Pharmazeutische Mikrobiologie (E-Book) von Michael Rieth

Vorwort zur zweiten Auflage xiii

Vorwort zur ersten Auflage xv

Abkürzungen xvii

1 Einführung in die Mikrobiologie 1

1.1 Historisches 2

1.2 Bedeutung 3

1.3 Mikroorganismengruppen 4

1.4 Die Bakterienzelle 11

1.4.1 Bakterienmorphologie 12

1.4.2 Bakterienphysiologie 13

1.5 Taxonomie der Mikroorganismen 18

1.5.1 Klassifikation 18

1.5.2 Nomenklatur 23

1.6 Medizinische Mikrobiologie 23

1.6.1 Infektionsrouten 23

Literatur 27

2 Rahmenbedingungen für den Betrieb mikrobiologischer Laboratorien 31

2.1 Gesetze und technische Regelwerke 31

2.2 Medizinische Betreuung der Mitarbeiter 36

2.3 Betriebsbeschreibung für mikrobiologische Laboratorien 39

2.4 Einrichtung mikrobiologischer Laboratorien 41

2.4.1 Benötigte Geräte/Ausrüstung 41

2.5 Nährmedien 43

2.5.1 Flüssige Nährmedien (Bouillons) 43

2.5.2 Feste Nährböden 44

2.5.3 Selektive Nährmedien 47

2.5.4 Nährmedien mit chromogenen Substraten 47

2.6 Rezepturen 52

2.6.1 Eigene Herstellung 78

2.6.2 Einkauf 78

Literatur 79

3 Kalibrierung und Qualifizierung der Geräte 81

3.1 Waage 84

3.2 pH-Meter 85

3.3 Kolbenhubpipetten 85

3.4 Stoppuhr 85

3.5 Geräte zur Erreichung bestimmter Temperaturen 86

3.5.1 Thermometer 86

3.5.2 Brutschrank 87

3.5.3 Kühlschrank/Kühltruhe 89

3.5.4 Heißluftsterilisator 89

3.5.5 Autoklav 90

3.6 Clean Bench 91

3.7 Air Sampler 92

3.8 Partikelzähler 93

3.9 Messgerät zur Bestimmung der Wasseraktivität 96

3.10 Fotometer/Reader 97

3.11 Tube Reader für Endotoxinbestimmungen 97

3.12 Fluoreszenzreader für Endotoxinbestimmungen 99

Literatur 99

4 Stammhaltung 101

4.1 Bezug 101

4.2 Versand 105

4.3 Lagerung 106

4.4 Kultivierung 106

Literatur 108

5 Betriebshygiene 109

5.1 Hygiene 109

5.1.1 Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsverordnung (AMWHV) 110

