Kriterien zur Auswahl von Desinfektionsmitteln für Flächen und Personal

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1 Wissenschaft und Technik pharmind Kriterien zur Auswahl von Desinfektionsmitteln für Flächen und Personal Dr. Jörg Siebert und Dipl. Ing. Margarete Witt-Mäckel Schülke & Mayr GmbH, Norderstedt Korrespondenz: Dr. Jörg Siebert, Schülke & Mayr GmbH, Robert-Koch-Str. 2, Norderstedt (Germany), n ZUSAMMENFASSUNG Der bei der Durchführung einer Desinfektion angestrebte Erfolg stellt sich nur ein, wenn ein dem Anwendungsbereich angemessenes Desinfektionsverfahren eingesetzt wird. Bestimmend für den Erfolg sind das Desinfektionsmittel und seine Wirkstoffe, die Konzentration der Gebrauchslösung, die zur Anwendung kommende Menge, die Verteilung am Objekt, die Einwirkzeit sowie mechanische Einflussgrößen. Beschrieben und erläutert werden neben den Verfahren zur Prüfung der mikrobiologischen Wirksamkeit der Desinfektionsmittel für Flächen und Hände die generellen Anforderungen an diese Präparate für den Einsatz in GMP-Bereichen. 1. Einleitung Regelmäßig im Zuge des Herstellungsprozesses durchgeführte Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen stellen Grundvoraussetzungen sowohl für die gewünschte mikrobiologische Stabilität der Produkte als auch für den notwendigen Gesundheitsschutz dar. Sowohl die Händereinigung und -desinfektion als auch die Flächendesinfektion von Böden und Gerätschaften sind in diesem Zusammenhang wichtige Maßnahmen. Dabei stellt sich der bei der Durchführung einer Desinfektion angestrebte Erfolg nur ein, wenn ein dem Anwendungsbereich angemessenes Desinfektionsmittel zur Anwendung kommt. Bestimmend für den Erfolg sind das Desinfektionsmittel und seine Wirkstoffe, die Konzentration der Gebrauchslösung, die zur Anwendung kommende Menge, die Verteilung am Objekt, die Einwirkzeit sowie mechanische Einflussgrößen. Beschrieben und erläutert werden nachfolgend die Verfahren zur Prüfung der mikrobiologischen Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln zur Flächendesinfektion und zur hygienischen Händedesinfektion sowie die Kriterien zur Auswahl der optimalen Präparate. n ABSTRACT Selection Criteria for Disinfectants for Surfaces and Personnel Successful disinfection can only be guaranteed when the correct product is used for the given application. This success depends on several factors: active ingredients, concentration, application and distribution, contact time and mechanical influence. Microbiological efficacy testing of disinfectants for hand and surfaces together with the general requirements for their uses in GMP areas are explained within this document. 2. Generelle Anforderungen n KEY WORDS Desinfektionsmittel Europäische Normen Flächendesinfektion GMP Händedesinfektion Hygienische Händewaschung Pharm. Ind. 72, (2010) Vielfältige Anforderungen bestimmen den Einsatz von Desinfektionsmitteln in der Praxis (Tab. 1). Anforderungen zur Wirksamkeit müssen vom Anwender definiert werden. Insbesondere ist zu klären, gegen welche Arten von Mikroorganismen Bakterien, Pilze, Bakteriensporen, Mykobakterien, Viren eine Wirksamkeit benötigt wird. Weiterhin ist festzulegen, bei welchen Einwirkzeiten, unter welchen Schmutzbelastungen, mit welchen Wirkstoffklassen oder unter welchen Umgebungseinflüssen die Wirkung erzielt werden soll. Schließlich können Randbedingungen hinsichtlich Reinigungsvermögen, Materialverträglichkeit oder Akzeptanz durch das Personal bedeutsam sein. Als Wirkstoffe sind aus den einzelnen zur Verfügung stehenden Substanzklassen in aller Regel nur einzelne Vertreter geeignet. Sterische Eigenschaften, Dampfdruck, Toxikologie und Verträglich- Pharm. Ind. 72, Nr. 6, (2010) ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf (Germany) Siebert et al. Auswahl von Desinfektionsmitteln 1081

