Pharmaceutical Bioburden
Monitoring
This presentation is the Confidential work product of Pall Corporation and no
portion of this presentation may be copied, published, performed, or redistributed
without the express written authority of a Pall corporate officer.
10/28/2019
©2017 Pall Corporation
Bioburden: Definition
Bioburden
Is defined as the number of viable and reproducible
microorganisms in a solution before sterilization
Được định nghĩa là số vi sinh vật sinh sản và dể đi
lại trong dung dịch trước khử trùng
Is of three types: có 3 kiểu
1. Water as defined by Pharmaceutical Monograph (
nước được định nghĩa bởi tài liệu chuyên khảo
dược
2. MLT as defined by Pharmaceutical
Testing chapters ( MLT được định nghĩa bởi các
chương thử nghiệm dược
3. In-process bioburden is tested for
information only (quá trình thử nghiệm bioburden
chỉ cho thông tin)
Ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Bioburden
Evaluation for Bioburden
Đánh giá bioburden
Tests on
Bioburden
Required by regulations for water and
MLT (quy định yêu cầu với nước và MLT)
Helps to determine the bioload on
filtration apparatus ( giúp xác định vi sinh
vật tải lên trên thiết bị lọc)
Used to determine the SAL (sử dụng xác
định mức độ đảm bảo vô trùng)
Ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Bioburden
Test Methods
phương pháp thử nghiệm
•
Standard test methods phương pháp thử nghiệm chuẩn
– Plate Count Methods (pour-plate/surface-spread plate) Phương pháp đếm
đĩa (
– Membrane Filtration (≤ 0.45 µm) màng lọc
– Direct Inoculation tiêm trực tiếp
– Most Probable Number số xảy ra nhất
– Microbial Limit Test thử nghiệm giới hạn vi sinh vật
– Sterility Test thử nghiệm tiệt trùng
– Antimicrobial Preservative Efficacy Test thử nghiệm hiệu quả kháng khuẩn
•
Described in Pharmacopoeias
– USP chapters <61>, <62> and <51>
– Eur. Ph. chapters 2.6.12, 2.6.13 and 5.1.3
– JP Chapters 35.1 and 35.2
Ref: https://hmc.usp.org/sites/default/files/documents/HMC/GCs-Pdfs/c61.pdf
http://www.uspbpep.com/bp2008/data/843.asp
Media Types for Bioburden Testing
các loại phương tiện thử nghiệm
bioburden
Water needs low
nutrient media to look
for microorganisms that
are stressed. PCA, HPC
broth, or R2A plates.
Nước cần ít chất dinh
dưỡng để tìm vi sinh vật
bị stress. Đĩa PCA,
nước dùng HPC hoặc
R2A.
MLT lists specific
media as defined by
the Pharmaceutical
Testing chapters.
In-process bioburden
is used for information
only. TSA is
typically used.
MLT liệt kê các
phương tiện cụ thể
được xác định bởi các
chương Kiểm tra Dược
phẩm
Bioburden trong quá
trình chỉ được sử
dụng cho thông tin.
TSA thường được sử
dụng.
Types of Bioburden Testing
Type of Test
In-process
Finished
product
Support
studies
Test
Incubation
Time (days)
Raw material bioburden nguyên liệu
5
In-process bioburden bán thành phẩm
5
Environmental monitoring kiểm soát môi trường
5
Water monitoring kiểm soát nước
5 to 7
Sterility test thử nghiệm tiệt trùng
14
Microbial limit tests thử nghiệm giới hạn vi sinh
5 to 7
Microbial assay of vitamins and antibiotics định
lượng vi sinh của vitamin và kháng sinh
3
Microbial identification nhận dạng vi sinh vật
1 to 5
Growth promotion thúc đẩy tăng trưởng
2 to 5
Media fill phương tiện lọc
14
Singer, DC and AM Cundell, 2003. The role of rapid microbiological methods within the
process analytical technology initiative. Pharmacopeial forum. 29(6):2109-2113.
Effects of Microbial Contamination
ảnh hưởng của nhiễm khuẩn
•
Microorganisms can halt the production of pharmaceuticals causing
expensive downtime if found in high levels or if identified as types of
organisms that absolutely cannot be present.
• Vi sinh vật có thể làm ngưng sản xuất dược phẩm gây ra sự tốn
kém thời gian nếu tìm thấy ở mức độ cao hoặc nếu được xác định
là loại không được hiện diện
•
The accurate and reliable detection and identification of
microorganisms is critical.
