Pour être en mesure de répondre exactement aux besoins des intéressés, il est nécessaire que le fabricant de filtres détermine de façon précise les conditions d’utilisation de ses différents produits et considère la validation comme le prolongement des impératifs de fabrication propres à chacun des utilisateurs.
La validation d’un filtre utilisé dans la purification des liquides consiste à démontrer que ce filtre assure un effet bien défini, la décontamination microbienne, et cela de façon reproductible, en conservant l’homogénéité du traitement appliqué.
Dans le cas d’un filtre stérilisant, l’élément majeur de la validation est la détermination de son seuil de rétention absolu, grâce au challenge bactérien (encadré 1).
La validation des filtres stérilisants est une tâche complexe et délicate, c’est pourquoi le développement de supports techniques et la détermination des valeurs des tests de validation des filtres ont monopolisé une grande partie de l’énergie de recherche de notre société.
Cette approche de la validation des filtres stérilisants est en adéquation avec les « Guidelines » de la FDA*.
* Food and Drug Administration.
« Lignes directrices concernant la production aseptique de produits pharmaceutiques stériles », aux termes desquelles « il est accepté que les tests de validation (des filtres) soient effectués par un laboratoire extérieur ou par le fabricant de filtres. La FDA considère que l'utilisateur du filtre doit se procurer les valeurs de validation. »
Challenges bactériens
Pour atteindre cet objectif, nos chercheurs ont validé les performances de nos cartouches dans les conditions les plus critiques, en particulier au moyen de challenges réalisés jusqu’au colmatage du filtre (« Worst Cases »), approche qui, elle aussi, est encouragée par la FDA : « La validation doit comporter des challenges microbiens stimulant les conditions de production les plus critiques, en particulier pour la taille et le nombre de micro-organismes dans le produit à filtrer. Ainsi le challenge du filtre sera réalisé avec une concentration microbienne maximale » (figure 1). Pour éviter que des filtres possédant une capacité de rétention bactérienne limitée ne soient considérés comme des « filtres stérilisants à 0,2 µm », la FDA a défini un niveau de challenge minimum : le Pseudomonas diminuta sera pris comme le micro-organisme de test des filtres à 0,2 µm.
[Encart :
Encadré n° 1 – Challenges bactériens
Éléments majeurs de la validation de nos filtres, les Challenges Bactériens sont des tests destructifs qui permettent de déterminer précisément les capacités de rétention microbiennes d’un filtre membrane à grade stérilisant (figure 1).
On envoie un nombre connu de micro-organismes spécifiques en amont du filtre, puis on mesure, pour une contamination donnée, la quantité de micro-organismes présents dans le filtrat (à la sortie du filtre) : on détermine ainsi l’efficacité du filtre. Cette évaluation, pour être parfaitement fiable, nécessite une technique d’échantillonnage parfaite, des conditions opératoires sur le banc-test (débit, pression…) représentatives des conditions industrielles et un challenge effectué jusqu’au colmatage (conditions les plus contraignantes correspondant aux « Worst Cases » de la réglementation FDA).
Les résultats des Challenges des filtres stérilisants sont comparés aux mesures de débits de diffusion initialement effectuées sur les mêmes filtres, ce qui permet de déterminer la valeur maximale de débit de diffusion garantissant un effluent stérile du filtre.
La corrélation entre ces deux mesures est alors établie.
L’utilisation de cette procédure est donc parfaitement en accord avec les organismes CEE ou la FDA qui exigent qu’une corrélation avec les données de test du challenge bactérien réalisé lors de la fabrication des cartouches soit démontrée.
« Le micro-organisme Pseudomonas diminuta a été choisi parce que c’est l’une des plus petites bactéries — 0,3 µm de diamètre — et que, lorsqu’il est correctement cultivé, récolté et employé, il peut passer au travers des pores surdimensionnés d’un filtre de seuil 0,22 µm. »
Le filtre sera alors « challengé » avec une concentration au moins égale à 10⁷ micro-organismes par cm² et donnera un effluent stérile (figure 2). Cependant, les filtres qui correspondent à cette définition ne permettent pas d’obtenir systématiquement un effluent stérile ; en particulier quand ils sont challengés.
