Betrouwbare vacuümvoorziening bij de isokinetische monstername in cleanrooms

Fig. 1: Twee redundante Mink MV klauw-vacuümpompen van Busch in de technische ruimte van het laboratoriumcentrum. / Fig. 1: Two redundante Mink MV klauw-vacuümpompen van Busch in de technische ruimte van het laboratoriumcentrum.

Fig. 2: Funktionsprinzip einer Mink Klauen-Vakuumpumpe. / Fig. 2: Werking van een Mink-klauw-vacuümpomp.

Een permanente en betrouwbare meting van deeltjes in de lucht van de cleanrooms van het José-Carreras-Centrum voor Somatische Celtherapie aan het Universitair Medisch Centrum Regensburg is onmisbaar. De isokinetische monstername in vijf steriele werkbanken gebeurt via een gedefinieerde luchtstroom, waarin het aantal deeltjes wordt gemeten. De luchtstroom wordt gegenereerd door Mink MV Klauw-Vacuümpompen van het bedrijf Busch Vakuumpompen en Systemen, waarvan de intelligente aandrijving de precies benodigde hoeveelheid lucht langs de meetsonde laat stromen, zonder dat er na een jaar bedrijf [Stand mei 2015] ooit sprake is geweest van onregelmatigheden, storingen of zelfs uitval.

Het José-Carreras-Centrum voor Somatische Celtherapie (JCC) is een gespecialiseerd centrum voor de ontwikkeling en productie van celtherapeutica, dat in 2008 en 2009 werd opgericht. Het betreft een faciliteit van het Universitair Medisch Centrum Regensburg, gevestigd in de Kliniek en Polikliniek voor Interne Geneeskunde III. De bouw van het centrum werd gefinancierd door de José-Carreras-Leukemie-Stichting e.V., de Europese Unie in het kader van regionale financiering en het Universitair Medisch Centrum Regensburg. Het centrum biedt alle technische mogelijkheden voor de ontwikkeling van moderne op cellen gebaseerde therapieën voor toepassing in klinische onderzoeken en vormt daarmee een belangrijke infrastructurele voorwaarde voor talrijke translationele onderzoeksprojecten, niet alleen van het universitair medisch centrum zelf.

Voor de aseptische productie van geneesmiddelen – waaronder ook de in het JCC geproduceerde celtherapeutica vallen – schrijft de EU-richtlijn Goede Productiepraktijk (EU-GMP-richtlijn) een continue monitoring van het aantal deeltjes in de hoogste cleanroomklasse A voor. De deeltjesmeting in cleanroomklasse A gebeurt in het JCC direct in de vijf geïnstalleerde steriele werkbanken door permanente isokinetische monstername. Daarbij wordt via de deeltjesdetector een deelstroom uit de lucht gezogen, die exact een volumestroom van één kubieke voet per minuut (1 cfm) moet bedragen, wat overeenkomt met 28,3 liter/minuut. De deeltjesdetector meet met een laser het aantal deeltjes per gedefinieerde hoeveelheid lucht en stuurt de meetwaarden door naar een onafhankelijk monitoringsysteem, waarin de toegestane grenswaarden zijn vastgelegd. Bij overschrijding van de grenswaarde activeert het systeem een optisch en akoestisch alarm. Maar niet alleen de deeltjesaantallen worden door het monitoringsysteem bewaakt, ook de exacte naleving van de voorgeschreven volumestroom aan de individuele deeltjesdetectors, omdat alleen zo een correcte beoordeling van de meetwaarden ten opzichte van de in de EU-GMP-richtlijn vastgelegde grenswaarden per kubieke meter lucht mogelijk is. Zodra de voorgeschreven volumestroom te hoog of te laag wordt, geeft het systeem eveneens een alarm (Flow-Alarm).

