Injecteerbare geneesmiddelen of implanteerbare medische hulpmiddelen die besmet zijn met endotoxinen kunnen een zeer ernstige reactie bij de patiënt veroorzaken.

Endotoxinebesmetting van partijen injecteerbare oplossingen of implantaten kan ook aanzienlijke financiële gevolgen hebben voor de fabrikant.

Het monitoren van endotoxineverontreiniging op steriele nitrilhandschoenen en latexhandschoenen cleanroom is daarom een ​​belangrijk aandachtspunt in kritische omgevingen, waaronder de industrie voor implanteerbare medische hulpmiddelen en de farmaceutische industrie.

 

Wat zijn bacteriële endotoxinen en wat is hun impact?

Wat zijn bacteriële endotoxinen?

Endotoxinen, ook wel lipopolysacchariden (LPS) genoemd, zijn fragmenten van het buitenmembraan van gramnegatieve bacteriën (bij gebruik van de gramkleuringstechniek kleuren gramnegatieve bacteriën roze, terwijl grampositieve bacteriën paars kleuren). Enkele voorbeelden van gramnegatieve bacteriën zijn E. coli, Salmonella, Legionella, Neisseria, enzovoort.

 

Figuur 1 – Celwand van grampositieve en gramnegatieve bacteriën

 

Gramnegatieve bacteriën komen overal in het milieu voor (in water, verwarmingssystemen, het spijsverteringskanaal en ontlasting, enz.) en daarom kan de aanwezigheid van endotoxinen een zeer hoog risico vormen. Endotoxinemoleculen komen vrij tijdens lysis (de vernietiging van het celmembraan onder invloed van fysische, chemische of biologische factoren).

Wat zijn de gevolgen van endotoxinebesmetting?

De biologische samenstelling van endotoxinen beïnvloedt het immuunsysteem van mens en dier en kan een allergische reactie veroorzaken. Daardoor kunnen ze leiden tot relatief sterke ontstekingsreacties. Ze kunnen ook ernstige infecties veroorzaken bij verzwakte (immuungecompromitteerde), jonge (premature baby's) of oudere patiënten.

De meest voorkomende reactie is koorts. Daarom worden gramnegatieve endotoxinen beschouwd als "pyrogenen", oftewel moleculen die een verhoging van de lichaamstemperatuur veroorzaken door het immuunsysteem te activeren.

Endotoxinen kunnen bij inademing ook acuut respiratoir distresssyndroom (ARDS) veroorzaken. Na injectie kunnen endotoxinen, wanneer ze in grote hoeveelheden in de bloedbaan terechtkomen, leiden tot diffuse intravasculaire stolling of zelfs septische shock.

In kritische omgevingen zoals de farmaceutische industrie is endotoxinebewaking essentieel. Dit geldt met name voor de productie van farmaceutisch water (gezuiverd water), de fabricage van parenterale en injecteerbare geneesmiddelen (infusievloeistoffen, dialysevloeistoffen, enz.) en implanteerbare medische hulpmiddelen.

 

Het verlagen van endotoxinegehaltes op cleanroom

Het is bekend dat endotoxinen de meest voorkomende bron van pyrogenen zijn in geneesmiddelen en medische hulpmiddelen.

Endotoxinen zijn membraanresten van gramnegatieve bacteriën. Deze bacteriën zijn levensvatbaar en komen in grote aantallen voor in het milieu. Bovendien zijn endotoxinen zeer resistent tegen desinfectie- of sterilisatieprocessen, waaronder gammastraling.

Daarom moet de microbiële belasting van nitril- en latexhandschoenen vóór sterilisatie zoveel mogelijk worden beperkt.

Bioburden is de concentratie van alle soorten levensvatbare micro-organismen op een oppervlak of in een apparaat. Deze bioburden is hoofdzakelijk afkomstig van:

• Grondstoffen die tijdens het productieproces worden gebruikt (waaronder farmaceutisch water).
• Medewerkers die betrokken zijn bij het productieproces.
• Reinigings- en verpakkingswerkzaamheden van geproduceerde producten.

De detectie en kwantificering van microbiële besmetting op steriele handschoenen SHIELD Scientific wordt uitgevoerd door een externe organisatie en conform ISO 11737-1. Dit is een essentieel onderdeel van het kwaliteitscontroleproces van SHIELD Scientific.

Daarom moeten alle grondstoffen, verpakkingen en beschermingsmiddelen die gebruikt worden bij de productie van geneesmiddelen of implanteerbare medische hulpmiddelen voldoen aan de gezondheidseisen, niet alleen wat betreft steriliteit, maar ook wat betreft pyrogeniteit.

