Sterilitätsprüfung: Membranfiltration oder Direktbeschickung?

Die Wahl zwischen Membranfiltration und Direktbeschickung bei der Sterilitätsprüfung hängt vom Produkt, der geltenden Arzneibuchvorgabe und der Fähigkeit der Methode ab, eine Kontamination unter den tatsächlichen Prüfbedingungen nachzuweisen. Die Filtration ist zu prüfen, wenn die Produktbeschaffenheit sie zulässt. Die Direktbeschickung, also die direkte Inokulation des Nährmediums mit dem Produkt, erspart keine Untersuchung von Störeinflüssen. Für beide Verfahren müssen die Eignung für die Matrix und die Interpretierbarkeit des Ergebnisses belegt sein. [1–3]

Dieser Beitrag unterstützt die Auswahlbegründung: Was ist zu prüfen, welche Nachweise sind aufzubewahren und wann verhindern offene Fragen eine Entscheidung? Entscheidungsmatrix und beide Fälle stammen von GuideGxP. Sie sind keine analytische Arbeitsanweisung und ersetzen weder die genehmigte Methode noch den aktuellen, für das Produkt geltenden Arzneibuchtext.

1. Was die Prüfung zeigt und was sie nicht belegt

Ein zufriedenstellendes Ergebnis bedeutet, dass in der untersuchten Probe unter den Prüfbedingungen keine kontaminierenden Mikroorganismen nachgewiesen wurden. Es belegt allein nicht, dass jede Einheit der Charge frei von Kontamination ist. EU-GMP-Anhang 1 betrachtet die Fertigproduktprüfung als letzte einer Reihe von Kontrollen: Sie kann Mängel bei Auslegungs-, Verfahrens- oder Validierungsparametern von Produkt und Prozess nicht ausgleichen. [1,3]

Diese Unterscheidung verändert die Ausgangsfrage. Es reicht nicht zu fragen, welche Technik am einfachsten ein negatives Ergebnis liefert. Entscheidend ist, welcher Weg die Nachweisfähigkeit erhält, geltende Anforderungen erfüllt und die Prüfbedingungen nachvollziehbar macht. Eine klare Probe beweist keine Hemmungsfreiheit. Ein geschlossenes System belegt nicht automatisch die korrekte Handhabung.

Die Probenahme bleibt eine weitere wesentliche Entscheidung, die anhand geltender Vorgaben und Prozesskenntnisse festzulegen ist. Hier werden keine universellen Behälterzahlen, Mengen je Nährmedium, Zeiten oder Temperaturen vorgeschlagen. Solange das Labor nicht geklärt hat, welche Methode und welcher Probenahmeplan zulässig sind, kommt die Geräteauswahl zu früh.

2. Den Bezugsrahmen vor dem Methodenvergleich festlegen

Die Auswahlakte sollte Produkt, Formulierung, Aufmachung, Markt, registrierte oder genehmigte Methode und die verwendete Textversion nennen. Diese organisatorische GuideGxP-Empfehlung soll verhindern, dass sich hinter „arzneibuchgemäß“ unterschiedliche Bezugstexte verbergen. Eine langjährig verwendete interne Anweisung garantiert nicht, dass sie noch die aktuelle Formulierung und die tatsächlichen Bedingungen abbildet.

ICH Q4B Annex 8 behandelt die Austauschbarkeit der Kapitel Ph. Eur. 2.6.1, USP <71> und JP 4.06 unter bestimmten Bedingungen und mit regionaler Umsetzung. Er erlaubt weder einen beliebigen Austausch noch entfällt dadurch der Nachweis der Produkteignung. Prüfbedingungen für Medizinprodukte liegen außerhalb des Geltungsbereichs dieser ICH-Empfehlung. [2]

Für die hier erläuterten technischen Grundsätze wurde das Kapitel der International Pharmacopoeia der WHO, 13. Ausgabe 2025, vollständig gelesen. Die aktuellen lizenzierten Volltexte von USP und Ph. Eur. wurden nicht eingesehen; das Labor muss sie bei Anwendbarkeit prüfen. Die WHO-Quelle erläutert den Gedankengang und wird nicht automatisch mit der genehmigten Methode für jedes Produkt gleichgesetzt.

