ความท้าทายในการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อและแนวทางแก้ไข

ความท้าทายหลักในการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อและผลกระทบต่อการรับประกันความปลอดเชื้อ

การปนเปื้อนที่เกิดจากมนุษย์ในการดำเนินการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อแบบแมนนวล

ผู้คนยังคงเป็นต้นเหตุหลักของปัญหามลพิษที่เกิดขึ้นระหว่างการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อด้วยมือ การที่ผู้ปฏิบัติงานจัดการกับขวดวิเคราะห์ ประกอบเข็มฉีดยา หรือดำเนินการใดๆ ก็ตาม จะนำความเสี่ยงต่างๆ เข้ามาเกี่ยวข้อง รูเล็กๆ บนถุงมือ วิธีการทำความสะอาดที่ไม่สม่ำเสมอ และการรบกวนการไหลของอากาศ ล้วนแต่ก่อให้เกิดช่องโหว่ที่อาจทำลายความปราศจากเชื้อได้ แม้แต่ในสภาพแวดล้อมคลีนรูมที่ถือว่าบริสุทธิ์แล้วก็ตาม ชั่วโมงการทำงานที่ยาวนานทำให้พนักงานเหนื่อยล้า และเทคนิคการปฏิบัติงานลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ปัญหานี้ยิ่งเด่นชัดในสถานที่ที่ดำเนินการปริมาณสูง เพราะการเข้าไปแทรกแซงบ่อยครั้งหมายถึงโอกาสที่มากขึ้นในการเกิดข้อผิดพลาด ค่าใช้จ่ายจากความผิดพลาดเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น กัน บริษัทต่างๆ สูญเสียผลิตภัณฑ์เป็นจำนวนมากที่มีมูลค่าหลายแสนดอลลาร์ ต้องเผชิญกับบทลงโทษจากหน่วยงานกำกับดูแล และที่เลวร้ายที่สุด ผู้ป่วยอาจได้รับอันตราย ด้วยเหตุนี้ สถานที่หลายแห่งจึงเริ่มหันไปใช้เทคโนโลยีระบบปิด ซึ่งช่วยกำจัดการสัมผัสโดยตรงของมนุษย์ รวมอยู่ในกลยุทธ์การควบคุมมลพิษของตน

ความเสี่ยงจากการปนเปื้อนข้ามระหว่างการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ในระบบแบบใช้ร่วมกัน

เมื่อชุดผลิตภัณฑ์ต่างๆ ต้องใช้เส้นทางการถ่ายโอนวัสดุร่วมกัน มีความเสี่ยงอย่างแท้จริงที่วัสดุที่เหลือค้างจะยังคงหลงเหลืออยู่ โดยเฉพาะเมื่อจัดการกับยาที่มีฤทธิ์แรง หรือผลิตภัณฑ์ชีวภาพที่ละเอียดอ่อนและการรักษาด้วยเซลล์ อุปกรณ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนยิ่งทำให้การทำความสะอาดทุกส่วนให้หมดจดเป็นเรื่องยากขึ้น และหากกระบวนการล้างไม่ทั่วถึง สารตกค้างจากของเดิมก็จะยังคงหลงเหลืออยู่ในจุดต่างๆ เช่น ท่อ จุดต่อเชื่อม และห้องแยกส่วน เศษเล็กเศษน้อยที่เหลือค้างจากกระบวนการผลิตก่อนหน้าอาจปนเปื้อนเข้าไปในชุดผลิตภัณฑ์ใหม่ได้เมื่อมีการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของผลลัพธ์ที่ได้ การศึกษาเกี่ยวกับระบบไบโอรีแอคเตอร์แสดงให้เห็นว่า การใช้เส้นทางการไหลแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งสามารถลดปัญหาการปนเปื้อนได้ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระบบท่อสแตนเลสแบบทั่วไป ตามรายงานวิจัยบางชิ้นในวารสาร PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology สิ่งนี้จึงเป็นเหตุผลที่สมเหตุสมผลสำหรับผู้ผลิตที่ต้องการควบคุมกระบวนการผลิตได้ดียิ่งขึ้น

