Microbiologisch hygiëne-monitoring in de cleanroom en isolator

Reinruimtes en isolatoren spelen een steeds belangrijkere rol in de industrie. In veel sectoren en faciliteiten wordt inmiddels een groot aantal producten in cleanrooms of isolatoren vervaardigd. De daarmee behaalde voordelen voor een verbeterde productkwaliteit liggen voor de hand. Tegelijkertijd wordt door deze maatregelen ook een betere bescherming van het personeel bereikt. Om de strikte naleving van de hygiënecriteria te waarborgen, moet ook de microbiologische monitoring van de lucht en oppervlakken strikt worden gecontroleerd.

Sectoren en faciliteiten waarin cleanrooms en isolatoren worden gebruikt:
- Farmaceutische industrie
- Voedingsmiddelenindustrie
- Cosmetica-industrie
- Onderzoeksinstituten
- Ziekenhuizen (chirurgie, intensivecare)

Microbiologische kwaliteitscontrole van de lucht

Naast de verschillende overheidsvoorschriften en de bijbehorende normen die een controle van de luchtkwaliteit voorschrijven (EU-GMP, ISO, USP, FDA), zou het natuurlijk in het belang van elke bedrijfsleider liggen om actuele informatie te hebben over de toestand van de lucht hygiëne.

In de VDI 6022 (Hygiënische eisen aan ventilatiesystemen in productie-, kantoor- en vergaderruimtes) wordt bijvoorbeeld benadrukt dat een goede luchtkwaliteit niet alleen bijdraagt aan het algemeen welzijn van de medewerkers, maar ook de kwaliteit van de producten in het bedrijf aanzienlijk beïnvloedt.

Voor de controle van de concentratie micro-organismen in de lucht zijn speciale apparaten ontwikkeld die door hun bijzondere constructie mogelijk maken dat deeltjes tot ≥1 mm kunnen worden verzameld. Als methode voor het verzamelen van luchtmicroben heeft het principe van de Andersen Air Sampler zich bewezen. Daarbij wordt de aangezogen lucht, die de daarin aanwezige deeltjes bevat, met toenemende snelheid op 6 boven elkaar liggende agarplaten geslingerd, die tegelijkertijd als voedingsmedium dienen. De deeltjes en daarmee ook de aan hen gehechte kiemen worden zo afhankelijk van hun grootte op het daarvoor bestemde vlak afgezet.

Drie van dergelijke luchtmicrobenverzamelaars worden hierna beschreven.

Luchtmicrobenverzamelaar voor mobiel gebruik

De MAS-100 NT® is een mobiele luchtmicrobenverzamelaar met een behuizing van stevig geëloxeerd aluminium, gebaseerd op het impaktprincipe van de Andersen Air Sampler. De lucht wordt aangezogen via een autoclaarbare perforatiekap (gaasdeksel). De door het douses-effect veroorzaakte versnelde luchtstroom, die deeltjes en kiemen bevat, wordt geleid naar het oppervlak van een agarplaat. Na het bemonsteren wordt het voedingsmedium bedekt, worden de kolonies geteld en als totale kiemgetal (GKZ) geëvalueerd. Omdat deze directe methode geen filtermanipulaties vereist, wordt de bemonstering vereenvoudigd en wordt secundaire besmetting praktisch uitgesloten.

De MAS-100 NT® werkt met een krachtig ventilator dat continu het volume meet met behulp van een ingebouwde massastroomsensor. Hierdoor wordt een constante luchtstroom van 100 liter/minuut gegarandeerd. Als de luchtstroom door externe invloeden niet gelijkmatig verloopt, of als petrischalen overvol raken of onderbroken worden, wordt de hoeveelheid lucht automatisch aangepast. Voor het meten van luchtmicroben wordt bijvoorbeeld in de farmaceutische sector een bemonsteringsvolume van maximaal 1.000 liter aanbevolen volgens de relevante voorschriften.

Naast de beschreven standaardmethode maakt de MAS-100 NT® ook een sequentiële luchtmonstering (SQS) mogelijk. Zo kan bijvoorbeeld 1.000 liter lucht over meerdere uren met onderbrekingen op een voedingsmedium worden geleid. Naast een standaard petrischaal van 90 mm is ook het gebruik van een afdrukplaat mogelijk.

Bij de MAS-100 NT® kunnen via een groot verlicht display vijf verschillende volumes en een automatische startvertraging worden ingesteld. Tijdens het bemonsteringsproces worden het verzamelde volume en de resterende tijd continu weergegeven. De actuele instellingen (volume, datum, tijd, gebruiker) worden opgeslagen in een monsterslijst in het apparaat en zijn zichtbaar op het display of via een PC. Mocht er een fout optreden tijdens de bemonstering, dan wordt dit geregistreerd in een alarmlijst en is zoals eerder beschreven in te zien. Een op het display weergegeven kalibratietijd herinnering voorkomt overschrijding van de termijn. De apparaten worden door de service ter plaatse opnieuw gekalibreerd en gecertificeerd met een automatische kalibratiefunctie die een nauwkeurig en reproduceerbaar resultaat garandeert, onafhankelijk van personen.

