Praxis der Sterilisation Desinfektion - Konservierung Keimidentifizierung - Betriebshygiene

Karl Heinz WallhauBer 5., vollig iiberarbeitete Auflage 130 Abbildungen, 434 Tabellen

1995 Georg Thieme Verlag Stuttgart • New York

XIV

Inhaltsverzeichnis

Kontaminationskeime - Biokontaminanten 1.1 1.2

1.3 1.4 1.4.1 1.4.2

1.4.2.1 1.4.2.2 1.4.3 1.4.4 1.5 1.6 1.6.1 1.6.1.1 1.6.1.2 1.6.1.3 1.6.2 1.6.2.1 1.6.2.2 1.6.2.3 1.7 1.7.1 1.7.2 1.7.2.1 1.7.2.2 1.7.3 1.7.4 1.7.5

Einordnung der Mikroorganismen in die belebte Welt Arbeiten und Verkehr mit Krankheitserregern und Organismen gemaBdem Gentechnikgesetz vom20 Junil990 Mikrobieller Verderb - mikrobielle Reinheit Grundregeln guter mikrobiologischer Technik Rechtsgrundlagen. Richtlinien zum Schutz vor Gefahren durch in vitro neukombinierte Nukleinsauren LaborsicherheitsmaBnahmen . . . ProduktionssicherheitsmaBnahmen Entsorgung von Laborabf alien (Abfallbeseitigungsgesetz) Unfallverhiitungsvorschrift Biotechnologie GroBenverhiiltnisse Wachstum und Vermehrung . . . . BestimmungderBiomasse Gravimetrische Methode Volumetrische Methode Turbidimetrische Methode BestimmungderKeimzahl Mikroskopische Direktzahlmethoden Physikalische Partikelzahlmethoden Kulturverfahren . . . . Isolierungsverfahren . . Ausstrichmethode .. Abklatschmethode (AbdruckoderKontaktmethode) Direkte Abklatschmethode Indirekte Abklatschmethode . . . . Abschwemmethode (Abstrichoder Abspiilmethode) Abspiilmethode mit dem Keimsammler nach Thran . . . Isolierungvon Anaerobiern . . . .

1.8 1 1.8.1 1.8.2 3 5 7 8

9 10

1.8.2.1 1.8.2.2 1.8.2.3 1.9 1.9.1 1.9.2 1.9.3 1.9.3.1 1.9.3.2

10 10 13 14 14 18 18 19 19 19

1.9.3.3 1.9.3.4 1.10 1.10.1 1.10.2

1.10.3

21 22 23 49 49

1.10.3.1 1.10.3.2 1.10.3.3 1.10.3.4

49 49 50

1.10.4

50 50 50

1.10.5 1.10.6

1

Charakterisierung der isolierten Kontaminationskeime 51 Grobe Zuordnung der Keime nach dem Verhalten bei der Isolierung . 51 Orientierende mikroskopische Priifung 51 Direktpraparat 51 Ausstrichpraparat 52 Gramfarbung 52 Identifizierung der Kontaminationskeime 53 Klassifizierung-Taxonomie . . . . 53 IdentifizierungvonBakterien . . . 54 Identifizierung von Pilzen 67 KulturelleMerkmale 69 Morphologische und physiologische Merkmale 69 Systematische Einteilung der Pilze 72 Bestimmungsschliissel fur einige wichtige Pilzarten 76 Viren als Kontaminanten 83 Allgemeine Bemerkungen 83 Verminderung des Risikos von Hepatitisvirusinfektionen bei den Empfangern von humanen Blutund Plasmaprodukten 85 AIDS-Viren (HIV) als neue Gefahr neben dem Hepatitisviren in humanen Blut- und Plasmapraparaten 90 Erhitzenauf60°Cfurl0Stunden . 90 Behandlung mit B-Propiolacton in Kombination mit UV-Strahlen . 94 Desinfektion beim Umgang mit Hepatitisviren 94 Desinfektion beim Umgang mit Aidsviren 96 Minderung des Infektionsrisikos beim Einsatz tierischer Ausgangsstoffe zur Herstellung von Arzneimitteln 96 Risikobewertung der Viren 99 Viruswirksame Desinfektion . . . . 99

Inhaltsverzeichnis

Qualitat und Qualitatsforderungen 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.2.1 2.5.2.2 2.5.2.3

