Untersuchunge Zu Einer Neuen Zytostatikerbank
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Patente und Diplomarbeiten

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Untersuchunge Zu Einer Neuen Zytostatikerbank Untersuchunge Zu Einer Neuen Zytostatikerbank Document Transcript

  • Untersuchungen zu einer neuen Zytostatikasicherheits-Werkbank mit erstem Konstruktionsentwurf von Gerhard Keune Diplomarbeit im Studiengang Technisches Gesundheitswesen Fachrichtung Biomedizintechnik Fachhochschule Gießen-Friedberg, Bereich Gießen angefertigt bei MRD Medical Research and Development GmbH & Co. KG/Trier Betreuer: Dipl.-Ing. H.-D. Dejon Referent: Prof. Dr. W. Trampisch Korreferentin: Dipl.-Ing. V. Dammann Gießen, im Mai 1996
  • Hiermit versichere ich, die vorliegende Diplomarbeit selbständig und nur unter Zuhilfenahme der angegebenen Literatur angefertigt zu haben. Gießen, den 03.06.1996 Gerhard Keune
  • Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich bei allen bedanken, die mir bei der Erstellung der Diplomarbeit zur Seite standen, mir als Interviewpartner über ihr Fachgebiet Aus- kunft gaben und Informationsmaterial bereitstellten. Für die Unterstützung der MRD GmbH & Co. KG möchte ich mich ebenfalls bedanken. Einen besonderen Dank möchte ich an meinen Betreuer bei der Firma MRD, Herrn Dipl.-Ing. Hans-Dieter Dejon und an meine Betreuer an der Fachhochschule in Gießen, Frau Dipl.-Ing. V. Dammann und Herrn Prof. Dr. W. Trampisch, richten. Auch meinen Eltern möchte ich danken, da ohne ihre Unterstützung das Studium für mich nicht möglich gewesen wäre.
  • Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Einführung ....................................................................... 1 1.2 Aufgabenstellung ............................................................ 2 1.3 Methodik .......................................................................... 3 2 Zytostatika in der Krebstherapie 4 2.1 Allgemeines ...................................................................... 4 2.2 Wirkungsweise von Zytostatika ....................................... 7 2.2.1 Alkylierende Substanzen ....................................................... 7 2.2.2 Interkalierend wirkende Substanzen ...................................... 8 2.2.3 Antimetabolite ....................................................................... 8 2.2.4 Zytostatische Naturstoffe ....................................................... 9 2.2.5 Hormone ............................................................................... 10 2.2.6 Sonstige Zytostatika .............................................................. 10 2.3 Zubereitung von Zytostatika............................................. 11 2.3.1 Zentrale und dezentrale Herstellung...................................... 11 2.3.2 Gewichts- und volumenbezogene Zubereitung ...................... 12 2.3.3 Sterile Arbeitsweise ............................................................... 13 2.3.4 Haltbarkeit von Zytostatika .................................................... 13 2.3.4.1 Inaktivierung von Zytostatika ....................................14 2.4 Gefährdungen durch Zytostatika für das Personal 15 2.4.1 Aerosole ................................................................................15 2.4.2 Unfälle ...................................................................................15 2.4.3 Patienten ............................................................................... 16 2.4.4 MAK Werte ............................................................................ 16 2.5 Schutzmittel...................................................................... 17 2.5.1 Schutzbekleidung .................................................................. 17 2.5.2 Schutzgeräteausstattung ....................................................... 18
  • Inhaltsverzeichnis 3 Arbeitsschutz 19 3.1 Allgemeines ..................................................................... 19 3.2 Gesetzliche Regelungen ................................................. 20 3.2.1 Verordnung über gefährliche Stoffe (GefStoffV) .................... 20 3.2.2 Mutterschutzgesetz (MuSchG) .............................................. 20 3.2.3 Gesetz zum Schutze der arbeitenden Jugend (JuArbSchG) .................................................................................... 20 3.3 Regelungen der Berufsgenossenschaft ........................... 21 3.3.1 Merkblatt M 620 .................................................................... 21 3.3.2 VBG 1, VBG 103 ................................................................... 21 3.3.2.1 Vorsorgeuntersuchungen ........................................ 21 3.4 DIN Normen ..................................................................................... 23 3.4.1 DIN 12 950 ........................................................................... 23 3.4.2 DIN 12 980 ........................................................................... 26 3.4.3 DIN EN 779........................................................................... 26 3.4.4 DIN E24 183......................................................................... 27
  • Inhaltsverzeichnis Umfrage in Krankenhäusern 28 4.1 Erläuterungen .............................................................. 28 4.2 Vorstellung der befragten Krankenhäuser..................... 28 4.3 Ergebnisse der Befragung............................................ 31 4.3.1 Arbeitsaufkommen................................................................. 31 4.3.2 Arbeitsweise.......................................................................... 31 4.3.3 Abfallentsorgung ................................................................... 32 4.3.4 Reinigung und Desinfektion .................................................. 34 4.3.5 Räumliche Situation .............................................................. 35 4.3.6 Belastung des Personals durch die Sicherheits- Werkbank ........................................................................................ 35 4.3.7 Ergonomie ............................................................................. 35 4.3.8 Anregungen .......................................................................... 36 4.4 Hinweise für die Entwicklung ........................................ 37 4.4.1 Lagermöglichkeit in der Sicherheits-Werkbank ...................... 37 4.4.2 Müllentsorgung ..................................................................... 37 4.4.3 Belastung durch Lärm und Wärme ........................................ 37 4.4.4 Abmessungen der Sicherheits-Werkbank.............................. 37 4.4.5 Ergonomie............................................................................. 38 4.4.6 Katalysatorsystem ................................................................. 38
  • Inhaltsverzeichnis 5 Konstruktion der Zytostatikasicherheits-Werkbank 39 5.1 Allgemeines ...................................................................... 39 5.2 Planung............................................................................. 40 5.2.1 Pflichtenheft .......................................................................... 40 5.2.1.1 Pflichtenheft Version 1 ............................................. 40 5.2.1.2 Pflichtenheft Version 2 ............................................. 45 5.2.2 Katalysatorhersteller ............................................................. 47 5.2.2.1 Firma Steuler GmbH/Höhr-Grenzhausen (Rheinland Pfalz) ................................................................... 47 5.2.2.2 IUTA Institut/Duisburg (Nordrhein-Westfalen) .......... 48 5.2.2.3 Firma GUT/Buttenheim (Bayern) ............................. 48 5.2.3 Blockdiagramm ..................................................................... 49 5.2.3.1 Luftweg .................................................................... 49 5.2.3.2 Alarmweg ................................................................ 50 5.2.4 Berechnungen ...................................................................... 52 5.2.4.1 Berechnungen für die Statik .................................... 52 5.2.4.2 Berechnungen für die Strömungsverhältnisse .......... 54 5.3 Konstruktionszeichnungen .............................................. 56 5.3.1 Montageplan ......................................................................... 56 5.3.2 Gestell (Teil A) ...................................................................... 56 5.3.3 Arbeitsplatte (Teil B) ............................................................. 57 5.3.4 Seitenblech links und rechts (Teil C und D) ........................... 57 5.3.5 Unterbau (Teil E) .................................................................. 57 5.3.6 Lüftungsabschluß (Teil F und G) ........................................... 58 5.3.6.1 Lüftungsabschluß-Arbeitsplatte (Teil F).................... 58 5.3.6.2 Lüftungsabschluß-Rückwand (Teil G) ..................... 58 5.3.7 Frontscheibe (Teil H) .............................................................58 5.4 Realisierung ..................................................................... 59 5.5 Überprüfung ..................................................................... 60 5.6 Versuche zu Strömungsverhältnissen ............................. 62 5.6.1 Versuchsaufbau ................................................................... 62 5.6.2 Material................................................................................. 62 5.6.3 Methoden ..............................................................................63 5.6.4 Versuchsnachbereitung .........................................................63 5.6.5 Ergebnisse ............................................................................64
  • Inhaltsverzeichnis 6 Diskussion 65 6.1 Umfrage ............................................................................ 65 6.2 Förderantrag .................................................................... 65 6.3 Katalysatorsystem............................................................ 66 6.4 Konstruktion/Entwicklung ................................................ 67 6.5 Fertigung .......................................................................... 68 6.6 Entwicklungsstand........................................................... 68 6.7 Ausblick ........................................................................... 69 7 Zusammenfassung 70 8 Literatur ...................................................................................... 71 9 Glossar ....................................................................................... 77 Anhang ............................................................................................. so A Fragebogen........................................................................... 81 B Protokolle.............................................................................. 82 C Fotos zu Strömungsversuchen an der Sicherheits-Werkbank ....... 94 D Konstruktionszeichnungen....................................................... 99
  • 1 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Einführung Die krebsartigen Erkrankungen zählen zu der Art von Krankheitsbildern, welche die Medizin noch immer nicht vollständig heilen kann. Für eine Bekämpfung des Kreb- ses kommen mehrere Therapieformen in Betracht: • operative Entfernung • Bestrahlung mit ultraharter Röntgenstrahlung oder Radioisotopen • Chemotherapie mit Zytostatika • Hormone (in einzelnen Fällen) Jede Methode hat Vor- und Nachteile. Sie muß also nach eingehender Diagnose durch die Fachärzte ausgewählt werden. Die Chemotherapie hat sich in den letzten 50 Jahren rasant entwickelt. Zu immer neu entdeckten und neu entwickelten Substanzen kommen gesundheitsschädliche und gefährliche Nebenwirkungen wie z. B. Mutagenität, Kanzerogenität und Tera- togenität für Patient und Personal. Zum Schutz des Personals stehen in den Krankenhäusern daher Zytostatika- sicherheits-Werkbänke für die Herstellung, bzw. die Vorbereitung zur Anwendung von Zytostatika zur Verfügung. Neben den gesundheitsschädlichen Aspekten für das Personal sind die Sicherheits- Werkbänke auch für die Sterilität der Medikamente unerläßlich. Diese ist sehr wich- tig, da die Patienten durch die Zytostatika auch in ihrem Immunsystem geschwächt sind. Untersuchungen haben ergeben, daß die bisher angebotenen Sicherheits-Werk- bänke nicht immer den optimalen Schutz bieten [28]. Bisherige Sicherheitswerkbänke sind häufig modifizierte Werkbänke aus der Mikrobiologie. Die Neuentwicklung einer quot;echtenquot; Zytostatikasicherheitswerkbank zielt auf eine verbesserte ergonomische Situation ab und versucht die Probleme, die durch die Filtertechnik entstehen, zu umgehen. 1
  • 1 Einleitung Die Entwicklung der Zytostatikasicherheits-Werkbank stützt sich auch auf ein Patent der Firma MRD (Medical Research and Development) GmbH & Co. KG/Trier. Der ausführenden Part bei der Herstellung der Sicherheits-Werbank wird an eine externe Firma vergeben. Ziel dieser Arbeit ist es, Untersuchungen für die Entwicklung einer neuen Zyto- statikasicherheits-Werkbank anzustellen. Die bisher auf dem Markt befindlichen Sicherheits-Werkbänke sind Abwandlungen von mikrobiologischen Laminar-Air-Flow-Werkbänken, die nicht völlig für die Aufgaben der Zytostatikazubereitung entwickelt wurden. Außerdem soll ein erster Prototyp dieser neuen Zytostatikasicherheits-Werkbank konstruiert und realisiert werden. Diese Sicherheits-Werkabnk soll, nach einem Patent der Firma MRD GmbH & Co. KG/Trier, mit einem neuartigen Katalysatorsystem zur Inaktivie- rung von Zytostatikaaerosolen ausgerüstet sein. 1.2 Aufgabenstellung Zunächst sollen die Eigenschaften von zytostatischen Präparaten erläutert werden. Weiterhin soll ein Überblick über die Regeln des Arbeitsschutzes bezüglich Zyto- statika gegeben werden (Gesetze, Berufsgenossenschaftliche Vorschriften, DIN Normen). Außerdem soll eine Umfrage in verschiedenen Krankenhäusern die Entwicklung und Konstruktion dieser Zytostatikasicherheitswerkbank unterstützen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll dann ein erster Entwurf zu einer neuen Zyto- statikasicherheits-Werkbank gegeben werden. 2
  • 1 Einleitung 1.3 Methodik Es gilt sich zuerst einen Überblick über das Themengebiet der Zytostatika und der damit zusammenhängenden Probleme in der Chemotherapie zu verschaffen. An- schließend müssen die Vorschriften die im Zusammenhang mit den Zytostatika bestehen, beleuchtet werden. Dies betrifft DIN-Normen, gesetzliche Regelungen sowie Arbeitsschutzmaßnahmen beim Umgang mit Zytostatika. Danach wird eine Umfrage in Krankenhäusern mit onkologischer Abteilung, bzw. mit einer Apotheke, die mit Zytostatika umgeht, Erkenntnisse über die Situation vor Ort ergeben. Unter Berücksichtigung der so gewonnenen Informationen wird die Planung zur Konstruktion begonnen. Nach Abschluß der Planungs- und Konstruktionsphase wird ein Prototyp anhand von Konstruktionszeichnungen erstellt. An ihm werden Strömungsversuche vorgenommen, um die Realisierbarkeit des Lüftungskonzeptes aus der Planung festzustellen. Daran anschließend werden die Ergebnisse diskutiert. 3
  • 2 Zytostatika 2 Zytostatika in der Krebstherapie 2.1 Allgemeines [2, 3, 7,12] Tumore zeichnen sich durch ein zerstörerisches, eindringendes Wachstum über Organgrenzen hinweg aus. Sie bestehen aus entartetem, in der Zellteilung gestör- tem Gewebe. Es werden benigne und maligne Tumore unterschieden. Mit einer Metastasierung muß bei beiden gerechnet werden. Hauptsächlich werden Krebserkrankungen operativ, mit radioaktiven Isotopen oder durch Bestrahlung mit ultraharter Röntgenstrahlung behandelt. Die Therapie mit Zytostatika spielt in der Krebstherapie eine begleitende Rolle (Rezidivprophy- laxe). Vor jeder Therapie muß die nach Art, Lokalisation und Ausbreitung des Tu- mors, sowie der persönlichen Konstitution des Patienten beste Therapiemethode durch den behandelnden Facharzt ermittelt werden. Seit Einführung der ersten zytotoxischen Verbindungen zur Krebstherapie vor unge- fähr fünfzig Jahren hat es eine rasante Entwicklung auf dem Gebiet der Chemothe- rapie von Krebserkrankungen gegeben. Es stehen heute ungefähr 50 etablierte Substanzen zur Verfügung. Die Dosierung und Zusammenstellung der Medikamente erfolgt nach Erfahrungswerten, Angaben in der Fachliteratur und nach Herstellerangaben der Präparate. Sie wird in Gramm Wirksubstanz pro Quadratmeter Körperoberfläche des Patienten bemessen. Nach klinischer Einführung der Chemotherapie zur Tumorbehandlung wurde auf die Monochemotherapie gebaut. Bei ihr erhält der Patient nur ein Präparat während der ganzen Behandlungsdauer. Dabei wurden zwar Remissionen erzielt, die jedoch nur Teile des Tumors betrafen oder nur von kurzer Dauer waren. Es wurde auch er- kannt, daß manche Tumorarten eine initiale Resistenz gegenüber Einzelsubstanzen aufweisen (z. B. Morbus Hodgkin). Nach 10 bis 15 Jahren, also in den fünfziger Jahren, bildete sich die Kombinationstherapie als heutiges Mittel der Wahl in der Zytostatikatherapie heraus. Bei der Kombinationstherapie sind die Erfolge bei der Heilung, palliativ wie kurativ, wesentlich höher. Allerdings muß gesagt werden, daß es zu einer höheren Rate von Nebenwirkungen als bei der Monochemotherapie kommt. Dies wird vermutlich durch die verschiedenen Präparate hervorgerufen, die hier gleichzeitig 4
  • 2 Zytostatika verabreicht werden. Weiterhin ist es wichtig, Substanzinteraktionen bei der Kombinationstherapie zu berücksichtigen. Ein weiterer Zweig der Chemotherapie ist die adjuvante Chemotherapie. Unter ihr versteht man eine Behandlung mit Zytostatika nach der Entfernung des Primärtumors. Dadurch ist eine bessere Heilungschance zu erwarten, bzw. verlän- gerte Zeiten bis zum Wiederauftreten des Tumors. Generell muß bei einer Zytostatikatherapie mit immunsuppressiven Effekten ge- rechnet werden. Es besteht mittlerweile bei Krebserkrankungen mit hoher Proliferationsgeschwin- digkeit des Tumors eine gute bis sehr gute Heilungschance mit Zytostatika. Bei längeren Volumenverdopplungszeiten als zehn Tagen ist mit Zytostatika jedoch keine Heilung mehr möglich [12]. Hier kann ein kurativer Erfolg nur erzielt werden, wenn der Tumor rechtzeitig erkannt und operativ entfernt wird. Zusammenfassend läßt sich sagen, je schneller der Tumor wächst, desto besser können Zytostatika auf ihn einwirken und eine Remission bzw. Heilung bewirken. Die Wirkung der Zytostatika ist aber leider nicht selektiv. So sind von einer Be- handlung auch alle natürlich schnell wachsenden Gewebe betroffen, wie z. B.: • blutbildendes System im Knochenmark • Immunsystem (allgemein) • Schleimhäute (Rachen, Magen, Darm) • Haare • Keimzellen • embryonales und fetales Gewebe. Ferner können irreparable Schädigungen der inneren Organe wie Leber, Niere, Herz, Lunge und ZNS auftreten. Diese Schädigungen sind u. a. der limitierende Faktor für die Behandlung mit Zytostatika. Es wird so lange mit voller Intensität therapiert, bis so schwere Neben- wirkungen auftreten, die eine Weiterführung der Behandlung ausschließen. Nach einer Erholungspause wird meist eine weitere Therapie begonnen. Diese Kuren dauern zum Teil mehrere Wochen und Monate. Nebenwirkungen wie Übelkeit und Erbrechen treten fast immer auf.
