Biodekontamination mit verdampftem Wasserstoffperoxid in Isolatoren, cRABS und Materialschleusen

Ein Isolator ist ein Gerät, das mit Luft versorgt wird. Es muss mindestens den ISO-5-Klassifizierungsstandards entsprechen und eine kompromisslose, kontinuierliche Isolation seines Innenraums von der äußeren Umgebung gewährleisten. Isolatoren kommen in verschiedenen biowissenschaftlichen Anwendungen zum Einsatz, wie der Herstellung von Arzneimitteln und Impfstoffen, aseptischer Abfüllung, Sterilitätstests und Eigenherstellung von Arzneimitteln. Isolatoren müssen regelmäßig mit Desinfektionsmitteln behandelt werden, damit sie frei von Mikroorganismen bleiben. 

Diese Mittel müssen gegen alle Arten von Mikroben wirksam sein: Viren, Bakterien, Hefen, Schimmelpilze und Pilze, einschließlich besonders widerstandsfähiger Formen wie Mykobakterien und Bakteriensporen. Bei der Behandlung eines Isolators mit Biodekontaminationsmitteln muss eine Reduzierung der Biobelastung um mindestens 6 log erreicht werden.

Verdampftes Wasserstoffperoxid (H₂O₂) ist ein häufig verwendetes Desinfektionsmittel für diesen Zweck. Verdampftes H₂O₂ ist ungiftig, wirkt bei niedrigen Temperaturen und zerstört das gesamte Spektrum biologischer Verunreinigungen. Es ist kompatibel mit einer Vielzahl von Materialien. Da es in Wasserdampf und Sauerstoff zerfällt, hinterlässt es keine Rückstände auf Oberflächen, sodass sie nach der Biodekontamination nicht abgewischt werden müssen. 

Es ist daher nicht überraschend, dass verdampftes H₂O₂ häufig anstelle anderer Mittel (Chlordioxid, Formaldehyd und Ethylenoxid) zur Abtötung von Mikroorganismen verwendet wird.

Die Entwicklung des Isolatorzyklus hängt von zuverlässigen Messungen ab.

Bei der Entwicklung von Isolatorbiodekontaminationszyklen sind genaue, stabile und wiederholbare Messwerte für H₂O₂-ppm-Gehalt, Feuchte (sowohl relative Feuchte als auch relative Sättigung), Temperatur und Einwirkungszeit entscheidend.

Theoretisch kann die Entwicklung reproduzierbarer Zyklen in sieben separate Schritte aufgeteilt werden (alle Schritte sind nicht verpflichtend):

1. Entfeuchtungsstudie 
2. Rauchmusterstudien (Rauchdurchdringung), Temperatur- und Dampfstudie (Mapping von Temperatur und Feuchte);&nbsp
3. Vorläufige Letalitätsstudie (mit chemischen oder enzymischen Indikatoren);&nbsp
4. Worst-Case-Letalitätsstudien (mit biologischen oder enzymischen Indikatoren) 
5. Belüftungsstudie 
6. Prozessvalidierung 
7. Regelmäßige erneute Validierung

Zuverlässige Messungen der Umgebungsbedingungen und deren Verteilung innerhalb eines Isolators sind erforderlich, um all diese Schritte durchzuführen und Biodekontaminationszyklen schnell und einfach zu validieren.

Biodekontamination: Steuern und überwachen

Sobald die Qualifikationsschritte eines Isolators durchgeführt und der Biodekontaminationszyklus validiert wurden, wird die Biodekontamination mit verdampftem H₂O₂ entsprechend den Anforderungen der Produktionsprozesse wiederholt. Das Intervall des Biodekontaminationszyklus hängt vom hergestellten Produkt und den ablaufenden Prozessen im Isolator ab. 

Je nach Prozess kann die Biodekontamination sowohl mehrmals täglich als auch nur einmal im Jahr erfolgen. Desinfektion ist ein wichtiger Prozess und nimmt oft viel Zeit in Anspruch. 

Die Biodekontamination kann in vier separate Schritte unterteilt werden, die alle sorgfältig gesteuert und überwacht werden müssen. Im Folgenden beschreiben wir die vier Schritte (siehe Abbildung 1).

1. Entfeuchtungsphase (durchschnittlicher Zielfeuchtegehalt 5–40 %; dieser Schritt kann entfallen, wenn die Biodekontaminationsphase Mikrokondensation/Kondensation beinhaltet); 
2. Konditionierungsphase (um die richtigen Bedingungen für die Dekontamination zu erreichen) 
3. Biodekontaminationsphase (durchschnittliche Zielwerte: H₂O₂ 600–1000 ppm, Feuchte 50–100 %)
4. Belüftungsphase (um H₂O₂ zu entfernen, das typischerweise mithilfe eines Katalysators in Wasserdampf und Sauerstoff katalysiert wird)

Strenge Steuerung und Überwachung der Umgebungsbedingungen (H₂O₂-ppm, rF, rS und Temperatur) tragen dazu bei, die Sicherheit der im Isolator produzierten Produkte zu gewährleisten und den Zeit- und Kostenaufwand während der Dekontamination zu reduzieren. Die Serie der Vaisala PEROXCAP® Wasserstoffperoxid-, Feuchte- und Temperatursonde HPP270 erfüllt verschiedene Messanforderungen für Isolatoren.

Abbildung 1. Ein Beispiel für die vier Schritte eines typischen Biodekontaminationsprozesses in einem nicht kondensierenden Isolator.