• phát hiện chính xác và đáng tin cậy và xác định các vi sinh vật là rất
quan trọng.
US Pharmacopoeia <61>
and <71>
Membrane Filtration
Use membrane filters having a nominal pore
size not greater than 0.45 µm. The type of
filter material is chosen in such a way that
the bacteria-retaining efficiency is not
affected by the components of the sample to
be investigated.
Sử dụng màng lọc có kích thước lỗ không
lớn hơn 0,45 µm. Loại vật liệu lọc được
chọn theo cách mà hiệu quả giữ lại vi khuẩn
không bị ảnh hưởng bởi các thành phần
của mẫu được kiểm tra.
USP <61>: Microbiological Examination of
Non-Sterile Products: Microbial Enumeration Tests
Membrane Filtration
Use membrane filters having a nominal pore size not
greater than 0.45 µm, in which the effectiveness to
retain microorganisms has been established. Cellulose
nitrate filters, for example, are used for aqueous, oily,
and weakly alcoholic solutions; and cellulose acetate
filters, for example, are used for strongly alcoholic
solutions. Specially adapted filters may be needed for
certain products (e.g., for antibiotics).
Sử dụng màng lọc có kích thước lỗ danh nghĩa không
lớn hơn 0,45 µm, trong đó hiệu quả giữ lại vi sinh vật đã
được thiết lập. Ví dụ, các bộ lọc Cellulose nitrat được
sử dụng cho các dung dịch có chứa nước, dầu và các
chất cồn yếu; và các bộ lọc cellulose acetate, được sử
dụng cho các dung dịch cồn mạnh. Có thể cần các bộ
lọc được điều chỉnh đặc biệt cho một số sản phẩm nhất
định (ví dụ: đối với thuốc kháng sinh).
USP <71>: Sterility Tests
Ref: http://biotadiag.com/wp-content/uploads/2015/08/USP34-NF29_71_Sterility_Test.pdf
European Pharmacopoeia
Dược điển Châu âu
Highly Purified Water,
Purified Water, and Water
for Injection
Nước siêu tinh khiết,
nước tinh khiết và nước
tiêm
2.6.1 – Sterility Tests
Thử nghiệm tiệt trùng
“A membrane filter with a nominal pore size
not greater than 0.45 µm may be used.” màng
lọc với kích thước lỗ không lớn hơn 0.45 µm
có thể sử dụng
“Use membrane filters having a nominal pore
size not greater than 0.45 µm….Cellulose
nitrate filters…Cellulose acetate filters and
specially adapted filters may be used.”
Sử dụng màng lọc có kích thước lỗ không
lớn hơn 0.45 µm cellulose nitrate, cellulose
acetate và màng lọc đặc biệt thích hợp được
sử dụng
Ref: http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2016/12/WC500218307.pdf
Japanese Pharmacopoeia
Dược điển nhật
Membrane filtration
TEST FOR STERILITY
OF THE PRODUCT TO
BE EXAMINED
The test may be carried out using the
technique of membrane filtration or by direct
inoculation of the culture media with the
product to be examined. Appropriate
negative controls are included. The
technique of membrane filtration is used
whenever the nature of the product permits,
that is, for filterable aqueous preparations
for alcoholic or oily preparations and for
preparations miscible with or soluble in
aqueous or oily solvents provided these
solvents do not have an antimicrobial effect
in the conditions of the test.
Use membrane filters having a nominal
pore size not greater than 0.45 µm whose
effectiveness to retain microorganisms has
been established. Cellulose nitrate filters,
for example. are used for aqueous, oily and
weakly alcoholic solutions and cellulose
acetate filters, for example, for strongly
alcoholic solutions. Specially adapted
filters may be needed for certain products.
e.g., for antibiotics.
3.2 Test for Sterility
Ref: http://www.who.int/medicines/publications/pharmacopoeia/TestForSterility-RevGenMethod_QAS11413FINALMarch2012.pdf
Pharmaceutical Inspection
Cooperation Scheme (PICS)
Pharmaceutical Inspection Cooperation Scheme
• Recommendation on Sterility Testing
11.2
TEST METHODOLOGY
11.2.1 The test methodology should be in accordance with the
pharmacopoeia method used. Membrane filtration of
the product, with either an open or a closed system, is
the preferred sterility test methodology. The filter should
be pre-wetted, particularly when small volumes and
antibiotics are tested. Filtration of the product should be
followed by the minimum number of washes of the
membrane with a suitable rinsing fluid established
during validation studies. The membrane should not be
permitted to dry out between filtration steps.
