A Strategie zur Kontaminationskontrolle (CCS) ist eine umfassende, dokumentierte Rahmen Das CCS legt den formalen Ansatz für das Management von Risiken für die Produktqualität durch alle Formen von Kontamination fest. Es ist ein lebendiges Dokument, das weit über die Anlagenplanung hinausgeht und unterschiedliche Elemente wie Personalschulung, Materialtransferprotokolle, Prozessabläufe, Umweltüberwachung und Versorgungsqualifizierung in einem einzigen, schlüssigen Plan integriert. Das CCS ist nicht nur eine Zusammenfassung bestehender Verfahren; es ist die strategische Begründung auf der Grundlage des Risikomanagements, die definiert, warum bestimmte Kontrollen implementiert werden, wie sie überwacht werden und welche Maßnahmen ergriffen werden, wenn sie vom beabsichtigten Kontrollzustand abweichen.
Der Reinraum ist eine der physischen Komponenten, unterliegt aber grundsätzlich dem CCS. Seine Klassifizierung, Betriebsparameter und Überwachungsgrenzen sind direkte Ergebnisse der in der Strategie beschriebenen Risikobewertungen. Das CCS liefert die Begründung für die Existenz des Reinraums und diktiert seine Leistungsanforderungen zur Minimierung identifizierter Kontaminationsrisiken.
Die wichtigsten Erkenntnisse
- CCS sollte auf den Grundsätzen des Qualitätsrisikomanagements (QRM) aufbauen.
- Ganzheitliche, anlagenweite Implementierungsstrategie.
- Definieren und überwachen Sie kritische Kontrollpunkte.
- Eine primäre Kontaminationsquelle ist das Personal.
- Proaktive und kontinuierliche Umweltüberwachung.
- Führen Sie strenge Material- und Abfallkontrollen durch.
- Prozessdesign zur Minimierung der Exposition
- Stellen Sie die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sicher (z. B. Anhang 1).
Was ist eine Kontaminationskontrollstrategie (CCS)?
Eine Kontaminationskontrollstrategie (CCS) ist ein formelles, umfassendes und aktuelles Dokument, das den gesamten Ansatz eines Herstellers zur Minimierung der Kontamination seiner Produkte definiert.
Im Auftrag der überarbeiteten EU GMP Anhang 1, dessen Hauptzweck darin besteht, von einer fragmentierten Sammlung separater Verfahren (für Reinigung, Umkleiden, Überwachung usw.) zu einer einzigen, ganzheitlichen Strategie überzugehen, die ein umfassendes Verständnis aller potenziellen Kontaminationsrisiken und die wissenschaftliche Begründung für die zu ihrer Minderung eingeführten Kontrollen erkennen lässt.
Die Philosophie hinter dem CCS ist, dass Sterilität und Produktqualität nicht durch eine einzelne Maßnahme erreicht werden, sondern durch die kumulative Wirkung einer Reihe miteinander verbundener Kontrollen. Das CCS ist das Hauptdokument, das jede potenzielle Kontaminationsquelle - in Form von Partikeln - identifiziert, mikrobiell, Endotoxine/Pyrogene und Chemikalien - und beschreibt, wie die Kombination aus Anlagenkonzeption, Ausrüstung, Verfahren und Überwachungsprogrammen zusammenwirken, um das Produkt während seines gesamten Lebenszyklus zu schützen.
Schlüsselelemente einer Kontaminationskontrollstrategie
1. Anlagen- und Gerätedesign
Dieses Element ist die physikalische Grundlage der Kontaminationskontrollstrategie. Es reicht nicht aus, einen Reinraum zu haben; Sie müssen begründen Warum Es wurde so konzipiert, dass es auf der Grundlage des Risikos konzipiert wurde.
Begründung für das Design: Das CCS muss die Logik hinter dem Layout der Anlage detailliert darlegen, einschließlich unidirektionaler Flüsse für Personal, Material, Ausrüstung und Abfall, um Verwechslungen und Rückwege von “schmutzigen” zu “sauberen” Bereichen zu vermeiden. Es muss die folgenden Punkte wissenschaftlich begründen Druck Kaskaden zwischen Räumen (z. B. wird im Reinraum der Klasse B ein erheblicher Überdruck gegenüber dem umgebenden Bereich der Klasse C aufrechterhalten), wobei Daten aus dem Gebäudemanagementsystem (BMS) bereitzustellen sind, um nachzuweisen, dass diese Unterschiede kontinuierlich aufrechterhalten werden. Die Konstruktion von Material- und Personalschleusen, einschließlich ihrer Verriegelungsmechanismen und Spülzeiten, muss als kritische Kontrollpunkte rationalisiert werden.
Gerätedesign: Die Kontaminationskontrollstrategie rechtfertigt die Auswahl der Prozessausrüstung auf der Grundlage ihrer Fähigkeit, die Kontamination zu mindern. Dazu gehört die Festlegung hygienischer Konstruktionsmerkmale wie spaltfreie Oberflächen, Edelstahl 316L und Tri-Clamp-Anschlüsse, um eine mikrobielle Besiedlung zu verhindern und eine effektive Reinigung zu erleichtern. Entscheidend ist, dass die Gründe für den Einsatz fortschrittlicher aseptischer Verfahren dargelegt werden. Technologien. So würde beispielsweise die Verwendung eines Sperrsystems mit eingeschränktem Zugang (RABS) oder eines vollständig umschlossenen Isolators durch den Verweis auf eine Risikobewertung gerechtfertigt (FMEA), die zeigt, dass diese Technologien das Risiko einer Kontamination durch den Bediener im Vergleich zu einem konventionellen offenen Reinraum deutlich verringern.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Band 4 – Anhang 1: „Herstellung steriler Arzneimittel“ (August 2022), insbesondere Abschnitt 4 „Räumlichkeiten“.
- FDA: Code of Federal Regulations, Titel 21, Teil 211.42, „Design- und Konstruktionsmerkmale“ und 211.46, „Belüftung, Luftfilterung, Luftheizung und -kühlung“.
Tipp: Nutzen Sie Computational Fluid Dynamics (CFD)-Modelle während der Planungsphase eines neuen Reinraums oder der Installation neuer Geräte. Ergänzen Sie diese Modelle während der Qualifizierung durch physikalische Rauchstudien. Die visuellen Nachweise dieser Studien liefern unwiderlegbare, wissenschaftlich fundierte Beweise dafür, dass Ihre Luftströmungsmuster unidirektional sind und die kritische Zone effektiv vor Kontamination schützen. Dies ist bei einem Audit weitaus aussagekräftiger als die bloße Darstellung von Daten zu Luftgeschwindigkeit und Druckdifferenz.
2. Personal
Dieses Element berücksichtigt, dass Menschen die Hauptquelle mikrobieller und partikulärer Kontamination in einem Reinraum sind.
Kleidung: Die Kontaminationskontrollstrategie beschreibt das gesamte Bekleidungssystem, nicht nur das Verfahren. Dazu gehört auch die Materialkunde, die hinter den ausgewählten Kleidungsstücken steht (z. B. nicht scheuernd, flüssigkeitsbeständig), die Validierung des Sterilisationszyklus und die Ergebnisse der Qualifikationsstudien für die Einkleidung der einzelnen Mitarbeiter. Diese Studien müssen objektive Daten liefern (z. B. Kontaktplatten von Handschuhen und Ärmeln), um nachzuweisen, dass eine Person die Schutzkleidung anlegen kann, ohne die Sterilität der Kleidung zu gefährden.
Schulung und aseptische Technik: Die Strategie geht über einfache Verfahrensschulungen hinaus. Sie beschreibt ein formales Qualifizierungsprogramm, bei dem Bediener ihre Kompetenz in aseptischen Handhabungen nachweisen müssen, häufig durch die erfolgreiche Teilnahme an Media Fills (Simulationen aseptischer Prozesse). Das CCS betont das „Warum“ hinter den Regeln und stellt sicher, dass das Personal die mikrobiologischen Prinzipien der Kontaminationskontrolle versteht, beispielsweise die Bedeutung langsamer, bewusster Bewegungen zur Vermeidung von Luftturbulenzen.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex - Band 4 - Anhang 1 (August 2022), Abschnitt 7, “Personal”.”
- FDA: Code of Federal Verordnungen, Titel 21, Teil 211.28, “Verantwortlichkeiten des Personals” und 211.113, “Kontrolle der mikrobiologischen Kontamination”.”
Tipp: Durchführung einer “Human Factors”-Studie für Ihre kritischsten aseptischen Eingriffe. Anstatt einfach ein Verfahren zu schreiben, beobachten Sie das Personal bei der Durchführung der Aufgabe und analysieren Sie die Ergonomie und kognitive Belastung. Ein Verfahren, das schwierig, umständlich oder verwirrend ist, stellt ein Kontaminationsrisiko dar. Die Vereinfachung des Verfahrens auf der Grundlage von Human Factors Engineering ist eine proaktive Kontrolle, die weitaus effektiver ist als die einfache Umschulung des Personals auf ein fehlerhaftes Verfahren.
