Стафилококки

Стафилококк попадает в воздух с поверхности кожи, а также при разговоре и кашле с выделениями слизистых оболочек верхних дыхатель­ных путей. Для воды бассейнов количество стафилококков является важ­ным показателем санитарного состояния воды. Стафилококки в воде вы­живают дольше, чем БГКП и энтерококки. Однако используют стафило­кокки в основном как СПМ воздуха закрытых помещений.

Превосходство этих бактерий как СПМ над стрептококками зак­лючается в более простой и быстрой индикации, неприхотливости к пи­тательным средам. Стафилококки обладают устойчивостью к различным физическим и химическим факторам, поэтому их можно использовать как СПМ воды в зонах рекреации и бассейнов.

Бактериофаги

В качестве СПМ предложено использовать бактериофаги кишечных бактерий (эшерихий, сальмонелл и шигелл). Кишечные фаги постоянно обнаруживают там, где есть бактерии, для которых они специфичны. Од­нако как показатели возможного присутствия патогенных бактерий они имеют определенные недостатки: 1) бактериофаги выживают в окружаю­щей среде дольше (8-9 мес.), чем соответствующие бактерии (4—5 мес.); 2) они способны существовать и на других видах бактерий.

Однако как показатели фекального загрязнения они имеют важное значение, поскольку выделяются из сточных вод с той же частотой, что и многие вирусы (коксаки, гепатита А, полиомиелита). Их устойчивость к дезинфектантам сопоставима с устойчивостью энтеропатогенных ви­русов. Обнаружить фаги можно, используя простые методы.

Показатели фекального и воздушно-капельного загрязнения исполь­зуются для оценки санитарного состояния производственной среды, сы­рья и продукции. Более подробно их значение для конкретных объектов и методы обнаружения рассматриваются в соответствующих разделах.

Санитарная микробиология воды

Вода является естественной средой обитания разнообразных мик­роорганизмов. В пресных и соленых водах выявляют представителей всех таксономических групп бактерий, многих простейших и грибов. На ка­чественный состав микробиоты существенное влияние имеет происхож­дение воды как среды обитания. Различают поверхностные (реки, озера, водохранилища, пруды и т. д.), подземные (почвенные, грунтовые, арте­зианские) и соленые (моря, озера) водоемы.

Микробиоту водоемов определяют аутохтонные (водные) и аллох- тонные (попадающие при загрязнении) микроорганизмы. Загрязнение водоемов может происходить при попадании сточных вод: промышлен­ных (особенно с предприятий пищевой промышленности), хозяйствен­но-фекальных, талых, ливневых. Аутохтонной микробиотой называют совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающих­ся в воде. Как правило, микробный состав воды напоминает микробиоту почвы, с которой она соприкасается. В состав водной микробиоты входят Micrococcus candicans, М. roseus, Sarcina lutea, Pseudomonas fluorescens, различные виды Proteus и Leptospira.

В незагрязненных водоемах выявляют Bacillus cereus, Вас. mycoides Chromobacterium, Clostridium. В воде часто обнаруживают цианобакте- рии, водные грибы, простейшие. Микроорганизмы воды принимают уча­стие в круговороте веществ, расщепляя органические соединения, обес­печивают питанием других обитателей водоемов.

В результате микробного загрязнения при попадании неочищенных городских отходов и стоков в воду могут проникать возбудители инфек­ционных заболеваний: холеры, брюшного тифа и паратифа А, В; лепто- спирозов, йерсиниозов, кампилобактериозов, туляремии, полиомиелита, гзпатита и др.

Вода не является благоприятной средой обитания патогенных мик­роорганизмов, приспособленных к организму человека и животных. По­этому происходит их постепенное отмирание и освобождение воды от контаминирующих микроорганизмов. Основным фактором очистки яв­ляется конкурентная деятельность сапротрофной микробиоты. В резуль­тате быстрого разложения органических веществ сапротрофами резко снижается численность микроорганизмов, особенно фекального проис­хождения. Способность к самоочищению обусловлена присутствием в воде постоянных видов, входящих в конкретный биоценоз.

По количеству микроорганизмов различают полисапробные (sapros - гниение), мезосапробные и олигосапробные зоны.

Полисапробные зоны (зоны сильного загрязнения) содержат боль­шое количество разлагающихся органических веществ и почти полнос­тью лишены кислорода. Количество бактерий до 10⁶ /мл. Видовой состав ограничен анаэробными бактериями, грибами, актиномицетами.

Мезосапробные зоны (умеренного загрязнения) характеризуются разнообразным качественным составом микроорганизмов; в основном это нитрифицирующие, облигатно анаэробные бактерии, а также Clostridium, Pseudomonas, Mycobacterium, Flavobacterium, Streptomyces и др. Общее количество - 10⁵ кл/мл.

Олигосапробные зоны (зоны чистой воды) характеризуются неболь­шим содержанием органических соединений и окончанием минерализа­ции. Количество бактерий 10-Ю³ кл/мл.

При санитарно-микробиологическом анализе воды определяют ко­личество жизнеспособных микроорганизмов в 1 л воды и количество са- нитарно-показательных микроорганизмов.

