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    KONTROLLE DER ENDOTOXINKONTAMINATION AUF STERILEN REINRAUMHANDSCHUHEN

    Injizierbare Arzneimittel oder implantierbare medizinische Geräte, die mit Endotoxinen kontaminiert sind, können eine sehr schwerwiegende Reaktion des Patienten hervorrufen.

    Auch eine Endotoxinkontamination von Chargen von Injektionslösungen oder Implantaten kann erhebliche finanzielle Folgen für den Hersteller haben.

    Daher ist die Überwachung steriler Reinraum-Nitrilhandschuhe und Latexhandschuhe auf Endotoxinkontamination ein zentrales Anliegen für kritische Umgebungen, einschließlich der Industrie implantierbarer medizinischer Geräte und der Pharmaindustrie.

     

    Was sind bakterielle Endotoxine und ihre Wirkung?

    Was sind bakterielle Endotoxine?

    Endotoxine oder Lipopolysaccharide (LPS) sind Fragmente der Außenmembran gramnegativer Bakterien (mit der Gram-Färbetechnik erzeugen gramnegative Bakterien einen rosafarbenen Fleck, während er bei grampositiven Bakterien violett ist). Einige Beispiele für gramnegative Bakterien sind E. coli, Salmonellen, Legionellen, Neisseria usw.

     

    Muster, das die Zellwandunterschiede zwischen grampositiven und gramnegativen Bakterien zeigt

    Abbildung 1 – Zellwand von grampositiven und gramnegativen Bakterien

     

    Gramnegative Bakterien kommen überall in der Umwelt vor (im Wasser, in Heizungssystemen, im Verdauungstrakt und im Kot …) und daher kann das Vorhandensein von Endotoxinen ein sehr hohes Risiko darstellen. Endotoxinmoleküle werden während der Lyse (Zerstörung der Zellmembran unter Einwirkung physikalischer, chemischer oder biologischer Wirkstoffe) freigesetzt.

    Welche Folgen hat eine Endotoxin-Kontamination?

    Die biologische Zusammensetzung von Endotoxinen beeinflusst das menschliche und tierische Immunsystem und kann allergische Reaktionen hervorrufen. Sie können daher zu relativ starken Entzündungsreaktionen führen. Sie können auch bei geschwächten (immungeschwächten), jungen (Frühgeborenen) oder älteren Patienten zu schweren Infektionen führen.

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

    Endotoxine können beim Einatmen auch das akute Atemnotsyndrom (ARDS) verursachen. Wenn Endotoxine nach einer Injektion in den Körper gelangen, können sie eine disseminierte intravasale Gerinnung oder sogar einen septischen Schock verursachen, wenn eine große Menge in den Blutkreislauf gelangt.

    In kritischen Umgebungen wie in der Pharmaindustrie ist die Endotoxinüberwachung unerlässlich. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Wasser in pharmazeutischer Qualität (gereinigtes Wasser) sowie für die Herstellung parenteraler und injizierbarer Arzneimittel (Infusionsflüssigkeiten, Dialyseflüssigkeiten usw.) und implantierbarer medizinischer Geräte.

     

    Reduzierung des Endotoxingehalts an Reinraumhandschuhen

    Endotoxine sind bekanntermaßen die häufigste Pyrogenquelle in Arzneimitteln und Medizinprodukten.

    Endotoxine sind Membranrückstände gramnegativer Bakterien. Letztere sind lebensfähig und in der Umwelt zahlreich vorhanden. Darüber hinaus sind Endotoxine äußerst resistent gegenüber Desinfektions- oder Sterilisationsprozessen einschließlich Gammabestrahlung.

    Aus diesem Grund sollte die Keimbelastung von Nitril- und Latexhandschuhen vor der Sterilisation so gering wie möglich gehalten werden.

    Unter Keimbelastung versteht man die Konzentration aller Arten lebensfähiger Mikroorganismen auf einer Oberfläche oder in einem Gerät. Diese Keimbelastung entsteht hauptsächlich durch:

    • Während des Produktionsprozesses verwendete Rohstoffe (einschließlich Wasser in pharmazeutischer Qualität).
    • Am Herstellungsprozess beteiligte Bediener.
    • Reinigungs- und Verpackungsarbeiten an hergestellten Produkten.

    Die Erkennung und Quantifizierung der mikrobiellen Kontamination auf den sterilen Handschuhen SHIELD Scientific wird von einer externen Organisation und in Übereinstimmung mit ISO 11737-1 durchgeführt. Es ist ein grundlegender Bestandteil des Qualitätskontrollprozesses von SHIELD Scientific .

