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KONTROLLIEREN DER ENDOTOXIN-BELASTUNG BEI STERILEN REINRAUMHANDSCHUHEN

Eine behandschuhte Hand, die eine Spritze hält, mit einer pharmazeutischen Produktionslinie von Injektionsfläschchen im Hintergrund und der Textkontrolle der Endotoxinkontamination auf Reinraumhandschuhen? Unverzichtbar in kritischen Umgebungen

 

Durch Endotoxine kontaminierte injizierbare Arzneimittel oder Implantate Geräte können bei Patienten schwerwiegende Reaktionen hervorrufen.

Auch kann eine Endotoxin-Kontamination von Chargen injizierbarer Lösungen oder Implantaten den Hersteller erhebliche finanzielle Folgen haben.

Daher ist das Monitoring der Endotoxinlast bei sterilen Reinraum-Nitril- und Latexhandschuhen ein zentraler Punkt Anliegen in kritischen Umgebungen, einschließlich der Industrie für implantierbare medizinische Geräte und pharmazeutischen Industrie.

 

Was sind bakterielle Endotoxine und ihre Auswirkungen?

Was sind bakterielle Endotoxine?

Endotoxine oder Lipopolysaccharide (LPS) sind Fragmente der äußeren Membran gramnegativer Bakterien (bei der Gram-Färbetechnik erzeugen gramnegative Bakterien eine rosa Färbung, während sie bei grampositiven Bakterien lila ist). Einige Beispiele für gramnegative Bakterien sind E. coli, Salmonellen, Legionellen, Neisseria usw.

 

Pattern showing the cell wall differences between Gram positive and Gram negative bacteria

Figure 1 – Zellwand von grampositiven und gramnegativen Bakterien

 

Gramnegative Bakterien kommen überall in der Umwelt vor (im Wasser, in Heizungsanlagen, im Verdauungstrakt, in den Fäkalien …), und daher kann das Vorhandensein von Endotoxinen ein sehr hohes Risiko darstellen. Endotoxinmoleküle werden bei der Lyse (Zerstörung der Zellmembran durch physikalische, chemische oder biologische Einwirkungen) freigesetzt.

Was sind die Folgen einer Endotoxin-Kontamination?

Die biologischen Eigenschaften von Endotoxinen wirkt sich auf das Immunsystem von Mensch und Tier aus und kann eine allergische Reaktion hervorrufen. Folglich können diese zu relativ starken Entzündungsreaktionen führen. Bei geschwächten (immungeschwächten), jungen (Frühgeborenen) oder älteren Patienten können sie auch zu schweren Infektionen führen.

Die häufigste Reaktion ist Fieber. Aus diesem Grund gelten gramnegative Endotoxine als „Pyrogene“, d. h. als Moleküle, die durch Aktivierung des Immunsystems einen Anstieg der Körpertemperatur auslösen.

Endotoxine können, wenn eingeatmet, auch ein akutes Atemnotsyndrom (ARDS) verursachen. Gelangen Endotoxine nach einer Injektion in den Körper, können sie eine disseminierte intravaskuläre Gerinnung oder sogar einen septischen Schock verursachen, so eine große Anzahl von ihnen in die Blutbahn gelangt.

In kritischen Umgebungen wie in der pharmazeutischen Industrie ist die Endotoxinüberwachung unerlässlich. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Wasser in pharmazeutischer Qualität (gereinigtes Wasser) sowie für die Herstellung von parenteralen und injizierbaren Arzneimitteln (Infusionsflüssigkeiten, Dialyseflüssigkeiten…) und implantierbaren medizinischen Geräten.

 

Verringerung der Endotoxinbelastung bei Reinraumhandschuhen

Bekanntlich sind Endotoxine die häufigste Quelle von Pyrogenen in Arzneimitteln und Medizinprodukten.

Unter Endotoxinen versteht man Membranreste von gramnegativen Bakterien. Letztere sind lebensfähig und kommen in der Umwelt häufig vor. Zudem sind Endotoxine sehr widerstandsfähig gegenüber Desinfektions- oder Sterilisationsverfahren einschließlich Gammabestrahlung.

