Dekontamination mit Wasserstoffperoxiddampf

Abb.1: Prinzip der H2O2-Dekontamination

Abb.2: Verlauf der H2O2-Dekontamination

Bild 1: Dampf-Generator zum Verdampfen von Wasserstoffperoxid

Dipl. Ing. Michael Mohr, Schülke & Mayr GmbH, Hygiene International, Engineering – Life Sciences

Zur Desinfektion von Oberflächen, Ausrüstung und Produkten gibt es unterschiedliche Verfahren. In der Regel spricht man von der klassischen „manuellen“ Desinfektion, bei der gebrauchsfertige oder aus Konzentrat hergestellte Desinfektionsmittellösungen mittels Wischen oder Sprühen auf die Oberflächen aufgetragen werden.

In seltenen Fällen passiert es aber, dass die manuelle Desinfektion nicht das erforderliche Ergebnis erreicht. Die Gründe hierfür sind unterschiedlich. Zum einen kann es sein, dass das Desinfektionsmittel ein zu geringes Wirkspektrum aufweist und z.B. gegen Sporen keine Wirksamkeit zeigt, zum anderen, dass die Ursache und Quelle der Kontamination nicht erkannt wird.Auch bei der Wiederaufbereitung einer sensiblen Produktionsumgebung,  wie einem Reinraum bei  Inbetriebnahme, nach Wartungsarbeiten oder nach Havarien, reicht die manuelle Desinfektion oft nicht aus, um den jeweiligen mikrobiologischen Umgebungsstatus wiederherzustellen.

Ein sehr erfolgreiches Verfahren hat sich in den letzten Jahren verstärkt bewähren können: das Verdampfen von Wasserstoffperoxid (H2O2). Bei dieser Technologie wird  Wasserstoffperoxid tröpfchenweise solange  verdampft, bis es zu einer Mikrokondensation auf allen  Oberflächen kommt. Die daraus resultierende Wirksamkeit gegen Mikroorganismen ist extrem breit, auch gegen Sporen. Nach dem Dekontaminationsprozess wird das Wasserstoffperoxid katalytisch zu Wasser und Sauerstoff zerlegt. Dieses einfache Grundprinzip wird mit speziell aufeinander abgestimmten Dampfgeneratoren und hochreinem Wasserstoffperoxid durchgeführt.

Das Prinzip der Technologie

Die H2O2-Lösung tropft auf eine heiße Platte und verdampft schlagartig. Ein Luftstrom nimmt den warmen Dampf auf, kühlt ihn auf Umgebungstemperatur ab und verteilt den Dampf gleichmäßig im Raum. Die H2O2-Konzentration im Raum wird permanent kontrolliert und entsprechend der Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur gesteuert.

Abhängig von den Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit wird die Raumluft soweit mit dem H2O2–Dampf beaufschlagt, bis der Taupunkt (= Kondensationspunkt) von Wasserstoffperoxid erreicht wird. Nun wird die Verdampfung gestoppt und es beginnt die Haltezeit. In dieser Phase wird lediglich das sich auf den Oberflächen gleichmäßig kondensierende H2O2 ersetzt und die Konzentration in der Luft konstant gehalten.

Mikrokondensation

Als Mikrokondensation bezeichnet man die gleichmäßige Benetzung aller Oberflächen und dem daraus resultierenden Kontakt zwischen Wirkstoff und Mikroorganismen. Sie setzt beim Erreichen des Taupunktes ein und ist der Start der Wirkphase. Diese wird auch Haltephase genannt, da hier die Konzentration von H2O2 in der Luft konstant gehalten wird. Somit bildet sich ein optisch nicht sichtbarer lückenloser Film mit einer Stärke von ca. 2-6 µm auf den Oberflächen. Eine sichtbare Schicht ist erst ab einer Stärke von ca. 50 µm erkennbar. 

Würde die H2O2-Konzentration unterhalb des Taupunktes liegen, wäre der Kontakt von H2O2-Molekülken und der Oberfläche sowie den darauf sitzenden Keimen nur zufällig. Nur durch die Mikrokondensation kommt es zur optimalen Dekontamination im gesamten Raum und auf allen Flächen.

Das Prinzip der Mikrokondensation ermöglicht zudem eine ausgezeichnete mikrobiologische Wirksamkeit ohne erst die Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit anpassen zu müssen. Dieses ist ein großer Vorteil gegenüber anderen Systemen, da keine Zeit und Energie für die Trocknung und Kühlung der Raumluft aufgewendet werden muss. (siehe Abb.1)

Wie sieht der Dekontaminations-Zyklus aus?

Die Dekontamination teilt sich in vier Phasen: die Konditionierung des Gerätes, die Begasung des Raumes, die Einwirkzeit und die Belüftung bzw. der katalytische Abbau des H2O2.

In der ersten, relativ kurzen Phase fährt das System hoch, die Umgebungsparameter werden gemessen und die Heizplatte wird vorgeheizt.

