Ces études fournissent une base scientifique permettant alors l’utilisation des méthodes d’échantillonnage et d’analyse lors d’un exercice de validation du nettoyage.

L’étude du taux de recouvrement d’un résidu chimique est généralement réalisée en laboratoire sur différents coupons (verre, inox, plastique…) en fonction des besoins de validation. Elle consiste à déposer une quantité de résidu chimique définie et à appliquer la technique de prélèvement choisie.
La détermination du taux de recouvrement est une exigence règlementaire ⁽¹⁾.

Deux méthodes de prélèvement sont principalement utilisées en validation du nettoyage.
Le prélèvement par écouvillonnage, technique préconisée qui permet de cibler les surfaces de l’équipement les plus difficiles à nettoyer, et le prélèvement par eau de rinçage qui donne une vision globale de la contamination résiduelle d’un équipement.
L’échantillon sera ensuite analysé selon la méthode analytique identifiée.
Durant l’étude de recouvrement, il s’agit réellement de simuler les conditions de prélèvements réalisées lors d’un exercice de validation du nettoyage (même solvant, même type d’écouvillon, même méthodologie…)
A noter que pour un prélèvement par rinçage, il est souvent difficile de dupliquer la procédure de rinçage en laboratoire. Il faudra alors, tout en essayant de se rapprocher le plus possible des conditions de rinçage, se placer en condition “worst case”.
Une méthode de simulation des conditions “worst case” peut par exemple consister à déposer le coupon au fond d’un bécher et appliquer une agitation douce pendant un temps se rapprochant du temps du rinçage.

Le taux de recouvrement est une combinaison entre plusieurs rendements : le rendement de récupération (rapport quantité recueillie et quantité déposée), le rendement analytique (rapport quantité recueillie et quantité mesurée) et dans le cas de l’écouvillonnage le rendement de désorption de l’écouvillon.

Un taux de recouvrement doit être établi pour toutes les surfaces échantillonnées. Pour cela il peut être réalisé une étude sur chaque type de surface à prélever. Une alternative à cela est de démontrer l’équivalence en terme de pourcentage de récupération entre plusieurs types de surface. L’étude pourra alors être réalisée sur une seule surface du groupe de surfaces jugées équivalentes.

Une autre approche consiste à exclure de l’étude les surfaces échantillonnées constituant moins d’un pourcentage (tel que 1% ou 2%) de la surface totale de l’équipement (exemple d’un équipement constitué de 98% d’inox et 2% de PTFE). Dans ce cas précis, le taux de récupération utilisé sera le taux de récupération le plus faible de tous les autres types de surfaces étudiées ⁽²⁾.

En 2010, Destin A. Leblanc, President de Cleaning Validation Technologies, explique que le taux de récupération devrait diminuer proportionnellement lorsque la quantité de résidu déposé augmente.
Pour illustrer ceci il prend l’exemple d’une pelle à neige :
“Sur un trottoir si j’ai le droit de passer un seul coup de pelle pour ramasser autant de neige que possible, il est probable qu’avec seulement 7 centimètres de neige, mon prélèvement (une pelle) permettra de recueillir une quantité relativement importante de neige.
Cette valeur pourrait être de 60 à 80% de neige présente sur la zone échantillonnée.
D’autre part si je devais utiliser la même pelle et la même procédure d’échantillonnage sur un trottoir recouvert de 70 cm de neige, je ne pourrais recueillir que 30 à 40% de la neige présente sur la zone échantillonnée”. La saturation de l’écouvillon est une des raisons qui expliquerait ce phénomène ⁽³⁾.

Destin A. Leblanc précise cependant que certaines études ont mis en évidence un taux de recouvrement linéaire pour différentes quantités de résidu déposé. L’hypothèse serait finalement que la diminution du taux de recouvrement serait uniquement perceptible pour une étude réalisée sur une large gamme.
Si les taux de récupérations étaient effectués à des niveaux significativement différents (selon les facteurs d’au moins 10 ou 20), alors le pourcentage de recouvrement diminuerait. Cependant il n’y a guère d’intérêt dans les études du taux de recouvrement à se placer à des niveaux multiples. C’est pour cette raison qu’il semble préférable d’effectuer une étude du taux de recouvrement sur une seule quantité de résidu déposé et de préférence proche de la limite d’acceptation.
Réaliser plusieurs essais pour une même quantité de résidu déposée semble plus judicieux car ils donneront une meilleure idée de la variabilité du processus d’échantillonnage⁽⁴⁾.

Pour le prélèvement par écouvillonnage il semble préférable de prendre en compte la variabilité inter opérateur et d’effectuer l’étude sur deux personnes. Le prélèvement par rinçage n’est quant à lui pas significativement dépendant de l’opérateur, de ce fait l’étude pourra être réalisée sur une seule personne.

La FDA précise que l’industrie doit challenger ses méthodes analytiques afin d’obtenir un taux de recouvrement acceptable. Un taux de recouvrement inférieur à 50% remettra généralement en cause la méthode de prélèvement.

Deux options s’offrent généralement aux industriels :

– La première option consiste à utiliser le pourcentage de récupération pour corriger le résultat analytique mesuré. Par exemple, si un taux de récupération est de 78%, alors la valeur analytique obtenue sera corrigée en le divisant par 0,78.
– La deuxième option consiste à exiger que le pourcentage de récupération soit dans une certaine plage de sorte qu’aucune correction n’est requise. Par exemple, si le pourcentage est compris entre 75% et 100% aucun facteur de correction ne sera nécessaire⁽⁵⁾.

A noter que des études de récupération peuvent ne pas être nécessaires pour certains résidus qui sont connus pour être facilement solubles dans l’eau, comme l’hydroxyde de sodium ou l’acide phosphorique utilisé comme agents de nettoyage.

Faut-il également déterminer un taux de recouvrement pour quantifier le bioburden ? En raison de la variabilité inhérente à la numération de germes, il ne semble pas judicieux de déterminer un taux de recouvrement de la même façon pour un résidu chimique. Au sens de l’USP 1227, le taux de recouvrement microbien consiste à réaliser une étude sur l’absence d’inhibition de la croissance bactérienne par la méthode de prélèvement ⁽⁶⁾.