11.2.2 If the product cannot be filtered, then direct inoculation,
immersion, in-situ incubation or combination methods
as appropriate are acceptable.
Ref: file:///C:/Users/VaradarajanA/Downloads/pi_012_3_recommendation_on_sterility_testing.pdf
World Health Organization
(WHO)
Guidelines for Drinking-Water Quality – Volume 1
• Throughout guideline references membranes for the
sterilization of Drinking Water via RO and other systems
• References use of membranes for detection of harmful
pathogens
– E. coli, Cryptosporidium and Giardia
Ref: http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/gdwq3rev/en/
Pore Sizes
5 Pore Sizes used in QC Microbiology
0.1µm
Retention of Mycoplasma
• Mycoplasma sp. retention
0.2µm
Retention of Microorganisms
• Brevundimonas diminuta
0.45µm
0.8µm
1µm
Recovery of Microorganisms
Recovery of Yeasts/Molds
(NOT PHARMA)
Recovery of Cryptosporidium
and Giardia
Regulatory recommendations
Đề xuất quy định
All regulations recommend Mixed Cellulose Ester (MCE) membrane or a
membrane that is equivalent in pore size.
Tất cả các quy định đều khuyên dùng hỗn hợp Cellulose Ester (MCE) màng
hoặc màng tương đương với kích thước.
Other membranes are needed for chemical compatibility or for optimal flow rate.
Các màng khác là cần thiết cho khả năng tương thích hóa học hoặc cho tốc độ
dòng chảy tối ưu.
Product Type
Not the Right
Membrane
Why
Highly Potent
Antibiotics
MCE
High protein binding resulting
in false negatives
Kết dính protein cao
Alcoholic Solutions
MCE
MCE will dissolve MCE sẽ hòa
tan
Strong Acids or Bases
MCE
MCE will dissolve
Buffer Solutions
PVDF or PES
Very slow flow rate tốc độ dòng
rất chậm
Cell-Based Solutions
PVDF or PES
Very slow flow rate
Viscous Solutions
PVDF or PES
Very slow flow rate
Membrane Filtration vs.
Direct Inoculation
Membrane Filtration lọc qua màng
Direct Inoculation cấy trực tiếp
Advantages ưu điểm
Rinse away inhibitory or
preservative agents rửa sạch chất ức chế hoặc chất bảo
quản
Fast, easy nhanh, dễ
Sample concentration: tập trung mẫu
• High volume sample can be filtered có thể lọc mẫu
thể tích cao
• Statistically more valid thống kê hợp lệ hơn.
• More sensitive: 1 CFU/volume nhạy hơn.
Wide selection of media
Phương tiện lựa chọn rộng
Non-filterable samples mẫu không lọc
Limitations hạn chế
Non-filterable samples mẫu không lọc
Limited sample size: lower sensitivity
Giới hạn kích thước mẫu : độ nhạy thấp hơn
Product cannot deform the membrane
Sản phẩm không thể làm biến dạng màng
Small colonies vùng nhỏ
Solids may plug membrane
Chất rắn có thể bám màng
Inhibition issues vấn đề ức chế
Oil-based substances cannot be tested
Các chất dầu không thể thử nghiệm được
Membrane Filter (MF) Technique
filter
rinse
membrane
remove
filter
plate/incubate
count
Advantages of MF technique
ưu điểm của kỹ thuật màng lọc
• Versatility of method: tính linh hoạt của phương pháp
o Larger sample volumes thể tích lọc mẫu lớn hơn
o Selection of rinse buffers lựa chọn đệm rửa sạch
o Selection of membrane filters lựa chọn màng lọc
• Separates organisms from inhibitory substances
• Tách vi sinh vật khỏi chất ức chế
• Effective and accepted technique
• Kỹ thuật hiệu quả và được chấp nhận
Microbiology: complimentary
products
Sentino™ Pump
-orVacushield and Pump
Forceps
Manifold
Petri dishes
Media
© 2017, Pall Corporation. Pall,
, Metricel, MicroFunnel, Sentino, and Supor are trademarks of Pall Corporation. © indicates a registered
trademark in the USA.
Better Lives. Better Planet is a service mark of Pall Corporation.
Slides 2-13: For information only, might be subject to change, user has to verify accuracy using the original source