Daher sollte die Keimbelastung von Nitril- und Latexhandschuhen vor der Sterilisation soweit wie möglich begrenzt werden.

Bioburden ist die Konzentration aller Arten von lebensfähigen Mikroorganismen auf einer Oberfläche oder in einem Produkt. Diese biologische Belastung stammt hauptsächlich aus:

  • Bei der Herstellung verwendete Rohstoffe (einschließlich Wasser in pharmazeutischer Qualität).
  • Am Herstellungsprozess beteiligte Personen.
  • Reinigung und Verpackung von Produkten.

Der Nachweis und die Quantifizierung mikrobieller Verunreinigungen auf den sterilen Handschuhen von SHIELD Scientific wird von einer externen Organisation und in Übereinstimmung mit ISO 11737-1 durchgeführt. Sie ist ein grundlegender Bestandteil des Qualitätskontrollprozesses von SHIELD Scientific.

So müssen alle Rohstoffe, Verpackungen oder Schutzausrüstungen, die bei der Herstellung von Arzneimitteln oder implantierbaren Medizinprodukten verwendet werden, nicht nur den gesundheitlichen Anforderungen an die Sterilität, sondern auch an die Pyrogenität genügen.

Sterilität: Um ein Sterilitätssicherungsniveau (SAL) von 10-6 (gemäß den Anforderungen der Europäischen Pharmacopoeia) zu gewährleisten, müssen die Handschuhe einer mikrobiologischen Validierung gemäß ISO 11137-2:2015 unterzogen werden (Sterilisation von Produkten für die Gesundheitsfürsorge – Strahlung – Teil 2: Bestimmung der Sterilisationsdosis).

 

PE bag of SHIELD Scientific SHIELDskin XTREME sterile gloves with an arrow showing a sterilization indicator

Figure 2 – SHIELDskin XTREME™ Sterile Handschuhe im PE-Beutel mit Sterilisationsindikator

Apyrogenizität: Entpyrogenisierung kann auf viele Arten erfolgen:

  • Mit Wasser für Injektionszwecke (WFI) oder anderem hochwertigem Wasser wie deionisiertem Wasser nachreinigen.
  • Trockene Wärmebehandlung durch Aussetzen an hohe Temperaturen.
  • Feuchte Wärmebehandlung durch Kombination von Druck und Wasserstoffperoxid (Achtung: Ein Autoklav zerstört keine Endotoxine).
  • Ultrafiltration von Endotoxinen nach ihrem Molekulargewicht.
  • Zerstörung durch Ethylenoxyd.

 

Warum ist es wichtig, den Endotoxingehalt von sterilen Reinraumhandschuhen zu kontrollieren?

Die Anforderungen an Sterilität (keine lebenden Mikroorganismen) und Pyrogenität (keine pyrogenen Moleküle wie Endotoxine) sind für viele Hersteller von Arzneimitteln und implantierbaren medizinischen Geräten von größter Bedeutung.

Um die Risiken im Zusammenhang mit Endotoxinen weitestgehend einzuschränken, sollte daher die Kontamination während des gesamten Produktionsprozesses, von den Rohstoffen bis zu den Endprodukten, kontrolliert werden, einschließlich der Schutzausrüstung des Reinraumpersonals.

Die behandschuhte Hand kann nämlich in direktem Kontakt mit injizierbaren Lösungen oder deren Behältern und Implantaten kommen. Handschuhe sind daher eine potenzielle Kontaminationsquelle.

 

Gloved hands changing a pharmaceutical filling machine needle

Figure 3 – Füllmaschinennadel, die von einem Bediener gewechselt wird, der ein doppeltes Paar steriler Handschuhe von SHIELD Scientific trägt

 

Standard-Nitril- und -Latexhandschuhe für den einmaligen Gebrauch werden nach dem Eintauchen und Trocknen nur minimal behandelt. Der Reinheitsgrad der Handschuhe ist daher für Reinraumanwendungen zumeist nicht akzeptabel. Zu beachten ist auch, dass Handschuhe stark mit gramnegativen Bakterien belastet sein können. Selbst sterile Reinraumhandschuhe, die in der Regel gechlort und in gereinigtem Wasser gewaschen werden, bieten oft keine Garantie hinsichtlich des Endotoxingehalts.