Oorspronkelijk werd voor elke individuele deeltjesdetector een drooglopende roterende zuigervacuüm pomp gebruikt, die de volumestroom genereerde. Dit systeem had echter twee grote nadelen: ten eerste bood het geen redundantie. Als een vacuüm pomp uitviel, kon de bijbehorende deeltjesdetector en daarmee de hele steriele werkplek niet meer worden gebruikt. Ten tweede konden de oude pompen niet geregeld worden, waardoor schommelingen in de volumestromen niet konden worden gecompenseerd en er steeds weer Flow-Alarmen ontstonden. De vacuüm pompen vertoonden bovendien al na enkele jaren duidelijke slijtageverschijnselen en zouden geleidelijk vervangen moeten worden.

Voor de operationele leidinggevende van het laboratoriumcentrum, Dr. Andrea Hauser, was dit een onaanvaardbare situatie, temeer omdat storingen in de continue deeltjesmonitoring tijdens de productie van geneesmiddelen uiterst kritisch zijn. Na elk Flow-Alarm moest een uitgebreide foutopsporing en -analyse worden uitgevoerd en de deeltjesdetectors werden indien nodig ter controle en herkalibratie opgestuurd. Dit vormde zowel een hoge tijds- als financiële inspanning, die de aanschafprijs van een nieuwe vacuüm pomp overtrof. Technisch medewerker Erich Six nam contact op met het bedrijf Busch Vakuumpompen en Systemen, dat samen met hem een nieuw concept ontwikkelde: een centrale vacuümvoorziening voor alle deeltjesdetectors met twee vacuüm pompen, die volgens het Mink klauw-vacuümprincipe werken en bovendien uitgerust zijn met een intelligente aandrijving met frequentieregelaar, waardoor het mogelijk is de vacuüm pompen zo te regelen dat ze de ingevoerde capaciteit permanent leveren, ook wanneer de procesomstandigheden veranderen. In mei 2014 werden in de technische centrale van het JCC twee Mink MV 0040 D klauw-vacuümpompen geïnstalleerd, die redundantie bieden. Dat betekent dat slechts één van de twee vacuüm pompen in bedrijf is, terwijl de andere een stand-by functie heeft. De twee nieuwe vacuüm pompen zijn zo geprogrammeerd dat de normstroom van 28,3 liter per minuut precies wordt gehandhaafd bij de deeltjesdetectors. De volledige regeling van de vacuüm pompen werd intern door technisch medewerker Bernhard Horn geprogrammeerd en gerealiseerd.

Mink klauw-vacuümpompen werken droog, dat wil zeggen vrij van hulpstoffen in de compressiekamer, en contactvrij. Door de contactvrije werking ontstaat, in tegenstelling tot de drooglopende roterende zuigervacuüm pomp, geen slijtage. Dit is mede een reden waarom dit type vacuüm pomp permanent de vereiste zuigkracht levert. Het bedrijf zonder hulpstoffen en zonder slijtdelen maakt dat de Mink klauw-vacuüm pomp vrijwel onderhoudsvrij is. De twee vacuüm pompen zijn aangesloten op het gebouwbeheersysteem, worden zo continu bewaakt en eventuele storingen worden direct weergegeven. Het vacuümsysteem is 24 uur per dag in gebruik, waarbij de regeling van de pompen door het Technisch Centrum van het Universitair Medisch Centrum zo is ontworpen dat de vacuüm pompen afwisselend in bedrijf zijn en beide dezelfde bedrijfstijd hebben. Bij een eventuele storing aan een van de twee vacuüm pompen zorgt de regeling er onmiddellijk voor dat de andere pomp in werking treedt, zodat de vacuümvoorziening niet uitvalt.

Deze nieuwe vacuümtechnologie is sinds mei 2014 in gebruik in het José-Carreras-Centrum, en tot nu toe zijn er noch Flow-Alarmen in de cleanroom, noch andere storingen of onderbrekingen van de vacuümvoorziening geweest. Tot op heden [februari 2017] waren ook geen onderhoudswerkzaamheden aan de vacuüm pompen nodig. Daarom zijn Dr. Andrea Hauser en technisch medewerker Erich Six ervan overtuigd dat zij met de Mink-vacuümtechnologie voor de beste oplossing voor vacuümgeneratie hebben gekozen.