2 Bei den Produkten zur Flächendesinfektion handelt es sich entweder um gebrauchsfertige Lösungen oder um Konzentrate, die entsprechend der Angaben der Hersteller mit Wasser auf Anwendungskonzentration verdünnt werden müssen. Besonders bei Konzentraten waren früher Aldehyde als Wirkstoffe sehr beliebt. Heutzutage werden bevorzugt aldehydfreie Produkte, beispielsweise auf Basis von quaternären Ammoniumverbindungen oder Aktivsauerstoff, eingesetzt. Alkohole werden üblicherweise als gebrauchsfertige Produkte angeboten und eignen sich insbesondere für Bereiche, wo eine schnelle Abtrocknung notwendig ist. Welche Applikation bzw. Methode (Sprühen und/ oder Wischen) geeignet ist, wird durch den zu desinfizierenden Gegenstand vorgegeben. Für die Ausbringung der Desinfektionsmittel gibt es zudem eine Vielzahl von Geräten. Angefangen von Systemwagen für die Wischdesinfektion großer Flächen über handliche Sprühflaschen für das Besprühen kleinerer Flächen und schwer wischbarer Bereiche und Gegenstände bis hin zu fahrbaren Sprühgeräten für größere Aufbringmengen zur Desinfektion von Anlagen. Zur Herstellung und leichten Entpharmind Wissenschaft und Technik n Tabelle1 Auswahlkriterien. Auswahlkriterien für Flächendesinfektionsmittel können sein: betriebliche Vorgaben, Konformität zur Biozid-Richtlinie, Sterilität, geprüfte mikrobiologische Wirksamkeit nach standardisierten Methoden (z. B. europäische Normen) mit entsprechenden Gutachten, Art der Wirkstoffe, Wechselwirkung der Wirkstoffe bei Einsatz zweier Desinfektionsmittel im Wechsel und zwischen Reinigern und Desinfektionsmitteln (Seifenfehler), Dosierbarkeit, Konzentration, Einwirkzeit, Reinigungswirkung und Belastbarkeit bei Verschmutzung (Eiweißfehler), Materialverträglichkeit, Korrosivität, Toxikologie und Sicherheit für Mensch und Umwelt, Geruch, Abspülbarkeit, Rückstandsfreiheit (keine Beeinträchtigung für das Produkt), Kosten. n Tabelle2 Wirkungsspektrum verschiedener Wirkstoffklassen. Bakterien/ Pilze Viren Bakteriensporen Alkohole () Aldehyde Oxidationsmittel Amine () Phenole () Quaternäre Ammoniumverbindungen () = wirksam; () = eingeschränkt wirksam; = unwirksam n Tabelle3 Mikrobizide Wirksamkeit aliphatischer Alkohole gegen Staphylococcus aureus bzw. Pseudomonas aeruginosa. Konzentration (w/w) imquantitativen Suspensionsversuch nach 2min Einwirkzeit. Konzentration %w/w Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Methanol Ethanol n-propanol n-butanol 5 10 n-hexanol 3 5 n-octanol 5 n-dodecanol 5 15 = kein Wachstum, Desinfektionserfolg; = Wachstum, kein Desinfektionserfolg. keit, vor allem aber gute oder schlechte Wirkung bestimmen maßgeblich den Einsatz. Weitere Einschränkungen ergeben sich aus der Biozid-Richtlinie mit einer zukünftig nur begrenzten Vielfalt an zugelassenen Wirkstoffen sowie aus Arbeitssicherheitsaspekten (z. B. Diskussion um den Einsatz von Formaldehyd). Während die Mehrzahl der in Desinfektionsmitteln eingesetzten Wirkstoffegegen Bakterien und Pilze wirksam sind (Tab. 2), ist die Wirksamkeit z. B. gegenüber Bakteriensporen bei einigen Wirkstoffen eingeschränkt. Darüber hinaus gibt es auch innerhalb von Wirkstoffklassen, z. B. den Alkoholen, abhängig von der Kettenlänge und sterischen Besonderheiten häufig deutliche Wirksamkeitsunterschiede (Tab. 3). Wirkungslücken bei einzelnen Wirkstoffen können durch Kombination mehrerer Wirkstoffe (z. B. Ethanol/Propanol oder quaternäre Ammoniumverbindungen/Biguanid) optimal ausgeglichen und die Wirksamkeit teilweise sogar synergistisch gesteigert werden. Daher bestehen die meisten ausformulierten Desinfektionsmittel aus mehr als nur einem Wirkstoff. Wichtig ist letztendlich die Wirksamkeit der Gesamtformulierung. Dies wird durch entsprechende Begutachtungen belegt. Hierfür gibt es standardisierte Methoden wie beispielweise die entsprechenden europäischen Normen der Arbeitsgruppe CEN/TC Flächendesinfektion Pharm. Ind. 72, Nr. 6, (2010) 1082 Siebert et al. Auswahl von Desinfektionsmitteln ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf (Germany)

