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Blister-Verpackungsmaterialien für Pharmazeutika
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Was muss bei der Auswahl des Blister-Verpackungsmaterials besonders beachtet werden?
Die Wahl des zu verwendenden Form- und Siegelmaterials hängt davon ab, wie viel Schutz das Produkt vor Licht, Wärme und Feuchtigkeit braucht. Jedes Material hat unterschiedliche Widerstandskraft gegenüber diesen Elementen, was die Haltbarkeit und Lagerbedingungen von verpackten Arzneimitteln beeinflusst. Prüfungen werden üblicherweise während der Entwicklung eines Medikaments (Stabilitätsstudien) durchgeführt, um das geeignetste Material zu finden, auch hinsichtlich der Herstellungskosten.
Kunststoffformfolien wie PVC (Polyvinylchlorid), PP (Polypropylen) und PET (Polyester), werden thermogeformt und sind üblicherweise farblos und durchsichtig. Für kindersichere Packungen oder Arzneimittel, die vor Licht geschützt werden müssen, können Formfolien auch undurchsichtig sein.
Formfolien
Die Formfolie ist eine Verpackungskomponente, die das Produkt in Tiefziehtaschen aufnimmt. Kunststoffformfolien wie PP (Polypropylen) und PVC (Polyvinylchlorid) können thermogeformt werden, Stützmaterialien aus Aluminium werden jedoch kalt geformt. Die Formfolie und das Abdeckmaterial sind eine integrierte Verpackung und müssen präzise aufeinander abgestimmt werden.
Die Formfolie ist üblicherweise farblos und durchsichtig. Wenn Hersteller kindersichere Packungen herstellen möchten oder Arzneimittel vor Licht geschützt werden müssen, können Formfolien auch undurchsichtig sein.
PVC (Polyvinylchlorid)
(Beitrag von: Helmuth Leitner, Solvay SolVin, Sept. 2004)
PVC, das als Formfolie verwendet wird, wird Hart-PVC genannt, da es fast weichmacherfrei ist. Derzeit ist es die am meisten verwendete Formfolie und verfügt über ideale Formeigenschaften. Seine Wasserdampfdurchlässigkeit ist sehr niedrig. PVC wurde jedoch vielseitig kritisiert, da seine Verbrennung zu hohen Hydrochloridemissionen führt und unter bestimmten Bedingungen zur Entstehung von Dioxinen führen kann. Neue Studien* haben ergeben, dass PVC in heutigen Müllverbrennungsanlagen kein Problem mehr darstellt und die Energierückgewinnung von Kunststoffen, einschließlich PVC, einen nachhaltigen Betrieb ermöglicht.
* Literaturverweise:
1. Wikstrøm, E., 1999. „The Role of Chlorine during Waste Combustion". Thesis - Umeå University ; Wikstrøm, E., 2000. Schlussbericht
2. Umeå-Untersuchung. Doktorarbeit von E. Wikstrøm, University of Umeå, Schweden „The role of Chlorine during Waste Combustion" (Wikstrøm, 1999).
3. Doris Menke, Hiltrud Fiedler und Dr.-Ing. Heiner Zwahr; „Müll und Abfall 6-02", Juni 2002, Seiten 322-332, ISSN 0027-2957.
4. „PVC and municipal solid waste combustion: burden or benefit?" von LPM Rijpkema TNO-Bericht R 99/462. Institute of Environmental Sciences, Energy Research and Process Innovation. TNO-MEP P.O. Box 342 7300 AH Apeldoorn, Niederlande. Tel.: 31 55 549 34 93 Fax: 31 55 541 98 37
PVDC (Polyvinylidenchlorid)
PVDC-beschichtetes PVC hat Eigenschaften ähnlich unbeschichtetem PVC, außer dass die Wasserdampfdurchlässigkeit der beschichteten Folien um einen Faktor von 5-10 verringert ist. Die Beschichtung wird auf einer Seite aufgetragen und weist üblicherweise Richtung Produkt und Abdeckmaterial.