  • 2 Zytostatika Es wird versucht die Nebenwirkungen durch Gabe von anderen Medikamenten zu lindern (Antiemetika etc.). Im Laufe einer Therapie kommt es regelmäßig zu Resistenzbildungen des ne- oplastischen Gewebes gegenüber den Zytostatika. Auch Multiresistenzen gegen mehrere Präparate werden häufig beobachtet. Hierfür gibt es keine einheitlichen Gründe. Es werden vielmehr die speziellen Wirkungsmechanismen der verschiedenen Zyto- statikagruppen durch die entarteten Zellen außer Kraft gesetzt. Sicherlich spielt hierbei auch die erhöhte Mutationsrate des Krebsgewebes eine Rolle. Denn gerade durch die Chemotherapie provozierte DNS-Schäden können zu solchen Mutationen führen. Neben den oben genannten Schäden muß aber auch generell von einer mutage- nen, kanzerogenen und teratogenen (s. o.) Wirkung von Zytostatika ausge- gangen werden. Diese sind durch den Wirkungsmechanismus der Medikamente gegeben. [2,3,12,28]
  • 2 Zytostatika 2.2 Wirkungsweise von Zytostatika [2, 3, 7] Zytostatika wirken auf den Zellstoffwechsel, spezieller auf die DNS und die Zelltei- lung [Abb.2.2-1]. Da sich der Stoffwechsel einer entarteten Zelle nur in seiner Ge- schwindigkeit von dem einer gesunden Zelle unterscheidet ist der Angriffspunkt der Zytostatika nicht selektiv auf Krebszellen beschränkt. Es werden alle sich schnell teilenden Gewebe betroffen. Vinblaslin Vincristin Differenzierung Blcomycin Cyclopliosphamid Actinomycin D Actinomycin D Mitomycin D 6-Mercaptopurin 6-Thioguanin Hydroxyhamstoff Methotrexat Cyclophosphamid 5-F1uorouracil Cytosinarabinosid, Mitomycin Daunomycin 6- Thioguaniu Cytosinarabinosid Hydroxyhamstoff 5-Fu Methotrexat Abb. 2.2-1: Auswahl von Zytostatika und ihr Angriffspunkt im Zellzyklus. Die Differenzierung kann als therapeutische Möglichkeit bisher noch nicht klinisch genutzt werden. Sie überführt die Zelle in die Gg Phase und stellt sie somit außerhalb der Zellteilung. G 1 : G 1 -Phase, S: S-Phase, G 2 -Phase, M: Mitose Die Wirkungsprinzipien der Zytostatika lassen sich in Bezug auf ihre Struktur eintei- len in: • alkylierende Substanzen • interkalierend wirkende Substanzen [2] • Antimetabolite • zytostatische Naturstoffe (Mitosehemmer) • sonstige Zytostatika 2.2.1 Alkylierende Substanzen Die alkylierenden Substanzen oder Alkylanzien übertragen Alkylreste auf die DNS. Die Alkylreste können Methylreste, Chlorethylreste (aus LOST-Verbindungen) oder ähnliche Verbindungen sein. Sie binden kovalent an Gruppen der DNS (Phosphat-, Aminogruppe, etc.) wobei diese verändert, bzw. geschädigt werden. Dieser Vorgang ist zellzyklusunabhängig.
  • 2 Zytostatika Durch die Veränderung der DNS wird der Stoffwechsel in der Zelle gestört, was schließlich zur Teilungsunfähigkeit oder zum Absterben der Zelle führt. Resistenzen gegen solche Zytostatika sind durch Repair-Vorgänge in der Zelle zu erklären. Daher sind diese nur sinnvoll bei schnell proliferierenden Zellen einzuset- zen, da bei langsamem Wachstum die gesetzten Schäden bis zur nächsten Teilung eventuell schon repariert sind. Zu den Alkylanzien gehören Handelspräparate wie z. B. Leukeran® (Chlorambucil), Alkeran® (Melphalan), Holoxan® (Ifosfamid) oder Sterecyt® (Prednimustin). 2.2.2 Interkalierend wirkende Substanzen Interkalierend wirkende Substanzen bestehen aus großen planaren Molekülen, die in der Lage sind, die Helixstruktur der DNS zu beeinträchtigen. Dadurch kommt es zu Störungen bei der Replikation der DNS. Interkalierende Substanzen können auch durch Aktivierung von Topoisomerasen zu Strangbrüchen führen. Wie bei den Alkylanzien ist die Wirkung zellzyklusunabhängig. Handelspräparate sind z. B. Lyovac Cosmegen® (Dactinomycin), Aclaplastin® (Aclarubicin), Amsidyl®, Novantro®. 2.2.3 Antimetabolite Antimetabolite hemmen entweder die Synthese von DNS-Bausteinen oder es wird der Einbau falscher (abnormer) Bausteine in die DNS provoziert. Vertreter der DNS-Synthese hemmenden Antimetabolite sind die Folantagonisten. Die Purin- und Pyrimidinantagonisten sind die Vorstufen zu abartigen Nucleotiden, die bei der DNS- und RNS-Synthese hemmend wirken. Folantagonisten Sie hemmen das Enzym Dihydrofolatreductase kompetitiv und stören somit die Synthese von Nukleinsäureproteinen und Purin-, bzw. Pyrimidinnukleotiden. Sie tö- ten Zellen in der S-Phase, beeinträchtigen aber gleichzeitig den Eintritt von Zellen in die S-Phase und begrenzen so ihre eigene Wirksamkeit. Handelspräparate sind z. B.: Farmitrexat®, Methotrexat® (alles Methotrexat).
  • 2 Zytostatika Purinantagonisten Diese Substanzen stören die Synthese von Purinnucleotiden bzw. der Nuclein- säuren durch ihre strukturellen Ähnlichkeiten mit den Purinbasen. Der Wirkungsme- chanismus der Purinantagonisten ist noch nicht vollständig erforscht. Resistenzen sind auch hier möglich. Als Handelspräparate gibt es z. B. Puri-Netol®, Leukeran® (Mercaptopurin), Imurek®, Endoxan® (Azathioprin) und Thioguanin Wellcome®, Alkeran® (Thioguanin). Pyrimidinantagonisten Sie wirken als Antimetabolite der Pyrimidinbasen und hemmen somit die Synthe- se und Funktion der Nukleinsäuren. Handelspräparate sind hier z. B. Efudix®, Ixoten® (Fluorouracil), Alexan®, Alexan®, Udicil® (Cytarabin). Alle aufgeführten Antimetabolite wirken auch immunsuppressiv. 2.2.4 Zytostatische Naturstoffe Hierzu gehören die Alkaloide (z. B. Vinblastin aus Vinca rosea), Podophyllotoxin- Dehvate (z. B. Etoposid aus der Alraune), Bleomycine (aus Kulturen von Strep- tomyces verticillus) sowie die Taxane (z. B. Paclitaxel aus der Pazifischen Eibe). Sie zeigen unterschiedliche Wirkungsweisen. Alkaloide Sie entfalten ihre zytostatische Wirkung indem sie die Mitosespindeln blockieren und somit die Zelle in der Metaphase stören. Die Chromosomen verteilen sich später ungleichmäßig in der Zelle und die Zelle stirbt ab. Vertreter sind das Colchinin und die Vinca Alkaloide Vinblastin (Velbe®) und Vincristin (Vincristin Lilly®). Podophyllotoxin-Derivate Hier handelt es sich ebenfalls um Spindelgifte. Die Angriffspunkte sind jedoch andere als bei den Alkaloiden. Es wird ein Enzym zur DNS-Spaltung aktiviert und die Energieproduktion in der Zelle behindert. Handelspräparate sind z. B.: Vepesid® (Etoposid) oder VM 26 Bristol® (Teniposid). 9
  • 2 Zytostatika Bleomycine Sie spalten aus der DNS Thymin ab indem sie durch ihr N-terminales Ende mit der DNS reagieren. So kommt es zu Einzelstrangbrüchen an den entsprechenden Stel- len. Die Zellen verbleiben in der G2-Phase und können so synchronisiert werden. Ein Handelspräparat ist z. B. Bleomycinum Mack® (Bleomycin). Taxane Sie fördern die Bildung anormaler Mikrotubuli und verhindern die Synthetisierung von Vorstufen zum Bau von funktionsfähigen Mikrotubuli und Mitosespindeln. Hier gibt es z. B. Taxol® (Paclitaxel) als Handelspräparat. 2.2.5 Hormone Hormone werden nur bei der Therapie von hormonabhängigen Tumoren einge- setzt (z. B. Mamma- und Prostatakarzinome). Die Behandlung erfolgt aber rein pal- liativ und entbindet nicht von einer chirurgischen, radiologischen und zytostatischen Therapie. Typische Handelspräparate sind Ethinylestradiol® (ein Estrogen), Megestrol® (ein Gestagen), Prednisolon® (ein Glucocorticoid). 2.2.6 Sonstige Zytostatika Interferone Die Fachliteratur gibt Hinweise auf proliferationshemmende und immunmodu- lierende Effekte, mit denen sich völlige, lang andauernde Remissionen auslösen lassen. Handelspräparate sind z. B. Intron®, Roferon® (Interferon <x). Cisplatin/Carboplatin Cisplatin wirkt ähnlich einer alkylierenden Substanz. Es bildet Brücken zwischen und innerhalb der DNS und stört somit den Zellstoffwechsel. Carboplatin stellt eine Weiterentwicklung des Cisplatin dar. Beiden Substanzen ist ein zentral ausgelöster Brechreiz als Hauptnebenwirkung zueigen, der mit den üblichen Antiemetika nur unzureichend zu behandeln ist. Handelspräparate sind hier Platiblastin®, Platinex® (Cisplatin), Carboplat® (Carboplatin).
  • 2 Zytostatika 2.3 Zubereitung von Zytostatika Bei den Zytostatika wird aus arzneimittelrechtlichen Gründen zwischen der quot;Herstellungquot; und der quot;Vorbereitung zur Anwendungquot; unterschieden. Bei der Herstellung werden, meist in der Krankenhausapotheke , aus den konzentrierten Zytostatikapräparaten der Industrie applikationsfertige Infusionen bereitet. Die Vorbereitung zur Anwendung der applikationsfertigen Präparate findet dann auf den onkologischen Stationen statt und wird vom Pflegepersonal übernommen. Sie beinhaltet die Verabreichung der Präparate. Bei diesen arbeiten mit konzentrierten oder applikationsfertigen Zytostatikalösungen dient eine Zytostatikasicherheits-Werkbank, oder einfach Sicherheits-Werkbank, als Mittel zum Arbeitsschutz. In ihr werden die nötigen Handgriffe erledigt, um nicht direkt den Zytostatika, durch Aerosole oder ähnliches, ausgesetzt zu sein. 2.3.1 Zentrale und dezentrale Herstellung Mit der Herstellung von Zytostatikazubereitungen sind meist Pharmazeutisch- Technische-Assistentinnen (PTA) betraut. Die Herstellung findet entweder in der Apotheke des Krankenhauses zentral oder auf der Station, dann dezentral durch Krankenschwestern, statt. Eine Herstellung kann auch in einer öffentlichen Apotheke stattfinden. Hier erfolgt diese dann im Auftrag eines niedergelassenen Onkologen, der Chemotherapien ambulant durchführt. Ob die Zytostatika zentral oder dezentral hergestellt werden, ist von Haus zu Haus unterschiedlich und hängt von der Anzahl der Zubereitungen pro Tag, sowie der Organisation im Krankenhaus ab. Die Zytostatika werden als konzentrierte Flüssigkeiten oder als Pulver von den Herstellerfirmen angeliefert. Die Zytostatika werden dann je nach Rezeptur des Arztes zusammen mit physiologischen Glucose- oder Kochsalzlösungen zu appli- kationsfertigen Infusionen aufbereitet. Die applikationsfertigen Infusionen werden als fertig aufgezogene Spritzen oder in Infusionsbeuteln zur Verfügung gestellt. 11
  • 2 Zytostatika 2.3.2 Gewichts- und volumenbezogene Zubereitung Die Anfertigung erfolgt bei der zentralen Herstellung entweder gewichtsbezogen oder volumenbezogen. Die volumenbezogene Arbeitsweise ist von beiden die häufiger angewandte. Hier wird die zu applizierende Konzentration über das Mischen von vorher errechneten Volumina des Zytostatikas und der Infusionslösung erreicht. Die Volumina werden mit Spritzen abgemessen. Diese Spritzen gibt es in den Größen von 1ml bis 60ml. Bei gewichtsbezogener Arbeitsweise wird die Konzentration über das Gewicht der jeweiligen Volumina hergestellt. Hierzu benötigt man eine genaue Waage am Ort der Zubereitung, also in der Sicherheits-Werkbank. Die Waage wird mit einem Personal Computer (PC) zum Zweck der Datenübertragung verbunden. Dieser PC gibt mit Hilfe eines speziellen Programms, z. B. ZENZY (ZENtrale ZYtostatikazubereitung) dem Personal nach Eingabe der patientenspezifischen Daten die einzuwägenden Gewichte von Zyto- statika und Infusionslösung vor und rechnet nach der Wägung die genaue erreichte Konzentration aus. Diese Arbeitsweise muß nicht genauer sein als die volumenbezogene. Das resul- tiert aus dem konstanten Luftstrom in der Sicherheits-Werkbank. Dieser drückt auf die Waage und kann somit das Meßergebnis (beim Einwiegen im mg-Bereich) verfälschen. Dieses Problem kann auch mit der Tara-Taste einer solchen Waage nicht beseitigt werden, da der Luftstrom durch Bewegungen in der Sicherheits-Werkbank und verschiedene geometrische Anordnungen auf und um die Waage herum nicht immer gleich stark auf die Waage drückt. Es bleibt also nur ein Vorteil der sofortigen und umfangreichen Dokumentation bei Herstellung mit der Möglichkeit schnell statistische Daten für jeden Patient zur Verfügung zu haben. Diese Möglichkeit besteht aber natürlich auch bei der volumenbezogenen Arbeitsweise, wobei hier die Daten eben nach der Herstellung in einen PC eingegeben und von einem entsprechenden Programm verarbeitet werden. Gewichtsbezogen wird, wenn überhaupt, bei zentraler Herstellung gearbeitet, da hier täglich eine genügend große Anzahl von Herstellungen gemacht wird. Bei dezentraler Herstellung wird volumenbezogen gearbeitet, da die gewichtsbezo- gene Arbeitsweise hier durch die benötigte Waage zu aufwendig ist.
