för falska positiva resultat bör sterilitetstestningen utföras i en aseptisk miljö. Historiskt sett var den vanligaste metoden för att uppnå detta att utföra processen i ett biologiskt säkerhetsskåp (BSC) eller under en huv med laminärt luftflöde (LAF). Det innebär dock att processen fortfarande är öppen för miljön och operatören, och att det därmed fortfarande finns en risk för falska positiva resultat.

På senare tid har branschen börjat övergå till att använda isolatorer som skapar en fysisk barriär mellan operatören/miljön och testet, vilket minskar risken för falska positiva resultat markant.

Det är viktigt att tänka på att tillsynsmyndigheter och läkemedelskommittéer i hela världen har krav och rekommendationer vad gäller miljön där sterilitetstestning bör utföras.

Regelverk

I EU:s principer och riktlinjer för god tillverkningssed, bilaga 1: Tillverkning av steila läkemedel, avsnitt 10.6 fastställs att ”sterilitetstestning ska utföras under aseptiska förhållanden”. FDA:s vägledning för branschen angående sterila läkemedel tillverkade med aseptiska processer tar detta ett steg längre och fastställer i avsnitt XI att ”användningen av isolatorer för sterilitetstestning minimerar risken för falskt positiva testresultat”.

Dessutom tillhandahåller Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme (PIC/S) ett helt vägledningsdokument (PI 014-3) om isolatorer som används vid aseptisk bearbetning och sterilitetstestning.

Så även om det inte finns några strikta krav på att sterilitetstestning ska utföras i isolatorer medför det stora fördelar att göra det då det minskar risken för falska positiva resultat, som i förlängningen kan leda till ekonomiska förluster för produkttillverkarna och läkemedelsbrist för patienterna.

Vad är en isolator?

Enligt EU:s principer och riktlinjer för god tillverkningssed, bilaga 1, är en isolator ”en försluten enhet som kan utsättas för reproducerbar invändig biologisk dekontaminering med en intern arbetszon som uppfyller kraven på grad A och erbjuder kontinuerlig isolering av det invändiga utrymmet från den yttre miljön utan några kompromisser”. Isolatorer har flera funktioner för att bibehålla klass A-förhållanden och isolering från den yttre miljön, exempelvis:

• lufttäta/uppblåsbara tätningar på alla luckor
• spärrar som förhindrar att luckorna öppnas när aseptiska förhållanden har uppnåtts (efter biologisk dekontaminering)
• enkelriktade luftflöden på 0,36–0,45 m/s (för att följa riktvärdena i EU:s principer och riktlinjer för god tillverkningssed, bilaga 1)
• HEPA-filter för rengöring av inkommande luft
• positivt tryck
• separat läck-/trycktestning av inneslutna utrymmen och handskar
• miljöövervakningssystem för att bekräfta att miljön förblir aseptisk under användning
• larm för luftflöde och tryck
• ett system för biologisk dekontaminering som använder väteperoxid för att bidra till att inaktivera mikroorganismer på inneslutna ytor och inkommande material som behövs för testningsprocessen.

Fördelar med isolatorer

Isolatorer minskar främst risken för falska positiva resultat av sterilitetstestning, vilket kan spara tillverkare av sterila produkter miljoner genom att minimera onödig kassering av produkter. En sekundär fördel är att isolatorer även kan ge stora besparingar av driftskostnader. Till skillnad från BSC/LAF, som måste placeras i renrum av grad B, kan isolatorer för sterilitetstest placeras i renrum av den lägre graden D eftersom de är isolerade från omgivningen. Detta kan leda till stora besparingar till följd av:

• lägre energikostnader på grund av att ventileringssystemet kan ha lägre kapacitet
• lägre kostnader för förbrukningsvaror kopplade till rengöring och desinficering
• lägre personalkostnader (för rengöring och desinficering)
• mindre användning av skyddsutrustning
• mindre underhåll av renrummen
• större effektivitet för operatörer eftersom mindre användning av skyddsutrustning innebär att de kan arbeta under längre perioder.

En undersökning¹ kom faktiskt fram till att isolatorer kan minska driftskostnaderna för renrum med upp till 72 %. Trots fördelarna ovan är det viktigt att tänka på att isolatorer även medför vissa nackdelar jämfört med öppna LAF-/BSC-miljöer:

• De innebär normalt högre kostnader i uppstartsfasen och för utrustning. Detta kan dock kompenseras av besparingarna som uppnås via lägre renrumsgradering och den minskade risken för kassering av produkter.
• Operatörerna måste utföra sina uppgifter med handskar som sitter fast i ärmar, vilket kan vara krångligare än att använda handskbeklädda händer i en BSC/LAF och därmed leda till mindre effektivt arbete och en långsammare process. De behöver dock inte använda lika begränsande skyddsutrustning i renrum av grad D, vilket innebär att de kan arbeta under längre perioder och vara mer bekväma.
• Slutligen innebär den automatiserade biologiska dekontamineringen i en isolator en lägre arbetsbelastning på operatören än vad manuell desinficering i en BSC/LAF gör, men laddning och biologisk dekontaminering tar ofta längre tid, ibland flera timmar, vilket kan förlänga testningsprocessen eller kräva anpassning av arbetsmönster genom att isolatorn laddas så att den biologiska dekontamineringen utförs över natten och testprocessen kan påbörjas på morgonen. Det går dock att lösa problemet med långa cykeltider …

Modulära isolatorer

Ett av de största hindren vid övergång från BSC/LAF till en isolator är att bibehålla samma genomströmning, dvs. samma antal tester, på grund av den långa cykeln för biologisk dekontaminering. Men Ecolabs isolator Bioquell Qube löser det här problemet med hjälp av en modulär metod. Istället för en isolatorkammare, som innehåller allt material som behövs för en hel dag av testning och en efterföljande lång biologisk dekontamineringscykel, använder Bioquell Qube en princip med flera kammare där en liten kammare innehåller en liten mängd material för flera sterilitetstester och biologiska dekontamineringscykler. Dessa material förs sedan över till en intilliggande kammare där pumpen finns, den mellanliggande dörren stängs och medan testningen utförs i en kammare kontamineras materialen som behövs för nästa test biologiskt i den intilliggande kammaren. Med en liten kammare för biologisk dekontaminering och en relativt låg materialladdning kan man uppnå biologiska kontamineringscykler på så lite som 30 minuter (beroende på mängd och materialets absorptionsförmåga).

¹Costing a cleanroom per square foot, Cleanroom Technology, 28 februari 2018, https://www.cleanroomtechnology.com/news/article_page/Costing_a cleanroom_per_square_foot/139470