Tragbare Durchflussmesser zur Dichtheitsprüfung von Bioreaktoren

Tragbare Durchflussmesser zur Dichtheitsprüfung von Bioreaktoren

Bioreaktoren müssen auf Dichtheit geprüft werden, um sicherzustellen, dass alle Dichtungen dicht sind und keine Löcher oder Lücken in der Ausrüstung vorhanden sind. Tragbare Durchflussmessgeräte sind ein praktisches Hilfsmittel für die Dichtheitsprüfung von Bioreaktoren mit quantitativen, nicht-invasiven und hochpräzisen Methoden.

Dichtheitsprüfung von Bioreaktoren zur Gewährleistung der Bedienersicherheit und der Prozessintegrität

Bioreaktoren stellen ein erhebliches Risiko für die biologische Sicherheit dar, insbesondere wenn sie zur Herstellung viraler Impfstoffe verwendet werden. Ein Leck in einem Bioreaktor kann über einen langen Zeitraum vorhanden sein, bevor es entdeckt wird, und so möglicherweise schädliche Viruslasten in den menschlichen Körper einbringen. Lecks können auch zu einer Kontamination des Produktionsbereichs führen und die Zellkultur beeinträchtigen. Leckprüfungen sind daher von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit der Menschen und die Einhaltung der Chargenvorschriften zu gewährleisten.

Sowohl Einweg-Bioreaktoren aus Kunststoff als auch Mehrweg-Bioreaktoren aus Edelstahl müssen auf Dichtheit geprüft werden. Bei Einweg-Bioreaktoren wird durch die Dichtheitsprüfung sichergestellt, dass weder bei der Herstellung noch bei der Handhabung Löcher im Kunststoffbeutel des Bioreaktors entstanden sind: Diese Reaktoren sollten sowohl vom Hersteller als auch am Ort der Verwendung (nach Abschluss aller Handhabungs- und Installationsarbeiten, aber vor Beginn der Produktion) auf Dichtheit geprüft werden. Durch diese Maßnahmen wird die Unversehrtheit des Bioreaktors sichergestellt und die Gesundheits- und Sicherheitsrisiken sowie die kostspieligen und zeitaufwändigen Verluste im Zusammenhang mit beschädigten Produkten erheblich minimiert.

Bioreaktoren aus Edelstahl müssen auf Dichtheit geprüft werden, um sicherzustellen, dass alle Dichtungen und Verbindungsstellen vollständig geschlossen sind. Die Bioreaktoren haben eine große Anzahl von Durchbrüchen und Einlässen für Geräte wie Gasleitungen, Rührer und Sensoren. Außerdem sind sie mit Ventilen, Klammern und Dichtungen ausgestattet, die verschleißen und undicht werden können. Um sicherzustellen, dass der Reaktor vor der nächsten Charge frei von Leckagen ist, werden nach den Reinigungs- und Sterilisationszyklen Lecktests durchgeführt.

Methoden der Dichtheitsprüfung

Traditionell führen die Hersteller von Einweg-Bioreaktoren Dichtheitsprüfungen mittels Helium-Integritätstests durch. Diese Tests sind sehr empfindlich und können Lecks bis zu 10 µm aufspüren. Da Bakterien und andere Verunreinigungen im Allgemeinen keine Löcher von weniger als 15 µm durchdringen können, bestätigen Helium-Integritätstests, dass der Bioreaktor steril bleibt. Nach dem Test wird der Bioreaktor jedoch aus dem Testaufbau entfernt, verpackt, versandt und vom Endbenutzer installiert – all dies birgt das Risiko von Handhabungsschäden.

Daher sind Dichtheitsprüfungen am Verwendungsort von entscheidender Bedeutung, und es können verschiedene Methoden angewandt werden. Bei Reaktoren für den einmaligen Gebrauch werden diese Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Beutel frei von Löchern ist; bei Reaktoren aus rostfreiem Stahl für den mehrfachen Gebrauch stellen diese Tests die Integrität des Reaktors und verschiedener zusätzlicher Komponenten sicher, die anfällig für Beschädigungen oder Lecks sind.

