SCHOTT – Medikamente innovativ verpacken

Mit mehr als 100 Jahren Erfahrung in der Bereitstellung von Packmitteln für die Pharmaindustrie ist SCHOTT heute weltweiter Systemlösungsanbieter und Entwicklungspartner der Pharmaindustrie. Nur durch eine intensive und vertrauensvolle Zusammenarbeit zwischen Pharmaunternehmen, Packmittelherstellern, Elastomerproduzenten, Maschinenbauern und Device-Herstellern werden die stetig steigenden regulatorischen Anforderungen in der pharmazeutischen Industrie gemeistert und gleichzeitig Packmittelinnovationen entwickelt, die passgenau auf das jeweilige Medikament, dessen Abfüllung und Verabreichung abgestimmt sind. Die Arbeit in solchen Kooperationen wird für die Zukunft erfolgskritisch sein, um Packmittelinnovationen entwickeln zu können, die es dem Pharmazeuten erlauben, Medikamente schneller, in besserer Qualität und mit erhöhter Patientensicherheit auf den Markt zu bringen.

Supplier-driven Innovation mit iQ™

Ein exzellentes Beispiel für eine solche Kooperation ist die iQ™-Plattform von SCHOTT, die gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt wurde. iQ™ umfasst ein vielseitiges Portfolio an vorsterilisierten Ready-to-use(RTU)-Fläschchen, Karpulen und Spritzen in verschiedenen Größen, einschließlich vorvalidierter Elastomerkombinationen. Da die Container immer in einem standardisierten Tub, dessen Dimensionen in der Pharmaindustrie seit Jahren etabliert sind, auf die Fülllinie kommen, können Pharmahersteller verschiedene Medikamente in unterschiedlichen Packmitteln auf derselben Linie in flexiblem Wechsel befüllen. Die Umrüstzeit beträgt dabei nur wenige Minuten.

Bei den bis dato verfügbaren RTU-Lösungen müssen Medikamentenhersteller ihre Füllmaschinen jeweils auf unterschiedliche Tub-Formate anpassen. Durch die Standardisierung dieses Teils des Prozesses reduziert iQ™ die Komplexität erheblich (Abb.  1). Da die Fläschchen, Karpulen und Spritzen den Füllprozess zudem in einem Nest fixiert durchlaufen (Abb.  2), ist Glas-zu-Glas-Kontakt nahezu ausgeschlossen. Somit trägt die iQ-Plattform durch die Reduzierung von Glasbruch und Partikeln zu einer Steigerung der Patientensicherheit bei.

Abbildung 1

Durch die Standardisierung der Tub-Formate reduziert sich die Prozesskomplexität (Quelle aller Abbildungen: SCHOTT AG).

Abbildung 2

Durch die Fixierung in einem Nest wird Glasbruch reduziert und die Patientensicherheit erhöht.

Eine Fallstudie hat gezeigt, dass Pharma-Hersteller mit iQ™ bis zu 60  % weniger Reinraumfläche benötigen, ihre Betriebskosten bis zu 40  % senken und auch die Investitionen in Füllanlagen um bis zu 40  % reduzieren können – u. a., weil sich der Bedarf an speziellen Formatteilen verringert. Die Plattform ist mit Anlagen aller führenden Herstellern und Füll-Konzepten diverser neuer Player kompatibel.

Materialfrage

Eine der häufigsten Fragen bei der Verpackung von Medikamenten ist die nach dem richtigen Material. Glas dominiert den Markt, aber auch Kunststoff kommt immer häufiger zum Einsatz. Und auch innerhalb der Materialgattungen werden verschiedene Varianten in der Branche diskutiert. Welche Kriterien sollten Pharmazeuten also bei der Materialwahl berücksichtigen?

Um herauszufinden, welche Lösung am besten geeignet ist, klären die SCHOTT-Experten zunächst mit dem Pharmaunternehmen, welche Darreichungsform angestrebt wird, welches Füllvolumen benötigt wird und welchen Stabilitätsanforderungen und Barriereeigenschaften das Packmittel genügen muss. Und natürlich wie es abgefüllt werden soll. Bei diesem Vorgehen werden die 3 „P“ berücksichtigt – Produkt, Prozess und Patient. Benötigt der Wirkstoff ein chemisch besonders stabiles Verpackungsmaterial? Wie wichtig sind Designflexibilität, genaue Abmessungen und Bruchfestigkeit? Ist ein Einsatz in Auto- oder Peninjektoren vorgesehen? Soll die Verpackung abfüllfertig geliefert werden? Wie sieht der Registrierungsprozess aus? Und am wichtigsten: Wurden die Patientenbelange hinreichend einbezogen?

