МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНТРОЛЯ СТЕРИЛЬНОСТИ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ И ЧИСТОТЫ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ

В литературе уже неоднократно отмечалось, что в -термин «контроль качества» специалисты вкладывают различный смысл. Так, для многих конструкторов этот термин может означать сужение или расширение прав и •обязанностей; для технологов микробиологических про­изводств — необходимость контроля за тщательным со- .блюдением требований регламентов; для аппаратчиков — ^контроль за качеством каждой операции при подготовке .аппаратов и коммуникаций, а также за соблюдением па­раметров и показателей в ходе рабочего цикла; для микробиологов-—изучение свойств получаемых популя­ций микроорганизмов или продуктов на их основе и со­поставление их с установленными стандартными показа­телями.

Одной из важнейших особенностей контроля качества на микробиологических предприятиях является то, что . этими вопросами должен заниматься почти каждый ра­ботник. Отклонение в качестве исходного сырья, контро- ..лируемого отделом технического контроля, неизбежно приведет к снижению качества питательных сред, да- ,лее — к неудовлетворительному качеству культуральной .жидкости и конечных продуктов. Низкое качество посев­ного материала не позволит обеспечить получение тре- -буемого продукта даже при правильном решении всех остальных вопросов. Низкое качество подготовки фер­ментера сведет на нет усилия специалистов других .служб.

В данном разделе вопросы контроля качества мы об­судим только применительно к проблеме получения чи­стых культур микроорганизмов. Однако основные ме- ■тодические подходы могут быть использованы и при ре- ЇІ80

шении других задач, характерных для микробиологичес­ких производств.

Использование на практике математических методов оценки эффективности обработки различных материаль­ных потоков, а в конечном итоге их стерильности, или чистоты (применительно к популяциям целевых микро­организмов), в принципе направлено на решение трех задач: количественная характеристика применяемых ре­жимов; оценка достоверности заключений по результа­там экспериментального изучения отбираемых проб жид­костей, воздуха, продуктов; теоретическое прогнозиро­вание ожидаемого числа чистых операций.

В практике работы микробиологических производств можно выделить несколько контрольных процессов и операций, являющихся типовыми и вытекающих из су­щества микробиологического синтеза. К ним относятся: отбор проб воздуха из помещений, технологических и вентиляционных систем и исследование проб для выдачи заключения об обсемененности воздуха производственной или посторонней микрофлорой; отбор проб питательной среды и других технологических жидкостей после стери­лизации, их исследование на наличие посторонней микро­флоры; отбор и исследование проб культуральной жид­кости и готовых препаратов на присутствие в них конта­минантов.

Применительно к производствам, в которых требует­ся гарантированное обеспечение асептических условий, факты обнаружения посторонней микрофлоры в том или ином материальном потоке свидетельствуют о сущест­венных пропусках в соответствующих технических систе­мах и грубых нарушениях режимов обработки. В таких случаях единственно правильным решением являются тщательная и всесторонняя проверка систем, обнаруже­ние причин контаминации и их устранение. Значительно сложнее обстоит дело в ситуациях, когда посторонние микроорганизмы не выявлены из-за очень низкой чув­ствительности современных методов индикации примени­тельно к жидким и воздушным средам, а также поверх­ностям оборудования, помещений, приборов, одежды пер­сонала. На практике всегда имеется какая-то вероят­ность присутствия контаминантов в контролируемом потоке (или замкнутом объеме), однако оценить ее мож­но только расчетными методами с помощью современно- 181 го аппарата математической статистики и теории веро­ятностей. Поскольку по теории вероятностей факты обнаружения контаминантов в стерилизуемых мате­риальных потоках, культуральной жидкости или готовых препаратах не имеют принципиальных различий, мы бу­дем излагать вопросы контроля качества на примере контроля стерильности.

Применительно к различным жидкостям принцип контроля стерильности заключается в следующем: берут выборочную пробу из материала и переносят ее в пи­тательную среду, которая способствует размножению микроорганизмов.

соответствующих (в том числе и экспрессных) методов контроля.

Как правило, выборочная проба составляет лишь не­значительную часть партии. Поэтому вполне возможно, что исследуемые как выборочные пробы образцы оказы­ваются стерильными, а в остальной партии еще имеются способные к размножению микроорганизмы. Как пока­зали расчеты [42], контроль стерильности может давать сведения лишь в том, что содержание микроорганизмов в партии с определенной вероятностью не превышает какого-то значения.

В каждой лаборатории и на производстве при контро­ле стерильности имеется опасность занесения микроор­ганизмов из окружающей среды в исследуемую пробу или питательные среды, используемые для обнаружения способных к размножению микроорганизмов. Поскольку контроль стерильности не дает никаких сведений о пу­тях поступления посторонней микрофлоры, т. е. опас­ность ошибочно считать чистую партию контаминиро- ванной. Это случается тем чаще, чем больше выбороч­ная проба. Такое заключение во многих случаях может привести к сливу в канализацию фактически кондицион­ных полупродуктов, т. е. к нанесению прямого экономи­ческого ущерба производству.

Некоторые инструкции по контролю учитывают воз­можность контаминирования выборочных проб при про­ведении контроля стерильности, поэтому партия может считаться пригодной также и в том случае, если одна или некоторое число выборочных проб оказались несте­рильными. Поэтому вполне закономерным является воп­рос, в какой мере увеличивается вследствие этого ве­роятность принятия содержащей микроорганизмы пар- 183

тии за чистую. Одновременно возникает и другой прак­тический вопрос — может ли (и в какой мере) быть уменьшен риск изготовления контаминированной партии продукта за счет увеличения выборочной пробы или контроля повторной выборочной пробы.

Многие авторы уже неоднократно решали проблемы контроля стерильности [109, 128, 157]. Например, отме­чалось [109, 135], что для контроля стерильности можно применять биномиальное распределение.

Весьма обстоятельно вопрос об использовании веро­ятностных законов для оценки стерильности рассмотрен в работе [157]. При этом анализ литературы авторы дополнили результатами собственных исследований. Из­ложение вопросов контроля далее базируется в основном на результатах этой работы.

10.1.