Ein Reinraum ist eine speziell kontrollierte Umgebung, in der Faktoren wie die Anzahl der Partikel in der Luft, die Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und die statische Aufladung kontrolliert werden können, um bestimmte Reinheitsstandards zu erreichen. Reinräume finden breite Anwendung in Hightech-Branchen wie der Halbleiter-, Elektronik-, Pharma-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Biomedizin.
In den Spezifikationen für das Management der pharmazeutischen Produktion wird der Reinraum in 4 Stufen unterteilt: A, B, C und D.
Klasse A: Hochrisikobereiche, wie z. B. Abfüllbereiche, Bereiche, in denen Gummistopfenfässer und offene Verpackungsbehälter in direkten Kontakt mit sterilen Zubereitungen kommen, sowie Bereiche, in denen aseptische Montage- oder Verbindungsarbeiten durchgeführt werden, müssen mit einem unidirektionalen Strömungstisch ausgestattet sein, um die Umgebungsbedingungen im Bereich aufrechtzuerhalten. Das unidirektionale Strömungssystem muss den Arbeitsbereich gleichmäßig mit Luft mit einer Geschwindigkeit von 0,36–0,54 m/s versorgen. Der Status der unidirektionalen Strömung muss durch Daten belegt und verifiziert werden. In einem geschlossenen, isolierten Bedienerraum oder einer Glovebox kann eine geringere Luftgeschwindigkeit verwendet werden.
Klasse B: bezeichnet den Hintergrundbereich, in dem sich der Reinraum der Klasse A für risikoreiche Vorgänge wie aseptische Vorbereitung und Abfüllung befindet.
Klasse C und D: Bezeichnet Reinräume mit weniger wichtigen Arbeitsschritten bei der Herstellung steriler pharmazeutischer Produkte.
Gemäß den GMP-Vorschriften unterteilt die pharmazeutische Industrie meines Landes Reinräume in vier Stufen (ABCD), wie oben beschrieben, basierend auf Indikatoren wie Luftreinheit, Luftdruck, Luftvolumen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Lärm und mikrobieller Gehalt.
Die Reinheitsgrade von Gebieten werden anhand der Konzentration von Schwebstoffen in der Luft eingeteilt. Generell gilt: Je niedriger der Wert, desto höher der Reinheitsgrad.
1. Bei der Luftreinheit wird die Größe und Anzahl der in der Luft enthaltenen Partikel (einschließlich Mikroorganismen) pro Volumeneinheit eines Raumes als Maßstab für die Bestimmung des Reinheitsgrades eines Raumes verwendet.
Der Begriff „statisch“ bezeichnet den Zustand, nachdem die Klimaanlage des Reinraums installiert und voll funktionsfähig ist und das Reinraumpersonal den Bereich verlassen und sich 20 Minuten lang selbst gereinigt hat.
Dynamisch bedeutet, dass sich der Reinraum in einem normalen Betriebszustand befindet, die Anlagen normal funktionieren und das zuständige Personal gemäß den Spezifikationen arbeitet.
2. Der ABCD-Klassifizierungsstandard basiert auf den GMP-Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und ist eine gängige Spezifikation für das Qualitätsmanagement in der pharmazeutischen Produktion. Er wird derzeit in den meisten Regionen der Welt, einschließlich der Europäischen Union und Chinas, angewendet.
Die alte chinesische Version der GMP orientierte sich bis zur Einführung der neuen Version der GMP-Standards im Jahr 2011 an den amerikanischen Einstufungsstandards (Klasse 100, Klasse 10.000, Klasse 100.000). Die chinesische Pharmaindustrie hat begonnen, die Klassifizierungsstandards der WHO zu verwenden und das ABCD-System zur Unterscheidung der Reinraumklassen einzusetzen.
Andere Reinraumklassifizierungsstandards
Reinräume unterliegen je nach Region und Branche unterschiedlichen Klassifizierungsstandards. Die GMP-Standards wurden bereits vorgestellt; hier konzentrieren wir uns hauptsächlich auf die amerikanischen und ISO-Standards.
(1). Amerikanischer Standard
Das Konzept der Reinraumklassifizierung wurde erstmals in den Vereinigten Staaten vorgeschlagen. 1963 wurde der erste Bundesstandard für den militärischen Bereich von Reinräumen eingeführt: FS-209. Die bekannten Reinraumklassen 100, 10000 und 100000 basieren alle auf diesem Standard. Im Jahr 2001 stellten die Vereinigten Staaten die Verwendung des FS-209E-Standards ein und begannen, den ISO-Standard zu verwenden.
(2) ISO-Normen
ISO-Normen werden von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) herausgegeben und decken zahlreiche Branchen ab, nicht nur die pharmazeutische Industrie. Es gibt neun Klassen, von Klasse 1 bis Klasse 9. Klasse 5 entspricht Klasse B, Klasse 7 entspricht Klasse C und Klasse 8 entspricht Klasse D.
