Filtração esterilizante: o que significa 0,2 µm e como se valida um filtro
Filtração esterilizante: o que define o filtro, como validar a retenção bacteriana pela ASTM F838 e quando usar 0,1 µm em vez de 0,2 µm em processos farmacêuticos.
Um filtro esterilizante é aquele que, desafiado com pelo menos 10⁷ bactérias Brevundimonas diminuta por cm² de área filtrante, entrega um filtrado estéril. Essa é a base da filtração esterilizante: o método de desafio é normalizado pela ASTM F838, e o “0,2 µm” do rótulo é o nome do grau que passa nesse ensaio, não uma medida dos poros feita com régua.
Validar um filtro tem duas partes. O fabricante demonstra a retenção bacteriana da membrana e a vincula a um teste de integridade que não destrói o cartucho. A planta demonstra que essa retenção se mantém com o seu produto e as suas condições de processo, e testa a integridade de cada filtro antes e depois do uso. Neste artigo, revisamos cada etapa, quando é preciso descer para 0,1 µm e o que declaram os cartuchos de grau farmacêutico LifePure e UltraPure.
O que é um filtro esterilizante e o que significa “0,2 µm”
Uma membrana de microfiltração não é uma peneira de furos iguais. É uma rede de poros com uma distribuição de tamanhos e um caminho tortuoso ao longo da sua espessura. Por isso, o grau não se define medindo um poro, e sim pelo que a membrana retém em um ensaio normalizado.
O guia da FDA sobre medicamentos estéreis produzidos por processamento asséptico (2004) define o filtro esterilizante pelo seu resultado: ele tem de remover de forma reprodutível os microrganismos viáveis do fluido e produzir um efluente estéril. O mesmo guia observa que esses filtros costumam ter tamanho de poro nominal de 0,2 µm ou menor.
As designações 0,2 µm e 0,22 µm são usadas como equivalentes: cada fabricante rotula o seu grau esterilizante com uma ou outra. O que iguala dois filtros não é o número impresso, e sim o resultado do desafio bacteriano.
Como se valida a retenção bacteriana segundo a ASTM F838
A ASTM F838 descreve como determinar a retenção bacteriana de filtros de membrana para líquidos (nossos catálogos citam a revisão F838-20). O organismo de desafio é a Brevundimonas diminuta (ATCC 19146), uma bactéria de tamanho muito pequeno que representa o pior caso para uma membrana de 0,2 µm. Em linhas gerais, o ensaio segue estes passos:
- Prepara-se uma suspensão do organismo com concentração conhecida.
- A suspensão passa pela membrana até que se apliquem pelo menos 10⁷ unidades formadoras de colônias (UFC) por cm² de área filtrante efetiva.
- Todo o filtrado é recolhido sobre uma membrana de análise, que é incubada em um meio de cultura.
- Se nenhuma colônia crescer, o filtrado é estéril e a membrana reteve o desafio completo.
Os catálogos do LifePure Plus Pharma, do LifePure Protec Pharma, do UltraPure Plus Pharma e do UltraPure Protec Pharma declaram exatamente isso: foram avaliados segundo a ASTM F838-20 com B. diminuta (ATCC 19146) e um desafio ≥ 10⁷ UFC/cm², com retenção completa, e atendem aos requisitos para filtros esterilizantes de 0,2/0,22 µm.
A validação do processo cabe à planta
O ensaio do fabricante é feito com um fluido de referência, e o produto real pode mudar o resultado. A FDA lista, entre os fatores que afetam o desempenho de um filtro, a viscosidade e a tensão superficial do fluido, o pH, a compatibilidade da formulação com a membrana, a pressão, a vazão, a temperatura e o tempo máximo de uso.
Por isso, cada processo valida a retenção bacteriana com o seu próprio produto e em condições de pior caso, geralmente com discos da mesma membrana, em laboratório. Os quatro modelos citados têm guia de validação disponível para montar esse dossiê.