3. Utilities
Utilities that contact the product or product-contact surfaces are a direct potential pathway for contamination.
Control of critical utilities: the Contamination Control Strategy provides a comprehensive overview of the design, validation, and ongoing monitoring of critical utility systems. For a Water-for-Injection (WFI) system, it would detail the continuous hot-loop circulation (>80°C) to prevent biofilm formation, the validation of the multi-stage purification process, and the routine monitoring program for bioburden, endotoxin, Total Organic Carbon (TOC), and conductivity. Similarly, it would describe the filtration (e.g., sterile 0.22 µm filters) and qualification of process gases like compressed air or nitrogen that come into direct product contact.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Volume 4 – Annex 1 (August 2022), Section 6, “Utilities.”
- FDA: Code of Federal Regulations, Title 21, Part 211.63, “Equipment design, size, and location,” supported by the principles in the “Guidance for Industry: Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice.”
Application example: the CCS for a biologics facility details the risk assessment for the process air system. It identifies the point-of-use sterile filters on the bioreactor air inlet as Critical Control Points. The strategy can mandate an integrity test of these filters not only before the batch (pre-use) but also after the batch is harvested (post-use, pre-sterilization) to prove the filter remained integral throughout the entire cell culture process, thus ensuring the batch was protected.
Tipp: use online Total Organic Carbon (TOC) monitoring in your WFI loop not just as a quality attribute test, but as a leading indicator for system health. Establish a tight internal alert limit, well below the official action limit. A slow, upward trend in TOC levels is often the very first sign of developing biofilm in the system, allowing maintenance to intervene with sanitization cycles long before a significant microbial or endotoxin event occurs.
4. Raw Materials and Components
Contamination control begins with the materials that enter the facility.
Bioburden and endotoxin control: Der CCS umreißt eine proaktive Strategie für das Management der mikrobiellen Qualität aller eingehenden Materialien. Dazu gehört die Festlegung von Spezifikationen für den Bioburden- und Endotoxingehalt von Rohstoffen, Primärverpackungen (Fläschchen, Stopfen) und Komponenten mit Produktkontakt. Diese Daten sind von entscheidender Bedeutung, da sie zur Validierung der Robustheit nachgeschalteter Entfernungs- oder Sterilisationsschritte verwendet werden (z. B. zum Nachweis, dass ein Autoklavenzyklus die erforderlichen Werte erreichen kann). Sterilitätssicherungsgrad auf der Grundlage der maximalen potenziellen Ausgangsbioburden).
Supplier management: this section details the risk-based supplier qualification program. It describes how suppliers of critical components are audited and qualified, and the role of formal Quality Agreements in defining quality responsibilities. It also specifies the program for periodically verifying a supplier’s Certificate of Analysis (CoA) through in-house testing to ensure ongoing consistency and control.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Volume 4 – Part I, Chapter 5, “Production” and Chapter 7, “Outsourced Activities.”
- FDA: Code of Federal Regulations, Title 21, Part 211.84, “Testing and approval or rejection of components, drug product containers, and closures.”
Tipp: implement a risk-based program for your incoming component testing that goes beyond the standard pharmacopeia. For stoppers used in sensitive biologic drug products, your CCS should include a testing regime for extractables and leachables under worst-case conditions to ensure that no compounds that could degrade the drug molecule are introduced from the component itself.
Bioburden Details
The bioburden refers to the population of viable microorganisms present on a surface, in a liquid, or within a raw material before it undergoes a sterilization or disinfection process.
Diese mikrobielle Belastung, die in Kolonie bildenden Einheiten (KBE) gemessen wird, ist ein wichtiger Indikator für die Sauberkeit des Herstellung Umwelt und ein entscheidender Faktor für die Gewährleistung der Produktsicherheit und -wirksamkeit.
The primary goal in these industries is to maintain a low bioburden to minimize the challenge to the final sterilization process and to prevent product contamination. High bioburden levels can compromise the sterility of a product, potentially leading to infections in patients or defects in sensitive electronic components.
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Bioburden in the pharmaceutical industry The pharmaceutical industry operates under stringent regulatory requirements to control microbial contamination. The United States Pharmacopeia (USP) provides specific guidelines for bioburden limits in both sterile and non-sterile drug products. Non-sterile products: Bei nicht sterilen Arzneimitteln variieren die zulässigen Keimzahlen je nach Verwendungszweck und Verabreichungsweg des Produkts. In Kapitel der USP werden die mikrobiellen Auszählungstests beschrieben, während Kapitel die Akzeptanzkriterien enthält. Diese Kriterien sollen sicherstellen, dass das Produkt für den vorgesehenen Verwendungszweck sicher ist und dass sich die vorhandenen Mikroorganismen nicht in schädlichem Maße vermehren. Sterile products: Bei sterilen Arzneimitteln muss die Keimbelastung vor dem endgültigen Sterilisationsprozess sorgfältig kontrolliert werden. Gemäß USP-Kapitel sollten sterile Produkte eine Gesamtkeimzahl an aeroben Mikroorganismen (TAMC) und eine Gesamtkeimzahl an Hefen und Schimmelpilzen (TYMC) von nicht mehr als 10 KBE pro 100 ml aufweisen. Die Europäische Arzneimittelagentur (EMA) empfiehlt ebenfalls einen Grenzwert für die Keimbelastung vor der Sterilisation von weniger als 100 KBE pro 100 ml. |
Bioburden in the Medizinprodukt industry Similar to pharmaceuticals, the medical device industry places a strong emphasis on controlling bioburden to ensure the effectiveness of sterilization and the safety of the device. The international standard ISO 11737-1 provides guidance on the determination of the population of microorganisms on medical devices. Die zulässige Keimbelastung für ein Medizinprodukt kann je nach Klassifizierung, Verwendungszweck und den verwendeten Materialien variieren. Es gibt zwar keine allgemeingültigen, vorgeschriebenen Grenzwerte für alle Produkte, aber ein typischer Wert für die Bioburden eines Medizinprodukts liegt zwischen 0 und 150 KBE. Für einige Produkte kann ein unterer Grenzwert von weniger als 100 KBE angestrebt werden, um eine höhere Sterilitätssicherung Ebene. Auch die Größe und Komplexität des Geräts kann seine biologische Belastung beeinflussen, wobei größere und kompliziertere Geräte potenziell eine höhere mikrobielle Belastung aufweisen. |
5. Cleaning and Disinfection
This element describes the chemical and physical removal of contaminants from surfaces (cleaning) and living organisms removal (disinfection).
Validated procedures: the CCS provides the scientific justification for the entire disinfection program. This includes the rationale for selecting specific disinfectants (e.g., a broad-spectrum bactericide) and sporicides (e.g., a peracetic acid-based agent), supported by coupon studies that prove their efficacy against the facility’s common microbial isolates. It details the validated parameters for their use, including dilution, contact time, and application Verfahren.
Efficacy and rotation: the strategy must include a disinfectant rotation program to prevent the development of resistant microbial strains. The CCS explains the frequency and logic of this rotation. It also describes the validation of cleaning procedures for product-contact equipment, proving they can effectively remove both chemical residues of the previous product and any microbial contamination to pre-defined, health-based limits.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Volume 4 – Annex 1 (August 2022), Section 5, “Cleaning and disinfection.”
- FDA: Code of Federal Regulations, Title 21, Part 211.67, “Equipment cleaning and maintenance.”
Tipp: your disinfectant efficacy validation should not be a one-time event. Your Contamination Control Strategy should mandate an ongoing “in-situ” efficacy program. Periodically, take environmental isolates (the actual bacteria and molds growing in your facility) and re-challenge your validated disinfectants in the lab. This verifies that your program remains effective against the current, relevant microflora, which can change over time.
6. Process Risk Management
This is the intellectual core of the CCS, where all potential hazards are formally identified and controlled.
Risk identification: the CCS must contain or reference a formal process risk assessment, typically an FMEA or HACCP. This assessment systematically breaks down the entire manufacturing process, step-by-step, to identify every potential contamination risk (e.g., aseptic connection, operator intervention, material transfer).
Critical Control Points: based on the risk assessment, the CCS identifies the Critical Control Points (CCPs)—the specific steps where control is essential to prevent or eliminate a risk. For each CCP, the CCS defines the specific control measure (e.g., use of a single-use sterile connector, continuous particle monitoring during filling) and the scientific rationale for why that control is effective.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Volume 4 – Annex 1 (August 2022), Section 2, “Pharmaceutical Quality System (PQS),” which explicitly requires the application of Quality Risk Management (ICH Q9).
- FDA: The principles are embedded throughout the Aseptic Processing Guidance, which is built on a foundation of risk management. The FDA has formally adopted the ICH Q9 guideline.
