Räume, in denen pharmazeutische Produkte oder hochempfindliche elektronische Bauteile hergestellt werden, müssen nicht nur sauber, sondern absolut rein sein. Nur dann entsprechen Sie den Vorschriften und Regelungen des GMP (Good Manufacturing Practice) oder GAMP (Good Automated Manufacturing Practice). Dies erfordert die Einhaltung strenger Vorgaben. Um dies zu gewährleisten, muss ein Reinraum kontinuierlich von einem QM-System überwacht werden. Treten Abweichungen der Werte aus, kann sofort eingegriffen werden, bevor Schäden an den Produkten entstehen.  
In diesem Artikel möchten wir Ihnen zeigen, worauf es bei dieser Überwachung ankommt. Für einen schnellen Überblick können Sie unsere Checkliste zum Reinraum-Monitoring (PDF) herunterladen.

Was ist Reinraum-Monitoring eigentlich?

Genauso wie in der Technologiebranche sind auch bei der Herstellung von Pharmazeutika kontrollierte Umgebungsbedingungen ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung. Reinräume sind unerlässlich, um international geltende Richtlinien und Vorgaben in der Life Science Industrie einzuhalten. Beim Bau der Reinräume werden entsprechende technische Maßnahmen ergriffen, um die Staubentwicklung auf ein Minimum zu reduzieren. Um ständige Kontrolle und Überwachung zu gewährleisten, werden permanent Daten aufgenommen und ausgewertet. Dadurch kann der Eintrag von Partikeln in der Luft zu jeder Zeit überprüft werden.

Zum Monitoring gehört das Erfassen und Darstellen von Messdaten an verschiedenen Messstellen im Reinraum. Das System speichert und archiviert die Daten und gleicht sie mit vordefinierten Grenzwerten ab, um bei Überschreitungen sofort Alarm zu schlagen. Durch das Reinraum-Monitoring wird die Luftqualität somit kontinuierlich überwacht. Dadurch können die Umgebungsbedingungen in der Fertigung zuverlässig unter den Grenzwerten gehalten werden, da Mitarbeitende sofort eingreifen können, wenn die Partikelkonzentration in der Luft zu hoch wird.

Gesetzliche Verordnungen für Reinräume

In der streng kontrollierten Umgebung eines Reinraumes werden Anzahl und Größe von Partikeln gemessen, um die Klassifizierung des Reinraums festzulegen. Daraus ergeben sich wiederum die gesetzlichen Vorgaben für die Reinraumluft, um die Klassifizierung aufrechtzuerhalten. 

Neben der DIN-Norm EN 61340-5-1 ist der EU GMP Leitfaden besonders relevant. Im Ruhe- sowie im Betriebszustand sind verschiedene Vorgaben zu erfüllen, um die Klasse A, B, C oder D laut GMP-Richtlinien zu erreichen. Für die Klasse A sind maximal 20 Partikel mit einer Größe von höchsten 5 µm pro m³ erlaubt. Um dies festzustellen ist ein Partikelzähler zwingend erforderlich. 

Ab der Klasse B wird die Verwendung eines Partikelzählers empfohlen. Der Zähler wird benötigt, um die Reinraumklassifizierung regelmäßig zu überprüfen. Im Ruhezustand sind bis zu 29 Partikel bis 5 µm pro m³ erlaubt, während der Grenzwert im Betriebszustand bei 2.900 Partikeln liegt. Die Klasse C erlaubt im Ruhezustand 2.900 Partikel dieser Größe pro m³, während im Betriebszustand sogar 29.000 Partikel pro m³ vorhanden sein können. In der Klasse D wird nur der Ruhezustand bewertet. Hier dürfen maximal 29.000 Partikel mit 5 µm pro m³ in der Luft sein. 

Auch die Frequenz der Messungen ist durch die Richtlinie vorgeschrieben. Ein Reinraum der Klasse A muss alle sechs Monate reklassifiziert werden. Für den Ruhezustand gilt dies auch für einen Reinraum der Klasse B. Der Betriebszustand der Klasse B und allen anderen Reinraumklassen werden alle zwölf Monate überprüft. Dabei werden die Anzahl der luftgetragenen Partikel, die Luftgeschwindigkeit, der Differenzdruck und der Volumenstrom gemessen. Auch die Filter müssen überprüft werden. Zur Gewährleistung optimaler Bedingungen im Reinraum werden außerdem Überprüfungen der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit in denselben Intervallen empfohlen. Wenn die Ergebnisse der regelmäßigen Überprüfungen innerhalb der Grenzwerte liegen, bleibt die Klassifizierung erhalten.

