Injicerbara läkemedel eller implanterbara medicintekniska produkter som är kontaminerade med endotoxiner kan orsaka en mycket allvarlig patientreaktion.

Endotoxinkontaminering av batcher av injicerbara lösningar eller implantat kan också få betydande ekonomiska konsekvenser för tillverkaren.

Därför är övervakning av endotoxinkontaminering på sterila nitrilhandskar och latexhandskar för renrum en viktig fråga för kritiska miljöer, inklusive industrin för implanterbara medicintekniska produkter och läkemedelsindustrin.

 

Vad är bakteriella endotoxiner och deras inverkan?

Vad är bakteriella endotoxiner?

Endotoxiner eller lipopolysackarider (LPS) är fragment från det yttre membranet hos gramnegativa bakterier (med gramfärgningstekniken producerar gramnegativa bakterier en rosa färg medan den är lila för grampositiva bakterier). Några exempel på gramnegativa bakterier är E. coli, Salmonella, Legionella, Neisseria etc.

 

Figur 1 – Cellvägg hos grampositiva och gramnegativa bakterier

 

Gramnegativa bakterier finns överallt i miljön (i vatten, värmesystem, matsmältningskanalen och avföring...) och därför kan närvaron av endotoxiner utgöra en mycket hög risk. Endotoxinmolekyler frigörs under lys (förstörelse av ett cellmembran under inverkan av ett fysiskt, kemiskt eller biologiskt agens).

Vilka är konsekvenserna av endotoxinkontaminering?

Endotoxiners biologiska sammansättning påverkar människors och djurs immunförsvar och kan orsaka allergiska reaktioner. Följaktligen kan de leda till relativt starka inflammatoriska reaktioner. De kan också leda till allvarliga infektioner hos försvagade (immunsvaga), unga (för tidigt födda barn) eller äldre patienter.

Den vanligaste reaktionen är feber. Det är därför gramnegativa endotoxiner anses vara "pyrogener", dvs. molekyler som utlöser en höjning av kroppstemperaturen genom att aktivera immunförsvaret.

Endotoxiner kan också orsaka akut respiratorisk distresssyndrom (ARDS) vid inandning. När endotoxiner kommer in i kroppen efter en injektion kan de orsaka disseminerad intravaskulär koagulation eller till och med septisk chock när en stor mängd når blodomloppet.

I kritiska miljöer, som inom läkemedelsindustrin, är endotoxinövervakning avgörande. Detta gäller särskilt vid produktion av vatten av farmaceutisk kvalitet (renat vatten), samt tillverkning av parenterala och injicerbara läkemedel (infusionsvätskor, dialysvätskor...) och implanterbara medicintekniska produkter.

 

Minska endotoxinnivåerna på renrumshandskar

Endotoxiner är kända för att vara den vanligaste källan till pyrogener i läkemedel och medicintekniska produkter.

Endotoxiner är membranrester från gramnegativa bakterier. De senare är livskraftiga och talrika i miljön. Dessutom är endotoxiner mycket resistenta mot desinfektions- eller steriliseringsprocesser, inklusive gammabestrålning.

Därför bör den biologiska belastningen från nitril- och latexhandskar begränsas så mycket som möjligt före sterilisering.

Biobörda är koncentrationen av alla typer av livskraftiga mikroorganismer på en yta eller i en apparat. Denna biobörda kommer huvudsakligen från:

• Råvaror som används under produktionsprocessen (inklusive vatten av farmaceutisk kvalitet).
• Operatörer involverade i tillverkningsprocessen.
• Rengöring och förpackning av tillverkade produkter.

Detektion och kvantifiering av mikrobiell kontaminering på SHIELD Scientific sterila handskar utförs av en extern organisation och i enlighet med ISO 11737-1. Det är en grundläggande del av SHIELD Scientifickvalitetskontrollprocess.

Således måste alla råvaror, förpackningar eller skyddsutrustning som används vid tillverkning av läkemedel eller implanterbara medicintekniska produkter uppfylla hälsokraven inte bara för sterilitet utan även pyrogenicitet.