    Daher müssen alle Rohstoffe, Verpackungen oder Schutzausrüstungen, die bei der Herstellung von Arzneimitteln oder implantierbaren medizinischen Geräten verwendet werden, nicht nur den Gesundheitsanforderungen hinsichtlich Sterilität, sondern auch Pyrogenität entsprechen.

    Sterilität: Um einen Sterility Assurance Level (SAL) von 10-6 (gemäß den Anforderungen des Europäischen Arzneibuchs) zu gewährleisten, müssen Handschuhe einer mikrobiologischen Validierung gemäß ISO 11137-2:2015 (Sterilisation von Gesundheitsprodukten – Strahlung – Teil 2: Festlegung der Sterilisationsdosis).

     

    PE-Beutel mit sterilen SHIELDskin XTREME-Handschuhen von SHIELD Scientific mit einem Pfeil, der einen Sterilisationsindikator anzeigt

    Abbildung 2 – PE-Beutel für sterile SHIELDskin XTREME™ -Handschuhe mit Sterilisationsindikator

    Apyrogenität: Die Depyrogenisierung kann auf viele Arten erfolgen:

    • Waschen mit Wasser für Injektionszwecke (WFI) oder anderem hochwertigen Wasser wie entionisiertem Wasser.
    • Trockene Wärmebehandlung durch Einwirkung hoher Temperaturen.
    • Feuchte Wärmebehandlung durch Kombination von Druck und Wasserstoffperoxid (Achtung: Ein Autoklav zerstört keine Endotoxine).
    • Ultrafiltration von Endotoxinen entsprechend ihrem Molekulargewicht.
    • Zerstörung durch Ethylenoxid.

     

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

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

    Um die mit Endotoxinen verbundenen Risiken so weit wie möglich zu begrenzen, sollte die Kontamination daher im gesamten Produktionsprozess kontrolliert werden , vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt, einschließlich der Schutzausrüstung der Reinraumbetreiber.

    Tatsächlich kann die behandschuhte Hand in direkten Kontakt mit injizierbaren Lösungen oder deren Behältern und implantierbaren medizinischen Geräten kommen. Handschuhe stellen daher potenziell eine Kontaminationsquelle dar.

     

    Behandschuhte Hände wechseln die Nadel einer pharmazeutischen Abfüllmaschine

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

     

    Standard-Einweghandschuhe aus Nitril und Latex werden nach Abschluss der Eintauch- und Trocknungsschritte nur minimal behandelt. Daher ist der Reinheitsgrad der Handschuhe für Reinraumanwendungen möglicherweise nicht akzeptabel. Zu beachten ist auch, dass Handschuhe stark mit gramnegativen Bakterien belastet sein können. Selbst sterile Reinraumhandschuhe, die normalerweise gechlort und in gereinigtem Wasser gewaschen werden, bieten oft keine Garantie hinsichtlich des Endotoxingehalts.

    Da Partikel außerdem Endotoxine übertragen können, könnte die Auswahl von Handschuhen mit einem „garantiert niedrigen“ Partikelgehalt dazu beitragen, Ihre Kontaminationskontrollstrategie zu stärken.

    Daher kann die Auswahl von Handschuhen, die einen geringen Endotoxin-Anteil haben (<20 EU/Paar gemäß EN 455-3:2015) und, noch besser, deren Charge auf Endotoxine getestet wurde, eine Lösung sein.

     

    Wie wird der Endotoxingehalt steriler Reinraumhandschuhe überwacht?

    Regulierungsrahmen im Zusammenhang mit der Endotoxinkontamination von sterilen Handschuhen

    Anhang 1 der GMP der Europäischen Union ist eines der wichtigsten Dokumente zur Herstellung und Kontrolle von Arzneimitteln. Dieses Dokument enthält Richtlinien für das Qualitätsrisikomanagement. Insbesondere legt der neue GMP-Anhang I fest, dass eine Kontamination der Endprodukte mit Mikroben, Partikeln und Endotoxinen/Pyrogenen vermieden werden muss. Daher müssen sterile Reinraumhandschuhe in das Qualitätsrisikomanagement (QRM) integriert werden.

    Die EN 455-3:2015 (Medizinische Einmalhandschuhe – Teil 3: Anforderungen und Tests zur biologischen Bewertung) verlangt von Herstellern steriler Einweghandschuhe, die Endotoxinkontamination der Handschuhe zu kontrollieren. Die Testmethoden müssen den Anforderungen des Europäischen Arzneibuchs, Monographie 2.6.14, entsprechen.

    Der Pfeilschwanzkrebs zum Nachweis von Endotoxinen

    Die am weitesten verbreitete und anerkannteste Methode zur Messung des Gehalts an bakteriellen Endotoxinen auf sterilen Reinraumhandschuhen ist die Verwendung von Limulus-Amöbozyten-Lysat (LAL).

