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Ellab empfiehlt folgende Produkte für
Gefriertrocknung / Lyophilisation

Kabellose Lösung

LYO Shuttle

LYO Shuttle

LYO 28

LYO 28

TSP Vakuum

TSP Vakuum

SKY Option

SKY Option

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Gefriertrocknung / Lyophilisation

Gefriertrocknung (oder Lyophilisation) ist eine Technik die benutzt wird, um Wasser von einer Lösung zu trennen, damit als Endprodukt nur ein trockener „Kuchen“ zurückbleibt. Das trockene Produkt ist deutlich stabiler als die Lösung. Das reduzierte Gewicht und Volumen ist ein großer Vorteil und die Aktivität des Produkts wird durch das Entfernen des Wassers nicht beeinflusst. Diese Technik beinhaltet das Gefrieren des Produktes auf eine sehr niedrige Temperatur auf einer Platte, normalerweise bei -40 bis -50°C unter Vakuum und anschließend folgt eine langsame Erhitzung des Produkts, um das Eis zu brechen und um es in Dampf zu verwandeln. Dadurch wird der Wassergehalt des Produkts durch einen Prozess - genannt Sublimation - entfernt.

Die kritischen Parameter während der Gefriertrocknung sind Temperatur (Produkt und Platte) und Druck. Diese Messungen werden normalerweise mit jedem Zyklus erstellt, um zu untersuchen, wann das Produkt trocken ist. Zusätzlich zu der Überwachung eines jedes Zyklus müssen Gefriertrockner regelmäßigen Validierungen unterzogen werden. Dieses beinhaltet für gewöhnlich das Temperatur Mapping der Platten in der Kammer, Kondensator Cool Down Tests, ein System Bewertungstest (Vakuum pull down) zum Überprüfen der Effektivität des Vakuum Pumpen Systems, Vakuum Integritätstest um die Qualität der Versiegelung zu prüfen sowie die Validierung der Dampfzufuhr für das SIP System.

Da Gefriertrocknung ein eher teurer Prozess ist, stammen die meisten zu prozessierenden Produkte aus dem pharmazeutischen und biotechnologischen Bereich, in dem die Firmen das Gefriertrocknen dazu


verwenden die Lebensdauer der Produkte, wie z.B. Impfstoffe und Injektionen, zu verlängern.

Durch die Entfernung des Wassers aus dem Material und der Verschließung des Materials im Vial kann es einfach gelagert, versandt und später zur Injektion wieder zurück in seine ursprüngliche Form gebracht werden.

Die Lyophilisation wird jedoch trotzdem auch in anderen Bereichen angewandt:

Lebensmittelindustrie (Beispiele: gefriergetrocknete Früchte, Lebensmittelvorräte für Astronauten, Pulverkaffee)

Technologieindustrie:

  • In chemischen Synthesen, um diese stabiler zu machen oder sie zur Weiterverwendung leichter in Wasser löslich zu machen.
  • In Bioseparationsverfahren als Reinigungsvorgang in der Endphase um Lösungsmittel zu entfernen.

In der Bakteriologie um spezielle Stämme zu konservieren.

Konservierungs- und Bewahrungsindustrie:

  • Blumen
  • Tiere
  • Bücher und Dokumente mit Wasserschaden

Prozess

Ein Gefriertrockner besteht im Wesentlichen aus 3 Komponenten: Probenkammer, Kondensator, Vakuumpumpsystem. Abhängig von dem zu trocknenden Produkt wird die Probenkammer, die direkt mit dem Kondensator und der Vakuumpumpe verbunden ist, mit einer geeigneten Anzahl an Platten, welche auf und ab bewegt werden können falls das Schließen d Vials erforderlich ist, angefertigt. Dies nennt man Stoppering arrangement. Es gibt grundsätzlich 2 Kategorien von Gefriertrocknern: Batch und kontinuierliche Trockner.

