Cleanrooms zijn ontworpen om strikte omgevingscontroles te handhaven zodat gevoelige biofarmaceutische processen worden beschermd tegen microbiële bedreigingen. Dit omvat controle en bewaking van de luchtstroom, temperatuur, vochtigheid en niveaus van levensvatbare en niet-levensvatbare deeltjes. Maar zelfs de meest rigoureus onderhouden faciliteiten zijn kwetsbaar voor krachten die buiten hun controle liggen. Milieuproblemen kunnen zich in een oogwenk voordoen, zoals overstromingen, HVAC-storingen, stroomuitval of andere infrastructuurstoringen die de integriteit van cleanrooms snel in gevaar kunnen brengen, het risico op verontreinigingen met zich meebrengen en kritische drempels kunnen overschrijden.

In dit artikel wordt onderzocht hoe dergelijke gebeurtenissen de integriteit van cleanrooms kunnen beïnvloeden. Ook wordt een voorbeeld uit de praktijk belicht van hoe een goede voorbereiding bij een farmaceutische fabrikant leidde tot een snel, wetenschappelijk onderbouwd herstel van de bedrijfsveiligheid via het uitvoeren van biodecontaminatie van hun faciliteit na een milieuramp.

Milieuproblemen die van invloed kunnen zijn op de integriteit van cleanrooms:

1. Storingen in HVAC-systemen
   HVAC-systemen vormen de ruggengraat van de omgevingscontrole in cleanrooms. Ze reguleren de luchtstroom, handhaven drukverschillen en filteren deeltjes en microben. Een storing is vaak onvoorspelbaar, of het nu gaat om stroomuitval, mechanische storing of filtercompromittering. Dit kan leiden tot:
   • Verlies van positieve druk, waardoor ongefilterde lucht uit de omliggende gebieden kan binnendringen.
   • Verhoogde luchtvochtigheid die schimmel- en bacteriegroei bevordert.
   • Recirculatie van vervuilde lucht als kanalen of filters worden aangetast.
2. Overstromingen en binnendringen van water
   Water is een krachtige vector voor microbiële besmetting. Overstromingen door stormen, leidingbreuken of afwateringsstoringen kunnen leiden tot:
   • Ziekteverwekkers in het water, zoals Pseudomonas, legionella en fecale colibacteriën.
   • Organisch afval dat microbiële groei ondersteunt.
   • Vochtretentie verborgen in muren, vloeren en apparatuur, waardoor langdurige besmettingsrisico's ontstaan.
3. Apparatuurstoringen
   Slecht functionerende incubatoren, autoclaven, of cleanroommachines kunnen:
   • stilstaande zones met een slechte luchtdoorstroming doen ontstaan;
   • temperatuur of vochtigheid tot buiten het gevalideerde bereik laten afwijken;
   • microbiële groei onderbrengen in ontoegankelijke of niet-gecontroleerde gebieden.
4. Bouwkundige gebreken
   Scheuren, lekken of beschadigde afdichtingen in muren, plafonds of deuren kunnen de cleanroomschil in gevaar brengen. Deze gebreken kunnen:
   • zorgen voor het binnendringen van ongefilterde buitenlucht;
   • deeltjes en sporen vanuit aangrenzende ongecontroleerde omgevingen introduceren;
   • Luchtstroompatronen verstoren die cruciaal zijn voor contamination control.
5. Menselijke fouten tijdens noodhulp
   In de chaos na een ramp kunnen noodreparaties of opruimwerkzaamheden onbedoeld:
   • voorbijgaan aan contamination control-protocollen;
   • niet-steriele gereedschappen of materialen introduceren in een gecontroleerde omgeving; niet goed isoleren van besmette zones, wat leidt tot kruisbesmetting.

Deze risico's onderstrepen het belang van een snelle beoordeling en interventie na elke verstoring van het milieu.

Casestudy: Implementatie van bio-decontaminatie voor herstel bij overstromingen in een farmaceutische faciliteit

Een zware stormvloed trof de noordoostkust van het Verenigd Koninkrijk, waardoor een grote farmaceutische productiefaciliteit onder water kwam te staan. Het overstromingswater omvatte zowel zeewater als 'zwart water' uit het riool, wat een aanzienlijk besmettingsrisico met zich meebracht. Hoewel de cleanrooms op de bovenste verdieping gelukkig niet werden beïnvloed door de overstroming, was hun operationele levensvatbaarheid afhankelijk van de doorvoerroutes door de ondergelopen lagere niveaus. Zonder ingrijpen was het risico op kruisbesmetting onvermijdelijk.

Microbiologische risicobeoordeling

De aanwezigheid van zwart water introduceerde een hoog risico op bioburden door opportunistische pathogenen. De uitdaging was niet alleen het reinigen van oppervlakken, maar ook zorgen voor de eliminatie van onzichtbare micro-organismen in de hele faciliteit, inclusief moeilijk bereikbare plaatsen zoals liftschachten en hoge plafonds. Alle holtes waar microben konden blijven hangen, hadden aandacht nodig.

Strategie voor biodecontaminatie

Na het verwijderen van het water werd een volledige ontvochtiging en handmatige reiniging van de faciliteit uitgevoerd. Daarna werd het Bioquell RBDS-team (Rapid Bio-Decontamination Service) van Ecolab ingeschakeld om een snelle, uitgebreide biodecontaminatie uit te voeren met behulp van waterstofperoxidedamp (HPV) om een 6-log sporendodende werking op blootgestelde oppervlakken te realiseren¹.

