In ambienti come laboratori, ospedali e nelle industrie farmaceutiche o alimentari, monitorare la qualità microbiologica dell'aria è essenziale per prevenire contaminazioni invisibili ma potenzialmente dannose.

Che cosa fa un campionatore d'aria attivo?
Aspirando un volume specifico di aria, cattura le particelle microbiche su piastre di agar, rendendole visibili e misurabili dopo l'incubazione. Questo processo è indispensabile per il controllo della contaminazione in ambienti sterili o ad alto rischio.

Premesse fondamentali:

• Differenza tra campionamento attivo e passivo;
• Criteri per scegliere lo strumento più adatto (portabilità, calibrazione, efficienza, facilità di disinfezione);
• Norme applicabili (EN 17141, ISO 14698);
• Le migliori pratiche operative e gli accessori utili per ridurre il rischio di contaminazione.

Autori: Alessandro Ligugnana, Roberto Ligugnana

SOMMARIO
Il controllo microbiologico dell'aria è particolarmente importante per i settori: farmaceutico, camere bianche, alimentare, lattiero-caseario, agroalimentare, bevande, ospedaliero, clinico, biosicurezza, spaziale, difesa, ricerca, HVAC, laboratorio microbiologico, ambiente.  
Diversi modelli di campionatori d'aria sono disponibili in tutto il mondo.  
Gli strumenti per campionamento di tipo attivo hanno lo scopo di raccogliere particelle vitali su un mezzo di coltura microbiologico, aspirando un determinato volume d'aria, in modo che si possa poi procedere alla quantificazione della contaminazione.

INTRODUZIONE
I settori interessati al test microbiologico dell'aria sono: farmacia, cleanroom, alimentare, lattiero-caseario, agroalimentare, bevande, ospedali, cliniche, biosicurezza, spazio, difesa, ricerca, HVAC e laboratori microbiologici.
Questo interesse è motivato da diverse motivazioni:

• Le aziende farmaceutiche per la produzione di medicinali in ambienti che devono essere garantiti sterili;
• Le aziende alimentari, lattiero-casearie, agroalimentari e delle bevande per avere sotto controllo la produzione e rispettare gli standard HACCP;
• Ospedali e cliniche per monitorare la sala operatoria e i reparti a rischio elevato per i pazienti;
• Le autorità ambientali per controllare la biosicurezza;
• L'esercito per proteggere i soldati e la popolazione in caso di attacco biologico;
• I laboratori di ricerca per garantire l'attendibilità degli esperimenti;
• HVAC per controllare la disinfezione dell'aria negli edifici;
• I produttori di disinfettanti per verificare l'attività del loro prodotto;
• Le agenzie aerospaziali per la sicurezza degli astronauti;
• Gli impianti di trattamento dei rifiuti e delle acque per proteggere gli operatori e la popolazione.

Sono disponibili a livello mondiale diversi modelli di campionatori microbiologici d'aria. 

Gli strumenti per campionamento di tipo attivo hanno lo scopo di raccogliere particelle vitali su un mezzo di coltura microbiologico, aspirando un determinato volume d'aria, in modo che si possa poi procedere alla quantificazione della contaminazione.
La campionatura attiva dell'aria può essere ottenuta anche mediante filtrazione su membrana e conseguente trasferimento della membrana su agar.
Sul mercato sono presenti anche sistemi basati sulla fluorescenza che possono fornire il risultato in tempi più brevi rispetto alla microbiologia tradizionale (che richiede tempo per lo sviluppo delle colture), ma non sono in grado di rilevare tutti i tipi di particelle vitali.
Diversi fattori devono essere considerati nella scelta dello strumento ideale per il campionamento: umidità, temperatura, carica elettrostatica, luce, flusso dell'aria e distribuzione dei microrganismi.
Questo articolo ha lo scopo di aiutare a individuare il campionatore più appropriato a seconda delle condizioni e delle esigenze.

