Untersuchung der Ursache von Verstopfungen in vorgefüllten Spritzen mittels Neutronen- und Synchrotronbildgebung
Merck & Co. ist ein amerikanisches multinationales Pharmaunternehmen mit Hauptsitz in Rahway, New Jersey, und ist nach der 1668 in Deutschland gegründeten Merck-Gruppe benannt, deren amerikanischer Zweig es einst war. Ausserhalb der Vereinigten Staaten und Kanadas ist das Unternehmen unter dem Namen Merck Sharp & Dohme oder MSD tätig. Es ist eines der grössten pharmazeutischen Unternehmen der Welt, das gemessen am Umsatz in der Regel zu den fünf grössten der Welt gehört.
Vorgefüllte Spritzen (PFS) werden in zunehmendem Masse für die Krebsbehandlung verwendet, z. B. mit monoklonalen Antikörpern. In einer kleinen Zahl von Fällen verstopfen jedoch die Nadeln der Fertigspritzen. Das Risiko hierfür hat zugenommen, da die therapeutischen Wirkstoffe, die aus Proteinen und Antikörpern bestehen, immer konzentrierter und damit zähflüssiger werden und dem Flüssigkeitsfluss einen grösseren Widerstand entgegensetzen. In sehr seltenen Fällen können die Nadeln der vorgefüllten Spritzen verstopfen. Dies kann für die Patienten nachteilige Folgen haben, wenn ihre Medikamente nicht in den Körper gelangen oder die Dosierung zu niedrig ist.
Die angewandte Materialanalytik von ANAXAM mittels Neutronenradiographie und Synchrotron-CT hilft Merck & Co, einen detaillierten Blick in das Innere solcher Nadeln werfen zu können. Die Neutronenradiographie ermöglicht es, die Flüssigkeit im Inneren der Nadel in 2D zu visualisieren, wobei sowohl der Umgebungsdruck als auch die Temperatur während der Messung der Spritzen variiert werden können. Die Synchrotron-CT bietet eine hochauflösende 3D-Bildgebung zur Untersuchung detaillierter Grenzflächen zwischen Luft und Flüssigkeit im Inneren einer Nadel.
Die Messungen zeigten deutlich, dass Schwankungen in den Umgebungsbedingungen zu Ablagerungen auf dem Metall der Nadel führen. Sowohl Druck- als auch Temperaturschwankungen treiben Flüssigkeit in die Nadel, wo sich auch Luftblasen bilden können. Wenn die Flüssigkeit trocknet, hinterlässt sie Pfropfen oder Ablagerungen im Inneren der Nadel.
Für dieses Kundenprojekt nutzte ANAXAM die ICON und TOMCAT Strahllinien des Paul Scherrer Institut.
Die Kombination aus Neutronenbildgebung und Synchrotron-Röntgentomographie lieferte wertvolle Einblicke in die Dynamik der Flüssigkeitsbewegung in Nadeln von vorgefüllten Spritzen. Die detaillierte morphologische Analyse verbesserte das Verständnis der mikrostrukturellen Anordnungen innerhalb der Nadel. Diese Forschungsarbeit trägt dazu bei, das Problem der Nadelverstopfung anzugehen und kann die Entwicklung von Strategien zur deutlichen Verbesserung der Leistung von vorgefüllter Spritzen unterstützen.”
Dr. Guangli Hu, Leitender Wissenschaftler, Produktentwicklung,Merck & Co., Inc.
