Il ruolo della filtrazione in situ nei sistemi di scarico dei laboratori BSL e farmaceutici

Filtrazione in situ deve essere posizionato sul ramo di scarico che convoglia l’aria contaminata o pericolosa lontano da un dispositivo di contenimento o da un locale, in un punto in cui il filtro possa essere testato mentre è installato e in cui l’alloggiamento possa essere aperto senza esporre lo spazio circostante. In pratica, la posizione è determinata da tre caratteristiche che è possibile verificare o definire: quale flusso il filtro serve effettivamente, quanta parte di condotto non filtrata rimane a monte dell’alloggiamento e se l’intervento sull’alloggiamento si limita al collaudo a filtro installato o include anche la rimozione di un filtro saturo. Il termine “in situ” descrive il lavoro eseguito sul filtro mentre si trova nel proprio alloggiamento all’interno del condotto — molto spesso si tratta di prove di integrità con un test di aerosol a monte e una scansione o sondaggio a valle — e di per sé non fornisce alcuna indicazione su come il filtro venga gestito una volta rimosso.

Individuare il percorso dei fumi di scarico prima di scegliere la posizione del filtro

Inizia tracciando il percorso dell’aria di scarico dalla sua fonte fino al punto di scarico, poiché la funzione del filtro segue il flusso d’aria, non l’ambiente. In un progetto di laboratorio di biosicurezza è comune trovare due flussi separati sui disegni di ventilazione: l’estrazione generale dell’ambiente e l’estrazione proveniente da un dispositivo di contenimento primario, come una cabina o un isolatore, che viene convogliata all’esterno tramite condotti rigidi. Si tratta di questioni progettuali diverse, con prove a sostegno diverse, e trattarle come se fossero un’unica cosa è il modo in cui un progetto finisce per avere un filtro nel ramo sbagliato.

Tracciare entrambi fino alla loro uscita e indicare, per ciascuno, se è necessario un filtro e dove verrebbe fisicamente eseguito un test una volta installato. Il Linee guida BSL-3 del BMBL tratta della filtrazione HEPA o equivalente e dei test periodici sui filtri per determinate applicazioni di scarico con barriera primaria, e tali linee guida si applicano a tale contesto di scarico. Il requisito relativo al flusso d’aria in entrata nel laboratorio costituisce una verifica separata della struttura della stanza, accertata sulla base di prove relative alla direzione del flusso d’aria piuttosto che tramite un certificato del filtro.

La seconda parte dell’esercizio di tracciamento riguarda il condotto stesso. Se il team di progettazione propone di collocare l’alloggiamento al confine del contenimento, disegnare il percorso del condotto; poi ridisegnarlo spostando l’alloggiamento a valle, in un locale tecnico o sul tetto, e contrassegnare ogni spazio attraverso cui ora passa il condotto non filtrato. Spostare l’alloggiamento a valle spesso migliora l’accessibilità fisica per i test e la sostituzione e può semplificare il supporto strutturale, al costo di un percorso più lungo del condotto che trasporta aria non trattata attraverso spazi che potrebbero essere occupati. Si consideri una struttura a due piani in cui la sala di contenimento si trova al primo piano e il ventilatore è sul tetto: un alloggiamento montato sul perimetro limita la sezione non trattata a un breve tratto, mentre un alloggiamento montato sul tetto comporta un montante verticale completo e un tratto orizzontale in depressione tra la sala e il filtro. Entrambe le configurazioni sono possibili; la scelta dipende da dove si desidera collocare la lunghezza non trattata, da come il condotto viene sigillato e collaudato e dalla posizione delle serrande di isolamento rispetto all’alloggiamento, in modo che il filtro possa essere isolato per la manutenzione.

Distinguere tra le mansioni svolte nei laboratori di biosicurezza e quelle relative ai prodotti farmaceutici pericolosi

Impianto di aspirazione per la biosicurezza E gli scarichi farmaceutici pericolosi richiedono che il filtro soddisfi requisiti diversi, e l’alloggiamento deve rispondere ai requisiti specifici del proprio progetto. Le attività di biosicurezza sono incentrate sulla prevenzione del rilascio di agenti infettivi e sul mantenimento della direzione del flusso d’aria all’interno della struttura; le attività farmaceutiche pericolose sono invece incentrate sul raggiungimento di un obiettivo di esposizione professionale per un composto potente e sullo scarico di polveri pericolose. L’elemento filtrante può apparire simile in entrambi i casi, ma la configurazione che lo circonda solitamente non lo è.

Per gli scarichi farmaceutici che trasportano polveri pericolose, occorre partire dal rischio di rilascio in fase di scarico e dal rischio di esposizione per la persona che alla fine provvederà alla rimozione del filtro carico, quindi confrontare un alloggiamento per la sostituzione in sicurezza con qualsiasi soluzione di manutenzione in loco proposta dal sito. Il Linee guida GMP dell’OMS per i prodotti farmaceutici contenenti sostanze pericolose descrive le disposizioni relative alla filtrazione HEPA finale e alla sostituzione in sicurezza per tali sistemi di scarico, compreso l’accesso per l’esecuzione di prove di tenuta e il monitoraggio del gruppo filtrante. Si tratta di due disposizioni, non di una sola, e un alloggiamento dotato di una porta di prova ma privo di un metodo di rimozione in condizioni di contenimento soddisfa solo metà delle indicazioni previste per tale applicazione. A alloggiamento bag-in/bag-out esiste proprio perché, al momento della sostituzione, è il mezzo filtrante caricato, e non il flusso d’aria, a diventare la fonte di esposizione.