3 nahme von gebrauchsfertigen Lösungen aus Konzentraten eignen sich spezielle Dosiergeräte, die eine konstante und geprüfte Konzentration der Gebrauchslösung ermöglichen. Zur Beurteilung der Wirksamkeit von Flächendesinfektionsmitteln dienen standardisierte Methoden z. B. nach europäischen Normen. Diese unterteilen sich in Phase 1- und Phase 2-Prüfungen. Während die Prüfungen der Phase 1 Basisteste sind, die die grundsätzliche Wirksamkeit gegen Bakterien, Pilze und Bakteriensporen belegen (EN 1040, EN 1275, EN14374), gehen die Prüfungen der Phase 2 stärker auf die besonderen Anwendungsbedingungen der Produkte ein. Die Phase 2- Prüfungen untergliedern sich in zwei Stufen. Phase 2/Stufe 1 sind quantitative Suspensionsversuche (Abb. 1), die die bakterizide, fungizide oder sporizide Wirksamkeit eines Produktes unter simulierten Praxisbedingungen bestätigen sollen. Bei diesen Untersuchungen geht es darum, zu zeigen, dass das Produkt für die vorgesehene Verwendung geeignet ist, indem das Desinfektionsmittel im Gegensatz zu Phase 1-Prüfungen nun in Anwesenheit von organischer Belastung getestet wird (z. B. Rinderserumalbumin). Dabei wird unterschieden zwischen hoher (z. B. 0,3 % Rinderserumalbumin) und niedriger organischer Belastung (z. B. 0,03 % Rinderserumalbumin). Die Art der Belastungssubstanz orientiert sich dabei an der vorgesehenen Verwendung des Produktes. Gefordert ist hier eine Reduktion der Keimzahl von mindestens 3,0 log für sporizide Wirksamkeit (EN ), von mindestens 4,0 log für fungizide Wirksamkeit (z. B. EN 1650) und eine Reduktion von mindestens 5,0 log für bakterizide Wirksamkeit (z. B. EN 1276). Noch praxisnäher sind die Prüfungen der Phase 2/ Stufe 2. Denn durch sogenannte Keimträgerversuche (Abb. 2), d. h. Testungen auf definierten Testoberflächen mit spezifischen Belastungssubstanzen in Analogie der Phase 2-Stufe 1-Versuche und weiteren Simulationsparametern wie beispielsweise die Antrocknung auf Oberflächen, wird die vorgesehenen Anwendung möglichst praxisnah nachgestellt. Gefordert ist hier eine Reduktion der Keimzahl von mindestens 4,0 log für bakterizide Wirksamkeit (z. B. EN ) und eine Reduktion von mindestens 3,0 log für fungizide Wirksamkeit (z. B. EN ). Für den Einsatz von Flächendesinfektionsmitteln in pharmazeutischen Betrieben sind allerdings neben den oben genannten Aspekten auch gesetzliche Forderungen zu berücksichtigen. Der EU-GMP-Leitfaden einer Guten Herstellungspraxis für Arzneimittel fordert in den ergänzenden Leitlinien für die Herstellung steriler Arzneimittel (Annex 1) ebenso wie die FDA-Leitlinie für die Herstellung steriler Arzneimittel unter aseptischen Bedingungen, dass Reinigungs- und Desinfektionsmittel vor dem Einsatz in den Reinheitsklassen A und B(ISO- Klasse 5) steril sein sollen. Für sensible Bereiche außerhalb der Reinheitszonen A und B bieten keimfiltrierte Abb. 1: Prinzip des Suspensionsversuchs. Merkmale: frei bewegliche Organismen, unbegrenzte Desinfektionsmittelmenge. Einwirkmöglichkeiten von allen Seiten. Abb. 2: Prinzip des Auftrageverfahrens für Keimträgerversuche. Merkmale: fixierte Organismen, die evtl. durch organische Materie geschützt sind; begrenzte Desinfektionsmittelmenge; eingeschränkte Einwirkzeiten. Produkte einen besonderen Schutz. Einemögliche Selektion adaptiv-resistenter Keime im Produktionsbereich soll durch den durch die Leitliniengeforderten Wechsel der Desinfektionsmitteltypen vermieden werden. Dieser Wechsel von Desinfektionsmittelwirkstoffen lässt sich gut mit einer weiteren Forderung der FDA-Leitlinie für die Herstellungsteriler Arzneimittel unteraseptischen Bedingungen verbinden. Routinemäßig ist der Einsatz von Desinfektionsmitteln, die gegen die unter normalen Bedingungen zu erwartende vegetative Keimflora wirksam sind, zwarausreichend, dennoch