Batch Gefriertrockner sind entweder entwickelt worden für Massentrocknungsprozesse bei der das Produkt auf den Trays verteilt wird oder für Vial Trocknung, bei der das Produkt in Flakons (Vials) abgefüllt wird unter Verwendung von Gummistopfen mit Dampf “Durchlass” Löchern (slots). Der Vorteil dieser Behältnisse ist es, dass das Produkt einfach wieder zusammengesetzt werden kann, indem einfach nur Flüssigkeit hinzugegeben wird. Für beide Systeme kann die Batchüberwachung entweder durch Benutzung des verkabelten E-Val Flex Systems oder der kabellosen TrackSense® Logger angewandt werden. Durch die Tatsache, dass der Erhalt eines Hochvakuums Grundvoraussetzung aller Lyophilisationsprozesse ist, wird der Gebrauch von kabellosen Loggern empfohlen. Eine Konfiguration mit den Pro X Loggern, Niedrigtemperatur-Multikanal Flexibel Sensoren in Kombination mit dem SKY Modul und dem Access Point ist es eine ideale Lösung.

Aufgrund des hohen Vakuums (~ 0,005 hPa) können nur kabellose Logger mit einem Ellab Vakuum Sensor zur Drucküberwachung verwendet werden.

Kontinuierliche Gefriertrockner sind speziell für die Vial Trocknung, die komplette Befüllung, Be- und Entladung der Systeme, welche in das Gefriertrockner Design integriert sind, ausgelegt. Dies erlaubt die vollautomatische und sterile Fertigung der in-between batch Sterilisation (SIP) des Gefriertrockners. Dies schließt den Gebrauch eines verkabelten Systems aus, aber Pro X Logger, die mit Niedrigtemperatur-Multikanal Flexibel Sensoren ausgestattet sind, werden empfohlen. Um den SIP Teil des Prozesses zu decken werden Standard Multikanal Flexibel Sensoren verwendet. Die SKY Option kann von Vorteil sein, wenn die Entfernungen nicht zu groß sind.

Herausforderungen

Herausforderungen

Da das Volumen eines Produkts sehr klein sein kann ist es wichtig, dass der Sensor, der die Temperatur während des Prozesses misst, eingeführt werden kann ohne das Produkt zu beschädigen. Deshalb sind sehr kleine Temperatursensoren erforderlich. Ellab hat eine Reihe von Niedrigtemperatur Flexible Sensoren mit einem Durchmesser von nur 1,2 mm entwickelt, welche einfach in das Vial durch den Gummistopfen einzubringen sind. Zur Validierung der Kammer ist ein aus Messing gefertigter TPR Kontakt Puck erhältlich, um den Hauptkontakt zwischen der Platte und dem Sensor sicherzustellen und korrekte Ablesungen zu sichern. Um die Anwendung zu erleichtern ist ein “LYO Shuttle” die ideale Lösung, da es sowohl eine Phiolen Fixierung als auch einen Kontakt Puck beinhaltet.

Die Hauptherausforderungen, die mit der Überwachung von Gefriertrocknern in Verbindung gebracht werden, sind die niedrigen Temperaturen und die geringe Druckpräsenz.

Der niedrige Druck (ca. 5 Mikrobar) begrenzt die Möglichkeit Kabel in die Kammer einzuführen und gleichzeitig ein stabiles Vakuum zu gewährleisten. Deswegen sollten nur Kabellose Logger mit einem Vakuum Sensor verwendet werden. Die Erhaltung des Vakuums gestaltet sich um einiges schwieriger als die des Überdrucks. Die angewandten niedrigen Temperaturen können die Arbeit mancher Datenlogger jedoch erschweren. Die TrackSense® Pro-X und die Pro Batterie können bei Temperaturen von bis zu -80 °C eingesetzt werden. Mit dem TrackSense® Pro X, kann der Logger sogar auf -80°C hinuntergehen. Das einzigartige Batteriemanagement System, das Design des Loggers und die Flexible Sensoren machen sie für fast alle Gefriertrocknungsabläufe, welche Probleme mit der niedrigen Temperatur haben, brauchbar.

