DE2549835C2 - Wegwerf-Vorrichtung zur Sterilitätsprüfung von Fluiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wegwerf-Vorrichtung zur Sterilitätsprüfung von Fluiden der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 34 48 011 ist bereits eine Vorrichtung zur Sterilitätsprüfung von Flüssigkeiten bekannt, die mindestens einen transparenten zylindrischen Prüfbehälter mit einem auf einem Träger großflächig abgestützten mikroporösen Membranfilter enthält. Die beiden offenen Enden des zylindrischen Behälters sind oben durch einen Deckel und unten durch eine Bodenkappe abgeschlossen, die lösbar auf die Behälterenden gesteckt werden. Im Deckel befindet sich eine Einfüllöffnung und daneben ein Luftfilter. Der mikroporöse Prüffilter ist zwischen dem unteren Rand der Behälterwand und einer im Basisteil ausgebildeten Ringschulter lösbar eingespannt. Nach dem Filtriervorgang wird ein im Auslaßstutzen des Bodenteils verschiebbar aufgenommener Stößel betätigt, der den Filterträger nach oben bewegt und dabei einen gezackten Ringschnitt des Membranfilters durchführt. Neben einem relativ hohen Herstellungs- und damit Kostenaufwand liegt der wesentliche Nachteil dieses bekannten Prüfgerätes darin, daß die notwendige Sterilität der einzelnen am Prüfverfahren direkt beteiligten Bauteile nicht gewährleistet werden kann. Durch die Vielzahl von demontierbaren Einzelteilen kann es auch bei sorgfältiger Durchführung der Sterilitätsprüfung und vorheriger Sterilisation des Gerätes nicht ausgeschlossen werden, daß Mikroorganismen durch die verschiedenen Verbiiidiingsflüchen /wischen dem Deckel und dem Ik'hiilier b/w. /wischen dem Basisteil und dem Behälter in den Behallcrinncnraum gelangen und die darin befindlichen Medien kontaminieren. Eine derartige Sekundär-Kontamination führt zwangsläufig zu einer Verfälschung der Versuchsergebnisse, so daß die Steriliiätsprüfungen wiederholt werden müssen. Da die Einfüllöffnung im Behälterdskkel nicht druckdicht verschlossen werden kann, ist auch eine Druckfiltration, bei der das Medium durch einen im Behälterinneren aufgebauten Überdruck durch den Membranfilter hindurchgepreßt wird, nicht möglich.

to Ferner ist aus der Druckschrift »Millipore-Sterilitätsprüfung« ein Filtrations- und Prüfgerät bekannt, das aus mindestens einem offenen zylindrischen Behälter aus transparentem Werkstoff besteht der in seinem unteren konisch verjüngten Endteil mit einem Basisteil unter Zwischenlage eines Membranfilters verschraubt wird. Das obere offene Ende des Behälters kann durch einen aufsteckbaren Deckel abgedeckt werden, der mehrere, durch elastische Kappen dicht verschließbare Stutzen aufweist. Durch die mehrteilige Ausführung dieses bekannten Prüfgerätes ergeben sich ebenfalls die Nachteile einer Verfälschung von Versuchsergebnissen durch Sekundär-Kontaminaticn der verschiedenen Medien, da auch bei vorsichtigem Vorgehen die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann, daß Mikroorganismen über die Verbindungsflächen in das Behälterinnere gelangen. Darüber hinaus wird bei dieser bexannten Vorrichtung nach dem Filtrieren und ggf. Spülen der Membranfilter ausgebaut, zerteilt und in gesonderte Nährlösungs-Behälter eingebracht. Bei diesen Arbeitsgängen besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß Mikroorganismen aus der Umgebungsluft auf den Filter gelangen. Druckfiltrationen sind auch mit diesem Gerät nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche eine beschleunigte und vereinfachte Durchführung der Sterilitätsprüfungen auch viskoser Substanzen ermöglicht, und die eine hohe Sicherheit gegenüber Sekundär-Kontamination bietet.

