Die Wahl des richtigen Containment-Systems – Isolatoren, Biosicherheitskabinen (BSCs) oder Barrieresysteme mit eingeschränktem Zugang (RABS) – hat Auswirkungen auf die Sterilität, die Einhaltung von Vorschriften und die Effizienz bei der aseptischen Herstellung.
Die Aufrechterhaltung einer strengen Sterilität in der pharmazeutischen Fertigung ist nicht verhandelbar. Regulatorische Rahmenbedingungen wie Anhang 1 des Eudralex-Bandes 4 der Europäischen Union betonen die Notwendigkeit, die richtigen Eindämmungstechnologien auszuwählen, um Kontaminationen zu verhindern. Unter den verfügbaren Optionen spielen Isolatoren, Biosicherheitswerkbänke (BSCs) und Barrieresysteme mit eingeschränktem Zugang (RABS) jeweils eine Rolle bei der aseptischen Verarbeitung. Isolatoren werden jedoch zunehmend als Goldstandard anerkannt, da sie eine überlegene Sterilitätssicherung und Betriebseffizienz bieten.
In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede, Vorteile und Einschränkungen dieser drei Technologien untersucht, um Fachleuten in der Biotechnologie und pharmazeutischen Fertigung zu helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Isolatoren: die leistungsstarke Containment-Lösung
Was sind Isolatoren?
Isolatoren schaffen eine versiegelte Umgebung, die den Prozess durch physische Barrieren vor Kontamination schützt. Die Bediener interagieren mit dem Innenraum über Handschuhöffnungen, wodurch eine vollständige Trennung zwischen Personal und aseptischer Zone gewährleistet ist.
Vorteile von Isolatoren:
- Unübertroffene Sterilitätssicherheit: Isolatoren erreichen einen Sterilitätssicherheitswert (Sterility Assurance Level, SAL) von 10⁻⁶, wodurch das Kontaminationsrisiko im Vergleich zu 10⁻³ SAL bei BSCs erheblich reduziert wird.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Anhang 1 hebt Isolatoren als eine erstklassige Lösung zur Reduzierung der Kontamination durch Personal, Materialien und die Umwelt hervor.
- Geringere Reinraumanforderungen: Im Gegensatz zu BSCs, die einen Reinraum der Klasse B erfordern, können Isolatoren in einer Umgebung der Klasse C oder einer nicht klassifizierten Umgebung betrieben werden, wodurch die Kosten für die Einrichtung gesenkt werden.
- Automatisierte Dekontamination: Die meisten Isolatoren verwenden eine validierte Wasserstoffperoxiddampf-Dekontamination, die eine gleichbleibende und zuverlässige Sterilität gewährleistet.
- Einsparungen bei den Betriebskosten: Ein geringerer HLK-Bedarf, weniger Bedarf an Schutzkleidung und eine höhere Arbeitseffizienz tragen zu langfristigen finanziellen Vorteilen bei.
Einschränkungen:
- Höhere Anfangsinvestitionen: Die Anschaffungskosten für Isolatoren sind erheblich, ebenso wie die verlängerten Implementierungszeiten.
- Komplexe Wartung: Eine langfristige luftdichte Versiegelung erfordert eine spezielle Wartung.
Biosicherheitswerkbänke: zugänglich, aber eingeschränkt
Was sind Biosicherheitswerkbänke?
BSCs sind Containment-Systeme mit offener Front, die mithilfe von Luftströmung aseptische Bedingungen schaffen. Sie sind in verschiedenen Klassen (I, II oder III) erhältlich, die jeweils unterschiedliche Schutzstufen für Bediener und Produkte bieten.
Vorteile von BSCs:
- Kosteneffizient für den Einsatz in kleinem Maßstab: BSCs haben geringere Anschaffungskosten und eignen sich daher für kleine oder unkritische aseptische Aufgaben.
- Leichter Zugang: Offene Designs erleichtern Aufgaben, die häufige manuelle Eingriffe erfordern, wie z. B. Probenahmen und Zellkulturen in kleinem Maßstab.
Einschränkungen:
- Geringere Sterilitätssicherheit: Mit einem SAL von 10⁻³ sind BSCs anfälliger für Kontaminationen durch Bewegungen des Bedieners und Unterbrechungen der Luftströmung.
- Hohe Reinraumanforderungen: BSCs erfordern einen Reinraum der Klasse B, um aseptische Bedingungen aufrechtzuerhalten, was die Betriebskosten erhöht.
