Hoja de repaso: Sécurité microbiologique des préparations parentérales

📋 Plan du Cours

1. Risques microbiologiques des préparations parentérales
2. Niveaux de risque microbiologique en fabrication
3. Risque faible : asepsie stricte et système clos
4. Risque moyen : asepsie stricte et système ouvert
5. Isotonie par abaissement du point de congélation
6. Mesure de l’osmolalité et marges acceptées
7. Limpidité, stérilité, apyrogénéité et stabilité
8. Ajustement du pH : stabilité, efficacité et tolérance
9. Apyrogénéité : pyrogènes, endotoxines et prévention
10. Techniques d’élimination des endotoxines
11. Mesure du taux d’endotoxine
12. Verre et plastiques : contenants et propriétés

📖 1. Risques microbiologiques des préparations parentérales

🔑 Notions clés & Définitions

• Préparation parentérale : Préparation administrée dans l’organisme par injection, ce qui contourne les défenses normales et impose une sécurité microbiologique renforcée.
• Stérile : État d’une préparation exempte de micro-organismes viables, exigé pour les préparations parentérales finies.
• Apyrogène : Propriété d’une préparation exempte de substances pyrogènes, exigée pour les préparations parentérales finies.
• Environnement classé A : Niveau de qualité d’air utilisé en fabrication aseptique, servant de référence pour limiter la contamination microbienne.
• Risque microbiologique faible moyen élevé : Classement international du risque de contamination selon le nombre d’étapes, leur complexité et la probabilité d’introduire des microbes.

📝 Points essentiels

• Les préparations parentérales finies doivent être stériles, apyrogènes et exemptes de tout matériau insoluble.
• Le risque microbiologique dépend du produit manipulé et du processus de fabrication.
• Le classement international du risque en faible, moyen et élevé reflète le nombre et la complexité des étapes et la probabilité de contamination.
• Risque faible : matières premières, dispositifs et équipements stériles, asepsie stricte en environnement classé A ou système clos, et ≤ 3 étapes de manipulation.
• Risque faible : manipulations limitées à des transferts simples entre éléments stériles (ex. flacon stérile → poche stérile) ou mélange de ≤ 3 produits manufacturés pour un seul patient.
• Risque moyen : asepsie stricte en environnement classé A mais avec système ouvert, et > 3 étapes ou produit destiné à plusieurs patients ou à plusieurs administrations chez un même patient.

💡 Astuce mémo

Faible = stérile partout + ≤3 étapes + plutôt clos/A ; Moyen = A mais ouvert + >3 étapes ou multi-patients ; Haut = non stérile ou hors-classe A >1 h.

📖 2. Niveaux de risque microbiologique en fabrication

🔑 Notions clés & Définitions

• Risque faible : Niveau de risque basé sur un système de transfert clos, limitant les contaminations pendant la fabrication.
• Risque élevé : Niveau de risque basé sur un système de transfert ouvert, exposant davantage la préparation aux contaminations.
• Risque moyen : Niveau de risque défini par la pharmacopée américaine quand le niveau d’exposition est intermédiaire entre système clos et ouvert.
• Classe A : Niveau de qualité d’air utilisé en fabrication aseptique, exigé pour les étapes où la préparation est exposée.

📝 Points essentiels

• Risque élevé : incorporation de produits non stériles ou utilisation de matériel non stérile avant la stérilisation terminale.
• Risque élevé : fabrication imposant un contact de la préparation (ou ingrédients) avec un air de qualité inférieure à la classe A pendant plus d’une heure.
• Risque élevé : réalisation avec un personnel incorrectement habillé et/ou des phases obligatoires hors classe A (ex. pesée, mélange).
• Exemple de risque élevé : dissoudre des principes actifs ou nutriments pour obtenir une solution qui sera ensuite stérilisée terminalement.
• Exemple de risque élevé : préparation parentérale à partir d’un principe actif en poudre non stérile.
• Corrélation des textes : les BPP françaises distinguent seulement risque faible vs risque élevé, alors que la pharmacopée américaine 797 distingue risque faible, moyen et élevé.