Die Auswahl von Handschuhen mit „garantiert niedrigen Partikelgehalt“ kann dazu beitragen Ihre Strategie zur Kontaminationskontrolle zu verbessern, da über Partikel auch Endotoxine übertragen werden können.

Daher kann die Auswahl von Handschuhen, die einen niedrigen Endotoxingehalt aufweisen (<20 EU/Paar gemäß EN 455-3:2015) und, noch besser, die chargenweise auf Endotoxine getestet werden, eine Lösung sein.

 

Wie wird der Endotoxingehalt von sterilen Reinraumhandschuhen überwacht?

Regulatorischer Rahmen für die Belastung mit Endotoxinen von sterilen Handschuhen

Annex 1 der GMP Richtlinien der EU ist eines der wichtigsten Dokumente für die Herstellung und Kontrolle von Arzneimitteln. Dieses Dokument enthält Leitlinien für das Qualitätsrisikomanagement. Insbesondere der Anhang I der neuen GMP legt fest, dass eine mikrobielle, partikuläre und Endotoxin-/Pyrogen-Kontamination der Endprodukte verhindert werden muss. Sterile Reinraumhandschuhe müssen daher in das Qualitätsrisikomanagement (QRM) integriert werden.

Die EN 455-3:2015 (Medizinische Einweghandschuhe – Teil 3: Anforderungen und Prüfungen für die biologische Bewertung) verpflichtet die Hersteller von sterilen Einweghandschuhen, die Belastung an Endotoxinen der Handschuhe zu monitoren. Die Prüfverfahren müssen den Anforderungen der Europäischen Pharmacopoeia Monografie 2.6.14, entsprechen.

Pfeilschwanzkrebs als Endotoxin-Nachweis

Die am weitesten verbreitete und anerkannte Methode zur Messung des Gehalts an bakteriellen Endotoxinen auf sterilen Reinraumhandschuhen ist diejenige mit Limulus-Amöbozyten-Lysat (LAL).

Der Pfeilschwanzkrebs ist ein uralter mariner Gliederfüßer, der als Besonderheit blaues Blut hat (oder vielmehr eine Hämolymphe im Falle eines Wirbellosen).

 

Picture showing a horseshoe crab also called Limulus polyphemus

Figure 4 – Pfeilschwanzkrebs -Limulus polyphemus

 

Diese Hämolymphe enthält eiförmige Amöbozytenzellen, die in Gegenwart von Endotoxinen ihre Form verlieren und zu einem Gerinnsel aggregieren. Diese Gerinnung von Pfeilschwanzkrebsblut ist die Grundlage für die verschiedenen Testmethoden zur Bestimmung von Endotoxinen.

Testmethoden zur Bestimmung der Endotoxinbelastung von sterilen Handschuhen

Die Außenfläche eines Paares Handschuhe wird zunächst 40 bis 50 ml endotoxinfreiem Wasser (LAL-Wasser gemäß Europäischer Pharmacopoeia) 40 bis 60 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 37 °C und 40 °C exponiert. Der Extrakt wird dann gegebenenfalls zentrifugiert (2,000 g für 15 Minuten), um die Partikel zu entfernen. Anschließend wird er dekantiert um dann sofort einem Endotoxin-Test unterzogen zu werden.

