Những Điều Cần Biết Về Thiết Bị Lưu Trữ Tế Bào Gốc Tại Các Ngân Hàng, Trung Tâm Liệu Pháp Tế Bào Gốc

Mỗi loại thiết bị lưu trữ tế bào gốc đều có các ưu điểm, khuyết điểm riêng, có nguy cơ nhiễm chéo với các sản phẩm khác trong thiết bị, và có các yêu cầu giám sát quá trình bảo quản khác nhau. Để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng của thiết bị lưu trữ tế bào gốc, các nhà sản xuất sẽ cung cấp các hướng dẫn về thẩm định lắp đặt, vận hành thiết bị lưu trữ mà họ sản xuất. Thông thường, thiết bị lưu trữ tế bào gốc được lắp đặt, vận hành lần đầu (thiết bị mới) được yêu cầu có quy trình quản lý thiết bị chuẩn về thẩm định lắp đặt (IQ), thẩm định vận hành (OQ). Mỗi ​​ngân hàng tế bào gốc/ trung tâm tế bào gốc nên xác định phạm vi của các yêu cầu OQ đối với thiết bị của họ.

 

Một số vấn đề cụ thể về thẩm định sẽ được trình bày dưới đây:

Thiết bị lưu trữ tế bào gốc trong nitơ ở pha hơi (Vapor-phase nitrogen storage units)

Một số công ty cung cấp các thiết bị lưu trữ tế bào trong nitơ ở pha hơi như là chất làm lạnh. Một số model là thiết bị lưu trữ làm bằng thép không rỉ có các khay bên trong có thể xoay để tiếp cận với các giá đỡ nhiều tầng chứa các hộp đựng mẫu hoặc các giá đỡ hộp cassette chứa mẫu. Các model khác được làm bằng nhựa bền với nhiệt, có hình dạng nằm nghiêng giống như một chiếc hộp lớn và có nắp trên mở ra để dễ dàng lấy các mẫu tế bào gốc tạo máu đang được bảo quản lạnh.

1. Các ưu điểm

Các thiết bị lưu trữ tế bào trong nitơ lỏng ở pha hơi duy trì môi trường nhiệt độ bảo quản thấp nhất mà không cần đặt mẫu trực tiếp trong nitơ lỏng trực tiếp trong nitơ lỏng. Thiết bị được cách nhiệt tốt, tiết kiệm năng lượng, ít có nguy cơ tăng nhiệt độ nhanh khi mất điện, có thể nạp nitơ lỏng tự động từ bồn chứa nitơ lỏng, duy trì nhiệt độ lưu trữ khoảng -140^oC đến -190^oC (tùy thuộc vào model thiết bị) và các mẫu tế bào gốc ít có nguy cơ nhiễm chéo vi sinh có thể xảy ra trong quá trình bảo quản lạnh. Các thiết bị có công nghệ lớp áo nitơ lỏng có thể duy trì nhiệt độ đồng nhất (-190^oC) trong toàn bộ bồn lưu trữ sản phẩm tế bào "khô" (không tiếp xúc nitơ lỏng, giảm đáng kể lo ngại về độ chênh lệch nhiệt độ).

2. Các khuyết điểm

Có hệ thống giá đỡ to (giá đỡ nhiều tầng chứa các hộp chứa mẫu hoặc các giá đỡ hộp cassette chứa mẫu) có thể khiến việc lấy một đơn vị tế bào gốc cần sử dụng trở nên cồng kềnh, khó khăn và làm ảnh hưởng đến các đơn vị tế bào gốc chưa dùng đến sẽ tiếp xúc với nhiệt độ môi trường trong quá trình lấy mẫu, có khả năng dẫn đến hiện tượng gia nhiệt tạm thời (TWE). Mối quan tâm đặc biệt đối với các dòng thiết bị lưu trữ tế bào gốc trong nitơ lỏng ở pha hơi là sự chênh lệch nhiệt độ >50^oC của hộp cassette chứa đơn vị tế bào gốc ở vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất ngay bên trong thiết bị. Để duy trì nhiệt độ ổn định bên trong thiết bị lưu trữ sẽ phụ thuộc nhiều vào mức độ bay hơi của nitơ lỏng và yêu cầu nạp nitơ lỏng định kỳ và giám sát lượng oxy trong phòng lưu trữ là cần thiết.

