EP4218709A1 - Verfahren zur herstellung einer medizinischen zubereitung - Google Patents

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Publication number
EP4218709A1
EP4218709A1 EP23168051.3A EP23168051A EP4218709A1 EP 4218709 A1 EP4218709 A1 EP 4218709A1 EP 23168051 A EP23168051 A EP 23168051A EP 4218709 A1 EP4218709 A1 EP 4218709A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
dosing
target container
medicinal preparation
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23168051.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Biehl
Michael Hock
Henrik SCHAAKE
Ulla Schöbel
Martin Bohm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fresenius Kabi Deutschland GmbH
Original Assignee
Fresenius Kabi Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Kabi Deutschland GmbH filed Critical Fresenius Kabi Deutschland GmbH
Publication of EP4218709A1 publication Critical patent/EP4218709A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/002—Compounding apparatus specially for enteral or parenteral nutritive solutions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J2200/00—General characteristics or adaptations
    • A61J2200/70—Device provided with specific sensor or indicating means
    • A61J2200/74—Device provided with specific sensor or indicating means for weight

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for producing a medicinal preparation.
  • the invention relates to a method by means of which infusion bags and/or syringes for parenteral nutrition are filled, as well as an associated system.
  • Preparations for parenteral nutrition are manufactured specifically for the patient, for example in pharmacies or clinics. These are mixtures of different Basic nutrients, trace elements and vitamins, possibly together with a drug, which are transferred individually into an infusion bag.
  • TPN Total Parenteral Nutrition
  • the target container can be weighed to check the dosage.
  • the medicinal preparations to be produced include components with main constituents such as water, fat, sugar and amino acids, which are supplied in quite large amounts.
  • main constituents such as water, fat, sugar and amino acids
  • Such components are also referred to as microamounts.
  • the invention is based on the object of providing a method for producing a medicinal preparation in which precise dosing of the individual components of a medicinal preparation is made possible by means of a peristaltic pump and in which the dosing can also be checked precisely.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing a medicinal preparation according to one of the independent claims.
  • the invention relates to a method for producing a medicinal preparation, in particular the invention relates to a method for producing a preparation for parenteral nutrition.
  • Liquids are taken from a number of source containers and transferred to a target container using a peristaltic pump.
  • the peristaltic pump is a displacement pump in which the medium to be pumped is pushed through the hose by external mechanical deformation of a hose.
  • the hose pump preferably has a pump wheel with rollers, with which the hose is compressed.
  • the production of the medicinal preparation is automated, with the user of the system used for the method being able to enter the composition desired in the target container or to select this from a database with a plurality of recipes.
  • a defined quantity of liquid is removed from the individual source containers in a predetermined sequence, also referred to below as the "dosing step". After completion of all dosing steps provided for a target container, a "filling process" is finished by definition.
  • such a medicinal preparation typically consists of main components that are supplied in large amounts, and so-called “micro-amounts” that can contain vitamins, minerals or medicinal components in particular.
  • a transfer set designed as a disposable component which includes the hose that is inserted into the hose pump.
  • the transfer set also includes connection hoses for the source container and a connection for the target container.
  • the transfer set preferably includes a valve unit, by means of which the connections to the individual source containers can be opened and closed.
  • the universal liquid also known as a "universal ingredient” (UI)
  • UI universal ingredient
  • This liquid is allowed to come in direct contact with any other ingredient without undesired side effect and is used in any preparation in a relatively large amount, especially to make up the preparation to the desired total amount.
  • the universal liquid is mostly isotonic water.
  • the target container is preferably weighed at each individual dosing step and the quantity of liquid transferred into the target container is thus checked at each individual dosing step.
  • All dosing steps are preferably checked by weighing the target container, ie also the dosing steps of micro-amounts of less than 10 ml, preferably less than 5 ml, particularly preferably less than or equal to 3 ml.
  • the preferred embodiments of the invention described below relate to measures for increasing the dosing accuracy and/or the accuracy when checking the individual dosing steps.
  • the peristaltic pump used for the method has a range with a linear characteristic and a range with a non-linear characteristic of the pump performance.