💡 Astuce mémo

Clos = faible risque ; Ouvert = risque élevé (BPP) ; USP 797 ajoute un palier intermédiaire (risque moyen).

📖 3. Risque faible : asepsie stricte et système clos

🔑 Notions clés & Définitions

• Limpidité : La limpidité correspond à l’absence de particules visibles et à un aspect optiquement clair des solutions injectables observées dans des conditions adaptées.
• Particules visibles : Les particules visibles sont celles détectées par les méthodes optiques selon des seuils de taille fixés par la pharmacopée.
• Particules non visibles : Les particules non visibles sont des particules détectées par des méthodes de mesure adaptées, avec des seuils de taille plus bas que pour le visible.
• Méthode par blocage de la lumière : La méthode par blocage de la lumière estime la contamination en mesurant la lumière interceptée ou diffusée par les particules en suspension.
• Méthode au microscope optique : La méthode au microscope optique consiste à filtrer la solution sur membrane puis à observer et dénombrer les particules sur la membrane.

📝 Points essentiels

• Les solutions injectables pour perfusion examinées dans des conditions appropriées de visibilité doivent être limpides et pratiquement exemptes de particules.
• La détection de la limpidité dépend du système optique utilisé, car il n’existe pas de solution optiquement vide.
• La pharmacopée distingue les particules visibles ≥ 50 μm et les non visibles avec des seuils de référence ≥ 10 μm et ≥ 25 μm.
• Le contrôle des particules visibles utilise un examen visuel sous éclairage (mirage optique) pour repérer une brillance différente entre particules, solution et fond.
• La limite de taille détectée en pratique pour les particules visibles se situe entre 50 et 100 μm.
• L’examen est obligatoire pour toutes les unités de chaque lot et les examinateurs sont sélectionnés avec rigueur.

💡 Astuce mémo

Mirage = brillance qui trahit les particules (visible), filtre + microscope = comptage des plus fines (non visibles).

📖 4. Risque moyen : asepsie stricte et système ouvert

🔑 Notions clés & Définitions

• Asepsie stricte : L’asepsie stricte est un ensemble de pratiques visant à empêcher toute contamination microbienne lors de la préparation des médicaments injectables.
• Système ouvert : Un système ouvert est une configuration de préparation où le produit peut être exposé à l’environnement, ce qui impose des mesures renforcées de maîtrise du risque.
• Isotonie : L’isotonie est l’ajustement d’une préparation injectable pour obtenir une osmolalité compatible avec celle des liquides biologiques.
• Abaissement du point de congélation : L’abaissement du point de congélation est la diminution mesurée du point de congélation d’une solution due à la présence de solutés.
• Osmolalité : L’osmolalité est une grandeur exprimant la concentration totale en particules osmotiquement actives, définie par la Pharmacopée Européenne.

📝 Points essentiels

• La loi de Raoult relie l’abaissement du point de congélation à la quantité de particules (molécules ou ions) présentes dans une solution diluée.
• La constante cryoscopique du solvant $K$ et la molalité $m$ interviennent dans l’expression de l’abaissement du point de congélation.
• Si la substance dissoute est ionisée, le nombre d’ions remplace le nombre de molécules dans le calcul.
• La formule de Lumière et Chevrotier sert à calculer le poids d’isotonisant à ajouter pour obtenir $100\,\text{mL}$ de solution isotonisée.
• Pour l’isotonisation, $D1$ correspond à l’abaissement du point de congélation de la solution à isotoniser et $D2$ à celui d’une solution à $1\%$ du corps isotonisant.
• Exemple papavérine : pour une solution à $0{,}25\%$, on calcule un taux de chlorure de sodium de $0{,}875\%$ à partir des abaissements à $1\%$ (0,576 pour NaCl et 0,062 pour chlorhydrate de papavérine).

💡 Astuce mémo

Raoult = « plus de particules, plus ça gèle moins » ; Lumière-Chevrotier = « on dose l’isotonisant pour 100 mL ».

