Herausforderungen bei der aseptischen Übertragung und Lösungen

Kernherausforderungen der aseptischen Übertragung und deren Auswirkungen auf die Sterilitätssicherung

Menschlich verursachte Kontaminationen bei manuellen aseptischen Übertragungsprozessen

Menschen verursachen nach wie vor die meisten Kontaminationsprobleme bei manuellen aseptischen Umfüllungen. Wenn Bediener Fläschchen handhaben, Spritzen zusammenbauen oder andere Eingriffe vornehmen, bringen sie Risiken mit sich. Winzige Löcher in Handschuhen, ungleichmäßige Reinigungsverfahren und Störungen der Luftströmung führen alle zu Verletzungen der Sterilität – selbst in scheinbar makellosen Reinräumen. Lange Arbeitszeiten führen zu müden Mitarbeitern, deren Technik im Laufe der Zeit nachlässt. Dies wird besonders problematisch in Anlagen mit hohem Durchsatz, da häufigere Eingriffe einfach mehr Gelegenheiten für Fehler bedeuten. Auch die Kosten dieser Fehler summieren sich schnell. Unternehmen verlieren Chargen im Wert von Hunderttausenden von Dollar, erhalten regulatorische Strafen, und am schlimmsten ist, dass Patienten geschädigt werden könnten. Deshalb setzen viele Einrichtungen zunehmend auf geschlossene Systemtechnologien, die direkten menschlichen Kontakt als Teil ihrer Strategie zur Kontaminationskontrolle eliminieren.

Risiken der Kreuzkontamination bei Produktwechseln in gemeinsam genutzten Systemen

Wenn verschiedene Chargen denselben Transferweg nutzen, besteht ein echtes Risiko, dass Restmaterial zurückbleibt – besonders bei stark wirkenden Arzneimitteln oder empfindlichen biologischen Produkten und Zelltherapien. Ausrüstung mit komplizierten Formen erschwert die vollständige Reinigung zusätzlich, und wenn der Reinigungsprozess nicht gründlich genug ist, verbleiben Rückstände an verschiedenen Stellen wie Rohren, Anschlüssen und Isolationskammern. Winzige Spuren aus vorherigen Produktionsläufen können beim Wechsel zwischen Produkten in neue Chargen gelangen und beeinträchtigen dadurch die Qualität des Endprodukts. Untersuchungen zu Bioreaktorsystemen zeigen, dass die Verwendung von Einweg-Flusswegen im Vergleich zu herkömmlichen Edelstahlanlagen Kontaminationsprobleme um etwa 95 Prozent reduziert, wie einige Studien im PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology belegen. Dies ist für Hersteller sinnvoll, die eine bessere Kontrolle über ihre Produktionsprozesse anstreben.

Ursachen: Anlagen-, Prozess- und menschliche Faktoren bei aseptischen Transferversagen

Konstruktionsmängel bei Anlagen und Transfereinrichtungen, die mikrobielle Kontamination ermöglichen

Wenn Übergabepunkte und Geräteschnittstellen nicht richtig ausgelegt sind, können sie zu Brutstätten für Kontaminationsprobleme werden, mit denen niemand rechnet. In der Praxis beobachten wir mehrere wiederkehrende Probleme: Ventile, die nicht vollständig durchgespült werden, hinterlassen Rückstände; Flansche, die nicht dicht genug verschlossen sind, ermöglichen das Eindringen von Kontaminanten; und jene komplizierten Schlauchanordnungen, in denen sich Biofilme besonders gern bilden. Die Situation verschärft sich noch, wenn bei Systemerweiterungen Edelstahlgeräte mit Einwegteilen kombiniert werden. Viele ältere Anlagen weisen immer noch tote Leitungsabschnitte auf, die länger als das 1,5-Fache des Rohrdurchmessers sind (wir sprechen hier von rund 30 % der bestehenden Systeme), wodurch Flüssigkeiten stagnieren und sich Krankheitserreger ungehindert vermehren können. Unsere thermischen Abbildungen zeigen zudem: Temperaturunterschiede an Verbindungsstellen führen regelmäßig zu Kondenswasserbildung, wodurch die sterile Umgebung, die wir aufrechterhalten wollen, faktisch zerstört wird. Die meisten Nachrüstprojekte übersehen diese grundlegenden Konstruktionsfehler vollständig, wodurch die Betreiber gezwungen werden, wieder auf manuelle Verfahren zurückzugreifen, die das Kontaminationsrisiko von vornherein erhöhen.

FDA 483 Trends: Humaner Fehlermuster bei der Validierung und Durchführung von aseptischen Transfers

Die FDA-Inspektionsberichte identifizieren durchgängig menschliche Faktoren als Hauptursache für Fehlwirkungen der aseptischen Übertragung. Die Analyse der Beobachtungen im Rahmen des Formulars 483 20232024 zeigt drei wiederkehrende Fehlermuster:

• Abweichungen beim Verfahren bei der Probenahme : 62% waren bei der Entnahme von Umwelt- oder Produktproben nach der Übertragung an falschen Luftreinigungstechniken beteiligt
• Variable-Verknüpfungen : Unvollständige Dokumentation bei Medienfüllsimulationeninsbesondere fehlende Wiederholung der Worst-Case-Übertragungswinkel oder -Dauer
• Mängel des Ausbildungssystems : Inkonsistente Kompetenzprüfung für die Durchführung von Integritätsprüfungen vor/nach der Verwendung (PUPSIT)

Eine unsachgemäße Anwendung des Drehmoments bei Schlauchverbindungen war für 38 % der menschlichen Abweichungen verantwortlich – die häufigste mechanische Störung. Die Abweichungsraten steigen um 300 %, wenn manuelle Transfers länger als 45 Minuten dauern, was die Notwendigkeit von fehlerunanfälligen Strategien wie automatischen Drehmomentanzeigern und Echtzeit-Überwachung der Einhaltung von Verfahren unterstreicht.