PVC und ACLAR (CTFE)
PVC-CTFE-Folien aus PVC und ACLAR (CTFE) weisen die niedrigste Wasserdampfdurchlässigkeit aller in der Blister-Verpackung verwendeten Folien auf. Die Umweltbedenkung hinsichtlich PVC gelten auch für PVC-CTFE-Folie.
PP (Polypropylen)
Es gibt einen steigenden Trend zur Verwendung von PP als Stützmaterial für Blister-Packungen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit von unbeschichtetem PP ist niedriger als von PVC und vergleichbar zur Wasserdampfdurchlässigkeit mit PVDC-beschichtetem PVC. Das Problem bei der PP-Verarbeitung ist die Thermoformung. Die für die Thermoformung von PP erforderliche Temperatur und die Temperatur des nachfolgenden Kühlprozesses muss präzise geregelt werden.
Ein weiteres Problem ist das Verziehen der Packung, wodurch häufig eine Begradigung der PP-geformten Packungen vor der Kartonierung erforderlich wird.
Neue Thermoformfolie mit hohen Barriereeigenschaften
Eine neue Thermoformfolie mit Barriereeigenschaften basierend auf einer neuen Art von Kunststoffgranulat, das COC (Cyclo-Olefin-Copolymer) genannt wird, steht zur Verfügung. Es eignet sich für Verpackungsanwendungen auf dem pharmazeutischen und kosmetischen Bereich, wo hervorragende Eigenschaften der Feuchtigkeitssperre, hohe Durchsichtigkeit und gute Festigkeit erforderlich sind.
Es sind verschiedene Strukturen verfügbar, üblich sind Folgende:
| 30 µm PP / 190 µm COC / 30 µm PP - AMPARIS 190 |
| 30 µm PP / 300 µm COC / 30 µm PP - AMPARIS 300 |
Die COC-Folien werden lösungsmittelfrei auf beiden Seiten mit 30 µm PP-Folien laminiert, wodurch das Laminat völlig lösungsmittelfrei ist. Das Verpackungssystem zusammen mit den PP-versiegelbaren Durchdrück-Abdeckfolien garantiert eine hohe Versiegelungsintegrität. Abzieh- und Abziehdrück-Laminate sind auch erhältlich.
Die AMPARIS-Folien können auf vorhandene Blisterlinien für PVC, PVC/PVDC und ACLAR thermogeformt werden.
Diese neuen Folien werden von Algroup Wheaton unter den Handelsnamen Amparis verkauft.
PS (Polystyren)
PS ist perfekt für Thermoformung geeignet, aufgrund seiner hohen Wasserdampfdurchlässigkeit ist es aber kein für zulässiges Blister-Material für pharmazeutische Zwecke.
Kalt geformte Folie (biaxial gestrecktes Polyamid (OPA), Aluminium und PVC)
OPA-ALU-PVC (Nylon-ALU-PVC) macht eine fast völlige Beseitigung der Wasserdampfdurchlässigkeit möglich. Auch aufgrund des hohen Aluminiumanteils in diesem Laminat ist ein Recycling dieses Materials praktikabel, vor allem da bereits die meisten Abdeckmaterialien aus Aluminium bestehen. Enorme Bemühungen zur Ersetzung von PVC durch PP in solchen Laminaten werden unternommen, um Umweltnormen gerecht zu werden. Wie andere aluminiumhaltige Laminate wird OPA-Aluminium-PVC kalt statt warm geformt. Die Kosten/m² sind vergleichbar mit PVDC-beschichtetem PVC. Eine Kaltformung erfordert jedoch mehr Verpackungsmaterial als thermogeformte Kunststofffolie, um die gleiche Anzahl und gleiche Größe von Tabletten oder Kapseln zu verpacken.
Normalerweise erhöht sich die Durchlässigkeit der Kunststoffformfolien bei steigender Temperatur. Das gilt für aus Aluminium geformte Verpackungen nicht. Das Formen der Kunststofffolie verursacht auch eine merkliche Verringerung der Materialdicke. Beim Vergleich der Wasserdampfübertragungsrate des Grundmaterials mit der fertigen Verpackung ergibt sich jedoch kein direktes Verhältnis zwischen Foliendicke und Wasserdampfsperrwirkung.