-to Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Durch die erfindungsgemäß vollständig geschlossenen Behälter in Verbindung mit dem in die Luftöffnung unlösbar eingebauten Luftfilter und der unlösbaren An-Ordnung des Membranfilters wird sichergestellt, daß während der verschiedenen Prüfungsvorgänge keine Mikroorganismen in die Behälter gelangen und die darin eingeschlossenen Medien kontaminieren können.
Zur Steriütätsprüfung einer Probe unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in die zwei Behälter bzw- Büchsen je eine dosierte Probenmenge eingeführt, wobei die den Lufteinlaß bildende erste öffnung jedes Behälters mittels ihrer zugehörigen Abdichtkappe zwecks hermetischer Abdichtung verschlossen ist und die den Fluideinlaßstutzen bzw. den Fluidauslaßstutzen bildende zweite bzw. dritte öffnung zum Durchlaß von Fluid durch die Büchse geöffnet sind und damit Mikroorganismen aus der Probe auf den Membranfiltern in den beiden Behältern bzw. Büchsen gesammelt werden. Danach werden beide Büchsen mit steriler Lösung gespült, wobei sich die öffnungen im gleichen Zustand wie im ersten Verfahrensschritt befinden, um von den Membranfiltern Probenresic mit Ausnahme der auf den Filtern zurückgehaltenen Mikroorganismen zu ent-

b5 fernen. Danach wird die den Auslußstui/en bildende dritte Öffnung des ersten Hcliiilicrs geschlossen, w.ili rend die den l.ufteiiilaH bildende erste Öffnung ollen bleibt und durch die /weite öffnung ein bekanntes Vo-

lumen einer ersten Nährlösung in den Behälter eingeführt wird. Die den Auslaßstutzen bildende dritte öffnung des zweiten Behälters wird ebenfa'is verschlossen, während seine erste öffnung offenbleibt, und durch seine zweite öffnung wird ein bekanntes Volumen einer zweiten Nährlösung in den Behälter eingeführt Anschließend werden alle drei öffnungen der beiden Behälter geschlossen und die Behälter bestimmte Zeitspannen in einem bestimmten Temperaturbereich gehalten, um ein Mikroorganismuswachstum in den beiden Nährlösungen zu ermöglichen, die derart beschaffen sind, daß die Mikroorganismen oberhalb einer bestimmten Menge eine visuelle meßbare Änderung im Aussehen des Fluids in den Behältern bewirkt.

Wenn in jeder Büchse ein Membranfilter mit einem wasserabstoßenden ringförmigen Rand verwendet wird, benetzt das zu prüfende Fluid diesen Filterteil nicht, der beim Spülvorgang möglichen, eise nicht gut gespült werden würde. Demgemäß wird insbesondere bei antibiotischen Proben das ursprünglich zu prüfende Materia! nicht vom Filter festgehalten, kann also auch anschließend nicht zur Mitte des Filters wandern und das Wachstum irgendwelcher Bakterien verhindern, die etwa vorhanden sind, wenn nachher das Filter im geeigneten Kulturmedium (Nährlösung) ist

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil einer einfachen und schnellen Durchführung von Sterilitätsprüfungen unterschiedlicher Fluide, weil die Membranfilter während der verschiedenen Prüfvorgänge in ihrer ursprünglichen Lage in den Behältern verbleiben und nicht aus den Behältern herausgenommen werden müssen. Darüber hinaus ergibt sich ein wesentlicher Vorteil, daß mindestens zwei Sterilitätsprüfungen gleichzeitig und parallel mit der gleichen Fluidprobe durchgeführt werden können, da die Probenflüssigkeit J5 über den Verteiler die beiden Behälter gleichzeitig durchfließen kann. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung nur für einmaligen Gebrauch bestimmt ist, kann sie bei steriler Verpackung direkt eingesetzt werden, ohne daß vorherige Sterilisierungen ihrer Einzelteile notwcndig wären. Ein besonderer Vorteil bei der Durchführung der Sterilitätsprüfungen ergibt sich ferner durch die erstmals mögliche Anwendung der Druckfiltriermethode, die eine höhere Filtrierleistung mit entsprechend vergrößertem Probendurchsatz und erhöhter statistischer Wahrscheinlichkeit für den Nachweis geringster Kontaminationen ergibt und auch die Mög'ichkeit einer Prüfung von viskosen Substanzen eröffnet, die mit der bisher allein durchführbaren Unterdruck-Filtration wegen der zu geringen Durchflußraten nicht geprüft werden konnten.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigt

