Es gibt zwei Hauptquellen für Kontaminationen in Reinräumen: Partikel und Mikroorganismen. Diese können durch menschliche und umweltbedingte Faktoren oder damit verbundene Tätigkeiten im Reinraum verursacht werden. Trotz größter Sorgfalt dringt eine Kontamination dennoch in den Reinraum ein. Zu den häufigsten Kontaminationsträgern zählen menschliche Körper (Zellen, Haare), Umweltfaktoren wie Staub, Rauch, Nebel oder Geräte (Laborgeräte, Reinigungsgeräte) sowie unsachgemäße Wischtechniken und Reinigungsmethoden.
Der häufigste Kontaminationsüberträger sind Menschen. Selbst mit strengster Schutzkleidung und umfassendsten Arbeitsanweisungen stellen unzureichend geschulte Mitarbeiter das größte Kontaminationsrisiko im Reinraum dar. Mitarbeiter, die die Reinraumrichtlinien nicht einhalten, bergen ein hohes Risiko. Schon ein einziger Fehler oder ein vergessener Arbeitsschritt kann zur Kontamination des gesamten Reinraums führen. Nur durch kontinuierliche Überwachung und ständige Aktualisierung der Schulungen kann das Unternehmen die Reinheit des Reinraums und eine Kontaminationsrate von null Prozent gewährleisten.
Weitere wichtige Kontaminationsquellen sind Werkzeuge und Geräte. Wird ein Wagen oder eine Maschine vor dem Betreten des Reinraums nur oberflächlich abgewischt, können Mikroorganismen eingeschleppt werden. Oftmals ist den Mitarbeitern nicht bewusst, dass rollbare Geräte beim Einschieben in den Reinraum über kontaminierte Oberflächen rollen. Oberflächen (einschließlich Böden, Wände, Geräte usw.) werden routinemäßig auf die Anzahl lebensfähiger Keime untersucht. Hierfür werden spezielle Kontaktplatten mit Nährmedien wie Trypticase-Soja-Agar (TSA) und Sabouraud-Dextrose-Agar (SDA) verwendet. TSA ist ein Nährmedium für Bakterien, SDA hingegen für Schimmelpilze und Hefen. TSA und SDA werden üblicherweise bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert. TSA wird Temperaturen im Bereich von 30–35 °C ausgesetzt, der optimalen Wachstumstemperatur für die meisten Bakterien. Der Bereich von 20–25 °C ist für die meisten Schimmelpilz- und Hefearten optimal.
Luftströmungen waren früher eine häufige Ursache für Kontaminationen, doch moderne Reinraum-Klimaanlagen haben die Luftverunreinigung nahezu vollständig eliminiert. Die Luft im Reinraum wird regelmäßig (z. B. täglich, wöchentlich, vierteljährlich) hinsichtlich Partikelanzahl, Keimzahl, Temperatur und Luftfeuchtigkeit kontrolliert und überwacht. HEPA-Filter dienen der Kontrolle der Partikelanzahl in der Luft und können Partikel bis zu einer Größe von 0,2 µm herausfiltern. Diese Filter laufen in der Regel kontinuierlich mit einer kalibrierten Durchflussrate, um die Luftqualität im Raum aufrechtzuerhalten. Die Luftfeuchtigkeit wird üblicherweise niedrig gehalten, um die Vermehrung von Mikroorganismen wie Bakterien und Schimmelpilzen, die feuchte Umgebungen bevorzugen, zu verhindern.
Tatsächlich ist der Bediener die häufigste und bedeutendste Kontaminationsquelle im Reinraum.
Die Quellen und Eintrittswege der Kontamination unterscheiden sich branchenübergreifend nicht wesentlich, wohl aber hinsichtlich der tolerierbaren und inakzeptablen Kontaminationsgrenzwerte. So müssen beispielsweise Hersteller von Tabletten zum Einnehmen nicht denselben Reinheitsgrad einhalten wie Hersteller von Injektionspräparaten, die direkt in den menschlichen Körper eingeführt werden.
Pharmahersteller haben eine geringere Toleranz gegenüber mikrobieller Kontamination als Hersteller von Hightech-Elektronik. Halbleiterhersteller, die mikroskopisch kleine Produkte fertigen, können keinerlei Partikelverunreinigungen akzeptieren, um die Funktionalität ihrer Produkte zu gewährleisten. Daher konzentrieren sich diese Unternehmen ausschließlich auf die Sterilität der in den menschlichen Körper zu implantierenden Produkte und die Funktionsfähigkeit des Chips oder Mobiltelefons. Schimmelpilze, Pilze oder andere Formen mikrobieller Kontamination im Reinraum spielen für sie eine vergleichsweise geringere Rolle. Pharmaunternehmen hingegen sind auf alle lebenden und toten Kontaminationsquellen bedacht.
