Những thách thức trong chuyển đổi vô trùng và các giải pháp

Các thách thức cốt lõi trong chuyển đổi vô trùng và tác động của chúng đến việc đảm bảo độ vô trùng

Nhiễm tạp do con người gây ra trong các thao tác chuyển đổi vô trùng thủ công

Con người vẫn là nguyên nhân chính gây ra hầu hết các vấn đề nhiễm bẩn trong quá trình chuyển đổi vô trùng thủ công. Khi nhân viên thao tác với các lọ thuốc, lắp ráp bơm tiêm hoặc thực hiện bất kỳ hình thức can thiệp nào, họ đều mang theo những rủi ro tiềm ẩn. Những lỗ nhỏ trên găng tay, quy trình làm sạch không đồng đều và sự xáo trộn trong dòng khí đều tạo ra các điểm xâm nhập có thể phá vỡ tính vô trùng, ngay cả trong môi trường phòng sạch vốn được cho là tinh khiết. Làm việc lâu giờ dẫn đến tình trạng mệt mỏi ở người vận hành, khiến kỹ thuật của họ bị suy giảm theo thời gian. Điều này trở nên đặc biệt nghiêm trọng tại các cơ sở hoạt động với sản lượng cao, bởi số lần can thiệp càng nhiều thì khả năng xảy ra sai sót càng lớn. Chi phí do những sai lầm này cũng tăng lên nhanh chóng. Các công ty có thể mất trắng các lô sản phẩm trị giá hàng trăm ngàn đô la, phải đối mặt với các chế tài xử phạt từ cơ quan quản lý và tệ nhất là bệnh nhân có thể bị ảnh hưởng. Chính vì vậy, ngày càng nhiều cơ sở đang chuyển sang sử dụng các công nghệ hệ thống kín nhằm loại bỏ hoàn toàn tiếp xúc trực tiếp giữa con người với sản phẩm như một phần trong chiến lược kiểm soát nhiễm bẩn.

Rủi ro nhiễm chéo trong quá trình chuyển đổi sản phẩm tại các hệ thống chia sẻ

Khi các lô sản xuất khác nhau chia sẻ cùng một tuyến truyền, luôn tồn tại nguy cơ thực sự về việc còn sót lại nguyên liệu - đặc biệt là khi xử lý các loại thuốc mạnh hoặc các sản phẩm sinh học và phương pháp điều trị tế bào nhạy cảm. Thiết bị có hình dạng phức tạp càng làm cho việc làm sạch toàn bộ trở nên khó khăn hơn, và nếu quy trình làm sạch không đủ kỹ lưỡng, các mảnh vụn cũ sẽ còn lưu lại ở nhiều vị trí như ống dẫn, điểm nối và buồng cách ly. Những vết tích nhỏ còn sót lại từ các lần sản xuất trước có thể thực sự xâm nhập vào các lô mới khi chuyển đổi giữa các sản phẩm, gây ảnh hưởng đến chất lượng của thành phẩm cuối cùng. Các nghiên cứu về hệ thống bioreactor cho thấy việc sử dụng đường dòng chỉ dùng một lần có thể giảm khoảng 95 phần trăm các vấn đề nhiễm bẩn so với các hệ thống inox thông thường, theo một số nghiên cứu trong Tạp chí Khoa học và Công nghệ Dược phẩm PDA. Điều này hoàn toàn hợp lý đối với các nhà sản xuất muốn kiểm soát tốt hơn quá trình sản xuất của mình.

Nguyên Nhân Gốc Rễ: Cơ Sở, Quy Trình và Các Yếu Tố Con Người trong Thất Bại Chuyển Giao Vô Trùng

Khoảng Trống Thiết Kế trong Thiết Bị và Đường Dẫn Chuyển Giao Cho Phép Xâm Nhập Vi Sinh