Wie sollte man beim Reinraum-Monitoring vorgehen?

Autarke Monitoringsysteme erleichtern die Einhaltung aller Vorgaben. Laut der EU- bzw. FDA-GMP-Richtlinien muss die gesamte Steuerung und Regelung der Reinraum-Systeme validiert werden. Mit einem autarken Monitoring-System kann diese Validierung umgangen werden, da nur das System selbst validiert werden muss. Die Dokumentation erfolgt lückenlos und automatisch. Diese Systeme minimieren also Kosten und schaffen durch zuverlässige Kontrolle einen Wettbewerbsvorteil. Ein systematischer Ansatz für die Messungen schafft einheitliche Bedingungen, die es ermöglichen, täglich ohne Qualitätsminderung zu produzieren.

Die Planung und die Arbeit mit dem Lastenheft

Um ein Partikelmonitoring-System sinnvoll nutzen zu können, sollte es bereits bei der Planung des Reinraums berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird das System nicht zur Belastung, sondern bietet einen tatsächlichen Mehrwert. Zunächst sollte festgestellt werden, was das System erfüllen muss und ob diese Anforderungen zukünftig steigen werden. Wie müssen die Prozesse und die Produkte aussehen und welche normativen Vorgaben gehen damit einher? Überlegen Sie, ob es sinnvoll ist, nur bestimmte Parameter zu überwachen oder ob Sie eine umfassende Kontrolle der Umgebung wünschen. Wo werden sinnvoll Messpunkte gesetzt? Dies sind die entscheidenden Fragen, die Sie bereits bei der Planung des Reinraums berücksichtigen sollten.

Anhand eines Lastenhefts können Sie diese Fragen einfach beantworten und haben alle nötigen Informationen auf einen Blick zur Verfügung. Im Lastenheft erfassen Sie alle Anforderungen an Ihren Reinraum systematisch und definieren den Herstellungsprozess für Ihr Produkt im Reinraum. Sie legen fest, welche Reinraumklassifizierung erforderlich ist, welche Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden müssen und welche Lagermöglichkeiten geboten werden sollten. Zusätzlich halten Sie im Lastenheft fest, welche Risiken mit der Herstellung Ihres Produkts verbunden sind und welche Empfindlichkeiten es aufweist. Daraus ergeben sich die Anforderungen an das Monitoring, die ebenfalls im Lastenheft festgehalten werden sollten.

Die Wahl des passenden Systems

In die weiteren Planungen sollten auch die Mitarbeitenden einbezogen werden, die mit dem System arbeiten werden. Mit ihnen besprechen Sie die Materialien, die eingesetzt werden, die gewünschte Sensorgüte und das Design des Systems. All diese Informationen fließen in das Lastenheft ein, mit dem der Hersteller ein passendes System zusammenstellen kann. 

Überprüfen Sie den Vorschlag des Lieferanten gründlich, bevor Sie den Auftrag erteilen. Nachträgliche Änderungen an einem hochspezialisierten System sind nicht einfach umzusetzen. Klären Sie von Anfang an, welche Herausforderungen der Partikelzähler bewältigen soll. Selbst wenn eine flexible Nutzung gewünscht ist, legen Sie bereits bei der Planung des Reinraums die Messpunkte fest, damit vergleichbare Daten erhoben werden können. Bestimmen Sie die Warn- und Alarmierungsgrenzen ganz genau. Zu niedrige Werte können den Alarm unnötig auslösen und bei den Mitarbeitenden zu Nachlässigkeit führen. Zu hohe Werte hingegen können dazu führen, dass Grenzwerte überschritten werden.

