Es gibt zwei Hauptquellen für Verunreinigungen in Reinräumen: Partikel und Mikroorganismen, die durch menschliche und umweltbedingte Faktoren oder damit verbundene Aktivitäten im Prozess verursacht werden können. Trotz aller Bemühungen dringen Verunreinigungen 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 Kontaminationsträger ist der Mensch. Selbst bei strengster Kleidung und strengsten Betriebsverfahren stellen unzureichend geschulte Mitarbeiter die größte Kontaminationsgefahr im Reinraum dar. Mitarbeiter, die die Reinraumrichtlinien nicht befolgen, stellen ein hohes Risiko dar. Schon ein Fehler oder das Vergessen eines Schrittes führt zur Kontamination des gesamten Reinraums. Nur durch kontinuierliche Überwachung und regelmäßige Schulungen kann ein Unternehmen die Sauberkeit des Reinraums bei Null-Kontaminationsrate gewährleisten.
Andere wichtige Kontaminationsquellen sind Werkzeuge und Geräte. Wenn ein Wagen oder eine Maschine vor dem Betreten des Reinraums nur grob abgewischt wird, können dadurch Mikroorganismen eingeschleppt werden. Den Arbeitern ist oft nicht bewusst, dass Geräte mit Rädern über kontaminierte Oberflächen rollen, wenn sie in den Reinraum geschoben werden. Oberflächen (einschließlich Böden, Wände, Geräte usw.) werden routinemäßig mit speziell entwickelten Kontaktplatten, die Wachstumsmedien wie Trypticase-Soja-Agar (TSA) und Sabouraud-Dextrose-Agar (SDA) enthalten, auf lebensfähige Keime getestet. TSA ist ein Wachstumsmedium für Bakterien, und SDA ist ein Wachstumsmedium für Schimmelpilze und Hefen. TSA und SDA werden typischerweise bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert, wobei TSA Temperaturen im Bereich von 30–35 °C ausgesetzt wird, was die optimale Wachstumstemperatur für die meisten Bakterien darstellt. Der Bereich von 20–25 °C ist optimal für die meisten Schimmelpilz- und Hefearten.
Luftströmungen waren früher eine häufige Ursache für Verunreinigungen, doch moderne HLK-Systeme für Reinräume haben Luftverunreinigungen nahezu eliminiert. Die Luft im Reinraum wird regelmäßig (z. B. täglich, wöchentlich, vierteljährlich) hinsichtlich Partikelanzahl, Keimzahl, Temperatur und Luftfeuchtigkeit kontrolliert und überwacht. HEPA-Filter dienen zur Kontrolle der Partikelanzahl in der Luft und filtern Partikel bis zu einer Größe von 0,2 µm heraus. Diese Filter laufen üblicherweise 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 Schimmel, die feuchte Umgebungen bevorzugen, zu verhindern.
Tatsächlich ist der Bediener die größte und häufigste Kontaminationsquelle im Reinraum.
Die Quellen und Eintrittswege der Kontamination unterscheiden sich von Branche zu Branche nicht wesentlich, es gibt jedoch Unterschiede hinsichtlich der tolerierbaren und nicht tolerierbaren Kontaminationsniveaus. So müssen Hersteller von Tabletten zum Einnehmen beispielsweise nicht die gleichen Sauberkeitsstandards 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 mikroskopische Produkte herstellen, können keine partikuläre Kontamination akzeptieren, um die Funktionalität ihrer Produkte zu gewährleisten. Daher kümmern sich diese Unternehmen nur um die Sterilität des in den menschlichen Körper zu implantierenden Produkts und die Funktionalität des Chips oder Mobiltelefons. Schimmel, Pilze oder andere Formen mikrobieller Kontamination in Reinräumen sind ihnen vergleichsweise weniger wichtig. Pharmaunternehmen hingegen sind besorgt über alle lebenden und toten Kontaminationsquellen.