3. Filtration: die Probe trennen und die Nachweisfähigkeit erhalten

Bei der Filtration hält das System die in der untersuchten Teilmenge vorhandenen Mikroorganismen auf der Membran zurück, während die Flüssigkeit den Filter passiert. Anschließend wird die Membran den vorgesehenen Kulturbedingungen ausgesetzt, durch aseptische Überführung oder Zugabe von Nährmedium in ein geeignetes System. Das WHO-Kapitel verlangt eine Membran mit nachgewiesenem Rückhaltevermögen und eine Apparatur, die aseptische Arbeitsschritte ermöglicht. [1]

Ein möglicher Vorteil besteht darin, zurückgehaltenes Material von wachstumshemmenden Matrixbestandteilen zu trennen, und zwar durch eine vorgesehene, als geeignet nachgewiesene Behandlung. Das bedeutet nicht, dass jeder Rückstand entfernt wird. Membran, Verdünnungsflüssigkeit, gegebenenfalls neutralisierende Substanzen und Waschbedingungen gehören zur zu prüfenden Methode; sie sind keine frei austauschbaren Zubehörteile.

Bewerten Sie Filtrierbarkeit in der tatsächlich vorgesehenen Aufbereitung, Material- und Lösungsmittelverträglichkeit, zu untersuchende Menge und praktische Durchführbarkeit. Ein erschwerter Durchfluss lässt sich nicht automatisch durch mehr Druck, stärkere Verdünnung oder zusätzliche Waschschritte lösen. Arzneibuchgrenzen müssen eingehalten und mögliche Änderungen auf Beeinträchtigung der Prüfung untersucht werden. Auch die WHO begrenzt Waschschritte: „Mehr waschen“ ist keine universelle Lösung gegen Hemmung. [1]

Die kommerzielle Produktkategorie entscheidet nicht allein. Der WHO-Text berücksichtigt auch ölige oder in geeigneten Lösungsmitteln lösliche Zubereitungen unter definierten Bedingungen. „Öliges Produkt bedeutet Direktbeschickung“ wäre daher vorschnell. Die Akte sollte tatsächliche Unverträglichkeit von bloß fehlenden Daten zur betrachteten Konfiguration unterscheiden.

4. Direktbeschickung: kontrollieren, was im Nährmedium verbleibt

Bei der Direktbeschickung wird die vorgesehene Produktmenge in das Nährmedium eingebracht. Die Matrix bleibt damit Bestandteil des Prüfsystems und kann sowohl das Wachstum als auch dessen Beobachtung beeinflussen. Das Verfahren kann relevant sein, wenn Filtration nicht praktikabel ist oder die geltende Methode es vorsieht. Die genannten Auswirkungen sind dennoch ausdrücklich zu bewerten. [1]

Zu prüfen sind antimikrobielle Aktivität, Wechselwirkungen zwischen Produkt und Medium, zulässige Verdünnung oder Neutralisation und das Verhalten des Gemischs bei der Auswertung. Eine Positivkontrolle ohne Produkt zeigt eine Eigenschaft des Mediums und der Kontrollbedingungen. Allein belegt sie nicht, dass dasselbe Wachstum auch in Gegenwart der Probe erkennbar ist.

Die Eigentrübung einer Formulierung kann verhindern, dass eine wachstumsbedingte Veränderung unterschieden wird. Eine nicht interpretierbare Beobachtung darf nicht in ein negatives Ergebnis umgedeutet werden. Die Methode muss das geltende Vorgehen für diese Situation und die aufzuzeichnenden Nachweise vorsehen. Am Prüfende werden keine improvisierten Schritte ergänzt, nur um eine günstige Ablesung zu erhalten. [1]

Beim organisatorischen Vergleich sind auch Behälter, Platzbedarf, Manipulationen und Inkubationskapazität unter den erforderlichen Bedingungen zu berücksichtigen. Diese Faktoren machen einen Ansatz durchführbar, haben aber keinen Vorrang vor der Methodeneignung. Ein für Bedienpersonen einfacherer Weg liefert nicht zwangsläufig bessere Informationen über das Produkt.

5. Methodeneignung: relevante Störeinflüsse ausschließen

Die Eignungsprüfung untersucht, ob die Methode Referenzmikroorganismen unter den vorgesehenen Bedingungen nachweisen kann, einschließlich Produktanwesenheit oder Produktbehandlung. Der Vergleich mit der entsprechenden Kontrolle ohne Produkt erlaubt die Bewertung, ob antimikrobielle Aktivität fehlt oder ausreichend beseitigt wurde. Eine allgemeine Erklärung zum Filtermaterial genügt nicht. [1,2]

Legen Sie fest, welche Matrixeigenschaften die Prüfung beeinträchtigen könnten und welche Teile der Untersuchung jede Frage beantworten. Dokumentieren Sie die vertretene Zusammensetzung oder Variante, Aufbereitung, System, Materialien, Medien, Kontrollen, Beobachtungen und etwaige Änderungen. GuideGxP empfiehlt eine nachvollziehbare Verbindung zwischen vermutetem Risiko, durchgeführter Prüfung und gewonnenem Nachweis.

