Sterility Assessment of Reclosable Ophtioles with Unpreserved Autologous Serum during Single-Day Use

Abstract

Background According to the European Pharmacopoeia, multidose containers for eye drops must either contain antimicrobial agents, preservatives, or be fitted with filters or non-return valves to prevent microbial contamination after opening. Vials for single-day use do not have filters or non-return valves. The aim of this study is to demonstrate the safety of reclosable vials (ophtioles) containing unpreserved autologous serum eye drops (ASEDs) by evaluating their sterility during single-day use.

Material and Methods Two types of reclosable ophtioles were evaluated, one with a screw cap (Meise System, Heinz Meise GmbH, Schalksmühle, Germany) and the other one with a plug cap (COL System, BIOMED DEVICE S. R. L., Modena, Italy). Drop application over 12 hours was simulated in the laboratory following the manufacturerʼs instructions. For the Meise System, drops were applied at 2-hour intervals, while for the COL System, drops were applied at 1-hour intervals. Each application involved inoculating a chocolate-agar PolyViteX plate (PolyViteX, bioMérieux SA, Marcy-lʼÉtoile, France) with two drops spaced apart on the same plate and then incubating the plate. After 24 hours, a final inoculation was performed to check for sterility, and the plates were scored after 24 and 48 hours of incubation.

Results In the Meise System test series, 12 vials were tested, providing 192 measurements over 12 hours with a 2-hour application interval. With the COL System, 16 vials were tested, resulting in 448 measurements with a 1-hour application interval over 12 hours. Neither the Meise nor the COL System showed contamination of any application after 24 hours of incubation. After 48 hours of incubation, two vials of the Meise System showed a contamination in one measurement, but subsequent applications were sterile again. In the COL System, nine measurements in seven vials were positive. In three of these vials, the last application at 24 hours showed contamination after 48 hours of incubation, where no further drops were applied.

Conclusion The study confirms the sterility of ASEDs in two reclosable types of ophtiole systems during single-day use in laboratory-simulated conditions within 12 hours of application and 24 hours of incubation time. This is consistent with our several years of clinical experience of the absence of ocular infections caused by the use of ASEDs in the described ophtioles.

Zusammenfassung

Hintergrund Gemäß der europäischen Pharmakopöe müssen Mehrfachdosisbehälter für Augentropfen antimikrobielle Wirkstoffe oder Konservierungsmittel enthalten, respektive mit Filtern oder Rückschlagventilen ausgestattet sein, um eine mikrobielle Kontamination nach dem Öffnen zu verhindern. Ophtiolen für den eintägigen Gebrauch haben keine Filter oder Rückschlagventile. Ziel dieser Studie ist es, die Sicherheit wiederverschließbarer Ophtiolen mit nicht konservierten autologen Serumaugentropfen (ASED) zu demonstrieren, indem ihre Sterilität während der eintägigen Anwendung analysiert wird.

Material und Methoden Es wurden wiederverschließbaren Ophtiolen bewertet, eine mit Schraubverschluss (Meise System, Heinz Meise GmbH, Schalksmühle, Deutschland) und die andere mit Steckkappe (COL-System, BIOMED DEVICE S. R. L., Modena, Italien). Die Tropfenanwendung über 12 h wurde im Labor gemäß den Anweisungen des Herstellers simuliert. Bei jeder Anwendung wurde eine Schokoladen-Agar-PolyViteX-Platte (PolyViteX, bioMérieux SA, Marcy-lʼÉtoile, Frankreich) mit 2 voneinander getrennten Tropfen auf derselben Platte beimpft und die Platte anschließend inkubiert. Nach 24 h wurde eine letzte Inokulation durchgeführt, um die Sterilität zu überprüfen, und die Platten wurden nach 24 und 48 h Inkubation bewertet.

Ergebnisse Beim Meise-System wurden 12 Ophtiolen getestet, die 192 Messungen über 12 h bei einem 2-stündigen Anwendungsintervall ergaben. Beim COL-System wurden 16 Ophtiolen getestet, die zu 448 Messungen bei einem einstündigen Anwendungsintervall über 12 h führten. Weder das Meise- noch das COL-System zeigten nach 12 h Applikation und 24-stündiger Inkubationszeit eine Kontamination. Nach 48 h Inkubation zeigten 2 Ophtiolen des Meise-Systems jeweils eine Messung mit Kontamination, wobei nachfolgende Anwendungen wieder steril waren. Im COL-System waren 9 Messungen in 7 Ophtiolen positiv. In 3 dieser Ophtiolen zeigte die letzte Anwendung nach 24 h eine Kontamination nach 48 h Inkubationszeit.