📖 5. Isotonie par abaissement du point de congélation

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotonie : Propriété d’une préparation dont l’osmolarité est compatible avec celle des liquides de l’organisme pour limiter les effets osmotiques.
• Point de congélation : Température à laquelle une solution passe de l’état liquide à l’état solide, dépendant de sa composition.
• Abaissement du point de congélation : Diminution du point de congélation d’une solution causée par la présence de solutés, utilisée pour ajuster l’isotonie.
• Préparation injectable : Forme pharmaceutique destinée à une administration par injection, soumise à des exigences de stérilité, limpidité et apyrogénéité.
• Préparation pour perfusion : Forme pharmaceutique destinée à une administration par perfusion, soumise à des exigences de stérilité, limpidité et apyrogénéité.

📝 Points essentiels

• L’isotonie par abaissement du point de congélation consiste à ajuster la composition pour obtenir une osmolarité compatible avec le pH physiologique et la tolérance attendue.
• Pour les médicaments parentéraux, le pH doit être compris entre 3 et 8.
• Les préparations injectables doivent être stériles, limpides et apyrogènes, avec une isotonie et un pH physiologique recherchés.
• Les préparations pour perfusion doivent être stériles, limpides et apyrogènes, avec une isotonie et un pH physiologique recherchés.
• Si la stabilité est compatible avec le pH physiologique, on n’utilise pas de tampon.
• Si la stabilité du principe actif est incompatible avec le pH physiologique et que la zone de stabilité est étroite, on réalise un tampon léger.

💡 Astuce mémo

Soluté → point de congélation ↓ → osmolarité ajustée (isotonie).

📖 6. Mesure de l’osmolalité et marges acceptées

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmolalité : L’osmolalité est une mesure de la concentration totale des particules osmotiquement actives dans une solution.
• Préparations parentérales : Les préparations parentérales sont des préparations stériles destinées à être injectées, perfusées ou implantées dans le corps humain ou animal.
• Isotonie : L’isotonie correspond à une préparation dont l’osmolalité est proche de celle du sang, afin de limiter les effets liés aux variations osmotiques.
• pH physiologique : Le pH physiologique est une valeur de pH compatible avec le milieu du corps, utilisée pour limiter l’irritation et préserver l’efficacité.

📝 Points essentiels

• La pharmacopée européenne exige pour les préparations injectables et pour perfusion des critères de stérilité, de limpidité (quand applicable) et d’apyrogénéité.
• Les propriétés souhaitées des préparations parentérales incluent une osmolalité compatible avec le sang (isotonique) et un pH physiologique.
• Les préparations injectables sont classées en solutions, émulsions ou suspensions selon la forme galénique.
• Les préparations pour perfusion sont des solutions aqueuses ou des émulsions à phase continue aqueuse, normalement isotonique au sang, administrées en grand volume.
• Les préparations à diluer pour injection ou pour perfusion sont des solutions stériles destinées à être utilisées après dilution.
• Les formes solides comme les poudres pour injection/perfusion (dont les lyophilisées) se transforment rapidement en solution après contact avec le volume de solution recommandé.

💡 Astuce mémo

Isotonique + pH physiologique = “confort sanguin” (moins de choc osmotique et moins d’irritation).

📖 7. Limpidité, stérilité, apyrogénéité et stabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Limpidité : Propriété d’une préparation parentérale qui doit être visuellement claire, sans particules ni troubles visibles.
• Stérilité : État d’une préparation garantissant l’absence de micro-organismes viables capables de se multiplier.
• Apyrogénéité : Propriété garantissant l’absence de substances pyrogènes, notamment celles pouvant provoquer une réaction fébrile.
• Stabilité : Capacité d’un médicament à conserver sa composition et son activité dans le temps, malgré les contraintes de formulation et de stockage.
• Apyrogènes : Substances capables de déclencher une réponse fébrile, dont l’absence doit être assurée dans les préparations injectables.