Richtlinien

Die ISO 13408-3 Norm beschreibt die aseptische Herstellung von Produkten für die Gesundheitsfürsorge in Bezug auf Gefriertrocknung.
Da der Gefriertrocknungsprozess schwierig und komplex ist, ist es absolut wichtig in der Lage zu sein dem Prozess in Echtzeit zu folgen. Mit der kürzlich erfolgten Einführung von SKY ist das nun möglich. Die Benutzung von TrackSense® Pro X Loggern mit PTFE Flex und Vakuum Sensoren ist eine einzigartige Lösung und die Live-Übertragung der Daten von allen Temperatur Loggern, die sich innen befinden, zu dem außerhalb der Kammer liegenden Access Point ist ein problemfreier Aufbau, der genaue und sofortige Prozesskontrolle und Dokumentationen liefert. Die übliche Anzahl an Temperatur-Messpunkten während der Prozessüberwachung könnte so hoch sein wie ein Sensor, der in einer repräsentativen Probe pro Platte platziert ist (Vial oder Tray). Meistens wird nur ein Vakuum Sensor benötigt.

Bei der Validierung der Kammer beträgt die übliche Anzahl an Temperatur-Messpunkten 5 pro Platte – einen in jeder Ecke plus einen im Zentrum. Üblicherweise wird die Temperaturstabilität innerhalb des Trays mit ± 0,5 bis 1 °C gefordert. Von Tray zu Tray wird eine Temperaturgenauigkeit 1 bis 2 °C gefordert. Da Gefriertrockner oft mit 10-15 oder mehr Platten ausgestattet sind ist es wichtig, dass die erfassende Hardware und die analysierende Software mit Daten dieses Ausmaßes umgehen können. Mit einer Speicherkapazität von 60.000 Datenpunkten in jedem Logger und einer ValSuite™ Software, die mehr als 100 Kanäle in einer Sitzung handeln kann, ist das einfach zu machen.

Methode

Methode

Für hauptsächlich pharmazeutische Kunden wird die Anwendungen einer hochentwickelten Software gebraucht, d.h. ValSuite™ Pro welche 21 CFR Part 11 konform ist und anspruchsvolle Reporte und Feature bietet. Zur Prozessüberwachung ist es jedoch zwingend erforderlich eine Gerätekonfiguration mit exakter Positionierung jedes Messpunktes zu erstellen, da so viele Datenpunkte bewältigt werden müssen. Außerdem Weiter kann man alles in einer Profilsitzung zusammenzufügen, eingeschlossen dem Limit Report und dem Statistikreport.

Für die Validierung ist eine noch größere Anzahl an Datenpunkten erforderlich, was auch der Grund ist, warum der Gebrauch einer Profil- und einer Gerätekonfiguration empfohlen wird – ebenso wie Limit- und Statistikeporth, um die Daten zu analysieren. Bei der Validierung des SIP Systems, eignet sich der Validierungs- oder sogar der erweiterte Validierungsreport.

Am Ende jeder Studie kann/können der/die Bericht(e) mit einer elektronischen Signatur unterzeichnet werden und gespeichert, gedruckt und in einem sicheren PDF Format verteilt werden.

Jeder Messfühler und jeder Sensor sollte in regelmäßigen Abständen kalibriert oder geprüft werden. Dies kann am besten mit der integrierten Kalibrierungsfunktion in der ValSuite™ Pro Software erfolgen, welche nach der Kalibrierung einen Kalibrierungsreport erstellt. Dadurch stellen Sie sicher, dass alle vorgenommenen Messungen innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen sind. Alle 12 Monate wird eine Werkskalibrierung mit einem rückführbaren Kalibrierungszertifikat jedes Sensors und jedes Messfühlers empfohlen.

Anwendungen auf einen Blick:

  • Mit SKY können die Daten online übertragen werden.
  • Die Integrierung des Inkubators wird durch die Benutzung von TrackSense® Loggern sichergestellt.
  • Flexible Sensoren sind ideal für Messungen an Platten und in Probenbehältnissen.
  • Austauschbare Sensoren liefern volle Flexibilität.
  • Eine große Anzahl an Messpunkten und umfangreiche Daten werden mit dem Speichervolumen des Loggers und den ValSuite™ Pro Analysetools zusammengefügt.
  • Der Vakuum Sensor misst Vakuum bis 10-5 hPa.

ValSuite™ Beispiel Reports | Gefriertrocknung / Lyophilisation

Prozess Graph

Prozess Graph

Statistikreport

Statistikreport

Gerätekonfiguration

Gerätekonfiguration

Limitreport

Limitreport

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