Geautomatiseerde klimaatmonitoring in gevalideerde omgevingen

Transcriptie

1 Testo Expertbericht Geautomatiseerde klimaatmonitoring in gevalideerde omgevingen Contact: Roland Elsäßer Testo SE & Co. KGaA Correspondentie: Roland Elsäßer, Manager Product & Application. Testo SE & Co. KGaA, Testo-Straße 1, Lenzkirch Samenvatting Farmaceutische producten zijn net als medisch-technisch producten van directe invloed op de gezondheid en het welzijn van patiënten en gebruikers. Werkzaamheid, identiteit en reinheid zijn daarmee de belangrijkste kwaliteitscriteria die aan deze producten worden gesteld. Om de vereiste kwaliteit te handhaven spelen met name het bewaken van de klimaatparameters temperatuur ( C) en de relatieve vochtigheid (%RV) bij productie en opslag een centrale rol. Dit wordt ook uitvoerig geëist in richtlijnen en normen. Desondanks worden juiste deze parameters vaak onvoldoende of met alle fouten van dien handmatig of semi geautomatiseerd gemeten en gedocumenteerd. Daarbij pleiten vooral bij kritieke en gevoelige omgevingen en processen alle criteria voor geautomatiseerde monitoringsystemen die meetgegevens zelfstandig registreren, analyseren en ononderbroken documenteren. Zulke systemen beschikken ook nog eens over alarmfuncties om in geval van een overschreden grenswaarde snel te kunnen reageren. In gevalideerde omgevingen worden aan zulke computersystemen speciale eisen gesteld, welke garanderen dat de gemeten gegevens even betrouwbaar en integer zijn als handmatig geregistreerde en ondertekende records. Daartoe behoren bijv. een uitvoerig bevoegdheidsconcept en elektronische handtekeningen. Om daarbij tegemoet te kunnen komen aan de eisen van zeer uiteenlopende meettaken moeten geautomatiseerde systemen een goed evenwicht vinden tussen veiligheid en flexibiliteit. Keywords Temperatuurbewaking Klimaatbewaking Monitoring Meetgegevens Dataloggers CFR Auteur Roland Elsäßer heeft in 2001 de studie Product Engineering met de specialisatie Marketing en Verkoop aan de Hogeschool in Furtwangen als economisch ingenieur afgerond. Daarna werkte hij enkele jaren als sales engineer en projectleider in de machinebouwbranche, inclusief twee jaar detachering in Brazilië. Zijn cv zette hij in 2009 voort bij de Testo. Hier begeleidde hij eerst een verkoopregio met klanten uit de voedings- en farmaceutische branche alvorens hij de nieuwe uitdaging als Manager Product & Application voor levensmiddelen & farmacie aanging. Roland Elsäßer

2 Doelstellingen van klimaatmonitoring Farmaceutische producten worden net als medischtechnische producten ingenomen door mensen en dieren of komen direct met hen in contact. Daarmee zijn ze van directe invloed op de gezondheid en het welzijn van patiënten en gebruikers. Werkzaamheid, identiteit en reinheid zijn daarmee de belangrijkste kwaliteitscriteria die aan deze producten worden gesteld. Daarbij zijn de grondstoffen en substanties, maar ook de eindproducten zeer gevoelig voor verkeerde klimaatomstandigheden zoals temperatuur en vocht. Door onjuiste omstandigheden kan de stabiliteit en daarmee de werkzaamheid van medicamenten aanzienlijk worden verslechterd. Dat ligt vooral aan de proteïnen die in veel farmaceutische artikelen zitten. Ze reageren uiterst gevoelig op wisselende omgevingsinvloeden, vooral op temperatuurschommelingen. Maar niet alleen de medicamenten op zich of hun inhoudsstoffen lopen buiten het toegelaten temperatuurbereik gevaar, het betreft ook de containers of verpakkingen waar ze in zitten. Temperaturen onder nul of sterke temperatuurschommelingen kunnen haarscheurtjes in ampullen en glazen flesjes veroorzaken of bestanddelen van het glas losmaken. Dit kan leiden tot verontreinigingen en zelfs verlies van de steriliteit. Een solide klimaatmonitoring is dus een enorm belangrijk onderdeel van het hele ontstaans- en distributieproces van de producten