HPAPI-Herstellung: Wie Schutzkleidung zur Sicherheit von Arbeitnehmern und Produkten beitragen kann

Abbildung 1: Die Auswahl geeigneter Schutzkleidung ist entscheidend für den Schutz der Arbeitnehmer bei der Herstellung von HPAPI.

Abbildung 2: Atmungsaktive Materialien wie DuPont™ Tyvek® tragen dazu bei, das Kontaminationsrisiko in Reinräumen zu verringern.

Hochwirksame pharmazeutische Wirkstoffe (HPAPI) stellen eine bedeutsame Quelle für medizinische Innovationen dar. Aufgrund ihrer Fähigkeit, selektiv zu wirken, können Forscher eine auf den Patienten zugeschnittene Therapie mit maximaler Wirksamkeit und minimalen Nebenwirkungen entwickeln. Die Bedeutung von HPAPI für die medizinische Entwicklung ist derart signifikant, dass der Markt jährlich um mehr als 10 % wächst und bis 2027 voraussichtlich ein Volumen von 40 Milliarden US-Dollar erreichen wird.(1)

HPAPI werden jedoch als gefährliche Stoffe eingestuft, da bereits eine geringe Exposition die Gesundheit der Arbeitnehmer beeinträchtigen kann. Gleichzeitig sind hochwertige pharmazeutische Produkte, die HPAPI enthalten, anfällig für Verunreinigungen durch Fremdstoffe wie Hautzellen oder Schweiß der Arbeitnehmer. Die Auswahl geeigneter Schutzkleidung ist entscheidend, um beiden Risiken zu begegnen.

Sicherheitsrisiken und der Schutz der Arbeitnehmer durch Reinraumkleidung

Arbeitnehmer in der pharmazeutischen Industrie können in verschiedenen Produktionsphasen mit HPAPI in Kontakt kommen, z. B. bei der Vorbereitung der Inhaltsstoffe, der Formulierung, der Sterilisation, der Abfüllung und Verpackung sowie bei der Reinigung und Desinfektion. Die Hauptexpositionsquelle ist die Inhalation, gefolgt von dermaler Exposition. Persönliche Schutzausrüstungen sind unerlässlich, um Arbeitnehmer vor der Exposition gegenüber HPAPI in jeglicher Form zu schützen.

Ein entscheidender Schritt zum Schutz der Arbeitnehmer vor diesen Gefahren ist die Risikobewertung. Während dieses Prozesses können Schlüsselfragen helfen, Gefahren zu identifizieren und Risiken zu bewerten. Bei der Bewertung sollte der physikalische Zustand des HPAPI (fest, flüssig, wachsartig oder gasförmig) angegeben werden. Es sollte auch angegeben werden, wie jeder Inhaltsstoff in die Körpersysteme gelangen könnte (Einatmen, versehentliche Injektion, Absorption durch die Haut usw.), je nachdem, welche Produktionstätigkeiten im Reinraum durchgeführt werden. Abschließend sollte die Risikobewertung die Anforderungen an die PSA zur Verringerung dieser Risiken aufzeigen.

Die europäische Verordnung 425/2016 legt die Anforderungen an die Konstruktion und Herstellung von PSA fest. Je nach physikalischer Beschaffenheit des Gefahrstoffs werden spezifische Tests durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit der Kleidung zu überprüfen:

– EN ISO 6530 oder EN ISO 17491-4 prüfen das Eindringen von Flüssigkeiten in das Kleidungsstück.
– EN ISO 13982-2 prüft das Eindringen von festen Partikeln durch ein Kleidungsstück.
– EN ISO 6529 oder ASTM F739 prüfen die Flüssigkeits- oder Gasdurchlässigkeit eines Kleidungsstücks.

Kontaminationsrisiken und wie Reinraumkleidung die Produktqualität schützt

Untersuchungen zeigen, dass der Mensch das Hauptrisiko für Produktkontaminationen in Reinräumen darstellt. 75 % der Kontaminationen stammen von Hautschuppen und Bakterien, die der menschliche Körper ständig absondert, oder von Gewebefasern und Partikeln, die von der Schutzkleidung abgegeben werden.(2) Spezifische Tests werden durchgeführt, um die Leistung eines Kleidungsstücks in Bezug auf die Sauberkeit oder die Barriere gegen Hautschuppen, die vom Träger abgesondert werden, zu überprüfen:

– EN 143 prüft den Wirkungsgrad der Partikelfiltration.
– ASTM F2101 prüft die bakterielle Filtrationsleistung.