Campionamento attivo e passivo
I microrganismi presenti nell'aria venivano tradizionalmente raccolti per semplice gravità sulla superficie agarizzata di piastra Petri; questo metodo è chiamato “campionamento passivo” o “campionamento settle plate”.
Il “campionamento attivo” prevede la raccolta dei microrganismi, su una piastra Petri con terreno di coltura, presenti in un dato volume di aria aspirata (tipicamente si considera un volume di 1 metro cubo = 1000 litri). Il campionamento attivo è utilizzato anche per la filtrazione su membrana.
Nelle camere bianche delle aziende farmaceutiche, vengono utilizzati entrambi i metodi.

Un altro fattore importante da considerare è la “portabilità” o l’“uso stazionario” dello strumento perché questo è un elemento dirimente nella scelta del campionatore.

Campionamento attivo dell'aria
Devono essere considerati diversi parametri per valutare le prestazioni di un campionatore d'aria attivo:

1. Facilità d'uso;
2. Facilità di pulizia e disinfezione;
3. Peso ridotto (in caso di strumento portatile);
4. Robustezza;
5. Validazione e calibrazione;
6. Prezzo.

Tipi di piastre da coltura
Vengono utilizzate piastre di Petri monouso da 90 mm o piastre a contatto da 55 mm.

Efficienza fisica del campionamento
Le particelle più vitali presenti nell'aria hanno generalmente dimensioni comprese tra 5-15 micron e possono arrivare a 15-18 micron per quelle presenti naturalmente nell'aria come per esempio scaglie di pelle contenenti batteri.
Il campionatore d'aria deve essere in grado di far precipitare particelle di almeno 2 micron. Questo parametro è chiamato d50 o numero di Stokes.

Efficienza microbiologica del campionamento
L'efficienza nella raccolta microbica deve essere certificata da un'autorità indipendente. L'Allegato G del documento EN 17141:2022 fornisce indicazioni sulla verifica di queste prestazioni e indica due metodi:: il metodo sperimentale con camera aerosol e un metodo di laboratorio semplificato.

Tipologie di campionatori d'aria attivi
I campionatori d'aria attivi possono essere classificati come:

1. Unità portatili da utilizzare in ambienti e postazioni diverse, in momenti diversi. Sono alimentati a batteria con ricarica tramite collegamento diretto alla rete elettrica con cavo o per induzione. Rappresentano i modelli i più utilizzati.
2. Unità fisse da utilizzare in una posizione stabile. Sono utilizzati per Isolatori e RABS. Sono alimentati a batteria o direttamente dalla rete elettrica.
3. Impatto diretto su agar e successiva incubazione. L'impatto sulla superficie dell'agar viene prodotto attraverso piccoli fori presenti su una testata aspirante o attraverso una fessura.
4. Filtrazione attraverso una membrana agarizzata che cattura i microrganismi, trasferimento su terreno di coltura e incubazione.

Principio del campionamento microbiologico dell'aria
La testata della camera di aspirazione è dotata di fori uniformemente distribuiti o di o una fessura.
La base della camera di aspirazione ospita una piastra Petri con terreno di coltura.
L'aria viene aspirata da un vuoto prodotto da un motore a turbina e fatta impattare sulla superficie dell'agar.
L'aria viene espulsa al di là della piastra di coltura.

Il principio del sistema di filtrazione è più complesso: dopo il tempo di esposizione, la membrana filtrante viene trasferita e inoculata sul terreno di coltura di una piastra Petri.

Materiale da utilizzare per il test microbiologico
Il campionatore d'aria deve essere completato con piastre con terreno di coltura

1. TSA per conta totale batterica;
2. SDA per conta totale di lieviti e muffe;
3. Spray disinfettante come alcol isopropilico sterile al 72%;
4. Salviette per la pulizia e disinfezione delle superfici;
5. Testata di aspirazione sterile.

Protocollo per il test microbiologico
Una Procedura Operativa Standard (SOP) dedicata dovrebbe indicare all'operatore tutte le azioni necessarie:

• Disponibilità del documento per la registrazione del test;
• Preparazione del campionatore d'aria (pulizia, disinfezione);
• Preparazione delle piastre di coltura;
• Punti di campionamento;
• Programmazione del campionatore d'aria;
• Trasferimento delle piastre di coltura al laboratorio per l'incubazione.

