Automatisiertes Handling

Die Herstellung von Kontaktlinsen verbindet Massenproduktion, empfindliche ophthalmologische Produkte und immer ausgefeiltere Verpackungskonzepte.
Da Hersteller ultradünne Blisterformate, leicht zu öffnende Verpackungsdesigns und vollautomatisierte Produktionsumgebungen einführen, muss die Endsterilisation sowohl die Sterilität als auch die Unversehrtheit der Verpackung während des gesamten Prozesses gewährleisten.

Hämodialyse-Blutschlauchsysteme stellen die extrakorporale Verbindung zwischen dem Patienten und dem Dialysesystem her. Während der Behandlung durchläuft das gesamte zirkulierende Blutvolumen des Patienten einen Flüssigkeitsweg, der aus flexiblen Schläuchen, Kammern, Verbindungsstücken und Abzweigungen besteht. Jegliche Mängel hinsichtlich Sterilität, Materialverträglichkeit, mechanischer Integrität oder Restkonzentrationskontrolle können daher die klinische Sicherheit beeinträchtigen.

EtO wird aufgrund seiner Durchdringungsfähigkeit seit jeher für diese komplexen Geräte eingesetzt. Die Abkehr davon ist nicht einfach nur ein Wechsel des Sterilisationsmittels.

Kombinationsprodukte aus Arzneimittel und Medizinprodukt können ein wärmeempfindliches Arzneimittel, ein komplexes Verabreichungssystem und eine Schutzverpackung in einem einzigen Sterilisationsprozess vereinen. Bei in Blistern verpackten Fertigspritzen muss der Prozess äußere Oberflächen, vertiefte Bereiche und teilweise geschlossene Geometrien erreichen, ohne das gefüllte Produkt schädlichen Temperaturen auszusetzen. Daher muss das Eindringen des Sterilisationsmittels durch die Tyvek®-Schicht nachgewiesen werden, ebenso wie die mikrobielle Wirksamkeit im Inneren des Blisters und um kritische Spritzenkomponenten herum.

Infusionsbeutel werden üblicherweise in großen Mengen zur Verabreichung von Infusionslösungen, Elektrolyten, Nährstoffen und pharmazeutischen Präparaten hergestellt. Nach dem Befüllen und Verschließen muss das gesamte Produkt-Behälter-System die erforderliche Sterilitätssicherung gewährleisten, ohne die Zusammensetzung, den flexiblen Beutel, seine Verschlüsse oder seine Anschlüsse zu beeinträchtigen.

Bei Anlagen mit hohem Durchsatz erstreckt sich die Herausforderung auch auf die Wirtschaftlichkeit und Kontinuität des gesamten Produktionsablaufs. Prozesszeit, Beutelanzahl pro Charge, Be- und Entladen, Energie- und Medienbedarf, Wasser- und Abwasseraufkommen, Trocknung sowie die Bereitschaft der nachgelagerten Anlagen – all diese Faktoren beeinflussen den Durchsatz der Anlage und die Kosten pro verarbeitetem Beutel.

Die Insulinproduktion stützt sich zunehmend auf Hochdurchsatz-Spritzen und Kartuschenabfüllanlagen, wobei die Kartuschen für wiederverwendbare und Einweg-Injektionsstifte bestimmt sind. Bei diesen Produktionsmengen bestimmt die Abfüllkapazität allein nicht die Produktionsleistung.

Verschlüsse und wiederverwendbare Teile der Abfüllanlage müssen gewaschen, sterilisiert, gehandhabt und im erforderlichen Tempo sowie unter kontrollierten aseptischen Bedingungen an den Abfüllbereich geliefert werden. Werden diese vorgelagerten Aktivitäten als separate, voneinander getrennte Vorgänge verwaltet, können sie zu einem Engpass werden und gleichzeitig den Aufwand für Anlagen, Transporte, manuelle Handhabung sowie die Betriebskosten erhöhen.

Die Impfstoffherstellung stellt außergewöhnliche Anforderungen an die Abfüll- und Verpackungsprozesse, bei denen die Sterilität des Produkts von der kontrollierten Aufbereitung und dem kontrollierten Transport jeder Komponente abhängt, die in den aseptischen Abfüllbereich gelangt.

Sterile Fläschchen, Stopfen und produktberührende Maschinenteile müssen im Takt der Abfüllanlage verfügbar sein und ohne Kontamination oder Partikeleintrag zugeführt werden. Mehrere Aufbereitungssysteme, Zwischenbehälter und manuelle Transfers erhöhen die Komplexität des Prozesses, den Platzbedarf und die Anzahl kritischer Schnittstellen. Die Abhängigkeit von gebrauchsfertigen Komponenten kann zudem die Flexibilität bei der Beschaffung und bei Produktionskampagnen einschränken.

