Guía de aplicación de filtración microbiológica
Filtración microbiológica: condiciones de proceso y soluciones
PP · PES · PTFE hidrófobo · PTFE hidrófilo · PVDF · Nylon
Esta guía compara PP, PES, PTFE hidrófobo, PTFE hidrófilo, PVDF y Nylon en distintos grados de retención para líquidos, gases y venteos de equipos. También delimita la validación de la filtración esterilizante, la reducción del riesgo de micoplasmas, la compatibilidad y la integridad.
01 — 06
Ruta de selección y validación de la filtración microbiológica
01Definir el fluido y el objetivo→
02Medir sólidos y carga microbiana→
03Clarificar y proteger con prefiltración→
04Elegir membrana y grado→
05Validar integridad y proceso→
06Mantener esterilidad o liberar calidad
Conclusiones principales
La guía propone materiales y grados de retención candidatos. No sustituye los desafíos bacterianos o de micoplasmas del modelo, la correlación de integridad, la compatibilidad con el fluido real, los estudios de adsorción y recuperación ni la validación de esterilización.
| Objetivo de control | Grado recomendado | Medios preferentes | Límite de compra y validación |
|---|---|---|---|
| Partículas visibles o restos celulares | 5–50 µm | PP profundo o plegado | Protección aguas abajo; no es un grado de control microbiológico |
| Partículas finas y reducción de levaduras o mohos | 0.6–3 µm | PP, PES, PVDF, Nylon | Clarificación o reducción de carga microbiana; sin declaración de esterilidad |
| Reducción más fina de carga microbiana | 0.45/0.65 µm | PES, PVDF, Nylon, PTFE hidrófilo | Suele ser prefiltro o etapa de descarga; normalmente no es grado esterilizante final |
| Filtración esterilizante de líquidos | 0.20/0.22 µm | PES, PVDF hidrófilo, PTFE hidrófilo; Nylon solo en modelos cualificados | El conjunto completo exige datos de desafío y validación; el mismo grado no implica la misma prestación |
| Reducción del riesgo de micoplasmas | 0.10 µm | Principalmente modelos PES/PVDF dedicados | Verificar una declaración de desafío concreta, como A. laidlawii |
| Gas estéril o venteo de equipos | 0.20 µm | PTFE hidrófobo; determinados PVDF hidrófobos | Evitar condensación y mojado accidental; verificar la integridad después del uso |
Condiciones, riesgos y recomendaciones
| Aplicación | Riesgos principales | Combinación recomendada | Formato | Confirmar antes de seleccionar |
|---|---|---|---|---|
| Medio de cultivo o solución de alimentación | Fluido nutritivo, polvo sin disolver y riesgo bacteriano o de micoplasmas | Prefiltro de 0.45–1.2 µm; PES o PVDF hidrófilo de 0.20/0.22 µm; declaración dedicada de 0.10 µm si el riesgo es alto | Cartuchos plegados para lotes grandes; cápsulas preesterilizadas para lotes pequeños | Mantenimiento de esterilidad, rendimiento del cultivo y declaración de micoplasmas |
| Tampón o agua de proceso | Precipitación de sales, partículas sin disolver y carga microbiana en almacenamiento | Protección PP de 1–5 µm; PES/PVDF de 0.45 o 0.20 µm; PTFE hidrófobo de 0.20 µm para venteo | Cartuchos plegados en líneas fijas; cápsulas en sistemas de un solo uso | Presión diferencial, tiempo de espera y carga microbiana antes/después |
| Punto de uso WFI/PW | Ramales estancados, zonas muertas del filtro y recontaminación | Priorizar la higiene del sistema; considerar localmente PES/PVDF/PTFE hidrófilo de 0.20/0.22 µm | Cápsula de bajo caudal o cartucho en carcasa higiénica | Vida útil, enjuague e integridad; no elimina endotoxinas |
| Proteína concentrada o mAb | Viscosidad alta, agregados, adsorción y pérdida de la fracción inicial | Comparar PES con PVDF hidrófilo de 0.20/0.22 µm; usar doble capa de 0.45/0.2 µm o prefiltro separado si procede | Cápsula de bajo volumen retenido para desarrollo o lotes clínicos | Temperatura mínima, concentración máxima, contacto máximo, recuperación y potencia |
| Vector viral o virus oncolítico | Tamaño próximo al poro, HCP/agregados y pérdida de título | Comparar PES/PVDF en pequeña área y cribar prefiltro de 0.45–0.8 µm; nunca inferir recuperación del nombre de la membrana | Cápsula de bajo volumen retenido | Título, HCP, TMP/presión diferencial y área; validar cada producto |