Tipp: make your process risk assessments “living documents.” The CCS should mandate a formal review of the FMEA for a given process after a set period (e.g., one year) or after a set number of batches. During this review, use actual deviation and batch failure data to re-score the “Probability” and “Detection” elements of the FMEA. This transforms the FMEA from a theoretical exercise into a dynamic, data-driven tool that accurately reflects the real-world performance of your process.
7. Environmental and Process Monitoring
This element describes the systems used to verify that the facility and process remain in a state of control.
The EM program: the CCS provides a detailed rationale for the Environmental Monitoring (EM) program. It justifies every sampling location based on the process risk assessment (e.g., locations where sterile product is exposed, areas of frequent operator activity). It defines the methods (e.g., active air sampling, settle plates, contact plates), frequencies, and alert/action limits for both non-viable particulates and viable microbial counts.
Process monitoring: this section describes the use of modern monitoring technologies. This includes continuous, real-time particle monitoring in the Grade A critical zone, with alarms linked to the Batch Record. It also describes the trending of pressure differentials and other critical parameters. The Contamination Control Strategy must also define the program for identifying microbial isolates recovered from the EM program to the species level, which is crucial for tracking the facility’s microbial flora and investigating deviations.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex – Volume 4 – Annex 1 (August 2022), Section 9, “Viable and non-viable environmental and process monitoring.”
- FDA: Code of Federal Regulations, Title 21, Part 211.113(b), which requires “appropriate written procedures… designed to prevent microbiological contamination.” The Aseptic Processing Guidance provides detailed expectations.
Tipp: use the microbial identification data from your EM program to create a “microbial map” of your facility. Track not just the counts, but the species and where they are found. This allows you to identify resident “house” organisms and track their movement. If a media fill or sterility test failure occurs, you can compare the contaminating organism to your facility map, which can dramatically accelerate the root cause investigation by pointing to the likely source area.
8. Continuous Improvement
The CCS is not a static document; it must evolve and is highly related to the “c” of the cGMP.
Data trending: the CCS mandates a formal system for the routine trending of all data related to contamination control, including EM results, personnel monitoring, utility monitoring, and batch-related deviations. Statistische Prozesskontrolle (SPC) sollte verwendet werden, um negative Trends zu erkennen, auch wenn die Ergebnisse noch innerhalb der Spezifikation liegen.
Feedback loop: dies ist der kritischste Teil des kontinuierlichen Verbesserungszyklus. Die Kontaminationskontrollstrategie muss ein formeller Tagesordnungspunkt bei der Qualitätsmanagementprüfung des Standorts sein. Die Trenddaten müssen von der Geschäftsleitung überprüft werden, und das Ergebnis muss eine Reihe von dokumentierten Verbesserungsmaßnahmen sein. Wenn eine neue mikrobielle Stamm häufig wiederhergestellt wird, muss das CCS zum Beispiel aktualisiert werden, um eine mögliche Änderung des Desinfektionsprogramms oder eine Untersuchung der Quelle zu berücksichtigen.
Regulatorische Referenzen:
- EU: EudraLex - Band 4 - Anhang 1 (August 2022), Abschnitt 2.5, in dem es heißt, dass der CCS “aktiv aktualisiert werden und eine kontinuierliche Verbesserung vorantreiben sollte”. Dies verweist direkt auf die ICH Q10, “Pharmazeutisches Qualitätssystem”.”
- FDA: The principles of continuous improvement are central to the PQS model described in ICH Q10, which the FDA has adopted.
Tipp: integrate the CCS review directly with the site’s Quality Management Review (QMR) and use a “Quality Risk Management” dashboard. Present KPIs derived from the CCS (e.g., EM excursion rates, media fill pass rates, contamination-related deviation trends) directly to senior leadership. This ensures that the health of your contamination control program has high-level visibility, which is critical for securing the resources and management commitment needed to drive meaningful continuous improvement.
Cleanrooms
Cleanrooms are an important part of the Contamination Control Strategy (CCS), together with logistics procedure and suppliers management.
Haftungsausschluss: the following chapters are intended for design, quality and process users to better apply cleanroom principles. Despite being very detailed, cleanroom management implies many factors and specificity due to the variety of products and requirements; dedicated professionals and suppliers are required for this.
Cleanroom Classifications
Diese Tabelle vergleicht die gebräuchlichsten Reinraumklassen nach der internationalen ISO 14644-1 Standard und dem EudraLex Band 4, Anhang 1 (GMP) Standard der Europäischen Union.
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ISO Class 5 EU GMP Grade A |
ISO Class 6 |
ISO Class 7 EU GMP Grade B |
ISO Class 8 EU GMP Grade C / D |
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| Airflow Characteristics |
Unidirectional Flow (UDF) Also known as Laminar Flow: air moves in a single direction at a consistent velocity (typically 0.36–0.54 m/s). |
Non-Unidirectional Flow Also known as Turbulent Flow: contamination is controlled by dilution. |
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| Primäre Funktion |
Critical Zone Protection Designed to actively protect exposed sterile products and surfaces from contamination. |
High-Quality Prozesskontrolle Used for processes requiring very low particle counts but not necessarily full aseptic conditions. |
Aseptic Process Support Serves as the immediate background environment for a Grade A zone. |
General Clean Support Serves as a background for less critical activities or as an entry/gowning area for higher classes. |
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Max Particle Concentration (In Operation) |
ISO 5:
Grade A:
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ISO 7:
Grade B:
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ISO 8 / Grade C:
Grade D: not defined in operation. |
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Max Particle Concentration (At Rest) |
ISO 5 / Grade A:
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ISO 7 / Grade B:
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ISO 8 / Grade C:
Grade D:
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Microbial Limits (In Operation) |
Luftprobe: <1 KBE/m³ Absetzplatte (4 Stunden): <1 KBE Kontaktplatte: <1 KBE |
Not formally defined by ISO, application-dependent. |
Air Sample: 10 CFU/m³ Settle Plate (4 hrs): 5 CFU Contact Plate: 5 CFU |
Grade C: Air: 100, Settle: 50, Contact: 25 Grade D: Air: 200, Settle: 100, Contact: 50 |
| Typical Air Changes / Velocity |
Velocity: 0.36 – 0.54 m/s (90 ft/min ± 20%) (ACH is not the primary metric for UDF) |
ACH: 150 – 240 | ACH: 60 – 90 | ACH: 20 – 45 |
| Required Dressing | Full Sterile Gowning: Sterile, individually wrapped hood, goggles, mask, coverall, and overboots. Two pairs of sterile gloves; inner pair tucked under cuff, outer pair pulled over. Outer gloves regularly sanitized. | Full Gowning: Clean-processed (not necessarily sterile) coverall, hood, boots, gloves, and mask. | Full Sterile Gowning: Identical to Grade A. All items must be sterile. |
Grade C: Dedicated scrubs or coverall, dedicated shoes/overshoes, hairnet, beard cover, mask, gloves. Grade D: Clean plant uniform, dedicated shoes or shoe covers, hairnet, beard cover. |
| Must-Have Hardware |
• Filtering: Full coverage of terminal HEPA/ULPA filters to achieve unidirectional flow. • Surfaces: Pharmaceutical-grade, non-porous, non-shedding, smooth surfaces (sandwich panels, poured epoxy/welded vinyl floors). • Construction: All joints fully coved and sealed. No ledges. |
- Filtern: Terminal HEPA Filter an der Decke. • Surfaces: Hard, non-porous, smooth surfaces. • Construction: Coved flooring. |
• Filtering: Terminal HEPA filters in the ceiling. • Surfaces: Hard, non-porous, non-shedding, smooth surfaces. • Construction: Interlocked airlocks for personnel/materials; visible differential pressure gauges. |
• Filtering: HEPA filters (often in AHU or ducted). • Surfaces: Smooth, cleanable, non-porous floors and walls. • Construction: Defined gowning area/airlock; visible differential pressure gauges. |
| Nice-to-Have Hardware |
• Integrated, real-time particle counters with alarms. • Automated fogging systems for bio-decontamination. • Integrated glove integrity testers for isolators. • Fully integrated wall/floor coving. |
• Continuous particle monitoring system. • Interlocked pass-through chambers with HEPA filtration. • Chemical-resistant flooring. |
• Real-time particle monitoring near critical areas. • Automated high-speed roll-up doors. • Wall panels with embedded utilities to reduce clutter. |
• Networked particle counters. • Automated shoe cover applicators. • Wall-mounted stainless steel furniture. |
| Typische Anwendungen |
• Aseptic filling of vials • Sterile connections & transfers • Open processing of sterile materials • Cell therapy processing |
• High-end medical device assembly • Non-sterile but low-bioburden pharmaceutical filling • High-quality optics assembly |
• Background room for Grade A zones • Buffer and media preparation • Aseptic component assembly |
• Grade C: Component washing, less critical aseptic steps, background for Grade B. • Grade D: Gowning rooms, less critical formulation, initial prep stages. |
| Regierend Normen |
US/International: ISO 14644-1:2015 EU: EudraLex Vol. 4, Annex 1 (2022) |
US/International: ISO 14644-1:2015 |
US/International: ISO 14644-1:2015 EU: EudraLex Vol. 4, Annex 1 (2022) |
US/International: ISO 14644-1:2015 EU: EudraLex Vol. 4, Annex 1 (2022) |
| Typical Contaminants & Sizes |
The standards measure total particle counts, not specific types. However, the primary contamination sources and their typical sizes are:
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Contamination Comparison
To appreciate the stringency of cleanroom standards, it’s helpful to compare their particle count limits to those of everyday environments (these are typical values and of course can vary extremely):
| Büro | Room at Home | Kitchen (During Cooking) | Normal Factory | |
| Typical Particle Count (per m³) | ~1,900,000 (≥0.5 µm) | >100,000,000 (≥0.3 µm) | Extremely high spikes, potentially >85,000,000,000 | Highly variable, often >35,000,000 |
| Common Particle Sizes | Micron-sized dust and fibers | Wide range, including allergens and sub-micron particles | Hauptsächlich ultrafeine Partikel (<0,1 µm) und Feinstaub (PM2,5) | Process-dependent, from large dust to fine sub-micron particles |
| Primary Sources | Dust, clothing/carpet fibers, skin flakes, HVAC intake | Dust, pet dander, pollen, mold spores, human activity | Combustion, aerosolized oils and fats from cooking (frying, grilling) | Industrial processes (grinding, cutting), raw materials, combustion byproducts |
Conclusion: Im Büro lässt es sich besser arbeiten als zu Hause, besonders wenn man Allergien hat 😉
The ultimate cleanroom: the “Memory Facility” of the great Blade Runner 2049 Film, von Denis Villeneuve, der auf dem Buch von Philip K. Dick basiert.