Schlussfolgerungen Die Studie bestätigt die Sterilität von ASED in 2 wiederverschließbaren Arten von Ophtiolen bei 1-tägiger Anwendung unter im Labor simulierten Bedingungen innerhalb von 12 h Anwendung und nach 24 h Inkubationszeit. Dies steht im Einklang mit unserer mehrjährigen klinischen Erfahrung, dass bei den beschriebenen Ophtiolen keine okulären Infektionen auftreten, die durch die Anwendung von ASED verursacht werden.

Keywords

autologous serum eye drops - reclosable ophtiole - cornea - dry eye - sterility - eye drops

Schlüsselwörter

autologe Serumaugentropfen - wiederverschließbare Ophtiole - Hornhaut - trockenes Auge - Sterilität - Augentropfen

Publikationsverlauf

Eingereicht: 27. Oktober 2024

Angenommen: 04. Dezember 2024

Artikel online veröffentlicht:
16. April 2025

• References

• 1 Ralph RA, Doane MG, Dohlman CH. Clinical experience with a mobile ocular perfusion pump. Arch Ophthalmol 1975; 93: 1039-1043
• 2 Fox RI, Chan R, Michelson JB. et al. Beneficial effect of artificial tears made with autologous serum in patients with keratoconjunctivitis sicca. Arthritis Rheum 1984; 27: 459-461
• 3 Tsubota K, Goto E, Fujita H. et al. Treatment of dry eye by autologous serum application in Sjögrenʼs syndrome. Br J Ophthalmol 1999; 83: 390-395
• 4 Kim KM, Shin YT, Kim HK. Effect of autologous platelet-rich plasma on persistent corneal epithelial defect after infectious keratitis. Jpn J Ophthalmol 2012; 56: 544-550
• 5 Hussain M, Shtein RM, Sugar A. et al. Long-term use of autologous serum 50 % eye drops for the treatment of dry eye disease. Cornea 2014; 33: 1245-1251
• 6 Lekhanont K, Jongkhajornpong P, Choubtum L. et al. Topical 100 % serum eye drops for treating corneal epithelial defect after ocular surgery. Biomed Res Int 2013; 2013: 521315
• 7 Kojima T, Ishida R, Goto E. et al. The efficacy of autologous serum eye drops for Keratoconjunctivitis Sicca – A prospective study. Invest Ophthalmol Vis Sci 2004; 45: U330-U330
• 8 Giannaccare G, Versura P, Buzzi M. et al. Blood derived eye drops for the treatment of cornea and ocular surface diseases. Transfus Apher Sci 2017; 56: 595-604
• 9 Jirsova K, Brejchova K, Krabcova I. et al. The application of autologous serum eye drops in severe dry eye patients; subjective and objective parameters before and after treatment. Curr Eye Res 2014; 39: 21-30
• 10 Azari AA, Karadag R, Kanavi MR. et al. Safety and efficacy of autologous serum eye drop for treatment of dry eyes in graft-versus-host disease. Cutan Ocul Toxicol 2017; 36: 152-156
• 11 Tappeiner C, Heiligenhaus A, Halter JP. et al. Challenges and concepts in the diagnosis and management of ocular graft-versus-host disease. Front Med (Lausanne) 2023; 10: 1133381
• 12 Metheetrairut C, Ngowyutagon P, Tunganuntarat A. et al. Comparison of epitheliotrophic factors in platelet-rich plasma versus autologous serum and their treatment efficacy in dry eye disease. Sci Rep 2022; 12: 8906
• 13 Herminghaus P, Geerling G, Hartwig D. et al. [Epitheliotrophic capacity of serum and plasma eyedrops. Influence of centrifugation]. Ophthalmologe 2004; 101: 998-1005
• 14 Shtein RM, Shen JF, Kuo AN. et al. Autologous Serum-Based Eye Drops for Treatment of Ocular Surface Disease: A Report by the American Academy of Ophthalmology. Ophthalmology 2020; 127: 128-133
• 15 Hotta F, Eguchi H, Kuwahara T. et al. Disturbances in the ocular surface microbiome by perioperative antimicrobial eye drops. Front Cell Infect Microbiol 2023; 13: 1172345
