Episode 43

Hier können Sie die Folien dieser Episode herunterladen.

Welcher Probenahmeort ist bei welcher Musterart zu wählen? Und welches Musterzugsgerät sollte dafür verwendet werden? Das erfahren Sie in Ihrem Abo-Bonus: Eine Übersicht über Art der Muster und Entnahmeorte als PDF-Download. Jetzt downloaden

Herzlich willkommen bei unserer 43. Episode GMP & TEA.

Eine Bekannte hat mir neulich folgende Geschichte erzählt: Es war ein heißer Sommertag, perfekt für einen Schwimmbadbesuch. Vor allem ihre damals vierjährige Tochter freute sich riesig, schließlich hatte sie einen neuen Badeanzug, mit leuchtendem Blumenmuster in Gelb, Rot, Grün und Pink. Also, nichts wie ab zum Schaulaufen und ans Kinderbecken.

Die Freude währte allerdings nicht lange, denn als die Kleine nach einigen Minuten wieder aus dem Wasser kam, war von den herrlichen Farben kaum etwas übrig. Aus dem bunten war ein nahezu weißer Badeanzug geworden, die Farben verblasst und ein Muster kaum mehr erkennbar. Die Sache ging Gott sei Dank glimpflich aus. Nach einer gründlichen Dusche und neuem Wasser im Kinderbecken konnten die Kleinen wieder planschen.

Die Ursache war schnell gefunden: Die neue Aushilfe wurde von der Bademeisterin zwar unterwiesen, dass sie im Kinderbecken regelmäßig den Chlorgehalt prüfen und korrekt einstellen sollte. Wo genau und wann sie die Probe nehmen musste, das wurde aber offensichtlich nicht besprochen. Und so hatte sie, noch bevor das Wasser richtig umgewälzt worden war, eine Probe an einem Ort gezogen, bis zu der das von der Kollegin kurz zuvor frisch zugefügte Chlor noch nicht vorgedrungen war. Daraufhin hatte diese nachdosiert und so eine Überdosierung verursacht.

Diese nur im Rückblick amüsante Anekdote zeigt: Die Probenahme – unser heutiger Titel verrät es – ist ein kritischer Prozesschritt. Wenn der Musterzug nicht sachgemäß und repräsentativ erfolgt, nützt auch die beste Laboranalytik nichts.

Heute erfahren Sie, wie Sie eine Probenahme richtig planen und durchführen, welche Anforderungen Personal, Ausrüstung und Räumlichkeiten erfüllen müssen und welche Besonderheiten es bei den unterschiedlichen Materialien zu berücksichtigen gilt.

Doch bevor wir tiefer in die Materie einsteigen: Haben Sie sich auch eine Tasse Tee oder Kaffee gemacht? Mein Name ist Thomas Peither, und ich will Ihnen heute wieder einen Impuls für Ihre GMP-Compliance geben.

Vielen Dank für Ihr Feedback auf unsere vergangene Episode. Es dient uns als Gradmesser, ob wir mit der Auswahl und Bearbeitung des Themas richtig lagen oder nicht. Schreiben Sie uns also bitte Ihre Wünsche, Kritik und Anregungen einfach unter GMPandTEA@gmp-verlag.de

Kommen wir nun zu unserem heutigen Thema: Die Probenahme ist ein kritischer Prozessschritt. Im Detail beschäftigen wir uns mit folgenden Fragen:

• Welche Faktoren nehmen Einfluss auf die Probenahme?
• Welche Materialien müssen bemustert werden?
• Wie führt man eine Probenahme durch?

Zum Auftakt einige technische und regulatorische Bemerkungen. Bei der Probenahme wird ein sehr kleiner Teil einer Charge entnommen, analysiert und das Ergebnis zur Beurteilung der Qualität der ganzen Charge herangezogen. Dabei dienen die gewonnenen Proben sowohl als Analyse- als auch als Rückstellmuster. Eine Probenahme ist somit das erste, kritische Glied in der Gesamtkette der Qualitätskontrolle. Fehler beim Musterzug stellen den Wert aller weiteren Schritte in Frage und können auch durch die empfindlichste Analytik im Nachhinein nicht ausgeglichen werden.

