Wissenschaftund TechnikOriginale pharmind

Codieren und Lesen der Codierungvon Behältnissen aus Gla-sfür pharmazeutischeund diagnostische ProdukteAlbert Wohlandl, Sylvain Houyl, Simone Voldrich3, Robert Hormes3, SabineLehnicke4, Andre Witzmann5, Ulla Trinks5, Oliver Berger6, Volker Wedershoven6,

Sergej Toedtlf, Stefanie Hubl, Marcus S. Kernl, Stephan Knittell, ]örn Köhler2,

Thomas WetzeF

1 Rache Diagnastics GmbH, Mannheim2 F. Haffmann-La Rache AG, Basel (Schweiz)3 SCHOTT farma vitrum ag, St. Gallen (Schweiz)4 SCHOTT AG, Mainz5 SCHOTT-Rahrglas GmbH, Mitterteich6 Seidenader Visian GmbH, Markt Schwaben7 Vesdo AG, Wollerau (Schweiz)

Korrespondenz: Sylvain Houy, Dipl.-Ing. Werkstofftechnik,Rache Diagnostics GmbH, Packmittelentwicklung Pharma,Sandhofer Str. 116,68305 Mannheim (Germany), e-mail: sylvain.houy@roche.com

Zweck der Untersuchung war es, Behältnisse aus Glas fürpharmazeutische und diagnostische Produkte eindeutig miteinem individuellen Code zu markieren und ein Proof-of-Con-cept in großserientauglichem Maßstab nachzuweisen. Dies solleine Identifizierung auf der Ebene der Primärverpackung er-möglichen und dem Untermischungsschutz wie auch derNach- und Rückverfolgbarkeit jeder Einzelverpackung dienen.Zur individuellen Codierung der Glasspritzenkörper wurdenein spezielles Laserverfahren sowie eine entsprechende Ausle-

semethode entwickelt. Zu die-sem Zweck wurde ein DataMatrix-Barcode in den nochheißen Glaskörper eingraviert.Diese Markierung hinterließ ei-ne unversehrte Glasmatrix oh-ne Mikrorisse und zeichnetesich durch eine hohe Abriebre-sistenz aus. Das Einlesen desData Matrix-Barcodes vor undnach dem pharmazeutischenAbfüllprozess erfolgte überBildverarbeitungs- und Kame-rasysteme, welche die maschi-nelle Registrierung des Codesermöglichten.

• Pharmazeutische Ver-packungen

• Pharmazeutische unddiagnostische Glasver-packungen

• Vorfüllbare Spritze• Track & Trace• E-Pedigree• Lasermarkierung• Data Matrix Code

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Nach dem Einlesen wurde der Glaskörper den üblichen Quali-tätsprüfungen unterzogen, wobei keine signifikanten Unter-schiede zu nicht codierten Glaskörpern festgestellt wurden.Für den Proof-of-Concept wurde die Qualität bzw. Lesbarkeitder Barcodes mittels Messungen überprüft. In einem Stun-denlauf von insgesamt 17019 codierten und befüllten Spritzenmit 1474 bewusst untermischten Spritzen wurden diese 1474Glasspritzen eindeutig identifiziert und aussortiert. Somit sindder Untermischungsschutz und die Tauglichkeit dieses Pro-zesses für die Fertigung in großen Serien gewährleistet.

Encoding and Reading of Codes on Glass Containersfor Pharmaceutical and Diagnostic ProductsThe purpose of this study was to mark glass containers forpharmaceutical and.diagnostic products unambiguously withan individual code, and establish proof of concept for large-scale production. Identification at the level of the primarypackaging should thus be possible, thereby preventing cross-contamination as well as enabling each individual packing tobe tracked and traced.A special laser process and corresponding scanning methodwere developed for individually coding the barrels of the glasssyringes. For this purpose, a data matrix barcode was engrav-ed onto the glass barrel while still hot. This marking left an

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intact glass matrix with no rnicrocracks and was characte-rized by a high degree of abrasion resistance. The data matrixbarcode was read with image-processingand camera systemsbefore and after the pharmaceutical fillingprocess, therebyenabling mechanical registration of the code.After reading, the glass barrel underwent standard qualitytesting. No significant differencesto non-coded glass barrelswere ascertained.Controls were conducted to test the quality and readability ofthe barcode for the proof of concept. A one-hour run of a totalof 17019 coded and filledsyringeswith 1474 syringesdelib-erately intermixed, the latter were clearly identified andrejected. Avoidanceof mix-ups and the suitability of this pro-cess for large-scaleproduction are therefore guaranteed.

