FDA-konforme Messdatenaufzeichnung

Dipl.-Ing. Matthias Klüh

Die Pharma- und Lebensmittelbranche stellt besonders hohe Anforderungen an die Prozessprotokollierung. Insbesondere die Produktion pharmazeutischer Produkte wird durch zahlreiche internationale und nationale Vorschriften geregelt. Maßgebliche Vorgaben werden durch die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) gemacht. Die FDA, eine Bundesbehörde, kontrolliert die Umsetzung und Einhaltung dieser Vorschriften durch weltweite Inspektionen vor Ort. Obwohl rechtlich nur für den US-amerikanischen Markt obligatorisch – darf die internationale Bedeutung nicht unterschätzt werden. Strebt ein Hersteller pharmazeutischer Produkte eine FDA-Zulassung für ein bestimmtes Produkt an, muss er der FDA einen vorschriftenkonformen Herstellungsprozess nachweisen. Vor-Ort-Prüfungen durch FDA-Auditoren bestätigen die Validierung. Da der gesamte Produktionsprozess validiert werden muss, müssen auch die eingesetzten Ausrüstungsgegenstände FDA-konform sein.

Die elektronische Prozessdatenprotokollierung hat in den letzten Jahren zunehmend auch Einzug in die Pharmaindustrie gehalten. Insbesondere die Vorteile wie schnellerer Informationsaustausch und leichtere Datenanalyse haben zahlreiche Anwender bewogen, ihrer Aufzeichnungs- und Nachweispflicht nicht länger auf Papierbasis, sondern in Form elektronischer Systeme zu genügen. Für die elektronische Protokollierung von Prozessdaten in o.g. Produktionsprozessen bedeutet dies, dass die bereits 1997 von der FDA niedergelegte Vorschrift 21 CFR 11 einzuhalten ist.

An einem der deutschen Produktionsstandorte eines großen europäischen Pharmaunternehmens hat Honeywell den Auftrag zur Aufzeichnung der Raumluftqualitätsparameter im Produktionsprozess für besonders empfindliche pharmzeutische Wirkstoffe erhalten. Die Raumluftqualitätsparamter Temperatur, Druck und Luftwechselrate sind unabhängig vom eingesetzten Gebäudeleitsystem aufzuzeichnen und auf Grenzwerte zu überwachen. Sie stellen zusammen mit den Produktionsparametern wichtige Qualitätsgrößen dar. Aus wirtschaftlicher und technischer Sicht entschied sich der Anlagenbetreiber für Grafikschreiber. Da die Produktion gemäß FDA validierungspflichtig ist, können nur Geräte eingesetzt werden, die den hier geltenden Anforderungen genügen. Im Gegensatz zu Industriestandardgeräten wird bei dieser Anwendung, dem sogenannten Audit Trail, also der lückenlosen Nachvollziehbarkeit von Abläufen, größte Bedeutung beigemessen. Jedes Ereignis, ob Bedienereingriff, Systemstatusmeldung wie z. B. Spannungsausfall, Status des Datenspeichermediums, oder Alarmgrenzwertüberschreitung ist manipulationssicher zu speichern. Darüber hinaus ist ein umfassendes Passwortschutzsystem obligatorisch, denn alle Bedieneingriffe müssen von der jeweils verantwortlichen Person autorisiert werden. Dass die Ereignis- und Messdaten manipulationssicher kodiert und mit Zeitstempel versehen abgespeichert werden müssen, versteht sich von selbst.

Die eingesetzten Grafikschreiber des Typs Multitrend Plus V5 sind bei dieser Anwendung mit je 32 Messeingängen ausgestattet. Da sich sowohl die Luftwechselrate als auch der Luftdruck vergleichsweise schnell ändern können, kommt als Datenspeichermedium eine PCMCIA-Karte zum Einsatz. Der 8 MB große geräteinterne Halbleiterspeicher stellt sicher, dass beim regelmäßigen Wechsel der Speicherkarte keine Daten verloren gehen können. Der von Honeywell patentierte Datenreduktionsalgorithmus auf Basis der Fuzzy-Logik reduziert den anfallenden Datenstrom um den Faktor 5 bis 10.

Die in den Geräten integrierte Mathematikfunktion ermöglicht auf komfortable Art die Berechnung abgeleiteter Größen, beispielsweise der Luftwechselrate aus den Differenzdrücken der Luftmengenmessseinrichtungen und dem Raumvolumen.