È essenziale specificare chiaramente tutte le azioni relative ai movimenti personali dell'operatore, la stesura su piastra e la rimozione della piastra di coltura dalla camera di aspirazione e il trasferimento della piastra al laboratorio (tempo e temperatura).

Se il conteggio batterico è elevato, è necessario applicare una tabella statistica correttiva indicata nel manuale di istruzioni del campionatore.

Taratura
Il campionatore d'aria dovrebbe essere tarato a intervalli regolari (generalmente ogni anno).
Questa indicazione deve essere considerata con attenzione in modo da poter individuare un laboratorio di taratura che abbia l'approvazione ufficiale per questo test e possa garantire il controllo in pochi giorni lavorativi.

Registrazione dei risultati
I risultati della lettura delle piastre di coltura sono riportati come il numero di UFC (Unità Formanti Colonia) riferito a un volume di 1000 litri d'aria (1 metro cubo).
Se le piastre vengono fotografate, le immagini sono incluse nel rapporto per poterle mostrare alle autorità regolatorie in caso di controllo.
A questo scopo, può essere utilizzata CFU Photo Camera.

Campionamento microbiologico dell'aria in clean room e ambienti controllati
Il protocollo da utilizzare presso aziende farmaceutiche che producono medicinali in condizioni sterili è indicato in diversi documenti ufficiali della FDA, ISO 14698-1, EN17141.
Una richiesta specifica del documento EN17141 è il monitoraggio continuo dell'aria in Clean Room di grado A e B.
Il monitoraggio continuo richiede un campionatore d'aria dedicato che possa campionare per un tempo prolungato e limiti la disidratazione del terreno nutritivo durante l'aspirazione dell'aria.

Campionamento microbiologico passivo
I documenti ufficiali per le aziende farmaceutiche richiedono di adottare non solo il “campionamento attivo” ma anche il “campionamento passivo”.
Per maggior sicurezza, è consigliabile adottare un supporto da tavolo o da pavimento su cui alloggiare la la piastra di coltura.

Accessori per la riduzione del rischio di contaminazione durante il campionamento microbiologico in camera bianca:

1. Supporti per piastre da posizionare in sede specifica riducendo il rischio di incidenti che rovinino il campione;
2. Rack per piastre di coltura per facilitarne la manipolazione, il trasferimento e l'uso corretto dello spazio dell'incubatore;
3. Testata sterile che elimina la necessità di un processo di sterilizzazione convalidato, sostituito da un prodotto sterile certificato, riducendo il rischio di falsi positivi;
4. Treppiedi da tavolo e da pavimento per il posizionamento dei campionatori d'aria più in alto rispetto alla superficie di lavoro;
5. Carrello in acciaio inox su ruote per la sicurezza del personale durante gli spostamenti di materiale;
6. Sacchetti per piastre di coltura, tamponi, ecc. per rendere sicuro il trasferimento al laboratorio.

Caratteristiche e parametri da considerare nella selezione di un campionatore microbiologico d'aria

1. Prestazioni di base (portata d'aria, piastra di coltura);
2. Maneggevolezza, facilità di pulizia e disinfezione;
3. Peso: uno strumento leggero riduce il rischio lavoro-correlato;
4. Numero di camere di aspirazione (1, 2, 3);
5. Modello portatile o fisso;
6. Ricarica della batteria via cavo o a induzione, possibilità di continuare a campionare durante la ricarica;
7. Bluetooth incorporato per semplificare il trasferimento e la registrazione dei dati o per controllare lo strumento a distanza;
8. Fotocamera e software per la registrazione dei risultati;
9. Antideflagrante per ambienti a rischio esplosioni;
10. Grado di protezione IP che garantisce una durata più lunga dello strumento;
11. Possibilità di taratura annuale;
12. Possibilità di monitoraggio in continuo;
13. Disponibilità di testata di aspirazione sterile;
14. Documentazione IQ, OQ, PQ.

CONCLUSIONE
Lo scopo di questo articolo non era indicare un particolare tipo di modello di campionatore d'aria, ma evidenziare i fattori pratici importanti da considerare. Sono disponibili note applicative per le diverse applicazioni in vari campi per suggerimenti più dedicati e specifici.

Vai al catalogo prodotti