Albumin ist ein wärmeempfindliches biologisches Produkt. Nach der Aufbereitung, Reinigung, Formulierung und Stabilisierung wird es steril gefiltert und aseptisch in Glasampullen oder -flaschen abgefüllt. Da es keiner herkömmlichen Endsterilisation bei 121 °C unterzogen wird, durchlaufen die befüllten und versiegelten Behälter eine validierte Pasteurisierung bei 60 °C über mindestens 10 Stunden, um die Inaktivierung von Viren zu gewährleisten und gleichzeitig die Proteinstabilität und Produktqualität zu erhalten.

Die Pasteurisierung von Albumin erfolgt traditionell in Wasserbadsystemen. Dieser bewährte Ansatz ist zwar hinsichtlich der Wärmeübertragung effektiv, erfordert jedoch sehr große Mengen an Prozesswasser, was den Verbrauch von Betriebsmedien, das Abwasseraufkommen und die Betriebskosten über einen langen und produktionskritischen Behandlungszeitraum hinweg erhöht.

Die Herstellung hochwirksamer steriler Arzneimittel ist einer der am schnellsten wachsenden Bereiche der Pharmabranche, angetrieben durch onkologische Biologika, Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADCs), Peptide und andere hochaktive Wirkstoffe. Während die aseptische Abfüllung nach wie vor unverzichtbar ist, müssen Hersteller gleichzeitig die Sterilität des Produkts, das Personal und die Umgebung schützen. Da die Grenzwerte für die berufliche Exposition auf den ng/m³-Bereich sinken, wird jede wiederverwendbare Maschinenkomponente, die den Abfüllisolator verlässt, zu einer potenziellen Kontaminationsquelle.

Künstliche Herzklappen verbinden eine langfristige Implantatleistung mit außergewöhnlicher materieller und geometrischer Komplexität. Biologisches Gewebe oder Komponenten auf Kollagenbasis können neben implantierbaren Textilien, Polymerfolien, Metallstrukturen und Oberflächenbehandlungen vorkommen. Der Sterilisationsprozess muss äußere Oberflächen, innere Hohlräume, Schichtstrukturen und Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien erreichen, ohne dabei das mechanische Verhalten, die Dimensionsstabilität, die Biokompatibilität oder die hämodynamische Funktion zu beeinträchtigen.

Verpackte chirurgische Nahtmaterialien vereinen verschiedene Komponenten, die unterschiedlich auf die Sterilisation reagieren: resorbierbare oder nicht resorbierbare Polymere, geflochtene oder monofilamentäre Strukturen, funktionelle Beschichtungen und mehrschichtige Barrieresysteme. Die zu behandelnden Kombinationen können Polyglactin 910, Polydioxanon, Polyester, Polyamid, Polypropylen und Polyethylen umfassen, zusammen mit Aluminiumbeuteln, Papier-Kunststoff-Laminaten, Tyvek®-Sterilbarrieresystemen und komplexeren Polymerverbunden. Die Sterilisation muss daher mehr leisten als nur die Inaktivierung von Mikroorganismen.

Die Herstellung von RTU-Produkten bringt einen höheren Mehrwert – und mehr Verantwortung mit sich.

Hersteller von gebrauchsfertigen Kartuschen übernehmen eine entscheidende Rolle in den biopharmazeutischen Lieferketten. Indem sie Kartuschen liefern, die bereits gewaschen, pyrogenfrei gemacht, silikonisiert, montiert, verpackt und steril sind, ermöglichen sie es Pharmaunternehmen, die Vorbereitung der Behälter und den damit verbundenen Validierungsaufwand auszulagern.

Hersteller von abfüllfertigen Fläschchen beliefern Pharmaunternehmen mit Primärbehältern, die bereits gewaschen, pyrogenfrei gemacht, verpackt und steril sind, wodurch die Vorbereitung der Behälter und ein Teil des Qualifizierungsaufwands auf die vorgelagerten Stufen verlagert werden. Die wachsende Nachfrage nach injizierbaren Biologika führt zu steigenden Produktionsmengen und erschwert gleichzeitig die Aufrechterhaltung herkömmlicher Sterilisationsverfahren. Dampf kann die thermischen Grenzwerte einiger Verpackungsmaterialien überschreiten, während EtO Bedenken hinsichtlich toxischer Rückstände und längere Entgasungszeiten mit sich bringt.

Die aseptische Herstellung hängt davon ab, dass der erforderliche Zustand jedes Materials bis zu seinem Einsatzort gewahrt bleibt. Wiederverwendbare Teile, vorsterilisierte Komponenten, Großbehälterverschlüsse, Werkzeuge und Hilfsstoffe gelangen jedoch unter unterschiedlichen Bedingungen, über unterschiedliche Wege und mit unterschiedlichen Anfälligkeiten in den Prozess.

Die Aufbereitung allein gewährleistet noch keinen sicheren Materialfluss: Entladung, Transport, Lagerung, Handhabung und Anschluss bilden kritische Schnittstellen, an denen die Kontrolle verloren gehen kann. Da Fertigungsarchitekturen immer geschlossener, integrierter und automatisierter werden, wird der aseptische Transfer zu einer Verantwortung auf Systemebene.