Aus der Forschung

Reinraum-Schutzkleidung – Eine Barriere für Bakterien?

Reinraum-Schutzkleidung – Eine Barriere für Bakterien?

Bei der aseptischen Herstellung patientenindividueller Arzneimittel spielt die Schutzkleidung eine zentrale Rolle. Sie verhindert nicht nur eine Kontamination des Trägers, sondern sorgt dafür, dass nur wenige Partikel bzw. Keime in den Herstellungsbereich abgegeben werden. Damit ist sie Teil des Reinraumkonzepts, das bei jeder GMP-gerechten Arzneimittelzubereitung zu beachten ist (s. ApBetrO und GMP-Leitfaden). Aufgrund der hohen Ansprüche an das reine Arbeitsumfeld kommt der Prüfung des Rückhaltevermögens von Reinraum-Schutzkleidung (Filterwirkung) eine besondere Bedeutung zu.

Body Box

Normprüfverfahren

Ein gängiges Verfahren zur Bestimmung der Partikelfreisetzung durch Personen unter Arbeitsbedingungen ist der Body Box-Test (Abbildung 1). Hierbei führt der Träger in einer von reiner Luft durchströmten Kabine definierte Bewegungen aus. Luftgetragene Teilchen, die der Filterwirkung entgehen, gelangen mit dem Luftstrom zu einer Sammeleinrichtung, wo sie quantitativ erfasst werden. Neben der unspezifischen Zählung sieht die zugrunde liegende Norm IEST-RP-CC003.4 auch eine differenzierte Bestimmung mikrobiologisch relevanter Emissionen vor. Dazu werden die gesammelten Partikel auf Nährböden geleitet, kultiviert und ausgezählt. Beide Prüfungen erlauben eine Abschätzung der Effektivität von Reinraumkleidung im Hinblick auf ihr Rückhaltevermögen. Die Ergebnisse werden allerdings durch die individuellen Eigenschaften der Testperson sowie durch Partikel aus dem Schutzmaterial selbst beeinflusst. Der Body Box-Test eignet sich daher vor allem für den direkten Vergleich verschiedener Schutzkleidungsprodukte.

Leichter reproduzierbare Resultate zum spezifischen Rückhalt von Keimen liefert die Messung der bakteriellen Filterleistung (Bacterial Filtration Efficiency, BFE) nach DIN EN 14683 bzw. ASTM F2101. Bei diesem für Gesichtsmasken beschriebenen Prüfverfahren wird eine Bakteriensuspension als Aerosol auf das Schutzmaterial aufgebracht. Testkeime, die das Material durchdringen, gelangen auf Nährböden, wo sie bebrütet und ausgezählt werden können. Der BFE-Wert ergibt sich als prozentualer Anteil zurückgehaltener Keime im Vergleich zu Prüfdurchgängen ohne Schutzmaterial. Obwohl die Prüfung eindeutige Kennzahlen zur Qualitätsbewertung verspricht, sind Testergebnisse für Schutzkleidung im pharmazeutischen Bereich rar. Als Gründe dafür können der hohe apparative Aufwand sowie der Einsatz pathogener Prüfkeime vermutet werden. Die strengen normativen Vorgaben schränken die Prüfmöglichkeiten auf wenige spezialisierte Untersuchungseinrichtungen ein.

Bakterienrückhalt

Vereinfachte Prüfung

Um zu ermitteln, ob und wie BFE-Tests einfacher genutzt werden können, wurde das Normprüfverfahren im Berner FuE-Labor vereinfacht. Dabei wurden der Aufbau und die Durchführung auf die wesentlichen Elemente reduziert, ohne jedoch das Prüfprinzip grundsätzlich zu ändern. Modifikationen betrafen die technischen Einrichtungen zum Vernebeln und Sammeln der Bakterien (Abbildung 2), die Art der eingesetzten Keime (Bacillus subtilis statt Staphylococcus aureus) und die Höhe der bakteriellen Belastung. Letztere wurde ausgehend vom Normwert (2,2 x 103 KBE je Prüfung) auf bis zu 1,7 x 105 KBE je Prüfung erhöht, wodurch sich eine bessere Differenzierung der Prüfergebnisse erzielen ließ.