สาเหตุหลัก: สิ่งอำนวยความสะดวก กระบวนการ และปัจจัยจากมนุษย์ในความล้มเหลวของการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ

ข้อบกพร่องในการออกแบบอุปกรณ์และเส้นทางการถ่ายโอนที่ทำให้จุลินทรีย์สามารถแทรกซึมได้

เมื่อจุดถ่ายโอนและอินเทอร์เฟซของอุปกรณ์ไม่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม อาจกลายเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของปัญหามลพิษที่ไม่มีใครคาดคิด เราพบปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในทางปฏิบัติ เช่น วาล์วที่ไม่สามารถล้างออกได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้มีสารตกค้างเหลืออยู่ ข้อต่อฟланจ์ที่ปิดผนึกไม่แน่นพอ ทำให้มลพิษเล็ดลอดเข้ามาได้ และระบบท่อน้ำที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบสำหรับการก่อตัวของไบโอฟิล์ม สถานการณ์จะยิ่งแย่ลงไปอีกเมื่อมีการรวมอุปกรณ์สแตนเลสกับชิ้นส่วนแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งในระหว่างการปรับปรุงระบบ โรงงานเก่าจำนวนมากยังคงมีท่อน้ำตาย (dead legs) ยาวกว่า 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ (เรากำลังพูดถึง 30% ของระบบที่มีอยู่) ซึ่งหมายความว่าของเหลวจะค้างอยู่ในที่นั้นโดยไม่เคลื่อนไหว และเชื้อโรคสามารถเพิ่มจำนวนได้อย่างไม่มีการควบคุม นอกจากนี้งานแมปปิ้งอุณหภูมิของเราแสดงให้เห็นอีกอย่างหนึ่งด้วยว่า ความแตกต่างของอุณหภูมิที่จุดต่อเชื่อมมักนำไปสู่การควบแน่นสะสม ซึ่งเท่ากับการทำลายสภาพแวดล้อมปลอดเชื้อที่เราพยายามรักษานั้นโดยพื้นฐาน โครงการปรับปรุงระบบส่วนใหญ่มักมองข้ามปัญหาพื้นฐานด้านการออกแบบเหล่านี้ไปทั้งหมด ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานต้องกลับไปใช้วิธีการแบบแมนนวล ซึ่งกลับเพิ่มโอกาสในการเกิดมลพิษตั้งแต่ต้น

แนวโน้ม FDA 483: รูปแบบข้อผิดพลาดของมนุษย์ในการตรวจสอบและดำเนินการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ

รายงานการตรวจสอบจาก FDA ระบุอย่างต่อเนื่องว่า ปัจจัยจากมนุษย์เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้การถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อล้มเหลว การวิเคราะห์ข้อสังเกตในแบบฟอร์ม 483 ระหว่างปี 2023–2024 เปิดเผยรูปแบบข้อผิดพลาดที่เกิดซ้ำสามประการ:

• การเบี่ยงเบนจากขั้นตอนการสุ่มตัวอย่าง : 62% เกี่ยวข้องกับเทคนิคการไล่อากาศที่ไม่ถูกต้องขณะเก็บตัวอย่างสิ่งแวดล้อมหรือผลิตภัณฑ์หลังการถ่ายโอน
• การตัดขั้นตอนในโปรโตคอลการตรวจสอบความถูกต้อง : เอกสารไม่สมบูรณ์ในการจำลองการเติมสื่อ โดยเฉพาะการไม่สามารถจำลองมุมหรือระยะเวลาการถ่ายโอนในกรณีที่เลวร้ายที่สุดได้
• ข้อบกพร่องในระบบการฝึกอบรม : การตรวจสอบความสามารถที่ไม่สม่ำเสมอในการดำเนินการทดสอบความสมบูรณ์ก่อนใช้/หลังใช้ (PUPSIT)