📝 Points essentiels

• Les véhicules doivent être chimiquement et microbiologiquement purs pour limiter les risques liés aux contaminants.
• L’apyrogénéité est une exigence majeure des formes parentérales pour éviter les réactions liées aux pyrogènes.
• La stabilité dépend notamment de la sensibilité du principe actif à l’oxydation, pouvant conduire à une dégradation.
• Les solvants non aqueux sont souvent utilisés quand le principe actif est peu soluble dans l’eau et/ou instable en milieu aqueux.
• La solubilité et la miscibilité à l’eau influencent la vitesse d’action : une miscibilité favorise une action plus rapide, une non miscibilité peut ralentir l’action.
• Une viscosité élevée ralentit la diffusion et rend l’injection plus douloureuse.

💡 Astuce mémo

Clarté = Limpidité, sécurité = Stérilité, fièvre = Apyrogénéité, durée = Stabilité.

📖 8. Ajustement du pH : stabilité, efficacité et tolérance

🔑 Notions clés & Définitions

• Oxydation de l’adrénaline : L’oxydation est un mécanisme de dégradation qui rend l’adrénaline particulièrement instable en formulation.
• Métabisulfite de sodium : Le métabisulfite de sodium est un antioxydant utilisé pour limiter l’oxydation de certains principes actifs en solution injectable.
• Tampons pharmaceutiques : Les tampons sont des excipients dissous dans le solvant qui résistent aux variations de pH du milieu.
• Conservateurs parentéraux : Les conservateurs sont des excipients ajoutés aux multidoses pour limiter la croissance microbienne, mais avec des risques d’incompatibilités et de toxicité.

📝 Points essentiels

• L’adrénaline se dégrade très facilement par oxydation, ce qui impose des mesures de stabilisation en formulation.
• La spécialité DEXAMETHASONE MYL 4MG/1ML SOL INJ contient du métabisulfite de sodium à 1 mg/mL.
• Les tampons maintiennent le pH en milieu acide ou basique en limitant les variations de pH.
• Les conservateurs sont souvent nécessaires en flacons multidoses pour prévenir la croissance microbienne.
• Les conservateurs présentent de nombreuses incompatibilités avec les principes actifs, donc ils exigent une grande vigilance.
• Les conservateurs sont souvent non recommandés en pédiatrie en raison de leur toxicité, et l’EMA déconseille les préparations contenant de l’alcool benzylique en néonatalogie pour éviter des toxicités neurologiques, card

💡 Astuce mémo

Oxydation → antioxydant : adrénaline instable, donc métabisulfite; pH → tampons : ils amortissent les variations.

📖 9. Apyrogénéité : pyrogènes, endotoxines et prévention

🔑 Notions clés & Définitions

• Pyrogènes : Substances capables de provoquer une réaction fébrile après administration, ce qui rend leur absence indispensable pour les préparations injectables.
• Endotoxines : Pyrogènes d’origine bactérienne, typiquement associés aux bactéries Gram négatif, dont la présence peut déclencher une réponse inflammatoire.
• Apyrogénéité : Propriété d’une préparation injectable garantissant l’absence de pyrogènes, afin d’éviter toute réaction fébrile chez le patient.
• Stérilisation terminale : Procédé visant à stériliser le produit fini, recherché en priorité quand il est possible, pour limiter les contaminations.
• Préparation aseptique : Procédé de fabrication réalisé dans des conditions stériles, utilisé quand la stérilisation terminale est impossible.

📝 Points essentiels

• Les préparations injectables doivent suivre un protocole de qualité pharmaceutique pour assurer l’apyrogénéité et limiter les contaminations.
• La fabrication manuelle des injectables doit être réalisée dans une ZAC, avec des conditions contrôlées pour réduire le risque de contamination.
• La stérilisation terminale est recherchée en priorité, et la préparation aseptique n’est utilisée qu’en cas d’impossibilité.
• Lors du nettoyage de la paillasse, la surface doit être désinfectée avec un produit adapté (exemples cités : alcool 70°, alcool isopropylique, ammonium quaternaire) puis vérifiée sèche avant de commencer.
• Pour les flacons, il faut injecter un volume d’air équivalent au volume de liquide prélevé afin de maîtriser les échanges lors du prélèvement.
• Les aiguilles doivent être changées entre la phase de prélèvement et la phase d’injection dans le contenant final pour limiter les contaminations croisées.