    Der Pfeilschwanzkrebs ist ein uralter mariner Arthropod, der die Besonderheit aufweist, blaues Blut (bzw. eine Hämolymphe im Fall eines Wirbellosen) zu haben.

     

    Bild zeigt einen Pfeilschwanzkrebs, auch Limulus polyphemus genannt

    Abbildung 4 – Pfeilschwanzkrebs – Limulus polyphemus

     

    Diese Hämolymphe enthält Amöbozytenzellen mit eiförmiger Form, die diese Form verlieren und sich in Gegenwart von Endotoxinen zu einem Gerinnsel zusammenlagern. Diese Gerinnung des Pfeilschwanzkrebsbluts ist die Grundlage für die verschiedenen Testmethoden zur Endotoxinbestimmung.

    Testmethoden zur Bestimmung der Endotoxinkontamination von sterilen Handschuhen

    Die Außenfläche eines Handschuhpaares wird zunächst einer Extraktion von 40 bis 50 ml endotoxinfreiem Wasser (LAL-Wasser gemäß Europäischem Arzneibuch) für 40 bis 60 Minuten bei einer Temperatur zwischen 37 °C und 40 °C unterzogen Anschließend wird der Extrakt gegebenenfalls zentrifugiert (2.000 g für 15 Minuten), um die Partikel zu entfernen. Anschließend wird es dekantiert, bevor es sofort einem Endotoxintest unterzogen wird.

    Es gibt drei Haupttestmethoden für bakterielle Endotoxine unter Verwendung von Limulus-Amöbozyten-Lysat:

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

    Das Testergebnis wird in Endotoxin-Einheiten (EU) pro Paar Handschuhe angegeben.

    EN 455-3:2015 besagt, dass Handschuhe einen Grenzwert für den Endotoxingehalt von 20 EU pro Paar Handschuhe haben müssen, um als „geringer Endotoxingehalt“ gekennzeichnet zu werden.

     

    SHIELD Scientific sterile Handschuhe mit niedrigem Endotoxingehalt für kritische Umgebungen

    Um das Risiko einiger Komplikationen bei Patienten zu begrenzen, sollte darauf geachtet werden, qualitativ hochwertige sterile Handschuhe mit niedrigem Endotoxingehalt zu verwenden.

    Als Teil einer Gesamtstrategie zur Kontaminationskontrolle und zum Qualitätsrisikomanagement (QRM) könnte es hilfreich sein, über die Auswahl von Handschuhen und deren Anwendung auf Ihre kritische Umgebung nachzudenken.

    Aus diesem Grund hat SHIELD Scientific eine Reihe von Reinraumhandschuhen aus Nitril und Latex entwickelt, die unterschiedliche Reinheitsgrade bieten, die direkt von der Waschmenge in entionisiertem Wasser abhängen. Für diese Reihe von Einweghandschuhen gibt es eine einfache Klassifizierung:

    DI: Einmal in entionisiertem Wasser gewaschene Handschuhe zur grundlegenden Kontaminationskontrolle und einer Partikelkonzentrationsspezifikation von < 3.000 pro cm² > 0,5 μm.
    DI+ : Dreifach in entionisiertem Wasser gewaschene Handschuhe für eine hohe Kontaminationskontrolle und eine Partikelgehaltsspezifikation < 1.200 pro cm² > 0,5 μm.
    DI++ : Handschuhe, die mehrfach in entionisiertem Wasser gewaschen wurden, um eine extreme Kontaminationskontrolle und eine Partikelgehaltsspezifikation von < 850 pro cm² > 0,5 μm zu gewährleisten.

    Alle sterilen Handschuhe der Marke SHIELDskin XTREME™ Alle SHIELD Scientific werden Chargentests unterzogen, um einen niedrigen Endotoxingehalt von < 20 UE (Endotoxin-Einheit) pro Paar Handschuhe und einen Sterilitätssicherungsgrad (SAL) von 10-6 (durch Gammabestrahlungssterilisation) nachzuweisen.

    Mit jeder Charge steriler Nitril- und Latex-Reinraumhandschuhe von SHIELD Scientific wird ein Bestrahlungszertifikat (CoI) geliefert. Ein Konformitätszertifikat (CoC) liefert chargenspezifische Daten zum Partikel- und Endotoxingehalt.

     

    DA DIE KONTROLLE DER ENDOTOXIN-KONTAMINATION IN KRITISCHEN UMGEBUNGEN VON WICHTIG IST, WARTEN SIE NICHT LÄNGER MIT DER BESTELLUNG VON PROBEN ODER EINEM VERKAUFSVERTRETER VON SHIELD Scientific .

     

     

     

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