การใช้แรงบิดไม่เหมาะสมในระหว่างการต่อท่อน้ำยาเป็นสาเหตุของความคลาดเคลื่อนที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ถึง 38% ซึ่งเป็นความล้มเหลวทางกลไกที่พบบ่อยที่สุด อัตราความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้นถึง 300% เมื่อการถ่ายโอนด้วยตนเองเกิน 45 นาที ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการใช้กลยุทธ์ป้องกันข้อผิดพลาด เช่น เครื่องชี้วัดแรงบิดแบบอัตโนมัติและการตรวจสอบการปฏิบัติตามขั้นตอนแบบเรียลไทม์

เทคโนโลยีแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งที่รองรับการถ่ายโอนอย่างปลอดเชื้อที่มีประสิทธิภาพ

ตัวเชื่อมต่อแบบปลอดเชื้อและเครื่องเชื่อมแบบปลอดเชื้อ: โซลูชันที่ได้รับการตรวจสอบแล้วสำหรับการถ่ายโอนระบบปิด

เทคโนโลยีการใช้ครั้งเดียว (SUTs) กำลังเปลี่ยนวิธีที่เราจัดการกับการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ โดยใช้ชิ้นส่วนที่ได้รับรังสีแกมมาและผ่านการฆ่าเชื้อเรียบร้อยแล้ว องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยลดความยุ่งยากในการตรวจสอบการทำความสะอาด และป้องกันการปนเปื้อนข้ามระหว่างการเปลี่ยนแปลงล็อต สิ่งใหม่ๆ เช่น ตัวเชื่อมต่อแบบปลอดเชื้อและเครื่องเชื่อมแบบปลอดเชื้อ สามารถสร้างเส้นทางปิดสนิทสำหรับของเหลว โดยไม่ต้องสัมผัสด้วยมนุษย์อีกต่อไป แม้ว่าระบบที่ทำจากสแตนเลสจะเคยเป็นมาตรฐาน แต่ก็มีปัญหาเรื่องจุลินทรีย์แอบเข้าระบบ ตัวอย่างหนึ่งคือ ช่องถ่ายโอนแบบรวดเร็ว (rapid transfer ports) ซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายวัสดุภายในเวลาไม่ถึง 15 วินาที พร้อมคงสภาพตามมาตรฐาน ISO 5 ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผลิตภัณฑ์ชีวภาพที่ไวต่อสภาวะแวดล้อม การศึกษาขนาดใหญ่เมื่อปีที่แล้วที่สำรวจ 17 สถานที่ พบว่าปัญหาจุลชีพลดลงเกือบถึง 98% เมื่อใช้วิธีการใหม่นี้ ความล้มเหลวในการรักษาความปลอดเชื้อลดลงจากประมาณ 0.18% เหลือเพียง 0.003% ต่อล็อตเท่านั้น ตลาดเทคโนโลยีการใช้ครั้งเดียวก็ยังขยายตัวอย่างรวดเร็วเช่นกัน โดยเติบโตประมาณ 32% ต่อปี ตามรายงานของ Grand View Research เหตุผลคือ การเปลี่ยนแปลงกระบวนการใช้เวลาน้อยลงมาก ลดระยะเวลาเตรียมการได้ถึง 80% นอกจากนี้ การเชื่อมต่อแบบเชื่อมยังช่วยให้ไม่ต้องกังวลเรื่องซีลรั่วเนื่องจากข้อผิดพลาดของมนุษย์อีกต่อไป และในแง่การเงินก็คุ้มค่าเช่นกัน สถานที่ต่างๆ ประหยัดได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี จากค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบและค่าสูญเสียจากการหยุดทำงาน ตามผลการศึกษาของ Ponemon Institute ในปี 2023

ระบบอัตโนมัติและการผสานรวมแบบปิดเป็นอนาคตของการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ

บริษัทชีวเภสัชกำลังเร่งเคลื่อนไปสู่ระบบอัตโนมัติและระบบปิด เนื่องจากการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อด้วยมือไม่สามารถรองรับความต้องการในยุคปัจจุบันได้อีกต่อไป หุ่นยนต์รุ่นใหม่ล่าสุดเมื่อรวมกับเครื่องไอโซเลเตอร์ไร้ถุงมือที่มีความสามารถในการทำ SIP แล้ว สามารถลดความเสี่ยงจากปัญหามลพิษข้ามได้เกือบเป็นศูนย์ในกระบวนการที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องอย่างเหมาะสม รวมทั้งยังเร่งความเร็วในการดำเนินงานได้อย่างมาก สถาน facility การบรรจุและปิดผนึกที่สร้างขึ้นใหม่ในปัจจุบันส่วนใหญ่ก็ใช้เครื่องไอโซเลเตอร์ไร้ถุงมือเช่นกัน การติดตั้งเหล่านี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านระบบปรับอากาศ (HVAC) ได้ประมาณ 40% เมื่อเทียบกับห้องสะอาดแบบเดิม และยังคงรักษาระดับการประกันความปลอดเชื้อได้ดีตลอดขั้นตอนต่างๆ เช่น การทำให้แห้งด้วยการแช่แข็ง (lyophilization) และการปิดฝา โดยไม่จำเป็นต้องใช้มือคนทำงาน ในปัจจุบันมีเซ็นเซอร์อัจฉริยะติดตั้งอยู่ทุกที่เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน อุณหภูมิ และการตรวจสอบซีลระหว่างการถ่ายโอนผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเข้าแทรกแซงได้ตั้งแต่เริ่มมีสัญญาณผิดปกติแทนที่จะรอให้เกิดปัญหาขึ้นก่อน เมื่อมองดูเทคโนโลยีทั้งหมดที่ทำงานร่วมกัน—ระบบอัตโนมัติ การตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง และระบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง—ก็เห็นได้ชัดว่าทำไมสิ่งเหล่านี้จึงแก้ไขปัญหาที่รายงาน FDA 483 มักชี้ประเด็นผิดพลาดของมนุษย์อย่างตรงจุด กับแนวโน้ม Pharma 4.0 ที่ยังคงพัฒนาต่อไป กระบวนการปิดแบบบูรณาการทั้งระบบลักษณะนี้ดูเหมือนจะกลายเป็นมาตรฐานปฏิบัติทั่วทั้งอุตสาหกรรม เพราะช่วยกำจัดจุดเปลี่ยนผ่านที่อาจเกิดการปนเปื้อนได้ และทำให้การขยายขนาดจากงานทดสอบแบทช์เล็กไปสู่การผลิตเต็มรูปแบบเป็นไปอย่างราบรื่นมากขึ้น พร้อมทั้งรักษาระเบียบข้อบังคับได้อย่างครบถ้วน

คำถามที่พบบ่อย

การถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อคืออะไร
การถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อภายในสภาพแวดล้อมการผลิตยาหรือชีวเทคโนโลยี โดยหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน

ทำไมการปนเปื้อนที่เกิดจากมนุษย์จึงเป็นปัญหาในการถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อ?
การเข้าแทรกแซงด้วยมือสามารถนำมาซึ่งความเสี่ยงต่างๆ เช่น ถุงมือรั่ว การใช้เทคนิคการปลอดเชื้อที่ไม่ถูกต้อง และการละเมิดสิ่งแวดล้อมอากาศที่ควบคุม

เทคโนโลยีแบบใช้ครั้งเดียวคืออะไร?
เทคโนโลยีแบบใช้ครั้งเดียวหมายถึงส่วนประกอบที่ผ่านการฆ่าเชื้อล่วงหน้าและใช้เพียงครั้งเดียวแล้วทิ้ง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการตรวจสอบการทำความสะอาดและความเสี่ยงจากการปนเปื้อนข้าม

ระบบอัตโนมัติช่วยให้การถ่ายโอนแบบปลอดเชื้อดีขึ้นอย่างไร?
ระบบอัตโนมัติช่วยลดข้อผิดพลาดของมนุษย์และเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการโดยการนำหุ่นยนต์และระบบปิดมาใช้ ทำให้มั่นใจได้ถึงความปลอดเชื้อและการปฏิบัติตามกฎระเบียบที่ดีขึ้น