te beginnen bij het onderzoekslab via de productie (zie afb. 1) en opslag tot aan het uiteindelijke transport. Zeer gevoelig zijn in dit kader ook cleanrooms. Hier moeten ter garantie van de kwaliteit behalve de genoemde parameters temperatuur en relatieve vochtigheid ook de verschildruk, de luchtstroom en de hoeveelheid deeltjes in de lucht permanent bewaakt en gedocumenteerd worden. Nog een erg belangrijke reden - ofschoon ietwat ondergeschikt aan de kwalitatieve eigenschappen - voor de permanente bewaking van de juiste omgevingsomstandigheden is het uitsluiten van financiële stroppen. Door verkeerde omstandigheden veroorzaakte storingen in de productie of negatief beïnvloede bedrijfsprocessen kunnen direct of op een later tijdstip hoge kosten met zich meebrengen. Men kan niet alle risico s uitsluiten door monitoring, maar men kan ze wel reduceren tot een acceptabel en veilig niveau. Ook te vochtige opslag kan de kwaliteit van medicamenten negatief beïnvloeden en ze voor verder gebruik nutteloos maken: doorweekte verpakkingen of vervloeide en niet meer leesbare etiketten komen net zo voor als schimmel aan en in doosjes. Om deze redenen zijn permanente bewaking en documentatie van de heersende klimaatparameters in de verschillende bereiken onontbeerlijk en door allerlei regelingen en wettelijke voorschriften geregeld. Hiertoe behoren bijv. de voorschriften van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) over Good Storage Practice (GSP), de eisen van de Duitse Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsverordnung (AMWHV), van de EUleidraad over Good Manufacturing Practice (GMP) en niet te vergeten de Amerikaanse eisen over Current Good Manufacturing Practice (cgmp) uit de 21 CFR Part 11. Afbeelding 1: farmaceutische omgeving (Bron van alle afbeeldingen: Testo SE & Co. KGaA). 2

3 Actuele meettechnologieën Er zijn verschillende wegen om belangrijke klimatologische parameters te meten. Meetwaarden kunnen bijvoorbeeld mechanisch, analoog of digitaal worden opgenomen. Dit kan handmatig, semi- of volautomatisch worden uitgevoerd. Welke techniek in welke gevallen wordt toegepast hangt sterk af van de branche en de geldende richtlijnen. In sommige branches zijn elektronische meetmethoden wettelijk voorgeschreven, wat bijv. mechanische haarhygrometers of analoge vloeistofthermometers al bij voorbaat uitsluit. De inzet van elektronische meetinstrumenten is om verschillende redenen zinvol: analoge meetinstrumenten bergen alleen al een groot risico van fouten in zich omdat de meetwaarden van een analoog display afgelezen moeten worden, dat niet de hoge resolutie van een elektronisch instrument kent. Daarbij duikt ook de vraag op, hoe nauwkeurig elke medewerker het display kan aflezen. Hier is al een potentieel risico voorhanden om de meetwaarde in niet acceptabele bereiken te laten schommelen. Voor extreem kritieke processen of toepassingsgebieden, waar het er om gaat, de temperatuur tot een tiende graad nauwkeurig te meten, zijn zulke meetmethoden natuurlijk helemaal niet bruikbaar temeer omdat een met de hand uitgevoerde documentatie een enorm potentieel voor fouten en manipulatie vertoont. Bij semi-geautomatiseerde processen zoals elektronische handmeetinstrumenten of dataloggers vindt het meten digitaal en automatisch plaats. Om de gegevens te analyseren zijn echter nog steeds handmatige stappen nodig. Bij dataloggers moet een medewerker bijvoorbeeld de waarden van elk afzonderlijk meetinstrument uitlezen en in een databank zetten, wat al naargelang het aantal meetpunten veel manuren kost. Bedrijven zouden de werktijd die op die manier verloren gaat, beter kunnen besteden aan taken waarvoor ze hun goed opgeleide personeel eigenlijk hebben aangenomen. Wat alle beschreven meetmethoden gemeen hebben, is hun terugkijkende perspectief: de uitgelezen waarden geven enkel aan of de parameters