| mRNA-LNP o nanopartículas | La distribución de 50–200 nm se solapa con la de poros de 0.2 µm | Cribar PES/PVDF de 0.20/0.22 µm; evaluar prefiltro de 0.4–0.8 µm o estructura de 0.8/0.2 µm | Cápsulas para desarrollo y lotes clínicos | Tamaño/PDI, encapsulación, recuperación y capacidad; no escalar solo por caudal de agua |
| Vacuna de célula entera o con adyuvante de aluminio | El componente objetivo supera el poro o bloquea la membrana | No usar 0.2 µm final como solución universal; esterilizar o controlar asépticamente componentes antes de mezclar cuando corresponda | Seleccionar por componente | Filtrabilidad, potencia y distribución de tamaño |
| Solución farmacéutica con alcohol o disolventes mixtos | Hinchamiento de membrana, soporte o sello y adsorción del API | Preferir PTFE hidrófilo; comparar Nylon; evaluar PES/PVDF en sistemas acuosos | Cartucho plegado para lotes; cápsula compatible con disolventes para pequeños volúmenes | Inmersión del conjunto, extraíbles y recuperación inicial/estable del API |
| Fluido acuoso corrosivo u oxidante | Ácidos, bases u oxidantes fuertes afectan el tratamiento superficial y los sellos | Cribar PTFE hidrófilo; no deducir la compatibilidad del cartucho completo solo de la membrana PTFE | Cartucho fijo o cápsula dedicada | Concentración, temperatura, contacto y compatibilidad tras esterilización |
| Aire estéril, N₂ o CO₂ | Aerosoles, niebla de aceite/agua y mojado por condensado | Eliminar aceite y agua aguas arriba; PTFE hidrófobo de 0.20 µm en terminal | Cartucho plegado para alto caudal; cápsula para depósitos pequeños | Desafío de gas/integridad, demanda máxima, condición más húmeda y prueba posuso |
| Escape de fermentador o reactor | Humedad saturada, espuma, bloqueo por condensado y contrapresión | PTFE hidrófobo de 0.20 µm con drenaje vertical; añadir prefiltro, condensador o trazado térmico si el riesgo es alto | Cartucho plegado para depósitos grandes; cápsula para reactores pequeños | Caudal húmedo, contrapresión, episodios de espuma, sentido de SIP e integridad posuso |
| Venteo de liofilizador, depósito o esterilizador | Ruptura de vacío, entrada de aire al enfriar y condensación | PTFE hidrófobo esterilizante de 0.20 µm; determinados PVDF hidrófobos validados | Cartucho apto para SIP en equipos fijos | Integridad in situ, uso máximo y ciclos acumulados |
| Muestra QC/HPLC | Partículas traza y adsorción que sesgan el análisis | Comparar PES/PVDF/PTFE hidrófilo en proteínas; Nylon/PTFE en disolventes compatibles | Cápsula o disco pequeño; separar analítica de producción GMP | Volumen de descarte, recuperación inicial/estable y área |
Recomendaciones por membrana y grado
PP | Clarificación, protección de partículas y reducción de carga microbiana
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 5–50 µm | Restos celulares, partículas visibles y finos de resina; protección de membranas aguas abajo | Preferir estructura profunda real; el área de PP plegado no sustituye la capacidad profunda | No para control bacteriano |
| 1–5 µm | Preclarificación de fluidos de fermentación/cosecha, tampones y fracciones cromatográficas | Seleccionar por grado absoluto o nominal, relación Beta y curva de presión diferencial | Clarificación o descarga |
| 0.6–1 µm | Prefiltración fina de líquidos coloidales o muy cargados | Confirmar si es membrana microporosa, no tejido o capa compuesta; sus capacidades difieren | Descarga, no esterilizante |
| 0.2–0.22 µm | Solo si el modelo concreto tiene datos de desafío bacteriano | La mayoría de PP es más adecuada para prefiltración o reducción de carga; el poro no es una declaración esterilizante | Solo según declaración del modelo |
PES | Membrana principal para líquidos biofarmacéuticos acuosos
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 0.8/0.2 o 0.45/0.2 µm | Estructuras dobles o graduales para medios, tampones y proteínas | Aumenta la capacidad; el desafío y la correlación de integridad siguen aplicando a la membrana final | Prefiltro más terminal |