СПМ для воды являются общие колиформные и термотолерантные кишечные палочки, Clostridium perfringens, С. sporogenes и бактериофаги. При необходимости определяют фекальные энтерококки (Enterococcus faecalis).

В соответствии с Санитарными правилами и нормами 2.1.4.559-96 к воде центрального водоснабжения предъявляются следующие требова­ния: ОМЧ не более 50 кл/мл; не допускается в 100 мл присутствия общих колиформных и термотолерантных бактерий, а также колифагов; не до­пускается присутствия сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл и цист лямблий в 50 мл.

Санитарная микробиология почвы

Почва является главным резервуаром и естественной средой обита­ния микроорганизмов, принимающих участие в процессах формирова­ния и самоочищения почвы и в круговороте веществ в природе. Каче­ственный состав микробиоты почвы очень разнообразен и включает пре­имущественно спорообразующие бактерии, актиномицеты, спирохеты, архебактерии, простейшие, цианобактерии, грибы, вирусы, микоплазмы. Состав микробиоты сильно зависит от вида почвы, способов ее обработ­ки, содержания органических веществ, влажности, климатических усло­вий и других причин.

В песчаных почвах преобладают аэробные микроорганизмы, в гли­нистых-анаэробные. Наибольшее их число находится в прикорневой зоне растений, где компоненты микробного пейзажа, специфичные для каждо­го вида растений, образуют зону интенсивного размножения и повышен­ной активности (ризосферная зона).

Количество микроорганизмов в почве достигает нескольких милли­ардов в 1 г, больше всего в унавоженной почве (до 4,8-5,2 млрд/г), мень­ше в лесной почве, в песках (1,2-0,9 млрд/г).

На 1 гектаре почвы живая масса составляет 1000 кг. Распределение микроорганизмов неравномерно. Наиболее многообразна и многочисленна микробиота на глубине 10-20 см, где протекают биохимические процес­сы превращения органических веществ с участием микроорганизмов. В более глубоких слоях число микроорганизмов снижается.

В почву, как и в воду, вместе со сточными водами могут попадать представители нормальной микробиоты человека и животных, а также патогенные микроорганизмы. Как правило, они длительно не выживают в условиях окружающей среды. Однако многие бактерии, входящие в со­став нормальной микробиоты человека, могут включаться в биоценоз почвы, а отдельные виды остаются ее постоянными обитателями. В связи с этим бывает трудно разделить микробиоту почв на резидентную и вре­менно существующую. Для оценки роли почвы в возникновении инфек­ционных болезней необходимо знать возможную продолжительность со­хранения и размножения патогенных микробов в почве. В зависимости от срока жизни микроорганизмы, попадающие от человека, можно разделить на 3 группы.

1. Патогенные микроорганизмы, постоянно обитающие в почве, напри­мер, Clostridium botulinum. Попадая с фекалиями, могут неопреде­ленно долго сохраняться в почве.

2. Спорообразующие патогенные микроорганизмы, для которых почва является вторичным резервуаром. Попадают с фекалиями человека и животных, а также с трупами животных. При благоприятных ус­ловиях могут размножаться и сохраняться в виде спор длительное время.

3. Патогенные микроорганизмы, попадающие с выделениями челове­ка и животных и сохраняющиеся несколько недель или месяцев. В эту группу входят неспорообразующие бактерии, на сроки их со­хранения влияет антагонистическая активность микробиоты почвы. Санитарно-микробиологический контроль проводят по двум пока­зателям: 1) общему микробному числу, показывающему число живых кле­ток в 1 г почвы; 2) наличию СПМ (БГКП, Clostridium perfringens, С. sporogenes, Enterococcus faecalis). Высокая численность сапротроф- ной микробиоты свидетельствует об органическом загрязнении, а при микробной контаминации выделениями человека и животных преобла­дают СПМ.

Санитарная микробиология воздуха Воздух не является естественной средой обитания микроорганиз­мов, в воздухе микробы не питаются и не способны размножаться. Жиз­неспособность микроорганизмов в воздухе обеспечивают взвешенные частицы воды, слизи, пыли, частицы почвы.

Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений существенно различаются по качественному и количественному составу микробиоты. Бактериальная обсемененность жилых и некоторых типов производствен­ных помещений всегда превышает обсемененность атмосферного возду­ха. Условно микробиоту наружного воздуха разделяют на резидентную (наиболее часто обнаруживаемую) и временную, менее стойкую к воз­действию губительных факторов и обнаруживаемую спорадически.

Постоянная микробиота атмосферного воздуха формируется за счет почвенных организмов, в ее состав входят Micrococcus roseus, М. flavus, М. candicans, Sarcina flava, S. rosea, Bacillus subtilis, B. mycoides,

B.mesentericus, виды Streptomyces, Penicillium, Aspergillus, Mucor и др.

Временная микробиота формируется за счет микроорганизмов, поступающих из почвы и с поверхности водоемов.

Контаминация воздуха закрытых помещений происходит капельным путем в составе аэрозоля при разговоре, кашле, чихании. Кроме того, мик­робы попадают со слущивающимся эпителием кожных покровов, с пы­линками одежды и частичками почвы.

Аэрозоль представляет собой коллоидную систему из капелек влаги и твердых частиц, на которых адсорбированы микроорганизмы. Размеры частиц аэрозоля - от 10-100 до 2000 нм. В зависимости от размера ка­пель, их электрического заряда и скорости движения в воздухе различают следующие фазы.