Wird das erwartete Wachstum unter den geforderten Bedingungen nicht nachgewiesen, macht fehlendes Wachstum in einer gewöhnlichen Produktprobe die Methode nicht geeignet. Die Störung muss bearbeitet und die Eignung nach der geltenden Vorgabe erneut bewertet werden. Der WHO-Text sieht diese Prüfung bei einem neuen Produkt und bei Änderungen der Versuchsbedingungen vor. Schlussfolgerungen dürfen nicht ohne ausreichende Begründung auf andere Matrizes übertragen werden. [1]

Unterscheiden Sie außerdem die Wachstumsförderung des Nährmediums, die Methodeneignung und das Prüfergebnis des Produkts. Diese Nachweise hängen zusammen, beantworten aber verschiedene Fragen. Werden sie sämtlich „Positivkontrolle“ genannt, lässt sich schwer erkennen, was tatsächlich überprüft wurde.

6. Eigene Vergleichsmatrix zur Auswahlbegründung

Die Tabelle ist ein GuideGxP-Werkzeug und keine regulatorische Rangfolge. Halten Sie je Zeile geltende Vorgabe, verfügbaren Nachweis und offene Frage fest. Bleibt eine kritische Bedingung ungeklärt, ist die Auswahl weiterhin ein zu prüfender Vorschlag.

Eine brauchbare Entscheidung geht über „Membran bevorzugt“ hinaus. Sie nennt Produkt, Konfiguration und Methode, betrachtete Alternativen, die für die Datenbewertung Verantwortlichen und Anlässe für eine erneute Überprüfung. Felder ohne Nachweis müssen sichtbar bleiben; ein unbelegtes Konformitätsurteil darf sie nicht verdecken.

7. Zwei simulierte Matrizes, zwei Entscheidungswege

Fall A: klare wässrige Lösung mit potenziell hemmender Komponente. Das Labor erwägt Filtration, weil die Aufbereitung mit diesem Weg vereinbar erscheint. Klarheit belegt jedoch keine fehlende antimikrobielle Aktivität. Der Plan prüft System und Materialien, zulässige Behandlung und Eignung unter den endgültigen Bedingungen. Eine positive Auswahlentscheidung bleibt von diesen Ergebnissen abhängig, nicht allein von der leichten Filtrierbarkeit.

Zeigt sich in der Untersuchung eine Resthemmung, dokumentiert das Team das Problem und bewertet zulässige Änderungen mit erneutem Eignungsnachweis. Es erhöht die Waschschritte nicht unbegrenzt und wechselt nicht zur Direktbeschickung in der Annahme, dadurch verschwinde dasselbe Problem. Die Entscheidungsmatrix zeigt die noch nicht erfüllte Bedingung.

Fall B: viskose, undurchsichtige Suspension. Im zweiten simulierten Fall sammelt das Labor Nachweise, dass die vorgesehene Aufbereitung in der bewerteten Konfiguration nicht filtrierbar ist. Es erwägt deshalb Direktbeschickung im Rahmen der geltenden Methode. Zwei getrennte Fragen bleiben: Hemmt die Matrix das Wachstum, und verhindert ihre Opazität eine zuverlässige Auswertung?

Der Plan behandelt beides durch Eignungsprüfungen und den nach der Vorgabe zulässigen Beobachtungsweg. Größere Inkubatoren lösen diese Fragen nicht. Bleibt die Beobachtung nicht interpretierbar, ist der Vorschlag noch nicht für den Routineeinsatz bereit. Die Fälle belegen keine experimentellen Leistungen und schreiben keine Technik für sämtliche Lösungen oder Suspensionen vor.

8. Die Prüfung rekonstruierbar machen

Verknüpfen Sie vor dem Routineeinsatz genehmigte Methode, Eignungsnachweise, Personalkompetenz und Gerätestatus. Prüfen Sie Identität und Status von Nährmedien, Verdünnungsflüssigkeiten und Materialien, nicht lediglich deren Vorhandensein auf dem Labortisch. Die WHO-Empfehlungen für mikrobiologische Labore unterstützen dieses abgestimmte Management von Ressourcen, Tätigkeiten und Aufzeichnungen. [4]

Aufzeichnungen sollten nachvollziehbar machen, welche Probe von wem mit welchen Materialien und Bedingungen untersucht wurde, welche Kontrollen erfolgten und welche Beobachtungen zum Ergebnis führten. Bei elektronischen Systemen sind Originaldaten und notwendiger Kontext zu erhalten. Eine abschließende Übertragung „entspricht“ beschreibt nicht die Ereignisse während der Prüfung.