Dank eines breiten Packmittelportfolios und mehr als 100-jähriger Erfahrung kann SCHOTT für die jeweiligen Anforderungen effiziente Lösungen vorschlagen oder diese gemeinsam mit dem Kunden und den Partnern entwickeln.

Bruchfeste Packmittel

Packmittel sind integraler Bestandteil des Medikaments. Folglich tritt die Gesamtbetrachtung aller Qualitätskosten anstelle des reinen Stückpreises – so z. B. beim Thema Glasbruch.

Glas hat eine erstaunlich hohe innere Festigkeit. Seine Schwachpunkte sind kleinste Risse in Oberfläche oder Kanten. Diese fertigungs- oder handhabungsbedingten Mikro-Defekte pflanzen sich bei wachsender Belastung ins Innere fort und können zum plötzlichen Bruch führen. Im Umkehrschluss bedeutet dies aber auch: Ein Fläschchen mit einer kosmetisch einwandfreien Oberfläche zeigt bereits eine zweifach höhere Bruchfestigkeit, was für die allermeisten Anwendungen bereits ein ausreichendes Sicherheitsniveau darstellt.

Für spezielle Applikationen, die z. B. radioaktive oder toxische Wirkstoffe beinhalten, kann eine zusätzliche, die Bruchresistenz steigernde Behandlung des Pharmacontainers sinnvoll sein. Um die ursprüngliche Geometrie des Glaskörpers beizubehalten, sodass die gehärteten Packmittel auf den Abfüllanlagen und später in der Anwendung (z. B. mit Peninjektoren) auch weiterhin reibungslos funktionieren, wird hierfür eine chemische Härtung vorgenommen. Dabei ist es wichtig, dass auch nach dem Verfahren keine Wechselwirkungen zwischen Glasoberfläche und Inhalt zustande kommen, die die Wirksamkeit des Medikaments beeinträchtigen könnte. Auf Basis eines seit Jahrzehnten erprobten und standardisierten Glashärtungsverfahrens hat das SCHOTT-Entwicklungslabor in Pennsylvania/USA vor einiger Zeit eine Lösung für Karpulen entwickelt (Abb.  3). Die Karpulen „baden“ während des Prozesses in einer Kaliumnitrat-Lösung, wobei die Natriumionen in der Oberflächenschicht gegen größere Kaliumionen aus der Lösung ausgetauscht werden. Laboranalysen haben gezeigt, dass das Glas dadurch eine größere Stabilität besitzt und dreimal widerstandsfähiger gegen mechanische Belastungen ist. Dieses Härtungsverfahren ist auch auf Pharmafläschchen anwendbar.

Abbildung 3

Der Austausch von Natriumionen durch Kaliumionen sorgt für größere Stabilität und Widerstandsfähigkeit.

Smarte Lösungen gegen Delamination

Eine weitere seit 3 Jahren im Markt verfügbare Innovation stellen Pharmafläschchen mit deutlich reduziertem Delaminationsrisiko dar. Delamination entsteht durch die Wechselwirkung der Glasoberfläche eines Pharmafläschchens mit seinem Inhalt und wird auch als das Ablösen hauchdünner Glasflitter von der inneren Oberfläche des Behältnisses beschrieben. Um dies zu vermeiden, hat SCHOTT das Produkt SCHOTT Vials Delamination Controlled (Abb.  4) entwickelt, bei dem die Glasoberfläche homogener und dadurch weniger anfällig für Delamination gemacht wird. Das Besondere: Packmittel für bereits zugelassene Medikamente können ohne erneute Validierung durch SCHOTT Vials Delamination Controlled ersetzt werden.

Abbildung 4

SCHOTT Vials Delamination Controlled: homogenere Glasoberflächen reduzieren das Risiko einer Delamination.

Der patentierte SCHOTT Delamination Quicktest gibt zudem Aufschluss darüber, wie es um die Delaminationsneigung der Verpackungen bestellt ist. Dies ermöglicht es, das Delaminationsrisiko anhand von Grenzwerten zu bestimmen und diese Werte in der laufenden Produktion zu überwachen. Aus jeder Produktionscharge wird eine bestimmte Anzahl von Fläschchen entnommen. Die Stichproben werden im Autoklaven 4 Stunden lang in einer Wasserdampfumgebung unter Stress gesetzt und so die delaminationskritische Zone herausgearbeitet. In einem zweiten Schritt werden die Fläschchen dann mit einem hochreinen Wasser (WFI – Water for Injection) gefüllt und, ebenfalls im Autoklaven, Natrium extrahiert. Da der extrahierte Natriumgehalt ein präziser und zuverlässiger Schätzer für die Wahrscheinlichkeit ist, dass das Fläschchen später delaminiert, kann so das Delaminationsrisiko deutlich reduziert und kontrolliert werden.