Капельная фаза, которая представлена мелкими каплями, длитель­но сохраняющимися в воздухе и испаряющимися до оседания.

Пылевая фаза представлена крупными, быстро оседающими и ис­паряющимися каплями. В результате образуется пыль, способная подни­маться в воздушную среду.

Капельные ядрышки. Мелкие капельки аэрозоля (до 100 нм), вы­сыхая, остаются в воздухе во взвешенном состоянии и образуют устойчи­вую аэродисперсную систему. В них частично сохраняется влага, поддер­живающая жизнеспособность микроорганизмов.

Санитарно-микробиологическому контролю подлежит воздух зак­рытых помещений. В нем определяют ОМЧ (число жизнеспособных мик­роорганизмов в 1 м³ воздуха). В лечебных учреждениях дополнительно оценивают СПМ (стафилококки, а и р-гемолитические стрептококки).

Допустимый уровень содержания микроорганизмов в воздухе про­изводственных помещений определяется классами чистоты помещений, необходимыми для выполнения конкретных технологических операций.

Глава 15. ИСТОЧНИКИ И ПУТИ МИКРОБНОЙ КОНТАМИНАЦИИ В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Общая характеристика типовых источников микробной конта­минации в фармацевтическом производстве

К числу основных производств биологически активных веществ (БАВ) относят производство лекарственных субстанций, готовых лекар­ственных средств и иммунобиологических препаратов для медицины и ветеринарии, а также производство различных нелекарственных веществ, используемых в народном хозяйстве.

Биотехнологическое производство представляет собой сложный многоступенчатый технологический процесс, включающий получение полупродукта, субстанции БАВ и готовой продукции.

Сырье - лекарственные субстанции, лекарственные растения или их части, полупродукты, вспомогательные вещества, используемые в произ­водстве лекарственных средств, за исключением упаковочных и маркиро­вочных материалов.

Полупродуктом называют частично обработанное сырье или лекар­ственные вещества, которые должны пройти дальнейшие стадии производ­ственного процесса'прежде, чем они станут лекарственным продуктом.

Лекарственным веществом или субстанцией называют стандар­тизованное химическое соединение (вещество), обладающее лечебными или профилактическими свойствами, разрешенное к применению и пред­назначенное для изготовления лекарственных средств.

Готовое лекарственное средство (ГЛС) - это лекарственное сред­ство, предназначенное для отпуска индивидуальному потребителю в удоб­ной для применения (дозированной) форме. В готовой лекарственной форме лекарственное вещество проявляет максимальное терапевтическое действие, обладает минимальным побочным эффектом, является удобным ля применения и хранения.

Лекарственные вещества (субстанции) получают химическим син­тезом, путем выделения и химической очистки из растительного сырья или с использованием клеток-продуцентов (бактерий, грибов, растений и животных) (см. схему). Особенности организации технологических про­цессов влияют на микробную контаминацию субстанции и в конечном итоге - готовой продукции.

Биосинтетические Фитопрепараты Синтетические препараты препараты

 

При всем многообразии технологических схем получения разных по происхождению лекарственных веществ основными (типовыми) ис­точниками попадания микроорганизмов в сферу биотехнологических про­изводств являются:

технологическое оборудование;

сырье и вспомогательные вещества на всех стадиях производства, хранения и транспортировки продукции; тара и упаковочные материалы; . вода, используемая в производстве; технологический и вентиляционный воздух; персонал, занятый в производстве.

Основные технологические процессы получения готовых лекарственных средств (ГЛС)

Для производства с участием клеток-продуцентов в дополнение к перечисленным особое значение как источники микробного загрязне­ния имеют питательная среда и добавки, пеногасители, посевной матери­ал. В зависимости от характера производства и технологической стадии удельный вес вышеуказанных факторов в контаминации (contamine - заг­рязнение) может существенно изменяться.

Зависимость микробной контаминации от качества эксплуатации технологического оборудования

Значение оборудования и коммуникаций в возможной контамина­ции продуктов биосинтеза особенно велико при культивировании клеток продуцентов. Процесс должен осуществляться в асептических условиях.

Ферментационный комплекс включает аппарат для культивирова­ния (ферментатор) и совокупность примыкающих к нему коммуникаций, арматуры, контрольно-измерительных приборов и др. Трубопроводы для подачи материальных потоков (стерильного воздуха, пара, питательной среды и добавок) достигают десятков километров. Вся эта система долж­на обеспечить стерильность внутреннего объема ферментатора. Разгер­метизация ферментационного комплекса во время работы является одной из причин микробной контаминации. Это может произойти в результате несоответствия технического уровня оборудования требованиям эффек­тивной герметизации, в результате чего микроорганизмы из окружающе­го воздуха будут попадать во внутренние полости аппаратов и арматуры.

