ISO 11608-3 Prüfung von Karpulen
Die ISO 11608-3 ist der maßgebliche Standard für die Prüfung von Karpulen und weiteren Medikamentenaufnahmen, die in Injektionssystemen wie Pens und Autoinjektoren eingesetzt werden. Im Mittelpunkt stehen Kräfte am Stopfen, Dichtigkeit sowie die Funktionsfähigkeit während der Medikamentenabgabe.
In der Praxis ist die Prüfung jedoch anfällig für Einflüsse wie Probenführung oder Prüfaufbau – Faktoren, die Messergebnisse verfälschen können. ZwickRoell adressiert diese Herausforderungen gezielt durch reproduzierbare Prüfbedingungen und normkonforme, flexibel einsetzbare Prüflösungen.
Herausforderungen & Fehlerquellen Versuchsdurchführung Prüflösung Automatisierung FAQ Downloads Beratung anfordern
Das Wichtigste in Kürze
- Die ISO 11608-3 fordert unter anderem Prüfungen zur Bestimmung der Losbrechkraft und Gleitkraft des Stopfens, Leckage- und Dichtigkeitsprüfungen zur Wiederverschließbarkeit sowie funktionale Prüfungen zur Dosis- und Volumengenauigkeit. Damit wird sichergestellt, dass der Drug Container zuverlässig, dicht und gleichmäßig funktioniert – von der ersten bis zur letzten Dosis.
- Kritische Einflussfaktoren sind u. a. Silikonisierung, Materialkombinationen und das tribologische System aus Zylinder, Stopfen und Schmierung
- Häufige Fehler entstehen nicht im Produkt – sondern im Prüfaufbau, z. B. durch Klemmkräfte auf der Karpule oder wackelnde Karpulen in der Halterung.
- Bereits minimale seitliche Kräfte können Gleitkraftmessungen signifikant verfälschen.
- Klassische Halterlösungen sind oft nicht ausreichend reproduzierbar, da sie keine definierte Probenführung gewährleisten.
- ZwickRoell ermöglicht stabile, normkonforme Prüfbedingungen mit reproduzierbarer Probenführung und reduziertem Bedienereinfluss.
Die Norm in der Praxis – Fehlerquellen & Einfluss auf Ergebnisse
- Einfluss der Material- und Systemeigenschaften: Die Silikonisierung der Innenwand beeinflusst maßgeblich die Gleitkraft und damit die Reibbedingungen im System. Alterung, ungleichmäßige Verteilung sowie die Kombination aus Stopfenmaterial, Zylinderwerkstoff und Schmierung können zu erhöhten Losbrechkräften und deutlich veränderten Kraftverläufen führen.
- Kritischer Faktor - Probenführung und Einspannung: Da Karpulen keinen Fingerflansch besitzen, ist eine definierte und reproduzierbare Fixierung besonders anspruchsvoll. Seitliche Klemmkräfte oder eine zu starke Einspannung können das Reibverhalten im Inneren beeinflussen und selbst bei Glaskarpulen die gemessene Gleitkraft verändern. Die Folge können verfälschte Kraftwerte, scheinbare Grenzwertverletzungen und nicht reproduzierbare Ergebnisse sein.
- Problem ungenauer Halterlösungen: Einfache Hülsen (Karpulenaufnahmen) orientieren sich häufig am Maximaldurchmesser der Norm und bilden reale Toleranzen nur unzureichend ab. Sind Karpulen kleiner als dieser Maximalwert, entsteht Spiel in der Aufnahme, wodurch die Probe während der Prüfung wackeln oder verkanten kann.
Daraus können veränderte Kraft-Weg-Kurven, unruhige Messsignale und eine eingeschränkte Vergleichbarkeit der Ergebnisse resultieren. - Fehlerquelle Krafteinleitung: Ein ungeeigneter Stempel kann die Krafteinleitung verfälschen und zu abweichenden Kraftverläufen führen. Der Stempeldurchmesser muss so gewählt werden, dass der Stopfen definiert belastet wird, ohne ihn lokal zu verformen oder mit der Karpule zu kollidieren.
- Herausforderungen bei Dichtigkeits- und Leckage-Tests: Leckagen können sowohl an der Kappe und dem Septum als auch am Kontakt zwischen Stopfen und Zylinder auftreten und sind insbesondere bei kleinen Undichtigkeiten über die Kraftmessung allein nur schwer erkennbar. Da Flüssigkeit nahezu inkompressibel ist, wird der Druck auf den Gummistopfen übertragen, der sich unter Belastung ballonartig verformen kann. Dadurch besteht das Risiko, dass Mikroleckagen unentdeckt bleiben oder sicherheitsrelevante Effekte erst bei einem Versagen sichtbar werden.