Langjährige Erfahrung, weltweites Netzwerk

SCHOTT ist aufgrund langjähriger Material-, Prozess- und Industrieerfahrung sowie dank seines weltweiten Produktionsnetzwerks der führende Primärpackmittellieferant weltweit. Dabei deckt das Unternehmen die komplette Wertschöpfungskette von der Herstellung der Pharmarohre über die Packmittel bis hin zu allen notwendigen Analytikdienstleistungen ab, die in 3 Geschäftsfelder innerhalb des Spezialglaskonzerns der SCHOTT AG zusammengefasst sind:

Abbildung 5

Rohrglas als Ausgangsstoff für Primärpackmittel.

Der SCHOTT-Konzern schreibt seit über 130 Jahren Glasgeschichte. Der Einstieg in den Pharmabereich gelang 1911 mit einem Spezialglas, das sich durch hohe chemische und hydrolytische Beständigkeit auszeichnet: FIOLAX Glasrohr hat sich dank seiner Beschaffenheit zum De-facto-Standard für Glasverpackungen in der Pharmaindustrie entwickelt. Mittlerweile hat SCHOTT das Materialportfolio deutlich ausgebaut und arbeitet weiter daran, den Anforderungen des Marktes gerecht zu werden. So bietet der Konzern verschiedene Glasarten, aber auch Lösungen aus hochreinen Polymeren an.

Aus diesen verschiedenen Rohmaterialien stellt das Unternehmen jährlich über 10 Mrd. Einheiten von Ampullen, Fläschchen, Karpulen und Spritzen her. Dazu laufen mehrere hundert Produktionslinien rund um die Uhr. Um für die Kunden schnell auf Nachfrageänderungen reagieren zu können, ist das Unternehmen weltweit mit 21 Produktionsstätten in allen relevanten Pharmamärkten vor Ort vertreten – sowohl in den westlichen Pharmamärkten als auch in den wichtigsten sog. „Pharmerging Markets“ – China, Brasilien, Russland, Indien und Indonesien.

SCHOTT Pharma Services

Zur Risikobewertung eines Medikaments müssen Pharmaunternehmen entsprechende Tests und Untersuchungen durchführen. SCHOTT Pharma Services unterstützt diese durch ein sehr breites Portfolio von Analytikdienstleistungen wie z. B. Studien zur Wechselwirkung von Medikamenten und Packmitteln, Bruch- und Behälterfestigkeitsanalysen, Systemfunktionstests wie Behälterdichtigkeit oder auch sog. Extractables-&-Leachables-Studien. Diese Analysen und Studien sind darauf ausgelegt, potenzielle Risiken zu bewerten und helfen den Pharmazeuten dabei, Strategien zur Vermeidung zukünftiger Risiken zu finden. SCHOTT Pharma Services profitiert von einer umfangreichen Ausstattung des Labors mit Analysegeräten, die ständig modernisiert und erweitert wird. Zudem nutzt die Abteilung Kapazitäten der zentralen Forschung und Entwicklung des SCHOTT-Konzerns. Damit kann sie auf Basis verschiedenartiger Methoden Analysedaten gewinnen und von erfahrenen Experten interpretieren lassen, wie es von Kunden verstärkt nachgefragt wird. Alle Laborwerkzeuge und -prozesse sind dabei nach DIN EN ISO 17025 zertifiziert. Dies gewährleistet höchstmögliche Qualitätsstandards. In den vergangenen Jahrzehnten hat SCHOTT bei pharmazeutischen Primärverpackungen ein umfangreiches Wissen über Materialien, Produkte und Prozesse sowie deren Analyse gesammelt. Unabhängig von den übrigen Geschäftsaktivitäten steht Kunden diese einzigartige Kombination aus Forschung und Markterfahrung seit 2009 unter dem Namen SCHOTT Pharma Services zur Verfügung.

Korrespondenz:

SCHOTT AG
Hattenbergstr. 10
55122 Mainz (Germany)
Tel.: + 49 6131 66-1589
Fax: + 49 6131 66-1916
www.schott.com/pharma

pharmind 2017, Nr. 12, Seite 1678