Material Wasserdampfübertragungsrate* Kosten pro Quadratmeter
PVC 3,1 0,80 USD
PVC/PVDC 40 g/m² 0,75 1,44 USD
Triplex 0,45 4,30 USD
Aclar (Suprex 900) 0,23 8,80 USD
Aclar (Ultrex 2000) 0,12 12,00 GBP
OPA/ALU/PVC (kalt geformt) Keine Übertragung 5,00 GBP
Abdeckmaterial
Das Abdeckmaterial besteht aus Stützmaterial, wie z.B. Aluminium, das einen aufgedruckten Primer auf einer Seite und ein Versiegelungsmittel, wie z.B. ein Heißsiegellack, auf der anderen Seite hat. Das Versiegelungsmittel weist Richtung Produkt und Formfolien.
Abdeckmaterial
Nachdem die Tabletten oder Kapseln richtig in die vorgeformten Stützmaterialtaschen gelegt wurden, wird das Abdeckmaterial mit dem Stützmaterial versiegelt. Die Versiegelungstemperaturen können dabei zwischen 140-300 °C liegen. Es gibt zwei Versiegelungstechniken: zeitgetaktetes Versiegeln mit Siegelplatten und kontinuierliches Versiegeln mit Siegelwalzen. Zeitgetaktete Siegelmaschinen werden bei niedrigeren Versiegelungstemperaturen betrieben als Siegelmaschinen im Dauerbetrieb. Zeitgetaktete Siegelmaschinen haben auch eine längere Versiegelungszeit.
Eine wichtige Komponente des Abdeckmaterials ist die Siegelbeschichtung. Die Seite des Abdeckmaterials, die zum Produkt und zur Formfolie zeigt, muss mit einem Beschichtungsmaterial versehen sein, das sich für Heißsiegeln eignet. Das wird üblicherweise mithilfe eines Heißsiegellacks erreicht, der FDA-Normen erfüllen muss und der präzise auf die jeweiligen Formfolien abgestimmt sein muss. Präzise Abstimmen heißt, dass mithilfe vorbestimmter Siegelparameter eine dauerhafte Siegelverbindung zwischen dem Abdeckmaterial und der Formfolie unter allen klimatischen Bedingungen gegeben sein muss. Eine weitere Anforderung ist die Versiegelungsfestigkeit, die innerhalb vorbestimmter Toleranzen fallen muss.
Hart-Aluminium
Hart-Aluminium ist das Durchdrück-Abdeckmaterial, das am häufigsten in Europa verwendet wird. Die Folie hat üblicherweise eine Dicke von ca. 25 µm. Diese kann jedoch mit der Zeit auf 15 µm verringert werden. Die Härte des Aluminiums erleichtert das Durchdrücköffnen. Üblicherweise ist nur die Druckgrundierungsseite mit einem aufgedruckten Design versehen; manchmal kann jedoch auch die Seite mit dem Heißsiegellack bedruckt sein. Eine Doppelbeschichtung mit Heißsiegellack (aus einer Heißsiegelgrundierung und dem eigentlichen Heißsiegellack) sind für Abdeckmaterialien Standard geworden.
Die Heißsiegelgrundierung stellt optimale Haftung des Heißsiegellacks auf der Aluminiumfolie sicher. Danach kann der Heißsiegellack perfekt auf die geformte Folie abgestimmt werden. Wenn die Heißsiegelgrundierungen gefärbt sind, kann der über die Grundierung aufgetragene Heißsiegellack das verpackte Produkt vor Kontakt mit den Farbpigmenten in der Grundierung schützen. Wenn weiteres Aufdrucken auf die Heißsiegellackseite erforderlich ist, müssen zwei Lackschichten aufgetragen werden. Dadurch wird die Drucktinte zwischen der Heißsiegelgrundierung und dem eigentlichen Heißsiegellack eingeschlossen.