| 0.45 µm | Descarga o clarificación de líquidos difíciles | No es un grado esterilizante final habitual | Descarga |
| 0.20/0.22 µm | Medios, tampones, agua de proceso, mAb y determinados procesos de virus/LNP | Elegir conjunto con desafío equivalente a ASTM F838 y datos de validación | Candidato esterilizante de líquidos |
| 0.10 µm | Reducción del riesgo de micoplasmas | Exigir organismo, condiciones y declaración LRV o sin penetración; el grado solo no basta | Candidato dedicado a micoplasmas |
PTFE hidrófobo | Gases estériles, venteos y disolventes compatibles
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 1–5 µm | Protección previa de partículas o niebla de aceite en gas comprimido | No sustituye la membrana terminal de gas estéril | Prefiltro de gas |
| 0.45 µm | Partículas de gas de bajo riesgo o protección terminal | Sin desafío bacteriano no es grado de gas estéril | Descarga o protección |
| 0.20 µm | Aire, N₂, CO₂ y venteo de depósitos, liofilizadores o reactores | Verificar desafío bacteriano de gas, método de integridad, capacidad con condensado/húmeda y ciclos | Candidato de gas estéril |
| Líquido 0.20/0.22 µm | Disolvente orgánico compatible con PTFE | Los fluidos acuosos suelen requerir prehumectación, que cambia el proceso y complica la validación | Candidato para líquido disolvente |
PTFE hidrófilo | Soluciones acuosas corrosivas y farmacéuticas con disolventes
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 0.45–5 µm | Prefiltración de partículas en líquidos corrosivos o con disolventes | Verificar superficie, soporte, carcasa y sellos; no aplicar datos de PTFE hidrófobo | Prefiltración |
| 0.20/0.22 µm | Soluciones acuosas con alcohol, ciertos fármacos corrosivos y soluciones de molécula pequeña/API | Solo grado esterilizante si el cartucho concreto dispone de desafío bacteriano líquido y datos de integridad | Candidato esterilizante de líquidos |
| 0.10 µm (algunos modelos) | Control microbiológico más estricto | Obtener declaración de desafío dedicada; no extrapolar por material o poro | Solo modelos dedicados |
PVDF | Líquidos biológicos de baja adsorción y ciertos gases
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 0.45/0.22 µm | Prefiltro gradual más terminal para proteínas/anticuerpos, vacunas o virus | La hidrofilización y morfología varían; comparar recuperación y capacidad con producto real | Prefiltro más terminal |
| 0.45/0.65 µm | Clarificación, reducción de carga y protección aguas abajo | Normalmente no es grado esterilizante final | Descarga |
| 0.20/0.22 µm | Proteínas, anticuerpos, medios, tampones y ciertas soluciones oftálmicas/parenterales | Elegir cartucho PVDF hidrófilo con desafío bacteriano; validar adsorción, potencia e integridad | Candidato esterilizante de líquidos |
| 0.10 µm | Reducción del riesgo de micoplasmas | Comprar según datos concretos como A. laidlawii | Candidato dedicado a micoplasmas |
| PVDF hidrófobo 0.20 µm | Determinados venteos de gas | Solo modelos con desafío de gas estéril y datos en húmedo e integridad | Candidato de gas |
Nylon | Disolventes compatibles y moléculas pequeñas; precaución con proteínas
| Grado | Aplicación recomendada | Enfoque técnico o de compra | Límite de declaración |
|---|---|---|---|
| 1–5 µm | Prefiltración de partículas en disolventes o fármacos de molécula pequeña | Verificar ácidos y bases fuertes, oxidantes y disolventes halogenados | Prefiltración |
| 0.45/0.65 µm | Clarificación de muestras HPLC/QC y fármacos de molécula pequeña | Registrar volumen de descarte y recuperación inicial/estable | Clarificación o descarga |
| 0.20/0.22 µm | Disolventes compatibles y soluciones de molécula pequeña/API | Uso esterilizante solo con desafío bacteriano, compatibilidad del conjunto y datos de recuperación del modelo | Candidato esterilizante de líquidos |
Microorganismos y decisión del grado