Die pharmazeutische Industrie unterliegt der Aufsicht der FDA und muss die Richtlinien der Guten Herstellungspraxis (GMP) strikt einhalten, da die Folgen von Verunreinigungen in diesem Bereich schwerwiegend sein können. Arzneimittelhersteller müssen nicht nur die Bakterienfreiheit ihrer Produkte gewährleisten, sondern auch alle Prozesse dokumentieren und nachverfolgen. Ein Hightech-Unternehmen kann einen Laptop oder Fernseher ausliefern, solange dieser die interne Prüfung besteht. In der pharmazeutischen Industrie ist dies jedoch nicht so einfach. Daher ist es für Unternehmen unerlässlich, Reinraum-Betriebsverfahren zu haben, anzuwenden und zu dokumentieren. Aus Kostengründen beauftragen viele Unternehmen externe Reinigungsdienstleister mit der Durchführung der Reinigung.
Ein umfassendes Umweltprüfungsprogramm für Reinräume sollte sowohl sichtbare als auch unsichtbare Partikel in der Luft erfassen. Obwohl es nicht vorgeschrieben ist, alle Kontaminanten in diesen kontrollierten Umgebungen mikrobiell zu identifizieren, sollte das Umweltkontrollprogramm eine angemessene bakterielle Identifizierung von Probenextrakten beinhalten. Hierfür stehen zahlreiche Methoden zur Bakterienidentifizierung zur Verfügung.
Der erste Schritt bei der Bakterienidentifizierung, insbesondere bei der Reinraumisolierung, ist die Gram-Färbung, da sie wichtige Hinweise auf die Quelle der mikrobiellen Kontamination liefert. Werden grampositive Kokken nachgewiesen, kann die Kontamination vom Menschen stammen. Bei grampositiven Stäbchen kann die Kontamination durch Staub oder desinfektionsmittelresistente Stämme verursacht worden sein. Werden gramnegative Stäbchen nachgewiesen, kann die Kontamination durch Wasser oder feuchte Oberflächen verursacht worden sein.
Die mikrobielle Identifizierung in Reinräumen der pharmazeutischen Industrie ist unerlässlich, da sie mit vielen Aspekten der Qualitätssicherung zusammenhängt, wie z. B. Bioassays in Produktionsumgebungen, der Bakterienidentifizierung in Endprodukten, dem Nachweis nicht identifizierter Organismen in sterilen Produkten und Wasser, der Qualitätskontrolle von Fermentations- und Lagertechnologien in der Biotechnologie sowie der mikrobiologischen Überprüfung im Rahmen der Validierung. Die von der FDA angewandte Methode zur Bestätigung der Überlebensfähigkeit von Bakterien in einer bestimmten Umgebung wird zunehmend an Bedeutung gewinnen. Überschreitet die mikrobielle Kontamination die festgelegten Grenzwerte oder weisen Sterilitätstests auf eine Kontamination hin, muss die Wirksamkeit der Reinigungs- und Desinfektionsmittel überprüft und die Kontaminationsquellen identifiziert werden.
Es gibt zwei Methoden zur Überwachung von Oberflächen in Reinräumen:
1. Kontaktplatten
Diese speziellen Kulturschalen enthalten steriles Nährmedium, das über den Rand der Schale hinausragt. Die Kontaktplatte bedeckt die zu untersuchende Oberfläche, und alle sichtbaren Mikroorganismen haften an der Agaroberfläche und vermehren sich dort. Mit dieser Technik lässt sich die Anzahl der auf einer Oberfläche sichtbaren Mikroorganismen bestimmen.
2. Abstrichmethode
Das Material ist steril und wird in einer geeigneten sterilen Flüssigkeit aufbewahrt. Der Tupfer wird auf die Testoberfläche aufgetragen, und der Mikroorganismus wird durch Aufnehmen des Tupfers in das Nährmedium identifiziert. Tupfer werden häufig auf unebenen Oberflächen oder in Bereichen eingesetzt, die mit einer Kontaktplatte schwer zu beproben sind. Die Tupferprobenahme ist eher ein qualitativer Test.
Veröffentlichungsdatum: 21. Oktober 2024