Die Probenahme kommt in allen Bereichen der chemischen und pharmazeutischen Herstellung zur Anwendung. Sie betrifft Rohmaterialien – also Hilfsstoffe, Wirkstoffe und Packmaterialien – ebenso wie technische Hilfs- und Betriebsmittel, Zwischenprodukte, Muster der Inprozesskontrolle und, last but not least, auch die Fertigprodukte.

Probenahmepläne und -methoden werden daher unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren risikobasiert festgelegt werden. Denn damit der Rückschluss von der Probe auf die gesamte Charge zu einer korrekten Beurteilung der Produktqualität führt, muss der Musterzug repräsentativ sein, fehlerfrei durchgeführt werden und darf nicht durch äußere Einflüsse beeinträchtigt werden.

Dazu braucht es speziell qualifiziertes und regelmäßig geschultes Personal, geeignete Materialien und definierte Umgebungsbedingungen.

Wie immer folgt an dieser Stelle ein kurzer Ausflug in den Bereich der Juristerei. Die Anforderungen an die Probenahme werden im Anhang 8 des EU-GMP-Leitfadens Teil I und im EU-GMP-Leitfaden Teil II eingehend beschrieben. Für die USA ist der 21 CFR 211 von Bedeutung; zusätzlich gibt es in den unterschiedlichen Pharmakopöen weiterführende Anforderungen in punkto Probenahme.

Welche Einflussfaktoren sind denn nun zu berücksichtigen?

Erinnern wir uns kurz an das eingangs erwähnte Beispiel aus dem Schwimmbad. Hier mangelte es ganz offensichtlich an qualifiziertem und ausreichend geschultem Personal.

Nicht ohne Grund werden innerhalb eines pharmazeutischen Qualitätssystems hohe Anforderungen an das Personal gestellt. In Kapitel 2 des EU-GMP-Leitfadens wird zum Beispiel ausdrücklich eine für die Tätigkeit angemessene Qualifikation sowie praktische Erfahrung gefordert.

Darüber hinaus rate ich Ihnen auch, schon bei der Auswahl der für die Probenahme vorgesehenen Mitarbeitenden einige Aspekte zu berücksichtigen. Wichtig ist die persönliche Zuverlässigkeit, die Vertrautheit mit aseptischen Arbeitstechniken, eine gute Beobachtungsgabe und die Fähigkeit zur Protokollierung.

Die Mitarbeitenden sollten zunächst mit den grundlegenden Arbeitstechniken sowie den Probenahmeplänen und -verfahren vertraut gemacht werden. Nach dieser Basisausbildung sind regelmäßige Schulungen erforderlich und die Bewertung der Anwendung des Erlernten in der Praxis.

Die Probenehmenden müssen außerdem die mit ihrer Tätigkeit verbundenen Risiken für sich selbst und das Produkt kennen und entsprechende Vorsichtsmaßnahmen befolgen. Als Faustregel gilt, dass für die Probenahme vergleichbare Arbeitsschutzbedingungen gelten wie während der Produktion. Dies gilt insbesondere bei hochwirksamen, krebserzeugenden, reproduktions-toxischen und mutagenen Substanzen.

Bei der Entnahme von Proben für eine mikrobiologische Prüfung sind ein angemessenes hygienisches Verhalten, eine keimarme Umgebung und ein sorgsamer Umgang mit den Arbeitsmaterialien Voraussetzung.

Da bei der Probenahme direkt am offenen Produkt gearbeitet wird, versteht sich eine angemessene Schutzkleidung von selbst. Sie schützt das Produkt vor Kontaminationen ebenso wie die Mitarbeitenden vor eventuell gefährlichen Stoffen, die beprobt werden.

In Produktionsbereichen mit festgelegten Reinheitsanforderungen muss die Bekleidung für die Probenehmenden nicht notwendigerweise definiert werden. Der Zutritt ist sowieso nur in entsprechender Schutzkleidung erlaubt, und die festgelegten Bekleidungs- und Einschleuseregeln gelten natürlich auch für sie.