💡 Astuce mémo

Apyrogénéité = “zéro fièvre” : stérilisation terminale si possible, sinon asepsie en ZAC + désinfection + changement d’aiguilles.

📖 10. Techniques d’élimination des endotoxines

🔑 Notions clés & Définitions

• Endotoxines : Substances toxiques libérées par des bactéries, dont l’élimination vise à éviter des effets indésirables lors de la préparation de médicaments.
• Verre borosilicaté : Type de verre à base de formateurs de réseau (SiO2, Al2O3, B2O3) et peu de modificateurs, utilisé en pharmacie pour sa bonne résistance hydrolytique et thermique.
• Verre sodo-calcique : Type de verre contenant davantage de modificateurs (Na2O, K2O, CaO, BaO, ZnO) que le borosilicaté, avec une résistance hydrolytique plus variable selon le type.
• Résistance hydrolytique : Capacité d’un matériau à résister à l’attaque par l’eau et/ou des milieux aqueux, conditionnant la stabilité chimique au contact du médicament.

📝 Points essentiels

• Le verre est caractérisé par une imperméabilité vis-à-vis de l’O2 et de l’humidité, une transparence dans le visible, et une fragilité aux chocs et aux variations de température.
• La stabilité exigée pour les médicaments impose une faible altération physico-chimique au contact du contenant, dépendant du pH, de la température et de la nature du verre.
• Trois mécanismes d’altération du verre sont distingués : diffusion avec échange ionique, exsudation avec formation de carbonates, puis attaque des liaisons covalentes par solution basique.
• En diffusion (eau ou acide faible), le pH augmente par échange Na+ / H+ avec libération d’OH−, sans fragiliser la structure du verre.
• En exsudation, le pH augmente par formation de carbonates de sodium et de calcium, sans fragiliser la structure du verre.
• En attaque basique, la dissolution de la silice forme une couche fragile qui se fragmente en particules, ce qui dégrade la résistance du verre.

💡 Astuce mémo

pH↑ = Na+↔H+ (diffusion) ; pH↑ = carbonates (exsudation) ; pH basique = silice dissoute (couche fragile).

📖 11. Mesure du taux d’endotoxine

📖 12. Verre et plastiques : contenants et propriétés

🔑 Notions clés & Définitions

• Additifs en santé : Ensemble de substances ajoutées aux polymères pour modifier leurs propriétés d’usage en santé.
• Lubrifiants : Additifs qui améliorent le glissement et la mise en forme des polymères, notamment pour certains plastiques.
• Plastifiants : Additifs qui remplacent des interactions polymère-polymère par des interactions polymère-plastifiant pour augmenter la souplesse.
• Stabilisants : Additifs choisis pour améliorer la stabilité recherchée, par exemple face à la chaleur, à l’oxygène ou aux UV.
• Extrusion : Procédé de mise en forme où le polymère est alimenté, malaxé puis poussé dans un cylindre chauffé avant passage dans une filière.

📝 Points essentiels

• Les renforts sont généralement insolubles dans le polymère et inorganiques, et ils augmentent la résistance mécanique.
• Les charges réduisent le coût massique du matériau final.
• Les lubrifiants incluent notamment la cire de polyéthylène et des dérivés de l’acide stéarique (pour des polyoléfines) et peuvent être cités avec le PVC.
• Les plastifiants augmentent la souplesse en remplaçant les interactions macromolécules-macromolécules par des interactions macromolécules-plastifiant.
• Les pigments servent à colorer les polymères et sont généralement constitués de particules insolubles.
• Les stabilisants existent pour des stabilités thermiques, anti-oxygène et anti-UV selon le besoin du matériau.