| Objetivo | Grado o estrategia aplicable | Validación necesaria | Inferencia inválida |
|---|---|---|---|
| Bacterias vegetativas comunes | Filtro completo validado de 0.20/0.22 µm | Desafío con fluido de peor caso o sustituto adecuado; ASTM F838 suele usar B. diminuta, con nivel típico ≥10⁷ CFU/cm² | No prometer retención por una lista de tamaños bacterianos |
| Micoplasmas | Modelo dedicado de 0.10 µm | Verificar desafío como A. laidlawii, cultivo, penetración y correlación de integridad | Algunos micoplasmas atraviesan 0.2/0.22 µm; 0.1 µm tampoco es barrera automática |
| Levaduras | 0.45–1 µm para reducir carga; validar 0.2/0.22 µm para esterilidad terminal | Concentración, partículas/flóculos, presión diferencial y flujo | Un tamaño mayor al poro no establece por sí solo grado esterilizante regulatorio |
| Mohos o esporas | 0.45–1 µm para descarga; filtro terminal validado en la frontera estéril | Morfología, aglomeración, viscosidad y capacidad de prefiltrado | La reducción de carga no sustituye la garantía de esterilidad |
| Bacteriófago o virus | La microfiltración convencional de 0.2 µm no elimina virus de forma general | Usar filtración viral, inactivación o controles ortogonales; evaluar recuperación si el producto contiene virus | No afirmar que 0.2 µm elimina universalmente los virus |
| Endotoxina | La microfiltración convencional no suele eliminar endotoxina disuelta | Controlar mediante agua, materias primas e higiene; usar tecnología dedicada si se necesita | Puede quedar endotoxina tras 0.2 µm |
Cartucho plegado o filtro de cápsula
| Formato | Aplicaciones adecuadas | Ventajas | Riesgos clave |
|---|---|---|---|
| Cartucho plegado y carcasa | Líneas fijas, lotes grandes, múltiples lotes, gran superficie o SIP | Área escalable, menor coste por área y prueba de integridad in situ | Limpieza/esterilización de carcasa y sellado; validar la combinación |
| Cápsula preesterilizada | I+D, piloto, clínica, lotes pequeños, rutas de un solo uso y transferencia cerrada | Bajo volumen retenido, montaje rápido y menos validación de limpieza | No todas admiten SIP; verificar SAL, envase, presión diferencial máxima y conexiones |
| Serie o redundancia | Alto riesgo, terminal crítico o proceso con verificación en línea | Reparte capacidad o añade control de riesgo | La serie no es automáticamente redundante; definir pruebas de integridad y estrategia de desviaciones |
Lista de verificación para cotización y confirmación técnica
| Campo | Información necesaria |
|---|---|
| 1. Tarea de filtración | Clarificación, reducción de carga, filtración esterilizante líquida, micoplasmas, gas estéril o protección; no indicar solo «grado farmacéutico» |
| 2. Datos del fluido | Nombre completo del líquido/gas, concentraciones, pH, temperatura, viscosidad, tensioactivos, disolventes, oxidantes y contacto previsto |
| 3. Frontera microbiológica | Organismo o fuente de riesgo, carga previa, requisito de desafío equivalente a ASTM F838 y declaración dedicada de micoplasmas |
| 4. Escala del proceso | Volumen, tiempo objetivo, caudal real, presión diferencial inicial/final y máxima, espera y flujo máximo |
| 5. Pretratamiento | Centrifugación, filtración profunda o PP, grado actual, doble capa, turbidez/tamaño/agregados y curva de filtración |
| 6. Calidad del producto | Recuperación, potencia, concentración de proteína/virus/LNP, tamaño/PDI, agregados, muestras inicial/estable y volumen retenido |
| 7. Conjunto completo | Membrana, prefiltro, soporte/drenaje, núcleo, jaula, tapas, carcasa, soldaduras, conexiones y materiales de juntas/O-ring |
| 8. Esterilización | SIP, autoclave, irradiación o EO; temperatura/tiempo/dosis máximos, sentido, número, ciclos acumulados, SAL y vida útil |
| 9. Integridad | Intrusión de agua, flujo difusivo, punto de burbuja o mantenimiento de presión; humectante, temperatura, presión, límite, conversión de área y ruta posuso |
| 10. Documentos | Especificación, guía de validación, desafío, CoC/CoA, integridad de fábrica, certificado de esterilización, E&L, cambios y trazabilidad |