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[CAPA管理] 制药用水系统中生物膜和红锈的合规诊治

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药徒
发表于 2022-7-5 14:12:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 JCBIO 于 2022-7-5 14:24 编辑

     关于制药用水系统中红锈和生物膜的关系,一直没有一个专业性的盖棺定论,但是就结合目前诸多的现场实际情况来看,将红锈和生物膜完全分开来谈是不合实际的。那么本期我们来走进制药用水系统探一探,到底是生物膜本就肆意妄为,还是有红锈为其把薪助火,红锈又在制药用水系统中饰演着怎样的一个“角色”呢?

  • 制药用水系统中的微生物是从何而来的?
     1.水体本身就存在的微生物
     2.外部污染进入制药用水系统

  • 红锈:“我有一技——‘以逸待劳’”
     红锈是一种常见的工程现象,任何采用不锈钢材料建造的制药用水系统中均会有红锈的身影,一般容易出现在泵腔(图1)及管路焊道(图2)。且红锈具有反复发生的特征,若对系统中初期形成的红锈不加干预,将会形成更加难于清洗的锈斑,红锈什么都没做,好像就已经立于不败之地了......
截图20220705134455.png

  • 微生物在进入制药用水系统之后用的第一计——“暗度陈仓”

微生物在常温水系统中本来行迹一般,在高温水系统中更加行事低调。通常我们可以进行热消毒法、紫外辐照等一系列手段对其进行控制,但稍有不慎,便会让微生物有可乘之机,即便采取了一定的手段进行控制,还是有微生物超标的现象。到底是什么让它“瞒天过海”的呢。这就要提到微生物在固体表面附着的一般过程:
1、微生物向载体表面运送(粘附)
2、可逆附着(表面聚集)、不可逆附着(表面聚集)
3、固定微生物增长,形成生物膜(增长)
4、生物膜增长到一定程度开始分离(分裂)
微生物在固体表面一直进行着上述过程的循环,分裂后的微生物开始了新一轮的粘附。
微生物从液相向载体表面的运送,主要通过以下两种方式完成∶
1、主动运输∶指微生物借助水力动力学及各种扩散力向载体表面迁移;
2、被动运输∶由布朗运动、微生物自身运动、重力或沉降作用完成的。
可逆附着:在微生物与载体表面接触的最初阶段,微生物与载体间首先形成的是可逆附着,微生物在载体表面的可逆附着实际上反映的是附着与分离的双向动态过程。
原因∶环境中存在的水力学力或是简单的布朗运动或是微生物自身的运动都可能使已附着在载体表面的微生物重新返回悬浮液相中去。一般讲,造成这种可逆附着过程的力主要是物理及化学相互作用。
不可逆附着:通常是由于微生物分泌一些粘性代谢物质所造成的,例如多聚糖等。这些体外多聚糖类物质起到了生物“胶水”作用。因此,这个阶段附着的细菌不易被中等水力剪切力冲刷掉。事实上,可逆与不可逆附着的区别在于是否有生物聚合物参与细菌与载体表面间的相互作用,不可逆附着是形成生物膜群落的基础。

  • 红锈是如何给微生物“推波助澜”的呢?

微生物在处于“无根之萍”之时,不足为虑,但是有了红锈在其后“推波助澜”,那就不可同日而语了。如果没有周期性的对它进行干预,它可以肆无忌惮的在整个水系统中“暗度陈仓”,不断聚集(图3),进而形成生物膜。


截图20220705134531.png


制药用水系统中红锈的产生的部位(图4),其不锈钢表面可能已经遭到破坏(图5),而红锈又影响不锈钢表面的光洁度,让微生物更容易粘附在不锈钢上面。
截图20220705134544.png