bij de afgelopen cyclus binnen de grenswaarden zijn gebleven. Mocht echter bijvoorbeeld de temperatuur zijn overschreden, dan valt enkel nog te controleren welk effect deze overschrijding op het product of proces heeft gehad. Er bestaat geen mogelijkheid om actief in te grijpen en op tijd op verkeerde parameters te reageren. Hiertoe zijn alleen geautomatiseerde systemen in staat. Geautomatiseerde klimaatmonitoring Wat kunnen meetsystemen bieden die geautomatiseerd het klimaat bewaken? Het antwoord hierop schuilt al in de vraag: ze bewaken. Alle tot nu toe beschreven mogelijkheden meten en documenteren meetgegevens, maar ze bewaken deze niet. Bij bewaken hoort behalve het registreren en documenteren van meetwaarden ook het alarmeren in gevallen die voor de eigen producten en processen gevaarlijk kunnen worden. Zo bieden moderne monitoringsysteem allerlei alarmeringsmogelijkheden, van een eenvoudige alarmering bij het overschrijden van een grenswaarde tot een tijdgebaseerde cascadering van meerdere alarmontvangers. Dit moet ervoor zorgen dat de noodzakelijke ontvangers ook op kritieke momenten van de dag een alarmmelding krijgen. De alarmmelding zelf kan door akoestische of visuele signalen plaatsvinden, maar ook door het versturen van berichten via Short Message Service (SMS) of . Bovendien bewaken zulke systemen daarbij niet alleen de ingerichte meetpunten, maar ook hun eigen toestand. Ze kunnen bijvoorbeeld zelfstandig problemen binnen het eigen systeem herkennen. Daartoe behoren o.a. verbindingsproblemen, lage batterijstand of een zwak mobiel netwerk. Alle omstandigheden die een betrouwbare werking van het systeem in gevaar brengen, kunnen herkend, gemeld en daarmee onmiddellijk verholpen worden. Wat biedt een geautomatiseerd systeem nog meer? Naast de alarmering kennen zulke moderne systemen 2 zeer belangrijke voordelen, die het hele proces zekerheid verlenen en ressources besparen. Hierbij gaat het om de automatische overdracht en documentatie van de meetwaarden. De overdracht van de meetwaarden van het meetpunt naar de databank is daarbij zowel draadloos als via een kabel mogelijk. Sommige systemen combineren deze beide mogelijkheden waardoor de techniek zeer flexibel en voor allerlei toepassingen kan worden ingezet. Geautomatiseerd versturen en analyseren van de meetwaarden voorkomt daarbij alle fouten die door de factor mens bij handmatig uitlezen en interpreteren van de waarden kunnen optreden. Daarnaast is een manipulatie 3

4 van de waarden vrijwel uitgesloten. Hiervoor zorgt het automatisch en individueel in te richten documenteren en rapporten opstellen. Op die manier worden rapporten op basis van de ruwe gegevens gegenereerd en zelfs direct verstuurd, zonder dat er een persoon aan te pas komt. De gevalideerde omgeving Een validatie is overal vereist waar met documenten aangetoond moet worden dat een proces of een systeem reproduceerbaar voldoet aan vooraf gespecificeerde eisen. Dat betekent speciaal voor de farmaceutische branche dat een meetsysteem binnen de omgeving waar het wordt ingezet en in samenspel met alle invloeden die op het systeem inwerken wordt gecontroleerd en daarbij moet voldoen aan alle voorgeschreven richtlijnen en wetten. Hier verdienen de richtlijnen 21 CFR Part 11 en GxP bijzondere vermelding. GAMP 5 (Good Automated Manufacturing Practice) is daarbij de standaard leidraad voor de validatie van computerondersteunde systemen in GxP-gereguleerde bereiken. Deze beschrijft het verloop van de validatie, maar is niet bindend. Bij geautomatiseerde meetsystemen gaat het altijd om zgn. computerondersteunde systemen. Daarom moeten ze volgens deze voorschriften gevalideerd worden. Tot een computerondersteund systeem behoren daarbij niet alleen puur het systeem, maar in gelijke mate ook de omgeving waarin het systeem wordt ingezet. Naast de hard- en software zijn ook het