Erweiterte Regelungen sind aber immer dann notwendig, wenn die Probenahme außerhalb der eigentlichen Produktion stattfindet. Hier nenne ich z. B. nicht kontrollierte Lager- oder Technikbereiche, da diese meist keine besonderen Anforderungen an die Hygiene stellen. Hier sollten saubere, langärmelige Labor- oder Arbeitskittel aus Baumwoll- oder Mischgewebe vorgeschrieben sein, eventuell auch Kopfhauben, Bartschutz, Einmalhandschuhe oder Mundschutz.

Generell gilt für die Probenahme, dass Personen mit ansteckenden Krankheiten oder offenen Verletzungen unbedeckter Körperteile keinen Probenzug vornehmen dürfen. Detailliert haben wir diese Thematik übrigens in der GMP & TEA-Episode 35 über Personalhygiene behandelt.

Abschließend zum Thema Personal eine Anmerkung zur mikrobiologischen Probenahme: Hier müssen Mitarbeitende umfassend mit den Grundlagen der Mikrobiologie und den Grundprinzipien hygienischen Verhaltens vertraut sein. Das Gebot der Stunde lautet hier, dass das Muster nicht direkt mit der Haut in Kontakt kommt, da vom Menschen nicht zu unterschätzende, produktgefährdende Risiken ausgehen.

Als weiteren Einflussfaktor neben dem Personal möchte ich die Ausrüstung nennen. So sollten beim Design von Anlagen bereits Auslauf- oder Probenahmehähne zur Bemusterung berücksichtigt werden. Diese müssen gut zu erreichen und gegebenenfalls auch sterilisierbar sein. Das Angebot an Gerätschaften, die zur Probenahme eingesetzt werden, ist vielfältig, und die Auswahl hängt von der Beschaffenheit des zu bemusternden Produktes ab. Eine Übersicht über Musterarten, Entnahmeorte und geeignete Gerätschaften, wie Sie sie hinter mir sehen, finden Sie auch in den Extramaterialien zur heutigen Episode.

Ich weiß nicht, wie es Ihnen geht, mich begeistern in diesem Zusammenhang die originellen deutschen Ausdrücke für die unterschiedlichen Werkzeuge. Zonensammler, Stechheber oder Klappstecher, das klingt ein bisschen aus der Zeit gefallen, aber passgenauer kann man die Gerätschaften meiner Meinung nach nicht bezeichnen.

Bei der Auswahl der Geräte und Materialien zur Probenahme plädiere ich immer für das Prinzip Keep it simple. Denn: je einfacher in der Handhabung und Ausgestaltung, desto weniger Fehlerquellen sind damit verbunden. Für feste Stoffe bieten sich beispielsweise Spatel, Löffel, Polylöffel oder Zangen an, bei Schüttgütern verwendet man gerne Zonensammler. Diese werden direkt in das zu bemusternde Gut gesteckt, gedreht und wieder herausgezogen. Durch das Drehen gelangt das Schüttgut in den Zylinder und kann nach dem Herausziehen einfach entnommen werden.

Für eine getrennte Analyse von Proben – egal, ob flüssig oder fest – eignen sich sogenannte Multi-Sammler, die verschiedene Entnahmezonen berücksichtigen.

Der Stechheber, mit dem sich Muster auch aus dem Innern eines Gebindes ziehen lassen, bietet sich für pulverförmige, flüssige oder viskose Materialien aus offenen und geschlossenen Gebinden, Fässern, Tanks und Silos an.

Für die Entnahme flüssiger oder viskoser Muster können Klappstecher, aber auch Pipetten oder Einmalspritzen sowie Bechergläser mit Griffen oder Stielen eingesetzt werden.

Keep it simple gilt auch für die Probenbehältnisse. Sie müssen sauber, trocken und staubfrei sein, vor Umgebungseinflüssen geschützt sein, eine inerte Oberfläche aufweisen und dicht schließen. So werden Sekundärkontaminationen verhindert.

Bei der Auswahl geeigneter Behältnisse helfen folgende Kriterien:

• leicht zu befüllen,
• gut zu entleeren,
• keine Adsorption des Rohmaterials an der Oberfläche,
• keine Abgabe von Inhaltsstoffen an die Probe,
• geringes Gewicht,
• stabil und dicht,
• ggf. lichtundurchlässig,
• gut zu transportieren und zu lagern.

