Dans les industries pharmaceutique, biotechnologiue ou agroalimentaire, les opérateurs en production, maintenance ou laboratoires parlent régulièrement de filtration stérilisante et plus particulièrement de filtres 0.22 µm (filtre 0,22 microns) ou encore de filtres stérilisants.

Les questions sur la filtration stérilisante:

• Que signifie la filtration stérilisante ?
• Comment qualifier un filtre 0,22 µm ?
• Quand peut-on dire qu’un filtre est absolu ?
• Que permet de prouver un test d’intégrité ?

Autant de questions qui reviennent lorsque l’on aborde le sujet de la filtration stérilisante. Les questions sont faciles mais les réponses le sont beaucoup moins, d’autant que les termes utilisés sont devenus de plus en plus génériques. Beaucoup d’industries utilisent des filtres 0,2 µm mais seules les industries pharmaceutiques et biotech ont les spécifications que les filtres 0,2 µm doivent rencontrer. Il arrive que des fournisseurs livrent des filtres 0,2 µm avec certificats mais que ces éléments ne répondent pas aux standards imposés par les industries pharmaceutiques et biotechnologiques.

Faisons un point sur ce vaste sujet.

Historique : l’origine de la notion de filtration stérilisante

Dans les années 70, un groupe constitué de grandes sociétés pharmaceutiques et de fabricants de filtres a créé une organisation appelée HIMA (Health Industry Manufacturer’s Association). Une des premières actions menée par cette organisation a été de définir à quels critères un filtre stérilisant devait répondre. Il faut bien comprendre que dans les années 70, on considérait qu’un filtre 0.45µm était un filtre stérilisant. Mais les méthodes analytiques s’affinant, n’utiliser que le seuil de rétention d’un filtre pour définir cette notion de filtration stérilisante ou stérilité était un peu empirique et pas forcément représentatif et suffisant.

HIMA a donc créé un challenge très détaillé qui deviendra le référentiel auquel les filtres stérilisants devaient être en adéquation pour être considérés comme stérilisants dans l’industrie pharmaceutique.

Challenge bactérien à respecter pour un filtre stérilisant

Le challenge a été élaboré avec un micro-organisme appelé Pseudomonas Diminuta (ATCC19415) maintenant remplacé par le Brevundimonas Diminuta (ATCC19146). Ce micro-organisme de référence a une taille d’environ 0,3 µm de large et 0,8 µm de long. Le challenge décrit également le milieu de culture à utiliser pour le faire grandir, à quelle température et pour combien de temps. Le challenge HIMA définit une concentration et une quantité de cette bactérie pour tester le filtre avec une quantité précise de micro-organismes par cm². 0,2 µm ou 0.22 µm devint alors un label mais ne signifiait pas pour tous les fabricants de filtres stérilisants que ces éléments passaient les tests HIMA. Les fabricants de filtres ayant des produits validés selon HIMA se sont trouvés en compétition avec des filtres non homologués HIMA et sur des marchés non-critiques (solvants, eau demi, acides...) ont été obligés de développer des gammes de produits moins chers. Pour rester crédibles et pourvoir faire sans difficulté la différenciation entre ces 2 familles de filtres, les fabricants ont donc appelés les filtres validés par le challenge HIMA, les filtres 0,2 µm absolus ou filtres 0.22 µm. Aujourd’hui, la norme HIMA a été remplacée par la norme ASTM Standard F838-83. Les procédures de test sont restées les mêmes, seuls les noms et l’organisme changent. .

Exemple de cartouches stérilisantes 

Challenge bactérien : normes HIMA et ASTM 838-83

Le standard ASTM F838-83 appelé « Determining Bacterial Retention of Membranes Filters Utilized For Liquid Filtration » est la nouvelle référence remplaçant le test HIMA (Health Industry Manufacturer Association) appelé « Microbiological Evaluation of filters for sterilizing liquids ». Le micro-organisme de référence pour ASTM est le Brevundimonas Diminuta (ATCC19146) (diamètre 0,3 µm - longueur 0,6 à 0,8 µ) et pour HIMA, le Pseudomonas Diminuta (ATCC19415) (diamètre 0,3 µm - Longueur 1 µm) cultivé dans une solution Saline Lactose selon les paramètres décrits dans la procédure. Ce micro-organisme a été sélectionné à cause de sa très petite taille obtenue en culture sous stress ou manque de nourriture. La membrane filtrante doit satisfaire à un challenge minimum de 10⁷ organismes par cm² de surface filtrante effective.

Après préparation de la solution du challenge, la membrane filtrante est installée dans le corps de filtre et le tout est autoclavé. Après refroidissement, la stérilité du système est contrôlée et le test d’intégrité peut avoir lieu. La solution est filtrée à travers la membrane filtrante à tester et les filtres de contrôle. Lorsque toute la solution de test est filtrée, les filtres de contrôle sont placés dans des boîtes de Petri de 150 mm contenant un milieu de culture « Soybean Casein Digest Agar ». Toutes les colonies se développant sont alors comptées et identifiées.

La valeur de log réduction (LRV Log Reduction Value) est calculée comme suit :

LRV = log₁₀= Nombre de micro-organismes du challenge / Nombre de micro-organismes du filtrat

Brevundimonas (Pseudomonas) diminuta grossissement 3000x

En résumé ce qu’il faut retenir sur la filtration stérilisante :