De injectienaalden van voorgevulde spuiten kunnen verstopt raken als ze verkeerd worden bewaard. Een onderzoeksteam onderwierp het proces aan een gedetailleerd en systematisch onderzoek, inclusief activiteiten in de onderzoeksneutronenbron Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) van de Technische Universiteit van München (TUM). De resultaten kunnen helpen om de productie- en opslagomstandigheden dienovereenkomstig te verbeteren, meldt TUM Aktuelles.
Voorgevulde spuiten zijn gemakkelijk in gebruik; ze zorgen voor exacte doseringen zodat patiënten hun medicijnen gemakkelijk kunnen injecteren. Deze spuiten zijn gemeengoed geworden in therapieën voor de meest uiteenlopende aandoeningen zoals astma, kanker en zelfs chronische ontstekingsziekten zoals de ziekte van Crohn. Maar deze voorgevulde spuiten werken niet altijd goed: De injectienaalden kunnen verstopt raken als ze langere tijd worden bewaard, waardoor onjuiste doseringen worden geïnjecteerd.
Neutronen tonen vloeistof in de naaldpunt
“Dit probleem is een centraal probleem voor farmaceutische fabrikanten en goedkeuringsinstanties over de hele wereld,” zegt Prof. Stefan Scheler. Hij werkt voor de afdeling technisch onderzoek en ontwikkeling van het Zwitserse farmaceutische concern Novartis en doceert farmaceutische technologie en biofarmacie aan de Universiteit voor Toegepaste Wetenschappen Kaiserslautern.
Scheler en zijn collega Dr. Alexander Zürn hebben een gedetailleerde en systematische studie gemaakt die de processen die betrokken zijn bij het verstoppen van naalden wiskundig modelleert. Dit zorgt voor een beter begrip van dit ongewenste proces. De onderzoekers maakten gebruik van TUM’s ANTARES-faciliteit voor koude neutronenradiografie en -tomografie in het Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) in Garching.
Goede beelden ondanks kleine naalddiameters
“Röntgenstraling kan niet voldoende doordringen in het metaal van de naald,” legt Dr. Michael Schulz uit, die de neutronenmetingen leidde in de radiografiefaciliteit voor TUM. “Neutronen dringen echter wel door het metaal heen, waardoor een duidelijk contrast tussen water en lucht zichtbaar wordt.”
En dat was precies waar de wetenschappers naar op zoek waren. Een belangrijk probleem was de kleine binnendiameter van de injectienaalden, die slechts ongeveer 0,2 mm bedraagt. De detector van de ANTARES-unit kon echter duidelijk segmenten gevuld met lucht of vloeistof binnenin de naald onderscheiden en zichtbaar maken.
Oplossingen met actieve ingrediënten stollen in de naald
De farmaceutische onderzoekers keken naar 27 verschillend behandelde voorgevulde spuiten: Sommige werden onderworpen aan temperatuurschommelingen in plaats van in de koelkast bewaard volgens de aanwijzingen. Sommige spuiten werden ook geschud en onder druk gezet om transport als luchtvracht te simuleren, en ze werden voor verschillende perioden opgeslagen.
“De neutronenexperimenten hebben ons duidelijk laten zien onder welke omstandigheden vloeistof in de naald terechtkomt,” zegt Scheler. Een te hoge druk in de spuit vergeleken met de luchtdruk in de omgeving leidt tot snellere verstopping. En langere opslagperiodes en hoge temperaturen hebben ook een negatieve invloed.
Verstopping van naalden kan in de toekomst een steeds grotere uitdaging worden
“Naalden kunnen in de toekomst vaker verstopt raken,” voorspelt Scheler: De concentratie van actieve ingrediënten in de spuiten wordt voortdurend verhoogd om hoge doses actieve ingrediënten in kleine volumes subcutaan te kunnen toedienen. Dit resulteert in een toenemend gevaar voor verstopping van de naalden.
“We werken er nu aan om dat al tijdens het productieproces te voorkomen,” zegt Scheler, en hij voegt eraan toe dat een van de mogelijkheden zou zijn om het vulproces aan te passen en een lichte onderdruk in de spuit te creëren, zodat de vloeistof tijdens opslag niet in de naald terechtkomt. Verder onderzoek met neutronen zou dit soort maatregelen nog kunnen optimaliseren.