  • 2 Zytostatika 2.3.3 Sterile Arbeitsweise Bei der Herstellung muß strengstens auf eine sterile Arbeitsweise geachtet werden. Dies ist notwendig, wegen der immunsuppressiven Patienten, da nicht alle Zytostatika eine mikrobistatische oder mikrobizide Wirkung besitzten. [18, 28]. Auch um eine Haltbarkeit der Medikamente gewährleisten zu können muß steril gearbeitet werden. Zur Beurteilung der Haltbarkeit müssen aber in jedem Fall zusätzlich die Hinweise der Herstellerfirma über die Stabilität des Zytostatikums herangezogen werden. Bei einer längeren Lagerung von noch nicht zubereiteten Zytostatika sind auch die Herstellerhinweise zu beachten (siehe auch 2.3.4). 2.3.4 Haltbarkeit von Zytostatika Die Haltbarkeit der Zytostatika hängt stark mit der Herstellung zur Anwendung zu- sammen. Wird steril gearbeitet, kann von einer Haltbarkeit im Stunden- bis Tage- bereich ausgegangen werden. Diese Haltbarkeit kann durch das Zytostatikum selbst beschränkt werden, da nicht alle Zytostatika stabile Verbindungen sind. Einige sind tageslichtempfindlich, manche reagieren auf UV-Licht. Diese Einschränkungen begrenzen auch die Lagerfähigkeit von noch nicht zubereiteten (konzentrierten) Zytostatikapräparaten. Weiterhin sind natürlich für die Haltbarkeit und Lagerung die Hinweise der Herstellerfirmen zu beachten. 13
  • 2 Zytostatika 2.3.4.1 Inaktivierung von Zytostatika [20] Eine Inaktivierung, bzw. Zerstörung von Zytostatikaverbindungen wird dort angestrebt, wo z. B. im Rahmen des Arbeitsschutzes gereinigt wird (Sicherheits- Werkbank) oder wo es gilt Zytostaikarestmengen sicher zu entsorgen. Die Vielfalt der Zytostatika bringt eine Vielzahl von chemischen und physikalischen Eigenschaften mit sich. Die Inaktivierung von Zytostatika ist auf chemischen und physikalischem Wege möglich. Zur chemischen Inaktivierung sind hauptsächlich NaOH, NaOCI oder HCl wirksam. Dabei muß aber genau auf die Eigenschaften des Zytostatikums geachtet werden. Weiter kommt es bei der Wirksamkeit auf die Konzentration der chemischen Inaktivierungssubstanz (z. B. 5-40% NaOCI) sowie dessen Einwirkzeit (z. B. 15min- 24h NaOH) an. Nicht jedes Zytostatikum ist mit derselben chemischen Substanz zu inaktivieren. Bei der physikalischen Inaktivierung kommt eine Verbrennung bei mindestens 1000°C für eine zuverlässige Vernichtung von Zytostatika in Frage. 14
  • 2 Zytostatika 2.4 Gefährdungen durch Zytostatika für das Personal [21, 24,19] Die Gefährdungen für das Personal durch Aerosole, Unfälle und auch durch die Patienten müssen mit vorsichtigem Arbeiten, bestimmungsgemäßen Umgang mit den Zytostatika, Schutzkleidung und Hilfsmitteln, bzw. Geräten zum Arbeitsschutz minimiert werden. 2.4.1 Aerosole Die hochkonzentrierten Zytostatika werden in Infusionen für die Patienten überführt. Hier besteht die Gefahr einer Kontamination des Personals durch Aerosole. Ae- rosole können sich bilden, wenn die Fläschchen mit den konzentrierten Zytostati- kalösungen unvorsichtig mit einer Spritze angestochen werden oder wenn es zu einem Druckausgleich beim Herausziehen der Spritze aus dem Behältnis kommt. Die Aerosole können durch die Benutzung von Tupfern und sogenannten Spikes (Entlüftungskanülen) [Abb.2.4-1, 2.4-2] eingeschränkt werden [39]. Abb. 2.4-1 Abb. 2.4-2 Zum Vermeiden eines Überdruckes im Fläschchen wird eine Filternadel (Spike) aufgesteckt (Abb.2.4-1), so kann das Lösungsmittel Gefahrlos in das Medikamentenfläschchen überführt werden (Abb.2.4-2). 2.4.2 Unfälle Unfälle bei der Zubereitung können selbst bei vorsichtigem Arbeiten nie ganz aus- geschlossen werden. Die konzentrierten Zytostatikalösungen werden von den Her- stellern in Glasfiäschchen oder Ampullen abgefüllt, so kann es bei der Zubereitung im Krankenhaus zu Glasbruch kommen, wobei größere Mengen von konzentrierten Zytostatika frei werden können. Deshalb sollte unbedingt auf saugfähigen Unterla- gen in der Sicherheits-Werbank gearbeitet werden. 15
  • 2 Zytostatika 2.4.3 Patienten Weitere Gefahrenquellen durch die Zytostatika gibt es auf den Stationen, auf denen Patienten eine Chemotherapie erhalten. Die Gefahr geht hier vom Urin, Fäzes sowie dem Erbrochenen der Patienten aus. Zum Beispiel werden bis zu 60% einiger Zytostatikapräparate unverändert renal wieder ausgeschieden [20, 11]. Hier müssen also unbedingt auch Vorsichtsmaßnahmen durch das pflegerisch tätige Personal ergriffen werden. 2.4.4 MAK Werte Angaben zur maximalen Konzentration am Arbeitsplatz (MAK-Werte) werden von der Berufsgenossenschaft nicht gemacht. Dies hängt mit den niedrigen Konzentrationen der Zytostatika zusammen, die am Arbeitsplatz vom Personal aufgenommen werden können. Auch spielen die Proble- me, solch niedrige Konzentrationen zu analysieren eine Rolle (siehe auch 3.3.2.1). 16
  • 2 Zytostatika 2.5 Schutzmittel Die Gefahren durch Zytostatika gehen von der mutagenen, kanzerogenen und tera- togenen Wirkung der Zytostatika aus. Das Krankenhauspersonal kann bei der Her- stellung und Anwendung von Zytostatika diesen unkontrolliert ausgesetzt sein. Daher muß zu Schutzmitteln gegriffen werden, um die Gefahren durch Zytostatika möglichst gering zu halten. 2.5.1 Schutzbekleidung Die Schutzbekleidung besteht aus einem Kittel, Handschuhen, einem Mundschutz und einer Schutzbrille. Der Kittel sollte lange Ärmel haben. Um die Schutzwirkung zu optimieren sollten auch Armstulpen getragen werden. Die Handschuhe sollen aus Latex bestehen. Schutzhandschuhe aus PVC sollten nicht verwendet werden, da sie sich als zu brüchig und damit als Zytostatikadurchlässig erwiesen haben. Aber selbst wenn Latexhandschuhe verwendet werden, müssen diese nach spätestens einer halben Stunde gewechselt werden, da nachgewiesen ist, daß Zytostatika- präparate durch die Handschuhe hindurchdiffundieren und dann von der Haut re- sorbiert werden können [16]. Der Mundschutz und die Schutzbrille sind je nach der Gesamtausstattung der zubereitenden Abteilung optional. Unter Gesamtausstattung ist zu verstehen, ob nur an einer sogenannten Berner-Box (Schutzsystem der Firma Berner) oder an einer Laminar-Air-Flow Sicherheits-Werkbank (vgl. mikrobiologische Werkbank) gearbeitet wird und wie die räumlichen Verhältnisse einzuordnen sind. Existiert ein eigener Raum für die Zytostatikazubereitung oder findet diese z. B. im Schwestern/- Stationszimmer statt? Je geringer der gerätemäßige Schutz ausfällt (z. B. nur Berner-Box im Stationszim- mer), desto besser muß die persönliche Schutzausrüstung sein. 17
  • 2 Zytostatika 2.5.2 Schutzgeräteausstattung Dort, wo das Aufkommen der Zytostatikazubereitungen zu gering für eine zentrale Zubereitung ist oder es aus anderen, meist organisatorischen Gründen, nicht mög- lich ist, Zytostatika zentral zuzubereiten, können nicht immer die optimalen Maßnah- men zum Schutz des Personals getroffen werden. Es kann vorkommen, daß aus wirtschaftlichen Gründen mit eingeschränkten Sicherheitsvorkehrungen gear- beitet werden muß. [13] Die optimale Ausstattung beinhaltet einen einzelnen, genügend großen Raum für die Zubereitung. In ihm befinden sich sämtliche Zytostatika in den erforderlichen Lagerschränken, eine Sicherheits-Werkbank und ein Entsorgungssystem, das eine Kontamination des Arbeitsraumes durch die Abfälle aus der Sicherheits-Werkbank ausschließt. [27, 38] 18
  • 3 Arbeitsschutz 3 Arbeitsschutz 3.1 Allgemeines [29] Die Verantwortung für die Arbeitssicherheit ist eine Führungsaufgabe. Sie bein- haltet die Verpflichtung, alle Maßnahmen durchzuführen, die zum Schutz der Be- schäftigten erforderlich sind. Hierzu gibt es Vorschriften und Regelwerke wie: • Gesetze • Rechtsverordnungen • autonome Rechtsnormen • nichtgesetzliche Regelwerke Gesetze sind alle allgemein verbindlichen Rechtsvorschriften, die die Rechte und Pflichten der in ihrem Geltungsbereich stehenden Personen (juristische wie natürli- che) durch abstrakte und generelle Ge- und Verbote regeln. Als Beispiel: Das Chemikaliengesetz (ChemG). Rechtsverordnungen werden aufgrund einer besonderen gesetzlichen Ermächti- gung des ordentlichen Gesetzgebers durch Verwaltungsstellen (Minister, Landes- regierungen) erlassen. Als Beispiel: Verordnung über gefährliche Stoffe (GefStoffV). Autonome Rechtsnormen werden aufgrund einer gesetzlichen Ermächtigung von den Organen einer Selbstverwaltungskörperschaft (Krankenkassen, Berufsgenos- senschaften, Gemeinden, Landkreise, IHK, LVA, BfA) erlassen. Als Beispiel: Die Unfall Verhütungsvorschriften (UW) durch die Berufsgenossen- schaften. Nichtgesetzliche Regelwerke konkretisieren Gesetze, Rechtsverordnungen und autonome Rechtsnormen. Wesentliche Regelwerke sind z. B. DIN Normen, Merkblätter der Berufsgenossen- schaften, VDIA/DE Richtlinien, Technische Regeln zu Rechtsverordnungen, etc.. 19
  • 3 Arbeitsschutz 3.2 Gesetzliche Regelungen [30, 37] Regelungen beim Umgang mit Zytostatika sind in der Verordnung über gefährliche Stoffe (GefStoffV) festgehalten. Diese Verordnung hat ihre Rechtsgrundlage im Chemikaliengesetz (ChemG). Weitere Gesetze, die beim Umgang mit Zytostatika zu beachten sind, sind das Mutterschutzgesetz (MuSchG) und das Gesetz zum Schutze der arbeitenden Jugend (JuArbSchG). 3.2.1 Verordnung über gefährliche Stoffe (GefStoffV) Zytostatika sind Gefahrstoffe im Sinne der GefStoffV. Daher gelten die dortigen Bestimmungen auch für die Herstellung von Zytostatika in Krankenhäusern, bzw. deren Apotheken. Jährliche Unterweisungen und das Vorhandensein von Dienst- oder Betriebsanweisungen sind durch die GefStoffV vorgeschrieben. Unterwiesen werden soll Personal, das mit den Zytostatika in Kontakt kommen kann. Also neben dem Apothekenpersonal auch Reinigungskräfte oder beispielsweise Mitarbeiter im Hol- und Bringedienst. 3.2.2 Mutterschutzgesetz (MuSchG) Schwangere und stillende Mütter dürfen nach dem MuSchG nicht mit Arbeiten be- schäftigt werden, bei denen sie schädlichen Einwirkungen von gesundheitsgefähr- denden Stoffen ausgesetzt sind. Laut GefStoffV dürfen werdende Mütter allerdings weiter mit den Gefahrstoffen umgehen, sofern sie diesen, bei bestimmungsgemäßen Umgang, nicht ausgesetzt sind. Da aber beim Herstellen von Zytostatika auch bei bestimmungsgemäßen Umgang ein Zwischenfall nie auszuschließen ist, sollte in einer betriebsinternen Dienstanweisung gemäß dem MuSchG ein Beschäftigungs- verbot für Schwangere und stillende Mütter ausgesprochen werden. 3.2.3 Gesetz zum Schutze der arbeitenden Jugend (JuArbSchG) Wie im JuArbSchG beschrieben dürfen Jugendliche über 16 Jahren mit Gefahrstof- fen umgehen, sofern dies zur Erreichung ihres Ausbildungszieles erforderlich ist. Ansonsten ist die Beschäftigung in solchen Arbeitsbereichen unzulässig.
  • 3 Arbeitsschutz 3.3 Regelungen der Berufsgenossenschaft Beim Umgang mit Zytostatika ist die Berufsgenossenschaft für Gesundheits- dienst und Wohlfahrtspflege zuständig. 3.3.1 Merkblatt M 620 [39] Das Merkblatt M 620 dieser Berufsgenossenschaft (BG) behandelt die Handhabung von Zytostatika. Hierin werden allgemeine Ratschläge zur Handhabung von Zyto- statika gegeben. Vor allem sicheres Arbeiten bei der Herstellung von applikations- fertigen Zubereitungen wird behandelt. Arbeitsmedizinische Vorsorgemaßnahmen und Unterweisungen sind auch Gegenstand der Broschüre und werden als Arbeits- schutzmaßnahme empfohlen. Das Merkblatt beinhaltet jedoch keinen Hinweis auf geeignete Vorsorgeuntersuchungsmethoden oder maximale Arbeitsplatz-Konzen- trationen (MAK-Werte). Das Merkblatt M 620 soll Mitte 1996 aktualisiert werden. Die letzte Ausgabe entspricht dem Stand vom Dezember 1986. 3.3.2 VBG 1, VBG 103 [40, 41] Weiter gilt noch die Unfallverhütungsvorschrift quot;Allgemeine Vorschriften VBG 1quot; im Bezug auf die persönliche Schutzausrüstung und Unterweisungen. In der VBG 103 werden arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen für das Krankenhauspersonal vorgeschrieben. 3.3.2.1 Vorsorgeuntersuchungen [5, 11, 30] Über Art und Umfang von Vorsorgeuntersuchungen bei Krankenhauspersonal, das mit der Zytostatikazubereitung beschäftigt ist, gibt es keine Empfehlungen von au- torisierter Seite. Die generelle Toxizität von Zytostatika ist seit längerem bekannt. Der behandelte Patient trägt dieses Risiko als Nebenwirkung eines für ihn wichtigen Medikaments. Das mit Zytostatika umgehende Personal ist aber durch die Gefahren genauso be- troffen, da immer die Möglichkeit besteht, kleine und kleinste Mengen Zytostatika bei der Herstellung, Anwendung oder bei Kontakt mit dem Patienten aufzunehmen. Somit ist das Personal ständig den potentiellen Schädigungen durch Zytostatika ausgesetzt. Es schützt sich daher durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. das Tragen von Schutzkleidung und die Nutzung von Arbeitsschutzeinrichtungen wie Zytostatikasicherheits-Werkbänke. 21
  • 3 Arbeitsschutz Um aber eine quantitative Aussage über eine Zytostatikaexposition des Personals zu erhalten, bevor z. B. Schädigungen der Schleimhäute oder Fehlgeburten auftre- ten, sind Vorsorgeuntersuchungen notwendig. Hierbei werden Blut- oder Urinproben des Personals analysiert und nach den Zyto- statika selbst oder deren Metaboliten gesucht. Bei anderen Untersuchungsmethoden wird nach Veränderungen an den Chromosomen gesucht [23]. Die Aussagekraft aller Untersuchungen ist aber bisher fragwürdig und schwer einzuschätzen. Dies ergibt sich u. a. aus den sehr großen individuellen Schwankun- gen durch jegliche Exposition mit gentoxischen Substanzen wie z. B. Rauchen, Lö- sungsmittel, Röntgenstrahlen, etc.. Die niedrigen Konzentrationen, die bei der Her- stellung von Zytostatika aufgenommen werden können, bilden ein Analysenproblem. Weiterhin ist auch nicht geklärt welche Schäden durch chronische Aufnahme kleinster Mengen von Zytostatika auftreten können. Auch neuere Methoden wie das Zytostatika Biomonitoring im 24h-Sammelurin lassen Fragen offen. Unter anderem sind dies: • Inwiefern sind die ausgewählten Zytostatikapräparate tatsächlich für ein Biomonito- ring geeignet (Pharmakokinetik)? • Ist die aufgenommene Menge wirklich Null, wenn das Analysenverfahren einen Wert Null ergibt (positives Ergebnis ab Konzentrationen über 0,1ng/ml)? • Wie macht sich der Einfluß persönlicher Verhaltensweisen (gesteigerte Diurese durch hohe Trinkmengen) auf die Analysenergebnisse bemerkbar? 22
  • 3 Arbeitsschutz 3.4 DIN Normen Die DIN Normen stellen den Stand der Technik dar. Für mikrobiologische Sicher- heits-Werkbänke gilt die DIN 12 950. Fast alle bisher auf dem Markt befindlichen Zytostatika-Werkbänke sind Modifikationen solcher mikrobiologischen Werkbänke. Daher findet z. Zt. auch diese Norm bei den Zytostatika-Werkbänken Anwendung. Es ist allerdings die DIN 12 980 in Vorbereitung, welche die DIN 12 950 ablösen wird. Alle Sicherheits-Werkbänke arbeiten mit Filtern. In der DIN 12 950 werden für diese Filter die Normen DIN 24 184 und DIN 24 185 zitiert. Diese Normen sind mittlerweile durch die DIN EN 779 ersetzt. Die DIN EN 779 ist jedoch nicht mehr für die feinen Filterklassen gültig, die mittlerweile in den Sicherheits-Werkbänken verwendet werden. Daher ist seit 1993 die DIN E 24 183 im Entwurf, in der diese Filterklassen beschrieben werden. 3.4.1 DIN 12 950 [32] Die DIN 12 950 beschreibt allgemeine und besondere Anforderungen für mikrobio- logische Sicherheits-Werkbänke. Allgemeine Anforderungen sind u. a.: • Eigenschaften des Werkbank Innenraumes • Strömungsgeschwindigkeiten und Art der Strömung im Experimentierraum • Beschaffenheit der Frontscheibe • Filtereigenschaften • Beleuchtung • Geräuschpegel durch Sicherheits-Werkbank • Begleitpapiere, Kennzeichnung Für die Filter werden die Normen DIN 24 184 und DIN 24 185 zitiert. Weiterhin werden Eigenschaften wie Produktschutz, Personenschutz und Verschleppungs- schutz definiert und Prüfungen dazu beschrieben. Produktschutz Der Produktschutz ist ein Maß dafür, daß nicht mehr als zulässige Mengen von Par- tikeln (Staub, Keime) aus der Umgebung der Arbeitsöffnung in die Zytostatika- Werkbank gelangen. Der Produktschutz wird durch das Rückhaltevermögen des Umluftfilters, das Rück- haltevermögen von Partikeln an der Arbeitsöffnung und den Verschlep-pungsschutz innerhalb der Sicherheits-Werkbank ermöglicht. 23
  • 3 Arbeitsschutz Personenschutz Personenschutz bedeutet, daß das Bedienpersonal keinen schädlichen Einwir- kungen von Zytostatika ausgesetzt ist. Der Personenschutz wird durch das Rückhaltevermögen an der Arbeitsöffnung durch den Laminar-Air-Flow sowie durch das Rückhaltevermögen des Abluftfilters gewähr- leistet. Verschleppungsschutz Verschleppungsschutz ist die Eigenschaft einer Sicherheits-Werkbank, durch die verhindert wird, daß unzulässige Mengen von Partikeln innerhalb der Sicherheits- Werkbank hin und her übertragen werden. Die Sicherheits-Werkbänke werden in die Klassen 1, 2 und 3 eingeteilt. Klasse 1 (sog. Bemer-Box) Hier handelt es sich um eine Sicherheits-Werkbank, bei der die Abluft mit einem HOSCH-Filter (HOchleistungs SCHwebstoffilter) gereinigt wird. Die Sicherheits- Werkbank hat eine durchsichtige und unten mit zwei Arbeitsöffnungen versehene Frontscheibe. Die Frontscheibe ist hoch-klappbar [Abb. 3.4-1]. Diese Werkbankklasse erfüllt den Personenschutz. Abb. 3.4-1: Berner Zytostatikabox oder quot;Berner Boxquot; mit Querschnittmodel.
