In un ciclo di decontaminazione di un isolatore (glove box) come si individuano le “worst case locations?”

Una delle fasi più critiche da svolgere nello studio ed ottimizzazione di un ciclo di bio-decontaminazione in un isolatore (o glove box), consiste nella ricerca delle cosiddette “worst case locations”.

Queste posizioni possono essere definite anche come le zone “più difficili da sterilizzare”.
Tale difficoltà può essere determinata sia dalla specifica conformazione dell’oggetto o superficie che dalla particolare ubicazione all’interno dell’ambiente confinato.
I fattori principali di cui si deve tener conto sono quindi essenzialmente i seguenti:

  • caratteristiche superficiali di forma (curvature, spigoli, punti di ristagno,…)
  • localizzazione (ad esempio zone poco esposte al flusso laminare o con poca circolazione d’aria e quindi di agente sterilizzante)
  • temperature locali non favorevoli rispetto ad alte posizioni (anche la differenza di alcuni gradi tra punti diversi può favorire o sfavorire la bio-decontaminabilità)
  • ventilazione del sistema (l’andamento reale del flusso di agente decontaminante attraverso la ventilazione ed i filtri, non garantisce una medesima condizione di esposizione e pertanto lo stesso risultato in termini di sterilizzazione).

Dal punto di vista operativo, il primo passo per la corretta determinazione delle “worst case locations” è quello di definire le condizioni estreme di carico dell’isolatore (minime e massime). Successivamente e per ogni tipologia di isolatore/RABs e di carico, occorre condurre quella che viene chiamata analisi CFD (Computational Fluid Dynamics analysis) e/o gli smoke test.
L’analisi CFD in particolare, è un’analisi agli elementi finiti, nata inizialmente nelle industrie automotive ed aerospaziale ma che ben si adatta anche a questo caso. Infatti, attraverso quest’analisi è possibile definire con ottima approssimazione i vari pattern dell’aria all’interno dell’isolatore. Fatto questo, le aree a minore portata d’aria (e quindi di agente sanitizzante) o a più sfavorevole temperatura, possono essere trovate, mappate e successivamente studiate attraverso l’uso di BIs e CIs.

Esempio di CFD per analisi termo-fluido dinamica

La fase successiva, al fine dell’ottimizzazione del processo di bio-decontaminazione, riguarda un processo condotto attraverso tecniche di risk analysis.
In particolare, le frequenze di insuccesso degli indicatori a seguito di ripetuti cicli di bio-decontaminazione, vengono valutate mediante la tecnica FTA (Fault Tree Analysis) che, attraverso la tipica descrizione ad albero delle varie cause di difettosità dipendenti da un evento scatenante iniziale, consente di:
identificare le cause del fallimento

  • restringere la mappatura ad i veri punti di reale “debolezza” del sistema (la criticità reale)
  • ottimizzare la fase di testing e di conseguenza il ciclo di bio-decontaminazione
  • suggerire/fornire spunti di re-design (design to safety)

Con questa metodologia, vengono anche presi in considerazione gli altri fattori che, oltre ai citati in apertura del presente articolo, possono influenzare l’efficacia dell’intero processo, come ad esempio:
posizione degli emettitori dell’agente sanificante (solitamente a monte dei filtri assoluti di ingresso per il flusso laminare)

  • sensibilità del sanificante alla temperatura
  • sensibilità del soil batterico alla temperatura
  • dipendenza dalla temperatura della efficienza di chilleraggio del sanificante nei confronti del bioburden locale

Conclusioni sull’approccio di Comecer

Data la complessità del problema, l’approccio di Comecer ad una efficace determinazione dei punti su cui basare e testare l’efficienza di un ciclo di bio-decontaminazione, è comunque basato e fondato su due punti cruciali che sempre sono stati sostenuti e che rappresentano parte del nostro patrimonio di know-how:

  • l’esperienza e sensibilità maturata e trasmessa negli anni dei tecnici e del personale qualificato alla convalida dei sistemi (oltre all’utilizzo di metodi scientifici)
  • la stretta collaborazione tra progettisti, tecnici di collaudo e reparto qualità

Nel primo caso l’esperienza guida innanzitutto nella localizzazione più rapida dei punti critici e nella loro correzione già nella prima fase progettuale. Una buona partenza, prima che gli strumenti di analisi avanzata, di simulazione e di valutazione possano intervenire e dare il loro contributo evidenziando punti di debolezza, consente di avere già una progettazione “pulita” e consapevole delle criticità.

Nel secondo caso è evidente il riferimento alla stretta e sinergica collaborazione tra i reparti. L’azienda nel suo complesso è unitamente orientata al risultato, in termini di qualità e sicurezza del prodotto. I vari e diversi enti necessariamente devono considerare che il problema è di tipo multidisciplinare. L’utilizzo di tecniche e soluzioni progettuali deve essere in accordo con le esigenze di chi convalida il processo, di chi lo analizza numericamente o svolge test di tipo chimico e biologico.

Questo approccio di estremo rigore ma al tempo stesso di apertura verso le numerose variabili che governano il processo, interseca esperienza, tecnologia e test sul campo e rappresenta tuttora il fattore di successo che contraddistingue un know how specialistico nell’interezza del processo asettico.

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