Współczesne pomieszczenia czyste w przemyśle farmaceutycznym polegają na zaawansowanych rozwiązaniach inżynieryjnych, aby zapobiec wprowadzeniu czegokolwiek, co mogłoby zakłócić jakość leków. Filtry HEPA w tych pomieszczeniach zatrzymują niemal wszystkie cząstki o wielkości do 0,3 mikrona, co jest imponujące, biorąc pod uwagę, że usuwają około 99,97% substancji przechodzących przez nie. Większość obiektów zapewnia wymianę powietrza od 20 do 40 razy na godzinę, utrzymując świeże warunki niezbędne do osiągnięcia standardów czystości ISO 5–7. Wszystkie te warstwy działają razem, aby zapobiec przedostaniu się mikroorganizmów i uniknąć problemów podczas produkcji produktów sterylnych. Ostatnie badania opublikowane w Journal of Pharmaceutical Innovation potwierdzają, że firmy stosujące skuteczną kontrolę zanieczyszczeń odnotowały ogromny spadek liczby nieskutecznych partii – o około dwie trzecie mniej problemów niż w miejscach nieprzestrzegających odpowiednich protokołów.
Czyste pomieszczenia są utrzymywane pod nadciśnieniem, aby zapobiec dostaniu się zanieczyszczeń z zewnątrz, co gwarantuje brak kontaminacji leków do wstrzykiwań i produktów biologicznych. Aby sprawdzić zgodność z przepisami, obiekty wykorzystują liczniki cząstek w czasie rzeczywistym oraz urządzenia do pobierania próbek powietrza pod kątem mikroorganizmów. FDA i EMA mają bardzo konkretne wymagania, szczególnie w przypadku produktów sterylnych kategorii 1. Nawet wykrycie kilku jednostek tworzących kolonie (CFU) wystarcza, by rozpocząć dochodzenie. To, co dzieje się w tych kontrolowanych przestrzeniach, ma istotne znaczenie dla pacjentów. Zgodnie z Raportem WHO o bezpieczeństwie leków z 2022 roku, zanieczyszczone leki iniekcyjne odpowiadały za niemal 4 na każde 10 niepożądanych zdarzeń związanych z lekami w ubiegłym roku.
Nawet przy obecności wszystkich zautomatyzowanych systemów ludzie nadal odpowiadają za około 72% wszystkich zanieczyszczeń występujących w pomieszczeniach czystych, jak podano w najnowszym raporcie jakości produkcji z 2024 roku. Gdy przedsiębiorstwa wprowadzają rygorystyczne procedury odzieżowe zgodnie z wytycznymi ISO 14644-7, instalują obowiązkowe prysznice powietrzne na wejściach oraz zapewniają regularne szkolenia dotyczące właściwego zachowania w tych kontrolowanych środowiskach, udaje im się zmniejszyć ilość łusek naskórka i kropelek oddechowych o prawie 90% w strefach czystości ISO 5. Analiza rzeczywistych danych branżowych opublikowanych w zeszłym roku w PDA Journal wykazała, że zakładu, które wdrożyły kompleksowe programy kontroli zanieczyszczeń, doświadczyły mniej więcej o połowę mniej problemów z wpuszczeniem produktów sterylnych na rynek w porównaniu do tych, które nie wdrożyły takich środków, konkretnie odnotowując redukcję o 53% w ciągu trzech lat.
Aby spełnić normy FDA, EMA oraz cGMP, pomieszczenia czyste w przemyśle farmaceutycznym podlegają szeregowi certyfikacji i walidacji. Większość organów regulacyjnych wymaga regularnych kontroli, w tym corocznych audytów, ciągłego monitorowania środowiska oraz obszernych dokumentów potwierdzających skuteczność kontroli zanieczyszczeń. W kwestii integralności danych, FDA szczególnie zależy na szczegółowych rejestrach, które odnotowują każdą policzoną cząstkę w czasie. Tymczasem producenci europejscy muszą przestrzegać przepisów EMA, które wyraźnie wymagają technik pobierania próbek powietrza zgodnych ze standardami ISO 14644-1. Te wymagania nie są jedynie formalnościami biurowymi – bezpośrednio wpływają na codzienne funkcjonowanie zakładów, kształtując m.in. harmonogramy konserwacji sprzętu czy programy szkoleń personelu.
Normy ISO stanowią podstawę określającą, co jest uznawane za akceptowalną wydajność w kontekście wprowadzania produktów na rynki na całym świecie. W przypadku wykonywania sterylnych iniekcji firmy muszą spełniać wymagania klasy ISO 5, co oznacza utrzymywanie liczby cząstek poniżej 3520 na metr sześcienny zgodnie z przepisami EU Annex 1. Tymczasem mniej rygorystyczne, ale nadal ważne klasy ISO 7 i 8 dotyczą głównie produkcji leków doustnych w postaci stałej. Poziomy te pojawiają się w około 8 na 10 listach kontrolnych zarówno inspektorów FDA, jak i EMA. Gdy producenci nie przestrzegają tych norm, często doświadczają wycofania produktów, które według danych branżowych z 2023 roku przeciętnie kosztują około 2,3 miliona dolarów za każdym razem.