Конструкционные особенности оборудования и коммуникаций не всегда обеспечивают стерилизуемость всех точек внутренних полостей. Например, особого внимания требует придонная часть ферментатора, где скапливается конденсат, а также трубные окончания для отбора проб из ферментатора и штуцеры для внесения посевного материала. При стери­лизации температура в этих зонах будет ниже, чем во всем объеме фер­ментатора, что может стать причиной нестерильности. Важен правиль­ный подбор материала, из которого изготавливают оборудование. Необ­ходимо использовать такие материалы, внутренние поверхности которых не подвергаются биоповреждению и биообрастанию. Одним из условий, исключающих опасность биообрастания, является высокое качество об­работки (полирования) внутренних поверхностей оборудования.

Целесообразным является замена природных фильтрующих мате­риалов на синтетические, менее благоприятные для размножения микро­организмов. Например, при использовании бельтинговой ткани в процес­се фильтрации в новых образцах содержание клеток составляет менее 500, а в образцах, выстиранных для повторного использования до 10⁴ на 1 см² поверхности.

Причинами загрязнения объектов производства через технологичес­кое оборудование являются также неудовлетворительная подготовка его к работе (некачественная мойка и дезинфекция, неэффективная стерили­зация) и нарушение правил его эксплуатации.

Зависимость микробной контаминации от сырья и вспомогательных материалов

Сырье для производства лекарственных веществ может быть по про­исхождению минеральным, растительным, животным и синтетическим. Наиболее загрязненным является сырье животного и растительного про­исхождения.

Микробиота животного сырья. Сырье животного происхожде­ния используют в качестве основного при получении органопрепаратов. Например, из поджелудочной железы свиней получают панкреатин, щи­товидной железы крупного рогатого скота - тиреоидин, сердечной мыш­цы - цитохром С, тимуса - тималин и т. д. Органы убойных животных служат основой для многих питательных сред, В производстве вирусных вакцин используют культуры клеток почек обезьян, морских свинок, со­бак, а также эмбрионы: куриные, утиные, перепелиные и др.

Органы и ткани животных могут содержать большое количество микроорганизмов, включающих представителей нормальной микробио­ты животного и микроорганизмов, попавших в соответствующий орган гематогенным путем при жизни животных в результате снижения сопро­тивляемости его организма при длительном голодании, утомленности и т. п. Микроорганизмы могут попадать в ткани после гибели животных, а также в процессе обработки с инструментов, рук, одежды рабочих при первичной разделке туши, при хранении и транспортировке.

По качественному составу микробиота животного сырья может вклю­чать сапротрофные, патогенные и условно-патогенные, преимущественно аэробные и факультативно-анаэробные бактерии, бактерии группы кишеч­ной палочки (БГКП), родов Proteus, Aeromonas, Salmonella, Clostridium perfringens, Bacillus cereus. Их количество может достигать 10³—10⁵ клеток на 1 см² поверхности. Многие микроорганизмы длительно сохраняются в сырье при замораживании. Например, сальмонеллы сохраняют жизне­способность в мороженном мясе 13 месяцев, в яйцах- 12 месяцев. Живот­ное сырье может содержать различные вирусы. Так, в культурах клеток обе­зьян, используемых для производства многих вакцин, обнаруживали аде­новирусы, энтеровирусы, вирус герпеса обезьян, вызывающие заболевания у человека. Поэтому предусмотрено проведение дополнительного вирусо­логического контроля с использованием специальных методов.

Недопустимо использование животного сырья, полученного из тер­риторий, где имелись случаи прионных заболеваний. В производстве нельзя применять клетки нервной ткани как потенциально опасный ис­точник прионов.

Микробиота лекарственного растительного сырья. Лекарствен­ным растительным сырьем (ЛРС) называют высушенные части лекарствен­ных растений, не подвергавшиеся химической обработке. К ним относят корни, корневища, кору, цветы, листья, плоды, почки и др. В настоящее время используют около 250 видов растений для получения на их основе лекарственных препаратов.

Лекарственные растения, как и все другие, являются естественной средой обитания микроорганизмов. Их микробиоту подразделяют на эпи- фитную (epi - над, phyton - растение) и фитопатогенную (pathos - бо­лезнь, страдание). К эпифитным относят микроорганизмы, развивающи­еся в норме на поверхности растения и не наносящие ему вреда. Такие микроорганизмы не проникают внутрь тканей, растут за счет обычных выделений и органических загрязнений поверхности растения. Они ус­тойчивы к фитонцидам, высушиванию и ультрафиолетовому облучению, препятствуют проникновению фитопатогенных микроорганизмов в рас­тительные ткани. Наибольшее количество эпифитной микробиоты состав­ляет Erwinia herbicola - антагонист возбудителей мягкой гнили овощей. В норме обнаруживают Pseudomonas fluorescens. Phytomonas spp., Chromo- bacterium spp., Bacillus mesentericus, небольшое количество грибов.

Состав микробиоты зависит от вида растения, возраста, высоты стеб­ля, типа почвы, условий произрастания. При повышении влажности чис­ленность эпифитных микроорганизмов возрастает, при понижении влаж­ности - уменьшается. К фитопатогенным микроорганизмам относят бак­терии, грибы, вирусы. Наиболее распространенные заболевания растений, вызываемые бактериями (бактериозы) и грибами (микозы) приведены в табл. 24.