Steriliteit: Om een ​​steriliteitsborgingsniveau (SAL) van 10⁻⁶ te garanderen (conform de eisen van de Europese Farmacopee) moeten handschoenen een microbiologische validatie ondergaan volgens ISO 11137-2:2015 (Sterilisatie van producten voor de gezondheidszorg – Straling – Deel 2: Vaststellen van de sterilisatiedosis).

 

Afbeelding 2 – SHIELDskin XTREME™ steriele handschoenen PE-zak met sterilisatie-indicator

Apyrogeniteit: Depyrogenatie kan op vele manieren plaatsvinden:

• Spoelen met water voor injecties (WFI) of ander hoogwaardig water, zoals gedemineraliseerd water.
• Droge warmtebehandeling door blootstelling aan hoge temperaturen.
• Vochtige warmtebehandeling door een combinatie van druk en waterstofperoxide (Waarschuwing: een autoclaaf vernietigt geen endotoxinen).
• Ultrafiltratie van endotoxinen op basis van hun moleculair gewicht.
• Vernietiging door ethyleenoxide.

 

Waarom is het belangrijk om de endotoxinegehaltes op steriele cleanroom te controleren?

De eis van steriliteit (geen levende micro-organismen aanwezig) en pyrogeniteit (afwezigheid van pyrogene moleculen zoals endotoxinen) is van cruciaal belang voor veel fabrikanten van geneesmiddelen en implanteerbare medische hulpmiddelen.

Om de risico's van endotoxinen zoveel mogelijk te beperken, moet besmetting daarom gedurende het gehele productieproces worden gecontroleerd, van grondstoffen tot eindproducten, inclusief de beschermende uitrusting van de cleanroom .

immers rechtstreeks in contact komen met injecteerbare vloeistoffen of de bijbehorende verpakkingen, en met implanteerbare medische hulpmiddelen. Handschoenen vormen daarom een ​​potentiële bron van besmetting.

 

Afbeelding 3 – Vulmachinenaald vervangen door een operator die een dubbel paar steriele SHIELD Scientific handschoenen draagt

 

Standaard nitril- en latexhandschoenen voor eenmalig gebruik ondergaan minimale behandeling nadat ze zijn gedompeld en gedroogd. Het reinheidsniveau van de handschoenen is daarom mogelijk niet acceptabel voor cleanroom . Het is ook belangrijk om te weten dat handschoenen een hoge concentratie gramnegatieve bacteriën kunnen bevatten. Zelfs steriele cleanroom , die doorgaans worden gechloreerd en gewassen met gezuiverd water, bieden vaak geen garantie wat betreft endotoxinegehalte.

Omdat deeltjes endotoxinen kunnen overbrengen, kan het kiezen van handschoenen met een gegarandeerd laag deeltjesgehalte bijdragen aan een betere strategie ter bestrijding van besmettingen.

Daarom kan het een oplossing zijn om handschoenen te kiezen met een lage endotoxineclaim (<20 EU/paar zoals gedefinieerd in EN 455-3:2015) en, nog beter, die per batch op endotoxinen zijn getest.

 

Hoe wordt het endotoxinegehalte van steriele cleanroom gecontroleerd?

Regelgevingskader met betrekking tot endotoxineverontreiniging van steriele handschoenen

Bijlage 1 van de GMP-richtlijnen van de Europese Unie is een van de belangrijkste documenten die de productie en kwaliteitscontrole van geneesmiddelen regelen. Dit document bevat richtlijnen voor kwaliteitsrisicobeheer. In het bijzonder schrijft bijlage 1 van de nieuwe GMP-richtlijnen voor dat microbiële, deeltjes- en endotoxine-/pyrogeenverontreiniging van eindproducten moet worden vermeden. Steriele cleanroom moeten daarom worden geïntegreerd in het kwaliteitsrisicobeheer (QRM).

De EN 455-3:2015 (Medische wegwerphandschoenen – Deel 3: Eisen en tests voor biologische evaluatie) vereist dat fabrikanten van steriele wegwerphandschoenen de endotoxineverontreiniging van de handschoenen controleren. De testmethoden moeten voldoen aan de eisen van de Europese Farmacopee, Monografie 2.6.14.

De hoefijzerkrab wordt gebruikt om endotoxinen op te sporen

De meest gebruikte en erkende methode voor het meten van het gehalte aan bacteriële endotoxinen op steriele cleanroom is de methode met behulp van Limulus Amebocyte Lysate (LAL).

De hoefijzerkrab is een oeroud marien geleed dier dat de bijzondere eigenschap heeft blauw bloed te hebben (of liever hemolymfe in het geval van een ongewerveld dier).