Dal punto di vista della biosicurezza, si esamina lo stesso alloggiamento alla luce di una serie diversa di dati. Il ramo del filtro si occupa della filtrazione e dei test post-installazione; la sala si occupa del flusso d’aria in entrata. Quando un team di progetto accorpando questi due aspetti, ciò si traduce tipicamente, al momento del passaggio di consegne, in un unico rapporto di messa in servizio che deve dimostrare entrambe le cose contemporaneamente e non dimostra chiaramente nessuna delle due. Se si mantiene separata la domanda “quale ramo richiede la filtrazione” da “come viene dimostrato il flusso d’aria direzionale per questa sala”, le specifiche dell’alloggiamento rimangono gestibili.

Verifica quali lavori possono essere eseguiti in loco

L’espressione “in situ” copre una vasta gamma di funzionalità, quindi la domanda utile è: quali operazioni specifiche possono essere eseguite sull’unità installata senza rimuoverla dal condotto? Il test di integrità è una di queste: un punto di iniezione a monte, una lunghezza di miscelazione adeguata e una scansione a valle o un punto di campionamento consentono di verificare il filtro installato e la sua tenuta proprio dove si trova. La decontaminazione prima della messa in servizio può essere un’altra, a seconda che l’alloggiamento disponga di isolamento a tenuta di gas e di porte per l’immissione di un agente decontaminante. La rimozione del filtro è una terza operazione, regolata da un hardware completamente diverso.

Chiedete al fornitore di specificare, voce per voce, quali operazioni è possibile eseguire sull’unità installata e richiedete uno schema di manutenzione che illustri come viene maneggiato il filtro al momento dell’apertura dell’alloggiamento. Un alloggiamento dotato di una sezione di prova dimostra che il filtro installato e la sua guarnizione di tenuta possono essere sottoposti a verifica; tuttavia, di per sé non descrive cosa protegga il tecnico dal mezzo caricato durante la rimozione. Ciò è determinato dal metodo di accesso — un anello di insacchettamento e una disposizione con rivestimento continuo, uno sportello con guarnizione che si apre in uno spazio controllato, o altro — e dal fatto che la diramazione possa essere isolata e, laddove il pericolo lo richieda, decontaminata in anticipo.

Nel disegno vanno riportati altri due dettagli. Innanzitutto, l’area libera: una procedura di “bag-out” richiede spazio operativo davanti alla porta di accesso che un locale tecnico angusto o un cordolo del tetto potrebbero non garantire, e questo è più facile da risolvere sulla carta che dopo l’installazione. In secondo luogo, la sequenza di isolamento. Se la camera di isolamento è collegata a un ramo che deve rimanere in depressione mentre gli spazi adiacenti restano occupati, il disegno dovrebbe indicare quali serrande si chiudono, quale ventilatore continua a funzionare e qual è la pressione nel ramo durante l’apertura. La possibilità di aprire una camera di isolamento decontaminata e di rimettere in servizio un filtro sostituito sono decisioni che rientrano nella procedura approvata del progetto e che spettano al responsabile designato, non alle specifiche della camera di isolamento.

Tenere sotto controllo il funzionamento del ventilatore e il test installato

L’alloggiamento di un filtro su un ramo di scarico costituisce sia una resistenza nel sistema sia un componente che richiede accesso fisico, ed entrambi questi vincoli devono essere comunicati al progettista del ventilatore prima che la disposizione dei condotti venga definita in via definitiva. La resistenza del media HEPA aumenta con l’incriminarsi del filtro, pertanto il ventilatore deve garantire la portata d’aria richiesta sia in condizioni di pulizia che alla fine del ciclo di vita previsto. Se la diramazione contribuisce a mantenere una cascata di pressione tra lo spazio di contenimento e l’ambiente circostante, tale cascata dipende dal mantenimento costante del volume di scarico lungo l’intero intervallo di resistenza, il quale a sua volta dipende dalla curva del ventilatore, dal metodo di controllo e dal margine di pressione statica disponibile.

Esaminare esplicitamente entrambe le condizioni con il progettista del ventilatore: la portata d’aria richiesta in presenza di resistenza del filtro pulito e quella richiesta in presenza di resistenza del filtro caricato che determina la sostituzione. La differenza tra le due è quella che il ventilatore o il suo sistema di controllo della velocità deve assorbire. Una derivazione dimensionata solo per la condizione di filtro pulito subirà una deriva man mano che il filtro si carica, e il primo sintomo osservabile è solitamente un indebolimento della pressione differenziale tra lo spazio di contenimento e il corridoio adiacente, piuttosto che qualcosa di visibile sul filtro stesso. Il monitoraggio della pressione differenziale attraverso il banco di filtri è ciò che rende visibile lo stato di carico, e vale la pena specificarlo insieme alla sezione di prova piuttosto che dopo di essa.