制药用水系统不锈钢表面的粗糙度有利于微生物在其表面附着、固定,主要由以下几个方面的原因导致∶
1、与光滑表面相比,粗糙的载体表面增加了与微生物间的有效接触面积;
2、在体表面的粗糙部分,如孔洞、裂缝等对已附着的微生物起到屏蔽保护,使它们免受水力学剪切的冲刷作用。
3、在系统中焊缝、膜片、仪表接触处等,由于与主体管路或罐体抛光度或致密性不完全一致,造成不锈钢表面的抗腐蚀性存在差异,而使得红锈及微生物更容易附着。
红锈对制药用水系统不锈钢表面的破坏,就是给微生物开了一家专属“驿站”,而且是包吃包住的那种,待遇可以说是相当优厚,讲到这里,你可能以为红锈当真免费给微生物包吃包住,但是这“嫁衣”当真是红锈心甘情愿奉上的么?这天下又岂有免费的午餐……
话说这微生物在红锈这个“驿站”当中“养精蓄锐”,一番“招兵买马”之后,逐步形成了生物膜。
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  • 时有时无的微生物限度超标,微生物是如何“瞒天过海”的?

这生物膜便是微生物“瞒天过海”之计的关键。你没有检测到微生物超标,可能是它正处在粘附、表面聚集、增长阶段,在你取样培养时,系统污染呈不均匀性,样品也就有可能不能代表微生物污染的类型或数量。而你检测到微生物超标时,它可能已经在分离阶段了,这个时候的它可谓是已经“兵强马壮”了!

微生物在制药用水系统中是一直存在的,但要控制在一定限度(纯化水系统100CFU/ml,注射水系统10CFU/100ml),为什么我们做了一些控制微生物的措施,还会偶尔有微生物限度超标呢?

这时候你要反思:你的措施当真有效?有经过验证么?当你的系统里已经有了生物膜,一般的控制措施又是否能有效呢?亦或者你的措施是否能完全“剥离”生物膜?没有经过验证,没有相关数据证明,我们不得而知。

  • 为什么与生物膜相比,红锈“技高一筹”?
红锈一开始“收留”微生物就不是真心,奈何微生物实在难缠,也撵不走,红锈便“以退为进,另作他谋”。
<span]当生物膜形成之后,红锈就发现它大计已成,因为生物膜会妨碍除锈试剂与红锈结合产生的化学反应,它就像红锈的一个“保护伞”,为红锈“遮风挡雨”。
红锈的“保护伞”除了生物膜,还有其他污物,如油脂类物质,这些都会成为它的挡箭牌,生物膜并不是它的最后一道防线。
<span]就这样,红锈为微生物提供易粘附的环境,促进其“揭竿为旗”生成生物膜,生物膜又能为红锈抵挡除锈试剂对其的去除,红锈除了生物膜,还与其他细小污物、油脂类物质为伍,其计谋可谓是一环套一环,它们这是直接在制药用水系统中上演了一出《甄嬛传》。
如此精彩的宫斗戏,你想通过一次清洗处理,就一劳永逸,是不可能的,所以最有效的办法就是进行周期性的处理
  • 它们有张良计,我们有过墙梯,最终的赢家只能是我们
     任它们连环计如何精妙,一番操作让我们直呼“666”,但是最终也逃不过JClean列清洗试剂的五指山。我们建议先使用JClean1000试剂进行生物膜去除,同时JClean1000还能去除细小污物、油脂类物质,清除了红锈的所有“保护伞”后,再用JClean2000对红锈进行精准打击,同时JClean2000还会帮助我们的不锈钢内壁形成钝化膜,让不锈钢恢复其耐腐蚀性。
640.png

当然,后期我们还需要周期性的预防处理,上海精川愿为您提供“有效合规的”周期性预防处理方案!




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大师
发表于 2022-7-5 14:32:17 | 显示全部楼层
酸洗钝化是个不错的降低红锈方式
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药徒
 楼主| 发表于 2022-7-5 14:48:22 | 显示全部楼层
木木杨1 发表于 2022-7-5 14:32
酸洗钝化是个不错的降低红锈方式

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发表于 2022-7-6 11:40:51 | 显示全部楼层
木木杨1 发表于 2022-7-5 14:32
酸洗钝化是个不错的降低红锈方式

  红锈确实要注意,不过就是不能根除,只能定期处理。
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