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Aus der Praxis Schlüsselwörter Formaldehydbegasung HEPA-Filter Sterilisation Sterilisationsverfahren für Bioindikatoren Keywords Vapourized formaldehyde HEPA-filter sterilization Sterilization protocol for bio-indicators *Korrespondierender Autor: Prof. Dr. Heiner Schaal - Leiter BSL3 Labor - Institut für Virologie Universitätsstr.1 / Geb. 22.21 40225 Düsseldorf E-Mail: schaal@uni-duesseldorf.de Heiner Schaal 1 *, Roland Schulze-Röbbecke 2 , Marc Thanheiser 3 , Walter Glück 4 1 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Virologie, Düsseldorf 2 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene, Düsseldorf 3 Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Abteilung Gentechnik / Referat 402, Sicherheitsempfehlungen und ZKBS, Berlin 4 <strong>Thermo</strong> Fisher <strong>Scientific</strong>, 63505 Langenselbold Sterilisation von HEPA-Filtern in Sicherheitswerkbänken der Klasse 2 mittels Formaldehydbegasung Sterilization of HEPA-Filters in Class 2 Biological Safety Cabinets using Vapourized Formaldehyde Zusammenfassung Hintergrund: Die Sterilisation von High-Effi ciency-Particulate-Air- (HEPA-) Filtern aus mikrobiologischen Sicherheitswerkbänken ist ein oft diskutiertes Problem. Da die Wirksamkeit der Formaldehydbegasung zur Sterilisation von HEPA- Filtern bislang nicht nachgewiesen wurde, stellt eine in-situ-Formaldehydbegasung bislang keine anerkannte Alternative zum Autoklavieren der Filter dar. Vertreter aus Wissenschaft, Behörde und Industrie fanden sich zu einem Expertenkreis zusammen, um aufgrund der Inaktivierung von Bioindikatoren (Sporen von Geobacillus stearothermophilus) einen Wirksamkeitsnachweis der Formaldehydbegasung von HEPA-Filtern in mikrobiologischen Sicherheitswerkbänken zu erbringen. Methodik: Für die Nachweisführung eines wirksamen Sterilisationserfolgs bei den Bioindikatoren wurden diese im Arbeitsraum und in den H14-HEPA-Filtern (Vor- und Hauptfilter) einer Sicherheitswerkbank der Klasse 2 verteilt und über einen Zeitraum von 9 Stunden bei ca. 65 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % mit Formaldehyd begast. Ergebnisse: Die besonderen Materialeigenschaften der typischen HEPA-Filter der Sicherheitswerkbänke und die Anforderungen an eine Sterilisation erfordern eine spezifizierte Anpassung des anerkannten Raumdesinfektionsverfahrens mit Formaldehyd. Unter Einhaltung der hier ermittelten Parameter von Luftfeuchtigkeit, Temperatur und verdampfter Formaldehydmenge wird ein Wirksamkeitsnachweis der Formaldehydbegasung von HEPA-Filtern einer Sicherheitswerkbank mittels Bioindikatoren erbracht. 282 Hyg Med 2009; 34 [7/8] © mhp-Verlag GmbH Schlussfolgerungen: Die hier beschriebene Formaldehydbegasung erweist sich als wirksames Verfahren zur Sterilisation von HEPA-Filtern einer Sicherheitswerkbank für Mikroorganismen und deren Dauerformen. Lediglich der Sonderfall der Prioneninaktivierung ist hiervon ausgenommen. Diese Ergebnisse beenden die Jahrzehnte andauernde Debatte um die Wirksamkeit der Formaldehydbegasung von HEPA-Filtern in Sicherheitswerkbänken. Hyg Med 2009; 34 [7/8]: 282–286 Summary Background: The sterilization of high efficiency particulate air- (HEPA-) filters from biological safety cabinets has often been discussed. Since vapourized formaldehyde so far has not been tested for HEPA-filter sterilization, it does not present an acceptable alternative to autoclave sterilization at present. In the study presented here, representatives from science, government agencies and industry got together to establish a new formaldehyde sterilization protocol for HEPA-filters in biological safety cabinets (BSC). Method: To validate the effectiveness of formaldehyde sterilization, spores of Geobacillus stearothermophilus were used as bio-indicators and placed in different positions inside the BSC and the pre- and main H14-HEPA-filters of an enhanced class 2 BSC. The BSC run over a period of 9 hours with vapourized formaldehyde at approx. 65 °C and relative humidity of 100 %. Results: The particular characteristics of a typical HEPA-filter of a BSC and the requirement for a sterilization protocol necessitated specific cus-