Er werd een plan opgesteld waarin de faciliteit werd opgesplitst en kritieke gebieden vervolgens prioriteit kregen voor bio-decontaminatie om ervoor te zorgen dat verontreinigingen vanuit het water werden geëlimineerd uit bijzonder moeilijk bereikbare plaatsen zoals liftschachten en holtes met ingesloten lucht. Na de biodecontaminatie om schone toegang te verlenen tot niet-aangetaste gebieden, werd de rest van de getroffen faciliteit biologisch ontsmet volgens een strategie die het mogelijk maakte andere saneringswerkzaamheden onmiddellijk buiten de te behandelen gebieden voort te zetten. Enkele gespecialiseerde opslaggebieden werden ook in de scope opgenomen en in totaal betrof de biodecontaminatie een gebied met een volume van 20.000 m³.

Gezien de omvang van het project en de noodzaak om biologische besmetting onder controle te krijgen, kon het RBDS-team van Ecolab advies geven over alle aspecten van het project om:

• verdere ongewenste verspreiding van besmetting te voorkomen;
• ervoor te zorgen dat de handmatige reinigingsprocessen de faciliteit optimaliseerden voor bio-decontaminatie;
• te zorgen voor een efficiënt gebruik van de HPV-technologie van Bioquell en tegelijkertijd het risico op kruisbesmetting (of herbesmetting) te verkleinen.

Omdat tijdsdruk uiterst belangrijk was, plaatste Ecolab een team op de locatie van de klant, zodat de bio-decontaminatie onmiddellijk kon beginnen per locatie die beschikbaar kwam. Er werd ook een grote voorraad apparatuur naar de locatie vervoerd, zodat alles, van kleine ruimtes tot grote magazijnen snel kon worden behandeld.

Na de biodecontaminatie van een groot magazijn (5000 m³ met een plafondhoogte van 12 m) werd de focus verlegd naar de biodecontaminatie van de liftschachten om materialen toegang te geven tot de bovenste, schone verdiepingen. De technici van RBDS plaatsten de HPV-generatoren in de voet van de liftschacht, sloten de schachten volledig af en zorgden er met behulp van gerichte 'spuitmonden' en krachtige ventilatoren voor dat waterstofperoxidedamp over de hele schacht werd verspreid (zowel onder als boven de liftkooi). Dit werd aangetoond door het bereiken van 6-log deactivering op alle biologische indicatoren met Geobacillus stearothermophilus en chemische indicatoren die in het gebied waren geplaatst. Na de succesvolle bio-decontaminatie van de liftschacht werd de liftkooi gereactiveerd en gedecontamineerd als een aparte ruimte.

Nu de toegang was verleend en de lift weer in gebruik was genomen (zonder het risico op kruisbesmetting), verschoof de focus naar grote productieruimtes die nu werden gedroogd en gereinigd tot een stadium waarin het HPV-proces van Bioquel kon gaan worden ingezet. Deze uiteindelijke productieruimte bestond uit een enkele zone met een volume van 6.000 m³ die binnen 20 uur als één afzonderlijke ruimte werd gedecontamineerd.

Resultaten en herstel

Binnen 10 dagen na de overstroming voldeed de productiefaciliteit weer aan de operationele richtlijnen voor toegestane verontreinigingsniveaus, gemeten door luchtbemonstering en oppervlakte-uitstrijkjes. Vanaf het moment van het eerste contact tot het herstel van de faciliteit duurde het hele proces slechts 8 dagen en besloeg het 20.000 m³ in 15 afzonderlijke zones. Ondanks het werken in recent overstroomde gebieden met tal van andere aannemers in de buurt, werden alle biodecontaminatiecycli veilig uitgevoerd en werd blijkens de biologische indicatoren met Geobacillus stearothermophilus een gevalideerde 6-log bioburdenreductie bereikt.

Geleerde lessen: proactieve paraatheid en snel reageren

Deze casestudy onderstreept een aantal belangrijke microbiologische principes:

1. Milieudrempels zijn belangrijk: Cleanrooms zijn kwetsbaar wanneer vochtigheid, luchtstroom of drukverschillen worden verstoord.
2. Verontreiniging is niet altijd zichtbaar: Microben kunnen aanwezig blijven in luchtholtes, kanalen en achter oppervlakken.
3. Snel ingrijpen is cruciaal en vereist voorbereiding: Vertragingen bij het aanpakken van de besmetting verhogen het risico op microbiële verspreiding en productcompromittering. Zonder een noodactieplan had de doorlooptijd voor deze farmaceutische fabrikant drastisch kunnen oplopen, waardoor de productie nog verder was vertraagd.
4. Gevalideerde bio-decontaminatie kan verlichting bieden: HPV biedt bewezen werkzaamheid, gedetailleerde rapportage en gevalideerde resultaten, terwijl handmatige desinfectie dat mogelijk niet doet.

Conclusie: veerkracht opbouwen in cleanrooms

Milieurampen zijn onvoorspelbaar, maar hun impact op de integriteit van cleanrooms kan worden beperkt met wetenschappelijk onderbouwde biodecontaminatiestrategieën. Microbiologen spelen een cruciale rol bij het beoordelen van risico's, het begeleiden van sanering en het valideren van inspanningen op het gebied van biodecontaminatie.

Faciliteiten moeten rampenbestrijdingsprotocollen opnemen in hun plannen voor contamination control, inclusief samenwerkingen met experts en leveranciers op het gebied van biodecontaminatie. Ook moeten ze routinematig risico's in kaart brengen van kwetsbare zones. Zoals deze casestudy aantoont, kunnen met de juiste hulpmiddelen en expertise zelfs de ernstigste doorbrekingen worden opgelost, zodat de microbiologische controle wordt hersteld en de productie wordt veiliggesteld.

1. Bioquell HPV-AQ 35% waterstofperoxidegoedkeuring opgenomen in Europese wetgeving - Biocidenproductenverordening (BPR, verordening (EU) 528/2012))↵