* Si le challenge est réalisé en utilisant d’autres micro-organismes plus « pénétrants » (comme les mycoplasmes), un filtre stérilisant à 0,2 µm ne retiendra pas tous les micro-organismes ; il faudra utiliser un filtre à seuil de rétention absolu de 0,1 µm et le valider suivant la même procédure qu’un filtre de seuil 0,2 µm. Nos filtres sont conçus et testés pour correspondre le plus exactement possible à ces impératifs.
]
[Photo : Schéma de principe du dispositif d’essais.]
Avec une concentration en Pseudomonas diminuta plus élevée.
Dans la plupart des applications de stérilisation, l’utilisateur souhaitera donc une efficacité de rétention plus élevée et posséder une marge de sécurité. Le challenge, effectué jusqu’au colmatage, et l’obtention d’un effluent stérile pendant toute la durée du test, lui donneront l’assurance que les conditions de contamination les plus critiques (quantité de micro-organismes incidents) sont reproduites.
De plus, il trouvera dans le test de diffusion (encadré 2) la marge de sécurité désirée, grâce à la corrélation entre ce test, non destructif, réalisable à chaque utilisation du filtre, et le challenge bactérien, destructif. En effet, la valeur limite de ce test d’intégrité sera choisie en dessous de celle qui a donné lieu, pour la première fois, à une pénétration microbienne de la membrane.
Qualité et labels de fabrication
Pour satisfaire aux exigences des utilisateurs, le constructeur du filtre devra leur fournir une réponse complète en termes de conception et de fabrication du filtre, contrôle qualité, documentation et supports techniques.
En premier point, chacun de nos filtres est caractérisé par un seuil de rétention absolu. Celui-ci est validé par des tests garantissant une efficacité définie et constante, en termes de rétention particulaire ou microbienne, et menés jusqu’au colmatage de la cartouche. Ensuite, tous nos filtres stérilisants reçoivent un « label » ou grade, représenté par une lettre supplémentaire dans la référence (« P » pour pharmaceutique, « W » pour alimentaire, « E » pour électronique).
Le certificat P décerné, par exemple, aux filtres finaux stérilisants utilisés dans les applications pharmaceutiques (figure 3) donne à l’utilisateur l’assurance que ce filtre a subi, au cours de sa fabrication, un contrôle-qualité en conformité avec les exigences de son utilisation ultérieure. Cette identification garantit la conformité aux recommandations de la FDA concernant les filtres non relargants et aussi la conformité à nos standards de fabrication :
[Encart :
Encadré n° 2 – Contrôle d’intégrité
La corrélation entre un test d’intégrité non destructif et un challenge bactérien donnant un effluent stérile est extrêmement importante lors de la stérilisation par filtration des fluides.
Les deux tests non destructifs, cités par la FDA et acceptés par l’industrie, pour vérifier l’intégrité d’un filtre sont le Forward Flow Test (mesure de la diffusion d’air) et le test du Point de Bulle (apparition de la première bulle).
Tous les deux sont basés sur des principes physiques de capillarité et de diffusion gazeuse, et sont réalisés en appliquant une pression d’air déterminée sur le filtre mouillé. Mais, seul le Forward Flow Test ou Test de Diffusion, qui se base sur le débit d’air ayant diffusé à travers la membrane mouillée, réunit les conditions qui permettent de garantir, de façon absolue, l’intégrité du filtre à l’utilisateur industriel (figure 5) :
* c’est un test non destructif,
* il est rapide et facile à effectuer,
* il ne casse pas la stérilité du système de filtration,
* il fournit des résultats fiables et clairs sans risque d’erreur d’interprétation,
* ces résultats sont corrélés au challenge bactérien.
]
[Photo : Bactéries Pseudomonas retenues sur membrane.]
[Photo : Carters sanitaires utilisés pour la filtration stérilisante des liquides.]
