RECOVERY STUDY OF MICROBIOLOGICAL SAMPLING METHODS TO SUPPORT CLEANING VALIDATION IN THE PHARMACEUTICAL INDUSTRY

Background: In the pharmaceutical industry cleaning validation is a critical component of an effective quality assurance system to ensure compliance with the GMP requirements. FDA and EMA have guidance to perform cleaning validation prevent cross-contamination and minimize patient safety risk but there is no regulatory guidance relating to microbiological aspects of cleaning validation sampling techniques and establishing microbial contamination limits for pharmaceutical facilities. Therefore there is a certain vacuum of regulations and basic principles especially methodologies to properly conduct cleaning validation focusing on microbiological contamination. Aim: This present work is dedicated to the development and validation of swab and rinse sampling methods of bioburden on manufacturing equipment surfaces in combination with microbiological testing methods to demonstrate a suitable methodology in order to perform cleaning validation at an appropriate level in compliance with the GMP requirements. Methods: Swab and rinse sampling methods were used in this study. The swabbing procedure involved moistening the swab (10 cm) with the sterile saline and swabbing the area to be sampled in an overlapping zigzag pattern; Rinse sampling is performed with a fixed volume of sterile water for injection from a piece of equipment surface. Properly cleaned and sterilized coupons (100 cm2) of three different materials (plastic glass and stainless steel) were used and spiked (inoculated) with the fixed volume of the inoculum's solution prepared by the working bacterial and fungi culture suspensions. After drying the surface the swab and rinse sampling was performed to obtain test samples. Results and Discussion: Swab and rinse sampling methods were developed using five bacterial and fungal cultures and three different types of materials in order to obtain a good recovery (≥37%) with high precision (RSD≤15%). The recovery rates for all types of materials using the swab method ranged from 44 to 70% while the rinse method was slightly lower ranging from 35 to 57%. Depending on the type of coupon material the recovery results of the test microorganisms are different. The decreasing tendency was revealed in the following order: plastic stainless steel and glass. Conclusions: The highest recovery was obtained in the case of E. coli for both sampling methods. The recovery rate for each test microorganism is higher for the swab sampling method (61 %) compared to the rinsing method (47 %). The proposed methodology can be used to control bioburden on the pharmaceutical equipment surfaces during microbiological monitoring process and successfully perform cleaning validation. --- Resumo --- Introdução: Na indústria farmacêutica, a validação de limpeza é um componente crítico de um sistema eficaz de garantia da qualidade para assegurar a conformidade com os requisitos das BPF. FDA e EMA possuem diretrizes para realizar a validação de limpeza, prevenir a contaminação cruzada e minimizar o risco à segurança do paciente, mas não há orientação regulatória relacionada aos aspectos microbiológicos da validação de limpeza, técnicas de amostragem e estabelecimento de limites de contaminação microbiana para instalações farmacêuticas. Portanto, existe certo vácuo de regulamentações e princípios básicos, especialmente metodologias para conduzir adequadamente a validação de limpeza com foco na contaminação microbiológica. Objetivo: O presente trabalho é dedicado ao desenvolvimento e validação de métodos de amostragem por swab e enxágue de biocarga em superfícies de equipamentos de fabricação em combinação com métodos de testes microbiológicos, para demonstrar uma metodologia adequada a fim de realizar a validação de limpeza em um nível apropriado em conformidade com os requisitos das BPF. Métodos: Métodos de amostragem por swab e enxágue foram utilizados neste estudo. O procedimento de swab envolveu umedecer o swab (10 cm) com solução salina estéril e amostrar a área em um padrão em zigue-zague sobreposto; A amostragem por enxágue é realizada com um volume fixo de água estéril para injeção em uma superfície do equipamento. Cupons devidamente limpos e esterilizados (100 cm²) de três materiais diferentes (plástico, vidro e aço inoxidável) foram utilizados e contaminados (inoculados) com volume fixo da solução de inóculo preparada pelas suspensões de culturas bacterianas e fúngicas de trabalho. Após secar a superfície, foi realizada a amostragem por swab e enxágue para obter as amostras de teste. Resultados e Discussão: Métodos de amostragem por swab e enxágue foram desenvolvidos utilizando cinco culturas bacterianas e fúngicas e três diferentes tipos de materiais para obter uma boa recuperação (≥37%) com alta precisão (DPR≤15%). As taxas de recuperação para todos os tipos de materiais usando o método swab variaram de 44 a 70%, enquanto o método de enxágue foi ligeiramente inferior, variando de 35 a 57%. Dependendo do tipo de material do cupom, os resultados de recuperação dos microrganismos teste são diferentes. A tendência decrescente foi revelada na seguinte ordem: plástico, aço inoxidável e vidro. Conclusões: A maior recuperação foi obtida no caso de E. coli para ambos os métodos de amostragem. A taxa de recuperação para cada microrganismo teste é maior para o método de amostragem por swab (61%) em comparação com o método de enxágue (47%). A metodologia proposta pode ser usada para controlar a biocarga nas superfícies dos equipamentos farmacêuticos durante o processo de monitoramento microbiológico e realizar com sucesso a validação de limpeza.