  • 3 Arbeitsschutz Klasse 2 (Laminar-Air-Flow Werkbank) In dieser Klasse herrscht in dem Arbeitsraum der Sicherheits-Werkbank eine verti- kale, turbulenzarme Verdrängungsströmung (Laminar-Air-Flow) [Abb. 3.4-2, 3.4-3]. Die Luft in der Sicherheits-Werkbank und die Abluft sind durch mindestens ein HOSCH-Filter gereinigt. Die Frontscheibe ist wie in der Klasse 1 ausgeführt, jedoch mit durchgehender Öffnung. Diese Werkbankklasse 2 erfüllt den Personenschutz, den Produktschutz und den := Verschleppungsschutz. F= ) Abb. 3.4-2 Abb. 3.4-3 Beispiele für Sicherheits-Werkbänke Klasse 2. Klasse 3 (Isolatoren) Sie repräsentiert Sicherheits-Werbänke, die einen geschlossenen Arbeitsraum besitzen [Abb.3.4-4]. Im Arbeitsraum herrscht ein Unterdruck. Es muß eine Materi- alschleuse vorhanden sein. Im Arbeitsraum kann nur mit luftdicht eingesetzten armlangen Handschuhen oder mit Manipulatoren gearbeitet werden. Die Zuluft wird mit einem, die Abluft mit zwei HOSCH-Filtern gereinigt. Die Abluft wird über ein Fortluftsystem ins Freie geleitet. Diese Werkbankklasse erfüllt den Personenschutz und den Produktschutz. Abb. 3.4-4: Sicherheits-Werkbank Klasse 3 (Isolator) mit Querschnittmodel. 25
  • 3 Arbeitsschutz 3.4.2 DIN 12 980 [33] Im April 1996 wird die DIN 12 980 erscheinen, die speziell auf Zytostatika-Werk- bänke zugeschnitten ist. Sie enthält im wesentlichen die Inhalte der früheren Norm DIN 12 950. Im Unterschied zur DIN 12 950 zitiert die DIN 12 980 für die Filter in den Sicher- heits-Werkbänken die DIN 24 183-1. Weiter werden die Werkbänke in die Typen H und V unterteilt und nicht mehr in die Klassen I, II oder III.. Typ H (Laminar-Air-Flow Werkbank) Beim Typ H wird die Abluft durch mindestens ein HOSCH-Filter der Klasse EU 14 nach DIN E 24 183-1 gereinigt. Im Arbeitsraum herrscht eine vertikale turbulenz- arme Verdrängungsströmung, die vorher auch mit einem HOSCH-Filter gereinigt wurde. Die Öffnung zum Arbeitsraum an der Frontseite ist durch eine Sichtscheibe begrenzt. Unterhalb der Sichtscheibe befindet sich die Arbeitsöffnung. Typ V (sog. Berner-Box) Der Typ V ist eine Einrichtung, bei der die Abluft mit einem HOSCH-Filter der Klasse EU 14 gereinigt wird. Die Öffnung zum Arbeitsraum an der Frontseite ist durch eine Sichtscheibe begrenzt. Unterhalb der Sichtscheibe befinden sich eine durchgehende Arbeitsöffnung (Typ V1) oder Armeingriffsöffnungen (Typ V2). Ferner legt sie den Einsatzbereich des Typ H zur Herstellung von applikationsferti- gen Zytostatikazubereitungen im Rahmen des üblichen Apothekenbetriebes und des Typs V zur Vorbereitung von applikationsfertigen Zytostatikazubereitungen zur An- wendung auf Station fest. Die Forderungen und Prüfungen zu Produkt-, Personen- und Verschleppungsschutz aus der DIN 12 950 bleiben weiter bestehen. 3.4.3 DIN EN 779 [34, 36] Für Filter der allgemeinen Raumlufttechnik galten die DIN Normen DIN 24 184 und 24 185. Seit 1994 sind diese durch die DIN EN 779 ersetzt. In dieser Norm sind die Anforderungen und Prüfungen an Filter der Reinheitsklassen G1-4 und F 5-9 (früher EU 1-9) dargelegt. Diese Filterklassen erlauben Wirkungsgrade bis zu über 95%. Filter mit einem Anfangswirkungsgrad von über 98% fallen jedoch nicht unter diese Norm. Gerade diese Filter werden aber jetzt in den Sicherheits-Werkbänken verwendet. Hier gilt dann die DIN E 24 183-1 [35].
  • 3 Arbeitsschutz 3.4.4 DIN E 24 183 [35] Bei der DIN E 24 183 handelt es sich um einen Entwurf von 1993. In ihm werden erstmals die Begriffe quot;HOSCHquot; (HOchleistungs SCHwebstoffilter), bzw. quot;HEPAquot; (High Efficiency Particulate Air Filter) oder quot;ULPAquot; (Ultra Low Penetration Air Filter) erläutert. Hier sind auch Verfahren zur Prüfung dieser Filter genannt und es werden weitere Spezifikationen zu diesen Filtern gegeben. Von den Werkbankherstellern, vor allem der Firma Berner, werden Filter mit diesen Bezeichnungen schon seit längerem verwendet [42]. 27
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern 4 Umfrage in Krankenhäusern 4.1 Erläuterungen Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird eine nicht representative Umfrage an ver- schiedenen Krankenhäusern durchgeführt. Diese Umfrage soll die Entwicklung der Sicherheits-Werkbank unterstützen, indem aus den direkten Gesprächen mit dem Krankenhauspersonal Erkenntnisse und Anregungen gewonnen werden, die dann unmittelbar in die Entwicklung Eingang finden können. Ferner wird ein Eindruck über die Arbeitsweise mit den Zytostatika in den Krankenhäusern bzw. deren Apotheken gewonnen. Die Befragung stellt somit ein gutes Mittel zur Designlenkung dar. Die Umfrage erfolgt nach einem vorher ausgearbeiteten Fragebogen, (siehe auch Anhang C) Der Fragebogen gliedert sich folgendermaßen auf: • Arbeitsaufkommen in Bezug auf Zytostatikazubereitungen • Arbeitsweise, wie die Präparate zubereitet werden (z. B. mit welchen Hilfsmitteln) • Art und Weise der Abfallbeseitigung • Art und Weise der Desinfektionsmaßnahmen • Räumliche Situation in der gearbeitet wird • Belastung des zubereitenden (Apotheken-) Personals durch die Sicherheits- Werkbank (Lärm, Wärme) • Einschätzung der Ergonomie, der vorhandenen Sicherheits-Werkbank • Sonstige Anregungen und Probleme des Personals 4.2 Vorstellung der befragten Krankenhäuser Es wurden Informationsgespräche in verschiedenen Krankenhäusern mit zentralen Apotheken oder onkologischen Abteilungen durchgeführt: Bei den befragten Krankenhäusern handelt es sich um eine willkürliche Auswahl ohne auf die Anzahl der Zytostatikazubereitungen pro Tag oder die Bettenanzahl des Krankenhauses Rücksicht zu nehmen. Dadurch soll sichergestellt sein, ein größtmögliches Spektrum an Meinungen und Anregungen zu der geplanten Sicherheitswerkbank zu erhalten. Es wird so auch möglich, einen Einblick in die verschiedensten Arbeitsweisen bei der Zytosatikazubereitung zu erhalten.
  • 4 Umfrage In Krankenhäusern Name des Hauses: Abteilung: St. Vincentius Krankenhäuser Karlsruhe Zentrale Apotheke Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Dr. Unbescheiden, Leiterin der zentralen Zubereitung ca. 20.000 Gesamtbettenzahl des Hauses: 813 Warne des Hauses: Abteilung: Universitätsklinik Gießen Zentrale Apotheke Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Dr. Hepp, Leiterin der zentralen Zytostatikazubereitung ca. 21.000 Gesamtbettenzahl des Hauses: 1378 Name des Hauses: Abteilung: Universitätsklinik Marburg/Lahnberge Zentrale Zytostatika- zubereitung Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Dr. Neuf, Leiterin der zentralen Zytostatikazubereitung ca. 16.000 Gesamtbettenzahl des Hauses: 1320 Name des Hauses: Abteilung: Städtische Kliniken Fulda Zentrale Apotheke Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Dr. Freidank, Leiterin der zentralen Zytostatikazubereitung ca. 8.500 Gesamtbettenzahl des Hauses: 857 29
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern Name des Hauses: Abteilung: Kreiskrankenhaus am Plattenwald/Bad Friedrichshall Zentrale Apotheke Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: zubereitende PTA ca. 2.800 Gesamtbettenzahl des Hauses: 447 Name des Hauses: Abteilung: Städtisches Krankenhaus Heilbronn Zentrale Zytostatikazubereitung Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Brenner, Fr. Klenk ca. 6.700 Gesamtbettenzahl des Hauses: 796 Name des Hauses: Abteilung: Katharinenhospital Stuttgart Zentrale Apotheke Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: Fr. Dr. Rink, Leiterin der zentralen Zytostatikazubereitung ca. 8.000 Gesamtbettenzahl des Hauses: 953 Name des Hauses: Abteilung: Olgahospital Stuttgart Station K1, Kinderonkologie Gesprächspartner: Zubereitungen pro Jahr: dortige Stationsschwester ca. 300 Gesamtbettenzahl des Hauses: 407 [8] 30
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern 4.3 Ergebnisse der Befragung Grundsätzlich war immer großes Interesse an der Entwicklung einer neuen Zytosta- tikasicherheits-Werkbank festzustellen. In den Krankenhäusern ist die Problematik der z. Zt. auf dem Markt befindlichen Zytostatikawerkbänke bekannt, besonders nach den Sicherheitstests durch den TÜV. Es gab nie Probleme, sich direkt in den Zubereitungsräumen umzusehen und mit dem Personal vor Ort zu sprechen. Die Leiter der Apotheken bzw. der zentralen Zu- bereitung waren immer interessiert und gaben gerne Informationen über Ihre Situa- tion. 4.3.1 Arbeitsaufkommen Zum Arbeitsaufkommen in Bezug auf die Anzahl der Zubereitungen sind die Kran- kenhäuser durch ihre unterschiedliche Größe der onkologischen Abteilungen nur bedingt vergleichbar. Die Ausstattung ist in den Häusern mit hoher Anzahl von Zubereitungen als gut ein- zustufen, wohingegen bei wenigen Zubereitungen pro Jahr die Probleme und Risi- ken bei der Zytostatikaherstellung teilweise unterschätzt werden oder wegen des geringen Zubereitungsaufkommens keine großen finanziellen Investitionen getätigt werden können. Somit können dann auch nicht die optimalen Schutzmaßnahmen für das Personal ergriffen werden. 4.3.2 Arbeitsweise Die Arbeitsweise, wie die Präparate zubereitet werden ist von Haus zu Haus ver- schieden. Saugfähige Arbeitsunterlagen werden in den meisten Häusern verwendet. Sie sind aus Zellstoff. Die hygienischen Verhältnisse sind sehr unterschiedlich. Einige Häu- ser verwenden sterile Unterlagen, andere bringen unsterile Unterlagen, wie sie auch auf Station verwendet werden, in die Werkbank ein. Der Ablauf der Arbeit sieht so aus, daß in kleinen Häusern häufig nur eine Person allein an der Sicherheits-Werkbank arbeitet und sich ihr Arbeitsmaterial (Spritzen, Infusionen, Tupfer, etc.) sowie Zytostatikalösungen für die Zeit bis zum nächsten Handschuhwechsel (1/2 Stunde) mit in die Bank nimmt und die Zubereitungen
  • 4 Umfrage n Krankenhäusern vornimmt. Der Abfall wird in der Sicherheits-Werkbank gesammelt und nach Beendi- gung der Arbeit entsorgt. In größeren Häusern arbeiten meist zwei Personen an einer Bank: Eine reicht Zyto- statika und Arbeitsmaterial zu und nimmt den Abfall entgegen, die andere Person ist ausschließlich mit der Zubereitung beschäftigt. Hier werden die Handschuhe natürlich auch halbstündlich gewechselt. Ferner gibt es zwei unterschiedliche Weisen der Zubereitung von Zytostatika. Zum einen die Gewichtsbezogene zum anderen die Volumenbezogene, [siehe auch Kapitel 2]. Dort, wo gewichtsbezogen gearbeitet wird, ist die Arbeitsfläche der Sicherheits- Werkbänke eher als klein zu bewerten, da hier eine Waage und eventuell noch ein Bedienfeld für einen Rechner mit in der Sicherheits-Werkbank stehen. Bei volumen- bezogenem Arbeiten bieten die Sicherheits-Werkänke ein genügend großes Raum- angebot. Die Werkbänke sind standardmäßig 1,20m oder 1,80m lang und ca. 0,40m tief. Eine Verkleinerung des gesamten Platzbedarfs der Sicherheits-Werkbank wäre wün- schenswert, da sich die Werkbänke überwiegend in kleinen Räumen befinden und somit auch Platzprobleme bestehen. Transportwege beim Aufstellen der Bank müssen auch beachtet werden. In den Krankenhausapotheken entsprechen nicht alle Türen den Maßen einer üblichen Krankenhaustür (1m breit). Häufig sind diese nur 90cm breit oder sogar schmaler. 4.3.3 Abfallentsorgung [14, 15, 25] Entsorgungsweg Für die Entsorgung von Zytostatika und (eventuell) kontaminierten Gegenständen gibt es noch keine einheitlichen Vorschriften über geeignete Entsorgungsverfahren. Grundsätzlich müssen zwei Sorten Abfälle unterschieden werden. Zum einen der sicher mit Zytostatika kontaminierte Abfall (Spritzen, Spikes, Tupfer, ev. Unterlagen) sowie der Abfall, der bei der Zytostatikazubereitung nicht kontami- niert wurde. Der sicher kontaminierte Müll muß in einer Sondermüllverbrennungs- anlage entsorgt werden. Der andere Abfall sollte getrennt gesammelt werden, kann aber mit dem Hausmüll entsorgt werden.
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern Arbeitsweise an der Sicherheits-Werkbank In den Krankenhäusern, in denen zwei Personen an der Sicherheits-Werkbank ar- beiten, reicht eine Person das Arbeitsmaterial zu und nimmt den Abfall entgegen, während die andere Person mit der Herstellung beschäftigt ist. Der Vorschlag eines, in die Sicherheits-Werkbank integrierten, Müllabwurfs mit Einschweißvorrichtung für den kontaminierten Müll wurde überall positiv aufge- nommen. Auch Häuser die schon im Besitz eines quot;Berner Pacto Safequot; [Abb.4.3-1] sind, fanden den Vorschlag gut. Es muß allerdings das im Haus vorhandene Entsorgungssystem beachtet werden Abb. 4.3-1: Berner Pacto Safe Zytostatikamüllentsorgungssystem mit Querschnittmodel. (Größe und Form der Abfallbehälter). 33
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern 4.3.4 Reinigung und Desinfektion Die Reinigung und Desinfektion der Arbeitsfläche der Sicherheits-Werkbank ge- schieht durch eine Wischreinigung mit 70%-igem Ethanol (Abb. 4.3-2). Die Sicherheits-Werkbank wird so von Staub, Keimen und Zytostatikaspritzern ge- reinigt und desinfiziert. Diese Arbeit findet täglich vor dem Einschalten, bzw. dem Beginn der Arbeit statt, sowie am Ende der Arbeit, bzw. beim Abschalten der Sicher- heits-Werkbank. Einmal pro Woche wird die Arbeitsfläche aus der Sicherheits-Werkbank herausge- nommen, soweit dies der Bauart nach möglich ist, und die darunter liegende Auf- fangwanne mitgereinigt. Diese Reinigungs-und Desifektionsmaßnahmen sowie das Abschalten des Laminar- Air -Flow in der Sicherheits-Werkbank werden jedoch von Krankenhaus zu Kranken- haus sehr unterschiedlich gehandhabt. Einige Häuser betreiben Ihre Sicherheits- Werkbänke 24 Stunden am Tag, andere schalten sie über Nacht ab. Auch die Reini- gungs-und Desinfektionsintervalle werden je nach den Erfahrungen und Meinungen der jeweiligen zuständigen Personen variiert. Abb. 4.3-2: Reinigung der Sicherheits-Werkbank nach der Arbeit mit 70%-igem Alkohol. 34
  • 4 Umfrage n Krankenhäusern 4.3.5 Räumliche Situation Die räumliche Situation, in der gearbeitet wird, ist unterschiedlich. In großen Häu- sern stehen die Sicherheits-Werkbänke in einzelnen Räumen. In diesen Räumen werden auch die Zytostatika gelagert. Soweit nötig in Kühlschränken, ansonsten in normalen Lagerschränken oder einfachen Regalen. Die Sicherheits-Werkbänke arbeiten mit 70% Um- und 30% Abluft (Fortluft). Dabei werden, nach Reinigung durch Filter, 70% der Luft innerhalb der Werkbank rezirku- liert und 30% in die Umgebung abgegeben. Die 30% Abluft gehen dabei entweder unmittelbar in den Arbeitsraum zurück oder werden durch eine Fortluftleitung ins Freie geleitet. Wird die Luft nach Außen abgeleitet, entsteht in den häufig kleinen Räumen (meist um 20m2) ein unangenehmer Luftzug durch die nachkommende Luft. Bei den Fortluftleitungen besteht das Problem, daß die Konstruktion so ausgeführt sein muß, daß keine Rückwirkungen, z. B. durch ungünstige Windverhältnisse o. ä., von außen in die Sicherheits-Werkbank möglich ist. 4.3.6 Belastung des Personals durch die Sicherheits-Werkbank In allen Häusern wurden die dortigen Sicherheits-Werkbänke als zu laut empfunden (bisher maximal 60dB(A) nach DIN 12 950). Erschwerend zu der Lautstärke kommt hinzu, daß die Sicherheits-Werkbänke den ganzen Tag laufen und dadurch keine Erholung für das Personal in den Arbeitsräumen möglich ist. Auch die immense Wärmeabgabe durch die Sicherheits-Werkbänke (Lüftermotoren, Beleuchtung) stellt ein Problem dar. Die Arbeitsräume heizen sich dadurch schnell auf und es kommt in nicht klimatisierten Räumen zu einem ungemütlichen Klima (im Sommer, nach Berichten von Betroffenen, bis zu 35°C). Die meist zu kleinen Räume tragen noch zur Verschärfung der Situation bei. 4.3.7 Ergonomie Eine höhenverstellbare Werkbank, die vor der Inbetriebnahme an die Verhältnisse vor Ort angepaßt wird, fand keine grundsätzliche Ablehnung. Die Höhe der Sicherheits-Werkbank wird jedoch nicht als vordringliches Problem angesehen. Als dringlicher wird die Schaffung einer Möglichkeit gesehen, um die Arme an der Arbeitsflächenkante abzustützen, ohne dabei die vorderen Lufteinsaugschlitze signi- fikant zu verdecken.