Im Hinblick auf ständig steigende Dokumentations- undKontrollptlichten besteht für die pharmazeutische In-dustrie ein hohes Interesse an fortschrittlichen Methodenzur Produktkennzeichnung vor allem zur Gewährleis-tung der Patientensicherheit und des Untermischungs-schutzes. Für Einmalspritzen lassen sich folgende Anfor-derungen formulieren.

1.1 PatientensicherheitDie European Federation of Pharmaceutical Industriesand Associations (EFPIA) empfiehlt eine Identifikations-lösung in Form eines Data Matrix-Barcodes [1]. So sindim Dezember 2008 von der Europäischen Kommissionneue Maßnahmen für die Gewährleistung der Patienten-sicherheit vorgestellt worden [2]. Eine spezifische Mar-kierung der Primärverpackung soll die Nach- und Rück-verfolgung gewährleisten, so dass durch das Aufbringeneines individuellen Codes auf jeder einzelnen Spritze ei-ne lückenlose Nachverfolgung des pharmazeutischenProdukts durch die komplette Prozesskette ermöglichtwird.

Jedes Glasbehältnis soll diese individuelle Identifika-tion, die bei der Spritzenherstellung, der Abfüllung sowieder Verpackung ausgelesen wird, tragen. In Kombina-tion mit einer Datenbank können die Daten abgeglichenund zurückverfolgt werden, was die ach- und Rückver-folgung des Medikaments vom Verbraucher zum Her-steller ermöglicht, etwa in Zusammenhang mit den Be-strebungen zur Einführung eines elektronischenStammbaums (e-pedigree).

1.2 UntermischungsschutzDie Nachfrage nach verbesserten Kennzeichnungssyste-men besteht zusätzlich im Rahmen des Untermi-schungsschutzes innerhalb der Prozesskette ,,Abfüllungund Verpackung".

Pharmazeutische Wirkstoffe und diagnostische Dar-reichungen sind in vielfältigen Dosierungen erhältlich.Parenterale Medikamente, beispielsweise Injektionslö-

sungen, werden in bis zu 16 verschiedenen Dosierungen(z. B. eoRecormon, Roche) in fertig abgefüllten Glas-spritzen (Einmalspritzen) weltweit angeboten.

Als schnell erkennbares, U!1terscheidungskriteriumder verschiedenen Dosienillgsstärken dienen heute far-bige Ringe auf den Glasspritzenkörpern. Besonders beider Abfüllung des pharmazeutischen Produkts sollendie Qualitätssicherung und die zukünftigen Kontroll-und Dokumentationsmöglichkeiten sowie der Kenn-zeichnungsprozess weiterentwickelt werden.

Auf Basis der bereits vorhandenen Farbringe könnenkeine weiteren farblichen Kennzeichnungsoptionen ver-folgt werden, da die Farbvielfalt limitiert und von demEnergieeintrag im Entspannungsofen (Gas- oder Elektro-heizung) abhängig ist. Des Weiteren führen die beimSterilisierungs- und Einbrennsilikonisierungsprozessauftretenden Hitzeeinwirkungen zu Farbänderungender Farbringe auf dem Glas. Die maschinelle Farberken-nung muss dazu eine erhöhte Farbvarianz einbeziehen,um eine eindeutige Zuordnung der Farben zu gewähr-leisten. Bei 16 Farben gerät diese Methode an ihre Gren-zen, so dass die Entwicklung eines neuartigen Verfah-rens angestrebt wurde. Die individuelle Identifikationjeder Einzelverpackung und das Erstellen einer Daten-bank vor der Abfüllung und dessen Abruf nach der Ab-füllung garantieren diesen Untermischungsschutz.