sollte ein effektives Desinfektionsprogramm ein sporizides Desinfektionsmittel beinhalten. Dessen Einsatz erfolgt nach einem vorgeschriebenen Wechsel und sobald durch das mikrobiologische Monitoring die Anwesenheit von Bakteriensporen festgestellt wird. Wird für ein Desinfektionsprogramm ein nicht sporizides Desinfektionsmittel, z. B. auf Basis von quaternärenammoniumverbindun- gen, und ein sporizides Desinfektionsmittel, z. B. auf Basis von Aktivsauerstoff, ausgewählt und im Wechsel eingesetzt, so werden beide zuletzt genannten Forderungen erfüllt. Pharm. Ind. 72, Nr. 6, (2010) ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf (Germany) Siebert et al. Auswahl von Desinfektionsmitteln 1083

4 pharmind Wissenschaft und Technik Abb. 3: Standardverfahren zur Sicherstellung der vollständigen Desinfektion aller Hautpartien der Hand (Standardeinreibemethode gem. EN 1500). 4. Händereinigung und-desinfektion Die Hände stellen eine der wichtigsten Übertragungsquellen für mögliche Krankheits- und Verderbniserreger dar. Das Ziel der hygienischen Händedesinfektion ist es, diese an der Hand haftenden Kontaminationskeime abzutöten oder zu inaktivieren, um durch eine derartige Maßnahme eine Übertragung auf andere Personen, Gegenstände oder Produkte durch Kontakt zu verhindern. In der pharmazeutischen Industrie wird ein direkter Kontakt mit der Hand in der Regel durch das Tragen von Handschuhen vermieden. Da Mikroperforationen bei neuen oder in Gebrauch befindlichen Handschuhen nicht ausgeschlossen werden können, stellt das Tragen von Handschuhen keinen Ersatz für eine regelmäßig durchzuführende Händedesinfektion dar. Bei alkoholbasierten Einreibepräparaten ( rub in - Produkte) ist zum Zwecke der Hautschonung eine vorher durchgeführte Seifenwaschung im Allgemeinen nicht notwendig. Lediglich bei sichtbarer Verschmutzung der Hände oder vor Arbeitsbeginn sollte vor der Händedesinfektion eine vollständige Reinigung der Hände mit Hilfe eines Waschpräparates erfolgen und die Hände nachfolgend mit Einmalhandtüchern getrocknet werden. Die Hände müssen mit dem Händedesinfektionsmittel vollständig benetzt werden. Das Einreiben erfolgt sehr sorgfältig, vor allem die Nagelfalzen werden häufig vergessen. Die Einwirkungszeiten liegen im Allgemeinen bei 30 Sekunden. Hierzu ist meist eine Menge von 3 ml ausreichend. Die Händedesinfektionsmittel bestehen in der Regel aus einer Wirkstoffkombination von kurzkettigen Alkoholen (d. h. Ethanol und/oder 1- bzw. 2-Propanol) in hoher Konzentration (5080 %). Die Alkohole sind für die schnelle und umfassende Wirksamkeit verantwortlich und verflüchtigen sich aufgrund ihres hohen Dampfdruckes schnell von den desinfizierten Hautarealen. Weitere Wirkstoffe in geringen Konzentrationen können den Händedesinfektionsmitteln zusätzlich zugesetzt sein, um eine sogenannte remanente Wirkung über die eigentliche Einwirkzeit hinaus zu gewährleisten. Als weitere Möglichkeit können bei stärkerer Fettund Proteinbelastung der Hände auch antimikrobielle Präparate zur hygienischen Händewaschung ( Scrub - Produkte) eingesetzt werden. Die Überprüfung der Präparate auf ausreichende Wirksamkeit erfolgt abhängig vom Produkttyp nach verschiedenen harmonisierten europäischen Normen. Bei der hygienischen Händedesinfektion nach EN 1500 als Einreibeverfahren unter Verwendung Alkohol-basierter Präparate ohne Zusatz von Wasser darf die Verringerung der Keimabgabe nach künstlicher Kontamination der Hände freiwilliger Probanden mit dem Prüfkeim Escherichia coli und nachfolgender Desinfektion nicht signifikant geringer sein als die durch das Referenzpräparat (2-Propanol, 60 %). Bei dem zweiten Verfahren, der desinfizierenden Händewaschung nach EN 1499, wird das Präparat unter Anwendung von Leitungswasser als Waschpräparat eingesetzt. Die Wirksamkeit des Präparates muss signifikant besser sein als die einer nichtantimikrobiellen Seife. Neben Art und Menge der eingesetzten Wirkstoffe sowie der Einwirkzeit hängt die Wirksamkeit der Präparate maßgeblich auch von der gleichmäßigen und vollständigen Benetzung der Hände ab. Diese Benetzung ist durch ein entsprechendes Einreibe- bzw. Waschverfahren sicherzustellen (Abb. 3). 