Bei Materialien, die nicht anhaften oder verkleben, bieten sich durchaus Mehrwegbehältnisse an, beispielweise Glasschraubflaschen oder -kolben oder Weithalsdosen mit großer Öffnung und dicht sitzendem Deckel.

Generell sind Einmalbehältnisse wie Kunststoffbecher, Weithalsdosen oder Minigrip-Beutel, die sicher verschließbar sind, gut zu handhaben. In der Regel greift man darauf zurück, wenn eine nachträgliche Reinigung schwierig ist, z. B. bei sehr zähflüssigen oder adhäsiven Materialien.

Für höhere Ansprüche an den Produktschutz können sterilisierte Einmalartikel oder autoklavierte Glasflaschen verwendet werden.

Ob Sie sich für Einmal- oder Mehrwegbehältnisse entscheiden, ist eine langwierige Entscheidung. Für die Darstellung der Für und Wider fehlt heute leider die Zeit.

Im GMP-BERATER finden Sie dazu tiefer gehende Informationen.

Zwei Beispiele sollen daher für heute genügen:

1. Einmalartikel aus Glas oder Kunststoff sowie Plastikbeutel sind aufgrund ihres Herstellprozesses zum Beispiel kaum mikrobiologisch verunreinigt und können für eine nicht-sterile Probenahme ohne zusätzliche Vorbehandlung verwendet werden.
2. Die üblicherweise für Mehrwegartikel eingesetzten Materialien Edelstahl und Glas sind autoklavier- oder sterilisierbar und damit für eine Probenahme unter aseptischen Bedingungen und zur Aufbewahrung steriler Produkte bis zur Untersuchung gut geeignet.

Abhängig von den zu beprobenden Materialien findet die Probenahme in unterschiedlichen Räumlichkeiten sowie unter sich verändernden Umgebungsbedingungen statt. Wenn möglich, sollten jedoch immer die Bedingungen herrschen, unter denen das Material auch hergestellt wird.

Während der Probenahme ist der Zutritt nur autorisiertem Personal gestattet. Durchgangs- oder Transportverkehr darf den Musterzug nicht beeinträchtigen. Ebenso gilt es, Luftzug oder Luftverwirbelung zu vermeiden. Türen sollten daher geschlossen bleiben.

Um ein aussagekräftiges Prüfergebnis zu erhalten, setzt man in der pharmazeutischen Industrie üblicherweise Laminar Flow-Boxen oder Musterzugskabinen zur Probenahme ein.

Kommen wir nun zur vielleicht wichtigsten Frage: Welche Materialien müssen bemustert werden?

Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen

• Proben zur Identitätsprüfung und Qualitätsprüfung von Ausgangsstoffen und Packmitteln,
• Proben für In-Prozess-Kontrollen und
• Proben zur Prüfung des Fertigproduktes.

Dabei erfordern die verschiedenen Materialien unterschiedliche Verfahren zur Bemusterung. Gemäß EU-GMP-Leitfaden Anhang 8 kann die Identität einer Charge von Ausgangsstoffen nur durch die sogenannte gebindeweise Identitätsprüfung sichergestellt werden, das heißt, wenn aus allen Behältnissen Proben entnommen und geprüft werden. Dazu werden meist einfache und schnelle Prüfmethoden wie NIR oder die RAMAN-Spektroskopie eingesetzt – ohne separate Probenahme und direkt an der Ware im Behältnis.

Es ist allerdings zulässig, nur einen Anteil der Behältnisse zu beproben. Eine sogenannte reduzierte Identitätsprüfung ist erlaubt, falls durch ein validiertes Verfahren sichergestellt wird, dass eine falsche Kennzeichnung auch nur eines einzigen Behältnisses einer Gesamtlieferung auszuschließen ist. In der Regel ist ein solches validiertes Verfahren dann akzeptiert, wenn die Ausgangsstoffe von einem Hersteller bzw. aus einem einzigen Betrieb stammen. Die Zuverlässigkeit des Herstellers muss allerdings bekannt sein und überprüft werden.