Im Mittelpunkt des Projektes zur individuellen Codie-rung von Glasspritzenkörpern stehen die Entwicklungdes Codes selbst, das Aufbringen des Codes mittels La-serverfahren ohne Verletzung der Glasmatrix sowie dasfehlerfreie Lesen des Codes mithilfe von Kamerasyste-men.

1.3 Anforderungen an die Qualität einermaschinenlesbaren ProduktcodierungDie optimale Lösung besteht darin, dass jede gefertigteSpritze einen maschinenlesbaren, individuellen Code er-hält. Nach dem heutigen Stand der Technik ist für einesolche Anwendung der Data Matrix-Barcode bestens ge-eignet. Zur Sicherstellung einer hohen Leserate über dengesamten Prozess werden jedoch an die kontinuierlichhohe Qualität des Codes sehr hohe Anforderungen ge-stellt.

Die Grundlage für die Qualitätsbestimmung von DataMatrix-Barcodes bilden die ormen ISO/IEC 15415 und16022. Diese beziehen sich jedoch auf flachliegendes, be-drucktes Papier, das beispielsweise mit Tinte bedrucktwurde.

Im vorliegenden Fall handelt es sich jedoch um Codesauf dem transparenten Medium Glas, dessen gekrümmteOberfläche mit einzelnen Vertiefungen durch ein Laser-verfahren versehen wurde. Es mussten daher projektspe-zifische Richtlinien für die Qualitätsmessung, angelehntan die erwähnten Normen, ausgearbeitet werden.

Als Maßsystem für die Bewertung der Codequalitätwerden so genannte "Grade" verwendet. Dabei steht

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Grad A für hervorragende Qualität, B für gut, C bedeutetbrauchbar, D entspricht ungenügend und scWießlich be-zeichnet Grad F einen nicht lesbaren Code. Für die Qua-litätsbeurteilung werden je nach Norm (16022 oder15415) fünf bzw. sieben Parameter herangezogen, diedie Kontrastverhältnisse, geometrischen Abweichungenund LesefeWer bewerten. Für die Gesamtbeurteilung istder jeweils scWechteste Wert aller gemessenen Parame-ter relevant.

Es ist nun nahe liegend, dass für die Kriterien, die sichauf die Lesbarkeit und korrekte Reproduktion der Geo-metrie beziehen, die relevanten Grenzwerte aus denISO-Normen übernommen werden können. Andererseitsist es kaum möglich, Kriterien für die Kontrastbestim- Abb. 1: Ablation einzelner Farbschichten mit einem Laser.mung unverändert aus den Normen zu übernehmen, dader Kontrast eines Codes auf Glas erst durch eine ent-sprechende Beleuchtung zustande kommt. Daher wer-den die Kontrastverhältnisse mangels verwendbarer Re-ferenzwerte für die Qualitätsbeurteilung ignoriert.

1.4 Evaluation verschiedener Markierungs-methodenBei der Auswertung verschiedener Markierungsmetho-den der Einzelverpackung aus Glas und der AuswaWdes am besten geeigneten Verfahrens waren folgendeKriterien zu berücksichtigen:- absolut keine Beeinflussung des Produkts (Arzneimit-

tel)- Lesbarkeit des Codes- Langlebigkeit des Codes- unveränderte mechanische Stabilität des Glases nach

der Codierung.Die AuswaW der letztendlich gewäWten Lösung erfolgtenach einer Nutzwertanalyse. Dabei wurde die VielzaWder zu berücksichtigenden Einflussgrößen entsprechendihrer Bedeutung gewichtet.

In der engeren Auswahl standen nach einem umfang-reichen Evaluationsverfahren mehrere Lösungsoptionenwie verschiedene Laser-, Ink-Jet- und Pigment-Transfer-Verfahren.

Eine Möglichkeit der Kennzeichnung war die Ablationeiner einzelnen Schicht oder multipler Farbschichtenmit einem Laser (Abb. 1). Mittels dieser Methode ließensich zwar kontrastreiche Codes herstellen, allerdings wä-ren für diese Methode zusätzliche Produktionsschritteerforderlich.