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern Die Einsicht in die Sicherheits-Werkbank von drei Seiten ist in den meisten Häusern realisiert. Die Frontscheibe zu wölben und somit Einblick von oben in die Sicherheits-Werk- bank zu bekommen fand großen Anklang. Man erlangt so auch eine bessere Ar- beitsposition, da sich das Gesicht der arbietenden Person nicht mehr so dicht vor der Frontscheibe der Sicherheits-Werkbank befindet. 4.3.8 Anregungen Eine Anregung des Personals war eine Halterung für Infusionsbeutel in der Si- cherheits-Werkbank zu installieren. Diese Halterung wird zum Aufhängen des Beutels beim Ablassen bestimmter Flüssigkeitsmengen aus dem Infusionsbeuteln benutzt. In die Infusionsbeutel wird dann das konzentrierte Zytostatikum gespritzt. Man erhält so die Zytostatikalösung mit der für den Patienten richtigen Konzentration, die ihm dann infundiert werden kann. In einigen Häusern gibt es für solch eine Vorrichtung Bedarf, dort wird bisher mit Provisorien (Ständer aus dem klinisch-chemischen Labor) gearbeitet.
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern 4.4 Hinweise für die Entwicklung Hinweise für die Entwicklung ergeben sich aus den Umfrageergebnissen. Wichtig ist die Bewertung der Konstruktions-Vorschläge durch die Personen, die später an die- ser Sicherheits-Werkbank arbeiten müssen. 4.4.1 Lagermöglichkeit in der Sicherheits-Werkbank Die Schaffung einer Lagermöglichkeit innerhalb der Sicherheits-Werbank, ähnlich den Lagerschränken für Zytostatika im Zubereitungsraum, fand keine Resonanz. Diese Idee sollte nicht realisiert werden, da sie keine Vorteile gegenüber den bishe- rigen Sicherheits-Werkbänken bietet. 4.4.2 Müiientsorgung Den Vorschlag, in die Sicherheits-Werkbank einen Müllabwurf nach dem quot;Berner Pacto Safequot;-Prinzip zu integrieren fand überall Zustimmung und sollte demnach verwirklicht werden. Er vereinfacht die Entsorgung der Abfälle und macht diese sicherer. 4.4.3 Belastung durch Lärm und Wärme Es ist nötig, hier möglichst leise Lüfter für den Laminar-Air-Flow einzusetzen, um die Belastung des Personals durch den Lärm der Lüfter zu reduziern. Die Wärmeab- gabe muß mit geeigneten Mitteln reduziert werden. Ein Weg ist z. B. die Beleuch- tung einzusparen, da durch die gewölbte Frontscheibe eventuell genügend Licht auf die Arbeitsfläche gelangt (siehe 4.4.5). 4.4.4 Abmessungen der Sicherheits-Werkbank Hier muß auf die teilweise beengte Situation in den Apotheken Rücksicht genommen werden. Es ist daher eine möglichst kleine Bauform anzustreben. Dies gilt auch im Hinblick auf das Transportproblem zum Aufstellungsort (siehe 4.3.2). 37
  • 4 Umfrage in Krankenhäusern 4.4.5 Ergonomie Die Ergonomie der Sicherheits-Werkbank zu verbessern, kann in der Form Rech- nung getragen werden, daß die Sicherheits-Werbank nach dem Aufstellen durch eine individuelle Höhenverstellung an die Größe der daran sitzend arbeitetenden Personen angepaßt werden kann. Das Vorhaben, die Frontscheibe zu wölben wurde überall begrüßt. Es wird so eine wesentlich verbesserte Arbeitsposition vor der Sicherheits-Werkbank möglich. 4.4.6 Katalysatorsystem Das Katalysatorsystem soll die Filter der bisherigen Zytostatika Sicherheits- Werkbänke ersetzen. Durch eine katalytische Oxidation sollen hierbei die Zytostatika zerstört werden. Dieses System wurde überall als hervorragend beurteilt. Wenn dieses Merkmal der Sicherheits-Werkbank realisiert werden kann, ist es sicher das (Verkaufs-) Argument für diese Zytostatikasicherheits-Werkbank. 38
  • 5 Konstruktion 5 Konstruktion der Zytostatikasicherheits-Werkbank 5.1 Allgemeines Am Anfang jeder Konstruktionsarbeit steht die Idee. Bis zu deren Realisierung müs- sen mehrere Phasen durchlaufen werden. Bei der Planung werden zunächst die Anforderungen an das Produkt im Pflichten- heft beschrieben. Die Knüpfung von Firmenkontakten dienen der Realisierung ge- wisser Anforderungen. Das Blockdiagramm gibt eine Übersicht vom Arbeitsprinzip. Die Berechungen in der Planungsphase sind für Konstruktion und Dimensionierung notwendig. Die Konstruktionszeichnungen sind Grundlage und Verständigungsmittel für die Fertigung. Anhand der Konstruktionszeichnungen wird in der Fertigung ein Prototyp realisiert. Danach werden die in der Planungsphase gestellten Anforderungen auf Erfüllung überprüft. Jetzt wird entschieden ob in die Planungsphase zurückgekehrt wird oder das Entwicklungsende erreicht ist. Abb. 5.1-1: Übersicht Konstruktionsablauf Ziel ist es, im Rahmen dieser Diplomarbeit, einen einfachen Prototyp der Zytosta- tika-Werkbank zu entwickeln. Der Prototyp enthält eine Gestellkonstruktion, den Arbeitsraum und die Frontklappe mit Eingriffsöffnungen. Dazu kommt ein Radiallüf- ter mit Drehzahlsteller. Um Erweiterungen und Verfeinerungen vorzunehmen, kann später auf diesem Prototyp aufgebaut werden.
  • 5 Konstruktion 5.2 Planung In der Planungsphase wird das Pflichtenheft erstellt. Es werden Firmenkontakte gesucht, die bei der Verwirklichung des Projekts benötigt werden. Durch die Firma MRD wird zu beginn des Projekts beim Land Rheinland-Pfalz ein Förderantrag gestellt. Dieser Antrag soll eine finanzielle Unterstützung für das Projekt bilden. Ein Blockdiagramm zur Übersicht der Funktionsweise wird entworfen. Weiterhin werden Berechnungen zur Konstruktionsunterstützung vorgenommen. 5.2.1 Pflichtenheft In dem Pflichtenheft werden für die strukturierte Vorgehensweise eines Entwick- lungsprojekts die Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt sowie die Maß- nahmen zu deren Erreichung festgehalten. Bei einer Änderung der Anforderungen muß auch das Pflichten- und Lastenheft dieser Entwicklung angepaßt werden. Das Pflichtenheft entspricht den Anforderungen der Richtlinie VDIA/DE 3694 [37]. 5.2.1.1 Pflichtenheft Version 1 Das Pflichtenheft gliedert sich in einen Lastenheftteil und einen Pflichtenheftteil auf. Im Lastenheftteil werden die Anforderungen an das Projekt beschrieben, wäh- rend der Pflichtenheftteil die Realisierung der einzelnen Forderungen beschreibt. Im Lastenheftteil sind die Ergebnisse der Umfrage, die allgemeinen Anforderungen durch DIN Normen und das Patent der Firma MRD eingearbeitet.
  • 5 Konstruktion Lastenheft Die einzelnen Anforderungen gliedern sich auf in: 1 Arbeitsfläche Es muß eine Arbeitsfläche von genügender Größe geschaffen werden. Sie muß am Stück aus Zytostatika- und desinfektionsmittelresistentem Material ge- fertigt sein. Der Arbeitsraum besteht ebenfalls aus diesem Material und muß fussel- frei ausgewischt werden können (desinfektionfreundliche Gestaltung). Der Prototyp ist von diesen Forderungen ausgenommen, da es bei ihm um die Realisierung einer laminaren Strömung geht (Punkt 3/4). 2 Katalysatorsystem Die Dekontamination der mit Zytostatika belasteten Abluft aus dem Arbeitsraum soll mittels eines Katalysatorsystems erfolgen. 3 Lüftung Das gesamte Lüftungskonzept muß den Personenschutz, Produktschutz und Ver- schleppungsschutz gewährleisten (siehe [32, 33]). 4 Laminarer Luftstrom In der Werkbank muß eine laminare Luftströmung von 0,4m/s herrschen; an den Eingriffsöffnungen eventuell eine höhere Luftgeschwindigkeit (siehe [32]). 5 Beleuchtung Eine schattenfreie Ausleuchtung der Werkbank in genügender Leuchtstärke muß gewährleistet sein (min. 800 Lux, siehe [32]). 6 Frontscheibe Die Frontscheibe soll aus einer gewölbten Scheibe mit einer an der Front ange- brachten Eingriffsöffnung bestehen, so daß der Bediener auch einen Einblick von oben auf die Arbeitsfläche hat.
  • 5 Konstruktion 7 Sicherheitssystem Die Sicherheits-Werkbank muß ein Sicherheitssystem enthalten, das die verschie- denen Betriebszustände der Werkbank wie z.B. Lüfterstatus, Betriebstemperatur, geschlossene Frontklappe u. ä. anzeigt. Das Sicherheitssystem muß Alarmeinrichtungen für gefährliche Betriebzustände wie z. B. Lüfterstillstand, Ausfall des Katalysatorsystems, offene Frontklappe, Defekt im Abluftsystem enthalten. 8 Müllentsorgung Die Werkbank soll innerhalb der Arbeitsfläche eine Möglichkeit für den Abwurf und die Entsorgung von mit Zytostatika belastetem Müll bieten. 9 Belastungen durch Lärm Der Geräuschpegel soll unter dem von bisherigen Sicherheits-Werkbänken liegen. Also weniger als 60dB(A) betragen (siehe auch DIN 12 950). 10 Belastungen durch Wärme Durch die Werkbank darf keine signifikante Erwärmung des Werkbankinneren (nicht mehr als 8°C über der Temperatur außerhalb der Werkbank, siehe DIN 12 950) und der Umgebung erfolgen. 42
  • 5 Konstruktion Pflichtenheft Hierin wird beschrieben, wie die Anforderungen des Lastenheftes erfüllt werden sollen. 1 Arbeitsfläche Die Werkbank wird in einer Breite von 1,2m und einer Tiefe von 0,5m ausgeführt. Die Arbeitsplatte wird aus einem Stück und aus Edelstahl hergestellt. Der Arbeits- raum wird ebenfalls in Edelstahl ausgeführt. Alle Ecken sind abzurunden. Die Arbeitsfläche des Prototyps wird, wie die gesamten Bleche des Prototyps, aus unbehandeltem gewöhnlichem Stahlblech (St37, t=1,5mm) erstellt. 2 Katalysatorsystem Hier wird eine Lösung mittels katalytischer Verbrennung/Oxidation in einem ke- ramischen Katalysator in Betracht gezogen. Dieser Katalysator kann von der Firam MRD nur in Bezug auf seine zytostatikainaktivierenden Eigenschaften spezifiziert werden. Die gesamte kontaminierte Luft ist durch dieses System zu leiten. 3 Lüftung Die definierten Strömungsverhältnisse werden durch einen Radiallüfter (Typ CK 160 C der Firma Junkes GmbH/Trier) und eine spezielle Luftführung in der Sicher- heits-Werkbank erzeugt. 4 Laminarer Luftstrom Der laminare Luftstrom ist Teil der Strömungsverhältnisse und wird wie diese rea- lisiert. 5 Beleuchtung Die Ausleuchtung (800 Lux) wird mit einer geeigneten, leuchtstarken Lichtquelle, die konvektionsfrei außerhalb der Werkbank angebracht sind, sichergestellt. 6 Frontscheibe Als Frontscheibe wird eine aus schlagfestem und UV-Licht beständigem Acryl- glas gefertigte ein Zentimeter starke Scheibe verwendet. Sie wird eine Wölbung aufweisen, damit die Einsicht auf die Arbeitsfläche der Sicherheits-Werkbank auch von oben möglich ist. Mit optischen Verzerrungen durch die Scheibe muß nicht ge- rechnet werden. 43
  • 5 Konstruktion 7 Sicherheitssystem Diese Systeme sind als elektronische Schaltungen zu realisieren. Es ist ein aku- stischer, löschbarer sowie ein optischer, nicht löschbarer Alarm für die gefährlichen Betriebszustände (siehe 7, Lastenheft) vorzusehen. 8 Müllentsorgung Hier muß eine Einrichtung ähnlich dem quot;BERNER-Pacto-Safequot;-System in die Werkbank integriert werden [42]. Der Berner Pacto-Safe ist ein Gerät, bei dem der Müll in einen Müllbeutel fällt, der anschließend verschweißt wird. Dies ist eine be- sonders sichere Methode um eine Kontaminierung der Umgebung durch Abfälle auszuschließen. 9 Belastungen durch Lärm Dieser Punkt muß erprobt werden. Hier kommt es vor allem auf eine ausreichende Lüfterdimensionierung an. 10 Belastungen durch Wärme Dieser Punkt muß ebenfalls erprobt werden. Auch hier kommt es vor allem auf eine ausreichende Lüfterdimensionierung an.
  • 5 Konstruktion 5.2.1.2 Pflichtenheft Version 2 In der Planungs-, bzw. Entwicklungsphase, nach Erstellung der Version 1 des Pflichtenheftes wird deutlich, daß das Katalysatorsystem nicht zu realisieren ist, da kein Zulieferer für ein solches System gefunden werden kann und die Firma MRD selbst nicht die Möglichkeiten hat ein Katalysatorsystem zu entwickeln. Außerdem verändern die neue, überarbeitete DIN Norm 12 980 und zusätzliche Überlegungen die Entwicklungsgrundlage. Somit wird eine neue Version des Pflich- tenheftes notwendig. Im Pflichtenheft der Version 2 werden lediglich die Unterschiede zur Version 1 dargestellt. Lastenheft 2 Katalysatorsystem Da sich das Katalysatorsystem durch die externe Firma nicht realisieren läßt, wird als Alternative eine Reinigung der Abluft mit konventioneller Filtertechnik in die Pla- nung mit einbezogen. 4 Laminarer Luftstrom Da in der neuen DIN 12 980 keine Forderungen mehr zu einer bestimmten Luftge- schwindigkeit in der Sicherheits-Werkbank gestellt werden, kann der Punkt im La- stenheft entfallen. Es müssen aber, im Falle einer Serienproduktion, in der Gerätedokumentation An- gaben über die tatsächliche Luftgeschwindigkeit in der Sicherheits-Werkbank ge- macht werden. Die Forderung der DIN 12 950 nach einer laminaren Strömung in der Sicherheits- Werkbank bleibt aus Personen-, Produkt- sowie Verschleppungsschutzgründen er- halten. 5 Beleuchtung In der Sicherheits-Werkbank wird zur Beleuchtung keine elektrische Lichtquelle ge- nutzt. Die Ausleuchtung der Arbeitsfläche wird durch eine geeignete Raumbeleuch- tung übernommen.
  • 5 Konstruktion Pflichtenheft 2 Katalysatorsystem Als Filter sind sogenannte HOSCH-Typen (HOchleistungs SCHwebstoffliter) wie HEPA-(High Efficiency Particulate Air Filter) oder ULPA-Filter (Ultra Low Penetration Filter) zu verwenden. Diese besitzen Abscheidegrade der Klassen EU 10 (85%) bis EU 17 (99,999995%), bzw. besser. Zur Definition des Abscheidegrads siehe DIN E 24 183-1. 4 Laminarer Luftstrom Dieser Punkt kann entfallen, da in der DIN 12 980 keine Forderungen mehr diesbe- züglich gemacht werden. Es kann also eine frei wählbare Luftgeschwindigkeit in der Sicherheits-Werkbank herrschen. Die im Serienprodukt herrschende Strömungsgeschwindigkeit muß in der Geräte- dokumentation festgehalten sein. Die laminare Strömung muß weiterhin mit dem Lüfter und speziellen Luftleitmaßnah- men in der Sicherheits-Werkbank erzeugt werden. Die Luftgeschwindigkeit dabei ist nun aber frei nach den Konstruktionserfordernissen wählbar. 5 Beleuchtung Durch den Einbau einer gewölbten Plexiglasscheibe soll die Forderung nach einer ausreichenden Beleuchtung realisiert werden. Die Raumbeleuchtung muß den übli- chen Bedingungen für einen Labor- bzw. Arbeitsraum genügen. 46
  • 5 Konstruktion 5.2.2 Katalysatorhersteller Da es bei der Firma MRD selbst nicht möglich ist, ein Katalysatorsystem zu entwik- keln, wird versucht, zu externen Firmen Kontakt aufzunehmen, die mit einer solchen Problematik vertraut sind. Dabei wird die Software quot;Wer hat Wasquot; genutzt. Mit die- sem Programm lassen sich Firmen einer bestimmten Produktionssparte in ganz Deutschland herausfinden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden alle in Frage kommenden Firmen im Bereich der Katalysatorherstellung und -entwicklung kontaktiert. Bei der überwiegenden Anzahl dieser Firmen handelt es sich um Zulieferer für die Automobilindustrie. Diese Firmen haben nur Erfahrung auf dem Gebiet der kataly- tischen Behandlung von Motorenabgasen (NO x und CO x ) und kommen daher nicht für die Entwicklung eines Katalysatorsystems, wie es für die Sicherheits-Werkbank benötigt wird, in Frage. Die Firmen mit denen eine nähere Kontaktaufnahme erfolgte sind aufgeführt. 5.2.2.1 Firma Steuler GmbH/Höhr-Grenzhausen (Rheinland Pfalz) Die Firma Steuler Industriewerke GmbH, Geschäftsbereich Anlagen- bau/Umwelttechnik hat ihren Sitz in 56203 Höhr-Grenzhausen (Rheinland Pfalz). Um die Anforderungen an das Katalysatorsystem zu erläutern, fand ein Treffen mit dem Abteilungsleiter der Katalysatortechnik statt. Einige Wochen danach teilte die Firma Steuler mit, daß sie nicht in der Lage sei ein für die Sicherheits-Werkbank geeignetes Katalysatorsystem zu entwickeln. Diese Entscheidung basiert auf dem Umstand, daß die Firma Steuler keine Erfah- rung mit Zytostatika und deren Analytik hat. Dies ist aber wesentliche Vorrausset- zung um ein solches System entwickeln und verifizieren zu können. Weiter konnte kein Katalysatormaterial, bzw. keine Materialkombination gefunden werden, welche alle Zytostatika zuverlässig zerstört.