Bakterielle Filterleistung

Mit dem modifizierten Prüfverfahren wurden typische Reinraum-Schutzmaterialien untersucht, wie sie bei der aseptischen Zubereitung von Arzneimitteln zum Einsatz kommen. Die Auswahl bildeten ein Mehrweg- (Überstiefel) sowie verschiedene Einmalmaterialien (Overall, Kittel, Armstulpen, Kopfhaube). Sofern letztere sowohl atmungsaktive als auch flüssigkeitsdichte (kunststoffbeschichtete) Zonen aufwiesen, wurden beide Bereiche beprobt und getestet. Die Messwerte erlaubten einen direkten Vergleich der bakteriellen Filterleistung, wurden aber auch zur Abschätzung der Gesamtdurchdringung eines hypothetischen Overalls aus den jeweiligen Materialien bzw. Materialmischungen genutzt. Dies ermöglichte die Gegenüberstellung der Gesamtfilterleistung für das in diesem Zusammenhang wichtigste Schutzkleidungsstück unter identischen Nutzungsbedingungen.

Es verwunderte wenig, dass alle kunststoffbeschichteten Materialien die Durchdringung von Flüssigkeiten wirkungsvoll verhinderten. Als variabler und damit für das Endergebnis relevanter zeigte sich die Filterleistung unbeschichteter Schutzmaterialien. So wies das atmungsaktive Kittelmaterial einen überraschend niedrigen Penetrationswiderstand auf, während die anderen unbeschichteten Einmalmaterialien eine hohe Filterleistung boten. Das Rückhaltevermögen des Mehrweggewebes lag deutlich über der des atmungsaktiven Kittelmaterials, konnte aber nicht mit der Wirksamkeit der meisten Einwegmaterialien mithalten. Die Übertragung der Einzelmessergebnisse auf den hypothetischen Overall unterstreicht die Leistungsunterschiede und lässt direkte Rückschlüsse auf die hygienische Effektivität eines ganzen Kleidungsstückes zu (Tabelle).

 

Tabelle: Bakterielle Durchdringung eines Overalls aus verschiedenen Schutzkleidungsmaterialien (Abschätzung)

Hypothetischer Overall bestehend aus: Gesamtdurchdrigung1 (KBEs/min)
   
Einweg  
Schutzkittelmaterial (PP-Vlies / PE-Folie)
(75% beschichtet, 25% unbeschichtet)
16178
Overallmaterial (PP-Vlies - PP-Vlies / PE-Folie)
75% beschichtet, 25% unbeschichtet)
679
Kopfhaubenmaterial (PE-Vlies)
(100% unbeschichtet)
0
   
Mehrweg  
Überstiefelmaterial (Polyestergewebe)
(100% unbeschichtet)
5775

1berechnet für eine bakterielle Belastung von 1,7 x 105 KBE / min

 

Konsequenzen

Die anspruchsvollen Reinheitsanforderungen der ApBetrO zur aseptischen Zubereitung von Arzneimitteln erfordern nicht nur einen hohen technischen Aufwand, sondern auch den Einsatz reinraumtauglicher Schutzkleidung. Die Eignung der in einer Vielzahl an Modellen und Materialien angebotenen Produkte ist meist schwer einzuschätzen, da aussagekräftige Prüfergebnisse fehlen oder nicht zur Verfügung gestellt werden. Der Nutzer ist bei der Wahl der richtigen Schutzkleidung somit auf die (Werbe)Aussagen der Hersteller angewiesen. Neben Tests in der Body Box kann die Prüfung der bakteriellen Filterleistung belastbare Ergebnisse zur Qualitätsbeurteilung liefern. Dass es unter dem wichtigen Aspekt des Keimrückhalts deutliche Unterschiede gibt, zeigen die hier vorgestellten Untersuchungsergebnisse. Auch wenn die Prüfungen bislang nur exemplarisch durchgeführt wurden, lässt sich bereits jetzt erkennen, dass es das geeignete Material (Einweg- oder Mehrweg, (teil)beschichtet oder unbeschichtet) nicht gibt. Die Hersteller sind deshalb gehalten, die Leistungsfähigkeit eindeutig anhand individueller Prüfergebnissen zu belegen.

Ein umfassender Bericht über die durchgeführten Prüfungen und Ergebnisse wurde in Heft 4/2016 der Zeitschrift „Onkologischen Pharmazie“ der Deutschen Gesellschaft für onkologische Pharmazie (DGOP) veröffentlicht.

 

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