Whitepaper - Prüfkörper und Laborequipment für die Validierung und Requalifizierung von Aufbereitungsprozessen
Die Validierung und Requalifizierung der maschinellen Aufbereitung ist ein essenzieller Bestandteil der qualitätsgesicherten Aufbereitung von Medizinprodukten. Im Mittelpunkt steht der belastbare, reproduzierbare Nachweis der Prozessleistung unter realen Bedingungen in der AEMP (Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte). Durch den gezielten Einsatz geeigneter Prüfkörper, Beprobung von Realinstrumenten und analytischer Verfahren wird die Reinigungsleistung und Reinigungswirkung objektiv, nachvollziehbar und auditfähig bewertet. Das verwendete Prüfequipment bildet damit die technische Grundlage für eine normkonforme, praxisorientierte und analytisch fundierte Prozessbeurteilung.
Reinigungsleistung (Nachweis der verfahrenstechnischen Performance)
Die Reinigungsleistung beschreibt die Fähigkeit des Reinigungsprozesses, organische Kontaminationen unter definierten Prüfbedingungen sicher zu entfernen. Hierzu werden qualitätsgesicherte und reproduzierbare Prüfkörper eingesetzt, die den Anforderungen der relevanten Normen und Leitlinien entsprechen.
Die Prüfung erfolgt
- Vor Ort beim Betreiber
- Unter realen Wasserqualitäten in den jeweiligen Prozessschritten
- Mit betreiberspezifischen Beladungskonfigurationen und Instrumentarium
- Unter Verwendung der Prozesschemie vor Ort
- Mit dem tatsächlichen Aufbereitungsprogramm des Betreibers
Die Auswahl der Prüfkörper orientiert sich am jeweiligen Anwendungsbereich der Medizinprodukte und den Aufbereitungsprogrammen des RDG.
Crile Klemmen (Referenzprüfkörper für maschinelle Reinigungsprozesse nach DIN EN ISO 15883-1 und -2)
Crile Klemmen dienen als anerkannte Referenzprüfkörper bei der Bewertung der Reinigungsleistung in RDG. Sie sind etablierte chirurgische Standardinstrumente aus der Gruppe der Arterien- bzw. Gefäßklemmen und werden primär zur temporären Okklusion von Blutgefäßen im Rahmen der intraoperativen Hämostase eingesetzt. Sie sind in gerader und gebogener Ausführung verfügbar und zeichnen sich durch eine fein ausgeprägte, quer verlaufende Riffelung über die gesamte Maullänge sowie einen zuverlässigen Ratschenmechanismus zur reproduzierbaren Arretierung aus. Die Bezeichnung geht auf den US-amerikanischen Chirurgen George Washington Crile (1864–1943) zurück, dessen Arbeiten zur systematischen Blutstillung maßgeblich zur Etablierung dieser Instrumentenform beigetragen haben.
Die Instrumente verfügen über einen Gelenkmechanismus mit definierten Spaltzonen, kritischen Kontaktflächen und einer geometrisch anspruchsvollen Struktur. Diese Bereiche stellen reproduzierbare Herausforderungen dar und eignen sich hervorragend, um die Prozessparameter eines RDG wirklichkeitsnah und belastbar zu bewerten. Als Testanschmutzung wird reaktiviertes, verdünntes Schafblut nach Vorgaben der DIN EN ISO 15883-5 und der Leitlinie von DGKH, DGSV und AKI für die Validierung und Routineüberwachung maschineller Reinigungs- und thermischer Desinfektionsprozesse für Medizinprodukte (2017) eingesetzt.
Dental-Prüfkörper (Referenzprüfkörper für maschinelle Reinigungsprozesse nach DIN EN ISO 15883-1 und -2 in RDG, die ausschließlich zur Aufbereitung dentaler Übertragungsinstrumente verwendet werden)
Für die Validierung und Requalifizierung von Prozessen zur Aufbereitung dentaler Übertragungsinstrumente kommen spezielle Prüfkörper in Form von Hülsen (zur Ermittlung der Außenreinigung) und Kanülen (zur Ermittlung der Innenreinigung) zum Einsatz. Diese bilden die enge Kanalgeometrie typischer Hand- und Winkelstücke sowie Turbinen ab und stellen hohe Anforderungen an Strömungsmechanik und Benetzung. Die Prüfkörper simulieren komplexe Innengeometrien und ermöglichen eine präzise Bewertung der hydrodynamischen Reinigungsleistung im RDG. Die Testanschmutzung besteht aus reaktiviertem Schafblut. Da normativ noch keine definierten Prüfkörper existieren, erfolgt die Herstellung nach laborspezifischen, praxisorientierten Kriterien, die sich an den Kontaminationsszenarien des dentalen Alltags orientieren.