Um den Anforderungen an Datensicherheit und Rückverfolgbarkeit zu genügen, verfügen die eingesetzten Geräte über ein umfangreiches Sicherheitskonzept. Grundgedanke dieses Sicherheitskonzeptes ist ein umfassendes Passwortschutzkonzept und das geräteinterne Logbuch. Das Passwortschutzsystem der Trendview-V5-Grafikschreiber ermöglicht es, vier Ebenen der Gerätebedienung vor unrechtmäßigem Zugriff zu schützen. Bis zu 20 Benutzer können eingerichtet werden, die jeweils den Ebenen zugeordnet werden.

Auch in der höchsten Ebene können die Passwörter der anderen Benutzer nicht eingesehen werden. Die Benutzer melden sich mit Ihrem Namen und dem individuellen Passwort am Gerät an. Nach mehrmaligem Eingeben eines falschen Passwortes wird der Zugang für diesen Benutzer gesperrt. Eine automatische Auslog-Funktion stellt den Schutz vor unrechtmäßiger Gerätebedienung sicher. Um den Missbrauch von Passwörtern vorzubeugen, sind die Passwörter nur für eine bestimmte Zeit gültig. Eine mehrmalige Eingabe ein und desselben Passwortes ist nicht möglich. Alle Zugriffe werden im Logbuch der Geräte mit Datum, Uhrzeit und Benutzername registriert. Dieses Logbuch kann nicht gelöscht oder manipuliert werden. Die Logbuchdaten werden zusammen mit den Messwertdaten abgespeichert und ermöglichen so die eindeutige Nachverfolgbarkeit aller Bedienaktionen, den Audit Trail. Das Ereignis-Management-System der Grafikschreiber ermöglicht ferner die elektronische Signatur von Messwertverläufen. Hierzu kann der autorisierte Benutzer aus einer vorkonfigurierten Liste von Textmeldungen auswählen oder einen eigenen Text eingeben. Mit dieser Funktion lassen sich Messwertdaten komfortabel kommentieren (z. B. Überprüft durch…).

Zur Auswertung der Messdaten setzt der Anlagenbetreiber auf die Integrierte Parametrierungs- und Auswertesoftware Trendmanager Suite. Dieses Softwarepaket ermöglicht den optimalen Schutz sowohl von Messdaten als auch von Gerätekonfigurationen. Die Software verfügt über zahlreiche Funktionen, die sehr wirkungsvoll sicherstellen, dass Daten nicht manipuliert, Gerätekonfiguration nicht verändert und Bedieneingriffe nicht unbemerkt vorgenommen werden können. Messwertdaten lassen sich in der Software nicht verändern, lediglich die Darstellung der Messwerte lässt sich anpassen und als Graph abspeichern. Alle Messwertdaten werden in einer Datenbank verwaltet.

Auch in diesem Projekt wurde deutlich, dass neben den zu erfüllenden Anforderungen an die Geräte-Hard- und Software auch eine umfassende, applikationsspezifische Unterstützung des Kunden nötig ist, um beim abschließenden Validierungs-Audit bestehen zu können. So gehört zu einer professionellen Vorgehensweise nicht nur die Erklärung der FDA-Konformität, sondern auch die ausführliche Beantwortung, wie, aus Sicht des Herstellers, die Anforderungen der 21 CFR 11 im Detail erfüllt werden. Hierzu hat der Hersteller Antwort auf über 20 Fragen im Zusammenhang mit den Detailanforderungen der 21 CFR 11 zu geben. Optimal ist es, wenn der Anbieter des Grafikschreibers dem Anwender ein Installation/Operational-Qualification(IQ/OQ)-Handbuch zur Verfügung stellen kann. Dieses Handbuch wird Bestandteil der Validierungsunterlagen und behandelt ausführlich die Installation/Qualification-Aspekte im Zusammenhang mit der Nutzung des Grafikschreibers (z. B. Standardverfahrensanweisungen, Dokumentation, Ersatzteilbevorratung, Gerätekonfiguration, Einsatzbedingungen, Benutzertraining), Datensicherung, Zugriffsberechtigungen, Anforderungen an die Spannungsversorgung sowie die Operational/ Qualification-Aspekte im Zusammenhang mit dem eigentlichen Gerät (Funktionstest, Kalibrierung, Verhalten bei Spannungsausfall, Funktionstest der PC-Auswertesoftware) sowie die eigentlichen Anforderungen der 21 CFR § 11.

Honeywell stellt das IQ/OQ-Handbuch in Form einer Softwareanwendung zur Verfügung und trägt so zu einer kosten- und zeitsparenden Validierung der Gesamtanlage bei.