Khi các điểm chuyển tiếp và giao diện thiết bị không được thiết kế đúng cách, chúng có thể trở thành nơi phát sinh các vấn đề nhiễm bẩn mà không ai lường trước được. Chúng tôi đã chứng kiến nhiều sự cố lặp đi lặp lại trong thực tế: van không xả sạch hoàn toàn sẽ để lại cặn dư, mặt bích không được bịt kín đủ chặt để cho phép chất gây nhiễm lọt qua, và những hệ thống ống phức tạp nơi màng sinh học rất dễ hình thành. Tình hình còn trở nên tồi tệ hơn khi kết hợp thiết bị thép không gỉ với các bộ phận dùng một lần trong quá trình nâng cấp hệ thống. Nhiều cơ sở cũ vẫn còn tồn tại đoạn ống chết dài hơn 1,5 lần đường kính ống (chúng tôi đang nói đến khoảng 30% các hệ thống hiện có), điều này có nghĩa là chất lỏng nằm yên tại đó, tạo điều kiện cho vi sinh vật gây bệnh sinh sôi vô kiểm soát. Công tác đo đạc nhiệt độ của chúng tôi cũng chỉ ra một điều khác: sự chênh lệch nhiệt độ tại các điểm nối thường xuyên dẫn đến ngưng tụ, về cơ bản là phá vỡ môi trường vô trùng mà chúng ta đang cố gắng duy trì. Hầu hết các dự án cải tạo lại hoàn toàn bỏ sót những vấn đề thiết kế cơ bản này, buộc người vận hành phải quay trở lại các quy trình thủ công, vốn làm tăng nguy cơ xảy ra nhiễm bẩn ngay từ đầu.

Xu hướng FDA 483: Các mẫu lỗi do con người trong kiểm tra và thực hiện chuyển vô trùng

Các báo cáo thanh tra của FDA liên tục xác định các yếu tố con người là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố trong quá trình chuyển vô trùng. Phân tích các ghi nhận từ Biểu mẫu 483 trong giai đoạn 2023–2024 cho thấy ba mẫu lỗi lặp lại:

• Lệch khỏi quy trình trong lấy mẫu : 62% liên quan đến kỹ thuật xả khí không đúng khi thu thập mẫu môi trường hoặc mẫu sản phẩm sau chuyển
• Thiếu sót trong quy trình kiểm nghiệm : Tài liệu hóa không đầy đủ trong các mô phỏng đổ môi trường – đặc biệt là không tái tạo đúng các góc chuyển hoặc thời gian chuyển trong điều kiện xấu nhất
• Hệ thống đào tạo còn yếu kém : Việc xác minh năng lực thực hiện kiểm tra độ kín trước và sau sử dụng (PUPSIT) không đồng nhất

Việc áp dụng mô-men xoắn không đúng trong quá trình kết nối ống chiếm 38% các sai lệch liên quan đến con người – là lỗi cơ học phổ biến nhất. Tỷ lệ sai lệch tăng 300% khi thời gian thao tác thủ công vượt quá 45 phút, nhấn mạnh nhu cầu áp dụng các chiến lược chống sai sót như chỉ báo mô-men xoắn tự động và giám sát việc tuân thủ quy trình theo thời gian thực.

Công Nghệ Sử Dụng Một Lần Cho Phép Chuyển Đổi Vô Trùng Hiệu Quả

Bộ Kết Nối Vô Trùng và Hàn Vô Trùng: Các Giải Pháp Đã Được Kiểm Định cho Việc Chuyển Đổi Hệ Kín

Công nghệ dùng một lần (SUTs) đang thay đổi cách chúng ta thực hiện các quá trình chuyển vô trùng bằng những bộ phận đã được chiếu xạ gamma và sẵn sàng tiệt trùng. Những thành phần này giúp giảm thiểu mọi rắc rối liên quan đến việc xác nhận làm sạch và ngăn ngừa nhiễm chéo khi chuyển đổi giữa các mẻ sản xuất. Các thiết bị mới hơn như đầu nối vô trùng và hàn vô trùng tạo ra các đường dẫn kín hoàn toàn cho chất lỏng, không cần tiếp xúc thủ công nữa. Trước đây, hệ thống inox là tiêu chuẩn nhưng lại có vấn đề về vi sinh vật xâm nhập. Lấy cổng chuyển nhanh làm một ví dụ điển hình: chúng có thể di chuyển vật liệu trong vòng chưa đầy 15 giây đồng thời duy trì điều kiện đạt chuẩn ISO 5, điều này rất quan trọng đối với các sản phẩm sinh học nhạy cảm. Một nghiên cứu lớn thực hiện năm ngoái đã khảo sát 17 cơ sở khác nhau và phát hiện gần như giảm tới 98% các sự cố vi sinh nhờ phương pháp mới này. Tỷ lệ thất bại về độ vô trùng giảm từ khoảng 0,18% xuống chỉ còn 0,003% mỗi mẻ. Thị trường công nghệ dùng một lần cũng đang mở rộng nhanh chóng, tăng khoảng 32% mỗi năm theo báo cáo của Grand View Research. Tại sao? Bởi vì việc chuyển đổi quy trình hiện nay diễn ra nhanh hơn nhiều, giảm 80% thời gian thiết lập. Hơn nữa, các mối nối hàn đảm bảo không còn lo lắng về nguy cơ rò rỉ do sai sót của con người. Về mặt tài chính, hiệu quả cũng rất rõ rệt. Các cơ sở tiết kiệm trung bình khoảng 740.000 USD mỗi năm về chi phí xác nhận và tổn thất do ngừng hoạt động, theo số liệu từ Viện Ponemon năm 2023.