Als weiteres Kennzeichnungsverfahren stand der Be-schuss auf kaltes Glas mit einem CO2-Laser (Wellenlän-ge 10,311m) zur AuswaW, bei dem jedoch Rissbildungauftrat (Abb.2). Durch Erwärmen des Glases oberhalbder Transformationstemperatur wird Rissbildung ver-hindert. Das gewäWte Verfahren mit CO2-Laser auf hei-ßes Glas gewährleistet somit die erforderliche Rissfrei-heit (Abb. 3).

Dieses Laserverfahren, weiterentwickelt nach einemVerfahren zur Kennzeichnung von Spezialglasröhren für

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Abb. 2: Laserbeschuss (langweIliger COTLaser) auf kaltemGlas fiihrt zu Rissbildung.

technische und pharmazeutische Anwendungen [4, 5],wurde vollständig in den Prozess der Spritzenherstellungintegriert. Der Data Matrix-Barcode wird dabei auf denheißen Glaskörper eingraviert. Die besonderen Heraus-forderungen dieses Verfahrens sind das Aufbringen einesdauerhaften, gut lesbaren Codes sowie der Schutz derGlasmatrix vor Mikrorissen bei der Lasergravur.

2.1 Inhalt, Aufbau und Qualität des Data Matrix-BarcodesDie Codierung wird auf ungefüllte Glasspritzen unterhalb der Fingerau-flage aufgebracht (Abb.4), was eine ungehinderte DurcWichtbeleuch-tung bei der Lesung des Codes garantiert.

Der Inhalt dieses quadratischen Codes - eine einzige Kennzeich-nung pro Glasspritzenkörper - ist eine 16-stellige ZaWenfolge, die Ver-packungsdaten (Glastyp, Spritzenformat, Beschriftungsstandort, Pro-duktionslinie, Herstelldatum, Chargen-Nr.) und eine Seriennummerenthält. Als Barcode-Symbologie wurde der Data Matrix ECC 200 derGröße 14 x 14 mit einer Kantenlänge von 2 mm gewäWt.

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Abb.3: Laserbeschuss (langweiliger COTLaser) auf erwärmtes Glas - oberhalb der Transformations-temperatur - garantiert Rissfreiheit (links). Querschnitt durch einen Code (rechts) bei 700-facherVergrößerung im SEM/BSE (Scanning Electron Microscope / Backscattered Electron Image). Eindeutigerkennbar ist, dass die Glasmatrix unversehrt ist.

2.2 LasercodierungsprozessAls Ausgangsmaterial für die zu befüllenden Spritzenkörper dient indiesem Projekt das Schott Fiolax®·klar Röhrenglas. Es handelt sich da·bei um ein Borosilikat-Glas der hydrolytischen Klasse I mit einerTransformationstemperatur von 565°C [3). Innerhalb des Spritzen·formprozesses wurde ein bereits etabliertes Laserverfahren [4, 5] wei-terentwickelt und die Markierungsanlage in die bestehende Produk-tionsmaschine integriert Dabei handelt es sich um eine handels-übliche Rundtaktmaschine für die Spritzenfertigung.

Um den Laservorgang bezüglich der Lesbarkeit des Codes zu opti-mieren, wurde der langwellige CO2-Laser (Wellenlänge 10,6 ~m) auf20 % der Laserleistung programmiert. Die zu markierende Glasmatrixwird mit Brennern erhitzt und die erreichte Temperatur während desLaservorgangs durch ein Pyrometer erfasst.