 

Afbeelding 4 – Hoefijzerkrab - Limulus polyphemus

 

Deze hemolymfe bevat amebocyten met een ovale vorm, die deze vorm verliezen en samenklonteren tot een bloedstolsel in aanwezigheid van endotoxinen. Deze stolling van het bloed van de hoefijzerkrab vormt de basis voor de verschillende testmethoden voor het bepalen van endotoxinen.

Testmethoden voor het vaststellen van endotoxineverontreiniging van steriele handschoenen

Het buitenoppervlak van een paar handschoenen wordt eerst gedurende 40 tot 60 minuten bij een temperatuur tussen 37 °C en 40 °C onderworpen aan een extractie met 40 tot 50 ml endotoxinevrij water (LAL-water volgens de Europese Farmacopee). Het extract wordt vervolgens, indien nodig, gecentrifugeerd (2000 g gedurende 15 minuten) om de deeltjes te verwijderen. Daarna wordt het afgegoten en direct onderworpen aan een endotoxinetest.

Er zijn 3 belangrijke methoden voor het testen op bacteriële endotoxinen met behulp van Limulus Amebocyte Lysate:

• Gel-stolseltest (een "kwalitatieve" test = kan de aanwezigheid van endotoxinen detecteren, maar zonder de hoeveelheid nauwkeurig te kunnen bepalen): vorming van een gel ("stolsel") na het mengen van het extract en het LAL-middel.
• Kinetische turbidimetrietest (een "kwantitatieve" test = maakt het mogelijk om de aanwezigheid van endotoxinen te detecteren en de hoeveelheid te bepalen): ontwikkeling van troebelheid na menging met het LAL-reagens.
• Chromogene test (een “kwantitatieve” test = maakt het mogelijk om de aanwezigheid van endotoxinen op te sporen en de hoeveelheid te bepalen): ontwikkeling van een kleur na menging met het LAL-reagens.

De testuitslag wordt weergegeven in endotoxine-eenheden (EU) per paar handschoenen.

Volgens EN 455-3:2015 mogen handschoenen het label "laag endotoxinegehalte" dragen als ze een endotoxinegehalte van maximaal 20 EU per paar handschoenen bevatten.

 

SHIELD Scientific steriele handschoenen met een laag endotoxinegehalte voor kritische omgevingen

Om het risico op bepaalde complicaties bij patiënten te beperken, moet ervoor worden gezorgd dat er steriele handschoenen van goede kwaliteit met een laag endotoxinegehalte worden gebruikt.

Als onderdeel van een algehele strategie voor contaminatiebeheersing en kwaliteitsrisicomanagement (QRM) kan het nuttig zijn om na te denken over de handschoenkeuze en hoe dit van toepassing is op uw kritische omgeving.

Daarom heeft SHIELD Scientific een reeks nitril- en latex cleanroom ontwikkeld die verschillende reinheidsniveaus bieden, direct gerelateerd aan de hoeveelheid wasbeurten met gedemineraliseerd water. Voor deze reeks wegwerphandschoenen geldt een eenvoudige classificatie:

DI: Handschoenen, eenmaal gewassen in gedemineraliseerd water voor basisverontreinigingsbeheersing en een specificatie voor het deeltjesgehalte van < 3.000 per cm² > 0,5 μm.
DI+: Handschoenen, driemaal gewassen in gedemineraliseerd water voor hoge verontreinigingsbeheersing en een specificatie voor het deeltjesgehalte van < 1.200 per cm² > 0,5 μm.
DI++: Handschoenen, meermaals gewassen in gedemineraliseerd water voor extreme verontreinigingsbeheersing en een specificatie voor het deeltjesgehalte van < 850 per cm² > 0,5 μm.

Alle SHIELDskin XTREME™ steriele handschoenen van het merk zijn ontworpen om te voldoen aan de kwaliteitsnormen die vereist zijn door operators die werken volgens GMP, om zo het risico op besmetting te verminderen. Alle SHIELD Scientific cleanroom worden per batch getest om een ​​laag endotoxinegehalte van < 20 UE (Endotoxine Eenheid) per paar handschoenen en een Sterility Assurance Level (SAL) van 10-6 (door middel van gammastralingssterilisatie) aan te tonen.

Bij elke partij steriele nitril- en latex cleanroom van SHIELD Scientific wordt een bestralingscertificaat (Certificate of Irradiation, CoI) meegeleverd. Een conformiteitscertificaat (Certificate of Conformance, CoC) bevat batchspecifieke gegevens over de niveaus van deeltjes en endotoxinen.

 

Omdat het beheersen van endotoxineverontreiniging van cruciaal belang is in kritieke omgevingen, moet u niet langer wachten met het bestellen van monsters of het vragen van advies aan een SHIELD Scientific vertegenwoordiger.