personeel en diens processen en uitrustingen alsmede omringende systemen onderdeel van de validatie (zie afb. 2). In dit kader moet de reeds genoemde richtlijn 21 CFR Part 11 uit het wetboek van de VS speciaal worden vermeld. Die houdt zich bezig met de handhaving van elektronisch opgeslagen records en de daarbij noodzakelijke veiligheidsmaatregelen. Daarbij gaat het erom dat een elektronische registratie wat integriteit en vertrouwen betreft als equivalent aan een met de hand ondertekende registratie beschouwd mag worden. Een door een computerondersteund systeem vervangen handmatige activiteit mag dus met het oog op kwaliteit en controle niet negatief worden beïnvloed. Onder deze richtlijn vallen alle records die gegenereerd, veranderd, onderhouden, gearchiveerd en overdragen worden en daarmee ook onderwerp van een GxP-inspectie kunnen zijn. Om deze hoge veiligheidsstandaards te kunnen bereiken moeten de ingezette systemen door hun fabrikant reeds worden uitgerust met de nodige voorwaarden. Daarbij gaat het erom, door een uitvoerig gebruikersbeheer ervoor te zorgen dat medewerkers en hun bevoegdheden individueel geconfigureerd kunnen worden. Zo wordt gewaarborgd dat de afzonderlijke systeeminhouden alleen door bevoegde medewerkers gebruikt kunnen worden. Bovendien is de controle bepalend: systemen moeten over de mogelijkheid beschikken om elke beweging binnen het systeem mee te schrijven en toe te wijzen aan een bepaalde medewerker. Hierbij kan het bijv. gaan om inloggen/uitloggen, het instellen van grenswaarden of het bevestigen van alarmen. Hiertoe bestaan de zgn. Audit-Trail en de elektronische handtekeningen. Elke actie kan door deze mechanismen duidelijk worden toegewezen aan een specifieke persoon. Software Hardware (incl. firmware) Computer - systeem Werkinstructies en personeel Uitrusting Proces / gecontroleerde functie Computerondersteund systeem volgens GAMP 5 Bedrijfsomgeving (omringende systemen en hun personeel en werkinstructies) Afbeelding 2: Computerondersteund systeem volgens GAMP 5. Combineerbaarheid van flexibiliteit en veiligheid In gereguleerde bereiken kan men terecht de vraag stellen of door de hoge veiligheidseisen een individueel op alle behoeften van de klant afgestemd systeem überhaupt mogelijk is. Hiertoe moeten de twee begrippen flexibiliteit en veiligheid nader bekeken worden. Wat brengen ze met zich mee, zijn ze met elkaar te verenigen? Wanneer is een mo- 4

5 nitoringsysteem flexibel? Enerzijds moet het de technische mogelijkheden bieden om op individuele plekken te meten. Het moet dus over functies beschikken om langere afstanden en bouwkundige uitdagingen te kunnen overwinnen. Anderzijds is een brede keuze aan sensoren handig, waarmee de gebruiker zowel lastige meetplekken als de vereiste nauwkeurigheden kan bereiken. Als een systeem eenmaal geïnstalleerd is, moet het ertoe in staat zijn om met het werk van de klant mee te kunnen groeien. Het moet aangepast kunnen worden aan de actuele individuele omstandigheden bij de klant en navenant uitgebreid kunnen worden. Bij de flexibiliteit moet als verder punt de gebruiker worden genoemd. Het systeem moet intuïtief te bedienen zijn zodat wisselende gebruikers er veilig mee kunnen werken. Daarbij is het devies dat het werk voor de medewerkers gemakkelijker moet worden, niet lastiger. In tegenstelling tot bij flexibiliteit staan bij het thema veiligheid de 3 trefwoorden beschikbaarheid, integriteit en gegevensbescherming centraal. Beschikbaarheid betekent dat een continue en betrouwbare documentatie van meetgegevens en daarmee een veiliger procesverloop gewaarborgd zijn. Het systeem moet te allen tijde en in zijn gehele omvang ter beschikking staan en in geval van afwijkingen van het proces betrouwbaar alarm slaan. Indien systeemfunctionaliteiten worden bedreigd of uitvallen, dan moet het systeem ook dit herkennen en vanzelf