  • 5 Konstruktion 5.2.2.2 IUTA Institut/Duisburg (Nordrhein-Westfalen) Das Institut für Umwelttechnologie und Umweltanalytik e.V. (IUTA) hat seinen Sitz in 47229 Duisburg. Zur Detailerläuterung fand ein Treffen mit dem wissenschaftlichen Mitarbeiter der Physikalischen Analytik und dem wissenschaftlichen Mitarbeiter der Abteilung Ab- fal(Wirtschaft statt. Während des Gesprächs stellte sich heraus, daß das Institut an einem ähnlichen Projekt wie die Firma MRD arbeitet. Dort wird versucht ein Filter mit absorptiven Ei- genschaften zu entwickeln. Das Institut hat schon Kontakt zu anderen Sicherheits-Werkbankherstellern in Be- zug auf die Vermarktung des Systems aufgenommen. Auf eine Zusammenarbeit wurde von Seiten der Firma MRD verzichtet. 5.2.2.3 Firma GUT/Buttenheim (Bayern) Die Gesellschaft für Umwelttechnik mbH (GUT) hat ihren Sitz in 96155 Buttenheim bei Bamberg (Bayern). Die Besprechung der Einzelheiten fand bei einem Treffen mit dem Diplom-Ingenieur und dem Geschäftsführer der Firma statt. Dabei zeigten sich die Gesprächpartner optimistisch zu einer Lösung des Problems mit dem Katalysatorsystem zu kommen. Es wird eine Lösung durch den Einsatz von Molekularfiltem/-sieben angestrebt. Das System soll in einem separaten Gehäuse untergebracht werden. Die Firma GUT meldet sich im Februar '96 um mitzuteilen, daß sie für das Projekt doch keine Lösung anbieten kann. Die von ihr angestrebte Filterung durch ein Mole- kularsieb erweist sich wieder Erwarten als nicht durchführbar. 48
  • 5 Konstruktion 5.2.3 Blockdiagramm Das Blockdiagramm der Sicherheits-Werkbank zeigt zum einen den Weg, den die Luft in der Sicherheits-Werkbank nimmt. Zum anderen wird das Alarmsystem schematisch dargestellt. Das Blockdiagramm befindet auf der übernächsten Seite. 5.2.3.1 Luftweg Von außen wird durch die Eingriffsöffnungen potentiell staubige und verkeimte Luft eingesaugt. Diese wird durch die Luftführung sofort an der vorderen Arbeitsflächen- kante abgesaugt. In dem Arbeitsbereich der Sicherheits-Werkbank können Zytostatikaaerosole ent- stehen. Diese werden durch den laminaren Luftstrom sofort aus dem Werkbereich entfernt und in die darunterliegenden Kompartimente abgesaugt. Aus dem Werkbe- reich kommt also potentiell verunreinigte, verkeimte sowie mit Zytostatika belastete Luft. Diese gelangt über die Luftführung (auch Kompartimente) zum Filtersystem. Dieses hat die Aufgabe die Verunreinignungen zu 100% zu beseitigen. Die so gereinigte Luft wird durch den Lüfter oder Ventilator geführt. Er saugt die Luft aus dem Filter- system und bläst sie wieder in den Werkbereich zurück, bzw. in die Umgebung der Werkbank. Der Ventilator ist also für die Zirkulation der Luft in der Sicherheits-Werkbank zuständig. Vom Ventilator aus werden 30% der Luft in die Umgebung zurückgeblasen. Diese 30% entsprechen der Menge Luft, die durch die Eingriffsöffnungen eingesaugt wird. Die Restlichen 70% der Luft gelangen wieder in den Arbeitsraum der Sicherheits- Werkbank und erzeugen dort den laminaren Luftstrom.
  • 5 Konstruktion 5.2.3.2 Alarmweg Der Alarmweg beschreibt die Komponenten, die in der Lage sein müssen, bei einem gefährlichen Betriebszustand Alarm geben zu können. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um die Um- und Abluftüberwachung. Die Abluf- tüberwachung muß Störungen im Abluftkanal melden (Verstopfung, Rückwirkungen durch Außenluft). Bei der Umluftüberwachung steht die Kontrolle des Filtersystems im Vordergrund. Bei konventioneller Filtertechnik ist hier der Sättigungsgrad des Filters sowie der unbeschädigte Zustand des Filters zu überwachen (Messung der Druckdifferenz vor dem Filter zu hinter dem Filter). Die Überwachung der Frontklappe dient dazu, daß die Sicherheits-Werkbank nur mit völlig geschlossener Frontklappe betrieben werden kann. Die Lüfterregelung regelt die Lüfterdrehzahl, je nach Sättigungsgrad des Filtersy- stems. Sie gibt auch Alarm wenn der Lüfter einen Defekt aufweist, bzw. den erfor- derlichen Volumenstrom für den laminaren Luftstrom in der Sicherheits-Werkbank nicht mehr erzeugen kann. 50
  • 5 Konstruktion 5.2.4 Berechnungen Für die Berechnungen der Statik können die Hauptbelastungen wie bei einem normalen Tischgestell angenommen werden. Die Berechnungen sind nur in Grenzen auf die spätere Serienproduktion übertrag- bar, da dort andere Materialien (mit anderen materialspezifischen Werten) verwen- det werden. Es sind auch Änderungen im Design zu berücksichtigen, da diese zu veränderten Belastungsverhältnissen führen. Die Berechnung der Strömungsverhältnisse in der Sicherheits-Werkbank be- schränkt sich auf Volumenberechnungen zur Dimensionierung des Lüfters. 5.2.4.1 Berechnungen für die Statik Für die Berechnung der Gestellstatik der Sicherheits-Werkbank wird für die gewähl- ten Materialien die Durchbiegung bei Beaufschlagung mit einer definierten Kraft er- rechnet. Die angenommene Kraft stellt einen Worst-Case dar. Normalerweise ist bei einer solchen Gestellkonstruktion mit einer Last von min. lOOkg/m2 auf der Arbeits- fläche zu rechnen [31]. Es wird mit/200kg l^unktbelastung auf das Ende des Trägers gerechnet. Weiterhin wird die Festigkeit der Schweißverbindungen ermittelt. Für die Festig- keit der Schweißnähte wird ein Wert von 140 N/mm2 angenommen. Die Belastungen durch dynamisch wirkende Kräfte sind so klein, daß sie vernach- lässigt werden können. 52
  • 5 Konstruktion Biegebelastung Der Träger ist einseitig eingespannt und wird mit einer Einzelkraft vorf 200kN a'rr äußeren Ende belastet. Skizze siehe nächste Seite mit/=Durchbiegung, F=belastende Kraft (s.o.), l=Hebelarm; hier 0,5m, E=E-Modul des Werkstoffes; hier: E-Modul von Stahl~210kN/mm2, I=Flächenmoment für die Biegeachse X-X; hier: Flächenmoment I x von quadratischem Stahlrohr 60x60x2,9. => die Durchbiegung ist aufgrund des sehr kleinen Wertes zu vernachlässigen. Schweißverbindungen Es wird die Festigkeit der Schweißverbindungen am Gestell (Teil A) berrechnet. Die maximal zulässige Schweißnahtspannung o m beträgt 140 N/mm2. Die Schweißnahtfläche errechnet sich aus: mit A= Schweißnahtfläche, / =Schweißnahtlänge des quadratischen Stahlrohrs 60x60, £=Schweißnahtbreite, durch den Schweißarbeiter mit 5mm festgelegt. Die maximale Kraft mit der die Schweißnaht belastet werden darf errechnet sich aus (Skizze siehe nächste Seite): mit o max =maximale Spannung,a zul = zulässige Spannung, F=belastende Kraft, ^4=be!astete Fläche. ^fj f Die Schweißnaht darf maximal mit einer Kraft von 168kN belastet werden. Alle Materialwerte sind aus [9] entnommen. Die Abmaße des Gestells (Teil A) stam- men aus der Konstruktionszeichnung (siehe Anhang E).
  • 5 Konstruktion Biegebelastung: Seh weiß verbin düng F= 200kN t 4:ZO± Schweißnaht Fmax. 5.2.4.2 Berechnungen für die Strömungsverhältnisse Die Strömungsverhältnisse in der Sicherheits-Werkbank werden durch viele Fakto- ren beeinflußt (Geometrie, Luftwiderstand, Druckunterschiede, etc.). Um alle diese Faktoren in die Berechnung der genauen Strömungsverhältnisse einbeziehen zu können, müßten umfangreiche Vorversuche gemacht werden. Die Rechnungen selbst wären von großem Umfang und würden den Rahmen dieser Diplomarbeit bei weitem übersteigen. Weiterhin bleibt fraglich inwieweit dann solche theoretischen Ergebnisse über z. B. Punkte von Strömungsabrissen oder Wirbelbildungen in die Praxis übertragbar sein werden [1, 10]. Deshalb wird der Entschluß gefaßt, die Strömungsverhältnisse durch Versuche zu ermitteln und zu optimieren. Es werden Berechnungen zu den Luftvolumina in der Sicherheits-Werkbank ange- stellt. Diese dienen zur Dimensionierung des Ventilators. Sie geben auch Aufschluß darüber, welche Mengen Luft von dem Katalysatorsystem oder dem Filter gereinigt werden müssen. Die Berechnungen basieren auf der Grundlage der derzeit gültigen DIN 12 950, in der eine Luftgeschwindigkeit in der Sicherheits-Werbank von 0,4m/s +20% vorge- schrieben wird. 54
  • 5 Konstruktion Formeln für die Volumenberechnungen: V =Volumenstrom V =Volumen t =Zeit U =elektr. Spannung R =elektr. Widerstand I =elektr. Stromstärke p =Druck R =Strömungswiderstand v =mittlere Strömungs- geschwindigkeit A =durchströmte Fläche In den Sicherheits-Werkbänken wird mit 70% Umluft und 30% Fortluft (oder Abluft) gearbeitet. Das bedeutet, daß 70% der Luft in der Sicherheits-Werkbank zirkulieren, also nach der Reinigung wiederverwendet werden und 30% der Luft nach der Reini- gung in die Umgebung abgegeben werden. Dabei entsprechen die 30% Fortluft dem Anteil, der durch die Arbeitsöffnungen ein- gesogen wird. Zu filtern sind 100% der Luft, die aus dem Arbeitsraum der Sicherheits-Werkbank abgesaugt werden. Nach [6] ist der Volumenstrom in der Bank: daraus ergibt sich: Dazu addiert sich die eingesaugte Luft: Das zu fördernde und zu filternde Volumen beträgt also: 55
  • 5 Konstruktion 5.3 Konstruktionszeichnungen Die Konstruktionszeichnungen wurden mit der Software AutoSketch hergestellt. Auf- grund verschiedener Nachteile im Zeichenprogramm muß in einigen wenigen Fällen von der normgerechten Zeichenweise [4, 9] abgewichen werden. So sind z. B. die Bohrungen für die Schrauben im Modus Haarlinie ausgeführt, an- statt sie als 0,5mm Vollinie darzustellen. Diese Darstellungsweise läßt das Pro- gramm wegen des engen Durchmessers der Bohrung nicht zu. Weiter stellte die Bemaßung der Bauteile eine Schwierigkeit dar, da die normaler- weise zu verwendenden Pfeile an den Bemaßungslinien von dem Programm teil- weise so ungeschickt gesetzt werden, daß die Zeichnung völlig unübersichtlich wird. Eine manuelle Positionierung der Maßpfeile ist nicht möglich. Daher wurde die Be- maßung im Modus quot;Strichdarstellungquot; ausgeführt. Die Konstruktionszeichnungen sind im Maßstab 1:10 ausgeführt. Als Toleranz für die gesamte Konstruktion gilt die Toleranzkiasse Mittel [9]. Sämtliche Zeichnungen befinden sich im Anhang E, werden aber im Folgenden erläutert. 5.3.1 Montageplan Auf dieser Zeichnung wird gezeigt, wie die gesamten Einzelteile zusammengehören. Es entsteht so ein Eindruck, wie die fertige Sicherheits-Werkbank aussieht. 5.3.2 Gestell (Teil A) In den Gestellzeichnungen wird das Grundgestell der Sicherheits-Werkbank ge- zeigt. Es ist die Seitenansicht von links und, auf Blatt 2a, die Vorderansicht darge- stellt. Die Gewinde, für die Verschraubung der übrigen Einzelteile am Gestell, werden auf eine vereinfachte Weise mittels einer Strichpunktlinie dargestellt [9]. Als Halbzeuge werden Rechteckhohlprofile und ein L-Winkelprofil verwendet. Die Ein- zelteile des Gestells werden miteinander verschweißt. 56
  • 5 Konstruktion 5.3.3 Arbeitsplatte (Teil B) Die Arbeitsplatte stellt die Arbeitsfläche und die Rückwand der Sicherheits-Werk- bank dar. Vorne schließt die Frontklappe an der Arbeitsfläche dicht ab. Die Arbeitsplatte ist aus einem Lochblech gefertigt. Dies ermöglicht später bei den Strömungsversuchen ein variables Abkleben der Flächen, an denen Luft eingesaugt und ausgeblasen wird. Die Formgebung im vorderen Teil der Arbeitsplatte ermöglicht dem Personal das Aufstützen der Arme, ohne daß Teile des Lüftungseinlasses verdeckt werden. Die Bohrungen für die Befestigung am Gestell werden erst beim Anpassen des Loch- blechs auf das Gestell festgelegt, ebenfalls die Position der Gewinde im Gestell. Das erleichtert die Befestigung, da die schon vorhandenen Löcher des Blechs aus- genutzt werden können. 5.3.4 Seitenblech links und rechts (Teil C und D) Die Seitenbleche links und rechts schließen den Arbeitsraum zu beiden Seiten hin ab. Auf ihnen liegt die Frontklappe auf. Die Seitenfenster haben Scheiben aus Plexiglas. Diese Scheiben sind mit doppelseitigem Klebeband eingeklebt. Klebeband kann an dieser Stelle verwendet werden, da sich die Sicherheits-Werk- bank nicht im realen Krankenhauseinsatz befindet, sondern als Prototyp im Teststa- dium. Die Darstellung der Bohrungen für die Befestigung am Gestell erfolgt im Haarlinien- Modus. Die Größe der Bohrungen sind auf den Zeichnungen angegeben. 5.3.5 Unterbau (Teil E) Der Unterbau schließt an der Vorderseite das Kompartiment unter der Arbeitsplatte dicht ab. Die schräge Fläche bildet einen nach hinten offenen Raum unter der Si- cherheits-Werkbank. Dieser Raum wird in den späteren Versionen die Elektronik und eventuell den Katalysator oder die Filter aufnehmen.
  • 5 Konstruktion 5.3.6 Lüftungsabschluß (Teil F und G) Der Lüftungsabschluß besteht aus zwei Teilen. An beiden Teilen befindet sich je ein Flansch, passend zu den Anschlüssen des Ventilators bzw. des Aluminium- schlauches, zum Anschluß des Lüfters, bzw. des Schaluches für die zurückgeführte Luft. Die Flansche und der Winkel sind verschweißt. Dazu werden in der Zeichnung die genormten Zeichen verwendet. Die Bohrungen werden wieder im Modus Haarli- nie ausgeführt, da die Darstellung mit einer 0,5mm Strichstärke nicht möglich ist. 5.3.6.1 Lüftungsabschluß-Arbeitsplatte (Teil F) Dieses Teil bildet mit dem Gestell und der Arbeitsplatte das Kompartiment, in das die Luft eingesaugt wird. Hier wird der Lüfter angeschlossen. Der Winkel bildet die Trennung der beiden Kompartimente. 5.3.6.2 Lüftungsabschluß-Rückwand (Teil G) Mit diesem Teil wird das Kompartiment aus Gestell und Arbeitsplatte geschlossen, in das die Luft vom Lüfter wieder hineingeblasen wird. An den Flansch wird ein Alumi- niumschlauch, der vom Lüfter kommt, angeschlossen. 5.3.7 Frontscheibe (Teil H) Die Frontscheibe wird von einem Zulieferer gefertigt. Im Rahmen der Diplomarbeit werden die Eingriffsöffnungen herausgesägt. Die Befestigung am Gestell wird mit Scharnieren realisiert um die Frontscheibe nach oben hin aufzuklappen. Die Schrauben zur Befestigung sind entgegen allen anderen am Prototyp benutzten Schrauben (M4) M5-er Schrauben, da die Frontklappe ein nicht unerhebliches Ge- wicht hat. Die genaue Position der Befestigungsgewinde in der Frontklappe sowie dem Gestell hängen von den verwendeten Scharnieren ab.