- Manuelle Dekontamination: Die Abhängigkeit von manueller Reinigung führt zu Schwankungen und verringert die Sterilitätskonsistenz.
- Herausforderungen bei der Einhaltung von Vorschriften: Die Einhaltung der Normen des Anhangs 1 erfordert häufig zusätzliche Infrastruktur- und Verfahrenskontrollen.
Zugangsbeschränkungssysteme: ein flexibler Kompromiss
Was sind RABS?
RABS verfügen über starre Barrieren und einen kontrollierten Luftstrom und bilden ein halbgeschlossenes System. In Notfällen können Bediener auf die aseptische Zone zugreifen, was zu Schwankungen beim Kontaminationsrisiko führt.
Vorteile von RABS:
- Bessere Eindämmung als bei BSCs: RABS bieten eine bessere Trennung zwischen Personal und aseptischen Bereichen als BSCs.
- Geringere Kapitalkosten als Isolatoren: RABS sind zwar nicht so robust wie Isolatoren, stellen aber eine Lösung mit geringeren Investitionskosten dar.
Einschränkungen:
- Inkonsistente Dekontamination: Die manuelle oder halbautomatische Reinigung ist weniger zuverlässig als die vollautomatische Dekontamination in Isolatoren.
- Interventionsrisiken: Das Öffnen von Systemtüren während des Betriebs erhöht das Kontaminationsrisiko, insbesondere bei Prozessen mit vielen Eingriffen.
- Regulatorische Überlegungen: Anhang 1 empfiehlt Isolatoren für die aseptische Verarbeitung und sieht RABS als sekundäre Option vor.
Betriebliche Überlegungen
| Faktor | BSCs | RABS | Isolatoren |
|---|---|---|---|
| Sterilitätssicherungslevel (SAL) | 10⁻³ SAL (3-Log-Reduktion) | 10⁻⁴ SAL (4-Log-Reduktion) | 10⁻⁶ SAL (6-Log-Reduktion) |
| Anhang 1-Compliance | Herausforderungen bei Transfers | Teilweise nachweisbare Compliance | Nachweisbare Compliance |
| Desinfektion | Manuelles Abwischen | Manuell bis halbautomatisch | Automatisierte Dekontamination |
| Datenmanagement | Manuelle Protokollierung | Teilautomatische Protokollierung | Automatisierte GMP-Daten |
| Geräteintegration | Einfach / Tischgeräte | Mittlere Integration | Vollständig integriert |
| Betriebskosten | Höher | Mittel | Niedriger |
| Investitionskosten | Geringer pro Einheit | Mittel pro Einheit | Höher pro Einheit |
Warum Isolatoren der Goldstandard sind
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
In Anhang 1 werden Isolatoren zur Minimierung der Kontamination durch Personal und Umwelteinflüsse priorisiert. Ihre validierten Designs und automatisierten Systeme machen sie zur ersten Wahl für Anwendungen mit hohem Risiko.
Betriebliche Effizienz
Isolatoren reduzieren den HLK-Bedarf, die Anforderungen an die Bekleidung und die Wartungskosten für Reinräume. Die Anfangsinvestition ist zwar höher, doch diese Einsparungen summieren sich im Laufe der Zeit.
Sicherheit und Leistung
Mit der höchsten Sterilitätssicherheitsstufe (10⁻⁶ SAL) und der Fähigkeit, sowohl gefährliche Materialien als auch empfindliche aseptische Prozesse zu handhaben, sind Isolatoren die optimale Wahl für die pharmazeutische Herstellung und fortschrittliche Therapien.
Abschließende Gedanken: eine strategische Entscheidung
Die Wahl zwischen Isolatoren, BSCs und RABS hängt von den behördlichen Anforderungen einer Einrichtung, dem Betriebsumfang und langfristigen Investitionsüberlegungen ab.
Für die Herstellung großer Mengen oder die strenge Gewährleistung der Sterilität sind Isolatoren die überlegene Wahl. Sie entsprechen den Richtlinien des Anhangs 1, senken die langfristigen Kosten und bieten eine beispiellose Kontaminationskontrolle.
Für kleinere Betriebe oder Anwendungen mit geringerem Risiko sind BSCs oder RABS ausreichend – allerdings mit Abstrichen bei der Gewährleistung der Sterilität und der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Da sich die Branche weiterentwickelt und die regulatorischen Erwartungen steigen, werden Isolatoren die aseptische Fertigung dominieren und höchste Qualitäts- und Sicherheitsstandards für pharmazeutische und biotechnologische Anwendungen gewährleisten.
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