  • the angular range of an impeller is understood in which the pump capacity, i.e. the volume compared to the Angle of rotation of an impeller of the peristaltic pump is constant.
  • the conveyed volume is proportional to the angle of rotation.
  • a roller pump In a peristaltic pump, the rollers of the impeller engage at certain phase angles and disengage at other phase angles. At least one roller is engaged at all times, the pump is never "open". In theory, therefore, a roller pump has no slippage, i.e. no deviation between the angle of rotation and the quantity pumped.
  • a review of each dosing step is improved according to one embodiment of the invention, even with micro-amounts in that the amount of at a Dosing step in the target container transferred liquid is calculated taking into account the pressure-side characteristic of the pump capacity of the peristaltic pump.
  • the target container is weighed and the amount of liquid transferred is checked.
  • this check based on the weight of the target container is not based on the calculated amount of liquid removed from the source container, but rather the amount of liquid transferred into the target container is calculated, taking into account the pressure-side characteristic of the peristaltic pump.
  • the respective dosing step can be regarded as correct. If, on the other hand, the results do not match or if they are outside a specified tolerance range, an error can be shown on the system side, e.g. on a display.
  • the user of the system can be prompted, for example by being shown on a display, to discard the target container and to fill a new target container and/or to calibrate the system.
  • a precisely working load cell can be used at the end of the filling process, i.e. after all dosing steps have been completed, to check whether the increase in weight of the target container corresponds to the target quantity of the individual components to be dosed.
  • the individual dosing step can also be checked for micro quantities by weighing the target container.
  • the amount of liquid to be removed from the respective source container is used to calculate the required rotation of the impeller on the basis of the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump.
  • the amount of liquid removed from the respective source container can be determined in a calculated manner in each dosing step via the rotation of the peristaltic pump, in particular via the angle and the number of revolutions of a pump wheel of the peristaltic pump. Based on the specified amount of liquid to be removed, the pump is controlled and the required angle of rotation for a dosing step is calculated.
  • a constant delivery rate is not assumed during dosing and thus when controlling the peristaltic pump in each dosing step;
  • the peristaltic pump for dosing from at least one source container is brought into a position such that the entire dosing from this source container takes place in a range with a linear characteristic.
  • This embodiment of the invention is based on the knowledge that the dosing of micro-amounts is also possible with a hose pump with high accuracy if the hose pump is moved exclusively in the area with a linear characteristic curve during the entire dosing step.
  • the quantity of liquid to be metered in this metering step must be so small that the entire liquid to be metered can be conveyed in an angular range of the pump wheel of the peristaltic pump by not leaving the linear range.
  • the peristaltic pump preferably includes a rotary encoder.
  • the peristaltic pump is preferably brought into a position in which the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump is linear.
  • the amount of liquid taken from the source container is particularly important and the linear range of the peristaltic pump available on the suction side is therefore used to dose the amount taken off as precisely as possible.
  • liquid can be taken from a different source container than the one from which dosing is to take place.
  • a source container with the universal liquid (UI) described above can be used as the source container for moving the impeller, for example to the beginning of the suction-side linear range. While the pump is working in the non-linear range, medium is taken from the source container with universal liquid.
  • one embodiment of the invention also provides for liquid to be removed from a source container in several dosing steps, with the peristaltic pump being moved to the beginning of a linear range between these individual dosing steps .
  • the peristaltic pump can be operated in a conventional manner, i.e. during the respective dosing step both the non-linear and the linear range of the suction and/or the pressure-side characteristic curve of the peristaltic pump.
  • the sequence of different liquids in the inlet of the target container is taken into account in order to include the density of the liquids in the check during weighing.
  • This embodiment of the invention is based on the finding that the accuracy of the check is increased for each dosing step by taking into account the density, ie the specific weight of the respective liquid transferred into the target container.
  • the liquid does not reach the target container immediately, but is initially in the transfer set, for example in the hose inserted in the peristaltic pump.
  • the liquid that is in front of this liquid in the transfer set and that is now pressed into the target container can have a different density. Therefore, the increase in weight of the target container alone cannot be used as a sufficiently accurate measure of the amount transferred.
  • this calculation divides the inlet of the target container into sections, each of which contains liquid with a different density.