Definition Qualitatssicherung Qualitatsplanung Qualitatslenkung (Qualitatssteuerung) InprozeBkontrollen Qualitatsprufung Prufzertifikat Qualitatsnormen (Qualitatsstandards) Qualitatsnormen fur den pharmazeutischen Bereich Qualitatsnormen fur den kosmetischenBereich Qualitatsnormen fiir den Lebensmittelbereich

106 107 107 107 107 107 107 107

2.5.3 2.5.3.1 2.5.3.2 2.5.3.3 2.5.4 2.5.4.1

109 2.5.4.2

106 PriifungaufSterilitat Durchfuhrung der Sterilitatspriifung Priifungauf Abwesenheit von Mycobacterium tuberculosis . Priifungauf Abwesenheit von Mykoplasmen Priifungauf mikrobielle Verunreinigungen(mikrobielleReinheit). . Qualitatssicherungssystem zur Wahrung mikrobieller Reinheit Durchfuhrung der Priifung

3.2.1 3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.4 3.2.1.5

3.2.1.6 3.2.2 3.2.2.1 3.2.2.2 3.2.2.3 3.2.3 3.2.3.1 3.2.3.2 3.2.3.3 3.2.3.4 3.2.3.5 3.2.4 3.2.4.1

Mikrobielle Biotope Moglichkeiten zur Einschleppung von Mikroorganismen Reine Raume - reine Bereiche kritische Bereiche HerstellungsterilerPraparate . . . Einschleppen von Keimen durch die Luft im medizinischen Bereich ,,Laminar-flow"-System Klimaanlagen Einschleppung von Mikroorganismen bei der Fertigung von Kosmetika Funktionskontrollen Keimabgabe durch das Personal . . TypischeKeimartenaufderHaut . Mundflora Typische Keime im NasenRachen-Raum HygienemaBnahmen im Personalbereich Arztliche Uberwachung des Personals Handedesinfektion Erste-Hilfe-Antiseptika Handedesinfektion bei der Lebensmittelverarbeitung Handetrockner SchutzfunktionderArbeitskleidung Anforderungen im aseptischen Bereich

112 116 122 125 125

126 128

Ill 112

Herkunft und Ubertragung von Kontaminationskeimen 3.1 3.2

XV

159

3.2.4.2

160

3.2.5

161 162

3.2.5.1 3.2.5.2 3.2.6

164 165 167

3.2.6.1

168 168 174 174 176

3.2.6.2 3.2.6.3 3.2.6.4 3.2.6.5 3.2.7

176

3.2.7.1

176

3.2.7.2

'77 178 183

3.2.8

185 185 '^ 186

3.2.8.1 3.2.8.2 3.2.8.3 3.2.9

Arbeitskleidunginderkosmetischen und Lebensmittelindustrie . Keimabgabe durch den Arbeitsraum FuBboden Wande und Decken Raumreinigungund Raumdesinfektion Anforderungen an die Raumdesinfektion - Festlegung eines Desinfektionsprogramms Desinfektion-Sanitation Flachendesinfcktionsmittel FuBbodenkeimzahleninden verschiedenen Reinraumklassen . Raumdesinfektion Keimabgabe durch Instrumente und Gcratc Desinfcktionsmittel zur Instrumentendesinfektion DesinfektionsvorschlagefiirmedizinischeGeratc Keimeinschleppung durch das Ausgangsmaterial (Rohstoffc) • • . Eintcilung der Rohsloffe in Produktklasscn Kcimgchalt in pharma/cutischen undkosmetischen Rohstoffcn . . . Kcimgchalt in Lcbensmitteln . . . . Keimeinschleppung durch dasWasser

159

193 194 194 194 195

195 196 196 202 203 205 206 209 2(W 2(W 213 214 217

XVI

Inhaltsverzeichnis

3.2.9.1

Aufbereitung des Rohstoffes Wasser 3.2.9.2 Trinkwasser 3.2.9.3 WasserfiirLebensmittelbetriebe . 3.2.9.4 Gereinigtes Wasser (Aqua purificata),VE-Wasser, E-Wasser . . . . 3.2.9.5 Wasser fur Injektionszwecke (Aquaadinjectabilia) 3.2.9.6 KeimfloraverschiedenerWasserspezifikationen 3.2.10 Keimeinschleppung durch das Verpackungsmaterial 3.2.10.1 Anforderungen an Behaltnisse furdieProduktkategorie I 3.2.10.2 Sterile Packmaterialien fur Salben 3.2.10.3 Anforderungen an Behaltnisse fiirdie Produktkategorie II und III