  • 5 Konstruktion 5.4 Realisierung Mit dem Bau des Prototyps ist eine externe Firma beauftragt. Diese Firma be- schäftigt sich normalerweise mit der Herstellung und Installation von Lüftungs- und Klimaanlagen. Sie erhält die während dieser Diplomarbeit gefertigten Zeichnungen und fertigt danach die Einzelteile. Der Zusammenbau ist auch Aufgabe dieser Firma. Es kam zu einigen Gesprächen mit den Ausführenden, im allgemeinen wird die Kommunikation aber über den zuständigen Ansprechpartner erledigt. Trotz der Zeichnungen und Anweisungen kann durch den Ansprechpartner jedoch nicht verhindert werden, daß z. B. zunächst bei der Werkbank nicht nur die Gestell- teile miteinander verschweißt werden, sondern auch sofort die Arbeitsplatte am Ge- stell festgeschweißt wird. So wird die Anfertigung eines neuen Gestells nötig. Ferner ist es der Firma nicht möglich genügend Schrauben M4 für den Zusammen- bau der Einzelteile bereitzuhalten, sodaß verschieden lange Schrauben benutzt werden müssen. Das Einfügen von nicht verabredeten und nicht benötigten Verstrebungen an der Sicherheits-Werkbank ist ebenfalls nicht zu verhindern. Die Fertigung der Sicherheits-Werkbank kann aber aus MRD firmeninternen Grün- den nicht an eine andere Fremdfirma vergeben werden. 59
  • 5 Konstruktion 5.5 Überprüfung Am Anfang der Entwicklung steht eine Idee, die durch eine zielgerichtete Planung und Konstruktionszeichnungen zu einem Prototyp führt. Eine Überprüfung des Prototyps schließt sich direkt an seine Realisierung an. Somit soll sichergestellt werden, daß die in der Planung und Konstruktion angestrebten Ergebnisse erreicht werden. Ist das Ergebnis nicht zufriedenstellend muß die Idee, bzw. Konstruktion überarbei- tet werden. Sie tritt dann entweder erneut in die Planung ein oder wird nicht weiter- verfolgt. Ist die Überprüfung positiv, kann die Entwicklung durch Erweiterungen fortgeführt werden. Sie geht dann wieder in die Planungsphase über und durchläuft das Ent- wicklungsschema erneut. Sind alle Anforderungen aus der Planungsphase realisiert, ist das Entwicklungsende erreicht. Die Ergebnisse des Werkbank-Prototyps stimmen mit den Anforderungen des Pflichtenhefts soweit überein, daß nun Versuche zu den Strömungsverhältnissen an der Sicherheits-Werkbank durchgeführt werden können. 60
  • 5 Konstruktion Ablaufplan zur Entwicklungsüberprüfung Abb. 5.5-1: Detailablaufplan Überprüfung 61
  • 5 Konstruktion 5.6 Versuche zu Strömungsverhältnissen Mit den Versuchen in der Sicherheits-Werkbank werden die Strömungsverhältnis- se ermittelt und optimiert. Es wird innerhalb der Sicherheits-Werkbank eine la- minare Verdrängungsströmung angestrebt. Diese Strömung verhindert das Eindringen von unreiner Außenluft in den Arbeitsbe- reich der Sicherheits-Werkbank (Produktschutz) sowie das Austreten von eventuell mit Zytostatika kontaminierter Luft aus der Sicherheits-Werkbank (Personenschutz). 5.6.1 Versuchsauf bau Da zum Zeitpunkt der Versuche noch kein Katalysatorsystem oder ein Zytostatika- Filter (HOSCH) zur Verfügung stand, wird die Ventilatordruckseite direkt über einen Schlauch mit der Ventilatorsaugseite an der Rückseite der Sicherheits-Werkbank verbunden. In den Schlauch wird eine Öffnung gesägt, um die Luftmenge, die von außen einge- saugt wird regeln zu können. 5.6.2 Material Für die Strömungsversuche werden Rauchröhrchen der Auergesellschaft GmbH benutzt. Mit ihnen wird die Strömung in der Sicherheits-Werkbank sichtbar gemacht. Die Rauchröhrchen bestehen aus einem Glaskolben, der mit Granulat gefüllt ist. Dieser Kolben wird vor der Benutzung an beiden Seiten geöffnet. Dann wird er mit einem Ende auf einen Blasebalg gesteckt. Am anderen Ende des Röhrchens tritt nach Pumpen mit dem Blasebalg ein weißer Rauch aus. Um die Luftgeschwindigkeit in der Sicherheits-Werkbank zu ermitteln wird ein Anemometer der Firma Airflow in 53349 Rheinbach benutzt. Zu den Versuchen sind im Rahmen dieser Diplomarbeit Protokollbögen angefertigt worden. In diese werden die Ergebnisse der verschiedenen Versuche eingetragen. Die Protokollblätter befinden sich im Anhang B. Der Kopf eines Bogens gibt die äußeren Bedingungen wieder. In dem Teil Strö- mungsform wird die beim Versuch mit den Rauchstäbchen ermittelte Strömungsge- stalt in Form von Stromlinien eingetragen. Die auf dem Lochblech der Arbeitsplatte abgeklebten Bereiche werden auf einem separatem Blatt 'Abklebungquot; festgehalten.
  • 5 Konstruktion Die Abklebung erfolgt mit handelsüblicher, einseitiger Klebefolie. Die Abdichtung des Arbeitsraumes und der Kompartimente, in denen die Luft geführt wird, geschieht mit der dauerelastischen Dichtmasse Terostat IX von Teroson. Dort, wo die Front- klappe auf den Seitenteilen aufliegt, wird Moosgummi zum Abdichten verwendet. Der verwendete Ventilator ist ein Radiallüfter mit der Bezeichnung RR 160 C aus dem Programm der Firma HeliosA/illingen-Schwenningen. 5.6.3 Methoden Bei den Versuchen wird durch Einschalten des Ventilators in der Sicherheits-Werk- bank ein Luftstrom erzeugt. Die Abklebung innerhalb der Sicherheits-Werkbank wird mehrfach variiert, um den Einfluß der abgeklebten Arbeitsflächen auf die Strö- mungsverhältnisse zu erkennen. Die Ventilatorgeschwindigkeit stellt eine weitere Variable dar. Es wird auch mit Filtermatten experimentiert. Diese dienen zur Beruhigung der Strömung vor dem Eintritt in den Arbeitsraum der Sicherheits-Werkbank. Zu Versuchen mit Leitblechen zur Strömungsverbesserung kam es aus Zeitgründen nicht. Bei den Arbeiten mit den Rauchröhrchen wird kein Stativ verwendet, da sich auch im späteren Praxisbetrieb Hände und Arme, der an der Bank arbeitenden Person, in dem Arbeitsraum befinden werden. Somit werden bei den Versuchen die korrekten Einsatzbedingungen simuliert; in Bezug auf den Luftstrom in der Arbeitsöffnung sowie auf der Arbeitsfläche. 5.6.4 Versuchsnachbereitung Bei den ersten Versuchen wird noch keine Luft in den Innenraum der Sicherheits- Werkbank zurückgeleitet. Dadurch entsteht nur ein quot;Durchzugquot; in der Sicherheits- Werkbank. Dieser gewährleistet zwar einen Personenschutz, da er von außen nach innen gerichtet ist, wirkt aber dem angestrebten laminaren Strom entgegen. Diesem Durchzugeffekt wird mit dem Rückführen der Luft entgegengewirkt. Hierbei wird die Luft vom Ventilatorausgang zum Einlaßstutzen an der Rückwand zurückge- leitet. Es bildet sich nun ein Luftstrom in der Sicherheits-Werkbank aus, der verhin- dert, daß Luft von außen ungehindert in die Sicherheits-Werbank und vor allem nicht auf die Arbeitsfläche gelangt (Produktschutz/Rückhaltevermögen). 63
  • 5 Konstruktion Allerdings enthält diese Strömung noch viele Wirbel. Die Variation der Abklebung an der Rückseite des Arbeitsraumes bringt keine entscheidenden Veränderungen im Strömungsbild. Erst als die gesamte Rückwand ohne Abklebung bleibt und statt dessen eine grobe Filtermatte zur Beruhigung der Strömung eingesetzt wird, ist eine wesentliche Ver- besserung in Richtung laminarer Strömung zu erkennen. Die Strömung teilt sich nun über der Arbeitsfläche auf (Ansatz für Produktschutz/ Verschleppungs-schutz). Im Laufe der Versuche wird deutlich, daß die Einsaug- und Ausblasöffnungen zu klein sind. Es ist somit kein homogener Luftfluß zu gewährleisten. In der Mitte der Arbeitsfläche wird die Luft am stärksten eingesaugt, da sich der Absaugstutzen in der Mitte unter der Arbeitsfläche befindet. Hierdurch entstehen quot;schrägequot; Strömun- gen in der Werkbank. Diese gehen von den Seiten aus und verlaufen zur Mitte hin. Auch an der Stelle, an der die Luft in den Arbeitsraum geblasen wird, ist zu beob- achten, daß, trotz der Filtermatte, dort höhere Strömungsgeschwindigkeiten herr- schen als in einigen Zentimetern Entfernung davon. Dies alles führt zu Verwirbe- lungen der Strömung, (siehe Versuchsprotokolle im Anhang B) 5.6.5 Ergebnisse Wenn auch noch keine endgültige Lösung für das komplexe Problem der lamina- ren Strömung gefunden wurde, hat sich gezeigt, daß diese Problemstellung mit Ver- suchen zu lösen ist. Es wird z. B. mit den Versuchen gezeigt, daß keine Luft von innen nach außen ge- langt, aber auch keine Luft von außen auf die Arbeitsfläche der Werkbank gelangen kann. Ein weiterer Versuchserfolg ist, daß sich die Strömung über der Arbeitsplatte teilt. Dies sind erste Schritte um den Verschleppungsschutz, Produktschutz sowie den Personenschutz in der Sicherheits-Werkbank zu realisieren. Zur Dokumentation befinden sich im Anhang D Fotos. Darüber, ob sich die Strömungsverhältnisse in der Sicherheits-Werkbank bei dem Anschluß eines Katalysatorsystem oder beim Einsatz von HOSCH-Filtem verän- dern werden kann hier kein Aussage getroffen werden. 64
  • 6 Diskusston 6 Diskussion 6.1 Umfrage Die Umfrage an den Krankenhäusern war problemlos. Es werden so Einblicke in die Arbeitsweise der Krankenhausapotheken möglich. In persönlichen Gesprächen mit dem Personal und den leitenden Personen werden die Arbeitssituation an den Sicherheits-Werkbänken besprochen und Erfahrungen im Umgang mit den Zytostatika weitergegeben. Die Umfrage wird somit zum festen Bestandteil der Konstruktion und erhält einen hohen Stellenwert im Rahmen einer Entwicklungsaufgabe. 6.2 Förderantrag Zu Beginn des Projekts wird von der Firma MRD ein Förderantrag an das Land Rheinland-Pfalz gestellt. So sollen Fördermittel für das Projekt beschafft werden. Der Förderantrag beschränkt jedoch den Anteil der fremd zugekauften Komponenten für das Projekt auf einen bestimmten Prozentsatz. Weiter dürfen nur Firmen aus Rheinland Pfalz als Zulieferer auftreten. Dies beeinflußt z. B. die Suche nach einem Hersteller für das Katalysatorsystem zu Beginn der Entwicklung. Später wird auch in anderen Bundesländern nach einem Hersteller für das Katalysa- torsystem gesucht. Eine endgültige Entscheidung über die Förderung ist bis zum Ende der Diplomarbeit nicht gefallen.
  • 6 Diskussion 6.3 Katalysatorsystem Nachdem die ersten Gespräche mit den Katalysatorfirmen negativ verlaufen sind, wird die Firma GUT als Katalysatorsystementwickler gefunden. Diese sagt die Entwicklung des angestrebten Katalysatorsystems zu. Daher wird die Zusammenarbeit mit der Firma GUT Bestandteil der Konstruktion. Es ist mit einem Katalysatorsystem zu rechnen, das als Beistellaggregat von der Firma GUT konzi- piert wurde. In diesem hätten sich auch der Lüfter für die Sicherheits-Werkbank be- funden. Die Realisierung des Katalysatorsystems mit einem Molekularsieb, wie von der Firma GUT angestrebt, stellt sich aber letztendlich als unmöglich heraus. Da die Firma MRD selbst nicht in der Lage ist ein Katalysatorsystem zu entwickeln, muß auf konventionelle Filtertechnik in der Sicherheits-Werkbank zurückgegriffen werden. Die Sicherheits-Werkbank wird trotzdem wie konstruiert realisiert, um an diesem Prototyp Versuche durchzuführen. Diese Versuche sollen zeigen, wie in der gege- benen geometrischen Anordnung ein laminarer Luftstrom zu realisieren ist. Als Hauptproblem bei der Katalysatorentwicklung haben sich die vielen verschie- denen physikalischen und chemischen Eigenschaften der diversen Zytostati- kasubstanzen erwiesen. Eine weitere Schwierigkeit stellt das hohe Luftvolumen dar, das ein solches System verarbeiten muß.
  • 6 Diskussion 6.4 Konstruktion/Entwicklung Die Einschränkungen bei der Entwicklung haben diese entscheidend beeinflußt. Sie sind aus der Struktur des Unternehmens, in der diese Diplomarbeit erstellt wurde, zu erklären. Schwierigkeiten bereitete vor allem, daß die Fertigung nicht im eigenen Haus erfolgen kann. Auch wäre bei der Suche nach einem Katalysatorsystem eine eigene Forschungs- abteilung notwendig gewesen, um selbst diesbezügliche Versuche über geeignete Katalysatormaterialien durchzuführen und damit zusammenhängende Fragestellun- gen abzuklären. Die für den Prototyp zur Verfügung stehenden Teile, vom Baumaterial bis zum Lüf- termotor stellen auch noch nicht die endgültigen Komponenten dar. Hier galt es sich den Sachzwängen zu beugen und mit den bei der externen Firma vorhandenen Mitteln ein Modell aufzubauen um die Durchführbarkeit der MRD-Firmenpläne zu überprüfen. Die vorhandenen Teile zum Bau genügen den medizintechnischen Ansprüchen auf gar keinen Fall, da es schon bei der Materialauswahl Einschränkungen gab. Es war nur St 37 für die Rahmenkonstruktion zur Verfügung. Später sollte auf leichtere Materialien zurückgegriffen werden. V2A Stahl sollte für den Arbeitsraum benutzt werden um die spätere Desinfektion zu ermöglichen. Auch der Lüfter muß später explosionsgeschützt sein, da im Krankenhaus-Einsatz überwiegend mit Alkohol desinfiziert wird und die dabei entstehenden Dämpfe in der Sicherheits-Werkbank zu Verpuffungen führen können. Der Lüfter muß auch für den Dauerbetrieb ausge- legt sein, da die Bänke 24 Stunden am Tag betrieben werden. Ein Katalysatorsystem, bzw. Zytostatika-Filter sind durch die Firma MRD nicht zu realisieren. Sie stellen also Teile dar, die zugekauft werden müssen. Da hierfür noch keine Lieferanten gefunden sind, mußten diese Teile bei der Planung und der Konstruktion vorerst unbeachtet bleiben, um einen Prototyp zu erhalten.
  • 6 Diskusston 6.5 Fertigung Die Fertigung der Sicherheits-Werkbank durch eine externe Firma hat sich als nicht vorteilhaft erwiesen. Trotz klarer Anweisungen der Firma MRD werden Fertigung- fehler gemacht oder es erfolgt bei Unklarheiten keine Rücksprache, z. B. bei der Beachtung der Toleranzklassen für die Konstruktion. Diese Probleme konnten trotz wiederholter Gespräche bis zum Ende der Diplom- arbeit nicht ausgeräumt werden. 6.6 Entwicklungsstand Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist ein Prototyp konstruiert und aufgebaut worden. An diesem werden erfolgreich Strömungsversuche für die laminare Strö- mung in der Sicherheits-Werkbank durchgeführt. Momentan ist die Sicherheits-Werkbank ohne Katalysatorsystem realisiert. Zudem ist der Laminar Air Flow noch nicht vollständig realisiert. Dies resultiert aus den Zeit- verzögerungen durch die Suche nach einem Katalysatorsystem, bzw. einem Herstel- ler hierfür. Der Prototyp ist variabel konstruiert, damit weiterführende Veränderungen an ihm vorgenommen werden können. 68
  • 6 Diskussion 6.7 Ausblick Die Suche nach einem Katalysatorsystem sollte fortgesetzt werden. Das Katalysa- torsystem stellt die Alternative zu den bisher verwendeten Zytostatika-Filtern dar. Mit dem Katalysatorsystem wird die sehr aufwendige Entsorgung der Zytostatika- Filter überflüssig. In diesem Zusammenhang ist auch nicht einsichtig, warum die Zytostatika-Filter Hersteller keine Filter anbieten, die in den zugelassenen 701 Sondermüllbehältem entsorgt werden können [17]. Die laminare Strömung ist ein zentraler Bestandteil der Funktion der Sicherheits- Werkbank. Sie muß vorhanden sein, bevor weitere Komponenten, wie z. B. der Müllabwurf innerhalb der Sicherheits-Werkbank realisiert werden. Die Strömungsversuche müssen noch weitergeführt werden, um z. B. mit Leit- blechen und einer Vergrößerung der Kompartimente zu einer Verbesserung der Strömung zu gelangen. Solange kein Katalysatorsystem zur Verfügung steht, sind Zytostatika-Filter in die Versuche mit zu integrieren. Diese Maßnahmen können auch Einflüsse auf die Konstruktion haben. Komponenten wie ein höhenverstellbares Gestell und Alarmeinrichtungen müssen außerdem noch entworfen werden. 69
  • 7 Zusammenfassung 7 Zusammenfassung Krebserkrankungen werden heute auch mit einer Chemotherapie behandelt. Die hierfür benötigten Zytostatika werden im Krankenhaus zur Anwendung vorbereitet. Dabei muß das zubereitende Personal vor den Gefahren der Zytostatika geschützt werden. Ebenso muß auf eine sterile Zubereitung geachtet werden. Um diese beiden Anforderungen zu erfüllen, werden Zytostatikasicherheits-Werk- bänke eingesetzt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein Überblick über die Zytostatika in der Chemotherapie gegeben. Außerdem werden ihre Wirkungsweisen und die mit ihnen verbundenen Nebenwirkungen sowie die Gefahren erläutert. Die dazugehörigen Vorschriften zum Arbeitsschutz und zum Umgang mit Zyto- statika werden behandelt und deren gesetzliche Grundlage aufgezeigt. Die geltenden DIN Normen für Zytostatikasicherheits-Werkbänke werden vorgestellt. Weiterhin bildet eine nicht repräsentative Umfrage in Krankenhäusern einen wichti- gen Teil der Grundlage für die Entwicklung und Konstruktion der Zytostatikasicher- heits-Werkbank. Aufgrund des Patents der Firma MRD, der Umfrage in dieser Diplomarbeit sowie den allgemeinen Forderungen (DIN Normen) an eine Zytostatikasicherheits-Werkbank wurde ein Pflichtenheft erstellt. Anhand dieses Pflichtenhefts sind Konstruktionszeichnungen entworfen sowie ein Prototyp zu Versuchszwecken entwickelt und aufgebaut worden. An diesem Prototyp wurden Strömungsversuche für eine laminare Strömung inner- halb des Arbeitsbereiches angestellt und ausgewertet. Das Vorhaben, die Zytostatika über einen Katalysator unschädlich zu machen ist aus verschiedenen, aufgeführten, Gründen nicht gelungen. Zur Reinhaltung der Luft werden daher wieder konventionelle Filter dienen. Veränderungen im ergonomischen Bereich verbessern die Arbeitshaltung an der Sicherheits-Werkbank. Die geplanten Ausstattungsmerkmale der Sicherheits-Werk- bank führen zu weiteren Arbeitserleichterungen für das Personal. Der konstruierte Prototyp stellt einen ersten Konstruktionsentwurf dar, der durch die noch fehlenden Komponenten erweitert werden muß. 70
  • 8 Literatur 8 Literatur Bücher: [1] Eck, B.Technische Strömungslehre. Bd. 2 Anwendungen 9. Aufl. 1991. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York. [2] Estler, C.-J.: Pharmakologie und Toxikologie. 4. Aufl. 1995. Schattauer Verlag, Stuttgart/New York. [3] Füllgraff, G./Palm, D.: Pharmakotherapie, klinische Pharmakologie. 9. Aufl. 1995. Fischer Verlag, Stuttgart/New York. [4] Hoischen, H.: Technisches Zeichnen. 25. überarbeitete Auflage 1994. Cornelsen Girardet. [5] llliger, H.-J./ Bornmann, L./ Herdrich, K.: Sicherer Umgang mit Zytostatika. 2. aktualisierte Auflage 1993, ASTA Medica AG, Frankfurt/M.. [6] Kuchling, H.: Taschenbuch der Physik. 13. korrigierte Auflage. VEB Fachbuchverlag Leipzig (1989). Lizenzausgabe Verlag Harri Deutsch, Thun Frankfurt/M.(1991). [7] Kuschinsky, G./Lüllmann, H./Mohr, K.: Kurzes Lehrbuch der Pharmakologie undToxikologie. 13. Aufl. 1993. Thieme Verlag, Stuttgart/New York. [8] o.V.: Deutsches Krankenhaus Adressbuch. 32. Auflage 1994. Rombach GmbH Druck- und Verlagshaus, Freiburg i. Br.. [9] o.V.: Tabellenbuch Metall. 39. überarbeitete und erweiterte Auflage. Europa Lehrmittel Verlag (1994). [10] Prandtl, L./Oawatitsch, K.AA/ieghardt, K: Führer durch die Strömungslehre. 9. verbesserte und erweiterte Auflage 1990. Vieweg Verlag, Braunschweig.