Sterilitet: För att säkerställa en sterilitetsnivå (SAL) på 10–6 (i enlighet med kraven i Europeiska farmakopén) måste handskar genomgå mikrobiologisk validering i enlighet med ISO 11137-2:2015 (Sterilisering av hälsovårdsprodukter – Strålning – Del 2: Fastställande av steriliseringsdosen).

 

Figur 2 – SHIELDskin XTREME™ sterila handskar PE-påse med steriliseringsindikator

Apyrogenicitet: Depyrogenering kan göras på många sätt:

• Tvättning med vatten för injektionsvätskor (WFI) eller annat högkvalitativt vatten, såsom avjoniserat vatten.
• Torr värmebehandling genom exponering för höga temperaturer.
• Fuktig värmebehandling genom kombination av tryck och väteperoxid (Varning: en autoklav förstör inte endotoxiner).
• Ultrafiltrering av endotoxiner enligt deras molekylvikt.
• Förstöring av etylenoxid.

 

Varför är det viktigt att kontrollera endotoxinnivåerna på sterila renrumshandskar?

Sterilitetskravet (inga levande mikroorganismer) och pyrogenicitet (frånvaro av pyrogena molekyler som endotoxiner) är av största vikt för många tillverkare av läkemedel och implanterbara medicintekniska produkter.

För att begränsa riskerna med endotoxiner så mycket som möjligt bör kontaminering därför kontrolleras genom hela produktionsprocesserna, från råmaterial till färdiga produkter, inklusive skyddsutrustningen för renrumsoperatörerna.

Den handskförsedda handen kan vara i direkt kontakt med injicerbara lösningar eller deras behållare och implanterbara medicintekniska produkter. Handskar är därför potentiellt en källa till kontaminering.

 

Figur 3 – Nålbyte på fyllningsmaskin av en operatör som bär dubbla par sterila SHIELD Scientific -handskar

 

Standard engångshandskar av nitril och latex genomgår minimal behandling efter att de har slutfört doppnings- och torkningsstegen. Handskarnas renhetsnivå är därför eventuellt inte acceptabel för renrumsapplikationer. Det är också värt att notera att handskar kan vara kraftigt belastade med gramnegativa bakterier. Även sterila renrumshandskar, som vanligtvis kloreras och tvättas i renat vatten, har ofta ingen garanti när det gäller endotoxinnivåer.

Dessutom, eftersom partiklar kan överföra endotoxiner, kan val av handskar med en "garanterat låg nivå" av partiklar bidra till att stärka din strategi för kontamineringskontroll.

Därför kan det vara en lösning att välja handskar som har ett påstående om låg endotoxinhalt (<20 EU/par enligt definitionen i EN 455-3:2015) och, ännu hellre, som är batchtestade för endotoxiner.

 

Hur övervakas endotoxinhalten i sterila renrumshandskar?

Regelverk relaterat till endotoxinkontaminering av sterila handskar

Bilaga 1 till Europeiska unionens GMP är ett av de viktigaste dokumenten som styr tillverkning och kontroll av läkemedel. Detta dokument ger riktlinjer för kvalitetsriskhantering. I synnerhet specificerar bilaga I till de nya GMP:erna att mikrobiell, partikelformig och endotoxin/pyrogenkontaminering av slutprodukter måste undvikas. Sterila renrumshandskar måste därför integreras i kvalitetsriskhanteringen (QRM).

EN 455-3:2015 (Engångshandskar för medicinskt bruk – Del 3: Krav och tester för biologisk utvärdering) kräver att tillverkare av sterila engångshandskar kontrollerar endotoxinkontaminering av handskar. Testmetoderna ska uppfylla kraven i Europeiska farmakopén, monografi 2.6.14.

Hästskokrabban för att upptäcka endotoxiner

Den mest använda och erkända metoden för att mäta nivån av bakteriella endotoxiner på sterila renrumshandskar är den som använder Limulus Amebocyte Lysate (LAL).

Hästskokrabban är en marin leddjurs ursprungsbefolkning som har den säregenheten att ha blått blod (eller snarare en hemolymf när det gäller ett ryggradslöst djur).

