Kürzlich bin ich mit der Frage konfrontiert worden, ob ich wisse, warum beim Bakterienrückhaltetest gemäß ASTM F838 ein Maximaldruck von 30 psi (= 2,07 bar) vorgegeben sei. Dürfte der nicht überschritten werden, weil dann keine Bakterienrückhaltung des Filters mehr gegeben sei? Diese Frage ist klar zu verneinen, Filtermembranen sind auch bei deutlich höheren Drücken noch bakterienzurückhaltend. So weisen beispielsweise Millipore Durapore PVDF 0,22 µm Membranen einen wasserbenetzten Bubble Point von 3,45 bar auf, der mit der Bakterienrückhaltung korreliert (siehe dazu auch unser Blogartikel „Wie hängen Bakterienrückhaltung und Filterintegrität zusammen?“). Das kann also nicht der Grund sein.

Bei Pharma-Unternehmen, deren Produktherstellung unter aseptischen Bedingungen erfolgt, gehört die Sterilfiltration im letzten Schritt vor der Abfüllung einfach dazu. Die Validierung des Herstellprozesses umfasst dabei auch den Schritt der Sterilfiltration. Entsprechend muss im Rahmen der Filtervalidierung nachgewiesen werden, dass der Filter in der Lage ist, Bakterien zurück zu halten und damit die Keimfreiheit des Produkts zu gewährleisten. Dieser Nachweis wird mit einem Bakterienrückhaltetest oder auch bakteriellem Belastungstest gemäß ASTM F838-15a erbracht. Bevor dieser Bakterienrückhaltetest jedoch durchgeführt werden kann, muss zuvor mit einem Viabilitätstest geprüft werden, dass die zu testende Produktlösung keinen negativen Effekt auf das im Bakterienrückhaltetest eingesetzte Bakterium hat. Das hört sich kompliziert an? Das soll es nicht – stellen Sie sich einfach vor, was wäre, wenn Ihre Produktlösung das Testbakterium töten würde… Dann wüssten Sie im Bakterienrückhaltetest nicht, ob Sie ein steriles Filtrat erhalten, weil der Filter seinen Job gut gemacht hat oder ob Ihre Produktlösung die Bakterien getötet hat.

Bei der pharmazeutischen Produktion, insbesondere der aseptischen Herstellung von Parenteralia, werden Sterilfilter eingesetzt. Im Rahmen der Filtervalidierung muss der Nachweis erbracht werden, dass der zur Sterilfiltration eingesetzte Filter in der Lage ist, Bakterien und potentielle unerwünschte Bestandteile wie Partikel oder Fasern zurückzuhalten und damit die Sterilität des Produktes zu gewährleisten. Die entsprechende Prüfung erfolgt als Bakterienrückhaltetest (Bacterial Challenge Test, "Bakterielle Belastungsprüfung") gemäß ASTM F838-15a. Dabei wird der Filter mit einer definierten Anzahl an besonders kleinen Bakterien (Brevundimonas diminuta) in Lösung angeströmt und das Filtrat anschließend auf Bakterienwachstum untersucht. Ein steriles Filtrat zeigt, dass der Filter in der Lage ist > 10⁷ KBE/cm² Filterfläche zurückzuhalten und damit für seinen Einsatzzweck geeignet ist.

In diesem Blogbeitrag wollen wir uns mit dem Einfluss der Parameter des Filterintegritätstests auf die Bakterienrückhaltung beschäftigen.

Sterilfilter können z.B. während der Herstellung von Parenteralia eingesetzt werden. Bei einer aseptischen Herstellung, wenn das Produkt z.B. eine Proteinlösung ist, sind zwei Filtrationsschritte gefordert. Zunächst eine Bioburden-Reduktionsfiltration und unmittelbar vor der Abfüllung eine Sterilfiltration.