Anforderungen an Verpackungsmaterial und Verpackungsräume in der Medizintechnik. R. Luginbuehl RMS Foundation, Bettlach, Switzerland

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1 Anforderungen an Verpackungsmaterial und Verpackungsräume in der Medizintechnik R. Luginbuehl RMS Foundation, Bettlach, Switzerland RMS Foundation ist eine unabhängige, nicht gewinn orientiertes Forschungs und Dienstleistungsinstitut Forschung im Muskuloskelttealen Bereich Beratung und Schulung Testen und Evaluation von Materialien und Produkten Biomechanik Material Gewebe Wechselwirkungen Unterricht Biocompatibility Assessment Materiolgraphy Knorpelregeneration Grenzflächen Test Strategien Chemische Analyse Oberflächen Analyse Abundance [a.u] Polishing Paste Hydraulic Oil Cutting Oil Model Process Adjuvant Knochenersatz Materialien und Prozesse Technologietransfer Time [min] Mechanische Prüfung Process Validation Die RMS Foundation ist ISO 9001 zertifiziert und nach ISO/IEC Typ C akkreditiert 3 20 April

2 Klassierung von Medizinprodukten Medizinprodukte sind Produkte einschliesslich Instrumente, Apparate, in-vitro-diagnostika, Software und andere Gegenstände oder Stoffe, die für die medizinische Verwendung bestimmt sind oder angepriesen werden und deren Hauptwirkung nicht durch ein Arzneimittel erreicht wird. 4 Invasive, passive Medizinprodukte 5 20 April

3 Invasive Aktive Medizinprodukte 6 Wiederverwendbare Medizinprodukte 7 20 April

4 Produkte mit kosmetischen Funktionen dies sind keine Medizinprodukte! 8 Klassierung von Medizinprodukten Medizinprodukte sind Produkte einschliesslich Instrumente, Apparate, in-vitro-diagnostika, Software und andere Gegenstände oder Stoffe, die für die medizinische Verwendung bestimmt sind oder angepriesen werden und deren Hauptwirkung nicht durch ein Arzneimittel erreicht wird. Invasive Medizinprodukte Nicht invasive Medizinprodukte Chirurgische Instrumente Aktive Medizinprodukte Aktive therapeutische Medizinprodukte Aktive diagnostische Medizinprodukte In vitro diagnostische Medizinprodukte Richtlinie 93/42/EWG über Medizinprodukte 9 20 April

5 Die Etablierung der Biokompatibilität von Medizinprodukten WICHTIG: Die Etablierung der Biokompatibilität basiert auf einer Risikoabwägung Biokompatibilitätsprüfung heisst nicht, dass es nur biologische Prüfungen gibt. Die Materialcharakterisierung ist ein sehr wichtiger Teil davon! Die Biokompatibilität muss über die gesamte Lebensdauer gewährleistet werden! Die Biokompatibilität muss am Endprodukt etabliert werden! Abbildung 1 ISO Die Etablierung der Biokompatibilität von Medizinprodukten Die Verpackung der Medizinprodukte ist Teil der Herstellungskette des Produktes und muss daher auch validiert und überprüft werden Die Verpackungen von Medizin und Pharmaprodukten müssen hohen Standards entsprechen wobei Medizinprodukte der Klasse III die höchsten Anforderungen haben Gegebenfalls müssen die Verpackungen nicht nur steril produziert und in Umlauf gebracht werden, sondern auch leicht bedienbar und umweltverträglich sein. Die Wahl der Verpackung hängt von der Anwendung wie auch vom Sterilisationsprozess ab April

6 Aspekte für die Auswahl von Verpackungen Einfaches Befüllen Keimdichtes Verschließen Eignung für das vorgesehene Sterilisationsverfahren Sicherstellen von Funktion und Sterilität des Medizinproduktes bis zur Anwendung Möglichkeit zur aseptischen Entnahme des Inhalts Durchstichfestigkeit Transport an den Ort der Anwendung Kennzeichnung der Verpackung bzw. des Inhalts Einfaches Handling der Verpackung Biokompatible Die Vorgaben zur Verpackung von Sterilgut ergeben sich aus Normen: DIN EN ISO Teil 1 und Teil 2: 2014, EN Verpackung von Medizinprodukten network.com April