Cleanroom Best Design Practices
From pharmaceuticals to semiconductor manufacturing, the principles of cleanroom design are rooted in a multi-faceted approach for everything from airflow management to the selection of construction materials:
Strategic Layout and Workflow OptimizationA well-designed layout is crucial for minimizing contamination risks and improving operational efficiency. The design should enforce proper procedures and prevent cross-contamination by dictating the movement of people and materials. Zoning and adjacency: design the layout with clearly defined zones of increasing cleanliness, moving from external areas to gowning rooms, and finally into the main cleanroom. This creates a buffer and helps protect the most critical areas. Unidirectional flow: plan for a one-way flow of personnel, materials, and waste to prevent cross-contamination. This means establishing separate entry and exit points where feasible and ensuring that dirty materials do not cross paths with clean ones. |
Meticulous HVAC System DesignThe Heating, Ventilation, and Air Conditioning (HVAC) system is the heart of a cleanroom, responsible for maintaining air cleanliness, temperature, humidity, and pressure. It can account for 50-80% of the facility’s energy use. Filtration levels: HEPA-Filter (High Efficiency Particle Air) mit einem Wirkungsgrad von 99,97% bei der Abscheidung von Partikeln mit einer Größe von 0,3 Mikrometern sind Standard. Für die strengsten Klassifizierungen (ISO 5 und darunter) sind ultra-niedrige Luftdurchlässigkeit (ULPA) Filter erforderlich sein, um noch kleinere Partikel abzufangen. Airflow patterns: the choice between unidirectional (laminar) and non-unidirectional (turbulent) airflow depends on the required ISO classification. Unidirectional flow, where air moves in a single pass, typically downwards, is used for stricter classes like ISO 5 to sweep particles away from critical processes, while turbulent flow is suitable for less critical environments (ISO 6 and above). |
Prioritize Contamination ControlEffective contamination control strategies are a top priority and must be integrated into the design from the outset. This involves a holistic approach that considers all potential sources of contamination, including personnel, materials, and equipment. Air showers: for highly sensitive cleanrooms, an air shower can be installed at the entrance to the gowning area. High-velocity jets of HEPA-filtered air blow off particulate contaminants from personnel before they enter the cleaner space. Strict gowning protocols: the design must support rigorous gowning procedures. This includes providing adequate space and facilities for personnel to don non-shedding cleanroom garments in the correct sequence. |
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Judicious Selection of MaterialsThe materials used in construction must be non-shedding, non-porous, and easy to clean, while also being resistant to cleaning agents and disinfectants. Common material choices: stainless steel is often preferred for its durability, smooth surface, and resistance to corrosion and chemicals. Other common materials include epoxy-coated surfaces, fiberglass-reinforced plastic (FRP), and coated aluminum for wall panels. Flooring considerations: flooring must be seamless and durable. Vinyl and epoxy flooring are popular choices because they can be installed without joints, reducing the risk of particle accumulation, and can offer anti-static properties crucial for electronics manufacturing. |
Seamless and Sealed SurfacesTo prevent the accumulation of particles and facilitate effective cleaning, all joints, seams, and penetrations in walls, floors, and ceilings must be properly sealed. Coved transitions: use coving where floors meet walls and where walls meet ceilings. This creates a curved, seamless transition that is easier to clean and prevents the buildup of contaminants in sharp corners. Flush integration: windows, light fixtures, and utility outlets should be designed to be flush with the wall or ceiling surfaces. This eliminates ledges and crevices where particles can settle and makes cleaning more effective. |
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Controlled Environment ParametersPrecise control of temperature and humidity is critical not only for many sensitive processes but also for personnel comfort and contamination control. Humidity’s dual threat: high humidity (typically above 60%) can encourage microbial growth and cause corrosion on sensitive equipment. Conversely, low humidity (below 30%) can lead to the buildup of static electricity, which can damage electronic components and cause particles to cling to surfaces. Temperature and personnel: uncomfortable temperatures can cause personnel to sweat or shiver, increasing the shedding of particles and compromising the effectiveness of their cleanroom garments. A typical target is 21°C (70°F) with a small variance. (also see our “industry secret, that nobody is proud about" In 11. Gloved Hands Routine below and the relation with the room temperature control to limit sweating, no sharp edge or corner nor burr) |
Positive and Negative PressurizationMaintaining appropriate air pressure differentials between adjacent areas is crucial for preventing the ingress of contaminants. Air naturally flows from areas of higher pressure to lower pressure. Cascading pressure: a common strategy is a cascading pressure differential, where the cleanest room has the highest pressure. Each successive outer room or airlock has slightly lower pressure, ensuring that air always flows out of the cleanest spaces, preventing contaminants from entering. Bubble, sink, and cascade airlocks: different pressure schemes can be used depending on the goal. A “bubble” airlock has higher pressure than its surrounding rooms to protect the airlock’s contents. A “sink” airlock has lower pressure to contain contaminants within it. A “cascade” airlock has an intermediate pressure between a high-pressure cleanroom and a low-pressure corridor. |
Modular and Flexible DesignIncorporating modular elements into the design allows for future expansion, relocation, and adaptation to changing process needs with minimal disruption, but must be carefully evaluated (see tip below). Reduced construction time: because components are prefabricated off-site, on-site assembly is significantly faster than traditional construction, reducing project timelines and downtime. Scalability and reconfiguration: modular cleanrooms can be more easily expanded or reconfigured if process requirements change. This adaptability makes them a cost-effective long-term investment. Tipp: while we usually recommend wheels for equipment and benches for lean manufacturing by improving the modularity of production … this is to be minimized here due to the particules likely generated by the wheels or their brakes. |
Integrated and Cleanroom-Compatible LightingLighting must provide adequate illumination for detailed tasks without compromising the cleanroom’s integrity. Sealed and flush fixtures: light fixtures must be fully sealed to prevent them from collecting or shedding particles. They should be installed flush with the ceiling, eventually with a “teardrop” shape, to avoid disrupting the airflow pattern. |
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Thoughtful Gowning Room DesignThe gowning room, or ante-room, serves as a critical buffer zone between the outside environment and the cleanroom. Its design is crucial for effective contamination control. Demarcation and flow: a well-designed gowning room has a clear line of demarcation, often including a “sit-over bench,” that separates the “dirty” side from the “clean” side. The layout should guide personnel through a logical, linear gowning sequence. Proper amenities: the room must be equipped with cleanroom-specific furniture for storing garments and facilitating the gowning process, such as lockers, dispensers for gloves and masks, and mirrors for self-inspection. |
Minimized Furniture and EquipmentThis are the Lean-Prinzipien and the 5S, but applied to their maximum! Only essential furniture and equipment should be placed inside the cleanroom to reduce potential sources of contamination and surfaces that require cleaning. Cleanroom-grade materials: all items must be made from non-shedding, non-porous materials like stainless steel or polypropylene that are easily sanitized. Ergonomisch Und minimalistisches Design: furniture should be designed to have minimal horizontal surfaces where particles can accumulate. It should also be ergonomically designed to support efficient and safe work practices. No stock, no spare, no paper instructions … |
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ÜberwachungssystemeInstall a robust monitoring system to continuously track and record critical environmental parameters, ensuring ongoing compliance and allowing for immediate corrective action. Key parameters to monitor: these systems track airborne particle counts, air pressure differentials, temperature, and humidity in real-time. Control versus monitoring: it’s important to differentiate between a Building Management System (BMS), which actively controls the HVAC to maintain setpoints, and an Environmental Monitoring System (EMS), which independently records data for quality assurance and regulatory compliance, triggering alarms when parameters go out of specification. |
Dedicated Personnel Airlocks (PAL)A Personnel Airlock (PAL) is a specialized room that acts as the primary barrier for staff moving between an uncontrolled or lower-grade area and the cleanroom. Its purpose is to control contamination introduced by people. Interlocked doors: a critical feature of a PAL is an interlocking door system that prevents both the entry and exit doors from being open simultaneously. This maintains the pressure differential between the two areas and prevents a direct path for airborne contaminants to enter the cleaner space. Gowning and de-gowning procedures: the PAL is often synonymous with the gowning room, designed to facilitate the proper sequence of putting on and removing cleanroom garments. The design should physically guide the user through the process to minimize error. |
In-and-Out for Goods and Materials (MAL)A Material Airlock (MAL) is a dedicated space designed for transferring materials, equipment, and finished products in and out of the cleanroom without compromising its integrity. Pass-throughs and larger airlocks: for smaller items, a wall-mounted pass-through box with interlocked doors is an efficient solution. For larger equipment or carts, a walk-in MAL is required, which functions similarly to a PAL but is designed for materials. Decontamination and wipe-down: the design must allow for materials to be decontaminated before they enter the cleanroom. This typically involves providing space and surfaces for operators to wipe down all items with appropriate sterile agents. Some advanced MALs may incorporate automated decontamination systems, such as vaporized hydrogen peroxide (VHP) foggers. |
Energy efficiency and sustainability focus
Cleanrooms are incredibly energy-intensive, so incorporating sustainable design principles can significantly reduce long-term operating costs and environmental impact. The main factor are thermal insulation and Variable Air Volume (VAV) systems: instead of running the HVAC system at full power continuously, a VAV system can adjust the airflow based on real-time conditions, such as particle counts or occupancy, reducing energy consumption during periods of low activity.
