OEB, OEL und SMEPAC: Containment in Pharma- und Chemieindustrie

Warum ist Containment so wichtig?

In der Produktion hochwirksamer Stoffe können schon wenige Mikrogramm in der Umgebung zu einem Risiko werden – für Menschen und für die Produktqualität. Ein durchdachtes Containment-Konzept schützt daher in drei Richtungen:

• den Bediener vor dem Produkt,
• das Produkt vor Verunreinigung durch den Bediener,
• und verschiedene Produkte vor gegenseitiger Kreuzkontamination.

Nicht nur in der pharmazeutischen Produktion, auch in der Chemie- oder Lebensmittelindustrie spielen Containment-Lösungen eine Rolle – etwa für den sicheren Umgang mit hochgiftigen Chemikalien oder bei der Herstellung allergenfreier Nahrungsmittel. Auch die seit Dezember 2024 geltende Gefahrstoffverordnung betont die Sicherheit der Mitarbeitenden stärker und hebt den Bedarf an sicheren Containment-Lösungen hervor.

Containment-Systeme reichen von einfachen Einhausungen bis hin zu komplexen Isolatoren. Dabei geht es nicht nur um Sicherheit, sondern auch um Wirtschaftlichkeit: Der Verlust von nur wenigen Gramm eines hochpreisigen Wirkstoffs kann schnell mehrere Tausend Euro kosten.

Wie wird Containment bewertet? – OEB und OEL

Die Wirksamkeit eines Containment-Systems lässt sich durch zwei Kennzahlen beschreiben:

• OEB (Occupational Exposure Band) klassifiziert die Gefährlichkeit des Wirkstoffs.

• OEL (Occupational Exposure Limit) gibt an, wie hoch die maximal zulässige Belastung für Mitarbeitende über einen Arbeitstag hinweg ist.

Ein Beispiel: Die Schutzklasse OEB-5 entspricht einem OEL von weniger als 1 µg/m³. Zur Veranschaulichung: Das entspräche dem zwanzigsten Teil eines Teelöffels Wirkstoffs – verteilt im gesamten Empire State Building.

Einheitliche Standards gefragt

Ein Problem für die Vergleichbarkeit: Viele Unternehmen haben eigene Klassifizierungen entwickelt. So nutzt etwa Roche den internen Standard „3B“ – eine Bewertung, die sich nicht direkt mit OEB-5 vergleichen lässt. Einheitliche Begriffe und Bewertungsverfahren würden hier mehr Transparenz schaffen.

Wie wird die Wirksamkeit von Containment dokumentiert?

Während OEB und OEL in der Regel Containment-Ziele konkretisieren, sind für die Messung der Wirksamkeit von Containment-Systemen sowie der Dokumentation der Wirksamkeit dieser Anlagen Messungen notwendig. Die Smepac-Systematik (Standardized Measurement for Equipment Particulate Airborne Concentrations) ist eine Methode mit der die Konzentration der Partikel gemessen wird, die aus einer Anlage austreten. Sie legt die wiederholbaren Testprozesse und -parameter fest, die benötigt werden, um verschiedene Containment-Prozesse in einem Werk zu beurteilen und Vergleiche zu ermöglichen.

Das akzeptierte Testverfahren nutzt Laktose eines definierten Gütegrads (andere Substanzen sind möglich), setzt die Ausrüstung in einer bestimmten Umgebung ein (Feuchtigkeit, Temperatur, Anzahl der Luftaustausche) und platziert die festgelegten Probenehmer an verschiedenen Positionen. Der Test umfasst die Durchführung des vorgesehenen Arbeitsgangs und das Sammeln von Luft (über die Filter der Probenehmer) über 15 min. Die Analyse der Filter ergibt die Menge an Laktose in einer gemessenen Luftmenge, was der Containment-Leistung der Ausrüstung entspricht. Da der Test über eine Durchschnittszeit von 15 min läuft, nennt sich diese Leistung STTWA (Short Term Time Weighted Average, kurzzeitgewichteter Mittelwert). Es ist wichtig zu beachten, dass dieses Verfahren die Gesamtmenge an entweichendem Pulver erfasst.

