気づいていないかもしれませんが、世界中の誰もが滅菌製品の使用の影響を受けています。ワクチン接種のための針の使用、インスリンやエピネフリンといった命を救う処方薬の使用、そして2020年には、できれば稀ではあるものの現実に起こりうる状況として、新型コロナウイルス感染症の患者に呼吸をさせるために人工呼吸器のチューブを挿入することなどが挙げられます。
多くの非経口製品または滅菌製品は、清潔だが滅菌されていない環境で製造され、その後最終的に滅菌されますが、最終的に滅菌できない非経口製品または滅菌製品も数多くあります。
一般的な消毒法としては、湿熱（オートクレーブ処理など）、乾熱（脱パイロジェンオーブンなど）、過酸化水素蒸気の使用、一般に界面活性剤と呼ばれる表面作用化学物質（70％イソプロパノール [IPA] や次亜塩素酸ナトリウム [漂白剤] など）の塗布、またはコバルト 60 同位体を使用したガンマ線照射などがあります。
これらの方法の使用は、場合によっては最終製品の損傷、劣化、または不活性化につながる可能性があります。これらの方法にかかるコストも滅菌方法の選択に大きな影響を与えます。製造業者は、最終製品のコストへの影響を考慮する必要があるからです。例えば、競合他社が製品の生産価値を下げ、結果として低価格で販売するケースが考えられます。これは、これらの滅菌技術が無菌処理に使用できないという意味ではありませんが、新たな課題をもたらすことになります。
無菌操作における最初の課題は、製品を製造する施設です。施設は、密閉された表面を最小限に抑え、高効率粒子状空気フィルター（HEPAフィルター）を使用して良好な換気を確保し、清掃、メンテナンス、除染が容易な構造でなければなりません。
2つ目の課題は、室内で部品、中間体、または最終製品を製造するために使用する装置は、清掃やメンテナンスが容易で、落下（物体との相互作用や気流によって粒子を放出すること）しないものでなければならないということです。常に進歩を続ける業界では、技術革新を行う際に、最新の装置を購入するか、効果が実証されている古い技術に固執するかは、費用対効果のバランスの問題です。装置が古くなると、損傷、故障、潤滑油の漏れ、または部分的なせん断（たとえ微視的レベルであっても）が発生しやすくなり、施設の汚染につながる可能性があります。そのため、定期的なメンテナンスと再認証システムが非常に重要です。装置が正しく設置およびメンテナンスされていれば、これらの問題を最小限に抑え、管理を容易にすることができます。
その後、特定の設備（例えば、完成品の製造に必要な材料や構成材料のメンテナンスや抽出のための工具など）の導入により、更なる課題が生じます。これらの設備はすべて、当初は開放された非管理環境であった環境から、配送車両、保管倉庫、試作施設などの無菌製造環境へと移動させる必要があります。そのため、材料は無菌処理ゾーンで包装材に投入される前に精製され、包装材の外層は投入直前に滅菌される必要があります。
同様に、除染方法は、無菌製造施設に搬入される物品に損傷を与えたり、コストがかかりすぎたりする可能性があります。例えば、医薬品有効成分の加熱滅菌は、タンパク質や分子結合を変性させ、化合物を不活性化させる可能性があります。非多孔質材料の場合、湿熱滅菌の方がより迅速で費用対効果が高いため、放射線滅菌は非常に高価です。
各方法の有効性と堅牢性は定期的に再評価する必要があり、通常は再検証と呼ばれます。
最大の課題は、処理工程のどこかの段階で人との接触が必要になることです。これは、手袋口などのバリアや機械化によって最小限に抑えることができますが、たとえ工程を完全に隔離することを意図していたとしても、エラーや不具合が発生した場合には、人間の介入が必要になります。
人体には多くの細菌が生息しています。報告によると、平均的な人体の細菌数は1～3%で、細菌数と人体細胞の数の比率は約10:1です。
細菌は人体中に遍在するため、完全に排除することは不可能です。体を動かすと、摩耗や空気の流れによって絶えず皮膚が剥がれ落ちます。一生で、その量は約35kgに達することもあります。
脱落した皮膚や細菌は、無菌処理中に大きな汚染の脅威となるため、プロセスとの接触を最小限に抑え、バリアや脱落しない衣服を使用することで、これらを抑制する必要があります。これまでのところ、人体自体が汚染制御チェーンにおける最も脆弱な要因となっています。そのため、無菌処理作業に参加する人数を制限し、生産エリアにおける微生物汚染の環境動向を監視する必要があります。効果的な洗浄・消毒手順に加えて、これは無菌処理エリアのバイオバーデンを比較的低いレベルに保ち、汚染物質のピークが発生した場合に早期に介入するのに役立ちます。
つまり、実現可能な範囲で、無菌プロセスへの汚染物質の混入リスクを低減するために、様々な対策を講じることができます。これらの対策には、環境の管理と監視、使用する設備と機械のメンテナンス、投入材料の滅菌、そしてプロセスへの正確なガイダンスの提供などが含まれます。他にも、差圧を用いて製造プロセスエリアから空気、粒子、細菌を除去するなど、多くの制御手段があります。ここでは触れていませんが、人為的な介入は、汚染制御の失敗という最大の問題につながります。したがって、どのようなプロセスが採用されているかに関わらず、重症患者が安全で規制された無菌製造製品のサプライチェーンを継続的に利用できるようにするためには、使用される制御手段の継続的な監視と継続的な見直しが常に必要です。