Таблица 24

Основные возбудители бактериозов и микозов растений

	Микроорганизм	Заболевание
	Erwinia carotovora	Некрозы и мокрые гнили
	E.amylovora
	Pseudomonas syringae	Пятнистость
о	Xanthomonas spp.	Сосудистые заболевания
о.	X.vesicatoria	Черная пятнистость
к	X.beticola	Туберкулез
	Corynebacterium spp.	Сосудистые и паренхиматозные заболевания
	Agrobacterium spp.	Опухоли (галлы)
	A.tumefaciens	Рак корней и корнеплодов

 

Окончание табл. 24   Микроорганизм Заболевание   Myxomycota:     Plasmodiophora Кила капусты   brassicae     Chytridiomycota:     Synchytrium Рак картофеля   endobioticum     S.taraxaci Галлы на листьях одуванчика   Olpidium brassicae Черная ножка капусты   Oomycota:     Phytium debarianum Корневая гниль всходов   Phytophtora infestans Гниль картофеля   Plasmopara viticola Ложная мучнистая роса винограда (милдью)   Ascomycota:     Erysiphe graminis Мучнистая роса злаков Podosphaera leucotricha Мучнистая роса яблони и груши со О Claviceps purpurea Спорынья на злаках В Sclerotinia spp. Белая гниль £ Venturia spp. Парша   Basidiomycota:     Ustilago maydis Пузырчатая головня кукурузы   U.tritici Пыльная головня пшеницы   Urocystis occulta Стеблевая головня ржи   Puccinia graminis Стеблевая ржавчина злаков   Gymnosporangium sp. Ржавчина плодовых деревьев   Phragmidium Ржавчина шиповника   disciflorum     Deuteromycota:     Fusarium oxysporom Фузариоз   Botritis cinerea Серая гниль плодов   Verticillium spp. Увядание и сухая гниль   Cladosporium spp. Бурая пятнистость   Ramylaria spp. Белая пятнистость

 

Вирусы, вызывающие болезни растений (вирозы), являются причи­ной появления мозаики (пятнистой расцветки листьев и плодов) и желту­хи, которая проявляется в карликовости растения и появлении изменен­ных боковых побегов и цветков.

К признакам поражения JIPC микроорганизмами можно отнести следующие.

1. Гниль сухая и мокрая (размягчение и разрушение отдельных участ­ков тканей растения) в результате развития бактерий и грибов.

2. Белый налет (мучнистая роса) на листьях и побегах - результат раз­множения грибов.

3. Пожелтение, пятнистость вызывают грибы и бактерии.

4. Чернь, которая проявляется в возникновении на листьях и побегах черной, легко удаляющейся пленки в результате размножения гри­бов.

5. Ожоги - почернение побегов, листьев, плодов, цветов происходит в результате размножения бактерий Erwinia amylovora.

6. Деформация - изменение формы органов растения (искривление по­бегов, курчавость), как результат поражения грибами.

7. Опухоли - местное увеличение объемов ствола ветвей, корней и кор­невищ за счет гиперплазии клеток в месте повреждения бактерия­ми, грибами или механическим путем.

8. Мозаика листьев - появление бледноокрашенных угловатых пятен, чередующихся с нормально окрашенными участками, результат по­ражения вирусами.

У пораженного растения происходят изменения клеточных струк­тур и химического состава тканей, содержание биологически активных веществ снижается, использование такого сырья невозможно.

Кроме представителей эпифитной и фитопатогенной микробиоты в JIPC могут попадать посторонние микроорганизмы на всех стадиях его переработки, т. е. в процессе сбора, высушивания, измельчения, в процес­се придания удобной для использования формы гранул или брикетов, в процессе упаковки, транспортировки и хранения.

При хранении повышенная влажность (> 60 %) и температура (> 20 °С) способствуют дополнительному размножению микроорганиз­мов. Это может привести к порче JIPC вследствие развития грибов рода Aspergillus, Penicillium и других широко распространенных микроорга- низмов-космополитов. В таких условиях резко снижается содержание действующих веществ. Например, листья наперстянки под действием микробиоты утрачивают 50 % своей активности, а листья ландыша 30 %.

При использовании контаминированного ЛРС микробы-загрязни­тели попадают в субстанцию и готовую лекарственную форму. Особое значение имеет использование такого JIPC для приготовления водных вытяжек: настоев, отваров и других лекарственных форм в домашних ус­ловиях.

Отрицательными последствиями использования больными контами­нированного ЛРС могут быть снижение или полная утрата терапевтиче­ской ценности, развитие аллергических реакций, возникновение инфек­ционных заболеваний, попадание токсических продуктов. Среди после­дних особенно опасны токсины грибов (Fusarium, Penicillium, Aspergillus и др.), вызывающие микотоксикозы (см. гл. 2).

Чтобы исключить отрицательные последствия попадания микроор­ганизмов загрязнителей с сырьем и вспомогательными материалами, вве­дены требования к микробиологической чистоте этих объектов фарма­цевтического производства (табл. 25).