Umgekehrt ist es eher unwahrscheinlich, dass ein Verfahren als hinreichend validiert angesehen werden kann, falls die Lieferung über einen Zwischenhändler aus nicht bekannter oder nicht überprüfbarer Quelle erfolgt.

Um die pharmazeutische Qualität eines Ausgangsstoffs zu prüfen, werden stichprobenartig aus einer definierten Anzahl an Gebinden Proben gezogen. Mit Hilfe von statistischen Verfahren legt man zuvor fest, wie sich der Muster- oder Probenahmeschlüssel zusammensetzt, um ein repräsentatives Muster der Charge zu erhalten.

Auch für Packmittel gilt, dass Identität und Qualität geprüft bzw. sichergestellt werden müssen. Hier erfolgt die Eingangskontrolle anhand repräsentativer Stichproben nach genehmigten Musterzugsplänen.

Unter bestimmten Voraussetzungen können Beistellmuster, die direkt während der Produktion durch den Hersteller zu repräsentativen bzw. prozesskritischen Zeitpunkten gezogen werden, die Aussagekraft der gezogenen Muster erhöhen.

Die Probenahme zur Durchführung von In-Prozess-Kontrollen bei der Herstellung ist in den entsprechenden Herstellanweisungen vorgegeben. Dies gilt auch für die Muster zur Prüfung der Fertigprodukte. Die Zeitpunkte und Methoden sind im Vorfeld risikobasiert festzulegen, so dass das Muster repräsentativ für die Gesamtmenge ist und in ausreichender Menge für alle Tests vorliegt.

Der Planung des Musterzugs geht immer eine Risikobewertung voraus, um alle für den Erhalt eines repräsentativen Musters kritischen Faktoren zu identifizieren. Zur Ermittlung der Risiken bei Musterzug und -lagerung eignen sich verschiedene Verfahren, von der formlosen Dokumentation über Process-Mapping bis hin zu formalisierten Verfahren wie z. B. der Fehlerbaumanalyse. Daraus wird der Probenahmeplan und Probenahmeschlüssel abgeleitet.

Der Probenahmeplan reduziert Sekundärkontaminationen des Musters bei der Entnahme auf ein Minimum und beschreibt die weitere Bearbeitung mit Hilfe statistischer Methoden.

Es handelt sich dabei um ein schriftlich festgelegtes Verfahren, nach dem eine oder mehrere Teilmengen einer Charge gezogen werden. Der Plan enthält unter anderem den Probenahmeort, den Verwendungszweck der Probe, die verwendeten Entnahmemethoden und die benötigte Ausrüstung, den Probenahmeschlüssel bzw. die Probenanzahl und -menge sowie den Entnahmeort oder zu verwendende Behältnisse.

Ich möchte den Zeitrahmen der heutigen Episode nicht sprengen und gehe daher nur ganz kurz auf den erwähnten Probenahmeschlüssel ein. Er wird mithilfe der Statisik festgelegt und gibt an, aus wie vielen Behältnissen Proben pro Charge oder Lieferung zu ziehen sind. Eine Rolle spielen dabei die Lieferanten, die Materialeigenschaften, der Herstellprozess, der Transport, die Chargengröße und der Verwendungszweck. Beispiele für Probenahmeschlüssel für Ausgangsstoffe finden Sie übrigens im Annex 4, WHO Technical Series, No. 929, 2005.

Kritische Zeitpunkte für die Probenahme bei Fertigprodukten sind das An- und Abfahren des Verpackungsprozesses und das Wiederanfahren nach Unterbrechungen.

Wenn ein nicht-steriles Arzneimittel aus mikrobiologisch unkritischen Ausgangsstoffen unter kontrollierten, GMP-konformen Bedingungen gefertigt wird, ist für mikrobiologische Untersuchungen normalerweise ein Mischmuster repräsentativ für die Charge. Sie kennen Mischmuster vermutlich auch aus chemisch-physikalischen Untersuchungen.

