Prozessvalidierung als Basis für maximale Produktsicherheit

In der Medizingüterindustrie nimmt die Relevanz von Prozessgenauigkeit und Prozessreproduzierbarkeit kontinuierlich zu. Durch die Prozessvalidierung kann lückenlos dokumentiert werden, dass die definierten Qualitätsmerkmale mit hoher Sicherheit und Kontinuität erzielt werden, und zwar über den gesamten Lebenszyklus der Produkte hinweg. Als Anbieter ganzheitlicher Verpackungslösungen verfügt MULTIVAC über eine langjährige und fundierte Projekt- und Lösungskompetenz und kann damit Hersteller von Medical Devices bei der Umsetzung von anspruchsvollen Prozessvalidierungen professionell unterstützen.

Zur Sicherstellung der Qualität eines Medizinproduktes ist dessen kompletter Lebenszyklus zu berücksichtigen. Dieser beginnt in der Anfangsphase mit dem Design des Produktes und endet in dem Moment, in dem das Produkt vom Markt genommen und durch ein anderes ersetzt wird.

Unter Prozessvalidierung versteht man den dokumentierten Nachweis, dass der Herstellungsprozess mit hoher Sicherheit, dauerhaft reproduzierbar und zuverlässig die an ihn gestellten und definierten Qualitätsanforderungen erfüllt, die in der Designphase des Produktes festgelegt wurden. Die Prozessvalidierung unterliegt einer kontinuierlichen Verifizierung während des kompletten Produktlebenszyklus und besteht grundsätzlich aus drei Phasen: Die Prozessdesignphase, die Prozessqualifikationsphase und die Prozessverifikationsphase.

Die Prozessdesignphase beginnt mit dem Design des Produktes. Die Qualifizierung beginnt vor der Produktion. Während der Produktion findet die Verifizierung statt. Die Prozessvalidierung muss dabei nicht nur für jedes neu eingeführte Produkt, sondern auch bei jeder Änderung eines Artikels oder eines Prozessschrittes von neuem durchgeführt werden.

Der erste Schritt: Prozessdesign

Während dieser Phase wird der Prozess definiert. Das Prozessdesign berücksichtigt Ergebnisse aus der Grundlagenforschung sowie Erkenntnisse, die im Rahmen der Produktentwicklung gewonnen wurden.

Hauptziel dieser Phase ist die Identifikation der für die zu erwartende und definierte Produktqualität notwendigen Prozessvariablen. In einem Tiefziehverpackungsprozess können diese Prozessvariablen beispielsweise Parameter wie Siegeltemperatur, Siegelzeit und Siegeldruck sein.

Die Vorgehensweise besteht in erster Instanz aus der Definition von Qualitätsanforderungen und den daraus resultierenden kritischen Qualitätsmerkmalen. Beispielsweise ist für die Eigenschaft „Patientensicherheit“ die Sterilität der Verpackung eine Qualitätsanforderung. Die dafür notwendigen Qualitätsmerkmale sind unter anderem eine vorgegebene Restfoliendicke der verformten Unterfolie, eine vollständige Siegelnaht sowie eine vorgegebene Siegelnahtfestigkeit.

Nach Definition der Qualitätsmerkmale erfolgt die Zusammenstellung aller Prozessschritte, die für die sichere Herstellung des Produktes notwendig sind. Dabei erfolgt für jedes einzelne Qualitätsmerkmal und für jeden Prozessschritt eine Risikoanalyse, um zu bewerten, an welcher Stelle ein hohes, ein mittleres oder ein geringes Risiko besteht.

Für alle Prozessschritte mit hohem Risikopotenzial wird eine entsprechende Kontrollstrategie ausgearbeitet, die in die Definition von entsprechenden Prozessparametern einfließt. Wird zum Beispiel für die Qualitätsanforderung „Sterilität“ der Siegelprozess in einer Tiefziehverpackungsmaschine als kritisch eingestuft, dann erfordert die Kontrollstrategie die Definition von kritischen Prozessvariablen in einem bestimmten Toleranzbereich.

Ein konkretes Beispiel ist die Festlegung des Temperaturfensters beim Siegeln. Wurde beispielsweise durch Untersuchungen eine Siegeltemperatur im Bereich zwischen 160 und 180 °C für eine einwandfreie Siegelung definiert, würde bei der Kontrollstrategie ein Temperaturfenster definiert, welches sich innerhalb dieser Toleranz bewegt.