Anhang 1 fordert aseptische Bedingungen und die Qualitätskontrolle der Nährmedien nach dem einschlägigen Bezugstext. Außerdem darf die Dekontamination äußerer Probenoberflächen weder die Empfindlichkeit der Methode noch die Zuverlässigkeit der Probe beeinträchtigen. Eine zum Schutz der Umgebung eingesetzte Behandlung darf deshalb nicht ohne Bewertung als unschädlich für die Prüfung gelten. [3]

Als eigene praktische Kontrolle empfiehlt GuideGxP, eine Prüfung durch die prüfende Person anhand aufbewahrter Aufzeichnungen rekonstruieren zu lassen: Identität, Methodenversion, Materialien, Bedingungen, Kontrollen, Beobachtungen, Auffälligkeiten und Entscheidung. Hängt eine Verbindung allein vom Gedächtnis der analysierenden Person ab, sollte diese Dokumentationslücke erkannt werden, bevor sie eine Untersuchung erschwert.

9. Unklare oder positive Ergebnisse: erst Nachweise sichern

Eine unklare Beobachtung ist nach dem genehmigten Verfahren aufzuzeichnen und zu bearbeiten. Sichern Sie relevante Nachweise, informieren Sie zuständige Funktionen und trennen Sie Beobachtung, Hypothese und Schlussfolgerung. Trübung, Auswertungsprobleme oder eine auffällige Kontrolle sind nicht automatisch „Laborfehler“.

Das WHO-Kapitel bewertet Wachstum als Nichtbestehen der Prüfung, sofern nicht deren Ungültigkeit aus produktfremden Ursachen unter den vorgesehenen Bedingungen eindeutig belegt wird. Eine negative Wiederholungsprüfung hebt das erste Ergebnis nicht allein auf. Die Untersuchung muss Prüf- und Kontrolldaten, Umgebung, Verfahren und relevante Informationen zum Mikroorganismus bewerten, ohne nur günstige Aspekte auszuwählen. [1]

Entscheidungen über Ungültigkeit, weitere Prüfungen und Produktauswirkungen gehören in den geltenden Qualitätsprozess. Dieser Beitrag liefert keine alternativen Freigabekriterien. Auch hier hilft die ursprüngliche Auswahlbegründung: Eine vollständige Akte zeigt, ob die Schwierigkeit vorhergesehen wurde, welche Nachweise sie abdeckten und was sich verändert hat.

Operative Schlussfolgerung

Wählen Sie die Technik anhand von Produkt und geltender Vorgabe und weisen Sie anschließend nach, dass die Konfiguration Nachweisfähigkeit und Interpretierbarkeit erhält. Dokumentieren Sie Störeinflüsse, Kontrollen und Grenzen der Schlussfolgerung. Fehlt ein kritischer Nachweis, benennen und klären Sie die Unsicherheit vor dem Routineeinsatz. Ein verfügbares System ist noch keine Begründung der Methode.

Vertiefen Sie das Thema im Hub Mikrobiologie und Sterilität und im Beitrag zur Organisation des pharmazeutischen Mikrobiologielabors, um die Auswahl mit tatsächlichen Abläufen und Ressourcen zu verbinden.

Quellen und Anwendbarkeit

Quellen geprüft am 30. September 2026. Das WHO-Kapitel der 13. Ausgabe 2025 wurde vollständig gelesen; ICH Q4B Annex 8 Step 5 und relevante Abschnitte von Anhang 1 wurden eingesehen. Bei USP wurde nur die öffentliche Vorschau konsultiert; aktuelle vollständige USP-/Ph.-Eur.-Texte muss das Labor prüfen. Matrix, Fälle und Überprüfungsfragen sind eigene GuideGxP-Empfehlungen, keine zusätzlichen Arzneibuchanforderungen.

1. WHO — The International Pharmacopoeia, 3.2 Test for sterility. 13. Ausgabe, 2025.
2. EMA / ICH — Q4B Annex 8, Sterility Test. Step 5, EMA/CHMP/ICH/645592/2008; Dokument 2017, Anwendung seit Dezember 2009.
3. European Commission — EU GMP Annex 1. Revision 2022, insbesondere 10.5–10.9.
4. WHO — Good practices for pharmaceutical microbiology laboratories. TRS 961, Annex 2, 2011.
5. USP — General Chapter <71> Sterility Tests. Öffentliche Vorschau, Quellenangabe 2017; keine vollständige Einsicht in die aktuelle Ausgabe.