Таблица 25

Микробиологическая чистота субстанций и вспомогательных веществ, используемых при производстве лекарственных препаратов (изменение М 3 к статье ГФ XI, 25.06.2003)

Кате- Применение гория 1	Рекомендуемые нормы
1.2	Субстанции для производства:
1.2.А	о Стерильных лекарственных препаратов, которые в про­цессе производства не под­вергаются стерилизации	Препараты должны быть стериль­ными
1.2.Б	<» Стерильных лекарственных препаратов, которые в про­цессе производства подвер­гаются стерилизации • Нестерильных лекарственных препаратов, относящихся к Категории 2	в Общее число аэробных бактерий и грибов (суммарно) - не более 10* в 1 г или в 1 мл ® Отсутствие энтеробактерий в 1 г или в 1 мл • Отсутствие Pseudomonas aerugi­nosa в 1 г или в 1 мл ® Отсутствие Staphylococcus aureus в 1 г или в 1 мл
2.2	Субстанции синтетического происхождения для производст­ва нестерильных лекарственных средств	• Общее число аэробных бактерий не более 103 в 1 г или в 1 мл • Общее число грибов - не более 10" в 1 г или в 1 мл ® Отсутствие Escherichia coli в1 г или в 1 мл
3.2	Субстанции природного проис­хождения (растительного, жи­вотного или минерального) для производства нестерильных ле­карственных препаратов Исключением является лекарст­венное растительное сырье, включенное в Категорию 4	® Общее число аэробных бактерий не более 104 в 1 г или в 1 мл в Общее число грибов - не более 10" в 1 г или в 1 мл • Отсутствие Escherichia coli в1 г или в 1 мл о Отсутствие Salmonella вЮ г или в 10 мл • Отсутствие Pseudomonas aerugi­nosa в 1 г или в 1 мл

 

Окончание табл. 25 Кате­гория Применение Рекомендуемые нормы     • Отсутствие Staphylococcus aureus в 1 г или в 1 мл • Энтеробактерий и некоторых других грамотрицательных бак­терий - не более 10" в 1 г или в 1 мл 4.2 Вспомогательные вещества (му­ка пшеничная, крахмал, тальк и т. д.) • Общее число аэробных бактерий не более 103 в 1 г или в 1 мл » Общее число грибов - не более 10" в 1 г или в 1 мл о Отсутствие Escherichia coli в 1 г или в 1 мл в Отсутствие Salmonella в 10 г или в 10 мл в Отсутствие Pseudomonas aerugi­nosa в 1 г или в 1 мл • Отсутствие Staphylococcus aureus в 1 г или в 1 мл • Энтеробактерий и некоторых других грамотрицательных бак­терий - не более 10" в 1 г или в 1 MJI

 

Примечание: 1. В нормативных документах могут быть указаны другие нормы в зависимости от применения, состава препарата и особенностей технологического процесса. 2. При обнаружении других патогенных бактерий, кроме указанных выше, считают, что качество лекарственных препаратов, субстанций и вспомогательных веществ не соответствует требованиям по показателю «Микробиологическая чистота».

Вода как один из видов сырья и вспомогательных материалов

Воду в производстве лекарственных веществ используют в качестве основного и вспомогательного материала. Вода является компонентом питательных сред и готовых лекарственных форм. Ее используют в тех­нологии выделения и очистки БАВ, для санитарной подготовки помеще­ний и оборудования, а также для приготовления растворов дезинфектан- тов и антисептиков. В технологических процессах используют питьевую воду из центральных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения и очищенную воду, получаемую на производстве методами дистилляции, ионного обмена, обратного осмоса, электродиализа. В производстве сте­рильных лекарственных препаратов используют воду для инъекций, ко­торую получают из очищенной воды.

В Американской фармакопее предусмотрено использование воды питьевой, воды очищенной (для производства нестерильных лекарствен­ных средств (НЛС), стерильной воды очищенной (для лекарственных средств наружного применения); воды для инъекций, стерильной воды для инъекций, стерильной бактериостатической воды (с добавлением био­цидов), стерильной воды для ингаляционных препаратов. Это разнообра­зие связано с тем, что качество воды оказывает существенное влияние на качество лекарственных препаратов.

Качество воды и систем ее подготовки, распределения и хранения являются критическими точками контроля при рассмотрении факторов, влияющих на безопасность фармацевтической продукции.

Качество воды регламентирует нормативно-техническая докумен­тация: ГОСТ, Санитарные правила и нормы 2.1.4.1074-01, фармакопей­ные статьи на воду очищенную (ФС 42.2619.97) и воду для инъекций (ФС 42.2620.97). В воде очищенной не допускается присутствие более 100 клеток микроорганизмов в 1 мл воды, исключая представителей се­мейства Enterobacteriaceae, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa. Вода для инъекций должна быть апирогенной и содержать не более 10 КОЕ в 100 мл.

В процессе хранения в промышленных резервуарах количество мик­роорганизмов быстро увеличивается и может достигать 10⁵-10⁶ клеток бактерий в 1 л. Legionella pneumophila способна размножаться в воде при 57 °С. Арматура и аппаратура, которая используется для хранения и рас­пределения воды (насосы, трубопроводы, клапаны, счетчики воды и т. п.) могут быть колонизированы микроорганизмами, образующими биоплен­ку на их внутренних поверхностях, устойчивыми к действию биоцидов и представляющими опасность как источник микробной контаминации. Поэтому уделяют особое внимание организации системы водоподготов- ки. Трубопроводы могут быть изготовлены из нержавеющей стали, поли­мерных материалов особого изготовления или стекла. Их соединение и расположение должно обеспечивать возможность стерилизации путем пропускания чистящих и стерилизующих растворов со скоростью не ме­нее 1,5 м/с в трубах наибольшего диаметра системы. Вода должна хра­ниться при температуре не ниже 80 °С и циркулировать в распредели­тельной системе со скоростью 1-2 м/с для предотвращения образования биопленки. Для предупреждения биообрастания стенок сосудов исполь­зуют режим рециклинга.