Unsicher, ob Ihre Prüfergebnisse durch Produkt oder Prüfaufbau beeinflusst werden?
Unsere Experten unterstützen Sie dabei, reproduzierbare Prüfbedingungen zu schaffen und alle Anforderungen der ISO 11608-3 sicher umzusetzen.
So läuft die Prüfung nach ISO 11608-3 ab:
Die ISO 11608-3 umfasst mehrere Prüfbereiche:
- Zunächst wird die Losbrech- und Gleitkraft des Stopfens durch einen Druckversuch an einer Karpule mit entfernter Kappe und Septum mit definierter Geschwindigkeit (z. B. 50 mm/min) bestimmt. Dabei werden maximale Grenzwerte bewertet.
- Anschließend folgen Dichtigkeitsprüfungen, bei denen die gefüllte und verschlossene Karpule bzw. der Flüssigkeitsbehälter unter Druck belastet wird, um Leckagen über Druckverlust und visuelle Kontrolle zu erkennen. Für die Wiederverschließbarkeit wird der Stopfen mehrfach punktiert und erneut unter Druck geprüft.
Die Karpulen-Prüfung nach ISO 11608-3 mit ZwickRoell
ZwickRoell bietet mit der Universalprüfmaschine zwickiLine und der universellen Spritzenhalterung eine flexible Prüflösung für Spritzen, Karpulen und vergleichbare Dosiereinheiten. Sie eignet sich zur Bestimmung von Losbrech- und Gleitkräften als auch für Leckage- und Dosiergenauigkeitsprüfungen für zahlreiche internationale Normen.
Der einstellbare Karpulenadapter, dessen Innendurchmesser sich fein an den jeweiligen Karpulendurchmesser anpassen lässt, führt die Karpule definiert, ohne Wackeln und Verkanten und ohne zusätzliche Klemmkräfte einzubringen. Gegenüber herkömmlichen Kunststoffaufnahmen mit Loch verbessert dies die Reproduzierbarkeit des Prüfaufbaus und die Vergleichbarkeit der Kraft-Weg-Kurven.
Die viel kreuzförmig angeordneten Haltepunkte des Universal-Spritzenhalters ermöglichen durch den präzise einstellbaren Durchmesser eine reproduzierbare, kraftarme Positionierung der Karpulenadapters und unterstützen damit stabile Prüfbedingungen für Gleitkraft- und Dichtigkeitsprüfungen.
Zusätzlich verfügt der Universal-Spritzenhalter über eine untere Auflagefläche zur Aufnahme eines Bechers zum Auffangen der ausgestoßenen Flüssigkeit. Optional kann eine Waage integriert werden, um das abgegebene Volumen zu wiegen und die vollständige Entleerung sicherzustellen.
Flexibel über die Norm hinaus einsetzbar
Der Universal-Spritzenhalter ist nicht nur für die ISO 11608-3, sondern auch normübergreifend einsetzbar, u. a. für Prüfungen nach:
- ISO 11040 (Fertigspritzen)
- ISO 7886-1 (Einmalspritzen)
- ISO 8537 (Insulinspritzen)
- ISO 11499 (Dentalspritzen)
- USP 382 und 1382 (Bezogen auf die ISO 11608-3 werden hier die Anforderungen an die funktionalen Eignungsprüfungen zur Losberech-, Gleitkraft und Dichtigkeit beschrieben.)
Eine Lösung für unterschiedliche Prüfszenarien in Entwicklung, QS und Prüfdienstleistung.
Sie möchten Ihre Karpulen normkonform nach ISO 11608-3 prüfen?
Unsere Experten beraten Sie gerne bei der Auswahl der passenden Prüflösung – von der Losbrechkraftprüfung bis zur Dichtigkeits- und Funktionsprüfung Ihrer Drug Container.
Automatisierte Karpulen-Prüfung ISO 11608-3
Für reproduzierbare Prüfungen von Karpulen nach ISO 11608-3 bietet ZwickRoell automatisierte Prüflösungen zur Bestimmung von Losbrech- und Gleitkraft sowie Dichtigkeit über X-Y-Tischaufbauten an. Diese ermöglichen sequenzielle Prüfabläufe an bis zu 64 Karpulen mit reduziertem Bedienereinfluss, hoher Wiederholbarkeit und gesteigertem Durchsatz – ideal für Qualitätssicherung, Entwicklung und validierbare Prüfprozesse.