Eine präzise Führung des LaserstrahIs auf die korrekte Position desSpritzenkörpers gewährleistet der Scankopf. Neben der genauen Posi-tion gibt er auch das Punktmuster des Data Matrix-Barcodes vor. DerCOTLaserkopf erzeugt dazu Laserpulse, die mittels einer Scan-Optikauf das Glasmaterial gerichtet sind. Die Pulslänge des COTLasers be-trägt zwischen 50 und 70 ~s und erzeugt lokal Temperaturen von> 2 000 °Cauf der Glasoberfläche. Durch den Laserbeschuss werden Mul-den mit einem Durchmesser von ca. 100 ~m auf dem heißen Glas er-zeugt, die allein durch die thermische Einwirkung auf die Glasoberflächezustande kommen. Dieser Prozess ist indirekt feststellbar (Abb. 5). Dergesamte Data Matrix-Barcode von 2,0 mm x 2,0 mm wird im zylin-drischen Teil unterhalb der Fingerauflage eingraviert (Abb. 4, 5).

Falls während des Laserprozesses die Glasübergangstemperaturnicht erreicht wird, wird die Spritze unmittelbar nach dem Laservor-gang aussortiert. Dies stellt sicher, dass nur rissfrei codiertes Materialweitertransportiert wird.

Um durch den Herstellungsprozess induzierte thermische Spannun-gen des Glaskörpers zu relaxieren, werden die Spritzen zum ScWussdurch den Entspannungsofen geführt. Die Temperatur im Entspan-nungsofen liegt bei der Glasübergangstemperatur.

Die geometrischen, kosmetischen und qualitativen Eigenschaftender codierten Spritze werden anscWießend einer visuellen Kontrolleund mehreren Qualitätsprüfungen unterzogen.

2.3 Entwicklung angepasster Qualitätsstandardsfür den Data Matrix-BarcodeAusgangspunkt für eine präzise Barcode-Qualitätsmessung war derAufbau eines Referenzgerätes, das für die Kalibrierung weiterer Messa-nordnungen dient (Abb. 6). Für die Beleuchtung kommt gerichtetes,hartes DurcWicht zur Anwendung, die Aufnahmen werden mit einerSpiegelreflex-Kamera vorgenommen. Für das Grading der Codes stehteine Bildverarbeitungssoftware (Cognex Software) zur Verfügung. Fürdie Auswertung der Messwerte lassen sich Grenzwerte gemäß ISO16022, die sich auf die Geometrie des Codes beziehen, direkt überneh-

men. Unter anderem zeigt sich indiesem Zusammenhang, dass dieMessgröße "Print growth" beson-ders relevant ist und sich sehr gutfür die Qualitätsbeurteilung eignet.

Ferner ist der Wert "Unused errorcorrection" ein wichtiger Parameter.Dieser gibt das Ausmaß der Code-beschädigung an, z. B. das Fehleneinzelner Spots, und erlaubt damiteine Beurteilung des Barcodes.

Wie berei ts in Abschnitt 1.3 er-wähnt, wird die Qualitätsmessungder laufenden Produktion durch diemaschinelle Leseeinrichtung vor-genommen. Da es sich hierbei wneine In-Iine-Kontrolle handelt,kommt die Norm ISO 16022 zur An-wendung. Die Interpretation dereinzelnen Messkriterien erfolgtenach den gleichen Kriterien wiebeim beschriebenen Referenzgerät.Es zeigte sich dabei eine gute Über-einstimmung der Messergebnissezwischen den beiden Messverfahren,obwohl diese auf unterschiedlichen

Abb. 4: Position des DataMatrix-Codes unterhalbder Fingerauflage.

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Abb. 5: Der Prozess des Aujbringens des Matrixcodes ist durchein Corona-artiges Licht um den Auftreffpunkt des Lasers in-direkt detektierbar.

2.4 Optisches Lesen des CodesDas maschinelle Lesen des 14 x 14 Data Matrix-Barcodes wird durcheine rotative Präsentation der Glasspritze durchgeführt. So ist es mög-lich, eine variable AnzaW von Aufnahmen des Spritzenurnfanges zu er-stellen. Für die Mehrfachaufnahmen wurde ein spezielles Bildverarbei-tungssystem konzipiert, bestehend aus Beleuchtung, Kamera undSynchronisation zum Handling der Spritzenkörper.