Zusätzlich zu den Qualitätstests, die die Permeationsleistung messen, kann Kleidung, die auf den Komfort und die Atmungsaktivität des Bedieners ausgelegt ist, dazu beitragen, die Anzahl der vom Bediener abgegebenen Partikel zu verringern. Atmungsaktive, fusselarme Materialien wie DuPont™ Tyvek® tragen dazu bei, das Schwitzen des Bedieners und damit das Kontaminationsrisiko zu verringern. Kleidungsstücke, die Bewegungsfreiheit zulassen, haben eine ähnliche Wirkung und verringern das Unbehagen des Bedieners und damit auch die Partikelabgabe.

Bestimmungen des GMP1-Anhangs für HPAPI-Herstellungsreinräume

Im Anhang 1 der GMP (Good Manufacturing Practice) (3) werden Reinräume nach der maximal zulässigen Anzahl luftgetragener Partikel pro Kubikmeter Luft in vier Klassen eingeteilt. Klasse A hat die strengsten Kriterien mit einer maximalen Gesamtpartikelzahl von 3.520 ≥ 0,5 µm/m3. Klasse D hat die geringsten Anforderungen mit einer maximalen Gesamtpartikelzahl von 3.520.000 ≥ 0,5 µm/m3. In Anhang 1 der GMP sind die Bekleidungsanforderungen für jede Reinraumklasse auf der Grundlage der Art der Tätigkeit und des möglichen Kontaminationsrisikos festgelegt.

In Reinräumen der Klasse A/B, wie sie z.B. in Forschungslaboren genutzt werden,  werden normalerweise kleinere Mengen der Substanzen eingesetzt. Dadurch besteht ein geringeres Risiko der Exposition gegenüber gefährlichen Stoffen, aber die Arbeitnehmer können immer noch einer Enddosis von HPAPI ausgesetzt sein. Andererseits ist die Vermeidung von Produktkontaminationen in Reinräumen der Klasse A/B äußerst wichtig. Die Schutzkleidung in diesen Reinräumen sollte sowohl die Anforderungen des Anhang 1 der GMP als auch die Sicherheitsanforderungen für PSA erfüllen.

In Reinräumen der Klasse C/D (z.B. Produktionsbereichen) werden größere Mengen HPAPI in höherer Konzentration gehandhabt als in Reinräumen der Klasse A/B. Daher hat in diesen Umgebungen (z.B. beim Umfüllen der Substanzen) der Schutz des Personals Vorrang vor den Reinheitsanforderungen. Schutzkleidung wird nach ihrem Schutzniveau (z.B. Kategorie III, Typ 4-B) eingeteilt.

Eine sicherere Zukunft für die HPAPI-Produktion

Die Herstellung von HPAPI hat aufgrund ihrer gezielten pharmazeutischen Wirkung wichtige pharmazeutische Entwicklungen ermöglicht. Das Marktwachstum in diesem Sektor unterstreicht die Bedeutung der HPAPI-Herstellung und die Notwendigkeit der Einhaltung von Reinraumanforderungen sowohl zum Schutz des Bedienpersonals als auch zur Vermeidung von Produktkontaminationen.

Anhang 1 der GMP kategorisiert die Reinräume nach dem Risiko nur nach der Kontamination des Reinraums mit Partikeln (Produktschutz). Beim Umgang mit Gefahrstoffen wie HPAPI kommt die Exposition mit gefährlichen Stoffen hinzu. Je nach den mit den Tätigkeiten verbundenen Risiken werden unterschiedliche Anforderungen an die Bekleidung gestellt. Gleichzeitig legen die PSA-Vorschriften und die Gefährdungsbeurteilung das Schutzniveau fest, das für die Sicherheit des Bedieners in Abhängigkeit von der Form des Gefahrstoffs und dem Expositionsrisiko erforderlich ist. Für Hersteller von HPAPI ist es von entscheidender Bedeutung, die verschiedenen gesetzlichen Anforderungen zu kennen und die für ihre Anwendungen am besten geeignete Schutzkleidung auszuwählen.

Den Leitfaden für HSE-Manager von DuPont zu Reinraumkleidung für die HPAPI-Produktion kann hier heruntergeladen werden: https://www.dupont.de/personal-protection/pharmaceutical-industries-ppe.html?src=EMEA_DE_SafetyPersonalProtection_GB_PR_External_HPAPIEguide#hpapi

(1) https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/high-potency-api-market-36582475.html
(2) Ramstorp M., „Introduction to Contamination Control and Cleanroom Technology“, Wiley VCH, 2000, Weinheim (Deutschland)
(3) https://health.ec.europa.eu/system/files/2022-08/20220825_gmp-an1_en_0.pdf