• 16 Yang Y, Zhu X, Yang J. et al. An Environmental Control Experiment for Contamination of the Production and Storage of 20 % Autologous Serum Eye Drops. Curr Eye Res 2020; 45: 1364-1368
• 17 Thanathanee O, Phanphruk W, Anutarapongpan O. et al. Contamination risk of 100 % autologous serum eye drops in management of ocular surface diseases. Cornea 2013; 32: 1116-1119
• 18 Bell M, Bogar C, Plante J. et al. Effectiveness of a Novel Specimen Collection System in Reducing Blood Culture Contamination Rates. J Emerg Nurs 2018; 44: 570-575
• 19 Maeda N, Mori N, Shinjoh M. et al. Comparison of 0.5 % chlorhexidine gluconate alcohol with 10 % povidone-iodine for skin disinfection in children to prevent blood culture contamination. J Infect Chemother 2021; 27: 1027-1032
• 20 Lagnado R, King AJ, Donald F. et al. A protocol for low contamination risk of autologous serum drops in the management of ocular surface disorders. Br J Ophthalmol 2004; 88: 464-465
• 21 Swissmedic. Merkblatt über nichtstandardisierbare Arzneimittel und zur Liste von nichtstandardisierbaren Arzneimitteln und Arzneimittelgruppen mit zulassungspflichtigem Herstellungsverfahren nach Anhang 3 VAZV. 2022. https://www.swissmedic.ch/dam/swissmedic/en/dokumente/bewilligungen/transplantate/mb_nichtstandardisierbare_am_und_liste.pdf.download.pdf/Merkblatt_lun_jd_scg_DE.pdf Stand: 09.12.2024
• 22 Kim MS, Choi CY, Kim JM. et al. Microbial contamination of multiply used preservative-free artificial tears packed in reclosable containers. Br J Ophthalmol 2008; 92: 1518-1521
• 23 Qureshi MA, Wong R, Robbie SJ. et al. Contamination of single-use Minims eye drops by multiple use in clinics. J Hosp Infect 2006; 62: 245-247
• 24 Rautenbach P, Wilson A, Gouws P. The reuse of opthalmic Minims: an unacceptable cross-infection risk?. Eye (Lond) 2010; 24: 50-52
• 25 Fierz FC, Locher S, Bachmann L. et al. Multiple use of preservative-free single dose unit dexamethasone 0.1 % eye drops is safe within 24 hours. BMJ Open Ophthalmol 2024; 9: e001632
• 26 Oldham GB, Andrews V. Control of microbial contamination in unpreserved eyedrops. Br J Ophthalmol 1996; 80: 588-591
• 27 Roquefeuil L, Iskandar K, Roques C. et al. Evaluating and Managing the Microbial Contamination of Eye Drops: A Two-Phase Hospital-Based Study. Pharmaceutics 2024; 16: 933
• 28 Gitter A, Mena KD, Mendez KS. et al. Eye infection risks from Pseudomonas aeruginosa via hand soap and eye drops. Appl Environ Microbiol 2024; 90: e0211923
• 29 Iskandar K, Marchin L, Kodjikian L. et al. Highlighting the Microbial Contamination of the Dropper Tip and Cap of In-Use Eye Drops, the Associated Contributory Factors, and the Risk of Infection: A Past-30-Years Literature Review. Pharmaceutics 2022; 14: 2176
• 30 Feghhi M, Mahmoudabadi AZ, Mehdinejad M. Evaluation of fungal and bacterial contaminations of patient-used ocular drops. Med Mycol 2008; 46: 17-21
• 31 Rahman MQ, Tejwani D, Wilson JA. et al. Microbial contamination of preservative free eye drops in multiple application containers. Br J Ophthalmol 2006; 90: 139-141
• 32 Sayner R, Carpenter DM, Robin AL. et al. How glaucoma patient characteristics, self-efficacy and patient-provider communication are associated with eye drop technique. Int J Pharm Pract 2016; 24: 78-85
• 33 Hennessy AL, Katz J, Covert D. et al. A video study of drop instillation in both glaucoma and retina patients with visual impairment. Am J Ophthalmol 2011; 152: 982-988
• 34 Blaser F, Meneau I, Mihic-Probst D. et al. A Novel Technique of Aseptic Manufacture of Autologous Serum Eye Drops (ASEDs) and Sterility Analysis of the Bottled Ophtioles. Klin Monbl Augenheilkd 2024; 241: 392-397