Metallstreifen (Referenzprüfkörper für maschinelle Reinigungsprozesse nach DIN EN ISO 15883-1 und -7 sowie der AK BWA zur chemo-thermischen Aufbereitung von Betten, Containern und Transportwagen)
Metallstreifen dienen zur Bewertung von Reinigungsprozessen in großvolumigen Anlagen der Container-, Betten- und Wagenaufbereitung (sogenannte CWA). Die Prüfkörper besitzen eine definierte, homogene Metalloberfläche, auf der die Testanschmutzung flächig und ohne Lumen aufgetragen wird. Ein integriertes Loch ermöglicht eine leichte und reproduzierbare Positionierung am Beladungsträger bzw. am Aufbereitungsgut. Die Testanschmutzung erfolgt gemäß AK-BWA und DIN EN ISO 15883-7 auf Basis von Schafblut.
Die Prüfkörper eignen sich besonders zur Bewertung großvolumiger Aufbereitungsgüter wie Krankenhausbetten. Da diese Prozesse chemo-thermisch ablaufen, wird zudem für die Testung der Desinfektionsleistung auch Enterococcus faecium als Testorganismus zugesetzt. Für die jeweiligen Aufbereitungsgüter Transportwagen, Sterilisierbehälter, Sterilisierkörbe, Umlaufbehälter, OP Schuhe, OP-Tische, Betten und Nachttische wird eine unterschiedliche Anzahl an Prüfkörpern verwendet, um die unterschiedliche Kritikalität und Erreichbarkeit der Oberflächen der Aufbereitungsgüter zu erreichen.
Metallstreifen (Referenzprüfkörper für maschinelle Reinigungsprozesse nach DIN EN ISO 15883-1 und -6 zur thermischen Aufbereitung von Containern)
Metallstreifen dienen der Bewertung von Reinigungsprozessen in großvolumigen Anlagen für die thermische Aufbereitung von Containern, Sterilisierkörben und Umlaufbehältern. Die Prüfkörper besitzen eine definierte, homogene Metalloberfläche, auf der die Testanschmutzung flächig und ohne Lumen aufgetragen wird. Ein integriertes Loch ermöglicht eine leichte und reproduzierbare Positionierung am Beladungsträger bzw. am Aufbereitungsgut. Die Testanschmutzung erfolgt gemäß AK-BWA und DIN EN ISO 15883-7 auf Basis von Schafblut. Da die Desinfektion in diesen Geräten thermisch erfolgt, wird auf die Verwendung eines Testorganismus verzichtet.
Schlauchprüfkörper (Referenzprüfkörper für maschinelle Reinigungsprozesse von flexiblen Endoskopen nach DIN EN ISO 15883-1 und DIN EN ISO 15883-4 sowie der Anlage 8 der KRINKO zu den „Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung von Medizinprodukten“ (2024)
Flexible Endoskope stellen aufgrund ihrer komplexen Kanalarchitektur besonders hohe Anforderungen an die maschinelle Reinigung. Schlauchprüfkörper simulieren diese Lumen und sind durch eine definierte Länge von 2 m, einen standardisierten Innendurchmesser und einer reproduzierbaren Innenoberfläche standardisiert. Die Prüfung erfolgt auf Basis der Anforderungen der Anlage 8 der KRINKO (Anlage 8: Anforderungen an die Hygiene bei der Aufbereitung thermolabiler Endoskope), der DIN EN ISO 15883-5 sowie der HygMed Veröffentlichung 2010 (HM_10_2011_endoskope.pdf). Der Nachweis prüft, ob die Durchströmung während des Prozesses gewährleistet ist, die Reinigungsparameter alle relevanten Oberflächen erreichen und somit organische Rückstände zuverlässig entfernt werden. Schlauchprüfkörper bilden damit die technische Grundlage für die leistungsfähige Bewertung der Aufbereitung flexibler Endoskope.
Zur Überprüfung des Gesamtprozesses einschließlich der chemo-thermischen Desinfektion werden Schlauchprüfkörper mit einer definierten Prüfanschmutzung bestehend aus koaguliertem Schafblut und Enterococcus faecium verwendet.
Reinigungswirkung (Nachweis der praktischen Wirksamkeit)
Während Prüfkörper als Referenzen die verfahrenstechnische Leistungsfähigkeit abbilden, bestätigt die Überprüfung der real eingesetzten Instrumente die Reinigungswirkung und damit die tatsächliche Entfernung klinischer Kontaminationen.
Die Auswahl der Instrumente erfolgt während der Validierung gemeinsam mit dem Betreiber nach dem Worst Case Prinzip. Kriterien sind beispielsweise:
- Zweckbestimmung, Invasivität (KRINKO-Einteilung)
- Oberflächengestaltung (glatt, geriffelt)
- Materialien
- Komplexe Geometrien
- Luminale oder schwer zugängliche Strukturen
- Oberflächengestaltung
- Lumendurchmesser und -länge
- Bekannte kritische Reinigungszonen
Die Instrumente werden am Tag der Validierung mit Realkontamination und betreiberspezifischer Lagerzeit und Vorbehandlung entnommen und überprüft, um realistische Bedingungen sicherzustellen.