5.1.2 Was ist das Ziel der Betriebshygiene? 111

5.1.3 Personalhygiene 111

5.1.4 Aufnahme eines Hygienekatasters 111

5.2 Mikrobiologische Grundlagen zur Hygiene 112

5.2.1 Kontaminationsquellen während der Herstellung 113

5.2.2 Einflussfaktoren der mikrobiellen Reinheit 115

5.3 Hygienemaßnahmen 115

5.4 Sterilisation, Desinfektion und aseptische Herstellung 127

5.4.1 Sterilisation 127

5.4.2 Desinfektion 128

5.4.3 Asepsis 134

5.4.4 Entwesung 135

5.4.5 Pasteurisierung 135

5.4.6 Konservierung 135

5.5 Hygieneplan für mikrobiologische Laboratorien 135

5.6 Schädlingsbekämpfung (Pest Control) 138

5.7 Hygienebeauftragte 141

5.8 Durchführung von Hygieneschulungen 141

Literatur 145

6 Umgebungsmonitoring 147

6.1 Methoden 147

6.1.1 Prüfung der Raumluft 148

6.1.2 Prüfung von Oberflächen 149

6.1.3 Prüfung der Mitarbeiter 150

6.2 Mikrobiologisches Monitoring im Sterilitätstest-Isolator 152

6.2.1 Beispiel für einen Isolator 153

6.3 Physikalisches Monitoring in der Sterilproduktion 156

6.4 Physikalischer Betrieb 159

6.5 Auswertung der Mikroorganismen 161

6.6 Register der Mikroorganismen 162

6.6.1 Gram(+)-Bakterien 162

6.6.2 Gram()-Bakterien 166

6.6.3 Partiell säurefeste Stäbchen 171

6.6.4 Hefen 171

6.6.5 Pilze 172

Literatur 173

7 Qualitätskontrolle 175

7.1 Arzneibuchmethoden (Compendial Methods) 175

7.1.1 Bestimmung von TAMC/TYMC und von spezifizierten Mikroorganismen 177

7.1.2 Prüfung auf Sterilität 180

7.1.3 Nachweis von fiebererzeugenden Substanzen 182

7.1.4 Prüfung auf ausreichende Konservierung 205

7.1.5 Bestimmung von Antibiotikaaktivitäten 210

7.1.6 Bestimmung von Mykoplasmen 211

7.1.7 Prüfung auf Mykobakterien 214

7.1.8 Auswertung von Bioindikatoren 215

7.2 Nichtarzneibuchmethoden (Non-compendial Methods) 218

7.2.1 Bestimmung von Vitaminkonzentrationen 218

7.2.2 Bestimmung von 1,3--d-Glucanen 224

7.2.3 Prüfung von Packmitteln 226

7.2.4 Nachweis probiotischer Bakterien 229

7.2.5 Mikroskopische Zellgrößenmessung 231

7.2.6 Bioburden-Bestimmung von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln 232

7.2.7 Inokulationsversuche 233

7.3 Tests unter Verwendung von Tiermodellen 235

7.3.1 Kaninchen: Prüfung auf Pyrogene Ph. Eur. 2.6.8 236

7.3.2 Ratte: Allen-Doisy-Test 237

7.3.3 Maus (Mus musculus): Prüfung auf anomale Toxizität Ph. Eur. 2.6.9 238

7.3.4 Meerschweinchen (Cavia aperea): Prüfung auf Histamin Ph. Eur. 2.6.10 238

7.4 Zellkulturmethoden 239

7.4.1 Betriebsbeschreibung eines Zellkulturlabors 240

7.4.2 Passagierung von Zellen 242

7.4.3 Bestimmung der Gesamtzellzahl und der Lebendzellzahl in der Zählkammer 243

7.5 Validierung der Arzneibuchmethoden 244

7.5.1 Prüfung auf Sterilität 244

7.5.2 Prüfung auf TAMC/TYMC und spezifizierte Mikroorganismen 247

7.5.3 Prüfung auf Endotoxine 256

7.5.4 Bestimmung von Antibiotikakonzentrationen 268

Literatur 274

8 Prozessvalidierungen 277

8.1 Nährmedienabfüllung (Media Fill) 278

8.1.1 Media Fill Fail 283

8.1.2 Neue Entwicklungen bei den Media-fill-Bouillons 284

8.2 Entpyrogenisierung 285

8.2.1 Entpyrogenisierungstunnel 287

8.3 Validierung der Sterilisation mit trockener Hitze 288

8.4 Validierung der Sterilisation mittels feuchter Hitze (Autoklav) 290

8.5 Validierung der Sterilfiltration 291

8.5.1 Validierung des Filtertyps 292

8.5.2 Validierung des Filtrationssystems 292

8.5.3 Integritätsprüfung von Membranfiltern 293

8.6 Container-Closure-Integrity-Test 294

8.7 Reinigungsvalidierung 298

8.7.1 Mikrobiologische Methoden in der Reinigungsvalidierung 300

Literatur 301

9 Mikrobiologische Untersuchung von Wasser 303

9.1 Probennahme 305

9.2 Probentransport 306

9.3 Verwendung der verschiedenen Wasserqualitäten 311

9.4 Gereinigtes Wasser (Aqua purificata, AP) 311

9.5 Hochgereinigtes Wasser (HPW) 312

9.6 Wasser für Injektionszwecke (WfI) 313

9.6.1 Rouging/Blacking 313

9.7 Wasser zum Verdünnen konzentrierter Hämodialyselösungen 314

9.8 Wasser zur Herstellung von Extrakten 314

9.9 Trinkwasser 316

9.10 Legionellen 318

Literatur 321

10 Mikrobiologische Schnellmethoden (Rapid Microbiological Methods) 323