Tự động hóa và Tích hợp Hệ thống Kín như Tương lai của Chuyển giao Vô trùng

Các công ty dược phẩm sinh học đang chuyển nhanh sang tự động hóa và các hệ thống kín vì các thao tác vô trùng thủ công không còn đáp ứng nổi nhu cầu hiện đại nữa. Những robot mới nhất kết hợp với các buồng cách ly không găng tay có khả năng khử trùng bằng hơi (SIP) giúp giảm nguy cơ nhiễm tạp xuống gần như bằng không trong các quy trình được xác nhận đúng cách, đồng thời tăng đáng kể tốc độ sản xuất. Phần lớn các cơ sở đóng gói hiện nay cũng đang sử dụng buồng cách ly không găng tay. Các thiết lập này tiết kiệm khoảng 40% chi phí HVAC so với phòng sạch truyền thống và duy trì mức độ đảm bảo vô trùng tốt trong suốt các bước như sấy đông (lyophilization) và đóng nắp mà không cần thao tác thủ công. Hiện nay, cảm biến thông minh được lắp đặt khắp nơi để theo dõi sự thay đổi áp suất, biến động nhiệt độ và kiểm tra độ kín trong quá trình chuyển sản phẩm. Điều này cho phép người vận hành can thiệp sớm khi có dấu hiệu sự cố xảy ra thay vì chờ đợi vấn đề thực sự phát sinh. Khi xem xét toàn bộ các công nghệ này hoạt động phối hợp – tự động hóa, giám sát liên tục và các hệ thống dùng một lần – rõ ràng lý do tại sao chúng giải quyết chính xác những lỗi do con người gây ra, vốn thường được nêu trong các báo cáo FDA 483. Với sự phát triển tiếp tục của Pharma 4.0, kiểu quy trình kín hoàn toàn tích hợp như vậy dường như chắc chắn sẽ trở thành tiêu chuẩn chung trên toàn ngành. Nó loại bỏ những điểm chuyển tiếp dễ phát sinh nhiễm tạp và giúp việc mở rộng quy mô từ thử nghiệm lô nhỏ lên sản xuất hàng loạt diễn ra thuận lợi hơn, đồng thời duy trì sự tuân thủ các quy định.

Câu hỏi thường gặp

Chuyển đổi vô trùng là gì?
Chuyển đổi vô trùng liên quan đến việc di chuyển các vật liệu hoặc sản phẩm đã được tiệt trùng trong môi trường sản xuất dược phẩm hoặc công nghệ sinh học mà không gây nhiễm bẩn.

Tại sao sự nhiễm bẩn do con người gây ra là một thách thức trong quá trình chuyển đổi vô trùng?
Các can thiệp thủ công có thể làm phát sinh rủi ro như thủng găng tay, kỹ thuật vô trùng không đúng cách và vi phạm môi trường không khí kiểm soát.

Công nghệ dùng một lần là gì?
Công nghệ dùng một lần đề cập đến các thành phần đã được tiệt trùng sẵn, sử dụng một lần rồi loại bỏ, giảm nhu cầu kiểm nghiệm vệ sinh và nguy cơ nhiễm chéo.

Tự động hóa mang lại lợi ích gì cho quá trình chuyển đổi vô trùng?
Tự động hóa giúp giảm sai sót của con người và tối ưu hóa quy trình bằng cách áp dụng robot và hệ thống kín, đảm bảo độ vô trùng tốt hơn và tuân thủ các quy định.