  • This principle is based on the consideration that all liquids taken from the source containers ultimately arrive in the target container. Since the volume of the route from the source container or from the valve, from which the liquid from the respective source container flows into the valve unit, to the source container on the scale is known, it can be calculated which liquid or which liquids arrives in the target container during a dosing step or arrive.
  • the volume is determined by the valve unit from the position of the respective valve of the source container, as well as the tubing routed through the peristaltic pump that connects the valve unit to the target container.
  • the density of the liquid removed in the respective dosing step is not used as a basis, but rather the density of the liquid or the liquids that are introduced into the target container.
  • the density of the liquid introduced can differ due to the volume of the feed and the peristaltic pump, at least at the beginning of the dosing step.
  • occlusions can also occur, which are difficult to detect on the plant side. If, for example, the tubing leading from a source container to the peristaltic pump is blocked, the peristaltic pump will still deliver liquid to the target container if the volume is small, especially if the volume is less than 3 ml, as the flexible tubes of the transfer set can contract. If the valve to another source container is then opened, the hose relaxes by sucking in liquid from the other source container. Under certain circumstances, this effect can mean that at the end of all dosing steps, the total quantity checked by weighing the target container is correct, but a single micro quantity is completely wrong or not available at all.
  • the flow rate of the peristaltic pump is therefore checked by means of a flow sensor.
  • the flow sensor is preferably arranged on the suction side.
  • a flow sensor can be provided, into which a tube of the transfer set is inserted.
  • the flow sensor can detect such a high deviation from a setpoint that it can be concluded that the flow rate is not plausible in relation to the current theoretical delivery rate of the pump.
  • the method can then be aborted and the user of the system can be informed of an error message.
  • a bubble sensor bubble detector
  • This bubble sensor which can be designed as an ultrasonic sensor, for example, is preferably located on the pressure side of the hose pump. In particular, it is a sensor into which the tubing of a transfer set can be inserted.
  • the process can also be stopped and the user informed of an error message.
  • the dosing factor of the peristaltic pump is determined in a preceding calibration step by weighing a target container.
  • the dosing factor is the volume that is pumped when pumping a certain liquid, in particular when pumping water, at a certain speed of the impeller and at one full pump revolution.
  • the dosing factor depends, among other things, on the tolerances of the hose inserted in the pump. This dosing factor can be calibrated when the system is started up when a target container is filled, in order to adapt the control of the peristaltic pump to a newly used transfer set.
  • a first target container is used, which is then discarded, a so-called "waste bag".
  • This waste bag is connected using the transfer set and the to all hoses leading to the source containers are vented by removing the amount of liquid required for this purpose.
  • liquid preferably water
  • the dosing factor is determined in the process. After discarding the waste bag, this dosing factor is now used as a basis for calculating the quantity delivered by the pump in further dosing steps.
  • the dosing factor is in turn to be set in relation to the above-described consideration of the non-linear range of the suction-side and pressure-side characteristic of the peristaltic pump.
  • the pump performance of a peristaltic pump also depends, among other things, on the medium to be pumped, in particular on the viscosity of the liquid to be pumped. As provided in one embodiment of the invention, this dependency can also be taken into account when calculating the conveyed quantities.
  • a flow factor of 1.0 can be used for water; for other media, such as glucose, for example, this flow factor assumes higher values, for example values of up to 1.1. This can be taken into account when calculating the conveyed quantities, in particular the conveyed quantities of main components, by including the flow factor in the calculation of the conveyed volume.
  • a further aspect of the invention relates to a method for producing a medicinal preparation, in which a liquid is transferred from a plurality of source containers into a target container by means of a hose pump.
  • the dosing factor of the hose pump is calibrated during the manufacture of the medicinal preparation when a pump wheel of the hose pump rotates at least one full revolution.
  • the invention therefore provides that the dosing factor of the peristaltic pump is not only determined initially when the system is started up, but that, if this is possible, the dosing factor is also checked and, if necessary, re-determined during regular operation of the system, i.e. when producing medicinal preparations is calibrated.
  • this on-line calibration is performed when a sufficient quantity of universal liquid or water is transferred to the target container, since the flow factor of this universal liquid is always 1.0, so that no flow factor variation error is introduced into the calibration.