tomization of the well-established disinfection protocol using vapourized formaldehyde. Adhering to the parameters determined here, (relative humidity, temperature, and amount of vapourized formaldehyde), the effectiveness of sterilization of bio-indicators inserted into HEPA-filters of a class 2 BSC is demonstrated. Conclusions: The new protocol for vapourized formaldehyde presented in this study proves itself as effective in the sterilization of HEPA-filters of a BSC. However, this protocol is not suited to inactivate prions. These results close the decade-long controversy concerning the efficacy of vapourized formaldehyde for the sterilization of BSC and their HEPA-filters. Einleitung Die Inaktivierung von gefährlichen biologischen Agenzien wird in Bereichen mäßigen und höheren Risikos durch das anerkannte Raumdesinfektionsverfahren der Begasung mit Formaldehyd vorgenommen [1,2,3]. Da die Wirksamkeit der Formaldehydbegasung zur Sterilisation von HEPA-Filtern bislang nicht nachgewiesen wurde, gelten die Filter auch nach einer Begasung nicht als steril, sondern nur als „sicher für den Gebrauch beim Tragen geeigneter Schutzkleidung“. Solche Filter sollten daher nach Entnahme autoklaviert oder einer zugelassenen Verbrennung zugeführt werden [4]. Der europäische Stand der Technik für mikrobiologische Sicherheitswerkbänke DIN EN 12 469 weist in seinem informativen Anhang auf die Begasung der Filter mit Formaldehyd hin, wenn die Filter einer Werkbank beispielsweise gewechselt werden müssen. Gleichzeitig besteht der Auflassungsvermerk, dass zusätzlich eine anerkannte Inaktivierungsmaßnahme notwendig ist, zum Beispiel durch Autoklavieren oder Verbrennen. Die Gesetzgebung zum Arbeitsschutz in Bereichen, in denen mit biologischen Agenzien mit Risikopotential umgegangen werden muss, schreibt in der Regel die Verwendung von mikrobiologischen Sicherheitswerkbänken vor [6,7]. Die Sicherheitswerkbank der Klasse 2 nach DIN EN 12 469 hat sich hier weitestgehend durchgesetzt, da sie die nötigen Schutzfunktionen für den Anwender, das Bearbeitungsgut und die Umgebung bietet. Das mit über 70 % im Bereich der mikrobiologischen Labore vertretene, bekannteste und seit Jahrzehnten bewährte System stellt die Sicherheitswerkbank mit einem HEPA-Umluft- und einem HEPA-Abluftfilter dar (Abbildung 1). Die Qualität und Funktion des Luftvorhangs an der Arbeitsöffnung zusammen mit der Integrität des Filtersystems und der Qualität der laminaren Umluftströmung bilden die Faktoren für die Personen- und Umgebungsschutzeigenschaften des Gerätes. Die Filter sind mit der Klassifizierung H 14 nach DIN EN 1822 vorgeschrieben. Sie sind danach so bemessen, dass sie Partikel mit der Most Penetration Particle Size (MPPS) von ca. 0,1–0,2 µm zu 99,995 % abscheiden. Dies ist einer Abscheideleistung von 99,99 9% bei einer Partikelgröße von 0,3 µm gleichzusetzen. Der von oben nach unten gerichtete turbulenzarme, laminare Umluftstrom drückt eventuelle Aerosolfreisetzungen im Arbeitsraum auf die Arbeitsoberfläche und führt sie über die darin enthaltenen Luftschlitze zu den Filtern ab. Wenn besonders reine Arbeitsbedingungen, erhöhte