Wymagania regulacyjne stanowią, że pierwotne opakowania farmaceutyczne muszą być sterylne. Jedną z najczęściej stosowanych metod osiągania sterylności jest sterylizacja radiacyjna, ponieważ jest to proces powtarzalny i nie pozostawia żadnych pozostałości.
Wymagania dotyczące sterylności pierwotnych opakowań farmaceutycznych
Sterylizacja lub dekontaminacja opakowań jest niezbędna w wielu procesach produkcyjnych, aby zapewnić powtarzalne wyniki, a także jakość i bezpieczeństwo produktów końcowych. W przypadku pierwotnych opakowań farmaceutycznych obowiązują w tym zakresie szczególnie rygorystyczne wymagania. Sterylność jest definiowana zgodnie z normą DIN EN 556: za sterylne uznaje się wyłącznie taki opakowanie, w którym teoretyczne prawdopodobieństwo wystąpienia jednego żywego mikroorganizmu na jeden przedmiot nie przekracza 1 na 1 000 000.
Podczas gdy w przypadku opakowań spożywczych z punktu widzenia przepisów wystarczający jest stan o obniżonej liczbie mikroorganizmów, w odniesieniu do pierwotnych opakowań farmaceutycznych wymagana jest sterylność. Wynika to przede wszystkim z ich funkcji: opakowanie nie służy jedynie do zamknięcia produktu i ułatwienia jego transportu, ale jednocześnie musi chronić produkt przed czynnikami zewnętrznymi podczas przechowywania i użytkowania.
Pierwotne opakowanie farmaceutyczne ma ponadto zawsze bezpośredni kontakt z produktem leczniczym. Na przykład opakowania przeznaczone do płynnych lub wilgotnych postaci leków muszą być sterylne już przed napełnieniem, ponieważ wilgoć w zamkniętym systemie stwarza idealne warunki do rozwoju mikroorganizmów. Prawidłowo wysterylizowane opakowanie jest więc nie tylko wymogiem prawnym, ale także kluczowym warunkiem bezpieczeństwa pacjenta.
Zalety sterylizacji radiacyjnej opakowań
Do sterylizacji pierwotnych opakowań farmaceutycznych można zastosować różne metody i technologie. Do najczęściej stosowanych metod należą sterylizacja tlenkiem etylenu (ETO), a także sterylizacja za pomocą promieniowania beta (E-beam), promieniowania gamma lub promieniowania rentgenowskiego. Celem każdej metody sterylizacji jest zapobieganie namnażania się patogennych mikroorganizmów oraz ich skuteczne zniszczenie.
Sterylizacja za pomocą promieniowania jonizującego beta lub gamma należy do najpowszechniejszych metod, ponieważ oferuje wiele istotnych zalet. W przeciwieństwie do sterylizacji tlenkiem etylenu (ETO) jest to proces bezchemiczny, który nie pozostawia żadnych pozostałości na produkcie ani w produkcie, a jednocześnie nie powoduje istotnego wzrostu temperatury podczas przetwarzania. Dzięki możliwości precyzyjnego ustawienia dawki promieniowania, proces ten jest niezawodny i dobrze powtarzalny.
Jest on również stosunkowo szybki i łatwy do zintegrowania z istniejącymi procesami logistycznymi. W przypadku metody E-beam pojedyncze opakowania mogą być napromienione w ciągu kilku sekund. Napromienianie w urządzeniach gamma trwa kilka godzin, jednak często jest preferowane ze względu na wysoką zdolność penetracji promieniowania gamma, które przenika nawet przez całe palety lub kontenery o dużej gęstości pakowania.
Zarówno w akceleratorach elektronowych, jak i w instalacjach gamma napromieniany jest cały produkt, a nie tylko powierzchnia materiału opakowaniowego. Zapewnia to niezawodną sterylizację także wnętrza zamkniętych opakowań, co jest niezbędne w przypadku produktów napełnianych aseptycznie lub takich, do których nie mogą zostać wprowadzone obce mikroorganizmy. Skutecznie eliminowane są nie tylko wirusy i bakterie, takie jak salmonella czy E. coli, ale także zarodniki pleśni, które mają silniejszą ścianę komórkową i są na przykład odporne na promieniowanie UV-C.
Jak materiał wpływa na sterylizację pierwotnych opakowań farmaceutycznych
Wiele materiałów stosowanych do produkcji pierwotnych opakowań farmaceutycznych może być sterylizowanych przed napełnianiem w urządzeniu gamma lub akceleratorze elektronów. Są to na przykład ampułki, woreczki, butelki, pojemniki czy tuby. To, czy sterylizacja radiacyjna jest rzeczywiście odpowiednim wyborem, w dużej mierze zależy jednak od składu materiałowego danego produktu. Promieniowanie elektronowe i gamma może bowiem zmieniać właściwości materiałów, zwłaszcza wielu polimerów. Zakres tych zmian zależy zarówno od samego materiału, jak i od zastosowanej dawki promieniowania.