0,2 ou 0,1 µm? Quando é preciso reter micoplasmas
Na filtração esterilizante, 0,2 µm é o grau de referência. O motivo para descer a 0,1 µm são os micoplasmas: bactérias sem parede celular, muito pequenas e deformáveis, que podem atravessar uma membrana de 0,2 µm. O risco aparece sobretudo em meios de cultura celular, soros e componentes de origem animal.
A ASTM F838 não cobre esse caso. Para qualificar a retenção de micoplasmas, usa-se como organismo de desafio o Acholeplasma laidlawii, da mesma classe dos micoplasmas (Mollicutes). Estes são os modelos cujo catálogo declara essa retenção no grau de 0,1 µm:
| Modelo | Membrana | A. laidlawii em 0,1 µm | B. diminuta em 0,1 e 0,2 µm |
|---|---|---|---|
| LifePure | PES | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
| LifePure Plus | PES | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
| LifePure Protec (0,1 + 0,4 µm) | PES, camada dupla | 10⁴/cm² | 10⁷/cm² |
| UltraPure F&B | Nylon 6,6 | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
| UltraPure | Nylon 6,6 | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
| UltraPure Plus F&B | Nylon 6,6 | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
| UltraPure Plus | Nylon 6,6 | > 10⁴/cm² | > 10⁷/cm² |
Os quatro modelos de grau farmacêutico (LifePure Plus Pharma, LifePure Protec Pharma, UltraPure Plus Pharma e UltraPure Protec Pharma) oferecem 0,1 µm, como grau ou como camada final, e declaram retenção de B. diminuta, mas os seus catálogos não informam retenção de A. laidlawii. Se a sua validação precisa de um dado de retenção de micoplasmas, vale revisar conosco qual modelo e qual documentação correspondem.
Passar para 0,1 µm tem um custo: com a mesma área, uma membrana mais fechada dá menos vazão ou pede mais pressão. Por isso, o 0,1 µm fica reservado para os processos em que o risco de micoplasmas o justifica.
USP <88> Classe VI e USP <665>: o que os modelos de grau farmacêutico acrescentam
Nas linhas LifePure e UltraPure, os modelos de grau farmacêutico são as versões Pharma. Os quatro compartilham um pacote de qualidade pensado para processos regulados:
- ASTM F838-20: retenção bacteriana completa com B. diminuta, como vimos acima.
- USP <88>: ensaios de reatividade biológica in vivo. Os quatro atendem aos critérios de aceitação para plásticos Classe VI, a mais exigente das seis classes da USP.
- USP <665>: o capítulo sobre os componentes plásticos usados na fabricação de medicamentos e os seus extraíveis. Os catálogos informam que não foram encontrados níveis significativos de compostos que interfiram no processo ou na segurança do produto; no UltraPure Plus Pharma e no UltraPure Protec Pharma, o estudo foi feito com solventes representativos.
- Rastreabilidade: integridade testada em 100 % dos cartuchos na planta, gravação de lote, modelo, tamanho de poro e número de peça, certificado de qualidade por unidade e guia de validação.
- Fabricação: área limpa ISO 7, enxágue com água purificada após a fabricação para remover extraíveis e materiais conformes à FDA 21 CFR 177 para contato com alimentos.
São os documentos que um dossiê de validação exige para um filtro em contato com o produto: segurança biológica dos materiais, avaliação de extraíveis e rastreabilidade de cada unidade. A página de filtração para a indústria farmacêutica e de biotecnologia organiza esses modelos por etapa de processo, junto com pré-filtros e carcaças.
Camada simples ou dupla: como escolher o cartucho para filtração esterilizante
| Modelo | Membrana | Construção | Graus | Área por 10″ |
|---|---|---|---|---|
| LifePure Plus Pharma | PES assimétrica | Camada simples | 0,1 a 1,2 µm | 8.000 cm² |
| LifePure Protec Pharma | PES assimétrica | Camada dupla | 0,1 + 0,2 a 0,8 + 1,2 µm | 6.500 cm² |
| UltraPure Plus Pharma | Nylon 6,6 | Camada simples | 0,1 a 1,2 µm | 9.500 cm² |
| UltraPure Protec Pharma | Nylon 6,6 | Camada dupla | 0,1 + 0,2 a 0,65 + 0,8 µm | 7.500 cm² |
Nos Protec, a camada a montante é mais aberta e trabalha como pré-filtro: retém os contaminantes maiores e protege a camada final, que define o grau. Segundo os catálogos, isso aumenta a capacidade de retenção e prolonga a vida útil em fluidos com alta carga de partículas ou bioburden. Não é uma barreira redundante: cada camada tem um poro diferente.