F i g. 1 eine Perspektivansicht eines Behälters zur Sterilitätsprüfung;

F i g. 2 eine Draufsicht des Behälters nach Fig. 1 ·,

F i g. 3 bis 6 Gesamtdarstellungen der Vorrichtung zur Sterilitätsprüfung von Fluiden im Lauf der einzelnen Prüfungsverfahrensschritte. bo

Man erkennt in F i g. 1 einen büchsenförmigen Behälter 11 zur Verwendung bei der Sterilitätsprüfung, der als gerader Zylinder aus einem transparenten Material ausgebildet ist. An einem Ende des Behälters 11 sind zwei Öffnungen 13 und 15 vorgesehen, die einen Fluideinlaßstutzen 13 und einen Lufteinlaß 15 bilden und deren jeder mit einer abnehmbaren Abdichtkappe 14 und 17 versehen ist. Die den Lufteinlaß bildende öffnung 15 enthält ein wasserabstoßendes mikroporöses Filter, das mechanisch an seiner Außenseite von einem Halter 16, der von einem an dem Behälter 11 sitzenden Ring 18 umgeben ist, und an seiner Innenseite durch einen ähnlichen — nicht dargestellten — Halter abgestützt ist. Das Filter ist typisch aus mit einem wasserabstoßenden Material überzogenen Zelluloseestern gebildet und übt die Funktion des Ausfiltrierens sämtlicher Mikroorganismen über einer bestimmten Größe aus dem Luftstrom durch das Filter aus. Die porösen stützenden Träger 16 sind als spiralförmige Roste ausgebildet, die einen Luftstrom durchlassen und gleichzeitig eine gleichmäßige mechanische Abstützung für das brüchige Filter bilden (vgl. F ig. 2).

Das entgegengesetzte Ende des Behälters 11 ist mit einem Basisstück 32 geschlossen, in dem sich eine einen Auslaßstutzen bildende dritte öffnung 21 befindet, die ebenfalls mit einer abnehmbaren Abdichtkappe 22 versehen ist Ein — teilweise weggebrochen dargestelltes — Membranfilter 26 von im wesentlichen dem vollen Durchmesser des Behälters 11 mit Poren 27 ist am Übergang der Zylinderwand 30 des Behälters 11 zum Basisstück 32 angeordnet. Dieses Membranfilter 26 ist allgemein parallel zu den Enden des Behälters 11 ausgerichtet und an seinem Umfang mit der Wand 30 des Behälters i 1 z. B. durch einen Epoxykleber zwischen der Wand 30 und dem Rand des Basisstücks 32 fest verbunden. Man wähl; als Membranfilter 26 eine dünne (150 μιη) poröse Membran von ca. 47 mm Durchmesser aus biologisch inerten Zelluloseestern. Das Membranfilter ist mit Poren von vorzugsweise 0,45 μιη Durchmesser über seine Oberfläche ausgebildet. Die Porengröße ist sehr genau festgelegt (±0,02 μιη), und keine Mikroorganismen von größerer Abmessung als die größte Porenweite werden durch das Membranfilter durchgelassen.

Das Membranfilter 26 ist zweckmäßig mit einem 6 mm breiten ringförmigen Rand mit wasserabstoßender Oberfläche versehen. Dies läßt sich z. B. durch Überziehen dieses Randes mit einer Lösung aus Xylol und Silikon erreichen. Der Zweck des wasserabstoßenden Randes ist folgender: Während des Betriebes leitet man ein zu prüfendes Fluid, z. B. ein Antibiotikum, durch das Membranfilter 26, um die etwa darin enthaltenen Mikroorganismen auszufiltern und zu konzentrieren. Nach dem Durchstrom des Fluides wird das Membranfilter 26 mehrere Male mit einer sterilen Lösung gespült, bevor das Membranfilter 26 mit der Nährlösung in Berührung gelangt. Ohne den wasserabstoßenden Rand könnte es vorkommen, daß das nahe am Filterrand adsorbierte Antibiotikum nicht völlig herausgespült wird und ein Rest während der Inkubationspsriode im Kulturmedium in den aktiven Mittelbereich des Membranfilters wandert und das Wachstum der Mikroorganismen inhibiert, wodurch das Versuchsergebnis verfälscht würde. Der wasserabstoßende Rand verhindert eine Benetzung dieses Filterteils durch die ursprüngliche Probenflüssigkeit und beseitigt das Problem einer späteren Wanderung vom Rand zur Filtermitte hin. Das die öffnung 15 abdeckende Luftfilter ist ebenfalls wasserabstoßend, um seine Befeuchtung während der Durchführung der Prüfung zu verhindern.