  • 8 Literatur [11] Seipp, H.-M.:Gefahrpotential im Umgang mit Zytostatika. Vortrag bei der 18. Fachtagung Technisches Gesundheitswesen vom Förderkreis Technisches Gesundheitswesen an der Fachhochschule Gießen vom 30.09-02.10.1991. [12] Zeller, W. J./zur Hausen, H.: Onkologie. 1.Auflage 1995. Ecomed Verlagsgesellschaft AG & Co. KG, Landsberg/Lech. Zeitschriftenartikel: [13] Ahlers, B.: Sicherer Umgang durch Zytostatika-Box. In: Krankenhauspharmazie 7. Jahrgang (1986), 159. [14] Carstens, G.: Handhabung von Zytostatikamüll. In: Krankenhauspharmazie 13. Jahrgang (1992), 105/106. [15] Dolder, R., Dietschy, P.-J.: Zytostatikaabfälle nicht in Kehrichtverbrennungsanlagen vernichten. In: Krankenhauspharmazie 6. Jahrgang (1985), 335. [16] Groos, M.: Handschuhe, Durchlässigkeit für Zytostatika. In: Krankenhauspharmazie 6. Jahrgang (1985), 434/435. [17] Krämer, I.: Sicherheit am Zytostatikaarbeitsplatz. Dr. Irene Krämer, Apotheke des Klinikums der Johann-Gutenberg-Universität Mainz. [18] Krämer, IV Wenchel, H.-M.: Wachstumsverhalten ausgewählter Mikroorganismen in Zytostatika-Zubereitungen. In: Krankenhauspharmazie 9. Jahrgang (1988), 439...442. [19] Meyer-Jürshof, A.: Technische Mittel bei der zentralen Zytostatikazubereitung. In: Krankenhauspharmazie 11. Jahrgang (1990), 317/318. [20] o. V.: Entsorgung von Zytostatikasondermüll, Beseitigung von Zytostatikamüll. Mit Tabelle aus American Journal of Hospital Pharmacists (08/92). 72
  • 8 Literatur [21]; o.V.: 2. Interdisziplinärer Workshop zum Umgang mit Zytostatika, Hannover 20./21. April 1990. Sonderdruck aus: Krankenhauspharmazie 11. Jahrgang (1990), 485...512. [22] o.V.: Allgemeine Bemerkungen zu gefahrstoffrechtlichen Bestimmungen und Unfallverhütungsvorschriften. Herstellung applikationsfertiger Zytostatikalösungen in Apotheken. Vom Niedersächsischen Sozialministerium/Hannover an die Apothekerkammer Niedersachsen/Hannover (06/95). Aktenzeichen 407.1-41300/2/6/1, Dr. Höcklin. [23] Peschke, M.: Zytogenetisches Monitoring bei Apothekenpersonal in der Zytostatika-Zubereitung. Pharm. Ztg. Wiss. Nr. 3/4 (1993), 107/108. [24] Peschke, M.: Zytostatika als Gefahrstoff. Arbeitsmedizinischer Dienst der Freien und Hansestadt Hamburg. [25] Schaaf, D./ Schott, E.: Entsorgung und Vernichtung von Zytostatikaabfällen. In: Krankenhauspharmazie 5. Jahrgang (1984), 310...312. [26] Sorsa, M.: Beruflich bedingte Exposition gegenüber Zytostatika. In: Krankenhaus Pharmazie 11. Jahrgang 1990, 498...500. [27] Vaitiekunas, H./ Baumann, LV Donislawski, SV Krämer, .l Paul, H.: Sicherheitswerkbänke für die zentrale Zytostatikaherstellung. In: Krankenhauspharmazie 15. Jahrgang (1994), 63...67. [28] Vaitiekunas, H./ Hübel, W.: Wie sicher sind Zytostatikawerkbänke? In: Krankenhauspharmazie 13. Jahrgang (1992), 598/599.
  • 8 Literatur Seminarunterlagen: [29] Bönning/Falkenhagen: Rechtliche Grundlagen/ Sichere Handhabung von Zytostatika. Seminar des TÜV-Norddeutschland (1993). [30] o. V.: Seminarunterlagen: Qualitätsstandards für den pharmazeutisch- onkologischen Service; anläßlich des 4. Norddeutschen Zytostatika Workshops, 16717.2.96 Hamburg-Harburg; Veranstalter: Meier, Klaus; Apotheke des Allgemeinen Krankenhauses Hamburg-Harburg. DIN Normen: Die DIN Normen sind entweder durch den Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6 in Berlin zu beziehen oder bei den DIN Auslegestellen einzusehen. [31] DIN 12924 Teil 4: Abzüge in Apotheken. Hauptmaße, Anforderungen und Prüfungen. [32] DIN 12950 Teil 1-4 und 10: Sicherheitswerkbänke. [33] DIN 12980: Zytostatika-Werkbänke, Anforderungen Prüfungen. [34] DIN 24184: Typprüfung von Schwebstoffiltern. [35] DIN E 24 183-1: Bestimmung des Abscheidegrades von SchwebstoffiItem mit Partikelzählverfahren. [36] DIN EN 779: Partikel-Luftfilter für die allg. Raumlufttechnik. [37] VDIA/DE 3694: Lastenheft/Pflichtenheft. 74
  • Literatur der Berufsgenossenschaften: Die Merkblätter und UW's sind bei den jeweiligen BG's zu beziehen. [38] Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie: Ausstattung und organisatorische Maßnahmen: Laboratorien. Merkblatt B002 ZH 1/342 (1992) [39] Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege: Sichere Handhabung von Zytostatika. Merkblatt M620 (1986) [40] Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege: UW Gesundheitsdienst. VBG 1 (1993) [41] Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege: UW Gesundheitsdienst. VBG 103 (1993) Sonstige Literatur: [42] Produktinformationen der Firmen: Berner International GmbH Mühlenkamp 6, 25337 Elmshorn Heraeus Instruments GmbH Heraeusstr. 12-14, 63405 Hanau Labotect GmbH Labortechnik Göttingen Industriestr. 20, 37120 Bovenden-Göttingen (nur Vertrieb) Integra Biosciences GmbH Ruhberg 4, 35461 Femwald (nur Vertrieb) PEA Michael Trenkner Pharma- und Elektrotechnik-Anlagenbau Horchheimer Höhe 18, 56076 Koblenz
  • 8 Literatur Abbildungsverzeichnis: Abb. 2.2-1 aus [24]. Abb. 2.4-1, 2.4-2 aus [5]. Abb. 3.4-1 aus [42], Berner Produktinformation quot;Zytostatika Schutzsystemequot;. Abb. 3.4-2, 3.4-3, 3.4-4 aus [38]. Abb. 4.3-1 aus[42], Berner Produktinformation quot;Zytostatika Schutzsystemequot;. Abb. 4.3-2 aus [5]. Verwendete Software: Textverarbeitung: Word für Windows 2.0b Konstruktionszeichnungen: AutoSketch für Windows Release 2
  • 9 Glossar 9 Glossar benigne gutartig HEPA-Filter High Efficiecny Particulate Air Filter Bezeichnung für Filter in Sicherheits- Werkbänken. HOSCH-Filter HOchleistungs SCHwebstoffilter, Bezeichnung für Filter in Sicherheits- Werkbänken. kanzerogen, auch karzinogen krebserzeugend kurativ heilend, auf Heilung ausgerichtet Lastenheft Zusammenstellung aller Anforderungen des Auftraggebers hinsichtlich Liefer- und Leistungsumfang. Im Lastenheft wird definiert WAS und WOFÜR zu lösen ist [37]. LOST-Verbindungen Verbindungen, die in die Gruppe der LOST-Kampfgase gehören.(vgl. TABUN) maligne bösartig Metastasierung Bezeichnung für Krankheitsprozesse, bei denen eine Absiedelung von Zellen über den Blut oder Lymphweg in primär nicht erkrankte Körperregionen erfolgt. mutagen Mutation auslösend neoplastisches Gewebe neugebildetes Gewebe in Form einer (bösartigen) Geschwulst. 77
  • 9 Glossar palliativ lindernd, Bekämpfung der Symptome ohne die Erkrankung heilen zu können Personenschutz Gewährleistet, daß das Bedienpersonal keinen schädlichen Einwirkungen von Zytostatika ausgesetzt ist. Der Personenschutz wird durch das Rückhaltevermögen an der Arbeitsöffnung durch den Laminar-Air-Flow sowie durch das Rückhaltevermögen des Abluftfilters gewährleistet. Pflichtenheft Beschreibung der Realisierung aller Anforderungen des Lastenheftes. Im Pflichtenheft wird definiert WIE und WOMIT die Anforderungen zu realisieren sind. Das Pflichtenheft enhält das Lastenheft [37]. Proliferationsgeschwindigkeit Geschwindigkeit, mit der ein Tumor wuchert. Produktschutz Stellt sicher, daß nicht mehr als zulässige Mengen von Partikeln (Staub, Keime) aus der Umgebung der Arbeitsöffnung in die Zytostatika-Werkbank gelangen. Der Produktschutz wird durch das Rück- haltevermögen des Umluftfilters, das Rückhaltevermögen von Partikeln an der Arbeitsöffnung und den Verschlep- pungsschutz innerhalb der Sicherheits- Werkbank ermöglicht. 78
  • 9 Glossar Remission Zurückgehen von Krankheitserscheinung- en, komplette R.: Symptome sind beseitigt. Ein Rückfall ist aber möglich, da keine Aussage über die Anzahl noch verbliebener Tumorzellen gemacht werden kann. Rezidiv Tumorrezidiv, Wiederauftreten eines histologisch gleichartigen Tumors am gleichen Ort/Organ nach Vorausgegang- ener radikaler Behandlung Rezidivprophylaxe einem Rückfall vorbeugend teratogen leibesfruchtschädigend ULPA-Filter Ultra Low Penetration Air Filter, Bezeichnung für Filter in Sicherheits- Werkbänken. Verschleppungsschutz Der Verschleppungsschutz ist die Eigenschaft einer Sicherheits-Werkbank, durch die verhindert wird, daß unzulässige Mengen von Partikeln innerhalb der Sicherheits-Werkbank hin und her übertragen werden. 79
  • Anhang Anhang A Fragebogen B Protokolle C Fotos zu Strömungsversuchen an der Sicherheits-Werkbank D Konstruktionszeichnungen 80
  • Anhang A Fragebogen Fragebogen für die Umfrage • Wieviele Aufbereitungen finden pro Tag statt? • Finden diese zentral oder dezentral statt? • Welche Arbeitsweisen werden bei der Herstellung angewendet (Throw-in- Technik, Arbeit mit einer oder zwei Personen)? • Ist die Größe der Arbeitsfläche in der Werkbank ausreichend? • Wie wird der Zytostatikamüll entsorgt? neu an der geplanten MRD Zytostatika-Sicherheits-Werkbank: ein in die Werkbank integrierter Müllabwurf nach dem Bemer-Pacto-Safe Vorbild. • Wie, womit und wie häufig wird die Werkbank desinfizeirt? Wird sie abgeschaltet/heruntergeschaltet? • Wie sieht der Aufstellungsort der Werkbank aus (große des Raumes/ Belüftung)? neu an der geplanten MRD Zytostatika-Sicherheits-Werkbank: ein kleinerer Stellplatz genügt, durch eine kleinere Bauform der Werkbank. • Wie wird die Lärmbelastung empfunden? • Wie wird die Wärmeentwicklung empfunden? • Ergonomische Vorschläge durch das Personal? neu an der geplanten MRD Zytostatika-Sicherheits-Werkbank: individuell höhenverstellbar bessere Möglichkeit zur Armauflage an den Eingriffsöffnungen gewölbte Frontscheibe, verbesserte Arbeitsposition. • Sonstiges/Probleme/Anregungen: neu an der geplanten MRD Zytostatika-Sicherheits-Werkbank: Keine Probleme mit Filtern durch Katalysatortechnik. 81
  • Anhang B Protokolle Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Datum: Blatt Nr. 1/erfUCMSI-a.UtU : Tür □ geschlossen □ offen Fenster □ geschlossen □ offen ~ 0,4m/s) Lüfterstufe: (Stufe Abklebung (siehe gesondertes Blatt): Strömungsform: Zeichnung nicht maßstäblich Bemerkungen: Anfang der Stromlinie = Position des e Rauchstäbchens Verwirbelung 82
  • Anhang B Protokolle Abklebung Nr.: zu Versuchsprotokoll Strömungsversuche an der Zytostatikawerkbank Abgeklebt wird ein Lochblech mit t=1 und Lochdurchmesser 4mm rot = Abgeklebte Fläche 83
  • Anhang B Protokolle Originale aus den Versuchen 84
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr. Anfang der Stromlinie = Position des Rauchstäbchens C - Verwirbelung 85
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr. Strömungsform: Bemerkungen: Zeichnung nicht maßstäblich 86
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr. 87
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr. 88
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank 89 P1Fquot;quot; ' T^Tquot;
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr.: 90
  • Anhang Versuchsprotokoll zu Strömungsversuchen an der Zytostatikawerkbank Blatt Nr.: 91
  • Anhang Abklebung 92
  • Anhang Abklebuna ^<*MS - CUAC{
  • Anhang C Fotos zu Strömungsversuchen an der Sicherheits-Werkbank Bild 1 Bild 1: Zytostatikasicherheits- Werkbank in der Vorderansicht. Bild 2: Rückansicht der Zytostatikasicherheits- Werkbank. Zu erkennen ist ebenfalls die Raumbeleuch- tung über der Werkbank, die die Werkbank komplett ausleuchtet. Ferner ist der Radiallüfter mit seinem Drehzahlsteller zu sehen. Bild 2 94
  • Anhang Bild 3: Die Strömung tritt am Ausblas an dem Lochblech bereits verwirbelt aus und bildet auch im weiteren Verlauf Wirbel. Bild 4: Die Luft wird an der unteren Einsaugöffnung ohne Verwirbelungen eingesaugt. 95
  • Anhang Bild 5: Ein Teil der Strömung wird an der vorderen Einsaugöffnung eingesaugt, der andere Teil wird nach hinten in den hin- teren Einsaugschlitz gezogen. Die Strömung teilt sich somit über der Arbeitsfläche. Bild 6: In der Mitte des Arbeitsraum- es ist keine eindeutige Ström- ungsrichtung zu erkennen. Die Strömung ist stark verwirbelt. 96
  • Anhang Bild 7: Der Rauch zeigt, daß keine Luft von außen in die Sicherheits-Werkbank dringen kann und daß keine Luft aus der Werkbank heraus gelangen kann. Die Strömung verläuft streng entlang der Frontscheibe und bildet so einen Luftvorhang. Bild 8: Jede von Außen kommende Strömung wird durch die vordere Einsaugöffnung daran gehindert in den Innenraum der Sicherheits-Werkbank zu gelangen. 97
  • Anhang Bild 9: Die Strömung verläuft mit Wirbeln zwischen den beiden Eingriffsöffnungen. Sie folgt der Krümmung der Frontscheibe in Richtung des vorderen Einsaugschlitzes. 98
  • Anhang D Konstruktionszeichnungen 1 Zusammenbauplan 2 Gestell (Teil A) 2a Gestell (Teil A) 3 Arbeitsplatte (Teil B) 4 Seitenblech links (Teil C) 5 Seitenblech rechts (Teil D) 6 Unterbau (Teil E) 7 Lüftungsabschluß (Teil F und G) 8 Frontscheibe (Teil H) 99