Einwegtechnologien, die eine robuste aseptische Übertragung ermöglichen

Aseptische Verbinder und sterile Schweissverbindungen: Validierte Lösungen für die geschlossene Systemübertragung

Einwegtechnologie (SUTs) verändert, wie wir aseptische Transfers mit gamma-bestrahlten Teilen, die bereits sterilisiert sind, handhaben. Diese Komponenten reduzieren den Aufwand für Reinigungsvalidierungen und verhindern Kreuzkontaminationen beim Wechseln von Chargen. Neuere Produkte wie aseptische Steckverbinder und sterile Schweißverbindungen schaffen vollständig geschlossene Flüssigkeitspfade, ohne dass menschliche Berührung erforderlich ist. Edelstahl-Anlagen waren früher Standard, wiesen aber Probleme mit mikrobiellem Eintrag auf. Nehmen Sie als Beispielstudie die Rapid-Transfer-Ports: Sie können Materialien in weniger als 15 Sekunden bewegen, während die ISO-Klasse 5 eingehalten wird – was besonders bei empfindlichen biologischen Produkten entscheidend ist. Eine umfangreiche Studie aus dem vergangenen Jahr untersuchte 17 verschiedene Standorte und fand nahezu eine 98 %ige Verringerung mikrobieller Probleme mit diesen neuen Methoden. Sterilitätsausfälle sanken von etwa 0,18 % auf kaum noch 0,003 % pro Charge. Der Markt für Einwegtechnologie expandiert ebenfalls rasant, jährlich um rund 32 % laut Grand View Research. Warum? Weil Chargenwechsel jetzt viel schneller erfolgen und die Rüstzeiten so um 80 % gesenkt werden. Zudem eliminieren die geschweißten Verbindungen das Risiko versagender Dichtungen durch menschliches Versagen. Auch finanziell lohnt sich der Einsatz: Anlagen sparen laut Ponemon Institute aus dem Jahr 2023 jährlich rund 740.000 US-Dollar an Validierungskosten und Ausfallzeiten.

Automatisierung und geschlossene Systemintegration als Zukunft der aseptischen Übertragung

Biopharma-Unternehmen bewegen sich schnell in Richtung Automatisierung und geschlossener Systeme, da manuelle aseptische Transfers den modernen Anforderungen nicht mehr gewachsen sind. Die neuesten Robotersysteme in Kombination mit diesen handschuhlosen Isolatoren, die SIP-Funktionen besitzen, reduzieren das Kontaminationsrisiko bei sachgemäß validierten Prozessen nahezu auf null und beschleunigen gleichzeitig die Abläufe erheblich. Die meisten neuen Fill-and-Finish-Anlagen setzen heutzutage ebenfalls auf handschuhlose Isolatoren. Solche Anlagen sparen etwa 40 % der HVAC-Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Reinräumen und gewährleisten während Schritten wie Lyophilisation und Verschließen ein hohes Maß an Sterilitätssicherheit, ohne manuelle Eingriffe zu benötigen. Überall befinden sich jetzt intelligente Sensoren, die Druckänderungen, Temperaturschwankungen überwachen und Dichtungen während des Produkttransports kontrollieren. Dadurch können Bediener frühzeitig eingreifen, sobald etwas beginnt, schiefzulaufen, anstatt auf Probleme zu warten. Wenn man alle diese Technologien betrachtet – Automatisierung, kontinuierliche Überwachung und Einwegsysteme – wird deutlich, warum sie genau jene häufigen menschlichen Fehler beheben, die in FDA-483-Berichten regelmäßig genannt werden. Während Pharma 4.0 sich weiterentwickelt, scheint diese Art vollständig integrierter, geschlossener Verarbeitung sich als Standardverfahren durchzusetzen. Sie eliminiert kritische Übergangspunkte, an denen Kontamination eindringen könnte, und ermöglicht eine reibungslosere Skalierung von kleinen Testchargen bis zur Vollproduktion, wobei sämtliche regulatorischen Vorgaben eingehalten werden.

FAQ

Was ist aseptischer Transfer?
Die aseptische Übertragung beinhaltet das Bewegen sterilisierter Materialien oder Produkte in einer pharmazeutischen oder biotechnologischen Produktionsumgebung, wobei eine Kontamination vermieden wird.

Warum stellt menschlich verursachte Kontamination eine Herausforderung bei der aseptischen Übertragung dar?
Manuelle Eingriffe können Risiken wie Handschuhperforationen, unsachgemäße aseptische Techniken und Verstöße gegen kontrollierte Luftumgebungen mit sich bringen.

Was ist Einwegtechnologie?
Einwegtechnologie bezeichnet vorsterilisierte Komponenten, die einmal verwendet und anschließend entsorgt werden, wodurch der Aufwand für Reinigungsvalidierungen und das Risiko von Kreuzkontaminationen verringert wird.

Wie profitiert die aseptische Übertragung von Automatisierung?
Automatisierung reduziert menschliche Fehler und optimiert Prozesse durch den Einsatz von Robotik und geschlossenen Systemen, wodurch eine bessere Sterilität und Einhaltung von Vorschriften sichergestellt wird.