Wynika to z reakcji chemicznych wywołanych energią promieniowania, takich jak sieciowanie lub procesy degradacji. Tworzywa sztuczne, takie jak polietylen (PE) oraz kopolimery cykloolefinowe (COC lub COP), bardzo dobrze nadają się do tego typu sterylizacji. Inne materiały mają ograniczoną przydatność, ponieważ ich właściwości mogą się zmieniać – na przykład szkło może zmieniać zabarwienie pod wpływem napromieniania.
W przypadkach, gdy sterylizacja radiacyjna nie może być zastosowana ze względu na ograniczenia materiałowe, odpowiednią alternatywą jest sterylizacja tlenkiem etylenu. Sterylizacja ETO to proces chemiczny, w którym kluczową rolę odgrywa wiele parametrów, takich jak stężenie gazu, wilgotność, temperatura oraz czas dyfuzji. Metoda ta nie nadaje się jednak do substancji proszkowych, produktów wrażliwych na wilgoć ani wyrobów pakowanych w opakowania gazoszczelne. Ponadto obejmuje kilkudniową fazę odpowietrzania, co oznacza, że produkty nie mogą być wprowadzone do obrotu bezpośrednio po procesie.
Przegląd powszechnie stosowanych polimerów oraz ich odporności na napromienianie można znaleźć tutaj: www.bgs.eu/en/radiation-sterilization/
Napromienianie w opakowaniu transportowym
Ze względu na to, że napromienianie wymaga specjalistycznego wyposażenia technologicznego, wysokich standardów bezpieczeństwa oraz spełnienia rygorystycznych wymagań regulacyjnych, producenci zazwyczaj powierzają sterylizację swoich produktów wyspecjalizowanym dostawcom zewnętrznym. Na przykładzie plastikowego dozownika do sprayu do nosa można zilustrować podstawową zasadę procesu napromieniania, realizowanego przez firmy takie jak BGS Beta-Gamma-Service.
Producent dostarcza kompletny system lub jego poszczególne elementy – pustą butelkę, rozpylacz i zamknięcie. Po dostarczeniu do usługodawcy produkty są przetwarzane bezpośrednio w opakowaniu transportowym. Nie są rozpakowywane ani przepakowywane. Bezpośrednio po napromienianiu przechodzą kontrolę jakości, a następnie są zwalniane do wysyłki. Produkty, bez jakichkolwiek zmian zewnętrznych, są odsyłane do producenta sprayu do nosa w celu dalszego przetwarzania. Dzięki temu sterylizacja radiacyjna jest dobrze planowalna i odpowiednia także dla wrażliwych czasowo łańcuchów dostaw.
Walidacja sterylizacji radiacyjnej opakowań farmaceutycznych w trzech krokach
Sam proces napromieniania poprzedza kompleksowy proces walidacji. Klient i dostawca usługi ściśle ze sobą współpracują w celu oceny przydatności sterylizacji radiacyjnej dla konkretnego produktu. Proces ten dzieli się na trzy części: walidację mikrobiologiczną, dozymetryczną oraz specyficzną dla danego zastosowania.
Oprócz określenia obciążenia mikrobiologicznego oraz dawki sterylizacyjnej niezbędnej do przekształcenia produktu niesterylnego w sterylny, kluczowym aspektem jest również ustalenie rozkładu dawki. Nie zależy ona wyłącznie od samego produktu, ale także od jego konfiguracji, dlatego zawsze odnosi się do konkretnego układu, na przykład sprayów do nosa w opakowaniu. Równie istotna jest ocena wpływu napromieniania na właściwości i funkcjonalność materiału.
Po skonfigurowaniu procesu i zdefiniowaniu szczegółów, takich jak gęstość pakowania, materiał opakowaniowy, wymiary kartonu oraz orientacja produktu, powstaje w pełni powtarzalny proces i można rozpocząć rutynowe napromienianie. Oznacza to jednak również, że w przypadku późniejszych zmian produktu lub procesu jego wytwarzania producent musi je ponownie ocenić, a wybrana procedura może wymagać ponownej walidacji.
Gdzie stosuje się sterylizację promieniowaniem
Promieniowanie beta i gamma nie są używane wyłącznie do sterylizacji pierwotnych opakowań farmaceutycznych. Redukcja mikrobiologiczna zapewniająca powtarzalne wyniki i bezpieczeństwo produktów końcowych jest potrzebna, a w niektórych przypadkach również prawnie wymagana, także w przypadku opakowań do żywności, pasz oraz produktów higieny osobistej, w celu zapewnienia ochrony konsumenta.
Jeżeli konieczna jest sterylizacja lub redukcja mikrobiologiczna szerokiego portfolio produktów, stosuje się tzw. klasy procesowe. Do jednej klasy procesowej zalicza się pozycje, które mogą być napromieniane w tych samych warunkach. Zaletą tego podejścia jest to, że dla kolejnych produktów nie jest już konieczna ponowna kwalifikacja, o ile mieszczą się one w istniejącej klasie procesowej.
Więcej informacji na temat sterylizacji radiacyjnej materiałów opakowaniowych firmy BGS można znaleźć tutaj: www.bgs.eu/en/radiation-sterilization/packaging-material/