Druckabfalltests sind am Verwendungsort üblich, da sie empfindlich genug sind, um größere Defekte zu erkennen, die durch unsachgemäße Handhabung entstehen. Diese Tests können vollständig automatisiert werden und verwenden nur Druckluft, so dass sie in Reinräumen einfach durchgeführt werden können, ohne dass Helium in eine sterile Umgebung eingeführt wird, in der es sonst nicht vorhanden wäre.

Blasentests mit Seifenwasser oder Swagelok Snoop sind einfach, aber oft ungenau und führen außerdem unnötige Materialien in den Reinraum ein.

Schließlich können Massendurchflussmesser und/oder -regler zur Dichtheitsprüfung am Verwendungsort eingesetzt werden. Ein Massendurchflussregler kann verwendet werden, um einen gleichmäßigen Druckfluss in den Bioreaktor aufrechtzuerhalten, und ein Massendurchflussmesser kann verwendet werden, um etwaige Lecks zu erkennen und zu messen. Im Gegensatz zu den anderen erörterten Methoden entspricht die gemessene Durchflussrate genau der Leckrate des Reaktors. Diese Messwerte können zwar sehr empfindlich auf Temperatur- oder Druckschwankungen reagieren, doch ist dies in einer streng kontrollierten Reinraumumgebung wahrscheinlich kein Problem.

Dichtheitsprüfmethoden sind unvollkommene Lösungen

  • Heliumtests sind hochempfindlich und können auch kleinste Lecks aufspüren, sollten aber nicht am Ort der Verwendung in Reinräumen durchgeführt werden, in denen sonst kein Helium vorhanden wä Außerdem sind Helium-Lecktests zeitaufwendig und teuer.
  • Druckabfalltests sind einfach und leicht am Verwendungsort durchzuführen – sie sind jedoch weniger empfindlich und erfordern, dass der Bediener Druckabfälle während einer Stillstandszeit feststellt.
  • Blasentests zeigen die genaue Position eines Lecks an, sind aber die am wenigsten empfindliche Methode, die nur die Position größerer Lecks anzeigt, und werden für Reinräume nicht empfohlen.
  • Die Prüfung von Durchflussmessern und -reglern ist am schnellsten und kann in Reinräumen am Ort der Verwendung durchgeführt werden, verliert aber an Genauigkeit, wenn große Mengen geprüft werden, und ist in hohem Maße von Umgebungsschwankungen abhä Durchflussmesser, die extrem niedrige Druckabfälle erzeugen, sind in diesen Fällen wahrscheinlich am genauesten und stabilisieren sich am schnellsten.

Tragbare Durchflussmesser und andere Geräte vereinfachen Point-of-Use-Tests in Reinräumen

Für alle oben genannten Methoden gibt es tragbare Versionen, die die einfachste Prüfung von Einweg- und Edelstahl-Bioreaktoren am Verwendungsort ermöglichen, wenn diese bereits in Reinräumen installiert sind.

Um Heliumtests an den Ort des Geschehens zu bringen, haben mehrere Unternehmen tragbare Lecktestgeräte entwickelt, die hochempfindlich und viel schneller als herkömmliche Heliumintegritätstests sind. Diese Geräte sind für den Einsatz an wahrscheinlichen oder vermuteten Leckstellen (z. B. Ventilen) vorgesehen, um die Größe und Lage der Lecks zu ermitteln.

Bei Druckabfalltests muss nur der Druckabfall über die Zeit gemessen werden, was sie von Natur aus mobil macht. Ähnlich verhält es sich mit Blasentests, für die einfache Werkzeuge benötigt werden, die zwar nicht ideal für Reinräume sind, aber leicht zum Einsatzort transportiert werden können.

Schließlich sind batteriebetriebene, tragbare Massedurchflussgeräte ideal für Reinraumumgebungen. Sie können außerhalb eines Reinraums aufgeladen und untergebracht werden, abgewischt und in den Raum gebracht werden und dann zur Dichtheitsprüfung von Einweg- oder Edelstahl-Bioreaktoren verwendet werden, um die Sicherheit von Menschen und die Produktintegrität zu gewährleisten.