آزمون تعیین بار میکروبی (Bioburden / Microbial Load Test)

با پیشرفت فناوری‌های نوین در میکروبیولوژی دارویی و انتشار استانداردهای بین‌المللی جدید (نظیر ISO 11737-1 and USP <61>)، کنترل کیفیت میکروبی محصولات دارویی و تجهیزات پزشکی اهمیت فزاینده‌ای یافته است.
آزمون بار میکروبی (Bioburden Test) یکی از ارکان کلیدی سیستم تضمین کیفیت است که به کمک آن، سطح آلودگی میکروبی محصولات پیش از استریلیزاسیون اندازه‌گیری می‌شود.

این آزمون مشخص می‌کند آیا فرآیند تولید، مواد اولیه، یا محیط تولید با الزامات میکروبی و استریلیزاسیون مطابقت دارد یا خیر.

تعریف آزمون بار میکروبی

آزمون بار زیستی یا بار میکروبی (Bioburden / Total Viable Count) فرآیند کمی‌سازی میکروارگانیسم‌های زنده (باکتری‌ها، قارچ‌ها، کپک‌ها و گاهی بی‌هوازی‌ها) موجود در یک محصول، ماده خام، یا محیط تولید است.
نتیجه آزمون معمولاً به صورت CFU (Colony Forming Units) بر حسب واحد حجم، جرم یا سطح گزارش می‌شود.

اهمیت و اهداف آزمون

ارزیابی بار میکروبی برای اطمینان از ایمنی، کارایی و پایداری فرآیندهای تولید ضروری است.
اهداف اصلی انجام آزمون شامل موارد زیر است:

ارزیابی سطح آلودگی میکروبی پیش از استریلیزاسیون یا پر کردن آسپتیک

تعیین کفایت روش‌های تمیزسازی و کنترل محیطی

بررسی وضعیت میکروبی در فرآیند تولید و تجهیزات

ارزیابی کیفیت مواد خام و آب دارویی

تعیین دوز تابش یا زمان مناسب در فرآیند استریلیزاسیون (Validation Input)

منابع احتمالی آلودگی

آلودگی میکروبی ممکن است از مسیرهای زیر وارد محصول شود:
1-مواد اولیه (فعال یا جانبی)
2-آب فرایندی یا سیستم‌های Purified / WFI
3-پرسنل و عملیات تولید
4-محیط‌های کلین‌روم و تجهیزات تماس مستقیم
5-بسته‌بندی و فرآیندهای مونتاژ نهایی

به همین دلیل، انجام آزمون‌های دوره‌ای بار زیستی بخش جدایی‌ناپذیر از پایش میکروبی محیطی (Environmental Monitoring) and ولیدیشن فرآیند استریل‌سازی محسوب می‌شود.

پارامترهای آزمون

در آزمون تعیین بار میکروبی، معمولاً سه شاخص اصلی اندازه‌گیری می‌شود:

شاخص نام کامل نوع میکروارگانیسم هدف محیط پیشنهادی
TAMC Total Aerobic Microbial Count باکتری‌های هوازی مزوفیل Tryptic Soy Agar (TSA)
TYMC Total Yeast & Mold Count قارچ‌ها و مخمرهای هوازی Sabouraud Dextrose Agar (SDA)
TVAC / TVanaC Total Viable Anaerobic Count باکتری‌های بی‌هوازی (در صورت لزوم) Reinforced Clostridial Medium (RCM)
روش‌های آزمون
1. Membrane Filtration Method

در این روش، نمونه از فیلتر غشایی با اندازه منافذ ≤0.45 µm عبور داده می‌شود تا میکروارگانیسم‌ها بر سطح فیلتر جذب شوند.
سپس فیلتر به محیط کشت منتقل شده و در شرایط زیر انکوبه می‌شود:

30–35°C برای باکتری‌ها

20–25°C برای قارچ‌ها

زمان انکوباسیون: ۳ تا ۵ روز

در پایان، تعداد کلونی‌های رشد کرده شمارش و نتیجه بر حسب CFU گزارش می‌شود.
این روش برای محصولات مایع، قابل‌حل یا شستنی مناسب است.

۲. روش کشت مستقیم در پلیت (Plate Count)

در محصولات جامد یا غیرفیلترشدنی، از کشت مستقیم استفاده می‌شود که خود شامل دو روش است:

Pour Plate: مخلوط کردن نمونه با محیط آگار مذاب و ریختن در پلیت.

Spread Plate: پخش نمونه روی سطح محیط جامد با اسپاتول استریل.

انکوباسیون در دماهای مشابه انجام و سپس CFU‌ها شمارش می‌شوند.

شناسایی فلور میکروبی (Microbial Identification)

شمارش صرف کافی نیست. شناسایی گونه‌های غالب میکروبی به‌ویژه در نمونه‌های اولیه تولید به موارد زیر کمک می‌کند:

شناخت فلور طبیعی محصول و محیط

تعیین ریسک تب‌زایی یا تولید اندوتوکسین

تشخیص ارگانیسم‌های مقاوم به فرآیند استریل‌سازی

تعریف حد هشدار (Alert limit) and حد اقدام (Action limit) برای پایش‌های آتی

روش‌های شناسایی معمول شامل تست‌های بیوشیمیایی، MALDI-TOF و توالی‌یابی ژنی 16S rRNA هستند.

الزامات قانونی و استانداردها

آزمون تعیین بار میکروبی تحت پوشش مقررات و استانداردهای بین‌المللی زیر انجام می‌شود:

ISO 11737-1: تعیین بار میکروبی محصولات پزشکی پیش از استریل‌سازی

USP <61> / EP 2.6.12: Microbial Enumeration Tests

USP <62> / EP 2.6.13: Tests for Specified Microorganisms

GMP Annex 1: الزامات کنترل آلودگی زیستی در نواحی استریل

تفاوت آزمون بار میکروبی و تست حد میکروبی (Microbial Limits Test)
ویژگیآزمون بار میکروبی (Bioburden)آزمون حد میکروبی (Microbial Limits Test)
هدف اصلیتعیین سطح آلودگی قبل از استریلیزاسیونبررسی کیفیت میکروبی محصولات نهایی غیر استریل
زمان انجامپیش از استریلیزاسیون یا در حین تولیدپس از تولید و بسته‌بندی
دامنه کاربردتجهیزات پزشکی، دستگاه‌های کاشتنی، آب و مواد خامداروهای خوراکی، آرایشی، محصولات طبیعی
نتیجهتعداد کل CFU و نوع فلوروجود/عدم وجود گونه‌های شاخص مانند E. coli, S. aureus, C. albicans
روش‌های نوین و سریع (Rapid Microbiological Methods)

در سال‌های اخیر، برای کاهش زمان آزمون و افزایش دقت، روش‌های سریع‌تر جایگزین روش‌های کلاسیک شده‌اند.
از جمله:

فلوسایتومتری (Flow Cytometry)

سنجش ATP بیولومینسانس

Real-time PCR برای تشخیص سریع DNA میکروبی

این روش‌ها زمان گزارش نتایج را از ۵–۷ روز به کمتر از ۲۴ ساعت کاهش می‌دهند و در حال ورود به استانداردهای GMP جدید هستند.

Conclusion

تست تعیین بار میکروبی، ابزار کلیدی در ارزیابی سلامت میکروبی محصولات دارویی و تجهیزات پزشکی است.
اجرای منظم آن به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا:

آلودگی‌های محیطی را پیش از تأثیر بر محصول شناسایی کنند،

فرآیند استریل‌سازی را بهینه سازند،

و با الزامات نظارتی بین‌المللی کاملاً منطبق بمانند.