7 Anforderungen an Verpackungen in der Medizintechnik Die Verpackung der Medizinprodukte ist Teil der Herstellungskette des Produktes und muss daher auch validiert und überprüft werden Die Verpackungen von Medizin und Pharmaprodukten müssen hohen Standards entsprechen Das Material muss «gleiche» Bedürfnisse hinsichtlich Biokompatibilität erfüllen wie das Medizinprodukt selbst! => Medicalgrade => Steril produziert, und sterilisierbar => vollständige Chargenverfolgbarkeit => der Verpackungsprozess muss in Reinräumen mit entsprechenden Verpackungsanlagen erfolgen 14 Normative Anforderungen an Verpackungen DIN EN ISO (2014) Verpackungen für in der Endverpackung zu sterilisierende Medizinprodukte Teil 1: Anforderungen an Materialien, Sterilbarrieresysteme und Verpackungssysteme DIN EN ISO (2014) Verpackungen für in der Endverpackung zu sterilisierende Medizinprodukte Teil 2: Validierungsanforderungen an Prozesse der Formgebung, Siegelung und des Zusammenstellens DIN EN868-2 (2015 Entwurf) Verpackungen für in der Endverpackung zu sterilisierende Medizinprodukte Teil 2: Sterilisierverpackung - Anforderungen und Prüfverfahren DIN EN868-3 (2015 Entwurf) Verpackungen für in der Endverpackung zu sterilisierende Medizinprodukte Teil 3: Papier zur Herstellung von Papierbeuteln (festgelegt in EN 868-4) und zur Herstellung von Klarsichtbeuteln und -schläuchen (festgelegt in EN 868-5) - Anforderungen und Prüfverfahren April

8 Normative Anforderungen an Verpackungen ASTM F Standard Guide for Biocompatibility Evaluation of Medical Device Packaging Materials 1. Scope 1.1 This guide provides information to determine the appropriate testing for biocompatibility of materials (or packaging materials) in sterile barrier systems used to contain a medical device. 16 Sauberkeit: Die Quellen der Verunreinigung Handhabung z.b. Fingerabdrücke, Haare, Hautpartikel, Handschuhe, Handcrème Arbeitsumgebung z.b. Umgebungsluft, Druckluft Bearbeitung z.b. Öle, Emulsionen, Prozesswasser, Späne, Strahlgut Verpackung z.b. Verpackungsmaterial, Abrieb, Prozesshilfsmittel Sterilisation z.b. Medien, Degradations und Reaktionsprodukte Reinigung z.b. Wasser, Detergenzien, Luftrocknung SRRT 19. April April 2016 SwissCCS April

9 Verpackungsmaterial Das Verpackungsmaterial muss Prüfungen nach USP, resp. ASTM F2475 erfüllen Zuschlagsstoffe in den Verpackungsmaterialien wie Pigmente, Weichmacher, Radikalfänger, etc. können ein grosses Problemdarstellen 18 Verpackungsmaterial Das Verpackungsmaterial ist in direktem Kontakt mit dem Medizinprodukt Es kann sich Material übertragen April

10 Was ist ein Biomaterial? Weichmacher und Schmiermittel aus PVC Verpackungen kontaminierten GORETEX basierende Gefässersatzimplantate In vitro Untersuchungen zeigten, dass das Zellwachstum beeinflusst wurde Es wurde vermutet dass die Schicht bis 200 nm Dick war Hodgkin et al (1990) Biomaterials 20 Verpackungsmaterial Das Verpackungsmaterial ist in direktem Kontakt mit dem Medizinprodukt Es kann sich Material übertragen April