In den Fi g. 3 bis 6 ist die Verwendung der Behälter nach Fig. 1 im Lauf einer Sterilitätsprüfung veranschaulicht. In dem in F i g. 3 dargestellten Anfangsschritt wird ein Schlauch 40 mit einer Hypoderm-Nadel 41 verwendet, um die flüssige Probe aus einem Probenbehälter, d. h. einer Ampulle 43, abzuziehen. Diese Flüssigkeit

wird in bestimmte Teilmengen an einem Y-förmigen Stromteiler 42 unterteilt, wobei eine Teilmenge durch die öffnung 52 in den Behälter 50 und die andere Teilmenge durch die öffnung 62 in den Behälter 60 fließt. Die je ein Luftfilter enthaltenden öffnungen bzw. Luft- ^r> einlasse 54 und 64 der beiden Behälter 50, 60 sind während dieses Verfahrensschrittes mit den Abdichtkappen 55, 65 abgedeckt. Die Fluidteilmengen fließen durch das Membranfilter 57 im Behälter 50 mit öffnung 51 bzw. durch das Membranfilter 67 im Behälter 60 mit öffnung 61 und werden dann durch Ansaugrohre 70 und 71 unter der Wirkung einer Vakuumpumpe 80 in ein Becherglas 75 entleert. Bei jedem Behälter 50,60 muß dabei die das Luftfilter enthaltende öffnung 54,64 dicht verschlossen sein, damit ein ausreichender Unterdruck aufgebaut werden kann, um die Flüssigkeit durch den zugehörigen Behälter zu ziehen. Bei einer alternativen Anordnung während dieses Verfahrensschrittes kann die Vakuumpumpe durch eine peristaltisch wirkende — nicht dargestellte — Pumpe in der Strömungsbahn zwischen der Ampulle 43 und den Behältern 50,60 ersetzt sein. Wenn diese peristaltisch wirkende Pumpe eine Proportionalpumpe ist, ergibt sich eine weitere Kontrollmöglichkeit der relativen Volumina der Teilmengen. Nachdem die Probeflüssigkeit durch die Filter geflossen ist, wird jeder Behälter 50,60 mit einer sterilen Lösung, z. B. mit sterilem Wasser, gespült, um sämtliche Probeflüssigkeit aus dem Behälterinneren und von der Filteroberfläche als Vorbereitung für das Inkubiereri der Filter in einer geeigneten Nährlösung herauszuspülen.

Ein zweiter Verfahrensschritt ist in F i g. 4 dargestellt, wobei die Ampulle 43 durch einen eine geeignete Nährlösung enthaltenden Behälter 77 ersetzt ist.

Zur Förderung des Wachstums von Pilzen kann der Behälter 77 ein Sojabohnen-Kaseinzersetzungsmedium oder Saburin enthalten. Die Nährlösung fließt aus dem Gefäß 77 nur in den Behälter 50, wobei ein Klemmhahn 78 den Einlaß zur filterfreien öffnung 62 des Behälters 60 abklemmt. Die mit dem Luftfilter versehene öffnung 64 dieses Behälters ist mit der Abdichtkappe 65 verschlossen und die Öffnung 61 am entgegengesetzten Ende des Behälters 60 ist mit ihrer Abdichtkappe 66 verschlossen. Die Nährlösung fließt in den Behälter 50 durch seine öffnung 52, wobei die Öffnung 51 mit einer Abdichtkappe 56 verschlossen ist, unier der Wirkung der Unterdruckpumpe 80, von der aus eine Leitung 70 an die mit dem Luftfilter versehene öffnung 54 angeschlossen ist. wodurch ein Ausströmen der Luft aus dem Behälter 50 ohne die Möglichkeit der Einführung einer bakteriellen Verunreinigung durch diese öffnung erreicht wird. Des Ocfäß 77 wird durch einen mit Filter versehenen Einlaß 82 belüftet, wodurch jede Verunreinigung von der Außenatmosphäre in dieses Medium verhindert wird.

