Warum Sporen als Maßstab dienen: G. stearothermophilus und D-Werte bei VHP

Jeder VHP-Zyklus in einem pharmazeutischen Betrieb wird anhand einer kleinen Stahlscheibe beurteilt, die etwa eine Million Bakteriensporen trägt. Wenn diese Sporen nach dem Zyklus nicht wachsen, gilt der Zyklus als bestanden. Dieser Leitfaden behandelt den Bioindikator selbst: warum ein bestimmter Mikroorganismus, Geobacillus stearothermophilus, zum Maßstab wurde, was die Zahlen auf einem Bioindikator-Zertifikat bedeuten, wie D-Werte und logarithmische Sporenreduktionen berechnet werden und was zu tun ist, wenn ein Indikator unerwartet Wachstum zeigt.

Was ist ein Bioindikator für VHP?

Ein Bioindikator (BI) für VHP ist ein Träger, meist eine kleine Edelstahlscheibe, der mit einer bekannten Population von Bakteriensporen beimpft ist, üblicherweise 10⁶ Geobacillus stearothermophilus, und in einem Beutel verpackt ist, der Wasserstoffperoxiddampf einlässt, andere Mikroorganismen jedoch fernhält. Nach der Exposition wird der Träger in ein Nährmedium überführt und inkubiert. Kein Wachstum bedeutet, dass die Sporen auf diesem Träger inaktiviert wurden.

Zur Platzierung der Indikatoren und zur Funktionsweise der Halbzyklusmethode siehe wie ein VHP-Zyklus validiert wird. Dieser Artikel behandelt den Indikator selbst.

Warum Sporen und warum dieser Mikroorganismus?

Bakteriensporen gehören zu den gegenüber Wasserstoffperoxid widerstandsfähigsten Mikroorganismen. Ihre Hülle, ihr wasserarmer Kern und ihre geschützte DNA verlangsamen die Oxidation, die andere Zellen rasch abtötet. Zum chemischen Hintergrund siehe wie Wasserstoffperoxid Mikroorganismen abtötet.

G. stearothermophilus wird aus mehreren praktischen Gründen eingesetzt:

• Hohe Resistenz gegenüber Wasserstoffperoxiddampf im Vergleich zu anderen untersuchten Sporenbildnern, sodass ein Zyklus, der ihn inaktiviert, eine Reserve gegenüber weniger resistenten Mikroorganismen bietet.
• Er wächst bei 55–60 °C. Die meisten Umweltkontaminanten wachsen bei 30–35 °C, wodurch ein falsch positives Ergebnis durch eine zufällige Kontamination weniger wahrscheinlich ist.
• Er ist kein Humanpathogen, daher können die Indikatoren in üblichen Laboratorien gehandhabt werden.
• Er ist gut charakterisiert und als standardisierter kommerzieller Indikator mit dokumentierter Resistenz verfügbar.

Aufbau eines VHP-Indikators

Ein BI-Zertifikat lesen

Jede Indikatorcharge wird mit einem Zertifikat geliefert. Vor der Verwendung sind folgende Punkte zu prüfen:

D-Wert: die Geschwindigkeit der Inaktivierung

Der D-Wert ist die Expositionszeit, die unter festgelegten Bedingungen erforderlich ist, um eine Sporenpopulation um 90%, also um eine Zehnerpotenz, zu reduzieren. Hat ein Indikator einen D-Wert von 2 Minuten, erfordert eine 6-log-Reduktion unter denselben Bedingungen etwa 12 Minuten.

Anders als bei der Dampfsterilisation gibt es für VHP keinen einheitlichen Satz standardisierter Resistenzprüfbedingungen, den alle Hersteller verwenden. Ein D-Wert ist nur zusammen mit der Konzentration und Temperatur aussagekräftig, bei denen er gemessen wurde. Zwei Zertifikate mit unterschiedlichen Bedingungen lassen sich nicht direkt vergleichen. Prüfen Sie bei einem Wechsel des Indikatorlieferanten oder der Charge, ob die angegebene Resistenz weiterhin für Ihren Zyklus geeignet ist.

Logarithmische Sporenreduktion (SLR)

Die logarithmische Sporenreduktion vergleicht die Ausgangspopulation mit den Überlebenden:

SLR = log₁₀(N₀) − log₁₀(N_f)

N₀ ist die Population auf dem Träger vor der Exposition und N_f die Anzahl der Überlebenden. Wenn keine Sporen überleben, kann das Ergebnis nur als größer oder gleich log₁₀(N₀) angegeben werden. Bei 2.1 × 10⁶ Sporen und keinem Wachstum zeigt der Indikator eine SLR von mindestens 6.3. Deshalb wird eine Population von 10⁶ zum Nachweis einer 6-log-Reduktion verwendet.

D-Wert aus dem Anteil negativer Ergebnisse berechnen

Wenn einige Indikatoren einer Gruppe Wachstum zeigen und andere nicht, lässt sich der D-Wert mit der Methode Stumbo-Murphy-Cochran schätzen:

D = U / (log₁₀N₀ − log₁₀(ln(n/r)))

U ist die Expositionszeit, n die Anzahl der exponierten Indikatoren und r die Anzahl der Indikatoren ohne Wachstum. Ein Rechenbeispiel:

Solche Berechnungen werden bei Resistenzprüfungen und der Zyklusentwicklung eingesetzt. Bei der routinemäßigen Validierung ist die übliche Frage einfacher: Zeigte jeder Indikator an jeder Position kein Wachstum?