3. Thẩm định thiết bị lưu trữ tế bào gốc

Đối với các thiết bị lưu trữ nitơ lỏng ở pha hơi, việc đánh giá/ thẩm định chất lượng có thể bao gồm nạp nitơ lỏng đến mức phù hợp, sau đó, đo nhiệt độ và cài đặt các mức độ cảnh báo trong vài ngày để đảm bảo rằng thiết bị hoạt động theo các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất đưa ra. Mở rộng hơn là thẩm định vận hành (OQ) có thể liên quan đến việc lập biểu đồ nhiệt độ của 4 góc khác nhau của thiết bị hoặc ở các vị trí tầng để mẫu được chọn. Thực hiện ngay cả đối với những dòng thiết bị lưu trữ có công nghệ áo khoác nitơ lỏng. Việc đánh giá chất lượng sản phẩm (các mẫu kiểm tra) trước và sau khi bảo quản lạnh và lưu trữ. Các đơn vị tế bào gốc tạo máu phải được kiểm tra để được đánh giá các chỉ tiêu cơ bản của một đơn vị tế bào gốc như tỷ lệ tế bào sống, đánh giá khả năng phục hồi và chức năng của tế bào.

4. Nguy cơ lây nhiễm chéo bên trong thiết bị lưu trữ tế bào gốc

Không có trường hợp nhiễm chéo sản phẩm nào được trình bày trong tài liệu tham khảo đối với các thiết bị lưu trữ nitơ lỏng ở pha hơi. Tuy nhiên, các thiết bị lưu trữ lạnh tế bào gốc không phải là môi trường vô trùng, và vi khuẩn, nấm có thể được phát hiện bằng lấy mẫu nuôi cấy từ bề mặt bên trong bồn lưu trữ của cả thiết bị lưu trữ nitơ lỏng ở pha hơi và pha lỏng.

5. Giám sát thiết bị lưu trữ tế bào gốc

Thông thường, các thiết bị lưu trữ có các cảm biến cho phép theo dõi liên tục nhiệt độ bên trong bồn thiết bị lưu trữ, có tính năng cảnh báo mức nitơ lỏng cao hay thấp và van kích hoạt nạp nitơ lỏng tự động. Tiêu chuẩn công nhận là thiết bị được theo dõi nhiệt độ liên tục và ghi lại nhiệt độ ít nhất 4 giờ/lần đối với thiết bị lưu trữ nitơ lỏng ở pha hơi. Tổ chức NetCord - FACT yêu cầu hệ thống ghi và giám sát nhiệt độ phải được thẩm định.

Thiết bị lưu trữ tế bào gốc trong nitơ ở pha lỏng (Liquid-phase nitrogen storage devices)

Các thiết bị lưu trữ tế bào trong nitơ ở pha lỏng hoạt động rất linh hoạt, có thể lưu trữ mẫu ở dạng pha lỏng và pha hơi. Trong trường hợp này, các đơn vị tế bào gốc được đặt trong các hộp cassettes và nhúng chìm trong nitơ lỏng.

Một thiết bị hiện đại là hệ thống lưu trữ tự động BioArchive có chức năng tự động hoàn toàn trong bảo quản, lưu trữ và truy xuất mẫu, hạ nhiệt độ theo chương trình, tất cả chức năng này được tích hợp trong cùng một hệ thống. Các đơn vị tế bào gốc được bảo quản trực tiếp trong nitơ lỏng trong bồn nitơ lỏng của hệ thống.

1. Những ưu điểm

Các đơn vị tế bào gốc được bảo quản trong các thiết bị này được ngâm trong nitơ lỏng do đó duy trì được nhiệt độ bảo quản lạnh ổn định ở -196^oC.

Hệ thống BioArchive có một số ưu điểm hơn bao gồm tích hợp hệ thống lưu trữ, hạ nhiệt theo chương trình tự động, truy xuất mẫu tự động giúp giảm thiểu hiện tượng gia nhiệt tạm thời (TWE) và tự động theo dõi biểu đồ hạ nhiệt của từng mẫu ở vị trí lưu trữ đơn vị tế bào gốc.