Zur Elution (Ablösen von Substanzen von festen Oberflächen) und zur anschließenden quantitativen Bewertung der Restkontamination im Labor wird eine standardisierte 1 %ige SDS‑Lösung (Sodium Dodecyl Sulfate) eingesetzt. Diese wässrige Lösung aus Natriumdodecylsulfat hebt die Adhäsionskräfte zwischen Proteinen und Werkstoffoberflächen effektiv auf und bildet damit die Grundlage für eine valide laboranalytische Quantifizierung.
Der entscheidende Wirkmechanismus ist die gezielte Denaturierung der Proteine: SDS induziert eine Entfaltung der Tertiär- und Sekundärstruktur, wobei die Primärstruktur (Aminosäuresequenz) erhalten bleibt. Durch diese Konformationsänderung und die Anlagerung von SDS-Molekülen werden die Proteine solubilisiert und in der Elutionslösung stabilisiert. Dies gewährleistet eine quantitative und reproduzierbare Rückgewinnung der Analyten und ist somit eine Grundvoraussetzung für eine valide laboranalytische Quantifizierung.
Der pH-Wert der SDS-Lösung spielt dabei eine unterstützende Rolle. Üblicherweise wird ein leicht alkalischer pH-Bereich verwendet, da SDS unter diesen Bedingungen stabil ist und die Proteine gut in Lösung gehalten werden. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die anschließenden Proteinbestimmungen mittels OPA- und/oder BCA-Verfahren nicht verfälscht werden und valide Ergebnisse liefern.
In der Praxis wird mit einer 1%igen SDS-Lösung gearbeitet, weil sich diese Konzentration als zuverlässig für die Rückgewinnung von Proteinen etabliert hat. Eine 1%ige SDS-Lösung ist ausreichend stark, um Proteine sicher zu denaturieren und wirksam von Oberflächen zu lösen. Niedrigere Konzentrationen können hingegen dazu führen, dass Proteine nur unvollständig abgelöst werden, was zu niedrigen oder schlecht reproduzierbaren Messergebnissen führt.
Gleichzeitig stellt 1%ige SDS-Lösung einen optimalen Kompromiss zwischen Wirksamkeit und Handhabbarkeit dar. Höhere Konzentrationen bringen in der Regel keinen zusätzlichen Nutzen, können aber die Handhabung etwa durch noch stärkere Schaumbildung oder durch unerwünschte Wechselwirkungen mit den nachfolgenden Laboranalysen erschweren. Zudem ist diese Konzentration gut mit den gängigen Nachweisverfahren (OPA- und BCA-Tests) umsetzbar, sofern diese entsprechend als Labormethoden validiert sind. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Standardisierung: Da 1%ige SDS-Lösung häufig in Leitlinien und Validierungsprotokollen verwendet wird, sind die Ergebnisse besser vergleichbar und reproduzierbar – sowohl innerhalb eines Laboratoriums als auch zwischen verschiedenen Anwendungen und Einrichtungen. Aus diesen Gründen wird in Empfehlungen und Methoden zur Reinigungsvalidierung durchgängig auf die Verwendung einer 1%igen SDS-Lösung verwiesen.
Durch standardisierte Elutionsbedingungen (z.B. Zeit, bestimmte Elutionsbeutel, Becher und Becherhalter, Adapter und Pipetten) werden die Restproteine in diese Lösung überführt und anschließend im Labor analytisch bestimmt. Dies ermöglicht eine sensitive und reproduzierbare Bewertung der Reinigungswirkung.
Mikrobiologische Zusatzprüfung nach DIN EN ISO 17665
Die DIN EN ISO 17665 (2024) fordert im Rahmen der Leistungsqualifizierung (PQ) den reproduzierbaren Nachweis der Wirksamkeit von Dampfsterilisationsprozessen unter realistischen Bedingungen. Neben physikalischen Messgrößen wie Temperatur, Druck und Zeit sieht die Norm auch mikrobiologische Prüfverfahren als gleichwertigen Wirksamkeitsnachweis vor, insbesondere dann, wenn kritische Bereiche messtechnisch nicht vollständig erfasst werden können. Grundlage hierfür ist ein risikobasierter Ansatz, bei dem mittels attributbasierter Bewertung (Anhang G der Norm) kritische Produkteigenschaften wie Hohlräume, Gelenke, Materialeigenschaften oder Schmierstoffe identifiziert werden. Können diese Bereiche nicht valide physikalisch überprüft werden, ist die mikrobiologische Zusatzprüfung erforderlich, um die Inaktivierung von Mikroorganismen an den kritischsten Stellen direkt nachzuweisen. Die Prüfung erfolgt unter Einsatz betreiberspezifischer Medizinprodukte und mittels des apathogenen Sporenbildners Geobacillus stearothermophilus und bestätigt die Prozesswirksamkeit unter Worst Case Bedingungen. Damit stellt die mikrobiologische Zusatzprüfung einen integralen Bestandteil einer normkonformen, risikobasierten Leistungsqualifizierung dar und unterstützt die nachvollziehbare, auditfeste Absicherung der Sterilisationsprozesse.