217 219 223 223 229 233 237 237 237

3.2.10.4 Direktabfiillung in frischverblasene Kunststoffbchaltcr 3.2.10.5 Prufung von Kunststoffbehaltem aufDichtigkcit 3.2.10.6 Sterilisation von Kunststoffbehaltern und andcrcn Packmaterialien 3.2.10.7 Hygienische Verpackung von Lebensmitteln 3.2.10.8 BeurteilungderPackmittel ausmikrobiologischerSicht 3.2.10.9 Keimgehalt von gespiiltem EBgcschirr und Kunststoffmatcrial 3.2.11 Keimeinschleppung durch Insektcn

4.1.3 4.1.3.1 4.1.3.2 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.1.1 4.2.1.2 4.2.1.4 4.2.1.3 4.2.1.4 4.2.1.5 4.2.1.6 4.2.1.7 4.2.1.8 4.2.1.9

Stcrilisationsverfahren Definition und Erlauterungen . . . WertungderSterilisationsmethoden Validierung eines Sterilisationsprozesses Kriterien zur Validierung eines Sterilisationsprozesses Produktspezifische ProzeBvalidierunginderEntwicklungsphase . . . Auswahl einer gecigneten Sterilisationsmethode Sterilisation durch Hitze (thermischeSterilisationsmethoden) . . . . Verfahren unter Venvendung von feuchter Hitze Grundbegriffe Abtotungvon Mikroorganismen durch feuchte Hitze Auswahl des Autoklaven-Sterilisationsverfahrens Vorausplanung und Validierung des Sterilisationsprozesses ErhitzenmitBakteriziden Sterilisation im Autoklaven Dampfsterilisation-Geratetypen . Kontrollen zur Uberwachung des Sterilisationsprozesses EinfluB der Verpackung aufdieDampfsterilisation Weitere Sterilisationsverfahren unter Verwendung feuchter Hitze .

240

240 242 242 246 246

237

Verfahren zur Verminderung der Keimzahl 4.1 4.1.1 4.1.2

240

250 250 252 252 253 253 253 255 255 255 258 264 268 271 272 274 277 280 280

4.2.1.10 Aseptische Verfahren (Stcrilverfahren) in der Lcbcnsmittclindustrie 4.2.1.11 Sterilisation unter Verwendung von Mikrowellcn 4.2.1.12 Weitere Verfahren unter Verwendung von feuchter Hitze zur selektiven Verminderung der Keimzahl (Zusatzbehandlungcn bei aseptisch hergestellten Produkten) . . . 4.2.2 Verfahren unter Verwendung von trockener Hitze 4.2.2.1 Sterilisation durch Ausgliihen . . . 4.2.2.2 Sterilisation durch Verbrennen . . 4.2.2.3 Sterilisation durch Abflammen (Flambieren) 4.2.2.4 Sterilisation im HeiBluftsterilisator 4.2.2.5 Kontrollen zur Uberwachung der Trockenhitze-Sterilisationsprozesse 4.3 Sterilisation mit mikrobiziden Gasen 4.3.1 Sterilisation mit Ethylenoxid . . . . 4.3.1.1 Eigenschaften von Ethylenoxid . . 4.3.1.2 Ethylenoxid-Sterilisiergasgemische 4.3.1.3 Toxizitat 4.3.1.4 Nachweis 4.3.1.5 Beeinflussung des Sterilisationsverfahrens 4.3.1.6 Sorption von Ethylenoxid durch Verpackung und Gut