Tipp: consider large windows or a glass tunnel if your industry requires frequent visitors, rather than letting them in (it will also show that you really care and are strict on procedures)
Bonus-Tipp: as all materials are very specific, it may be less costly to build a cleanroom from scratch, including walls and ceiling, than to try desperately to upgrade an existing facility.
Cleanroom Best Human Practices
Excellent cleanroom design and state-of-the-art equipment as described above are only part of the equation for maintaining a sterile environment.
The single largest source of contamination in any cleanroom is the people working within it.
Therefore, rigorous adherence to specific human practices and behaviors is not just recommended—it is absolutely critical.
1. Gowning and De-Gowning SequenceThis is the first line of defense. Personnel must master the precise, step-by-step procedure for donning and removing cleanroom garments. “Cleanest to dirtiest” principle: gowning should follow a sequence that minimizes the contamination of sterile garments, typically starting from the head down (hood, mask, coveralls) and finishing with gloves, which are often donned last. No-touch technique: when donning sterile gloves, personnel must use a technique that ensures the sterile exterior of the glove is never touched by bare hands or any non-sterile surface. |
2. Deliberate and Controlled MovementAll movements inside the cleanroom must be slow, deliberate, and minimized to reduce the generation and dispersal of particles. The “cleanroom walk”: personnel should be trained to walk at a slow, steady pace without swinging their arms. Quick, jerky movements create turbulence that can stir up settled particles from surfaces. Minimize body motion: avoid unnecessary actions like stretching, scratching, or rapid head turning. All necessary movements should be performed efficiently and smoothly. |
3. Strict Personal HygieneContamination control begins before an operator even enters the gowning room. Prohibition of cosmetics and fragrances: makeup, hairspray, perfumes, and lotions can shed vast quantities of particles and volatile organic compounds (VOCs). These must be strictly forbidden. Pre-entry hand washing: hands and forearms must be thoroughly washed with a specified antimicrobial soap and dried with a non-shedding towel immediately before entering the gowning area. |
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4. Proper “Cleanroom Posture”How a person stands and interacts with their workspace has a direct impact on contamination. Lean forward, not over: when working at a bench or process station, operators should lean from the hips and keep their head and torso back from the critical work area as much as possible. Never lean directly over the product or process. Respect the airflow: in a unidirectional (laminar) flow environment, operators must understand that their body is a significant source of contamination. They must always position themselves downstream of the critical product or process to ensure the clean, filtered air reaches the product first. |
5. “First Air” MentalityThis principle is paramount in unidirectional airflow cleanrooms. “First air” is the clean, filtered air that comes directly from the HEPA/ULPA filters before it passes over any object. Never block the airflow: operators must never place items, hands, or tools between the filter face and the critical product. This creates a “shadow” of turbulent, potentially contaminated air. Work in the cleanest zone: all critical manipulations should be performed in the direct path of the “first air,” as far upstream as possible. |
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6. “No-Touch” Policy for Exposed SkinEven with proper gowning, accidental exposure of skin can happen. Face and garment discipline: operators must be trained to never touch their face, adjust their mask or hood, or touch any part of their exposed skin while inside the cleanroom. If an adjustment is necessary, they must exit and re-gown. Glove integrity: gloves should be sanitized frequently with cleanroom-grade disinfectant (e.g., 70% isopropyl alcohol) and inspected regularly for tears or punctures. |
7. Cleanroom Communication MethodsSpeaking generates a significant amount of particle and droplet contamination. Minimize talking: verbal communication should be kept to an absolute minimum. Use non-verbal cues and systems: Nutzen Sie zur Kommunikation, wann immer möglich, Handzeichen, interne Telefonsysteme oder Whiteboards. Wenn Sie sprechen müssen, sollten Sie dabei vom kritischen Prozess abgewandt sein. |
8. Material- und AbfallflussprotokolleDie Art und Weise, wie mit Materialien umgegangen wird, ist ebenso wichtig wie die Art und Weise, wie sich Menschen bewegen. Eintrag „Triple-Wrap“: Materialien werden häufig mithilfe eines Dreifach-Wickelsystems in einen Reinraum gebracht. Die äußere Schicht wird in der Materialschleuse entfernt, die zweite Schicht im Ankleideraum und die letzte Schicht erst am Einsatzort (siehe unser spezielles Kapitel weiter unten zu Komponenten und Lieferanten). Spezielle Abfallentsorgung: Abfälle sollten in dafür vorgesehenen, reinraumkompatiblen Behältern gesammelt und nach einem bestimmten Protokoll entsorgt werden, das eine Kontamination sauberer Bereiche auf dem Weg nach draußen verhindert. |
9. Persönliche GegenständeAlles, was für den Prozess nicht unbedingt erforderlich ist, stellt eine Kontaminationsquelle dar. Null Toleranz gegenüber persönlichen Gegenständen: hierzu gehören Schmuck (auch unter Handschuhen), Uhren, Mobiltelefone, Schlüssel und sämtliches Papier oder Schreibgeräte, die nicht speziell für die Verwendung in Reinräumen konzipiert sind. Zugelassene Reinraumartikel: Verwenden Sie ausschließlich für Reinräume zertifiziertes Papier, Stifte und Werkzeuge, die fusselfrei sind. |
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10. Gesundheits- und WellnessrichtlinienDie Gesundheit eines Bedieners wirkt sich direkt auf die Reinraumumgebung aus. Bleiben Sie zu Hause, wenn Sie krank sind: Es müssen Richtlinien vorhanden sein, die das Personal dazu anhalten, Krankheiten wie Erkältungen, Husten oder Hauterkrankungen zu melden und zu Hause zu bleiben. Krank zur Arbeit zu kommen, birgt ein enormes Ansteckungsrisiko.  Decken Sie alle Hautläsionen ab: Alle Schnitte, Abschürfungen oder Sonnenbrände müssen vor dem Anlegen des Verbandes vollständig mit einem nicht fusselnden, zugelassenen Verband abgedeckt werden. |
11. Gloved Hands RoutineHandschuhe sind der primäre Kontaktpunkt mit Geräten und Materialien und können leicht zu Kreuzkontaminationen führen. Vor und nach wichtigen Aufgaben desinfizieren: Behandschuhte Hände sollten vor dem Umgang mit kritischen Produkten, nach dem Berühren nicht kritischer Oberflächen (wie Gerätetafeln) und in regelmäßigen Abständen mit einer sterilen 70-prozentigen IPA-Lösung besprüht und an der Luft getrocknet werden. Richtige Desinfektionstechnik: Stellen Sie sicher, dass die gesamte Oberfläche beider Handschuhe gründlich mit dem Desinfektionsmittel benetzt ist. Das Branchengeheimnis (auf das niemand stolz ist): Handschuhe, die ein- oder sogar zweilagig getragen werden, sind hermetisch und bringen den Bediener zum Schwitzen. Und weil sie nur einmal verwendet werden und dünn sind, sind sie zerbrechlich. Wohin also geht der Schweiß, wenn der Handschuh kaputt geht? Halten Sie strikte Regeln für den Handschuhwechsel ein und kontrollieren Sie die Raumtemperatur, um das Schwitzen zu begrenzen. |
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12. Umkleideraum als ÜbergangszoneDer Umkleideraum ist kein Pausenraum; er ist ein kritischer Kontrollpunkt. Keine Geselligkeit: Der Umkleideraum dient ausschließlich dem An- und Ausziehen. Soziale Gespräche sollten dort nicht stattfinden. Keine Kaffeemaschine hier! Folgen Sie der Demarkationslinie: Eine „Sit-Over-Bank“ oder eine ähnliche Abgrenzung trennt die „schmutzige“ von der „sauberen“ Seite. Das Personal darf niemals zulassen, dass seine Schuhe oder Kleidungsstücke auf der „schmutzigen“ Seite den Boden der „sauberen“ Seite berühren. |
Tipp: Da bei einem korrekt gekleideten Bediener wahrscheinlich nur die Augen sichtbar sein sollten, kann es notwendig sein, ihre individuellen Namen auf der Kleidung anzubringen – jedoch ohne Klettverschluss – (um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass es sich um möglichst wenige Bediener handeln sollte und sie sich gut kennen sollten).