Vollautomatisierte Karpulen-Prüfung mit Probenhandlingsystem
Der roboTest N übernimmt sämtliche Arbeitsschritte, die bei der manuellen Prüfung zeitaufwendig und fehleranfällig sind. Mit einer Magazinfüllung können typischerweise 30 Insulin- oder Medikamenten-Pens automatisiert geprüft werden. Durch einen automatisierten Magazinwechsel lassen sich sogar bis zu 150 Pens pro automatisiertem Lauf bedienerfrei prüfen - hochreproduzierbar und normgerecht nach ISO 11608.
Teil 2 des nachfolgenden Videos zeigt die automatisierte Prüfung der Losbrech- und Gleitkraft an Karpulen.
Durch das mobile Docking-System kann jederzeit in den manuellen Prüfmodus gewechselt werden.
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Use Cases – Typische Einsatzbereiche
Die ISO 11608-3 wird primär in der Entwicklung und Qualitätssicherung von Drug Delivery Systemen eingesetzt:
- Entwicklung neuer Karpulen- und Stopfenmaterialien
- Bewertung von Silikonisierungsprozessen
- Vergleich unterschiedlicher Materialkombinationen
- Qualitätssicherung von Serienproduktionen
- Prüfung von Injektionssystemen (Pens, Autoinjektoren)
FAQ rund um die Karpulen-Prüfung nach ISO 11608-3
Ein Glaszylinder mit Durchstichmembran (Septum), Verschlusskappe und Gummistopfen, gefüllt mit parenteralen Arzneimitteln und eingesetzt in Injektionssystemen.
Typische Prüfanforderungen der ISO 11608-3 sind:
- Kräfte zur Initiierung und Aufrechterhaltung der Stopfenbewegung (Losbrech- und Gleitkraft)
- Leckage- und Dichtigkeitsprüfungen
- Wiederverschließbarkeit nach Mehrfachdurchstich
- Dosiergenauigkeit und abgegebenes Volumen
- Genauigkeit der letzten Dosis
Losbrech- und Gleitkraft des Spritzenkolbens bzw. Karpulenstopfens bestimmen die gleichmäßige Medikamentenabgabe. Ein wesentlicher Einflussfaktor ist der Zustand des Silikonfilms an der Innenwand des Zylinders. Alterung oder ungleichmäßige Silikonisierung können zu erhöhten Losbrechkräften führen, die deutlich über der anschließenden Gleitkraft liegen.
Spritzen und Karpulen müssen an beiden Verschlussseiten dicht sein. Leckagen können sowohl im Bereich der Abdeckkappe als auch zwischen Stopfen und Zylinderwand auftreten – insbesondere bei hoher axialer Belastung.
Die ISO 11608-3 fordert daher eine Prüfung der Dichtigkeit aller Behältnisse und Flüssigkeitswege.
Im Rahmen der Wiederverschließbarkeitsprüfung wird der Verschlussstopfen mehrfach mit einer Nadel durchstochen. Anschließend wird über 60 Sekunden eine definierte Kraft aufgebracht, die sich aus dem Innendurchmesser der Karpule ergibt (F=0,106 N/mm2 x d2). Die Bewertung erfolgt visuell sowie mithilfe eines Löschblatts.
Ursprünglich als reine Karpulennorm konzipiert, wurde die ISO 11608-3 im Laufe der Zeit erweitert. Heute erlaubt sie die Prüfung unterschiedlicher Drug Container, einschließlich Spritzen und Fertigbehältnissen. In der Praxis liegt der Fokus jedoch weiterhin überwiegend auf der Prüfung von Karpulen, die weiterhin in einem eigenen Annex der Norm detailliert beschrieben wird.
Zur Bestimmung der Losbrech- und Gleitkraft an Karpulen wird nach dem Entfernen von Verschluss und Flüssigkeit ein Druckversuch mit einer Prüfgeschwindigkeit von 50 mm/min durchgeführt. Die zulässigen Grenzwerte betragen:
- Losbrechkraft: max. 15 N
- Gleitkraft: max. 10 N
Weiterführende Informationen
Unser Experte:
- Produktinformation: Prüfvorrichtung zur Bestimmung der Losbrech- und Gleitkraft PDF 343 KB
- Branchenbroschüre: Prüflösungen für Injektionssysteme PDF 3 MB
- Produktinformation: Nachvollziehbare und sichere Prüfergebnisse FDA 21 CFR Part 11 PDF 1 MB
- Produktinformation: Qualifizierung von ZwickRoell Prüfsystemen PDF 1 MB
- Branchenbroschüre: Medizintechnik PDF 6 MB