Ciągłe monitorowanie zapewnia długoterminową zgodność poprzez liczniki cząstek w czasie rzeczywistym (śledzenie zanieczyszczeń 0,5 µm), czujniki ciśnienia różnicowego (utrzymujące kaskady 10–15 Pa) oraz próbowniki powietrza do wykrywania jednostek tworzących kolonie (CFU). Zgodnie z ramami GMP Światowej Organizacji Zdrowia, konieczne są coroczne testy kwalifikacji eksploatacyjnej (PQ) w celu potwierdzenia stałej zgodności z klasyfikacjami ISO w cyklach produkcyjnych.
Filtry HEPA usuwają 99,97% cząstek o wielkości 0,3 mikrona, umożliwiając tworzenie środowisk klasy ISO 5, niezbędnych dla procesów bezpyłowych. Wymiana powietrza na godzinę (ACH) w zakresie od 20 do 40 zapewnia ciągłe rozcieńczanie zanieczyszczeń unoszących się w powietrzu. Badania wykazują, że obiekty z ACH 30 osiągają redukcję liczby mikroorganizmów o 72% w porównaniu do obszarów o niższej wentylacji.
Systemy przepływu laminarnego kierują oczyszczone powietrze jednostajnie od sufitu do podłogi, minimalizując turbulencje, które mogłyby rozprzestrzeniać cząstki. Ten projekt jest zgodny z zalecanymi przez FDA praktykami utrzymywania różnic ciśnienia między strefami pomieszczeń czystych. Takie rozwiązania, jak komory powietrzne i stopniowe gradienty ciśnienia, izolują obszary o wysokim ryzyku od mniej kontrolowanych środowisk, poprawiając ogólną kontrolę zanieczyszczeń.
Farmaceutyczne systemy HVAC regulują jednocześnie trzy kluczowe parametry:
Czujniki w czasie rzeczywistym oraz automatyczne przepustnice umożliwiają natychmiastowe korekty w przypadku odstępstw środowiskowych, zachowując integralność procesu.
Dobrze zaprojektowana czysta izba opiera się na materiałach, które nie wydzielają cząstek ani nie wchłaniają zanieczyszczeń, takich jak powierzchnie ze stali nierdzewnej i specjalne panele ścienne o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Takie materiały ułatwiają czyszczenie i zmniejszają ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego podczas procesów produkcyjnych. Również sama konstrukcja ma znaczenie. Podłogi powinny mieć zgrzewane połączenia zamiast fug, w których może gromadzić się kurz, a oprawy oświetleniowe muszą być wyposażone w odpowiednie uszczelki zapobiegające przeciekom powietrza. Wiele obiektów instaluje również systemy jednokierunkowego przepływu powietrza, które odprowadzają zawieszone w powietrzu cząstki od wrażliwych obszarów, takich jak stanowiska dozujące leki. Dla firm produkujących wiele produktów w tej samej przestrzeni modułowe pomieszczenia czyste stanowią inteligentne rozwiązanie. Zachowują one niezbędne uszczelnienia, umożliwiając jednocześnie reorganizację w miarę zmiany linii produkcyjnych. Większość poważnych producentów przestrzega ścisłych certyfikatów materiałowych zgodnych z wytycznymi podobnymi do normy ISO 14644-5. Takie podejście nie tylko zadowala organy regulacyjne, ale także w dłuższej perspektywie oszczędza pieniądze dzięki skróceniu czasu przestojów i mniejszej liczbie problemów jakościowych.
Sieci czujników rozmieszczone w całym obiekcie śledzą cząstki unoszące się w powietrzu o rozmiarze do 0,5 mikrona oraz wykrywają żywe mikroorganizmy. Zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez Ponemon Institute w zeszłym roku, około 8 na 10 problemów z zanieczyszczeniem wynika ze zmian wilgotności lub wahania temperatury. Zebrane dane trafiają bezpośrednio do systemu zarządzania budynkiem, który wysyła alerty, gdy liczba cząstek przekroczy dopuszczalny poziom określony w normie ISO Klasy 7 (czyli 3 520 cząstek na metr sześcienny). Tak natychmiastowa dostępność informacji pozwala personelowi na reagowanie w ciągu zaledwie 15 minut. Dla firm produkujących leki do wstrzykiwania ma to ogromne znaczenie, ponieważ pojedynczy przypadek naruszenia warunków sterylności wiąże się średnio z kosztem ok. 740 tys. dolarów dla producenta.
Systemy kaskadowe ciśnienia w pomieszczeniach czystych zazwyczaj utrzymują różnicę ciśnień powietrza na poziomie od 10 do 15 paskali między różnymi strefami, co zapobiega cofaniu się niepożądanego powietrza podczas przemieszczania materiałów. Sposób poruszania się personelu przez te strefy również ma znaczenie. Obszary o dużym natężeniu ruchu są oddzielone od stref krytycznych, gdzie ryzyko zanieczyszczenia jest najwyższe. Jednocześnie inteligentne systemy wentylacyjne dostosowują przepływ powietrza w zależności od rzeczywistej liczby osób obecnych w danej sekcji. W przypadku zakładów, których potrzeby produkcyjne ulegają zmianie, przebudowywalne szatnie wyposażone w blokowane przejściowe okna transportowe stanowią istotną różnicę. Badania wykazują, że redukują one ilość mikrobów przenikających do wrażliwych stref o około dwie trzecie w porównaniu z tradycyjnymi, stałymi układami. Taka elastyczność zapewnia znacznie lepszą ochronę przed zagrożeniami zanieczyszczeń w warunkach produkcji stale się zmieniających.