Wenn ein Indikator Wachstum zeigt

Ein positiver Indikator in einem Validierungslauf muss untersucht werden, bevor das Ergebnis akzeptiert oder verworfen wird. Typische Schritte:

• Den Mikroorganismus identifizieren. Handelt es sich nicht um G. stearothermophilus, stammt das Wachstum aus einer Kontamination während der Handhabung, und die Überführungstechnik sollte überprüft werden.
• Die Position prüfen. Eine kalte Stelle, eine abgeschirmte Ecke oder eine absorbierende Oberfläche in der Nähe können die Exposition verringern. Wiederholte positive Ergebnisse an derselben Stelle deuten auf ein tatsächliches Verteilungsproblem hin.
• Den Indikator prüfen. Beschädigte Beutel, Sporenaggregate oder eine Charge mit ungewöhnlich hoher Resistenz können zu einzelnen Überlebenden führen, die gelegentlich als Ausreißer bezeichnet werden.
• Die Kontrollen prüfen. Ein nicht exponierter Indikator derselben Charge muss Wachstum zeigen, und unbeimpftes Medium muss klar bleiben.

Ein positives Ergebnis darf nicht einfach so lange erneut geprüft werden, bis die Prüfung bestanden ist. Die Untersuchung und ihre Schlussfolgerung sind Teil der Validierungsdokumentation.

Indikatoren richtig handhaben

• Indikatoren gemäß Zertifikat lagern und vor Ablauf des Verfallsdatums verwenden.
• Die Position jedes Indikators in einem Plan oder anhand nummerierter Positionen dokumentieren.
• Exponierte Träger aseptisch in das Medium überführen, idealerweise unter einer Laminar-Flow-Werkbank.
• Vor der Dokumentation eines negativen Ergebnisses die vollständige vom Hersteller angegebene Inkubationszeit einhalten.
• Bei jeder Prüfserie eine Positivkontrolle derselben Charge mitführen.

Chemische und enzymatische Indikatoren können während der Zyklusentwicklung schneller Informationen liefern, ersetzen jedoch keine Bioindikatoren. Siehe chemische Indikatoren, enzymatische Indikatoren und Bioindikatoren für VHP.

VHP-Anlagen von Fenggu

VHP-Geräte von Fenggu, darunter mobile VHP-Raumsterilisatoren, HLK-integrierte VHP-Systeme, VHP-Durchreichen und VHP-BIBO-Sterilisator, unterstützen die Zyklusentwicklung und Validierung mit dem Ziel einer Reduktion um mindestens 6 log von Geobacillus stearothermophilus. Die tatsächliche Wirksamkeit wird durch das Validierungsprotokoll und den Validierungsbericht des jeweiligen Projekts festgestellt. Fenggu bietet die Inbetriebnahme vor Ort und Bedienerschulungen für die gelieferten Geräte an.

Alle VHP-Geräte: VHP-Sterilisatoren und -Generatoren.

Häufige Fragen

Warum beträgt die Population 10⁶?
Ein Indikator kann nur so viele logarithmische Reduktionsstufen nachweisen, wie seine Ausgangspopulation zulässt. Eine Population von etwa einer Million Sporen ermöglicht einem einzelnen Indikator den Nachweis einer 6-log-Reduktion.

Kann ich D-Werte zweier Lieferanten vergleichen?
Nur wenn sie unter denselben Bedingungen gemessen wurden. VHP-D-Werte hängen stark von Konzentration und Temperatur ab, und nicht alle Lieferanten verwenden dieselben Prüfbedingungen.

Warum werden Edelstahlträger für VHP bevorzugt?
Sie repräsentieren die zu dekontaminierenden harten Oberflächen und absorbieren kein Wasserstoffperoxid. Absorbierende Träger können Peroxid aufnehmen und das Ergebnis verändern.

Wie lange sollten Indikatoren inkubiert werden?
Gemäß den Angaben des Indikatorherstellers, üblicherweise bei 55–60 °C für bis zu 7 Tage. Wird ein negatives Ergebnis zu früh dokumentiert, können langsam wachsende Überlebende unentdeckt bleiben.

Bedeutet ein einzelner positiver Indikator einen fehlgeschlagenen Zyklus?
Nicht automatisch, aber das Ergebnis muss untersucht werden. Handelt es sich bei dem Mikroorganismus um G. stearothermophilus und liegt kein Handhabungsfehler vor, müssen der Zyklus oder die Verteilung an dieser Position überprüft werden.

Quellen

• Norm für Bioindikatoren: ISO 11138-1:2017, Sterilization of health care products — Biological indicators — Teil 1: General requirements
• ISO 11138-7:2019, Sterilization of health care products — Biological indicators — Part 7: Guidance for the selection, use and interpretation of results
• USP <55> Biological Indicators — Resistance Performance Tests
• USP <1229.5> Biological Indicators for Sterilization
• PDA Technical Report No. 51: Biological Indicators for Gas and Vapor-Phase Decontamination Processes

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