Die Pharmaindustrie unterliegt den Vorschriften der FDA und muss die Vorschriften der Good Manufacturing Practices (GMP) strikt einhalten, da Verunreinigungen in der Pharmaindustrie schwerwiegende Folgen haben können. Arzneimittelhersteller müssen nicht nur die Bakterienfreiheit ihrer Produkte gewährleisten, sondern auch eine umfassende Dokumentation und Nachverfolgung gewährleisten. Ein Hightech-Hersteller kann einen Laptop oder Fernseher ausliefern, sofern dieser die interne Prüfung besteht. In der Pharmaindustrie ist dies jedoch nicht so einfach. Deshalb ist es für ein Unternehmen unerlässlich, Reinraum-Betriebsverfahren zu haben, anzuwenden und zu dokumentieren. Aus Kostengründen beauftragen viele Unternehmen externe, professionelle Reinigungsdienste mit der Durchführung der Reinigungsarbeiten.
Ein umfassendes Umwelttestprogramm für Reinräume sollte sichtbare und unsichtbare luftgetragene Partikel umfassen. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass alle Verunreinigungen in diesen kontrollierten Umgebungen durch Mikroorganismen identifiziert werden. Das Umweltkontrollprogramm sollte eine angemessene bakterielle Identifizierung der Probenentnahmen beinhalten. Derzeit stehen zahlreiche Methoden zur Bakterienidentifizierung zur Verfügung.
Der erste Schritt bei der Bakterienidentifizierung, insbesondere bei der Reinraumisolierung, ist die Gram-Färbung, da sie Hinweise auf die Quelle der mikrobiellen Kontamination liefern kann. Zeigen die mikrobielle Isolierung und Identifizierung grampositive Kokken, kann die Kontamination vom Menschen stammen. Zeigen die mikrobielle Isolierung und Identifizierung grampositive Stäbchen, kann die Kontamination von Staub oder desinfektionsmittelresistenten Stämmen stammen. Zeigen die mikrobielle Isolierung und Identifizierung gramnegative Stäbchen, kann die Kontamination von Wasser oder einer feuchten Oberfläche stammen.
Die mikrobielle Identifizierung in pharmazeutischen Reinräumen ist unerlässlich, da sie mit vielen Aspekten der Qualitätssicherung zusammenhängt, wie z. B. Bioassays in Produktionsumgebungen, bakterielle Identifizierungstests von Endprodukten, unbenannte Organismen in sterilen Produkten und Wasser, Qualitätskontrolle der Fermentationslagertechnologie in der Biotechnologiebranche und die Überprüfung mikrobieller Tests während der Validierung. Die Methode der FDA zur Bestätigung des Überlebens von Bakterien in einer bestimmten Umgebung wird immer häufiger eingesetzt. Wenn der mikrobielle Kontaminationsgrad den angegebenen Wert überschreitet oder Sterilitätstests auf eine Kontamination hinweisen, ist es notwendig, die Wirksamkeit von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln zu überprüfen und die Identifizierung von Kontaminationsquellen auszuschließen.
Es gibt zwei Methoden zur Überwachung der Oberflächen in Reinraumumgebungen:
1. Kontaktplatten
Diese speziellen Kulturschalen enthalten steriles Nährmedium, das über den Rand der Schale hinausragt. Die Kontaktplattenabdeckung bedeckt die zu beprobende Oberfläche. Alle auf der Oberfläche sichtbaren Mikroorganismen haften an der Agaroberfläche und werden inkubiert. Mit dieser Technik lässt sich die Anzahl der auf einer Oberfläche sichtbaren Mikroorganismen ermitteln.
2. Abstrichmethode
Dieser ist steril und wird in einer geeigneten sterilen Flüssigkeit aufbewahrt. Der Tupfer wird auf die Testoberfläche aufgetragen und der Mikroorganismus durch Wiederfinden des Tupfers im Medium identifiziert. Tupfer werden häufig auf unebenen Oberflächen oder in Bereichen verwendet, die mit einer Kontaktplatte schwer zu beproben sind. Die Tupferprobenahme ist eher ein qualitativer Test.
Veröffentlichungszeit: 21. Oktober 2024