  • the calibration during operation is preferably carried out when the same liquid is pumped as was used to initially determine the dosing factor using the waste bag.
  • the calibration is particularly preferably only carried out during operation when the transfer set has been rinsed with a universal liquid, ie the inlet of the target container does not have any sections in which there is another liquid.
  • the scope of the invention therefore also includes a system for producing a medicinal preparation, in particular a system for producing parenteral food, comprising a peristaltic pump and a system for carrying out a method according to the invention described above.
  • the method according to the invention can be carried out in particular by means of the system according to the invention.
  • the plant with the system according to the invention is designed in particular to carry out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a system 1 for the production of a medicinal preparation.
  • the system 1 for producing a medicinal preparation comprises a large number of source containers 2, which are only partially shown in this view.
  • those source containers are not shown in this representation, which contain the main components of the medicinal preparation, as well as the container that is filled with universal liquid.
  • these containers can be hung remotely from the system, e.g. on a hook attached to a rail.
  • a target container 3 embodied as an infusion bag can be seen, which is arranged on scales 4 .
  • the amount of liquid transferred to the target container 3 can be checked via the scales 4 during operation of the system 1 .
  • a transfer set which includes a valve unit 5 and hoses 14, 15, with which the valve unit 5 is connected to the target container 3 on the one hand and to the source containers 2 on the other.
  • valve of the valve unit 5 is opened via the system 1 in each dosing step, so that liquid can be pumped from exactly one source container 2 into the target container 3 .
  • the system 1 has a single peristaltic pump 6 here, by means of which liquids can be pumped from all the source containers 2 into the target container 3 .
  • the system 1 also has a display 7, which is designed, for example, as a touch screen, by means of which the user can program the system 1 and, in particular, select a program by means of which a target container 3 is filled with a predetermined composition of components.
  • the system includes an electronic controller (not shown) via which the peristaltic pump 6 is controlled and which is connected to the scale 4 .
  • FIG. 12 is a detailed view of the peristaltic pump 6.
  • the pump 6 is preferably provided here as a roller pump.
  • the hose pump 6 has a pump wheel 8 with two rollers 9 .
  • the hose to be inserted is not shown in this view.
  • the method according to the invention can also be carried out using a hose pump with a different number of rollers, in particular using a hose pump which has three rollers (not shown).
  • the tube pump has an inlet 10 and an outlet 11 . In the position of the impeller 8 shown here, both rollers 9 are in engagement with the hose.
  • rollers 9 move from the outlet 11 to the inlet 10, they are partly disengaged from the hose. This results both on the suction side, ie on the side of the inlet 10, and on the pressure side, ie on the side of the outlet 11, a non-linear characteristic curve of the pump output, the peristaltic pump 6 pulsates.
  • the amount of liquid delivered is between 5 and 50 ml per full revolution.
  • the hose pump 6 is preferably brought into a position by rotating the pump wheel 8 in which the respective micro-amount is metered completely in the linear range of the hose pump 6, at least on the suction side can be.
  • the peristaltic pump includes a rotary encoder (not shown).
  • the pressure-side and suction-side characteristics are in 3 shown.
  • phase angle p is divided into 1600 units, which are plotted on the x-axis. These 1600 steps represent one full revolution of the pump.
  • the differential flow, ie the delivered volume per unit of angle of rotation, for the hose pump 6 is plotted on the y-axis.
  • the dashed curve represents the differential flow on the pressure side and the dotted curve represents the differential flow on the suction side.
  • the characteristic curves are constant over wide areas, i.e. there are areas with a linear characteristic curve.
  • the dips are in the areas where a roller comes out of engagement.
  • the tubing of the peristaltic pump returns to its original shape.
  • the hose increases in volume and the delivery rate of the pump is reduced on the pressure side.
  • the pumped volume on the suction side is relevant for the exact dosing, especially of a micro quantity. All liquid that is taken from the source container in the respective dosing step ultimately reaches the target container. It is therefore crucial that the correct volume is removed from the suction side in each dosing step.
  • liquid when dosing a so-called micro quantity, liquid is only pumped in one of the two linear areas of the suction side of the pump in a dosing step.