11 Verpackungsanlagen für Medizinprodukte Voll automatisierte Verpackungsanlagen erleichtern die Validierung der Prozesskette Die Systeme benötigen jedoch auch Unterhalt und Hilfsstoffe 23 Rückstände auf Verpackungsmaterialien TOF SIMS (time of flight secondaryion mass spectrometry) Analyse von Oberflächen zeigten Signaturen im Massenbereich Daltons, welche von Pentaerithrytol tetraoctanoate (oben) und einem Fluor haltigen Schmiermittel herrühren. Evans Analytical Group April

12 Rückstände auf Durchverpackungsmaterialien 25 Silikon-Öl Rückstände Silikon Öle lassen sich kaum von Oberflächen entfernen und bedürfen einer Reinigung mit speziellen Lösungsmittel Silikon Öle können Klebstellenschwächen und frühzeitige Alterung bewirken Petrie E. (2013)Metal Finishing Volume April

13 Der Einfluss der Oberflächenchemie COOH Oberfläche NIPAM 37 C hydrophob 20 C hydrophil CH 3 Oberfläche Barbosa Biomaterial 25,p2557 und Tsuda 2004 JBMR 69A, p70 27 Der Einfluss der Oberflächenchemie COOH Oberfläche NIPAM 37 C hydrophob 20 C hydrophil Eine Monoschicht einer Kontamination kann genügen damit ein Implantat nicht integriert wird! CH 3 Oberfläche Abschätzung: die Menge einer Monoschicht beträgt 0.5 nmol/cm 2 50 ng/cm 2 Abschätzung für Öl: 1 g Öl würde eine Oberfläche eines Hüftschafts vollständig abzudecken April

14 Materialwechsel: von Tyvek zu Tyvek Der Chemiekonzern DuPont hat ab Quartal 3/2015 das Herstellungsverfahren von Tyvek, einem weltweit millionenfach für Sterilprodukte verwendeten Material, geändert. Alle Medizinproduktehersteller, welche Tyvek 1059B und 1073B brauchen, müssen für die betroffenen Produkte eine Änderungsmeldung an ihre Benannte Stelle senden und eine Genehmigung für die Freigabe des neuen Material beantragen. Im Rahmen dieser Produktionsumstellung hatte DuPont ein U$30 Mio Projekt ins Leben gerufen, um alle notwendigen Vorabklärungen für die Bereich Medizintechnik zu machen. DuPont Materialwechsel: von Tyvek zu Tyvek DuPont April

15 Materialwechsel: von Tyvek zu Tyvek DuPont Rückstände aus Prozessanalgen Suspension of devices manufactured by Silimed From: Medicines and Healthcare products Regulatory Agency First published: 23 September 2015 CE certificate for ALL medical devices made by Brazilian manufacturer Silimed suspended The Medicines and Healthcare products Regulatory Agency (MHRA) jointly with European The healthcare certificates product were regulators not of suspended member states has been informed because of the suspension of contaminations of the CE certificate on some for all implants medical devices due made by the Brazilian manufacturer Silimed. neglected process and quality control.. that the surfaces of some devices were contaminated with particles. The NB considers the devices still to be The devices covered by the suspended CE certificate are implants for: silicone biocompatible implants for plastic surgery but not clean bariatric surgery implants for urology silicone implants for general surgery silicone invasive devices April

16 Materialwahl für Verpackungsanlagen 33 Zusammenfassung Verpackungsmaterialien müssen eine sehr hohe chemische Reinheit aufweisen Es gelten ähnliche «Biokompatibilitäts-Anforderungen» wie für die Medizinprodukte selbst. Verpackungsmaterialien müssen eine hohe Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen erfüllen. Die Sterilbarriere muss gegeben falls für bis zu 10 Jahren erfüllt werden. Eine hohe Prozesssicherheit kann nur durch automatisierte Prozesse in einer kontrollierten Umgebung erreicht werden. Die Problematik der Kontamination durch Prozesshilfsstoffe und Abriebsmaterial wird heute immer noch nicht voll erkannt April