Bei sterilen Arzneimitteln gibt das Arzneibuch eindeutig vor, wie viele Einheiten für die Untersuchung auf Sterilität entnommen und geprüft werden müssen. Zudem führt der Annex 1 des EU-GMP-Leitfadens aus, dass Muster für die Sterilitätsprüfung repräsentativ für die Charge sein sollen. Auch Teile der Charge mit dem größten Risiko für mikrobielle Kontaminationen müssen enthalten müssen. Für die aseptische Abfüllung sind als Beispiele Muster vom Anfang und vom Ende der Charge sowie Muster nach Eingriffen in den Prozess aufgeführt. Für endsterilisierte Produkte müssen Muster z. B. vom kältesten Punkt der Autoklavenladung entnommen werden.

Die Dokumentation der Probenahme erfolgt in einem entsprechenden Protokoll und umfasst sämtliche Punkte, welche im Probenahmeplan vorgegeben wurden. Dazu gehören die eindeutige Bezeichnung, die Menge, die Chargennummer, das Datum des Probenzugs und – für die USA ausdrücklich gefordert – der Name des Probenehmenden.

Für verschiedene Produkte stehen unterschiedliche Entnahmemethoden zur Verfügung. Hierzu zählen die Oberflächenbemusterung, wenn die Probenahme unmittelbar unter der Oberfläche des zu bemusternden Gutes erfolgt. Bei inhomogenen Materialien oder großen Behältnissen ist die Querschnittsbemusterung sinnvoll. Aber auch die Bemusterung unter Schutzgasatmosphäre wird durchgeführt. Weitere Entnahmearten, etwa bei Flüssigkeiten, leiten sich direkt aus den verwendeten Hilfsmitteln ab.

Wird im Rahmen der Prozessentwicklung und -validierung der Herstellung über eine erhöhte Anzahl an Proben belegt, dass der Prozess zu homogenem Material führt, sind in der Routinefertigung Mischmuster aus festgelegten Behältnissen zulässig. Aber aufgepasst: Dieses Vorgehen kommt nicht für Identitätsprüfungen in Betracht. Hier sind Prüfungen immer an den Einzelproben durchzuführen.

Die Probenahmepläne, die für Mischmuster zu chemisch-physikalischen Prüfzwecken genutzt werden, liefern in der Regel einen repräsentativen Überblick über die Chargenqualität. Dies gilt auch aus mikrobiologischer Sicht, insbesondere, wenn die Keimzahl zwar schwankt, sich aber alle Muster deutlich im Rahmen der Spezifikation befinden.

Bei Ausgangsprodukten, die eine grenzwertige mikrobiologische Qualität aufweisen, muss der Probenumfang aber erweitert werden. Falls der Verdacht besteht, dass eine inhomogen mikrobiell kontaminierte Charge vorliegt, muss eine Strategie vorliegen, um zu aussagekräftigen Ergebnissen zu gelangen.

Und somit sind wir schon wieder bei den drei Tipps angekommen, die wir Ihnen noch mit auf den Weg geben wollen:

1. Verwenden Sie geeignete Gerätschaften!
2. Schaffen Sie optimale Umgebungsbedingungen!
3. Und lassen Sie die Probenahme nur von qualifiziertem Personal durchführen!

Für die nächste Folge haben wir uns auch schon etwas überlegt. Der Arbeitstitel der 44. Episode lautet: Qualitätskultur ist wie ein Sinfonieorchester. Der CEO ist Dirigent, und das Qualitätsmanagement spielt die erste Geige.

Über die Details kann ich Ihnen heute noch nichts verraten, wir arbeiten noch daran. Es wird aber ein interessantes Thema, denn die Behörden machen sich dazu auch schon ihre Gedanken.

Zum Abschluss wie immer ein Zitat. Der für seine pointierten Statements bekannte Albert Einstein hat einmal gesagt:

„Mache die Dinge so einfach wie möglich, aber nicht einfacher.“

Keep it simple, eine Devise, mit der man bei der Probenahme sehr weit kommt, solange man sich der Kritikalität des Prozessschrittes bewusst ist.

Und damit sind wir wieder am Ende der heutigen Episode. Und denken Sie daran: Nicht nur beim Schwimmbadbesuch kann unqualifiziertes Personal zur Gefahrenquelle werden!

Vielen Dank, dass Sie bis zum Schluss dabei waren. Ich freue mich, wenn Sie das nächste Mal wieder einschalten zu GMP & TEA.