Bei der Arbeit mit potenten Wirkstoffen ist oftmals nur ein kleiner prozentualer Anteil des Pulvergemisches aktiv, während der Rest Trägerstoff ist. Es ist darum wichtig zu unterscheiden, ob eine intermittierende Exposition vorliegt, die beispielsweise beim Andocken eines Behälters mit Rohstoffen an ein Wirbelbett entsteht, oder eine dauerhafte Exposition beispielsweise von einer Tablettenpresse ausgeht, die nicht vollkommen sicher ist.

Die korrekte Durchführung von Containment-Expositionsmessungen ist der Schlüssel zur sicheren Handhabung hochgefährlicher pharmazeutischer Substanzen. Die Firma Fette Compacting hat ein Containment Guard Verfahren für die Expositionsmessung an einer Tablettenpresse entwickelt. Damit lässt sich die Leistung eines Containment-Systems nicht nur prüfen, sondern auch zuverlässig planen, was in entsprechenden Projekten die Planungssicherheit steigert und somit Kosten senkt. Die Methode basiert auf der bekannten ISPE-Richtlinie (International Society for Pharmaceutical Engineering). Die Richtlinie wurde speziell für die Anwendung an Tablettenpressen deutlich genauer spezifiziert, um wiederholbare und vor allem vergleichbare Messungen zu ermöglichen. Die Grundlage für die Zertifizierung ist ein standardisiertes Testverfahren, bei dem auf Basis der Smepac-Richtlinie die Rückhalteleistung der Gesamtanlage inklusive der Prozess- und Sicherheitsausstattung ermittelt wird. Neuerungen der zweiten Auflage des ISPE-Handbuchs erklärt der Vorsitzende der ISPE-Arbeitsgruppe Containment Richard Denk im Interview.

Weitere Faktoren beim Containment Guard sind die Positionierung der Mess-Sonden, der Aufenthaltsort der Bediener während des Messvorgangs, die Anzahl der Tablettenmuster und die möglichen Betriebszustände, inklusive potenzieller Fehlersituationen. Dieses erweiterte Verfahren ermöglicht eine reproduzierbare Bewertung speziell für Containment-Tablettiersysteme. In der Folge sinkt der Aufwand von Pharmaproduzenten für die Einrichtung, den Testaufbau und eventuelle Nachbesserungen vor der Inbetriebnahme. Nach erfolgreicher Prüfung erhalten die Anlagen das Containment Guard-Zertifikat. Die Stufen des Zertifikats orientieren sich an den OEB-Grenzwerten der Containmentpyramide und den Werten für die erlaubte tägliche Exposition (PDE). Die Messprotokolle bilden die Grundlage für die Risikobeurteilung seitens der Betreiber und reduzieren auch den laufenden Aufwand nach der Inbetriebnahme der Anlage deutlich.

Bei der Betrachtung einer Anlage und ihrer Komponenten wird klar, dass Containment vor allem eine Frage der Schnittstellen bzw. deren Vermeidung ist. Denn jeder Übergang zwischen einem Bauteil und dem nächsten ist eine potentiell undichte Stelle. Eine für die Anwendung passende und wirtschaftliche Containment-Lösung auszuwählen erfordert Know-how. Beispielsweise um die Frage zu beantworten, ob der Prozess klassisch in Edelstahl oder aber mit Single-Use-Technik aufgebaut werden soll. Denn neben fest installierten Isolatoren und Produktionssystemen, die nach Gebrauch gereinigt werden müssen, lassen sich komplette Prozesse inzwischen auch mit flexiblen Foliensystemen aufbauen, die nach der Nutzung nicht gereinigt, sondern entsorgt werden.