Anche l’accesso merita la stessa attenzione in termini di spazio. I collegamenti di prova — l’iniezione a monte e il campionamento a valle — richiedono posizioni ben definite con un tratto di condotto rettilineo sufficiente a consentire la miscelazione dell’aerosol di prova, mentre il lato a valle deve avere spazio sufficiente per una persona e uno strumento. Riservate tale spazio nella planimetria contemporaneamente allo spazio libero necessario per la porta di accesso; entrambe queste dimensioni tendono ad essere le prime a essere sacrificate quando lo spazio nel locale tecnico si fa limitato, ed entrambe sono costose da recuperare in un secondo momento. Quando si terrà la revisione del progetto su questo argomento, è utile presentarsi con il disegno unidimensionale del sistema di scarico, la portata d’aria richiesta per ciascuna diramazione, i rapporti di pressione che la diramazione supporta, la pressione statica disponibile e la base di rischio o di esposizione per il flusso, poiché la famiglia di alloggiamenti e la disposizione dei collegamenti di servizio derivano da questi cinque elementi.

Verifica separata del filtro, dell’alloggiamento e del flusso d’aria al momento della consegna

Al momento della consegna, è necessario conservare tre documenti identificabili separatamente: la classificazione dell’elemento filtrante, il risultato della prova di tenuta del filtro installato e la documentazione relativa alla direzione richiesta del flusso d’aria. Ciascuno di essi descrive un parametro diverso. Raggrupparli in un unico rapporto di messa in servizio impedisce all’acquirente di capire quali delle funzioni di scarico installate siano state effettivamente verificate e quali richiedano ancora interventi.

La classificazione dell'elemento filtrante è una caratteristica intrinseca del filtro così come viene prodotto. ISO 29463-1:2024 tratta la classificazione basata sulle prestazioni dei filtri ad alta efficienza, nonché la marcatura e la documentazione dei risultati delle prove; pertanto, il certificato dell’elemento indica quale grado di filtrante è stato fornito e come è stato classificato. Descrive il filtro che è stato consegnato in cantiere. Non descrive invece la tenuta tra il filtro e l’alloggiamento, né le condizioni del condotto che lo circonda.

Il risultato relativo alla perdita del filtro installato descrive quel secondo confine — costituito da filtro, guarnizione, telaio e alloggiamento, come installati nel condotto e sottoposti a prova in loco. Si tratta del dato corrispondente alla sezione di prova in situ ed è specifico per un singolo filtro in un singolo alloggiamento in una determinata data. Se un filtro viene sostituito, il risultato precedente non descrive più la condizione di installazione.

Le prove relative alla direzione del flusso d’aria descrivono il terzo confine: la stanza o lo spazio di contenimento e la sua relazione con le aree adiacenti. Si tratta della verifica della struttura che il BMBL tratta separatamente dalla filtrazione di scarico della barriera primaria, e viene dimostrata tramite la misurazione o la visualizzazione del flusso d’aria piuttosto che da qualsiasi informazione contenuta nel certificato del filtro. Richiedete questi tre documenti separatamente, ciascuno dei quali indichi il filtro specifico, l’etichetta dell’alloggiamento o la stanza a cui si riferisce; in questo modo, le lacune nelle prestazioni di scarico installate risulteranno evidenti il giorno stesso in cui li riceverete, anziché durante la prima verifica periodica.

Domande frequenti

Q: Cosa devo portare al primo incontro di coordinamento se l'alloggio non è ancora stato scelto?
A: Portate con voi uno schema dell'impianto di scarico con le indicazioni necessarie, completo di etichette separate per i flussi relativi agli ambienti e alle apparecchiature, oltre a una planimetria che indichi i possibili punti di accesso per la manutenzione. Questi due disegni consentono al personale addetto alle strutture e alla biosicurezza di discutere la posizione e l'esposizione prima che il modello proposto dal fornitore determini il layout definitivo.

Q: È possibile che un unico sito proposto possa gestire flussi di scarico con portate diverse?
A: Considerarla come opzione solo fintantoché i disegni e le basi progettuali identifichino chiaramente ciascun flusso collegato e i requisiti che la postazione condivisa deve soddisfare. Se un ramo modifica il confine di rilascio o di manutenzione, reinserire tale differenza nella revisione del layout.

Q: Chi dovrebbe risolvere un conflitto tra il percorso ottimale dei condotti e quello ottimale per la rimozione dei filtri?
A: Chiedere ai team addetti alla ventilazione e alla manutenzione di esaminare entrambi i percorsi sullo stesso disegno insieme al team responsabile della sicurezza. Contrassegnare quale modifica altera il percorso del condotto non trattato e quale modifica l’area di movimentazione, in modo che la decisione progettuale tenga conto di entrambe le conseguenze.