 

Figur 4 – Hästskokrabba - Limulus polyphemus

 

Denna hemolymf innehåller amebocytceller med äggform, vilka förlorar denna form och aggregerar till en koagel i närvaro av endotoxiner. Denna koagulering av hästskokrabbblod är grunden för de olika testmetoderna för endotoxinbestämning.

Testmetoder för bestämning av endotoxinkontaminering av sterila handskar

Ytterytan på ett par handskar utsätts först för en extraktion med 40 till 50 ml endotoxinfritt vatten (LAL-vatten enligt Europeiska farmakopén) i 40 till 60 minuter vid en temperatur mellan 37 °C och 40 °C. Extraktet centrifugeras sedan, vid behov, (2 000 g i 15 minuter) för att avlägsna partiklarna. Det dekanteras sedan innan det omedelbart utsätts för ett endotoxintest.

Det finns tre huvudsakliga metoder för att testa bakteriella endotoxiner med Limulus Amebocyte Lysate:

• Gel-koageltest (Ett ”kvalitativt” test = kan detektera förekomsten av endotoxiner men utan att kunna exakt bestämma mängden): bildande av en gel (”koagel”) efter blandning av extraktet och LAL-medlet.
• Kinetiskt turbidimetritest (ett "kvantitativt" test = möjliggör detektion av närvaron av endotoxiner och bestämning av mängden): utveckling av turbiditet efter blandning med LAL-reagenset.
• Kromogent test (ett "kvantitativt" test = möjliggör detektion av närvaron av endotoxiner och bestämning av mängden): utveckling av en färg efter blandning med LAL-reagenset.

Testresultatet rapporteras i endotoxinenheter (EU) per par handskar.

EN 455-3:2015 anger att för att handskar ska märkas med "låg endotoxinhalt" måste de ha en gränsvärde för endotoxinhalt på 20 EU per par handskar.

 

SHIELD Scientific sterila handskar med låg endotoxinhalt för kritiska miljöer

För att begränsa risken för vissa komplikationer hos patienter bör man noga använda sterila handskar av god kvalitet med lågt endotoxininnehåll.

Som en del av en övergripande strategi för kontamineringskontroll och kvalitetsriskhantering (QRM) kan det vara bra att fundera över valet av handskar och hur detta gäller för din kritiska miljö.

Därför har SHIELD Scientific utvecklat en serie nitril- och latexhandskar för renrum som erbjuder olika renhetsnivåer direkt relaterade till mängden tvätt i avjoniserat vatten. För denna serie engångshandskar finns det en enkel klassificering:

DI: Handskar tvättade en gång i avjoniserat vatten för grundläggande kontamineringskontroll och en partikelnivåspecifikation < 3 000 per cm² > 0,5 μm.
DI+: Handskar tvättade tre gånger i avjoniserat vatten för hög kontamineringskontroll och en partikelnivåspecifikation < 1 200 per cm² > 0,5 μm.
DI++: Handskar tvättade flera gånger i avjoniserat vatten för extrem kontamineringskontroll och en partikelnivåspecifikation < 850 per cm² > 0,5 μm.

Alla SHIELDskin XTREME™ sterila handskar av märket är utformade för att uppfylla de kvalitetsstandarder som krävs av operatörer som arbetar enligt GMP för att minska risken för kontaminering. Alla SHIELD Scientific för renrum är batchtestade för att visa ett lågt endotoxininnehåll på < 20 UE (endotoxinenhet) per par handskar och en sterilitetsnivå (SAL) på 10⁻⁶ (genom gammastrålningssterilisering).

Ett bestrålningsintyg (CoI) medföljer varje sats av SHIELD Scientific sterila nitril- och latexrenrumshandskar. Ett intyg om överensstämmelse (CoC) ger satsspecifika uppgifter om partikel- och endotoxinnivåer.

 

Eftersom det är viktigt att kontrollera endotoxinföroreningar i kritiska miljöer, vänta inte längre med att beställa prover eller be om råd från en SHIELD Scientific säljrepresentant.