[Photo : Le Palltronic Compact 200 réalise automatiquement des tests d’intégrité :
- contrôle unitaire de l'intégrité du filtre,
- contrôle de la propreté de l’effluent filtré,
- environnement contrôlé,
- traçabilité du lot de filtres,
ainsi que d’autres contrôles spécifiques à chacun des grades, en particulier pour le filtre ULTIPOR® N66 :
1. Contrôle de l'intégrité du filtre.
2. Matériaux conformes aux normes USP.
Les spécifications des sécurités biologiques selon LAL.]
[Photo : Exemple de certificat de conformité.]
Pour les grades « P » et « W », l’assurance que tous les composants sont sur la liste positive de la FDA pour le contact alimentaire.
Qualification
Après validation des membranes, il est nécessaire de vérifier que l'équipement de filtration correspond à l'utilisation que l'on veut en faire et qu'il est capable de satisfaire aux besoins industriels en respectant les conditions de pression, température et autres paramètres auxquels il sera soumis. Il est nécessaire également de connaître les spécifications techniques du filtre, qui ne font pas l'objet de validation, telles que la perte de charge initiale, la pression différentielle maximale admise, les caractéristiques de débit et de la perte de charge au cours de la filtration, ainsi que la compatibilité chimique.
La connaissance de ces paramètres doit permettre de se prononcer sur la capacité du filtre à répondre au degré de sécurité que l'industriel est en droit de demander à la filtration. Ces données de validation et de qualification devront donc être introduites dans le cadre de l'exploitation pour valider la ligne de production.
Validation du filtre dans la ligne de production
La validation du filtre dans la ligne de production sera effectuée grâce aux informations disponibles dans les documents techniques du constructeur de filtres, mais aussi à partir des données concernant les procédés spécifiques à chaque utilisateur.
Il est donc indispensable de connaître l'origine de l'information (donnée chiffrée, guide d'utilisation, synoptique de fabrication…) nécessaire au bon déroulement du procédé industriel, en distinguant, par objectif, les opérations qui relèvent soit de la responsabilité du fabricant de filtre, soit de celle de l'utilisateur.
Rétention bactérienne
- - Responsabilité du fabricant : se procurer les tests de laboratoire effectués sur le micro-organisme de test (Pseudomonas diminuta ATCC 19146) ;
- - Responsabilité de l’utilisateur : contrôler la biocontamination du produit à filtrer ; maintenir une biocontamination incidente faible.
Matériaux
- - Responsabilité du fabricant : obtenir l'approbation de la FDA sur les constituants du filtre et fournir les données des tests de toxicité biologique ;
- - Responsabilité de l'utilisateur : effectuer des tests d’innocuité biologique sur le produit filtré et fini pour garantir l'absence d'interactions.
Conditions opératoires
- - Responsabilité du fabricant : fournir les conditions opératoires limites (perte de charge, température) et les données de compatibilité, fournir des procédures générales de stérilisation, les limites de stérilisation (Temps/Température) et les…
limites d’exploitation en temps cumulé à la température.
- • Responsabilité de l'utilisateur : utiliser le filtre dans ses limites de fonctionnement et utiliser le carter approprié (figure 4). Établir les procédures de contrôle pour le changement des filtres et valider les procédures de stérilisation. Établir les limites d'utilisation des filtres en temps de stérilisation cumulés.
Contrôle d'intégrité
- • Responsabilité du fabricant : fournir les données de corrélation entre les valeurs du contrôle d’intégrité et le challenge bactérien et recommander les procédures de test.
- • Responsabilité de l'utilisateur : effectuer un contrôle d’intégrité selon les spécifications du fournisseur avant et après filtration. Enregistrer les valeurs de test dans les cahiers de production. Sélectionner le système de filtration approprié pour obtenir l’assurance d’un effluent stérile pour un produit donné et utiliser les éléments filtrants et le carter adéquats.
Conclusion
Les produits et les méthodes de contrôle ont largement évolué et un certain nombre de normes ou recommandations ont maintenant été établies concernant la validation des membranes et leur qualification : elles apportent une sécurité absolue dans la performance, l'utilisation et le contrôle des filtres. En effet, les termes de validation et de qualification sous-entendent l’objectif de qualité que visent aujourd’hui tous les industriels.
[Photo : La gamme de filtres Pall.]