Die Bildaufnahme geschieht unter Blitzlichtbeleuchtung durchLeuchtdioden. Der Code wird dabei von hinten beleuchtet (Durch-licht-Methode), und die Kamera liefert ein Schwarz-Weiß-Bild an dieBildverarbeitungssoftware. Die durch den Laserprozess erzeugten Mul-den erscheinen durch maximale Reflexion als helle Punkte auf schwar-zem Hintergrund. Dies kommt durch die Linsenwirkung der lokalenVerformungen zustande (Abb. 7).

Die gesamte Bearbeitungszeit des Leseschritts inklusive Datenüber-tragung liegt zwischen 20 und 200 ms pro Spritze, ab dem Zeitpunktder Lokalisierung des Codes auf dem Glas. Eine Software (SVobserver,Seidenader) liest und bewertet anschließend den 14 x 14 Data Matrix-Barcode. Es werden spezielle Filter und zusätzliche Tools verwendet,um die Bewertung des Codes zu optimieren.

Auf Basis der eingelesenen Bilddaten erfolgt die Decodierung desData Matrix-Barcodes und die Speicherung der Daten sowie die Quali-tätsprüfung des Codes entsprechend des wie in Abschnitt 2.3 beschrie-ben entwickelten Gradings (Abb.7). Die Glaskörper werden an-

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schließend nach Qualitätskriterien sortiert und dann für denAbfüllungsprozess zur Verfügung gestellt. Die gespeicherten Daten deseingelesenen Codes werden dem übergeordneten ERP-System (PI-Ser-ver) über eine qualifizierte Schnittstelle übergeben.

Die eindeutige Korrelation zwischen Datensatz und Medikament er-folgt zum Zeitpunkt der Abfüllung der Injektionslösung in die Glas-spritze.

Innerhalb der gesamten Produktionskette des Präparats in der Ab-füll- und Verpackungslinie durchläuft der Glaskörper zwei Lese- undBewertungsschritte: Der erste Leseschritt findet vor der Silikonisierungund Sterilisierung der Glasspritzen statt. Dabei müssen die Glaskörperam Eingang der Abfülllinie mindestens mit Grad B bewertet sein. Nachder Abfülllinie werden die Spritzen zum zweiten Mal gelesen, wobei andieser Stelle mindestens eine Bewertung von Grad C vorliegen muss.

2.5 QualitätsprüfungenIm Rahmen der Technologieentwicklung wurden Tests durchgeführt,um die Qualität der codierten Glasspritzen wie auch des Codes selbstzu prüfen.

Die Spritzen wurden thermischer Belastung ausgesetzt: Hochtem-peraturbeständigkeit wurde bei 230·C während 30 min geprüft. ie-drigtemperaturbeständigkeit wurde bei -20·C sowie bei -40·C wäh-rend einer Woche getestet.

Die Spritze wie auch der Code wurden mechanischer Belastung aus-gesetzt: Die Glasspritzenkörper wurden einem hydrostatischen Berst-drucktest (konstante Lastrate von 10 barfs bis zum Bruch) unterzogenund die resultierenden fraktographischen Untersuchungen ausgewertet(Schott Research). Als Druckmedium wurde destilliertes Wasser ver-wendet.

Um den Data Matrix-Barcode hohen Reibbelastungen auszusetzen,wurden die Parameter so angesetzt, dass Grenzmuster entstehen. DerCode wurde einem Abrfebtest anhand eines Krockmeters (Mathis) miteinem Schleifmittel aus Halbedelkorund und Siliziumkarbid von einerKorngröße von P2500 mit 50 Hüben unterzogen.

Der Code wurde von oben und im Querschnitt auf Mikrorisse unter-sucht. Zur Untersuchung wurden sowohl ein polarisiertes Lichtmikros-kop als auch ein Rasterelektronenmikroskop mit einer Vergrößerungbis zu 625 x verwendet.

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Die Integration des Markierungsprozesses in die Pro-duktionslinie war erfolgreich und ergab qualitativ hoch-wertige Muster, welche später sowoW vor als auch nachdem pharmazeutischen Abfüllprozess erfolgreich ausge-lesen wurden.