  • the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump is used to more precisely calculate the quantity of liquid removed from the source container.
  • the characteristic curve on the suction side of the hose pump can also be used for dosing steps that take place in the non-linear range of the hose pump in order to calculate the quantities of liquid removed.
  • the calculation takes into account that the suction-side flow rate of the peristaltic pump is not linear.
  • p1 is the position of the impeller at the beginning of the dosing step and p2 is the position after the dosing step.
  • Vs is the volume to be taken from the source container.
  • the pressure-side characteristic curve of the pump can in turn be used to check in an improved way by weighing the target container whether the quantity actually removed corresponds to the calculated quantity.
  • the volume of the liquid entering the target container is calculated.
  • the mass of incoming liquid calculated.
  • the characteristic curve Dd of the pressure side is used to determine the volume of the liquid arriving in the target container.
  • the characteristic curves which are preferably determined by empirical measurements, can be stored, for example, as approximate formulas or as a simple table of values, in order to calculate the suction-side and pressure-side pump power as a function of the phase angle.
  • the characteristics can be determined by measurement and then approximated by an empirical formula. The calculations in the system are then carried out using the empirical formula or a table of values.
  • FIG. 14 is a perspective view of the valve unit 5 used for the medicinal preparation manufacturing plant.
  • the valve unit 5 comprises a large number of inlets 12, which are connected to the source containers (2 in 1 ) get connected. Valves (not shown) integrated in the valve unit 5 can selectively connect a hose 15 , by means of which liquid is removed from a source container, to a hose 14 which is arranged on the outlet 13 of the valve unit 5 .
  • the hose 14 also has a section which is inserted into the hose pump.
  • FIG 4b the ends of the hoses 15 for connecting the source container are shown.
  • the connections 22 for the source container can be seen, which in this exemplary embodiment are in the form of a Luer lock connection with an attached spike.
  • Figure 4c shows the tube 14, which forms the outlet of the valve unit 5 and at the same time the inlet of the target container.
  • Connection 23 for the target container can be seen.
  • the valve unit 5 shown here forms, together with the hoses 14, 15 and their connections 22, 23, the transfer set, which is used to operate the system.
  • This transfer set is preferably designed as a disposable component and is regularly replaced. Because of this design come to Transferred liquids only come into contact with components of the transfer set on their way from the source container to the target container.
  • the transfer set described above is used to connect the source containers.
  • a so-called “waste bag” is also inserted as the target container, ie a container which is not intended to be used as intended for applying a medicinal preparation, but which is discarded after the system has been prepared.
  • the entire transfer set including hoses is filled with a universal liquid (UI), e.g. B. isotonic water, and each valve is opened long enough to allow the tubing (15 in Figure 4a , b ) leading to the source tanks are filled and free of bubbles.
  • UI universal liquid
  • the dosing factor of the peristaltic pump can be determined by weighing the waste bag when pumping universal fluid.
  • the pump performance of the hose pump which changes due in particular to tolerances in the hose used, is now calibrated by determining this dosing factor.
  • the waste bag is then discarded and the first target container, which is to be filled with a medicinal preparation, can be connected.
  • a micro-amount is to be dosed in a first dosing step.
  • step 5 the impeller is brought into an area with a linear characteristic curve on the suction side, with universal liquid being conveyed initially while the impeller is brought into this position.
  • a micro-amount can now be removed from the source tank completely in the linear range of the pump's characteristic curve on the suction side.
  • Each individual dosing step including the step of dosing a micro-quantity, is checked by weighing the target container.
  • the density of the liquid transferred into the target container is taken into account by calculating which liquid or which liquids are in the inlet of the target container when the microquantity is removed in step 5 and are transferred into it.
  • a main component of the medicinal preparation is then dosed, taking into account the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump.
  • the peristaltic pump is also operated in the non-linear range when dosing the main components.
  • the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump is taken into account in order to be able to precisely predict the volume removed on the suction side.
  • the mathematical verification of the quantity taken from the source container for a main component is also carried out taking into account the density of the liquid transferred to the target container and taking into account the pressure-side characteristic of the peristaltic pump.