5. Fazit Grundsätzlich zeigt sich, dass die Durchführung der Desinfektion um so wirtschaftlicher und effektiver wird, je besser sie im Vorfeld geplant und organisiert wird. Die richtige Auswahl der Desinfektionsmittel entsprechend den betrieblichen und regulatorischen Anforderungen unterstützt das Ziel, einen hohen Hygienestatus zu erreichen. Pharm. Ind. 72, Nr. 6, (2010) 1084 Siebert et al. Auswahl von Desinfektionsmitteln ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf (Germany)

5 n LITERATUR [1] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Quantitativer Suspensionsversuch zur Bestimmung der bakteriziden Wirkung (Basistest) chemischer Desinfektionsmittel und Antiseptika Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 1) [2] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Quantitativer Suspensionsversuch zur Bestimmung der fungiziden oder levuroziden Wirkung (Basistest) chemischer Desinfektionsmittel und Antiseptika Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 1) [3] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Quantitativer Suspensionsversuch zur Bestimmung der bakteriziden Wirkung chemischer Desinfektionsmittel und Antiseptika in den Bereichen Lebensmittel, Industrie, Haushalt und öffentliche Einrichtungen Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2/ Stufe 1) [4] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Desinfizierende Händewaschung Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2/Stufe 2) [5] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Hygienische Händedesinfektion Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2/Stufe 2) [6] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Quantitativer Suspensionsversuch zur Bestimmung der fungiziden oder levuroziden Wirkung chemischer Desinfektionsmittel und Antiseptika in den Bereichen Lebensmittel, Industrie, Haushalt und öffentliche Einrichtungen Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2, Stufe 1) [7] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Quantitativer Oberflächen-Versuch zur Bestimmung der bakteriziden und/oder fungiziden Wirkung chemischer Desinfektionsmittel in den Bereichen Lebensmittel, Industrie, Haushalt und öffentliche Einrichtungen Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2/Stufe 2) [8] EN Chemische Desinfektionsmittel Quantitativer Suspensionsversuch zur Bestimmung der sporiziden Wirkung chemischer Desinfektionsmittel in den Bereichen Lebensmittel, Industrie, Haushalt und öffentliche Einrichtungen Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 2, Stufe 1) [9] EN Chemische Desinfektionsmittel und Antiseptika Sporizide Wirkung (Basistest) Prüfverfahren und Anforderungen (Phase 1) [10] EU-Leitfaden einer Guten Herstellungspraxis für Arzneimittel. Teil I und II mit den ergänzenden Leitlinien 1 bis 19. Schopfheim: Maas & Peither GMP-Verlag; [11] European Committee for Standardisation. CEN/TC 216 Application of European standards for chemical disinfectants and antiseptics. European Committee for Standardisation. Brussels, Belgium [12] Steinhauer K. Nutzen der EN-Prüfungen von Desinfektionsmitteln. Reinraumtechnik. 2006;3:2024. [13] US Food and Drug Administration. Finale Guidance for Industry. Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing Current Good Manufacturing Practice guidance/pv.htm [14] Witt-Mäckel M. Das richtige Desinfektionsmittel für Ihren Betrieb. Contamination Control Report. 2008;2:1215. Pharm. Ind. 72, Nr. 6, (2010) ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf (Germany) Siebert et al. Auswahl von Desinfektionsmitteln 1085