Зависимость микробной контаминации объектов производства от воздуха

Воздух производственных помещений может быть атмосферным, поступающим без предварительной очистки, и вентиляционным, пода­ваемым через системы воздухоподготовки. Технологический воздух ис­пользуют для аэрирования при культивировании клеток-продуцентов, для транспортировки технологических жидкостей и сыпучих материалов из одних объемов в другие и для сухожаровой стерилизации материалов первичной упаковки (например, ампул для инъекционных растворов).

Причинами попадания микроорганизмов в объекты производства с воздухом могут быть первичная высокая контаминация атмосферного воздуха, особенно если он попадает без предварительной очистки, и не­эффективная работа системы воздухоподготовки. В зависимости от уров­ня требований, предъявляемых к микробной чистоте воздуха, уже на ста­дии проектирования выбирают необходимое число ступеней очистки.

Вспомогательные вещества в производстве Г ЛС

Вспомогательные вещества используют в технологии получения ГЛС и для проявления максимальной биологической активности препарата в организме человека. В технологии их применяют в качестве наполните­лей для получения необходимой массы таблетки (глюкоза, лактоза, саха­роза, крахмал, хлорид натрия и др.); для коррекции вкуса (глюкоза, саха­роза); для пролонгирования действия препаратов (некоторые масла, на­пример, хлопковое); для придания необходимой лекарственной формы (масло какао для изготовления свечей или желатин для капсул). Многие из них могут содержать значительное количество микроорганизмов.

Упаковочный материал и его роль в контаминации

ГЛС

Различают первичную или индивидуальную упаковку, которая не­посредственно контактирует с препаратом, вторичную, объединяющую некоторое количество первичных упаковок и транспортную, в которой продукцию доставляют к месту хранения или реализации.

Первичная упаковка ГЛС представляет собой контейнер или ем­кость, обеспечивающие длительную защиту препарата от воздействия окружающей среды, в том числе экзогенной контаминации и влаги. К ма­териалам первичной упаковки относят флаконы, ампулы из стекла, тюби­ки-капельницы из полиэтилена, контурно-ячейковые упаковки из поли- винилхлорида, пленки, алюминиевую фольгу. Обсемененность зависит от природы материала, его микробостойкости и влажности. Не рекоменду­ется использовать упаковочные материалы, неустойчивые к биодеграда­ции (бумагу, картон, коркоыве пробки).

Упаковочные материалы с гладкой непроницаемой поверхностью обычно имеют низкий уровень микробного загрязнения, но в условиях неправильного хранения их могут активно колонизовать микроорганиз­мы. Например, в стеклянных контейнерах при хранении во влажных ус­ловиях обнаруживают споры бацилл, грибов.

Одной из основных причин, по которым упаковочный материал может стать источником микробной контаминации, является адаптивная способность микроорганизмов использовать их как субстраты в метабо­лических процессах. Карантин

Предупредить возможность распространения микроорганизмов из загрязненного источника позволяет придание партиям сырья, вспомога­тельных, упаковочных, маркировочных материалов, полупродуктов и го­тового продукта, статуса карантина, который предполагает их хранение отдельно или каким-либо иным способом, исключает их применение или реализацию до тех пор, пока не будет принято решение о выдаче разреше­ния на их использование.

Зависимость микробной контаминации от персонала Люди являются активным источником контаминации микробными и пылевыми частицами. Основными причинами этого могут быть:

1) наличие различной и многочисленной микробиоты тела человека (постоянной и случайной);

2) выполнение технологических операций людьми, страдающими за­болеваниями желудочно-кишечного тракта, кожи, дыхательных пу­тей, являющимися микробоносителями и имеющими индивидуаль­ную повышенную потливость или сухость кожи;

3) отсутствие или плохое состояние технологической одежды;

4) несоблюдение персоналом требований к личной и производствен­ной гигиене, а также несоблюдение правил поведения в ходе выпол­нения технологического процесса;

5) неправильный подбор персонала без учета характера производства и индивидуальных особенностей работающего.

Попадание микроорганизмов в сферу производства от персонала может происходить:

1) воздушно-капельным путем с выделениями полости рта и верхних дыхательных путей;

2) воздушно-пылевым и контактным путями с участков кожи, не защи­щенных одеждой (лица, шеи, рук, волосяного покрова);

3) воздушно-пылевым и контактным путями с индивидуальной техно­логической одежды.

Из верхних дыхательных путей человека в окружающее простран­ство выделяется значительное количество микроорганизмов: так, при чи­хании на расстоянии 10 м и более распространяется до 100-10³ жизнеспо­собных клеток бактерий и вирусных частиц, со слюной до 100-10⁶ кл/мл слюны, с секретом полости носа-до 10-10⁶ кл/мл.