Abscheidegrade oder hohe Sicherheit vor Kreuzkontaminationen durch den Umluftstrom erforderlich sind, kommen Abbildung 1: Schematische Zeichnung einer mikrobiologischen Sicherheitswerkbank der Klasse 2 in einfacher Ausführung. Durch die Ventilatoren wird an der Gerätefront Luft als Luftvorhang in die Werkbank gerichtet angesaugt (Zuluftstrom, rote Pfeile). Ein Großteil der Luft wird im Arbeitsraum über ein HEPA-Filter (grauer Kasten oberhalb des Arbeitsraumes) gereinigt als Umluft-Volumenstrom geführt (blautürkis), der sowohl den Produkt- als auch den Verschleppungsschutz des Gerätes für das Bearbeitungsgut bestimmt. Nach Durchmischung mit dem Umluftstrom wird der Teil der Luft, der an der Gerätefront angesaugt wurde, als Mischluftstrom aus Zu- und Umluftstrom (hellvioletter Pfeil) über ein weiteres HEPA-Filter auch an die Umgebung oder in ein übergeordnetes Abluftsystem bauseits abgegeben. Nicht gefilterte Bereiche in der Sicherheitswerkbank sind Beige- Hellbraun unterlegt. 283 Hyg Med 2009; 34 [7/8] © mhp-Verlag GmbH Aus der Praxis seit mehr als 25 Jahren verstärkte Systeme mit zusätzlicher HEPA-Filterstufe (~3-Filtersysteme) genauso zum Einsatz, wie zum Schutz vor hochwirksamen Stoffen mit Gefährdungspotential oder zur Vermeidung von Risiken bei der Filter-Handhabung und -Entsorgung [8]. Hierbei handelt es sich um so genannte 3-Filter-Systeme, die sowohl im Umluftstrom des Arbeitsraums als auch im Geräte-Abluftstrom mindestens 2 HEPA- Filter in Reihe geschaltet haben (Abbildung 2). Dabei ist das zentrale Hauptfilter meist segmentiert (Abbildung 3), leicht und mit geringstem Kontaminationsrisiko für das Wartungspersonal und die Umgebung wechselbar. Das Filter ist in der Regel unterhalb der eigentlichen Arbeitsfläche des Arbeitsraums angeordnet. Die beiden anderen HEPA-Filter dienen dann nur noch als „Verteilfilter“ des Luftstroms am klassischen Einbauort der Klasse 2-Sicherheitswerkbank in einfacher Ausführung. Die Umluft und die Geräteabluft werden so jeweils mindestens 2-fach filtriert. Der Mindest-Abscheidegrad, des HEPA-Filtersystems wird in Bezug auf (Nominal-)Partikel der Größe 0,3 µm gegenüber einer einfachen Sicherheitswerkbank um den Faktor 100 000 erhöht (H 14-Filter nach DIN EN 1822). Die segmentierten Filterelemente des Hauptfilters lassen sich einzeln beurteilen und im Falle des nötigen Wechsels können diese während laufender Lüftung sequenziell innerhalb des geschützten Arbeitsraums verpackt und der geregelten Sterilisation/Entsorgung zugeführt werden. So ist ein Höchstmaß an Sicherheit des Wechsels für das Wartungspersonal und die Umgebung in Bezug auf mögliche Kontaminationsrisiken gewährleistbar [9]. Da die Formaldehydbegasung zur Sterilisation der Filter von Sicherheitswerkbän- Abbildung 2: Schematische Zeichnung einer mikrobiologischen Sicherheitswerkbank der Klasse 2 in verstärkter Ausführung. Ähnlich der klassischen Ausführung (vgl. Abbildung 1 und Legende), jedoch wird der Gesamtluftstrom, der in der Sicherheitswerkbank gefördert wird, ständig über mindestens 2 hintereinander geschaltete HEPA-Filterstufen gereinigt. Hier wird das durch ein segmentiertes HEPA-Hauptfilter erreicht, das dafür sorgt, dass die restliche Sicherheitswerkbank von Kontaminationen frei gehalten wird. Sowohl der im Arbeitsraum rezirkulierende Umluftstrom als auch der Abluft-Volumenstromanteil des Systems wird (mindestens) 2-fach über H14-HEPA- Filter gefiltert. Durch diese Filteranordnung wird der mögliche kontaminierte Bereich deutlich verringert.
Seite 1: D 45 35 ISSN 0172-3790 August 2009,
Seite 5 und 6: B; TMH Temperatur Messelemente, Han

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