Erst wenn feststeht, dass die Kontrollstrategie alle relevanten Parameter beinhaltet, werden alle in diesem Schritt festgelegten Werte in das Lastenheft für die neue Anlage übernommen.

Prozessqualifizierung ist das Kernstück des Validierungsprozesses

Die Prozessqualifizierung ist die nächste Phase im Validierungsprozess. Hauptziel dieser Phase ist es, Nachweise dafür zu erbringen, dass die Prozesse die definierten Qualitätsmerkmale erfüllen sowie reproduzierbar sind und damit für die kommerzielle Produktion eingesetzt werden können. Die Prozessqualifizierung wird vor Beginn der kommerziellen Produktion durchgeführt. Dabei bildet die Risikoanalyse einen sehr wichtigen Bestandteil.

Üblicherweise beginnt die Prozessqualifizierung mit der Erstellung des Lastenhefts, das die Basis für die Auslegung und Konstruktion der Anlage darstellt. Nach Fertigstellung und einem erfolgreichen Factory Acceptance Test wird die Anlage in die Produktionsumgebung eingebracht. Nach der Installation am Bestimmungsort finden der Site Acceptance Test sowie die anschließende Kalibrierung der Anlage statt. Die Installation Qualification (IQ) stellt dabei sicher, dass die definierte Maschinenausstattung korrekt geliefert und installiert wurde.

Bei der Operational Qualification (OQ) wird die Verpackungslinie getestet und auf die Einhaltung aller definierten Prozessparameter geprüft. Sie umfasst grundsätzliche Funktionstests aller relevanten Maschinenbauteile. Im nachfolgenden Schritt findet eine Performance Qualification (PQ) statt. Hierbei handelt es sich um einen ausgedehnten Testlauf, wobei die Verpackungslinie mehrere Chargen des tatsächlichen Produktes unter Berücksichtigung der kommerziellen Produktionslosgrößen produziert. Nach der PQ ist die Prozessqualifizierung des Equipments abgeschlossen und es kann mit der kommerziellen Produktion begonnen werden.

Prozessverifizierung und Prozessüberwachung entlang des gesamten Produktlebenszyklus

Nach der Markteinführung eines neuen oder veränderten Produktes ist die permanente Überwachung des Produktionsprozesses sowie die Weiterführung der Prozessdokumentation unabdingbar. Die Prozessverifizierung stellt sicher, dass alle erforderlichen Qualitätsvorgaben an den Prozess während des gesamten Produktlebenszyklus erfüllt werden. Dabei ist die Umsetzung einer Strategie zur Kontrolle aller qualitätskritischen Prozessmerkmale unerlässlich. Ziel dieser Phase ist, das Vertrauen in den Prozess zu erhalten. Dies umfasst kontinuierliche Messungen und Kontrollen, um damit den Produktionsprozess in einem kontrollierten Status zu halten.

Bei jeder Änderung des Produkts, Prozesses oder Equipments muss sichergestellt werden, dass die neuen Parameter ebenfalls reproduzierbar sind. Darüber hinaus muss auf Basis einer Risikoanalyse definiert werden, ob gegebenenfalls eine Re-Qualifizierung notwendig ist. Hierbei ist sicherzustellen, dass alle Änderungen, die zu dieser Re-Qualifizierung geführt haben, lückenlos dokumentiert sind. Nicht zuletzt ist eine regelmäßige Durchführung der Kalibrierung der Anlagen notwendig, um zu gewährleisten, dass keine Änderungen oder Veränderungen im Prozess aufgetreten sind.

Einen wichtigen Beitrag zur Prozessvalidierung leistet auch die Digitalisierung der Prozesse, da diese sicherstellt, dass immer umfassendere Prozessdaten zur Verfügung stehen, die zu einer einfacheren Überwachung und zu einem verbesserten Verständnis der Prozesse beitragen.

Für Hersteller von Medizinprodukten stellt der mit der Prozessvalidierung einhergehende Aufwand ebenso wie die Komplexität der Thematik eine Herausforderung dar, die meist einen erheblichen Mehraufwand impliziert. Als Lösungsanbieter, der sich auf die Erfüllung der besonderen Anforderungen in der Medizingüterindustrie spezialisiert hat, kann MULTIVAC seine Kunden hier professionell unterstützen − nicht nur dank jahrzehntelanger Erfahrung beim Verpacken von Medizinprodukten, sondern auch aufgrund einer hohen Markt- und Anwendungskompetenz.