alarm slaan. Onder het begrip integriteit wordt verstaan dat de meetwaarden die geregistreerd, verstuurd en gedocumenteerd worden zowel volledig als inhoudelijk correct zijn. Want de gebruiker zelf heeft maar weinig mogelijkheden om te herkennen of een meetwaarde correct is of niet. Tot slot moeten we het nog hebben over gegevensbescherming (zie afb. 3). Hier dienen mechanismen geïmplementeerd te worden die toegang tot of verandering van gegevens door derden voorkomen. Grenswaarde-alarm bijv. SMS/ Combinatie draadloze/netwerk-overdracht Veiligheid van gegevens (eigen gegevensprotocollen) Meervoudige gegevensopslag Productveiligheid Gegevensveiligheid Systeemalarmen bijv. batterijstatus, verbindingsstatus Richtlijnenconformiteit Automatisch rapporten opstellen Door blijven werken, ook bij stroom- of netwerkuitvallen Afbeelding 3: Product- en gegevensveiligheid 5

6 Lastige implementatie Zoals geschreven moet men erg veel functies en methoden in een systeem implementeren om aan alle eisen tegemoet te komen. Maar hoe kan een systeem nou precies veiligheid én flexibiliteit bieden? Bij de flexibiliteit ligt het uitsluitend aan het systeemdesign: door een combinatie van draadloze en kabelgebonden (bijv. ethernet) componenten kan vrijwel elke denkbare meetplek binnen een bedrijfsnetwerk worden bereikt. Via een uitgebreid assortiment aan voelers kan het systeem dan ook zeer nauwkeurig worden ingesteld op de eigenlijke meettaak (ruimtebewaking, koelkastbewaking etc.). Door een intuïtieve interface kan het systeem bovendien door elke gebruiker worden benut. Voor de veiligheid zijn veel functies binnen de hardware en software nodig om een vlekkeloos functioneren te garanderen. Aan hardwarezijde moet men hier denken aan een meervoudige gegevensopslag en het door blijven werken bij stroomuitval via accu s en batterijen. Op het softwarevlak bestaat door een alarmering zowel in geval van grenswaardeoverschrijdingen als bij systeemproblemen een hoge mate aan betrouwbaarheid. Met eigen draadloze en netwerkprotocollen bereikt de gebruiker juist met het oog op gegevensmanipulatie en integriteit een waardevolle bescherming. Tot slot zorgt een uitgebreid systeem voor het opstellen van rapporten, dat gemeten waarden automatisch omzet in rapporten en deze verstuurt, voor een blijvende gegevensopslag buiten het eigenlijke systeem. Alle op het vlak van flexibiliteit en veiligheid beschreven functies en systeeminhouden vallen te combineren. Bovendien zijn ze vereist om de gebruiker een individueel op hem afgestemd systeem te kunnen bieden dat hij door en door kan vertrouwen. 6

7 Testo SE & Co. KGaA Testo SE & Co. KGaA met hoofdzetel in het Zwarte Woud is wereldwijd toonaangevend op het gebied van draagbare en stationaire meetoplossingen. In 33 dochtermaatschappijen over de hele wereld onderzoeken, ontwikkelen en produceren medewerkers producten voor de hightech onderneming en brengen deze op de markt. De expert in meettechniek overtuigt zijn klanten wereldwijd met uiterst precieze meetinstrumenten en innovatieve oplossingen voor het meetgegevens management van morgen. Producten van Testo helpen om tijd en ressources te besparen, het milieu en de gezondheid van mensen te beschermen en om de kwaliteit van waren en diensten te verhogen. Afbeelding 4: Testo-headquarter in Titisee-Neustadt/Duitsland Een gemiddelde jaarlijkse groei van meer dan 10 procent sinds de oprichting in 1957 en een huidige omzet van meer dan een kwart miljard euro laten op indrukwekkende wijze zien dat het Zwarte Woud en hightech systemen perfect samengaan. Tot de succesformule van Testo behoren ook de bovengemiddelde investeringen in de toekomst van de onderneming. Ongeveer een tiende van de jaarlijkse omzet wereldwijd investeert Testo in Onderzoek & Ontwikkeling. Meer informatie op testo.com Wijzigingen, ook van technische aard, voorbehouden XXXX/dk/I/