Im zweiten Teil dieses Verfahrensschrittes wird die Klemmschraube 78 zum Absperren der Öffnung 52 des Behälters 50 verwendet, wobei die Unterdruckpumpe 80 über die Ansaugleitung 70 vom Becherglas 75 an die mit dem Luftfilter versehene öffnung 64 des zweiten Behälters 60 angeschlossen wird, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist Das Gefäß 77 enthält eine andere, z. B. zur Wachstumsförderung von Bakterien geeignete. Nährlösung, z. B. eine Thioglykollatlösung. Nach Beendigung des Füllvorganges des Behälters 60 wird seine Öffnung 64 offengelassen, damit innerhalb einer vorgegebenen b5 Zeitspanne Luft in den Behälter gelangen kann, um eine Oxidation des oberen Drittels der Thioglykollatlösung zu ermöglichen. Dieser Zustand zeigt sich durch Farbumschlag der Flüssigkeit in rosa an. Wenn nahezu ein Drittel der Flüssigkeit rosa geworden ist, wird die Abdichtkappe 65 auf die öffnung 64 gestülpt, um jede weitere Oxidation zu verhindern. Im Behälter befindet sich dann ein «Dreischichtenmedium«, bei dem die obere oxidierte Schicht das Wachstum von aeroben Bakterien, die mittlere Schicht das Wachstum von zufalligen Aeroben und das untere Drittel des Mediums das Wachstum von Anaeroben fördert.

Beim letzten, in F i g. 6 dargestellten Verfahrensschritt werden beide Behälter 50,60 für eine Zeitspanne von 7 h inkubiert, wobei der Behälter 60 an allen öffnungen gut abgedichtet ist, um jede weitere Oxidation zu verhindern. Die Thioglykollatlösung wird bei einer Temperatur zwischen 30 und 32^DC gehalten, während das Sojabohnen-Kaseinzersetzungsmedium auf einer Temperatur zwischen 22 und 25°C gehalten wird. Wenn am Ende dieser Zeitspanne keine Trübung in den Lösungen beobachtet wird, war das zu untersuchende Ausgangsmaterial frei von Mikroorganismen.

Nach Abschluß einer Sterilitätsprüfung können die Behälter 50, 60 verworfen werden, da sie aus relativ billigem Kunststoff bestehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wegwerf-Vorrichtung zur Steriütätsprüfung von Fluiden mit mindestens einem über einen Fluideinlaßstutzen und Schlauchverbindungen an ein Probegefäß und an Nährlösungsgefäße anschließbaren transparenten Kunststoffbehälter, der aus einer zylindrischen Büchse, aus einem Basisteil und aus einem zwischen dem unteren Büchsenrand und dem Basisteil mit seinem Umfangsrand festgelegten Membranfilter besteht, der sich paralle' zur oberen Stirnwand der Büchse erstreckt, wobei in dieser oberen Büchsenstirnwand mindestens ein hermetisch verschließbarer Einlaßstutzen und ein Lufteinlaß mit einem Luftfilter angeordnet sind und der Basisteil einen Auslaßstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet,

   daß zwei gleiche geschlossene Kunststoffbehälter (50,60) mit ihren Fluideinlaßstutzen (52,62) über ein Absperrorgan (78) aufweisende Schlauchverbindungen (40), einen Stromteiler (42) und eine Kanüle (41) gemeinsam an das Probegefäß (43) anschließbar sind,

   wobei bei jedem Kunststoffbehälter (50,60) die Filtermembran (57,67) unlösbar mit der Wand (30) der Büchse (11) und mit dem Rand des den unteren Endteil des geschlossenen Kunststoffbehälters (50, 60) bildenden Basisteils (32) fest verbunden ist, und
   wobei der Luftfilter an jeder Seite durch je einen Träger (16) abgestützt ist, welcher von einem in der Stirnwand der Büchse (11) sitzenden Ring (18) umgeben ist.