Personalverhalten, Qualifikation, Persönliche Verantwortung und Einhaltung von Verfahren
Und ganz allgemein gilt, wie in regulierten Branchen üblich: Sämtliches Personal muss vor dem Betreten eines klassifizierten Bereichs formal qualifiziert werden. Die Qualifizierung erfolgt durch ein dokumentiertes Schulungsprogramm, das bereichsspezifische Standardarbeitsanweisungen, aseptisches Verhalten und die Grundsätze der Kontaminationskontrolle umfasst. Diese Schulung soll ein ständiges Situationsbewusstsein vermitteln und sicherstellen, dass das Personal die spezifischen Anforderungen seines Einsatzbereichs versteht.
Lieferantenspezifikationen
Hier werden nur einige typische Beispiele für spezifische Anweisungen an Lieferanten aufgeführt, die Waren für die Verwendung in Reinräumen liefern sollen.
Tipp: Seien Sie auf eine steile Lernkurve bei Ihren Lieferanten gefasst, wenn diese nicht bereits an die Lieferung für Reinräume gewöhnt sind (eigene Erfahrung: Erklären Sie einfach zunächst, dass Sie ein spezielles Material für die Etiketten benötigen und dass bloßes „Aufkleben“ nicht ausreicht …).
Hinweis: „Übliche“ regulierte Branchenspezifikationen sind hier nicht enthalten (gelieferte Materialien müssen mit einem Konformitätszertifikat (CoC) und einem Analysezertifikat (CoA) geliefert werden, in denen die Materialzusammensetzung, die Chargennummer und die Einhaltung der relevanten Normen angegeben sind. Eine vollständige Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum fertigen Bauteil ist erforderlich, wobei Aufzeichnungen geführt und für Audits zur Verfügung gestellt werden müssen).
1. Vorgeschriebene Materialzusammensetzung und Oberflächenbeschaffenheit
Alle Komponenten müssen aus Materialien gefertigt sein, die von Natur aus wenig Partikel und wenig Ausgasung aufweisen.
- Verbotene Materialien: Im Endprodukt sind grundsätzlich keine Rohhölzer, Produkte auf Papierbasis, unbeschichteter Kohlenstoffstahl, Textilien aus Naturfasern (z. B. Baumwolle, Wolle) oder Materialien mit Pulvern oder Silikonen zulässig.
- Anforderungen an den Untergrund: Oberflächen müssen porenfrei und glatt sein, um Partikelablösung zu verhindern und die Reinigung zu erleichtern. Bei Metallen ist eine Nachbearbeitung wie Elektropolieren erforderlich. Für Kunststoffe, ist eine gratfreie Formoberfläche erforderlich. Geben Sie gegebenenfalls eine maximale Oberflächenrauheit an (z. B. Ra < 0,8 µm).
2. Validierter Präzisionsreinigungsprozess
Alle Waren müssen unmittelbar vor dem Verpacken einem abschließenden, validierten Reinigungsprozess unterzogen werden.
- Methodik: Dies umfasst in der Regel ein mehrstufiges Ultraschall Reinigungsverfahren mit für den Reinraum zugelassenen Reinigungsmitteln, gefolgt von mehreren Kaskadenspülungen mit erhitztem, hochreinem deionisiertem Wasser (DI).
- Letzte Spülung Überprüfung: Die Qualität der abschließenden Spülung mit deionisiertem Wasser muss geprüft werden. Sie müssen Daten vorlegen, die belegen, dass das abschließende Spülwasser die Spezifikationen für Widerstand (z. B. >18 MΩ·cm), Gesamtkohlenstoff (TOC) und Flüssigkeitspartikelzahl (LPC) erfüllt, um nachzuweisen, dass alle Rückstände und Fremdpartikel entfernt wurden.
- Trocknungsprotokoll: Die Teile müssen mit einer nicht kontaminierenden Methode getrocknet werden, z. B. durch Ausblasen mit erhitztem, HEPA- oder ULPA-gefiltertem Stickstoff oder sauberer, trockener Luft. Das Abwischen mit Tüchern jeglicher Art, auch mit fusselarmen Tüchern, ist in diesem letzten Schritt verboten.
3. Die Doppelverpackungspflicht
Alle Artikel müssen in einer zertifizierten Reinraumumgebung doppelt verpackt werden. Dieses Protokoll ist nicht verhandelbar und muss genau befolgt werden.
- Verpackungsumgebung: Der Innenbeutel muss in einer Umgebung versiegelt werden, die nachweislich genauso sauber oder sauberer ist als der Reinraum des Endbenutzers (z. B. eine ISO 5-Umgebung für Waren, die in einen ISO 5-Reinraum gelangen).
- Taschenmaterial: Verwenden Sie ausschließlich neue, zertifizierte Reinraumbeutel aus Polyethylen oder Nylon. Die Beutel müssen eine geringe statische Aufladung aufweisen und frei von Verarbeitungszusätzen wie Gleitmitteln oder Weichmachern sein. Legen Sie für die Beutel selbst eine Zertifizierung vor.
- Versiegelung des Innenbeutels: Legen Sie die gereinigten, getrockneten Teile in den Innenbeutel. Falls erforderlich, spülen Sie den Beutel mit gefiltertem Stickstoff, um eine gepolsterte, inerte Atmosphäre zu schaffen. Versiegeln Sie den Beutel mit einem Thermoimpulsschweißgerät, um eine durchgehende, robuste Versiegelung zu erzielen. Klebeband, Heftklammern oder Reißverschlüsse sind nicht zulässig.
- Zwischen den Bühnen abwischen: Bevor mit der nächsten Verpackungsphase fortgefahren wird, muss die Außenseite des versiegelten Innenbeutels sorgfältig mit einer 70/30-Lösung aus Isopropylalkohol (IPA) und deionisiertem Wasser und einem sterilen, fusselfreien Polyestertuch abgewischt werden.
- Versiegelung des Außenbeutels: In einer Umgebung mit niedrigerer Klassifizierung (z. B. ISO 7) legen Sie den abgewischten Innenbeutel in den Außenbeutel und verschließen ihn auf die gleiche Weise. Dadurch entsteht ein System, bei dem der Außenbeutel im Ankleideraum oder in der Materialschleuse entfernt werden kann, sodass ein sauberer Innenbeutel in den Hauptreinraum gelangt.
Expertentipp: In manchen Fällen, wenn der Innenbeutel luftdicht verschlossen ist, ist auf den Aufblaseffekt zu achten, wenn er per Luftfracht versendet werden muss (Versiegelung oder Karton ringsherum stark genug machen oder Platz für die Ausdehnung lassen …)
4. Strikte „Kein Papier, kein Karton“-Regel für Verpackungen
Es darf kein Papier oder Karton in direkten Kontakt mit der Komponente oder ihren primären/sekundären Reinraumbeuteln kommen.
- Beschriftungen: Alle direkt auf den Taschen angebrachten Identifikationsetiketten müssen aus synthetischem Material (z. B. Polyester) mit Acrylkleber bestehen und mit fusselfreier Tinte bedruckt sein. Das Etikett muss außen auf der Außentasche angebracht sein. Falls ein interner „Reiseanhänger“ erforderlich ist, muss dieser auf Reinraum-Synthetikpapier (z. B. Tyvek) gedruckt sein.
- Dokumentation: Alle Unterlagen, wie Konformitätszertifikate, Analyseberichte und Packzettel, müssen in einer separaten Tasche aufbewahrt werden, die an der außen des endgültigen, verschlossenen Versandkartons oder elektronisch übermittelt. Legen Sie auf keinen Fall Papier in den Versandkarton selbst.
