Ein Reinraum ist ein Raum, in dem die Luft rein gehalten werden soll und die Reduzierung der luftgetragenen Teilchen auf ein Minimum erfolgt. Reinräume benutzen die Hersteller der Halbleiterindustrie und die Produzenten im Life-Science-Bereich (Pharmaindustrie, Lebensmittel, artverwandte Bereiche). Speziell der Pharmabereich ist durch die GMP-Richtlinien stark reglementiert.

Im Besonderen in folgenden Branchen kommt Reinraumtechnik zur Anwendung:

• Elektroindustrie (Halbleiterfertigung, etc.)
• Wafer- / Chipfertigung
• Luft- und Raumfahrt
• KFZ-Zulieferindustrie
• Mikrosystemtechnik
• Chemie- und Umweltanalytik
• Optikindustrie
• Pharmaindustrie und Apotheken
• Lebensmittelverarbeitende Industrie
• Kosmetik
• Kunststoff-Formteile
• Solar- und Photovoltaik-Industrie
• Medizintechnik
• und viele mehr

• Das Personal trägt Schutzkleidung
• Das Einschleusen ist erforderlich
• Es herrschen konstante Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchte, Druck)

Nach der EN ISO 14644-1 werden Reinräume in Klassen unter­teilt, wobei die Klasse den Reinheitsgrad bestimmt. Die Klas­sifizierung reicht von ISO 1 bis ISO 9, wobei ISO 1 dem höchsten Reinheitsgrad entspricht. Dabei ist die ISO Klasse 9 mit sauberer Außenluft vergleichbar.

Gemessen werden unter anderem die Partikelgrößen 0,5 pmund 5,0 pm in der Raumluft bei laufender Klimaanlage im Ruhe­zustand (at rest) und bei laufender Produktion (in operation). Um diese keim- und partikelarme Luft zu erzielen, sind die Klimaanlagen der Reinräume mit mehrfachen Filtern ausgestattet (Grobstaubfilter G4, Feinstaubfilter F7/F9, HEPA-Filter H14).

Detaillierte Angaben zu den erlaubten Partikelgrößen finden Sie hier:  Reinraumklassen.

Das Druckstufenkonzept sichert, dass durch die geöffneten Türen keine Luftströme aus dem unreinen in den reinen Bereich ge­langen können. Die Druckdifferenz in Räumen unterschiedlicher ISO und GMP-Klassen muss ca. 15 Pa betragen. Dieser Druck ist nur dann problemlos erzielbar, wenn der Baukörper (Wände, Decken, Fenster und Türen/Tore) „dicht“ ist. Die Druckdifferenz wird üb­licherweiseso geregelt, dass die Zuluft konstant gehalten und die Abluft über Volumenstromregler gesteuert wird.

Beispiele für Druckstufen:

• Überdruck in Reinräumen zwischen 15 Pa und 30 Pa (ca. 25 Pa bei der Waferproduktion)
• Überdruck zwischen Reinraum und Grauraum ca. 15 Pa
• Druckstufenstaffelung zwischen 2 Reinraumstaffeln sollte 12,5 Pa betragen

Um Partikel und Keime in den Reinräumen zu minimieren, sind bestimmte Luftwechselraten vorgeschrieben; diese Luftwechselzahl sagt aus, wie oft pro Stunde die Luftmenge in einem Reinraum erneuert wird.

Beispiele für geforderte Luftwechselraten:

Reinraumklasse                                        Luftwechselrate     

ISO 6 nach EN ISO 14644                           70 bis 130-fach
ISO 7 nach EN ISO 14644                           30 bis 70-fach
ISO 8 nach EN ISO 14644                           10 bis 30-fach

Alle eingesetzten Bauelemente und sonstigen Materialien müssen leicht zu reinigen und zu desinfizieren sein. Dies bedeutet:

• Glatte Oberflächen ohne Risse, Kanten, Fugen
• Beständigkeit gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel
• Oberflächen mit einer geringen Rauhtiefe (max. 0,2 bis 0,6 µ, vorzugweise Edelstahl oder beschichtetes Aluminium)

GMP ist die Abkürzung für Good Manufacturing Practice. Darun­ter versteht man Richtlinien zur Qualitätssicherung der Produkti­on von Arzneimitteln, Wirkstoffen und Medizinprodukten. Dieses betrifft u.a. Personal, Räume, Einrichtungen und die Dokumen­tation. Die Produktion und der Vertrieb dieser Produkte sind ge­nehmigungspflichtig und werden durch die Aufsichtsbehörden überwacht. Bei Mängeln droht der Entzug der Herstellerlaubnis.