248

281 283

284 286 286 286 286 287

295 296 297 298 298 298 299 300 301

Inhaltsverzeichnis 4.3.1.7 4.3.1.8 4.3.1.9 4.3.1.10 4.3.1.11 4.3.1.12 4.3.1.13

4.3.2 4.3.2.1 4.3.2.2

4.3.2.3 4.3.2.4 4.3.3 4.3.3.1 4.3.3.2 4.3.3.3

4.3.4 4.3.4.1 4.3.4.2 4.3.4.3

4.3.4.4 4.3.4.5 4.3.4.6 4.3.5 4.4 4.4.1 4.4.1.1 4.4.1.2 4.4.1.3 4.4.1.4 4.4.1.5

Antimikrobielle Wirkung des Ethylenoxids Durchfuhrung der Ethylenoxidsterilisation Kontrollen zur Uberwachung des Sterilisationsprozesses Desorptionszeit KontrollederRuckstande Anwendungsgebiete Resterilisation und Wiederverwendung von arztlichen Einmalinstrumenten in Krankenhausern Sterilisation mit Formaldehyd . . . Allgemeine Bemerkungen Formaldehyd-Wasserdampf-Sterilisation fur thermolabile Instrumente Formaldehydraumdesinfektion . . Anlagensterilisation mit Formaldehyd Sterilisation mit B-Propiolacton (BPL) Allgemeine Angaben Mikrobizide Eigenschaften Faktoren, die einen EinfluB auf die mikrobizide Wirkung haben Sterilisation (Desinfektion) mitOzon Allgemeine Bemerkungen Mikrobizide Wirkung des Ozons . . Faktoren,dieeinenEinflu6 auf die mikrobizide Wirkung des Ozons haben Inaktivierung von Pyrogenen . . . . Einsatzbereiche Ozonnachweis Kohlendioxidbegasung zur Keimverminderung und Entwesung . . . Sterilisation durch Bestrahlung . . Sterilisation mit ionisierenden Strahlen Gebrauchliche Dosierungseinheiten Durchdringungsvermogen (Penetration) BeeinflussungvonMikroorganismen und Viren EinfluB verschiedener Faktoren auf die mikrobizide Wirkung . . Wirkungsmechanismus bei der Abtotungvon Mikroorganismen

4.4.1.6

301 302 304 306 307 308

308 309 309

310 311 312 312 312 314

314 315 315 316

316 317 317 317 317 318 318 319 319 320 321 322

Validierung des Strahlensterilisationsprozesses 4.4.1.7 Dosimetrie 4.4.1.8 Bioindikatoren zur Verfahrungskontrolle 4.4.1.9 InprozeBkontrollen (Routinekontrollen) 4.4.1.10 Sichtkontrolle (Strahlensensor) . . 4.4.1.11 Einsatzbereiche der Strahlensterilisation 4.4.1.12 Strahlenpasteurisierung 4.4.2 Behandlung mit ultravioletten Strahlen 4.4.2.1 Eigenschaften und Erzeugung von UV-Strahlen 4.4.2.2 UV-Strahler 4.4.2.3 Durchdringungsvermogen 4.4.2.4 Letaldosis fiir verschiedene Mikroorganismen 4.4.2.5 Wirkungsmechanismus 4.4.2.6 EinfluB verschiedener Faktoren auf die mikrobizide Wirkung . . . . 4.4.2.7 Einsatzbereiche fiir UV-Strahlen in der Praxis 4.4.2.8 KontrollederStrahlungsleistung . 4.4.3 Behandlung mit Mikrowellen . . . 4.4.3.1 Allgemeine Bemerkungen 4.5 Aseptische Arbeitsverfahren (Sterilverfahren) 4.5.1 Definition 4.5.2 ValidierungaseptischerProzesse . 4.5.3 Laufende, jedoch nichtchargengebundene InprozeBkontrollen . . 4.5.4 Entkeimungsfiltration-Keitnfiltration - Sterilfiltration - Mikrofiltration, mechanische Sterilisation . 4.5.4.1 Definition und Problematik 4.5.4.2 Begriffe 4.5.4.3 Auswahl eines geeigneten Filtrationssystcms 4.5.4.4 Validierung der Entkeimungsfiltration 4.5.4.5 GeratezurUberpriifungder Intcgritat von Membranfiltern 4.5.4.6 InprozeBkontrollen beim Verbraucher 4.5.4.7 Filtergeriite zur Entkeimungsfiltration 4.5.4.8 Filtermaterialicn zur Entkeimungsfiltration 4.5.4.9 Mogliche Zusatzbehandlungen zur Keimfiltration 4.5.5 EntkeimungsfiltrationbciGasen .

XVII

322 323 324 324 325 325 330 330 331 332 333 333 334 334 335 337 337 337 338 338 339 340

340 340 341 350 352 354 357 35