10.1 Bestimmung über den ATP-Gehalt 324

10.2 Bestimmung über den Einbau von Fluoreszenzmarkern 327

10.2.1 Scan RDI (AES-Chemunex-bioMerieux) 327

10.2.2 Milliflex®  Quantum (Merck) 328

10.3 Durchflusszytometrie 329

Literatur 331

11 Automation im mikrobiologischen Labor 333

11.1 Färbeautomaten 333

11.2 Geräte zur Zählung der Kolonien (KBE) 334

11.3 Nährmedienabfüllautomat 334

11.4 Automation des Endotoxintests 335

Literatur 335

12 Qualitätssicherung 337

12.1 Aufbau eines SOP-Systems 337

12.2 Schulungen 339

12.3 Audits und Inspektionen 340

12.3.1 Verhalten bei Audits 341

12.3.2 Selbstinspektionen 342

12.3.3 Behörden-Audits 343

12.3.4 Kunden-Audits 344

12.3.5 Lieferanten-Audits 344

12.3.6 Weitere Audits 344

12.4 Vorgehensweise bei OOS- und OOE-Ergebnissen 346

12.4.1 Prüfung auf Endotoxine 349

12.4.2 Prüfung auf TAMC und TYMC 350

12.4.3 Prüfung auf Sterilität 351

12.4.4 Prüfung auf Pyrogene 352

Literatur 353

13 Identifizierung von Mikroorganismen 355

13.1 Wachstumskurve 355

13.2 Generationszeit 356

13.3 Herstellung von Reinkulturen 356

13.4 Sensorische und makroskopische Merkmale 357

13.5 Mikroskopische Untersuchung 357

13.5.1 Mikroskope 357

13.5.2 Mikroskopische Präparate 360

13.6 Färbungen 361

13.6.1 Farblösungen 362

13.7 Prinzip der bunten Reihe 364

13.8 Immunologische Verfahren 366

13.9 Pcr 367

13.10 Gaschromatografie (FAME) 368

13.11 FT-IR-Spektroskopie 368

13.12 Maldi-tof 369

Literatur 370

14 Reinigung, Sterilisation, Dekontamination und Entsorgung 371

14.1 Reinigung 371

14.2 Sterilisation 372

14.2.1 Trockene Hitze (Heißluftsterilisator) 372

14.2.2 Feuchte Hitze (Autoklav) 372

14.2.3 Strahlung 372

14.2.4 Gase 373

14.2.5 Kinetik der Keimtötung 373

14.2.6 Bowie-Dick-Test 374

14.2.7 Risikoanalyse für Autoklaven 374

14.3 Laborreinigung und -desinfektion 377

14.3.1 Qualifizierung einer Laborspülmaschine 379

14.3.2 Validierung 379

14.4 Entsorgung infektiösen Abfalls 380

14.5 Desinfektionsmaßnahmen bei Havarien 380

Literatur 381

15 Prüfungen im Lohnauftrag (Outsourcing) 383

Literatur 384

Mikrobiologische Netzwerke 385

Literatur 387

Adressen 389

Fachliteratur 397

Glossar 409

Stichwortverzeichnis 411

In seinem Buch zur pharmazeutischen Mikrobiologie geht Michael Rieth, promovierter Mikrobiologe mit langjähriger Erfahrung in mikrobiologischer Qualitätsprüfung in der pharmazeutischen Industrie, auf alle Aspekte dieses für die Pharmaproduktion unentbehrlichen Gebietes ein. Schwerpunkte sind Methoden der Qualitätskontrolle, das Umgebungsmonitoring in der Pharma- und Chemieproduktion sowie die Betriebshygiene. Der Fokus liegt auf bakteriologischen Verfahren einschließlich der mikrobiologischen Schnellmethoden; daneben werden aber auch Zellkulturmethoden und Tiermodelle behandelt. Für die zweite Auflage wurden unter anderem die Themen "Low Endotoxin Recovery" und Maskierung / Demaskierung von Endotoxinen neu aufgenommen. Wo immer möglich, werden die Bezüge zu den neuesten Ausgaben der europäischen und US-amerikanischen Arzneibücher hergestellt.

Dr. Michael Rieth leitete zwischen 1999 und 2014 die Biologische Qualitatsprufung der Merck KGaA in Darmstadt. Nach seiner Promotion am Institut fur Mikrobiologie an der Georg-August-Universitat zu Gottingen im Jahre 1987 war er zunachst als wissenschaftlicher Assistent am Universitatsklinikum Gottingen und an der Universitat Oldenburg tatig. 1988 wechselte er in die pharmazeutische Industrie. Seine Karriere fuhrte ihn uber die biosyn Arzneimittel GmbH in Stuttgart, die Nordmark Arzneimittel GmbH in Uetersen und Schering AG in Berlin bis zu seinem aktuellen Arbeitgeber Merck KGaA.
Aktuell arbeitet er dort im Bereich Global Regulatory Affairs. Neben der Mitarbeit in zahlreichen Fachausschussen ist er in der Fort- und Weiterbildung auf dem Gebiet der pharmazeutischen Mikrobiologie aktiv.
Fur sein 2012 erschienenes Buch "Pharmazeutische Mikrobiologie" wurde er 2013 mit dem Wallhau?er-Preis ausgezeichnet. 2016 veroffentlichte Dr. Rieth zusammen mit Dr. Norbert Kramer das Fachbuch "Hygiene in der Arzneimittelproduktion".