Wesentliches Ziel der GMP-Maßnahmen ist der Schutz der Pro­dukte vor Kontamination durch Fremdpartikel wie zum Beispiel durch andere Wirk­stoffe und Keime (Bakterien, Pilze, Pyrogene).

Europa:
EU-GMP-Leitfaden mit Anhängen

Deutschland:
AMWHV (Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsverordnung)
zuständige Überwachungsbehörde:ZAB im Regierungspräsidium der Länder

USA:
Code of Federal Regulations (CFR) unter 21 CFR 210 und 21 CFR 211
zuständige Behörde: FDA (Food and Drug Administration)

Die geforderte Vorgabe für Luftwechsel, Partikelkonzentration, Keimzahl und Raumdifferenzdruck müssen kontinuierlich gemes­sen werden. Die Methoden und Messgeräte sind in der ISO EN 14644-3 festgelegt.

AKZEPTANZKRITERIEN sind im Sinn von GIVIP messbare Größen, die im Zuge der Qualifizierung und des Monitorings erreicht werden müssen. Zur weiteren Sicherung der Prozesse wer­den Warn- und Aktionslevel festgelegt, bei deren Erreichen Aktionen ausgelöst werden.

Nachfolgend ein Beispiel für die Über­wachung des Differenzdrucks eines Reinraumes:

Akzeptanzkriterium:
15 ± 5 Pa Druck­unterschied zum Nachbarraum; damit sind Drücke zwischen 10 und 20 Pa akzeptiert.

Warnlevel:
Unterschreiten von 10 Pa oder Überschreiten von 20 Pa für länger als z.B. 5 Minuten.
Maßnahme: Prüfen, ob Türen geschlossen sind.

Aktionslevel:
Unterschreiten von 10 Pa oder Überschreiten von 20 Pa für länger als z.B. 30 Minuten.
Maßnahme: Alarm und prüfen, ob Klimaanlage funktioniert.

GMP-Zonenkonzept

Viele Produkte müssen in zugeordneten Hygienezonen unter­schiedlicher Reinheitsklassen hergestellt werden.

Je kritischer das Produkt oder der Prozess, desto niedriger die be­nötigte ISO-Klasse. Für jede ISO-Klasse gelten Anforderungen an Partikel- und Keimkonzentrationen, Raumluftaufbereitung und -luftwechsel, Oberflächen von Räumen und Anlagen, Arbeits­kleidung, Monitoring und Dokumentation.

Der Übergang für Material und Personal zwischen GMP-Klassen ist nur über separate Material- und Personenschleusen zulässig. Schleusen benötigen gegenseitige Verriegelungskonzepte für Türen und Tore (z.B. Ampelsteuerung). In Materialschleusen fin­det die Reinigung von Material statt und in Personenschleusen das Umkleiden, Händewaschen und Desinfizieren.

Reinraumklasse                Frühere Bezeichnung              Beispiel
nach ISO 14644                 EU / USA                    

ISO 5                                        A / 100                                               Aseptisches (steriles) Herstellen und  Abfüllen

ISO 6                                        B / 1.000                                            Umgebungsbedingung um die Klasse ISO 5

ISO 7                                        C / 10.000                                          Herstellung von Lösungen und Salben

ISO 8                                        D / 100.000                                       Herstellen und Abfüllen von Tabletten (Kapseln / Oralia)

Reinräume und Anlagen nach GMP müssen qualifiziert und Reinraumprozesse validiert werden. Qualifizierung ist der dokumen­tierte Nachweis, dass die Anlage für den vorgesehenen Zweck geeignet ist.

Dazu gehören:

• Lasten-/Pflichtenheft
• Risikoanalyse
• Qualifizierungs- und Validierungsmasterpläne
• Design-Qualifizierung (DQ)
• Installations-Qualifizierung (IQ)
• Funktions-Qualifizierung (0Q)
• Leistungs-Qualifizierung (PQ)
• Kalibrierung
• Wartung
• Prozessvalidierung
• Reinigungsvalidierung

SOP steht für Standard Operating Procedure (Arbeitsanweisungen). Alle Maßnahmen wie Herstellungsprozesse, Qualitätskontrollmethoden, Bedienungsanweisungen, Reinigungsanweisungen usw. sind in einem GMP-Betrieb in Form von SOPs beschrieben. SOPs werden mit der Freigabe durch den Herstellungsleiter oder Qualitätskontrollleiter gültig.