Der Bildausschnitt wurde unterhalb der Fingerauflagepositioniert, wobei diese gleichzeitig als Höhenkalibrie-rung dient (Abb. 8).

Neben Schott Fiolax®-klar wurden zwei weitere Glas-sorten, unter anderem auch Schott Boro-8330™ erfolg-reich codiert.

Abb.8: Seitenansicht des Kameraaujbaus (Quelle: Seidenader,Markt Schwaben).

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ReportCrealor •••IUS_E_R' ••- EndolProduction 108.12.200810:16:15

COpy No. ~ Salch End 108.12.2008 10:19:28

lnspectiorl Time 162 min

Ivergleich

11,Oml

112345678

1. Section:

Date: 08.12.2008 09:09:25

Creator: USERS

Good Sunvnary

Rejecl Summary

Station 2 Rejecll

Slatioo 3 Rejeet 2

SiaU0ll4 Rejecl3

Slalion 5 Good 1

Abb. 9: Batchausdruck des Stundenlaufs mit bewusst unter-mischten 1434 Glasspritzen (Reject 2) aus anderen Chargen,um den Untermischungsschutz nachzuweisen. Die 40 Glas-spritzen (Reject 1) konnten nach der Reinigung des Codes mitGrad C gelesen werden.

~oe~_~~:;;;;:;;;;;;;::!"""~CoWlIoi~~;;;::!~~~er~~DllCRtI•••o.t.ct~ 0 ,00"" 0 0,00%

Gndo.fMt'~ 40 0.24% 164 0,28%

3.1 Auslesen des CodesUm die Sichtbarkeit des Codes auf dem Spritzenkörperzu gewährleisten, wird der komplette Umfang der Sprit-ze abgebildet. Dazu wird die Spritze in Rotation versetzt,wobei die Maschine die Spritzenkörper an der Kamera-station vorbeibewegt. Im Sichtbereich der Kamera wer-den Mehrfachaufnahmen erstellt. Bedingt durch dieSynchronisation der Rotation, Wegstrecke und Bildauf-nahme kann eine variable Anzahl von Aufnahmen er-stellt werden, die den kompletten Umfang des Spritzen-körpers abdecken.

An die Leistungsfahigkeit der Lesesysteme waren ho-he Anforderungen gestellt. Die im Herstellungsprozessals lesbar codierten Spritzenkörper mit Grad B musstenin einem Testlauf vor der Verpackungslinie mit 99,9%mit mindestens Grad C wieder als lesbar erkannt wer-den.

Um den Untermischungsschutz zu garantieren, wur-den bewusst Spritzen einer zweiten Charge untermischt.

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••••••••••~..•• ••. .,.••• • •..,.~ ...-• ••., ....... ~..::;-.., ...

Abb. 12: Gesamtansicht (links) des Codes bei 62,5-facher Vergrößerung im PLM/LPNA(Polarised Light Microscope, non-analysed transmitted light). Code bei 200-facher Vergröße-rung (rechts) im SEM/BSE (Scanning Electron Microscope/ Backscattered Electron Image).

Abb. 13: Ausschnitt des Codes bei 250-facher Vergrößerung (links) im PLM/LPNA (PolarisedLight Microscope, non-analysed transmitted light). Code-Element (rechts) bei 500-facher Ver-größerung im SEM/BSE (Scanning Electron Microscope / Backscattered Electron Image).

Abb.14: Ansicht des Codes (links) und Querschnitt durch den Code (rechts) bei jeweils300-facher Vergrößerung im SEM/BSE (Scanning Electron Microscope / Backscattered ElectronImage).

Die untermischten Muster unterschieden sich aus-schließlich in der codierten Chargennummer.

Der Testlauf wurde erfolgreich durchgeführt (Abb. 9,10).Der Stundenlauf dauerte 62 min, wobei 17019 Sprit-zen ausgewertet wurden. Davon wurden 1474 Stück aus-sortiert, womit alle untermischten Spritzen eindeutigidentifiziert sind. 40 Spritzen erwiesen sich erst nachReinigung des Codes als lesbar, was auf Verschmutzungzurückzuführen ist.