(3) Zur Bestätigung des Reinheitsgrades von Reinräumen der Klasse A muss das Probenahmevolumen an jedem Probenahmepunkt mindestens 1 Kubikmeter betragen. Der Reinheitsgrad für luftgetragene Partikel in Reinräumen der Klasse A entspricht ISO 5, wobei Schwebstoffe mit einer Größe von ≥ 5,0 μm als Grenzwert gelten. Der Reinheitsgrad für luftgetragene Partikel in Reinräumen der Klasse B (statisch) entspricht ebenfalls ISO 5 und umfasst Schwebstoffe zweier Größen gemäß Tabelle. Für Reinräume der Klasse C (statisch und dynamisch) gelten die Reinheitsgrade ISO 7 bzw. ISO 8. Für Reinräume der Klasse D (statisch) beträgt der Reinheitsgrad für luftgetragene Partikel ISO 8.
(4) Zur Überprüfung des Füllstands sollte ein tragbarer Staubpartikelzähler mit kürzerem Probenahmerohr verwendet werden, um zu verhindern, dass sich Schwebstoffe mit einem Durchmesser von ≥ 5,0 μm im langen Probenahmerohr des Fernprobenahmesystems absetzen. In Systemen mit unidirektionaler Strömung sollten isokinetische Probenahmeköpfe eingesetzt werden.
(5) Dynamische Prüfungen können während des Routinebetriebs und bei simulierten Abfüllprozessen mit Kulturmedium durchgeführt werden, um nachzuweisen, dass der dynamische Reinheitsgrad erreicht wird. Die Prüfung bei simulierten Abfüllprozessen mit Kulturmedium erfordert jedoch eine dynamische Prüfung unter den „ungünstigsten Bedingungen“.
Reinraum der Klasse A
Reinräume der Klasse A, auch bekannt als Reinraum der Klasse 100 oder Ultrareinraum, zählen zu den reinsten Räumen mit höchsten Reinheitsanforderungen. Die Partikelanzahl pro Kubikfuß Luft wird auf unter 35,5 begrenzt, d. h. die Anzahl der Partikel mit einer Größe von 0,5 µm oder mehr pro Kubikmeter Luft darf 3.520 (statisch und dynamisch) nicht überschreiten. Reinräume der Klasse A unterliegen sehr strengen Anforderungen und erfordern den Einsatz von HEPA-Filtern, Differenzdruckregelung, Luftzirkulationssystemen sowie Systemen zur Konstanthaltung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Reinräume der Klasse A werden hauptsächlich in der Mikroelektronik, der Biopharmazie, der Präzisionsinstrumentenfertigung, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt.
Reinraum der Klasse B
Reinräume der Klasse B werden auch als Reinräume der Klasse 1000 bezeichnet. Ihr Reinheitsgrad ist relativ niedrig; die Anzahl der Partikel mit einer Größe von 0,5 µm oder mehr pro Kubikmeter Luft darf 3520 (statisch) bzw. 352.000 (dynamisch) betragen. In Reinräumen der Klasse B werden üblicherweise hocheffiziente Filter und Abluftsysteme eingesetzt, um Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Druckdifferenz im Innenraum zu kontrollieren. Reinräume der Klasse B finden hauptsächlich Anwendung in der Biomedizin, der pharmazeutischen Produktion, dem Maschinenbau und der Instrumentenfertigung sowie in weiteren Bereichen.
Reinraum der Klasse C
Reinräume der Klasse C werden auch als Reinräume der Klasse 10.000 bezeichnet. Ihr Reinheitsgrad ist relativ niedrig; die Anzahl der Partikel mit einer Größe von 0,5 µm oder mehr pro Kubikmeter Luft darf 352.000 (statisch) bzw. 352.000 (dynamisch) betragen. In Reinräumen der Klasse C werden üblicherweise HEPA-Filter, Überdruckregelung, Luftzirkulation, Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle sowie weitere Technologien eingesetzt, um die spezifischen Reinheitsstandards zu erreichen. Reinräume der Klasse C finden hauptsächlich Anwendung in der pharmazeutischen Industrie, der Medizintechnik, dem Maschinenbau, der Elektronikfertigung und anderen Bereichen.
Reinraum der Klasse D
Reinräume der Klasse D werden auch als Reinräume der Klasse 100.000 bezeichnet. Ihr Reinheitsgrad ist relativ niedrig; die Anzahl der Partikel mit einer Größe von 0,5 µm oder mehr pro Kubikmeter Luft darf 3.520.000 (statisch) erreichen. In Reinräumen der Klasse D werden üblicherweise HEPA-Filter, einfache Überdruck- und Luftzirkulationssysteme zur Kontrolle der Raumluft eingesetzt. Reinräume der Klasse D finden hauptsächlich Anwendung in der allgemeinen industriellen Produktion, der Lebensmittelverarbeitung und -verpackung, im Druckgewerbe, in der Lagerhaltung und anderen Bereichen.
Reinraumklassen unterschiedlicher Stufen haben jeweils ihren eigenen Anwendungsbereich, der entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen ausgewählt werden sollte. In der Praxis ist die Klimatisierung von Reinräumen eine sehr wichtige Aufgabe, die die umfassende Berücksichtigung zahlreicher Faktoren erfordert. Nur eine wissenschaftlich fundierte und durchdachte Planung und ein ebensolcher Betrieb können die Qualität und Stabilität der Reinraumumgebung gewährleisten.
Veröffentlichungsdatum: 07.03.2024