Наиболее обсемененными участками кожи являются открытые уча­стки кожи: кисти рук, кожа (под ногтями), лицо (у крыльев носа), шея. Количество механических и микробных частиц зависит от характера вы­полняемых в процессе производства движений. В течение 1 мин человек, не двигаясь, выделяет в окружающую среду до ЮТ О³ механических и микробных частиц; в положении сидя с легкими движениями рукой и головой - до 500-10³, а при интенсивной работе - до 10⁶.

Постоянная нормальная микробиота не может быть удалена меха­ническим путем при обмывании. В процессе работы она быстро восста­навливается вследствие обильного потоотделения, которое способствует выходу микроорганизмов из пор сальных и потовых желез. Наиболее об­семененными являются руки, особенно первые фаланги 3-х рабочих паль­цев, ладонная впадина, кожа у запястья, межпальцевые пространства. Другие участки кожи отличаются по содержанию микроорганизмов. Ко­личество аэробных бактерий, содержащихся на 1 см² кожи головы состав­ляет около 1,5• 10⁶; в подмышечной области -2,4-10⁶ на коже спины - 314; на лбу-0,2-10⁶.

Человек является источником выделения большого количества час­тиц, в том числе кожи, перхоти, косметики, частиц технологической одеж­ды. Структура и физиология кожи такова, что постоянно происходит ес­тественный процесс обновления поверхностного слоя эпидермальных клеток, которые полностью обновляются каждые 4 дня. При этом в про­цессе слущивания с поверхности кожи отделяется в день 6-14 граммов чешуек. Интересно, что с поверхности кожи мужчин выделяется больше микроорганизмов, в том числе эпидермальных стафилококков, а с кожи женщин выделяется большее количество частиц, чем с кожи мужчин. В результате таких процессов в 1 м³ воздуха может содержаться до 390-10³ частичек рогового слоя эпидермиса. Размер отделяемых частичек состав­ляет 0,3 мкм.

Количество частиц, выделяемых технологической одеждой, зависит от вида ткани, способа обработки швов и края, а также от степени изно­шенности. Чем выше изношенность ткани, тем активнее отделяются с ее поверхности ворсинки.

Представленные выше данные определяют правила поведения при выполнении технологических операций, особенно проводимых в асепти­ческих условиях (см. гл. 19).

Посевной материал как источник микробной конта- м и н а ц и и

В качестве посевного материала используют клетки продуцентов БАВ - микроорганизмов (эукариотических и прокариотических), расти­тельные и животные. Посевной материал может стать источником мик­робного загрязнения на стадии культивирования клеток продуцентов. Причиной этого может быть загрязнение посторонними микроорганиз­мами (бактериями, грибами), а также вирусами и фагами. Если в качестве продуцента используют лизогенную культуру, существует опасность пре­вращения профага в вирулентную форму.

Глава 16. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

16.1. Микробиота нестерильных лекарственных средств

Одним из показателей качества лекарственного средства (ЛС) явля­ется уровень его микробной чистоты. По этому показателю все ЛС делят на две категории: стерильные и нестерильные. Стерильными называют препараты, в которых в соответствии с требованиями ГФ не допускается содержание жизнеспособных клеток микроорганизмов. Их доля состав­ляет около 20 % от общего количества ЛС. Нестерильными называют такие ЛС, в которых допускается содержание живых микроорганизмов, количество и качественный состав которых зависит от вида и назначения продукции и нормируется соответствующей документацией. На долю нестерильных приходится около 80 % общего числа выпускаемых ЛС. Микробиологические требования к качеству НЛС вырабатывались в свя­зи с выявлением случаев заболевания людей в результате применения заг­рязненных микроорганизмами препаратов (табл. 26).

Таблица 26

Примеры микробов-контаминантов, обнаруженных в фармацевтических продуктах Год Анализируемый продукт Обнаруженный микроб- загрязнитель Глазные капли Pseudomonas aeruginosa Тальк Clostridium tetani Глазная мазь с антибиотиком P. aeruginosa Крем для рук Klebsiella pneumoniae Укропная вода P. aeruginosa Раствор хлоргексидина цитрата Burkholderia cepacia Инъекционный раствор Erwinia sp. Порошок поджелудочной железы Salmonella sp. Раствор для контактных линз Serratia sp., Enterobacter sp. Хирургическая одежда Clostridium sp. Раствор йодофора P. aeruginosa Полоскание, содержащее тимол. P. aeruginosa Антисептическое полоскание колиформы

 

Контаминация лекарственных препаратов может происходить как в процессе производства, так и в период использования, особенно часто в условиях клиники, где происходит их загрязнение госпитальными штам­мами микроорганизмов, например, Pseudomonas aeruginosa.

Под воздействием ферментов микроорганизмов при несоблюдении условий производства и хранения лекарственных препаратов может про­исходить их биодеградация, скорость которой определяется химическим составом лекарственного средства, присутствием в нем веществ, легко усвояемых микроорганизмами или обладающих биоцидной активностью, количеством и видовым составом контаминантов, условиями среды (влаж­ность, температура). Некоторые компоненты лекарственных препаратов (крахмал, желатин, каолин, магния трисиликат, алюминия гидроксид, ПАВ, белки) могут защищать микробные клетки от консервантов.

На возможность развития процессов биодеградации влияет форма упаковки, которая должна предотвращать доступ контаминантов и конт­ролировать влажность.