In der folgenden Begasungs-Phase wird H2O2 -Lösung verdampft und der Raum mit dem Dampf zum Erreichen des Taupunktes gefüllt. Dieses nimmt je nach Raumgröße und Umgebungsbedingungen unterschiedliche Zeit in Anspruch.

Während der anschließenden Einwirkzeit entfaltet das H2O2 durch die gleichmäßige Mikrokondensation auf allen Oberflächen seine volle Wirksamkeit. (siehe Abb. 2)

Die letzte Phase ist die Belüftungsphase. Hier wird der H2O2-Dampf über einen Katalysator umweltfreundlich und rückstandsfrei in die Bestandteile Wasser und Sauerstoff zerlegt. Die Dauer dieser Phase ist abhängig von der Raumgröße. Zur Beschleunigung können spezielle Zusatzgeräte eingesetzt oder die zentrale Belüftungsanlage zugeschaltet werden.

Durchführung & Rahmenbedingungen

Um eine Dekontamination mittels H2O2 -Verdampfung erfolgreich durchführen zu können, sind einige Rahmenbedingungen zu beachten. Man benötigt für eine Begasung mit H2O2 keine Genehmigung und sie muss nicht von einem „staatlich geprüften Desinfektor“ durchgeführt werden, aber dennoch  handelt es sich bei Wasserstoffperoxid um eine für den Menschen gefährliche Chemikalie, die nur mit bestimmten Sicherheitsvorkehrungen eingesetzt werden darf.

Die Lüftungsanlage muss in dem zu dekontaminierenden Raum während der gesamten ersten drei Phasen abgeschaltet sein. Zusätzlich müssen die Türen sowie alle weiteren Öffnungen „gasdicht“ verschlossen bzw. abgeklebt sein. Dies verhindert, dass der H2O2 –Dampf durch Undichtigkeiten in Räume gelangt, in denen Mitarbeiter arbeiten. Schlussendlich sollte eine Dekontamination mit Wasserstoffperoxid nur von speziell geschultem Personal durchgeführt werden. (siehe Bild 1)

Raumdekontamination als Serviceleistung

Neben der Anschaffung von eigenen Generatoren gibt es als Alternative auch die Durchführung der Raumdekontamination als externen Service. Dieser Service umfasst den gesamten Ablauf, von der Vorbereitung inklusive Risikobewertung und Verfahrensbeschreibung über die Durchführung durch speziell geschulte Techniker, bis hin zur GMP-gerechten Auswertung und Dokumentation.

Ablauf des Dekontaminationsprozesses:

1. Begehung vor Ort zur Erfassung der räumlichen Gegebenheiten wie z.B.: Raumvolumen, Raumanordnung, Ausstattung, Materialien, Klimatechnik, Zugänge und Notausgänge
2. Angebotserstellung
3. Information zur Arbeitssicherheit, Vorbereitungsmaßnahmen und Sicherheitshinweise
4. Durchführung vor Ort – Umgebungsvorbereitung, Sicherheitsbelehrung, Aufstellung der Geräte und Positionierung der biologischen Indikatoren, Durchführung der Dekontamination, Abbau der Geräte und Vorbereitung der Bioindikatoren zur Auswertung
5. Auswertung – Untersuchung der Bioindikatoren, Zwischenbericht
6. Abschlussbericht - Dokumentation des Services in einem umfassenden Bericht mit allen Parametern sowie dem Ablauf und Ergebnissen des Prozesses

Die Kosten für den Service werden für jede Anwendung individuell kalkuliert und variieren entsprechend des notwendigen Aufwandes. In den meisten Fällen ist die Durchführung eines Service kostengünstiger als die Anschaffung eigener Geräte und Ausrüstung.

Fazit

Die Dekontamination durch Wasserstoffperoxid bietet eine interessante Alternative zu einer zum Teil sehr aufwendigen manuellen Desinfektion von kompletten Räumen und deren Inventar.

Sie ist hochwirksam gegen alle bekannten Keime inkl. Sporen und ist zudem rückstandsfrei und im Vergleich zu anderen Methoden umweltfreundlich.

Die Dekontamination eignet sich insbesondere zur Aufbereitung von hochsensiblen Bereichen, oder Räumen, die durch besonders hartnäckige Keime oder unbekannte Quellen kontaminiert sind, da jede Oberfläche im Raum desinfiziert wird.

Da die Geräte oftmals eine gewisse Investition mit sich bringen und besonders geschultes und ausgebildetes Personal für die Durchführung einer Raumdekontamination benötigt wird, ist es aufgrund der genannten Voraussetzungen nicht für jedes Unternehmen sinnvoll, eine solche Dekontamination selbst durchzuführen. Hierfür ist es möglich einen Service, wie z.B. den schülke Decon Service,  in Anspruch zu nehmen.