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Inspektionsplattform für lyophilisierte Produkte

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03.11.2020 Die Bedeutung von lyophilisierten Produkten nimmt in der Pharmaindustrie weiter zu. Und auch die Ansprüche an ihre Qualitätsprüfung steigen. Eine neue modulare Inspektionsplattform vereint gleich drei Inspektionstechnologien auf einer Maschine.

Entscheider-Facts

  • Bei der Qualitätskontrolle von Lyophilisaten sollte nicht nur das Packmittel, sondern auch der Inhaltsstoff inspiziert werden.
  • Eine neue modulare Inspektionsplattform vereint dazu drei Inspektionstechnologien auf einer Maschine.
  • Dabei wird der Verschluss visuell inspiziert, die Dichtheit des Vials mittels Headspace-Analyse sichergestellt und das Lyophilisat mit einer NIR-Spektroskopie auf Restfeuchte geprüft.
1 Wilco_Multi-inspection_platform_VARIO_MTX

Bilder: Wilco

Gefriergetrocknete Produkte, sogenannte Lyophilisate, haben gegenüber flüssigen Pharmazeutika, welche als Injektionen oder Infusionen zum Einsatz kommen, den Vorteil, dass die Stabilität des Wirkstoffes erhalten bleibt und sie somit länger haltbar sind. Das Vial mit dem Lyophilisat muss nach dem Gefriertrocknungsprozess einer Qualitätskontrolle unterzogen werden. Häufig werden destruktive Methoden zur Prüfung von Dichtigkeit und Restfeuchte im Lyophilisat, sowie bedienerintensive, visuelle Kontrollen der Vials angewendet. Alternativ kann die Inspektion dieser qualitätsrelevanten Parameter vollautomatisch und zerstörungsfrei erfolgen. Die Patientensicherheit steht dabei an oberster Stelle, wobei natürlich auch die gesetzlichen Vorgaben und die Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen sind.

Eine Inspektionstechnologie alleine reicht nicht

Für diese Anforderungen suchte auch der Schweizer Maschinenhersteller Wilco eine Lösung. Die Analyse führte dabei zum Schluss, dass die Anforderungen nicht mit einer Inspektionstechnologie alleine zu erfüllen sind. Die Lösung lag vielmehr in einer Kombination von visueller Inspektion, Headspace-Analyse und NIR-Spektroskopie. Ziel war es, diese drei Inspektionstechnologien möglichst platzsparend in eine vollautomatische Inspektionslösung zu integrieren, welche eine Leistung von bis zu 600/min erreicht. Das Ergebnis ist die modulare Inspektionsplattform Vario MTX. Nach der Prüfung auf liegende und verdrehte Vials beim Einlauf, vereinzelt eine geteilte Transportschnecke die Prüflinge, um einzelne Prüfstationen bei Bedarf zu umgehen. Der Durchtransport der Prüflinge erfolgt dabei ohne äußere Führungen, was die Vials schont.

Visuelle Inspektion an drei Stationen

Die visuelle Inspektion der Vials wird an drei Stationen durchgeführt. Dabei werden die Bördelkappe, das Flip-off und der Crimp-Bereich auf diverse Defekte geprüft. Bei zwei Stationen werden die Vials um ihre eigene Achse gedreht und mehrere Bilder aufgenommen. Die Besonderheit dabei ist, dass das optische System keinerlei bewegliche Komponenten hat und bei einer Formatänderung keine manuelle Einstellung erfordert. Dies steigert die Prozesssicherheit maßgeblich und ist besonders anwenderfreundlich.

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Bei der visuellen Inspektion der Vials werden die Bördelkappe, das Flip-off und der Crimp-Bereich auf diverse Defekte geprüft.