💡 Astuce mémo

Renforts = Résistance, Charges = Coût, Plastifiants = Souplesse (R-C-S).

📊 Tableaux de synthèse

Niveaux de risque microbiologique : BPP vs USP 797

Référentiel	Niveaux	Critère central
BPP (France)	2 (faible/élevé)	Système de transfert clos vs ouvert
Pharmacopée américaine (USP 797)	3 (faible/moyen/élevé)	Nombre/complexité des étapes et probabilité de contamination (clos vs ouvert + palier intermédiaire)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre stérile et apyrogène : stérile = absence de micro-organismes viables, apyrogène = absence de pyrogènes/endotoxines.
2. Croire que le risque “haut” se limite à l’absence de stérilisation terminale : il dépend aussi du contact avec un air hors classe A > 1 h et/ou de l’incorporation de non stériles avant la phase terminale.
3. Mélanger “limpidité” et “limpidité/particules” : la limpidité dépend du système optique et il n’existe pas de solution optiquement vide.
4. Se tromper sur les seuils particulaires : particules visibles ≥ 50 μm, non visibles avec références ≥ 10 μm et ≥ 25 μm (et les méthodes ne comptent pas les mêmes tailles).
5. Penser que l’isotonie se fait uniquement “au pH” : l’isotonie est liée à l’osmolalité et à l’abaissement du point de congélation (Dt), pas au pH.
6. Oublier que si la stabilité est compatible avec le pH physiologique, on ne tamponne pas (sinon tampon léger si zone de stabilité étroite).
7. Croire que la filtration stérilisante élimine les endotoxines : les endotoxines sont thermostables et traversent les filtres stérilisants classiques.

✅ Checklist Examen

1. Définir une préparation parentérale et expliquer pourquoi l’injection impose une sécurité microbiologique renforcée.
2. Classer un scénario en risque faible/moyen/élevé en s’appuyant sur : stérilité des matières, environnement classé A, système clos/ouvert, nombre de manipulations et destination (un patient vs plusieurs).
3. Relier les textes : expliquer pourquoi les BPP françaises distinguent seulement risque faible vs risque élevé, alors que l’USP 797 distingue faible, moyen et élevé.
4. Décrire les contrôles de limpidité : distinction particules visibles vs non visibles, et rôle du système optique (mirage optique vs blocage de la lumière vs microscope).
5. Citer les seuils de taille de référence des particules (visibles ≥ 50 μm ; non visibles avec ≥ 10 μm et ≥ 25 μm) et la limite pratique 50–100 μm.
6. Expliquer les propriétés attendues des préparations injectables et pour perfusion : stérile, apyrogène, limpidité (quand applicable), isotonie et pH physiologique.
7. Calculer/raisonner l’isotonie par abaissement du point de congélation : rappeler la loi de Raoult (molécules/ions) et l’usage de la formule de Lumière et Chevrotier (D1, D2, 100 mL).
8. Donner les règles d’ajustement du pH : pH parentéral entre 3 et 8, et quand utiliser tampon léger vs ne pas tamponner vs poudre stérile reconstituée extemporanément.
9. Expliquer le rôle du pH (stabilité, efficacité, tolérance) avec au moins un exemple de principe actif dont la stabilité est incompatible avec pH physiologique.
10. Décrire l’apyrogénéité : pyrogènes vs endotoxines (Gram négatif, thermostables) et les mesures de prévention (solvant, matières premières, matériel, conditions de travail).
11. Lister les techniques d’élimination des endotoxines vues au cours (adsorption charbon actif, traitement oxydatif, filtration, ultrafiltration, chauffage acide/basique) et leurs limites de principe.
12. Décrire les étapes clés de fabrication et de répartition : fabrication en ZAC, stérilisation terminale recherchée vs asepsie si impossible, et les procédures manuelles (désinfection paillasse, changement d’aiguilles, air
13. remplissage/fermeture/inspection/étiquetage).