Betreiber, die ihre Komponenten wiederverwenden möchten, müssen diese zuverlässig reinigen. Auch hier stehen dann wieder zwei Möglichkeiten beziehungsweise Philosophien bereit: Alles ausbauen und säubern oder inline reinigbare Systeme realisieren. Alle Varianten haben Vor- und Nachteile. Welche Lösung für eine spezifische Anwendung besser geeignet ist, hängt von vielen Parametern ab – etwa den Produkteigenschaften, den Produktionsvolumina oder wirtschaftlichen Überlegungen. Im regulierten Umfeld der Pharmaproduktion kommt dazu, dass jede Änderung am Prozess eine Neuvalidierung erfordert – ein Aufwand, den die Pharmazeuten zu vermeiden suchen. Wie dies in der Solida-Fertigung aussehen kann, beschreibt dieser Fachbeitrag. Die grundsätzlichen Unterschiede verschiedener Ansätze diskutiert Containment-Experte Michael Maintok, Business Development Key Technologies bei Glatt, in diesem Interview. Beispielhaft für eine moderne High-Containment-Produktionsstätte ist der vor kurzem eingerichtete Standort von Pfizer in Freiburg, deren Konzept mit Partnerunternehmen wie Siemens und GEA umgesetzt wurde.

Unternehmen haben beim Thema Containment eine Auswahl an Möglichkeiten, zwischen denen sie entscheiden müssen welche für ihre individuelle Produktion geeignet sind. Dabei gilt grundsätzlich, die Menge der aus der Produktionsanlage austretenden Substanzen verschwindend gering zu halten. Vornehmlich für die Gesundheit der Arbeiter und im Falle von ungefährlichen Substanzen auch aufgrund der Wirtschaftlichkeit. Zu den technischen Lösungen gehören beispielsweise Absaugeinrichtungen an Staub-Arbeitsplätzen sowie geeignete Filterlösungen. Besondere Bedeutung kommt Prozessen zum Ab- und Umfüllen pulverförmiger Wirkstoffe zu, da hierbei naturgemäß offene Schnittstellen vorliegen, die jedoch für Gefahrstoffe geschlossen zu halten sind. Hilfe bei der Auswahl finden Sie außerdem in unserem jüngsten Produktfokus Containmentlösungen.

Betreiber, die ihre Komponenten wiederverwenden möchten, müssen diese zuverlässig reinigen. Auch hier stehen dann wieder zwei Möglichkeiten beziehungsweise Philosophien bereit: Alles ausbauen und säubern oder inline reinigbare Systeme realisieren. Alle Varianten haben Vor- und Nachteile. Welche Lösung für eine spezifische Anwendung besser geeignet ist, hängt von vielen Parametern ab – etwa den Produkteigenschaften, den Produktionsvolumina oder wirtschaftlichen Überlegungen. Im regulierten Umfeld der Pharmaproduktion kommt dazu, dass jede Änderung am Prozess eine Neuvalidierung erfordert – ein Aufwand, den die Pharmazeuten zu vermeiden suchen. Wie dies in der Solida-Fertigung aussehen kann, beschreibt dieser Fachbeitrag. Die grundsätzlichen Unterschiede verschiedener Ansätze diskutiert Containment-Experte Michael Maintok, Business Development Key Technologies bei Glatt, in diesem Interview. Beispielhaft für eine moderne High-Containment-Produktionsstätte ist der vor kurzem eingerichtete Standort von Pfizer in Freiburg, deren Konzept mit Partnerunternehmen wie Siemens und GEA umgesetzt wurde.

Unternehmen haben beim Thema Containment eine Auswahl an Möglichkeiten, zwischen denen sie entscheiden müssen welche für ihre individuelle Produktion geeignet sind. Dabei gilt grundsätzlich, die Menge der aus der Produktionsanlage austretenden Substanzen verschwindend gering zu halten. Vornehmlich für die Gesundheit der Arbeiter und im Falle von ungefährlichen Substanzen auch aufgrund der Wirtschaftlichkeit. Zu den technischen Lösungen gehören beispielsweise Absaugeinrichtungen an Staub-Arbeitsplätzen sowie geeignete Filterlösungen. Besondere Bedeutung kommt Prozessen zum Ab- und Umfüllen pulverförmiger Wirkstoffe zu, da hierbei naturgemäß offene Schnittstellen vorliegen, die jedoch für Gefahrstoffe geschlossen zu halten sind. Hilfe bei der Auswahl finden Sie außerdem in unserem jüngsten Produktfokus Containmentlösungen.