De MAS-100 NT® is uitgerust met een oplaadbare lithium-ion-accu met een capaciteit van 50.000 liter en een looptijd van 7-8 uur. Indien nodig kan het apparaat ook op het net worden aangesloten. Voor luchtmicrobenverzameling in explosiegevaarlijke ruimten is een apart explosiebestendig apparaat MAS-100 NT® Ex beschikbaar.

De apparaten zijn zeer geschikt voor gebruik onder laminaire stroming, omdat de luchttoevoersnelheid boven het gaasdeksel 0,45 m/sec bedraagt, waardoor een luchtstagnatie wordt voorkomen. Na het passeren door het gaasdeksel (met 300 x 0,6 mm gaten) bedraagt de botsingssnelheid van de deeltjes en micro-organismen op het agaroppervlak in de versnelde lucht <20 m/sec. Hiermee wordt minimaal niveau 5 van de Andersen Air Sampler bereikt. Met deze luchtsnelheid wordt gegarandeerd dat deeltjes ≥1 µm op de agarplaat worden teruggehouden.

Alle MAS-100® apparaten voldoen aan de richtlijnen van ISO 14689 deel I en II en GAMP 4.0 en zijn volledig gevalideerd.

Het is mogelijk om met de nieuwe MAS-100 NT® communicatie- en kalibratiesoftware tot 10 gebruikersnamen (gebruikers) te definiëren. De werking in deze modus garandeert een foutloze en automatische documentatie van alle monsters en kan de laatste 100 opgeslagen gegevens op een PC overbrengen. De evaluatie van de petrischalen wordt vervolgens in de vrije kolom van de bijbehorende protocollen ingevuld. De geïntegreerde conversietabel (Feller) corrigeert automatisch het werkelijke aantal kolonies per m³ luchtvolume.

Stationair luchtmicrobenverzamelingssysteem als oplossing voor cleanroom en isolator

Steeds meer productieprocessen in de farmaceutische of cosmetische sector en ook in de voedingsmiddelenindustrie moeten onder hygiënisch bijzonder schone omstandigheden plaatsvinden. Redenen hiervoor zijn verhoogde eisen aan de producten door kwaliteitsrichtlijnen zoals GMP, HACCP, DIN ISO, etc., of bijvoorbeeld het vermijden van conserveermiddelen.

Het MAS-100 ISO NT® systeem is een voor stationaire ingebruikname in cleanrooms en isolatoren ontworpen versie van de mobiele MAS-100 NT® luchtmicrobenverzamelaar en beschikt eveneens over de eerder beschreven technische specificaties:
- Luchtdebiet 100 liter/min
- Werking met 90 mm petrischale
- Geïntegreerde massastroomsensor
- Gedeeltelijke bemonstering over een bepaalde periode mogelijk
- Vijf volumes individueel instelbaar

Om het insluipen van materiaal in cleanrooms en isolatoren, zoals elektronische of mechanische eenheden, ventilatoren, etc., zoveel mogelijk te voorkomen, is een concept ontwikkeld waarbij de verzamelkop, meestal van roestvrij staal, op een vaste plek in de cleanroom of isolator wordt ingebouwd. De elektronica, die met elke verzamelkop via een roestvrijstalen buis of een H2O2-bestendige slang wordt gekoppeld, evenals de mechanische componenten van het MAS-100 ISO NT® systeem, worden buiten het kritieke gebied gemonteerd. Het leggen van lange aanzuigleidingen naar een centrale vacuüm pomp is hiermee overbodig.

Een speciale dubbele klepunit en een aparte pomp maken de integratie van de verzamelkop en de luchttoevoerleiding in het sterilisatieproces van de isolator mogelijk zonder verdere manipulatie. De automatische regeling van de kleppen voorkomt ook dat bij een drukdaling in de ruimte lucht van buitenaf naar binnen kan komen.

De bediening en selectie van relevante parameters is mogelijk via een ingebouwd display. De bemonstering kan worden gestart met een directe startknop nadat de agarplaat in de verzamelkop is geplaatst. Verdere opties voor besturing, starten en gegevensuitwisseling worden geboden via interfaces en modules zoals USB, RS232/485, Profibus en Ethernet.

Het MAS-100 ISO NT® systeem wordt in dezelfde functie ook aangeboden als RABS-versie zonder sterilisatiecyclus.

Bij het MAS-100 ISO NT® systeem wordt speciale communicatie- en kalibratiesoftware meegeleverd. Deze biedt tot vijf toegangsniveaus en de individuele programmering van het MAS-100 ISO NT® systeem (Windows 95 en hoger). 100 monsters- en alarmlogs kunnen worden opgeslagen en tot negen MAS-100 ISO NT® systemen kunnen op een PC worden aangesloten. Zo kan de verantwoordelijke microbioloog altijd het overzicht houden over de uitgevoerde luchtmicrobenverzamelingen.