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Damit zeigt sich, dass der Untermischungsschutz ge-währleistet und der Proof-of-Concept erbracht ist.

3.2 QualitätsprüfungenBei einer thermischen Belastung von 230°C resultierteeine genügende Lesbarkeit der Muster. Die Niedrigtem-peratur-Beständigkeitstests von -20°C und -40 °C erga-ben keine Schädigungen des Glases im Zusammenhangmit dem Laserprozess.

_•• • Wissenschaft und TechnikOriginaler------------- ---------------------------------------------------

Während der Berstdrucktests wurde kein Bruchur-sprung an der Lasermarkierung beobachtet, somit sindunter den verwendeten Parametern keine bruchauslö-senden Defekte erzeugt worden. Signifikante Unterschie-de sind an diesen Positionen zwischen lasermarkiertenund nicht markierten Spritzen (Referenz) nicht zu er-kennen, d. h. der Prozessschritt des Lasermarkierens ver-ursacht keine Defekte an den Auflagepunkten (Abb. 11).

Unter Anwendung der Norm ISO 16022 ergaben Ab-riebtests 90 % lesbare Muster mit einem Grading bisund mit C. 10% der Muster genügten mit einem Gra-ding D nicht den Qualitätsanforderungen.

Die der optischen Prüfungen unterzogenen Musterweisen keine Risse auf (REM-Aufnahmen: Abb. 12bis 14).

Aus den Qualitätstests geht hervor, dass die codiertenGlasspritzen rissfrei sind, die mechanische Stabilität derGlaskörper gewährleistet und die Qualität der Codierungausreichend ist.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass der Unter-mischungsschutz gewährleistet wurde und Proof-of-Concept erbracht ist. Auch haben die Glaskörper alleQualitätsprüfungen bestanden. Insbesondere weist dieGlasmatrix nach dem Laserverfahren keine Mikrorisseoder mechanische Schädigungen auf. Die dargestellte

Technologie lässt sich neben Spritzen auch für andereArten von pharmazeutischen Glasbehältnissen wie Am-pullen, Flaschen und Karpulen verwenden. Es steht so-mit ein zukunftsträchtiger, industriell erprobter Prozessfür die Kennzeichnung voti Glasgefäßen zur Verfügung.

Das neu entwickelte und hier aufgeführte Verfahrenzum Codieren und Lesen eines Data Matrix-Barcodesauf pharmazeutischen Glasbehältnissen erfüllt alle Krite-rien der Nach- und Rückverfolgbarkeit wie auch des Un-termischungsschutzes. Um künftig diesen Code auch zurAbwehr von Produktfälschungen verwenden zu können,sollte keine serielle, sondern eine Zufallsnummer codiertwerden. Diese Technologie lässt sich somit auch kom-merziell für die Abwehr von Arzneimittelfälschungennutzen.

[1] Pressemitteilung der European Federation of Pharmaceutical In-dustries and Associations (EFPIA) vom 7. Oktober 2008.

[2] PressemitteiluiIg der European Federation of Pharmaceutical In-dustries and Associations (EFPIA) vom 10. Dezember 2008.

[3] Technisches Datenblatt Schott Fiolax®-klar. www.schottcom/tubing/jlex/data/datasheets/Glass_ 8412_ datasheeC english.pdf

[4] Witzmann A, Trinks U. Verfahren und Vorrichtung zum Markierenvon Glas mit einem Laser. Patent DE 10122335.

[5] Witzmann A, Trinks U. Verfahren zum Markieren von Glas. PatentDE 10234002.

Redaktion: Claudius Arndt und Viktor Schramm. Sekretariat: Gudrun Geppert. Verlag: ECV . Editio Cantor Verlag für Medizin und Naturwissenschaften GmbH, Baen-delstockweg 20, 88326 AuJendorf (Gemany). Tel.: +49(0)75259400, Fax: +49(0)7525940180. e-mall: redaktion@ecv.de. http://www.ecv.de. Herstellung: stm mediaGmbH / druckhaus köthen GmbH. 06366 Köthen (Germany). Alle Rechte vorbehalten.

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