Weich-Aluminium
Wird häufig für kindersichere Durckdrückfolien verwendet. Mit Ausnahme der verwendeten Aluminiumart entspricht die Struktur des Abdeckmaterials dem von Hart-Aluminium. Die Nachgiebigkeit und Dicke dieser Aluminiumart verhindert, dass Kinder Tabletten durchdrücken können. Das Abdeckmaterial ist mit einer Perforierung entlang der Versiegelungsnähte versehen, damit das Abdeckmaterial nicht an einem Stück von der Formfolie abgezogen werden kann.
Papier-Aluminium
Bei einer Kombination aus Papier und Aluminium wiegt das Papier 40-50 g/m². In den USA ist die Aluminiumdicke größer als in Europa. Das liegt daran, dass in Europa dieses Abdeckmaterial für kindersichere Durchdrückpackungen verwendet wird. Darum ist die Aluminiumfolie ziemlich dünn. In den USA wird dieses Material als eine Abziehfolie verwendet, damit das problemlos klappt, muss die Aluminiumfolie relativ dick sein. Es kann direkt auf die Papieroberfläche gedruckt werden.
Papier-PET-Aluminium
Abdeckmaterial aus einem Papier-Polyester-Aluminium-Laminat wird häufig Abzieh-Durchdrückfolie genannt. Diese Art des Materials wird vornehmlich in den USA verwendet und ist in Europa praktisch unbekannt. Im Prinzip wird zuerst das Papier-PET-Laminat vom Aluminium abgezogen und dann die Tablette durch das Aluminium hindurch herausgedrückt.
Anforderungen für Abdeckkomponenten
Die Druckgrundierung muss folgende Anforderungen erfüllen: Sie muss Versiegelungstemperaturen bis 300 °C ohne Verfärben oder Verkleben standhalten. Sie muss ausreichenden Abriebwiderstand leisten und ein Trägermaterial sein, auf dem Druckertinten gut haften, um den Abziehkräften der Klebebänder zu widerstehen. Schließlich muss die Druckgrundierung auch noch die Empfehlungen der amerikanischen FDA erfüllen.
Gleichermaßen müssen die Druckertinten Versiegelungstemperaturen bis 300 °C ohne Verfärben oder Verkleben standhalten. Die Haftung der Druckertinten auf der Druckgrundierung muss ausreichenden Abrieb- und Abziehwiderstand durch die Klebebänder bieten und die Tinten müssen die amerikanischen FDA-Empfehlungen erfüllen.
Das Grundabdeckmaterial muss Anforderungen hinsichtlich Elastizität oder Nichtelastizität gemäß dem jeweils eingesetzten Maschinentyp erfüllen. Es muss eine Wasserdampfübertragungsrate gewährleisten, die mindestens so niedrig ist wie die von Formfolien, und es muss sich für die jeweilige Öffnungstechnik der Packung eignen, z.B. Durchdrücken oder Abziehen.
Die Heißsiegelbeschichtung muss mit dem Kunststoffmaterial der Formfolie kompatibel sein und muss eine dauerhafte, gleichmäßige Versiegelung unter allen vorgegebenen Versiegelungsparametern sicherstellen. Die Versiegelungsstärke muss sich für die Durchdrück- oder Abziehöffnung eignen und die amerikanischen FDA-Empfehlungen erfüllen.
Folienmarken
Die Folienmarken müssen sorgfältig auf den verwendeten Maschinentyp abgestimmt sein. Wenn die Maschine über einen Vorschubmechanismus gesteuert wird, müssen die Folienmarken extrem enge Toleranzen aufweisen. Die Gesamtabweichung über eine Strecke von 1000 mm darf +/- 0,4 mm nicht überschreiten. Wenn die Maschine von einem Begradigungsmechanismus gesteuert wird, der eine Walze mit Abdeckmaterial trägt, sind die Abstände zwischen den Folienmarken wohlüberlegt in den Negativbereich gedruckt, damit das Abdeckmaterial entsprechend der Maschinengeschwindigkeit gestreckt werden kann.