Einfach und dosiert injizieren

Bei der Prüfung von Medizinprodukten geht es in erster Linie um die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und die Reduzierung der Bedienereinflüsse. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, hat Zwick vollautomatisierte Systeme zur Prüfung von Insulinpens und Autoinjektoren entwickelt. Beide sind medizinische Instrumente zur Injektion eines flüssigen Medikaments durch den Patienten selbst: Bei der Insulintherapie wird das Insulin meist subkutan mit vorgefüllten Spritzen oder Insulinpens injiziert. Diese Pens haben Ähnlichkeit mit einem Kugelschreiber und sind mit Insulinkarpulen befüllt. So genannte Einwegpens werden nach Aufbrauchen der Karpulen entsorgt, während man Mehrwegpens über Jahre hinweg wiederverwenden kann. Bei qualitätssichernden Prüfungen an Insulinpens und Karpulen kommt die Norm DIN EN ISO 11608 Teil 1 bis 3 zum Einsatz.

Für die automatisierte Prüfung von Insulinpens stellt die Zwick GmbH & Co. KG, Ulm, ein Prüfsystem auf Basis einer Tisch-Prüfmaschine Zwicki-Line Z0,5 TN (Fmax 0,5 kN) mit zusätzlichem Torsionsantrieb (Fmax 2 kN) vor. Hiermit ist es möglich verschiedene Funktionen des Insulinpens wie Dosiereinstellung, Auslösekraft, Hub und abgegebene Dosis in einem fortlaufenden Vorgang zu messen. Die Prüfverfahren der beiden Prüfachsen sind beliebig modifizier- und kombinierbar.

Die Probenzuführung erfolgt automatisch über das Handlingssystem ‚RoboTest R’. Mit Hilfe der Automatisierungssoftware AutoEdition2 werden aus dem dazugehörigen Magazin (Kapazität bis 50 Proben) die Insulinpens in die Prüfmaschine geführt und anschließend die Prüfung gestartet. Verfälschungen der Prüfergebnisse durch Bedienereinflüsse sind somit ausgeschlossen. Der Prüfprozess wird aufgrund des erhöhten Probendurchsatzes deutlich effizienter. Bei Bedarf können aber auch jederzeit manuelle Prüfungen durchgeführt werden. Autoinjektoren sind ähnlich aufgebaut. Es gibt aber keine Dosierung, und die Injektion der Flüssigkeit wird beim Aufpressen immer automatisch über eine Feder ausgelöst.

Ein typisches Beispiel für die Anwendung ist die akute Bekämpfung eines anaphylaktischen Schocks bei Allergikern. Auch die Soldaten der Bundeswehr sind, je nach Einsatz, mit speziellen Autoinjektoren (Morphin und Atropin) ausgerüstet. Da diese aufgrund der weltweiten Einsatzgebiete unterschiedlichen äußeren Bedingungen ausgesetzt sind, muss ihre Qualität regelmäßig überprüft werden; dies gilt auch für die entsprechende Langzeitbevorratung. Mit einem leistungsfähigen Qualitätsmonitoring, das auch die Prüfung dieser Produkte entsprechend dem Stand der pharmazeutischen und technischen Regeln einschließt, soll einerseits die funktionale Sicherheit und andererseits das Bevorratungsmanagement optimiert werden können. Bislang konnten Messungen von Auslösezeitpunkt und Dauer des Ausstoßes der verwendeten Wirkstofflösung nur manuell erfolgen.

Das Ziel war daher die Entwicklung einer Prüfmaschine zur automatischen Bestimmung von Auslösekraft, Auslösezeitpunkt, Ejektionszeit/-geschwindigkeit, Wirkstoffprofil und Länge der ausgefahrenen Injektionsnadel. Auch eine Prüfung an 2-Kammer-Autoinjektoren sollte möglich sein. Um dies zu erreichen wurde eine Prüfmaschine der Zwicki-Line mit einem speziellen Probenhalter und einem Karussell zur Aufnahme des Wirkstoffes entwickelt.

Dieses Karussell wird bei der Prüfung von 2-Kammern-Autoinjektoren eingesetzt. Nach dem Auslösen des Injektors und dem Auffangen kann das Mischungsverhältnis (Ejektionsprofil) im zeitlichen Verlauf (nach analytischer Untersuchung) ausgewertet werden. Die wesentlichen Parameter wie Auslösezeitpunkt, Ejektionszeitpunkt und die Länge der ausgefahrenen Nadel werden mit zwei Lasern gemessen.

Die Einhaltung von Vorschriften wie der FDA 21 CFR Part 11 und dem Annex 11 zum EU-GMP-Leitfaden ist beim Einsatz elektronischer Aufzeichnungen und Unterschriften im regulierten Umfeld erforderlich. Hier kommt die Prüfsoftware TestXpert II zum Einsatz: Die Option „Erweiterte Nachvollziehbarkeit“ bietet die erforderlichen Werkzeuge, um zusammen mit organisatorischen Maßnahmen und Verfahrensanweisungen im jeweiligen Unternehmen die von der FDA in 21 CFR Part 11 gestellten Anforderungen zu erfüllen. Die Funktion „Elektronische Aufzeichnungen“ erlaubt eine vollständige nicht manipulierbare Dokumentation aller in TestXpertII durchgeführten Aktionen und Änderungen. Der Anwender legt dabei nach seinen Vorgaben, die aus seinem QM-Handbuch oder externen Anforderungen kommen können, den Grad der zu protokollierenden und zu begründenden Aktionen fest. Im Einzelfall kann dies beispielsweise bedeuten, dass jede Änderung an einem prüfungsrelevanten Parameter, wie die Prüfgeschwindigkeit, komplett in einem Audit-Trail aufgezeichnet wird. Die Funktion „Elektronische Unterschriften“ ermöglicht die Dokumentierung der Übernahme der Verantwortung und gleichzeitig die Umstellung auf ein „papierloses Labor“, da die Unterschrift auf einem Dokument durch eine digitale Signatur der Prüfserie mittels Eingabe der Benutzerkennung und des Passwortes in TestXpert II ersetzt werden kann.

Ergänzend bietet Zwick Hilfe bei der Qualifizierung von Material-Prüfsystemen in den einzelnen Schritten in Form einer individuell abgestimmten Qualifizierungsdokumentation nach GAMP und aktuell gültigen Richtlinien sowie ein Qualifizierungs-Servicepaket (DQ/IQ/OQ) zur Unterstützung der Validierung an. Deren wesentlicher Bestandteil ist die technische Überprüfbarkeit einzelner Anlagen und Geräte.

Dr. Peter Stipp Fachjournalist in Einhausen

Umfassende Qualifizierungsmaßnahmen schützen Anwender und Patienten