2. Những khuyết điểm

• Nguy cơ nhiễm chéo giữa các sản phẩm tế bào sẽ cao hơn, vì các đơn vị tế bào tiếp xúc trực tiếp với nitơ lỏng và có thể gây nhiểm chéo giữa các mẫu với nhau. Tuy nhiên, yêu cầu sử dụng túi bao ngoài Overwrap có vai trò như một lớp bảo vệ thứ cấp nhằm tránh sự nhiễm chéo giữa các sản phẩm bên trong bồn chứa của hệ thống lưu trữ đã khắc phục được khuyết điểm này.
• Mỗi đơn vị tế bào có thể bị thay đổi nhiệt độ nếu mực nitơ lỏng bên trong thiết bị lưu trữ bị giảm xuống dưới mức quy định. Yêu cầu nạp nitơ lỏng định kỳ và giám sát lượng oxy trong phòng lưu trữ là cần thiết .
• Đối với thiết bị lưu trữ nitơ lỏng không phải hệ thống BioArchive:
  • Quá trình lấy sản phẩm từ giá đỡ nhiều tầng hoặc khay cassette sẽ tạm thời để nhiều sản phẩm tiếp xúc với nhiệt độ môi trường (từ nhiệt độ -196^oC được tiếp xúc ở nhiệt độ phòng), có khả năng dẫn đến hiện tượng gia nhiệt tạm thời (TWE).
  • Gia tăng rủi ro về an toàn cho nhân viên khi thao tác lưu và lấy mẫu sản phẩm tế bào được ngâm trong nitơ lỏng.

3. Thẩm định thiết bị lưu trữ tế bào gốc

Ngân hàng tế bào gốc/ trung tâm liệu pháp tế bào sẽ được yêu cầu thẩm định/ xác minh hệ thống BioArchive (hạ nhiệt độ theo chương trình tự động/ lưu trữ mẫu/ lấy mẫu) bằng cách sử dụng các sản phẩm mẫu tế bào mà cơ sở dự định bảo quản lạnh. Điều này liên quan đến việc đánh giá chất lượng của các đơn vị tế bào gốc trước và sau khi bảo quản lạnh và trong quá trình lưu trữ trong hệ thống lưu trữ tự động này.

4. Nguy cơ lây nhiễm chéo bên trong thiết bị lưu trữ tế bào gốc

Nitơ lỏng có thể hoạt động như một phương tiện lây lan vi rút, vi khuẩn, nấm và các thành phần từ tế bào động vật. Một báo cáo được trích dẫn rộng rãi về sự bùng phát của virus viêm gan B (HBV) giữa các bệnh nhân nhận các đơn vị tế bào gốc tạo máu được bảo quản trong cùng thiết bị bảo quản nitơ lỏng là trường hợp lây truyền bệnh truyền nhiễm đầu tiên được ghi nhận trong các điều kiện bảo quản này. Tuy nhiên, các túi bảo quản tế bào thuộc thế hệ mới làm bằng vật liệu nhựa EVA thì không dễ bị nhiễm.

Một số nghiên cứu đã xác định việc nhiễm nấm và vi khuẩn trong các thiết bị lưu trữ nitơ lỏng được sử dụng để lưu trữ sản phẩm tế bào gốc dùng trong lâm sàng. Việc sử dụng túi bao ngoài Overwrap tiêu chuẩn được đề nghị khi bảo quản các đơn vị tế bào gốc trong thiết bị lưu trữ nitơ ở pha lỏng, đặc biệt là khi được bảo quản cùng với mẫu tế bào gốc tự thân. Các sản phẩm Apheresis, không có các yêu cầu kiểm tra và sàng lọc giống như các sản phẩm Allogeneic.

Lợi ích của túi bao ngoài giúp ngăn ngừa lây nhiễm chéo, nhưng cũng có những thách thức riêng, đặc biệt đối với sản phẩm tế bào tiền thân tạo máu (HPC), các sản phẩm máu cuống rốn khi các túi bao ngoài cần phải được cắt và loại bỏ để lấy các phân đoạn mẫu để kiểm tra trước khi vận chuyển đến nơi sử dụng. Có nguy cơ là túi chứa tế bào (cryobag) có thể bị ảnh hưởng trong quá trình vận chuyển do không có túi overwrap.

5. Giám sát thiết bị lưu trữ nitơ ở pha lỏng

Vì nitơ lỏng duy trì nhiệt độ bảo quản ổn định, nên việc đảm bảo duy trì các mức nitơ lỏng phù hợp quan trọng hơn việc theo dõi nhiệt độ. AABB và FACT yêu cầu phải có một cơ chế để đảm bảo mức nitơ lỏng được duy trì một cách nhất quán. NetCord-FACT cũng yêu cầu như vậy, nhưng quá trình vận hành phải được thẩm định.

(Nguồn: Cellular Therapy: Principles, Methods, and Regulations, 2nd edition by the AABB)