¿Cuál es la aplicación de los calentadores de PTFE en los sistemas de esterilización-in-in situ (SIP)?

Los sistemas de esterilización-in-in situ emplean agua caliente o vapor para esterilizar tanques, tuberías y equipos de proceso. Los elementos calefactores que crean esta agua caliente también deben ser estériles y estar libres de corrosión, incrustaciones o lixiviación de metales que puedan socavar el estado de esterilidad aprobado.

Cómo funcionan los sistemas SIP en plantas biofarmacéuticas
In a conventional SIP loop, purified water or clean steam condensate is run through the equipment being sterilised. The water is heated to a target temperature, usually 121 ℃ or higher, and held for a defined time to ensure a sterility assurance level (SAL) of 10−6. Heating is achieved either by a plate-and-frame heat exchanger fed with plant steam or an immersion heater directly in the water reservoir.

Para carros SIP modulares o de pequeña escala, los calentadores de inmersión son una opción popular, ya que ocupan poco espacio y responden rápidamente. Cualquier sustancia que entre en contacto con agua para inyección (WFI) o agua purificada debe cumplir estrictos requisitos de la farmacopea en cuanto a niveles bajos de extraíbles y lixiviables, superficies que no-desprendan y resistencia a condiciones oxidativas de alta temperatura.

Cómo los calentadores de PTFE hacen posible un calentamiento limpio para SIP
Los calentadores de inmersión con funda de PTFE-ofrecen una solución de calefacción excepcionalmente limpia para circuitos de agua SIP. El PTFE es naturalmente antiadherente y resistente a la acumulación de incrustaciones-de residuos de agua dura o biopelículas. Lo más importante es que el material no filtra iones metálicos, contaminantes orgánicos ni partículas al agua calentada. Esto es para ayudar a la validación del ciclo SIP al garantizar que el elemento calefactor en sí no introduzca ningún producto químico que luego pueda desorberse en el flujo del producto u ocultar los resultados de las pruebas de esterilidad.

La superficie lisa del fluoropolímero también ayuda a la limpieza y pasivación de rutina en una aplicación SIP de esterilización in situ con calentador de PTFE. Los calentadores metálicos pueden desarrollar capas de óxido o picaduras con el tiempo. Una funda de PTFE no se ve afectada químicamente a pesar de la exposición repetida a altas temperaturas. Este comportamiento predecible y no-reactivo disminuye la carga de recalificación después de cada campaña SIP para las instalaciones biofarmacéuticas que operan según las Buenas Prácticas de Fabricación (cGMP) actuales.

Restricciones de temperatura y rangos de funcionamiento
El PTFE es químicamente muy resistente y puro, pero tiene una temperatura máxima de uso continuo de aproximadamente 110 grados. Los calentadores de inmersión de PTFE son apropiados para aplicaciones SIP que utilizan agua caliente a 85-95 grados C (a menudo se usan para desinfección en lugar de esterilización completa, o para equipos sensibles al calor). Muchos procedimientos operativos estándar (SOP) de plantas biofarmacéuticas recomiendan SIP con agua caliente a 85 grados durante 30 minutos como alternativa a la esterilización con vapor.

El PTFE por sí solo no es apropiado ya que la esterilización completa debe realizarse a 121 °C o más. En tales circunstancias, se especifican calentadores de perfluoroalcoxi alcano (PFA). El PFA tiene el mismo perfil de pureza y inercia química que el PTFE, pero puede funcionar de forma continua hasta 260 grados. Los calentadores de inmersión con funda de PFA-son bastante capaces de calentar WFI a 121 grados C para ciclos SIP normales. Alternativamente, se pueden emplear sistemas de inyección de vapor; sin embargo, cuando se prefiere el calentamiento por inmersión eléctrica, PFA ofrece una opción validada sin lixiviación.

SIP Temperature Range Heating Element Material RecommendedTypical Application PTFE 85-95°CWater loop sanitisation Low temperature SIP 121°C – 130°C PFA Full sterilisation of bioreactors, storage tanks and pipework >SIP de alta temperatura PFA de 130 grados a 150 grados para equipos de bioprocesos especializados
Consideraciones prácticas para la validación SIP
Cuando se emplea un calentador de inmersión de PTFE o PFA en un carro SIP, hay una serie de cuestiones de validación que deben abordarse. El calentador debe estar certificado según USP Clase VI y FDA 21 CFR 177.1550 para contacto recurrente con agua caliente. Las investigaciones de E&L deben realizarse a la temperatura de funcionamiento más alta prevista para demostrar que no ingresan contaminantes cuantificables al agua. Como el PTFE y el PFA son polímeros completamente fluorados, los perfiles E&L normalmente registran sólo trazas de oligómeros o disolventes residuales muy por debajo de los límites permitidos para sistemas de agua farmacéuticos.

Además, el aislamiento y sellado eléctrico del calentador deben soportar el ciclo térmico de SIP. Los calentadores de inmersión de grado farmacéutico-para servicio SIP son estándar con cables de PTFE y sobremoldeado-a prueba de humedad.

Conclusión
Los calentadores de PTFE son una excelente opción para calentar agua SIP limpia y confiable en aplicaciones biofarmacéuticas donde las temperaturas no deben exceder los 110 grados, como ciclos de desinfección y carros SIP modulares. Los calentadores de PFA brindan el mismo rendimiento sin-lixiviación y resistencia a las incrustaciones-para una esterilización completa a 121 grados y más. La elección de materiales para el procesamiento estéril debe abordar los extraíbles y lixiviables de manera tan significativa como el rendimiento térmico-y los fluoropolímeros satisfacen ambas necesidades, permitiendo ciclos de esterilización verificados y libres de contaminación-.