Het MAS-100 ISO NT® systeem is volledig gevalideerd

Microbiologische bemonstering van gassen onder druk

Volgens EN ISO 14698-1 moeten drukgassen routinematig worden gecontroleerd op de aanwezigheid van micro-organismen. In een normale of steriele werkomgeving behoort het gebruik van luchtmicrobenverzamelaars al tot de standaard. Gecomprimeerde gassen worden vanwege fysische problemen vaak niet of slechts met inadequate hulpmiddelen op kiemen onderzocht.

De uitstekende kenmerken, zoals het gebruik van het impaktprincipe (Impaktion) met standaard 90 mm petrischalen, evenals de eenvoudige bediening en de volledig automatische uitvoering van het verzamelproces onder druk, maken de MAS-100 CG® Ex een comfortabele oplossing voor deze toepassing.

De bemonstering onder druk zorgt ervoor dat micro-organismen niet worden vernietigd door plotselinge ontspanning van de gasdruk. Daarnaast zijn geen extra tijd- en drukmetingen nodig.

De MAS-100 CG® Ex werkt met twee sensoren die voortdurend de massa en druk van de gassen meten en hieruit een constante doorstroming van 50 of 100 liter/minuut handhaven bij een mogelijk gasdruk tussen 1,5 en 10 bar. Daarna volgt een langzame decompressie van de gassen.

Factoren van de in de industrie meest gebruikte drukgassen, zoals lucht, kooldioxide, stikstof, zuurstof en argon, zijn vooraf geprogrammeerd voor selectie: 5 andere gassoorten kunnen door de gebruiker worden bepaald en in de fabriekssoftware worden geprogrammeerd.

De batterijwerking maakt het gebruik van het apparaat onafhankelijk van stroombronnen. Daarnaast vormt het gebruik van het apparaat in explosiegevaarlijke ruimten vanwege de Ex-bescherming geen probleem.

De speciale verzamelkop is drukgecontroleerd en kan samen met de gasaanvoerslang (metaalflex) worden gesteriliseerd.

De MAS-100 CG® Ex voldoet aan belangrijke eisen om de veiligheid van de gebruiker en de resultaten te waarborgen:
- Ingebouwd veiligheids-overdrukventiel > 10 bar
- Onafhankelijke drukweergave
- Knipperende LED wanneer het apparaat onder druk staat
- Explosiebestendig apparaat
- Automatische langzame gasdecompressie
- Lage luchtstroomweergave
- Kalibratie-compatibel apparaat

Microbiologische hygiënecontroles van oppervlakken

Naast luchtmonitoring is de microbiologische controle van oppervlakken eveneens voorgeschreven door nationale en internationale regelgeving en normen (EU-GMP, USP, ISO, FDA). Te controleren oppervlakken omvatten bijvoorbeeld kritische controlepunten (CCP) binnen het HACCP-concept, oppervlakken in de productieruimte (GMP) of in beschermingszones (intensive care, operatiekamer).

- Oppervlakken met productcontact
- Vloeren
- Wanden
- Deurknoppen
- Personeel
- Textiel
- Handschoenen

De methode van keuze hiervoor zijn zogenaamde afdrukplaten. Deze petrischalen van 55 mm (met een oppervlakte van 25 cm²) zijn gevuld met een geconvexeerde voedingsbodem, die na een vastgestelde periode (5-10 seconden) op het te controleren oppervlak wordt gedrukt. Daarna wordt de plaat met deksel weer gesloten en in de incubator gebracht voor het kweken. De bemonstering wordt vooral aanbevolen voor het bepalen van het totale kiemgetal (GKZ) met Caso-Agar (caseïne-sojamehl-pepton-agar). Voor het aantonen van bijvoorbeeld gisten en schimmels kunnen uiteraard ook speciaal samengestelde voedingsmedia worden gebruikt.

De gebruikte afdrukplaten dienen dubbel tot drievoudig verpakt, gamma-gestraald en bij kamertemperatuur enkele weken te bewaren. Omdat op oppervlakken vaak met desinfectiemiddelen restanten worden aangetroffen, zijn aan de voedingsmedia zogenaamde inactiveringsmiddelen toegevoegd om deze te neutraliseren. De combinatie van Tween, lecithine, hystidine en Na-thiosulfaat heeft zich hierbij bewezen.

De instructies van de voedingsmediumfabrikanten dienen te worden gevolgd. Milieu-bacteriën worden 24 tot 68 uur bij 30°C geïncugeerd, gisten en schimmels minimaal 7 dagen bij 25°C. Als resultaat worden de gekweekte kolonies omgerekend naar 100 cm².

(Lezing door Eckart Baumgärtner, VWR International Darmstadt, gehouden tijdens de Cleanroom Lounge 2010 in Karlsruhe) Contact: VWR International email: mibio@de.vwr.com of telefonisch onder 06151-3972-406