5. Endgültige Vorbereitung des Versandbehälters
Der endgültige Versandbehälter (normalerweise ein Karton) ist eine Quelle grober Verunreinigungen und muss vorbereitet werden, um die sauber verpackten Waren zu isolieren.
- Kartonauskleidung: Der Versandkarton muss zunächst mit einem frischen, universellen Polyethylen-Innenbeutel ausgekleidet werden.
- Stauholz: Verwenden Sie zum Polstern des doppelt verpackten Produkts in der Kartonauskleidung nur reinraumkompatibles Füllmaterial, beispielsweise neuen Polyethylenschaum oder Luftpolsterfolie. Die Verwendung von Verpackungschips, Papierschnitzeln oder Kraftpapier ist strengstens verboten.
- Versiegelung: Nachdem Sie das doppelt verpackte Produkt in den gefütterten Karton gelegt haben, falten Sie den Liner um und verschließen Sie den Karton anschließend mit handelsüblichem Klebeband. So wird sichergestellt, dass der Empfänger beim Öffnen des Kartons zuerst den sauberen Liner und nicht Kartonstaub berührt.
Andere
Eine robuste Kontaminationskontrollstrategie ist nicht nur ein Dokument, sondern die aktive Steuerung aller Reinraumvorgänge. Sie überträgt die Grundsätze des Qualitätsrisikomanagements in die konkrete, tägliche Umsetzung bewährter Verfahren, vom Materialtransfer und der aseptischen Technik bis hin zu validierten Desinfektionsprotokollen.
Letztendlich wird der Erfolg der Strategie nicht an ihrem Umfang gemessen, sondern an ihren überprüfbaren Ergebnissen – den konsistenten Daten aus der Umweltüberwachung, die einen Kontrollzustand bestätigen und die kontinuierliche Weiterentwicklung des Systems ermöglichen.
Häufig gestellte Fragen
Wie unterscheidet sich eine Kontaminationskontrollstrategie (CCS) von individuellen SOPs für Reinigung und Ankleiden?
Ein CCS ist das übergreifende strategische Dokument, das alle risikobasierten Kontrollelemente integriert. SOPs sind die detaillierten, taktischen Anweisungen zur Ausführung bestimmter, in dieser Strategie definierter Aufgaben.
Was ist die richtige Technik zum Abwischen von Gegenständen für die Übergabe in einen Bereich der Klasse A/B und warum ist die Kontaktzeit entscheidend?
Die richtige Technik besteht darin, sterile, fusselarme Tücher zu verwenden, die mit einem validierten Desinfektionsmittel getränkt sind, und zwar in überlappenden, unidirektionalen Bewegungen. Die Kontaktzeit ist entscheidend, da sie die validierte Dauer darstellt, die das Desinfektionsmittel benötigt, um seine sporizide oder bakterizide Wirkung zu entfalten.
Welches sind die wichtigsten Dateneingaben für die regelmäßige Überprüfung und Aktualisierung eines CCS?
Die wichtigsten Eingaben sind Trenddaten zur Umgebungs- und Personalüberwachung, Prozessabweichungen, Ergebnisse der Medienbefüllung und CAPA-Effektivitätsdaten. Diese Eingaben bestätigen die Kontrolle und heben Bereiche hervor, die einer Neubewertung bedürfen.
Was ist die beste Vorgehensweise zur Integration von Lieferanten- und Rohstoffkontrollen in das CCS der Anlage?
Das CCS muss auf das Lieferantenqualifizierungsprogramm verweisen, das Audits, Qualitätsvereinbarungen und mikrobielle Spezifikationen für eingehende Materialien vorschreibt. Dadurch wird die Kontaminationskontrolle auf die gesamte Lieferkette ausgedehnt.
Warum sind unidirektionale, überlappende Striche zum Reinigen und Desinfizieren von Oberflächen in einem Reinraum vorgeschrieben?
Diese Technik gewährleistet eine vollständige Oberflächenabdeckung und verhindert die erneute Kontamination bereits gereinigter Bereiche. Verunreinigungen werden physisch angehoben und entfernt, anstatt sie nur auf der Oberfläche zu verteilen.
Welche wesentlichen Validierungsanforderungen gelten für Reinigungs- und Desinfektionsmittel, die in einem CCS genannt werden?
Zur Validierung sind Wirksamkeitsstudien (Couponstudien) mit hauseigenen mikrobiellen Isolaten auf repräsentativen Produktionsoberflächen erforderlich. Diese Studien müssen die Wirksamkeit der Mittel bei den angegebenen Kontaktzeiten nachweisen.
Was sind die Hauptunterschiede zwischen einem CCS für einen aseptischen Prozess und einem terminal sterilisierten Produkt?
Bei einem aseptischen CCS-Prozess liegt der Schwerpunkt auf dem Ausschluss aller Mikroorganismen, da kein abschließender Abtötungsschritt erfolgt. Bei einem CCS für die Endsterilisation liegt der Schwerpunkt auf der Kontrolle der Biobelastung vor der Sterilisation auf einen validierten Grenzwert.
Was ist die richtige Reihenfolge beim Ausziehen der Kittel und warum ist sie genauso wichtig wie das Anziehen selbst?
Das Ausziehen der Kleidung erfolgt von den „schmutzigsten“ zu den „saubersten“ Teilen. Dabei wird in der Regel mit den Handschuhen begonnen und anschließend der Overall ausgezogen, um Verunreinigungen auf dem Kittel zu vermeiden. Dadurch wird verhindert, dass der Mitarbeiter seine Kleidung oder Haut kontaminiert und Partikel vom benutzten Kittel in die Umkleidekabine gelangen.
Verwandte Lesungen
- Entwurf und Interpretation einer aseptischen Prozesssimulation (Medienfüllung): Dabei werden Worst-Case-Simulationen erstellt, um die aseptische Integrität eines Prozesses zu qualifizieren. Die Interpretation der Ergebnisse ist für die Validierung des Prozesses und die Qualifizierung der Bediener von entscheidender Bedeutung.
- Strategien zur mikrobiellen Identifizierung und Datentrends: Dabei geht es darum, Umweltisolate auf Artenebene zu identifizieren, um die Mikroflora der Anlage zu verstehen. Die Trendanalyse dieser Daten ist wichtig, um Veränderungen zu erkennen, die auf einen Kontrollverlust hinweisen.
- Design und Steuerung von RABS und Isolatortechnologie: Es untersucht die Validierung und den Betrieb fortschrittlicher Barrieresysteme. Es umfasst Integritätstests und Handschuhmanagement, um eine hervorragende aseptische Umgebung zu gewährleisten.
- Validierung von WFI- und Reindampfsystemen und Biofilmkontrolle: Es umfasst die Konzeption und die routinemäßige Überwachung von Reinstwassersystemen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Systemvalidierung und laufenden Strategien zur Verhinderung und Kontrolle der Biofilmbildung.
- Methoden zur Prüfung der Integrität von Behälterverschlüssen (CCIT): Die eingesetzten Technologien gewährleisten die vollständige Versiegelung des Endprodukts und garantieren so die Sterilität bis zur Verwendung. Hierzu zählen Methoden wie Vakuumabbau und Hochspannungslecksuche.
- Mikrobielle Kontrollprogramme für Lieferanten und Rohstoffe: it shall extend contamination control to the supply chain through supplier audits and quality agreements. It involves setting and verifying microbial specifications for all incoming materials.
- Sterilization validation for components and equipment: validating the lethality and repeatability of sterilization cycles (e.g., autoclave, dry heat) for all items entering the aseptic processing area.
- Management of disinfectant and cleaning agent residues: it addresses the potential for chemical residues to inhibit disinfectant efficacy or become a product contaminant. It covers strategies for residue detection, removal, and rotation of cleaning agents.
External Links on Contamination Control Strategy (CCS)
Internationale Standards
- ISO 14644-1: 2015 Cleanrooms and controlled environments – Part 1: Classification of air cleanliness
- ISO 14644-2: 2015 Cleanrooms and controlled environments – Part 2: Monitoring to provide evidence of cleanroom performance related to air cleanliness by airborne particulate contamination
- ISO 14644-3: 2019 Cleanrooms and controlled environments – Part 3: Test methods
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Glossar der verwendeten Begriffe
Bioburden: Das Vorhandensein lebensfähiger Mikroorganismen auf einer Oberfläche oder in einer Substanz. Diese Messung dient typischerweise der Beurteilung des Kontaminationsgrads in Arzneimitteln, medizinischen Geräten und anderen sterilen Produkten. Sie ist entscheidend für die Bestimmung der Sterilisationswirksamkeit und Produktsicherheit.
Building Management System (BMS): Ein zentrales Steuerungssystem, das die mechanische und elektrische Ausrüstung eines Gebäudes überwacht und verwaltet, einschließlich Heizungs-, Lüftungs-, Klimaanlagen-, Beleuchtungs-, Sicherheits- und Brandschutzsysteme, um die Betriebseffizienz, den Komfort und das Energiemanagement zu verbessern.
