Культивирование микроорганизмов, контроль микрозагрязнений

Культивирование (ферментация) - это процесс, во время которого микроорганизмы растут (увеличивают свою численность) и превращают компоненты питательной среды в целевой продукт. В качестве микроорганизмов могут использоваться дрожжи, грибы или бактерии. В том случае, когда в качестве организмов-продуцентов используются клетки животных или гибридомы, говорят о культуре клеток.
Одно из требований к процессу культивирования состоит в обеспечении микроорганизмов или культуры клеток условиями, благоприятными для их оптимального роста и образования продукта. Это требование реализуется с помощью биореактора (ферментера). Это закрытый сосуд, который стерилизуется паром, и в который подается стерильная питательная среда. Эта среда затем асептически засевается производственными микроорганизмами.
Биореактор позволяет поддерживать в заданных пределах такие параметры ферментируемой питательной среды (культуральной жидкости), как температура, рН, содержание растворенного кислорода и другие. Он также обеспечивает асептические условия культивирования, благодаря чему на протяжении этого этапа производства поддерживается чистая культура микроорганизмов-продуцентов.
Имеется множество конструкций биореакторов, но, в основном, они представляют собой сосуды, снабженные перемешивающим устройством и рубашкой, и изготовленные из нержавеющей стали. Для биофармацевтических производств обычно применяются ферментеры объемом от 1 000 до 50 000 литров. Они снабжены сложной аппаратурой и системами управления.
Поддержание асептических условий и выполнение мер по обеспечению биологической безопасности при культивировании опасных микроорганизмов требует специальных усилий ввиду большого числа опасных (с точки зрения возможных утечек) мест. В первую очередь к ним относятся система очистки отработанного воздуха, система уплотнения вала мешалки, уплотнительные прокладки в клапанах, трубных или фланцевых соединениях.

Для медицинских изделий, предназначенных для проникновения в тело человека через кожу, одной стерильности недостаточно. Помимо этого, поверхность изделий должна быть свободна от частиц, которые могут оказывать нежелательное воздействие на человеческий организм. Кроме того, на их поверхности не должно быть мертвых микроорганизмов и продуктов их метаболизма, обладающих пирогенным действием.
Более того, чтобы достичь высокого уровня безопасности при стерилизации медицинской техники, необходимо обеспечить низкий начальный уровень биологической нагрузки, т. е. малое число живых микроорганизмов на поверхности изделия или внутри него перед стерилизацией является необходимой предпосылкой.
Приведенное выше сочетание требований является очевидным аргументом в пользу необходимости применения технологии чистоты и практики контроля микрозагрязнений при производстве стерильных изделий медицинской техники и хирургических принадлежностей, в том числе при производстве их компонентов, сборке, испытаниях и при упаковке. И действительно, по самым приблизительным оценкам около 40% всего объема современного мирового рынка изделий медицинской техники и хирургических принадлежностей производится в условиях чистых помещений.