Para filtração esterilizante, o LifePure Protec Pharma indica a combinação de 0,1 + 0,2 µm para soluções biológicas e farmacêuticas críticas, e a de 0,2 + 0,4 µm, que soma pré-filtração de alta eficiência, para fluidos com alta carga. No UltraPure Protec Pharma, as combinações de grau esterilizante são as de camada final de 0,1 ou 0,2 µm: 0,1 + 0,2 µm e 0,2 + 0,45 µm.
A camada simples, por outro lado, acomoda mais área no mesmo cartucho: 8.000 contra 6.500 cm² no LifePure e 9.500 contra 7.500 cm² no UltraPure. Com fluidos limpos, mais área significa mais vazão com a mesma queda de pressão. A escolha entre PES e nylon 6,6 depende sobretudo da química do fluido, e a detalhamos em membrana de PES ou de nylon: como escolher o filtro final.
Do desafio bacteriano ao teste de integridade
O desafio com B. diminuta é destrutivo: não pode ser feito no cartucho que será instalado. A ponte entre a validação e cada unidade é o teste de integridade, uma medição física não destrutiva — ponto de bolha ou fluxo difusivo — cujos limites o fabricante correlaciona com a retenção bacteriana. Um cartucho que atende a esses limites se comporta como os que passaram no desafio. O guia da FDA pede que a especificação de integridade do filtro de produção seja coerente com os dados da validação de retenção.
Na planta, o teste se repete a cada uso:
- Antes da filtração, para detectar danos do transporte, da instalação ou da esterilização. O Anexo 1 das GMP da União Europeia, na revisão de 2022, pede que seja feito com o filtro já esterilizado (PUPSIT), a menos que uma análise de risco justifique outra abordagem.
- Depois da filtração, para confirmar que o filtro se manteve íntegro durante todo o lote. A FDA indica que o teste pós-uso deve ser feito como rotina.
Os quatro modelos de grau farmacêutico passam por teste de integridade na planta, um a um. Como funciona cada método e quais erros o invalidam está no nosso artigo sobre o teste de integridade por ponto de bolha e fluxo difusivo.
Como ajudamos você a escolher e validar o filtro esterilizante
Fabricamos os cartuchos LifePure e UltraPure em sala limpa ISO 7. Se você está definindo o grau, a membrana ou a construção de um filtro esterilizante, ou precisa do guia de validação e dos certificados de um modelo, consulte nossa equipe de engenharia informando o fluido, o volume por lote e as condições de processo.
Perguntas frequentes
Vale a pena instalar dois filtros esterilizantes em série?
É uma prática comum quando o risco do processo justifica: se o filtro principal não passar no teste de integridade pós-uso, o segundo serve de respaldo. O guia da FDA sobre processamento asséptico indica que o uso de filtros esterilizantes redundantes deveria ser considerado em muitos casos. Cada filtro da série passa pelo teste de integridade separadamente.
Quando é preciso trocar um cartucho esterilizante?
Quando ele não passa no teste de integridade, quando se cumpre o tempo máximo de uso validado ou quando a pressão diferencial chega ao valor de troca. Os catálogos do LifePure Plus Pharma, do UltraPure Plus Pharma e do UltraPure Protec Pharma fixam em 2 bar a pressão diferencial máxima para a troca; o do LifePure Protec Pharma indica 2 bar como valor recomendado.
O que acontece se o teste de integridade falhar depois da filtração?
Primeiro, descartam-se as causas ligadas ao próprio teste: umectação incompleta, O-rings mal assentados, temperatura instável ou valores de referência que não correspondem àquele cartucho. Se a falha se confirmar ao repetir o teste, o lote filtrado não pode ser considerado estéril e é investigado segundo o sistema de qualidade da planta.
