Sichere Sterilisation von Coronavirus-Partikeln
Abluftfiltration während des Autoklaviervorgangs
Um natürliche oder gentechnisch veränderte Mikroorganismen zu aktivieren, kommen Autoklaven zur Sterilisation mit Dampf insbesondere in biologischen und medizinischen Laboratorien zum Einsatz. In der Aufheizphase, in der die Luft aus dem Druckbehälter entfernt wird, können jedoch potenziell biologische Arbeitsstoffe als Aerosole in den Arbeitsbereich gelangen. Insbesondere im Zuge der aktuellen Corona-Epidemie ist eine Filtration der Abluft deshalb besonders wichtig. Denn obwohl reine SARS-CoV-2-Partikel aufgrund ihrer geringen Größe von etwa 0,1 bis 0,14 Mikrometer beispielsweise von FFP-Masken und einigen Filtern mit einer Porengröße von 0,2 Mikrometer theoretisch nicht aufgefangen werden können, zeigen Tests: Die Abluftfiltrationssysteme in Systec Autoklaven verhindern zuverlässig das Austreten gefährlicher Aerosole während des Autoklaviervorgangs.
Die Funktionsweise der Abluftfiltration
In Systec Produkten kommen, zur Filtration der Abluft, ein autoklavierbarer Sterilluftfilter in einem Filtergehäuse sowie ein PT-100-Temperatursensor zum Einsatz, deren verfahrenstechnische Kombination eine zuverlässige Filtration der Abluft gewährleistet: Sämtliche, aus dem Autoklav verdrängte Luft wird über den Filter geleitet, sodass Mikroorganismen in ihm zurückgehalten werden. Der Filter wird während des Sterilisationsprozesses „in-line“ mit sterilisiert, um die darin zurückgehaltenen Mikroorganismen zu inaktivieren. Die Temperatur im Filtergehäuse wird dabei über den eingangs erwähnten PT-100-Temperatursensor überwacht. Das Kondensat wird während der Aufheiz- und Sterilisierphase im Druckbehälter zurückgehalten und sicher mitsterilisiert. Durch die Abluftfiltration und Kondensatsterilisation können, vor Ende der Sterilisierphase, keine Viren oder Keime entweichen. Dies stellt sicher, dass alle Gase beziehungsweise Flüssigkeiten, die beim Verdrängen aus dem Autoklav eine potenzielle Gefahr für die Umwelt darstellen könnten, gefiltert werden.
Als Filtermedium nutzt das Unternehmen autoklavierbare Sterilluftfilter in Form einer Filterkerze aus einer PTFE-Membran mit einer Porengröße von 0,2 Mikrometer. Die Filterkerze befindet sich zudem in einem druckfesten Gehäuse und ist jederzeit schnell auswechselbar. Auf der An- und Abströmseite wird die PTFE-Membran zusätzlich durch Polypropylen-Vliese geschützt. Außenstützkörper und Endkappen aus einem speziellen, hitzestabilisierten Polypropylen sowie einem Innenstützkörper aus Edelstahl sorgen für eine hohe thermische und mechanische Belastbarkeit. Die Filter unterliegen einem Wartungszähler mit einem Wechselintervall von 150 Zyklen.
Um eine validierbare Filtration zu gewährleisten, wird die Heiztemperatur des Autoklavs während des gesamten Prozesses durch einen PT-100-Temperatursensor (Klasse A) überwacht. Dieser stellt zugleich sicher, dass auch in der Filterkerze entsprechende Temperaturen erreicht werden, um filtrierte Partikel sicher zu inaktivieren. Der Autoklav wird, bei jeglicher Abweichung vom vorgegebenen Prozessablauf, in einen Störmodus versetzt, womit das Ausströmen von kontaminierter Abluft verhindert wird. Eine integrierte Benutzerverwaltung verhindert zusätzlich unberechtigte Zugriffe.
Getestete Filtration
Zur Überprüfung des Rückhaltevermögens von Aerosolen wurde der Filter in den Systec Autoklaven einem Integritätstest unterzogen. Dabei wird ein Sterilluftfilterelement bei der Integritätstestung mit circa 1012 Partikeln der kritischen Partikelgröße (0,1 bis 0,3 Mikrometer)/Test/min beaufschlagt. Die Filter werden unter gewöhnlichen Prozessbedingungen (Sterilisationstemperatur 121 Grad Celsius, Haltephase 20 Minuten, Gravitationsbetrieb) belastet. Das Ergebnis zeigt ein Durchdringen von weniger als 0,00005 Prozent der beaufschlagten Partikel. Das heißt, dass ein Durchdringen des Filters durch Mikroorganismen von der typischen Größe von SARS-CoV-2-Partikeln ausgeschlossen ist.
Ein Durchdringen der Filter ist auch für COVID-19-Viren zuverlässig ausgeschlossen: Diese sind zwar klein genug (0,16 Mikrometer), um theoretisch durch die Membran zu gelangen, werden in der Realität jedoch im Aerosol von größeren Tröpfchen transportiert und somit vom Filter zurückgehalten. Selbst kleinere Partikel (unter 0,1 Mikrometer) werden zunächst vom Filter zurückgehalten und dann durch die Sterilisationshitze des Autoklavs inaktiviert. Ein PT-100-Temperatursensor stellt zudem sicher, dass dieser Filtrationsvorgang verlässlich und validierbar abläuft.