Darüber hinaus sollten Sie bereits in der Planung berücksichtigen, welche weiteren Funktionen Ihr System bereitstellen soll. Manche umfangreichen Systeme können nicht nur die Luft, sondern auch empfindliche Geräte überwachen. Zusätzlich bieten einige Systeme die Möglichkeit, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und den Differenzdruck zu protokollieren. Auch die Bedienung variiert von System zu System. Entschieden Sie, ob Sie das System über ein Touchpad, über einen Industrierechner oder sogar beides bedienen möchten. Es stehen Ihnen viele Möglichkeiten offen, daher ist es wichtig, sich über Ihre Anforderungen im Klaren zu sein, um die richtige Wahl zu treffen.

Umsetzung und Dokumentation beim Reinraum-Monitoring

Steht der Plan, geht es an die Umsetzung. Der Reinraum wird eingerichtet und alle Kontroll- und Überwachungssysteme integriert. Aus der Risikoanalyse in der frühen Planung ergibt sich, welche Parameter kontinuierlich und welche periodisch überwacht werden müssen. Diese Überwachung kann entweder offline in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich online durchgeführt werden. Die Online-Variante ist betriebswirtschaftlich vorteilhaft und immer empfehlenswert. Im Gegensatz zum mikrobiologischen Monitoring liefert das Partikel-Monitoring sofortige Ergebnisse. Die Partikel dienen als Transportmittel für Mikroorganismen und ermöglichen daher eine frühzeitige Erkennung von Gefährdungen.

Die Dokumentation ist in der Regel im System integriert. Alle Messungen werden im System hinterlegt und können jederzeit abgerufen werden. Grundlage für die Dokumentation ist ein übergeordneter Hygieneplan, der Standardarbeitsanweisungen und Vorgehensweisen bei bestimmten Partikelkonzentrationen enthält. Dieser Plan bildet die Basis für jedes Audit. Vor der Inbetriebnahme werden die Formate für die Ergebnisdokumentation festgelegt. Das System erstellt dann automatisch Berichte, die einen aktuellen Status und Trend anzeigen.

Anpassungen des Systems

Ein Partikelmonitoring-System muss möglicherweise bei Bedarf entsprechend angepasst werden, selbst bei einer gründlichen Planung. Diese Anpassungen sollten, wenn möglich, vor der Installation bereits berücksichtigt werden. Gestalten Sie die Schnittstellen daher so, dass Änderungen problemlos vorgenommen werden können. 

Außerdem sollte das System alle zwölf Monate gewartet und kalibriert werden, um zuverlässige Messungen zu gewährleisten. Hierfür müssen alle Sensoren zugänglich sein, ohne dass ein Ausbau nötig ist. 

Zudem sollte das System flexible Einstellungsmöglichkeiten bieten, um eine genaue Justierung durchführen zu können. Jede Wartung verläuft gemäß eines Wartungsplans und wird sorgfältig dokumentiert. Auch die vorgenommenen Änderungen sollten lückenlos dokumentiert werden, damit sie jederzeit nachvollziehbar sind. Idealerweise verfügt das System selbst eine Dokumentationsfunktion für diese Fälle. Dank dieser Möglichkeiten können im Reinraum problemlos andere Produkte mit abweichenden Grenzwerten hergestellt werden oder Brut- und Klimaschränke nachträglich in das System integriert werden.

Reinraum-Monitoring für störungsfreie Betriebsabläufe

Reinraum-Monitoring ermöglicht einen optimierten Betriebsablauf und eine reibungslose Herstellung sensibler Bauteile oder pharmazeutischer Produkte. Allerdings ist dies nur möglich, wenn die Planung im Vorfeld präzise auf die geplanten Arbeiten abgestimmt ist und jede Komponente des Systems sinnvoll ergänzt und zu einem homogenen Ganzen zusammenführt. Die Technik sollte zuverlässig funktionieren und die Schnittstellen leicht zu bedienen sein.  
Bei einem guten System sind die Ergebnisse schnell erfassbar und Probleme können sofort erkannt werden. Echtzeitdatenerfassung, Bildanimation und -annotation, Trenddarstellungen sowie eine Alarmfunktion sollten in das System integriert sein, um einen effizienten Einsatz zu gewährleisten. Ein vollautomatisiertes und papierloses System ist zukunftsfähig. Modernste Systeme nehmen bereits korrigierende Maßnahmen auf die überwachten Produktionsprozesse vor. So können sich die Mitarbeitenden auf die Produktion konzentrieren, während das Monitoring-System für die passenden Umgebungsparameter sorgt.

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