Es gibt 3 Hauptmethoden für den bakteriellen Endotoxintest unter Verwendung von Limulus-Amöbozyten-Lysat:

  • Gel-Gerinnsel-Test (Ein „qualitativer“ Test = kann das Vorhandensein von Endotoxinen nachweisen, ohne jedoch die Menge genau bestimmen zu können): Bildung eines Gels („Gerinnsel“) nach dem Mischen des Extrakts und des LAL-Mittels.
  • Kinetische Trübungsmessung (Ein „quantitativer“ Test = ermöglicht den Nachweis von Endotoxinen und die Bestimmung ihrer Menge): Entwicklung einer Trübung nach dem Mischen mit dem LAL-Reagenz.
  • Chromogener Test (Ein „quantitativer“ Test = ermöglicht den Nachweis von Endotoxinen und die Bestimmung ihrer Menge): Entwicklung einer Farbe nach dem Mischen mit dem LAL-Reagenz.

Das Testergebnis wird in Endotoxineinheiten (EU) pro Paar Handschuhe angegeben.

EN 455-3:2015 besagt, dass Handschuhe einen maximalen Endotoxingehalt von 20 EU pro Handschuhpaar aufweisen dürfen, um als „endotoxinarm“ gekennzeichnet zu werden.

 

SHIELD Scientific Sterile Handschuhe mit niedrigem Endotoxingehalt für kritische Umgebungen

Um das Risiko möglicher Komplikationen bei den Patienten einzuschränken, sollte darauf geachtet werden, dass sterile Handschuhe von guter Qualität und mit geringem Endotoxingehalt verwendet werden.

Im Rahmen einer Gesamtstrategie zur Kontaminationskontrolle und das Qualitätsrisikomanagement (QRM) ist es nützlich, sich über die Auswahl von Handschuhen Gedanken zu machen, insbesondere dahingehend, wie sich diese auf Ihre kritische Umgebung auswirken.

Daher hat SHIELD Scientific eine Reihe von Nitril- und Latex-Reinraumhandschuhen mit verschiedenen Reinheitsgraden entwickelt. Diese hängen direkt mit dem Waschaufwand in deionisiertem Wasser zusammen. Für dieses Sortiment von Einweghandschuhen gibt es eine einfache Klassifizierung:

DI: Handschuhe werden einfach in deionisiertem Wasser gewaschen, um eine grundlegende Kontaminationskontrolle und ein Partikelniveau folgender Spezifikation zu erhalten: < 3,000 per cm² > 0.5μm.
DI+: Dreimaliges Waschen der Handschuhe in deionisiertem Wasser für eine hohe Kontaminationskontrolle und folgender Spezifikation des Partikelniveaus < 1,200 per cm² > 0.5μm.
DI++: Handschuhe werden mehrfach in deionisiertem Wasser gewaschen, um eine extreme Kontaminationskontrolle und folgender Spezifikation des Partikelniveaus zu gewährleisten < 850 per cm² > 0.5μm.

Alle sterilen SHIELDskin XTREME™ Handschuhe der Marke SHIELD Scientific sind so konzipiert, dass sie die Qualitätsstandards erfüllen, die von den nach GMP-Richtlinien arbeitenden Anwendern gefordert werden, um ein mögliches Kontaminationsrisiko zu verringern. Alle sterilen Reinraumhandschuhe aus Nitril und Latex von SHIELD Scientific werden chargenweise getestet, um einen niedrigen Endotoxingehalt von < 20 UE (Endotoxineinheiten) pro Paar Handschuhe und einen Sterilitätssicherungsgrad (SAL) von 10-6 (durch Gammastrahlensterilisation) nachzuweisen.

Mit jeder Charge der sterilen Nitril- und Latex-Reinraumhandschuhe von SHIELD Scientific wird ein Bestrahlungszertifikat (Certificate of Irradiation, CoI) mitgeliefert. Unser Konformitätszertifikat (Certificate of Conformance, CoC) liefert chargenspezifische Daten zum Partikel- und Endotoxingehalt.

 

WEIL DIE KONTROLLE DER ENDOTOXIN-KONTAMINATION IN KRITISCHEN UMGEBUNGEN VITAL IST, WARTEN SIE NICHT LÄNGER MIT IHRER BESTELLUNG VON MUSTERN ODER DER BERATUNG DURCH EINEN REPRÄSENTANTEN VON SHIELD Scientific.

 

 

 

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Kategorisiert in: Handschuh Einmaleins

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