Carbon Capture & Sequestration (CCS): Ein Verfahren, bei dem Kohlendioxidemissionen aus Quellen wie Kraftwerken und industriellen Prozessen aufgefangen, zur unterirdischen Speicherung transportiert oder in verschiedenen Anwendungen genutzt werden, wodurch die Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre reduziert werden.
Certificate of Analysis (CoA): Ein von einem Hersteller oder Prüflabor ausgestelltes Dokument, das die Spezifikationen, die Qualität und die Einhaltung gesetzlicher Normen eines Produkts bestätigt und die Testergebnisse sowie die für die Analyse verwendeten Methoden detailliert aufführt.
Certificate of Conformance (CoC): Ein von einem Hersteller oder Lieferanten ausgestelltes Dokument, das bestätigt, dass ein Produkt bestimmte Standards, Vorschriften oder vertragliche Anforderungen erfüllt. Es wird häufig in Prozessen zur Qualitätssicherung und Konformitätsüberprüfung verwendet.
Colony Forming Units (CFU): Eine Messung, die zur Schätzung der Anzahl lebensfähiger Mikroorganismen in einer Probe verwendet wird und die Anzahl der Zellen angibt, die unter bestimmten Wachstumsbedingungen Kolonien bilden können.
Computational Fluid Dynamics (CFD): Eine numerische Methode zur Analyse von Flüssigkeitsströmungen, Wärmeübertragung und verwandten Phänomenen durch Lösen der maßgebenden Gleichungen der Flüssigkeitsbewegung und Thermodynamik durch Diskretisierungstechniken, die die Simulation und Visualisierung des komplexen Flüssigkeitsverhaltens in verschiedenen technischen Anwendungen ermöglicht.
Contamination Control Strategy (CCS): Ein systematischer Ansatz zur Verhinderung, Erkennung und Eindämmung von Kontaminationen in kontrollierten Umgebungen, der die Produktqualität und -sicherheit durch definierte Verfahren, Überwachung und Risikomanagementpraktiken gewährleistet.
Corrective Action and Preventative Action (CAPA): Ein systematischer Ansatz zur Identifizierung, Untersuchung und Behebung von Nichtkonformitäten und potenziellen Problemen, um ein erneutes Auftreten zu verhindern und die Einhaltung gesetzlicher Standards in Qualitätsmanagementsystemen sicherzustellen.
Critical Control Points (CCP): Spezifische Phasen eines Prozesses, in denen Kontrollen angewendet werden können, um Gefahren für die Lebensmittelsicherheit zu verhindern, zu beseitigen oder auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Die Identifizierung dieser Punkte ist für eine effektive Gefahrenanalyse und ein kritisches Kontrollmanagement in Lebensmittelproduktionssystemen von entscheidender Bedeutung.
current Good Manufacturing Practice (cGMP): Ein System, das sicherstellt, dass Produkte konsistent gemäß Qualitätsstandards hergestellt und kontrolliert werden. Es umfasst Vorschriften und Richtlinien für Herstellungsprozesse, Einrichtungen, Ausrüstung und Personal, um Sicherheit, Qualität und Wirksamkeit in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie in anderen regulierten Branchen zu gewährleisten.
Environmental Monitoring System (EMS): Ein System, das Daten zu Umweltbedingungen, einschließlich der Luft-, Wasser- und Bodenqualität, systematisch sammelt, analysiert und meldet, um die Einhaltung von Vorschriften zu bewerten, Änderungen im Laufe der Zeit zu verfolgen und die Entscheidungsfindung für Umweltmanagement und -schutz zu unterstützen.
Failure Mode and Effects Analysis (FMEA): Eine systematische Methode zur Bewertung potenzieller Fehlermodi innerhalb eines Systems, Prozesses oder Produkts, zur Beurteilung ihrer Auswirkungen auf die Leistung und zur Priorisierung von Risiken, um Zuverlässigkeit und Sicherheit durch Korrekturmaßnahmen zu verbessern.
Food and Drug Administration (FDA): eine Bundesbehörde des US-Gesundheitsministeriums, die für die Regulierung der Lebensmittelsicherheit, Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika und Tabakprodukte zuständig ist, um durch wissenschaftliche Bewertung und Durchsetzung von Konformitätsstandards die öffentliche Gesundheit und Sicherheit zu gewährleisten.
Good Manufacturing Practice (GMP): Ein System, das die konsistente Herstellung und Kontrolle von Produkten gemäß Qualitätsstandards gewährleistet und so die Risiken in der Pharmaproduktion und verwandten Branchen minimiert. Es umfasst Richtlinien für Herstellungsprozesse, Anlagenbedingungen, Personalqualifikationen und Dokumentationspraktiken, um die Sicherheit und Wirksamkeit der Produkte zu gewährleisten.
Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP): Ein systematischer Ansatz zur Lebensmittelsicherheit, der Gefahren an kritischen Punkten des Produktionsprozesses identifiziert, bewertet und kontrolliert, um durch Lebensmittel verursachte Krankheiten zu verhindern und die Produktsicherheit zu gewährleisten.
Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC): Ein System zur Regulierung des Raumklimas durch Steuerung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität durch Heiz-, Kühl- und Lüftungsvorgänge. Es umfasst Komponenten wie Öfen, Klimaanlagen, Rohrleitungen und Thermostate für ein effizientes Umweltmanagement.
International Organization for Standardization (ISO): Eine nichtstaatliche internationale Organisation, die Standards entwickelt und veröffentlicht, um Qualität, Sicherheit, Effizienz und Interoperabilität in verschiedenen Branchen und Sektoren zu gewährleisten und so den globalen Handel und die Zusammenarbeit zu fördern. Die Organisation wurde 1947 gegründet und umfasst nationale Standardisierungsorganisationen der Mitgliedsländer.
Key Performance Indicator (KPI): Ein messbarer Wert, der zeigt, wie effektiv eine Organisation wichtige Geschäftsziele erreicht. Wird häufig verwendet, um den Erfolg bei der Zielerreichung zu bewerten.
Material Airlock (MAL): Ein abgedichteter Eingang, der den Materialtransfer zwischen verschiedenen Umgebungen kontrolliert, Kontaminationen verhindert und bestimmte atmosphärische Bedingungen aufrechterhält. Er besteht typischerweise aus zwei oder mehr ineinandergreifenden Türen, die die Isolierung während des Transferprozesses gewährleisten.
Performance Qualification (PQ): Ein Prozess, der überprüft, ob ein System oder Gerät unter realen Bedingungen gemäß den angegebenen Anforderungen funktioniert und sicherstellt, dass es seine beabsichtigte Funktion innerhalb vorgegebener Grenzen durchgängig erfüllt.
Personnel Airlock (PAL): Ein abgedichteter Eingang, der dem Personal den Übergang zwischen Umgebungen mit unterschiedlichem Druck ermöglicht und gleichzeitig die Kontamination minimiert und die Sicherheit gewährleistet. Typischerweise wird er in Raumstationen, Laboren oder Reinräumen eingesetzt. Er verfügt über ineinandergreifende Türen, die ein gleichzeitiges Öffnen verhindern.
Standard Operating Procedure (SOP): Eine Reihe schrittweiser Anweisungen, die den Mitarbeitern dabei helfen sollen, Routinevorgänge konsistent und effizient durchzuführen und so die Einhaltung von Vorschriften und Qualitätsstandards sicherzustellen.
Statistical Process Control (SPC): Eine Methode der Qualitätskontrolle, bei der statistische Techniken zum Überwachen und Steuern eines Prozesses eingesetzt werden. Durch die Identifizierung von Abweichungen und die Aufrechterhaltung einer konsistenten Ausgabe innerhalb festgelegter Grenzen wird sichergestellt, dass dieser sein volles Potenzial ausschöpft.
Total Organic Carbon (TOC): Ein Maß für die Menge an Kohlenstoff, die in organischen Verbindungen in einer Probe enthalten ist. Wird häufig zur Beurteilung der Wasserqualität und der Umweltgesundheit verwendet. Es quantifiziert die Konzentration von Kohlenstoff aus organischer Substanz, ausgenommen anorganische Kohlenstoffquellen.
Unique Selling Point (USP): Ein besonderes Merkmal oder Vorteil, der ein Produkt oder eine Dienstleistung von der Konkurrenz abhebt und darauf abzielt, Kunden durch die Erfüllung spezifischer Bedürfnisse oder Vorlieben anzuziehen.
Volatile Organic Compound (VOC): Organische Chemikalien haben bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruck, was zu starker Verdunstung und potenzieller Luftverschmutzung führt. Sie kommen häufig in Farben, Lösungsmitteln und Kraftstoffen vor und tragen zur Smogbildung und gesundheitsschädlichen Auswirkungen bei.