Restfeuchte-Analyse bei voller Geschwindigkeit

Nach der visuellen Inspektion erfolgt die Analyse der Restfeuchte im Lyophilisat. Abhängig vom Gefriertrocknungsprozess kann diese variieren. Wird jedoch ein kritischer Wert überschritten, kann sich dies negativ auf die Haltbarkeit und somit auch die Wirkung des Medikaments auswirken. Entsprechend sollte auch hierzu eine 100-%-Kontrolle erfolgen. Hierfür kommt ein Hochleistungs-NIR-Spektrometer zum Einsatz. Bei voller Geschwindigkeit werden dabei Lichtreflektionen des Produktes im Nahinfrarotbereich erfasst und über ein Spektrometer ausgewertet. Anhand dieser Informationen erfolgt eine präzise Bestimmung von Wasserkonzentrationen und ermöglicht so den Ausschuss nicht-konformer Produkte.

Vollautomatische Integritätsprüfung

Zum Schluss erfolgt eine Integritätsprüfung mittels vollautomatischer Messung der Sauerstoffkonzentration im Vial. Hierbei kommt die Headspace-Analyse zum Einsatz, welche auf dem Prinzip der Absorptionsspektroskopie mittels abstimmbaren Diodenlasern (TDLAS) basiert. Der Laserstrahl durchquert dabei den leeren Bereich des Vials womit das System innerhalb kurzer Zeit Änderungen beim Sauerstoffgehalt ermitteln und daraus permanente wie auch temporäre Leckagen feststellen kann. Da Sauerstoffkonzentrationen von weniger als 0,7 % bei einer Leistung von 400/min gemessen werden, sind gleich mehrere Lasersysteme vorhanden. Die neue Lasergeneration besitzt dabei eine besonders hohe Sensitivität und ermöglicht dadurch neue Anwendungen.

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Die Analyse der Restfeuchte im Lyophilisat erfolgt über ein NIR-Spektrometer.

Vials, welche sämtliche Inspektionen erfolgreich abgeschlossen haben, werden auf dem Förderband weiter transportiert. Die schlechten Prüflinge werden ausgesondert. Um Rückschlüsse auf die Fehler der schlechten Produkte zu erhalten, werden diese in separate, nach Inspektionstechnologie unterteilte, Auswurfstationen geleitet. In eine gesammelte Auswurfstation kommen alle ungeprüften Vials.

Kombination sorgt für hohe Prozesssicherheit

Die Kombination der drei Prüfmethoden ermöglicht somit eine vollautomatische Inspektion des Packmittels und dessen Inhalts: Den Verschluss, das Vial und das Lyophilisat. Der Personalaufwand wird verringert und die zerstörungsfreie Prüfung reduziert den Ausschuss. Die Inspektionsresultate sind bedienerunabhängig und dank der validierten Methoden wird eine hohe Wiederholgenauigkeit erreicht. Integrierte und automatisierte Verifizierungssysteme der Prüfmethoden sorgen für eine hohe Prozesssicherheit. Auf weniger als 10 m2 Fläche liefert die Inspektionsplattform eine hohe Produktivität und Wirtschaftlichkeit. Die Dichtprüfmethode ist deterministisch nach USP 1207. Die Maschine erfüllt außerdem die GMP-Anforderungen und die Datenverarbeitung erfolgt nach der FDA-Leitlinie 21 CFR Part 11.

Bei der Integritätsprüfung mittels vollautomatischer Messung der Sauerstoffkonzentration im Vial kommt die Headspace-Analyse zum Einsatz.

Bei der Integritätsprüfung mittels vollautomatischer Messung der Sauerstoffkonzentration im Vial kommt die Headspace-Analyse zum Einsatz.

Die Möglichkeiten des modularen Systems sind sehr vielfältig, lassen sich doch andere oder zusätzliche Inspektionstechnologien wie die Differenzdruckprüfung integrieren. Es sind Prüflingsformate von 2 bis 100 ml mit einer Geschwindigkeit von bis zu 600/min möglich. Eine Formatumstellung erfolgt werkzeuglos, wobei beim optischen System keine manuellen Anpassungen notwendig sind.

 

Heftausgabe: Pharma+Food November 2020

Über den Autor

Andreas Isler ist Marketing & Communication Manager bei Wilco
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