  • a flow factor is preferably included as a further factor in the calculation of the volume of the delivered liquid, which is dependent on the type, in particular the viscosity, of the delivered liquid.
  • a flow factor of 1.0 is assigned to water; the flow factor changes significantly in the case of viscous components such as glucose solutions.
  • Vs is the volume to be dosed in one dosing step. This corresponds to the volume of the suction side to which a source tank is connected.
  • p1 is the position of the impeller before the dosing step, in particular the end position of a previous dosing step or the start of the linear range in which the impeller was previously rotated.
  • p2 is the calculated position of the impeller after the dosing step, i.e. the result of the calculation for the rotation angle of the pump in the dosing step.
  • F is the flow factor, i.e. the correction factor for the respective viscosity of the medium.
  • Ds(p) is the characteristic of the suction side (constant) and p is the phase of the impeller.
  • the phases p1 and p2 can differ by several revolutions.
  • the flow factor F is therefore a correction for an additional slippage of the pump due to increased viscosity compared to water.
  • the volume to be dosed is set higher by a factor of F than with water.
  • This calculated weight is used to check the respective dosing step via the weighing.
  • Vd is the volume expected on the pressure side, i.e. the volume of liquid that is pumped into the target container on the scale during the dosing step.
  • Dd(p) is characteristic of the pressure side (constant).
  • the flow factor F is not included in the calculation of the volume pumped on the pressure side, since the "slip" of the pump is not pumped.
  • G Vd ⁇ ⁇ with the density P of the pumped medium.
  • P is therefore the specific weight of the liquid transferred into the target container during a dosing step, ie initially the liquid that is already present in the inlet of the target container. If several different liquids are transferred to the target container during a dosing step, the specific gravity of the liquids is set in relation to their quantity.
  • Steps 5 to 9 can therefore be repeated until all the desired components are in the target container.
  • steps 5 to 7, ie the dosing of a micro-amount, and steps 8 and 9, ie the dosing of a main component, are also interchangeable, ie can be carried out in a different order.
  • the transfer set is rinsed with universal liquid and, if necessary, the desired residual amount of universal liquid is fed to the target container.
  • this rinsing phase during which the impeller of the peristaltic pump rotates more than one full revolution, to re-determine the dosing factor of the peristaltic pump during operation by weighing the target container.
  • the dosing factor can thus be recalibrated during operation. This can change, for example, because the elasticity and shape of the hose inserted into the hose pump changes.
  • the target container After completing all dosing steps and rinsing the transfer set, the target container can be removed and a new target container connected.
  • FIG. 6 is another detail of the 1 .
  • the target container 3 can again be seen.
  • a valve unit 5 can also be seen.
  • the hose not shown here, which connects the valve unit 5 to the target container 3 and which is placed in particular in the hose pump, is first placed in a flow sensor 16 .
  • the flow rate in the hose on the suction side is measured via the flow sensor 16 and the delivery capacity of the hose pump can thus be checked for plausibility. If, for example, there is a blockage in the area of the valve unit or at the connection of a source container, the throughflow on the suction side will be reduced to such an extent that an error can be detected by means of the flow sensor 16 . In particular when dosing a micro-amount, the tube will initially also contract in the area of the flow sensor 16, with the result that the detected flow rate is reduced and a blockage can be concluded. An error message can then be generated via the electronic control and displayed to the user.
  • the flow sensor 16 is preferably designed as an ultrasonic sensor. In particular at low flow rates, such a sensor is generally not accurate enough to be able to determine the quantity of liquid conveyed on the suction side with sufficient accuracy using the flow sensor alone.
  • the flow sensor is therefore preferably used solely for monitoring such that an error is assumed if the difference between the calculated pump capacity of the peristaltic pump and the resulting calculated flow rate compared to the flow rate determined by the flow sensor exceeds a threshold value.
  • the hose is placed in a bubble sensor 17 on the pressure side.
  • This is an ultrasonic sensor that detects bubbles and switches off the system from a certain threshold value and displays an error to the user.
  • FIG. 12 is a schematic representation of the hose 14 connecting the valve unit 5 to the target container 3.
  • FIG. 12 In this exemplary embodiment, three valve units connected in series are shown, but this has no effect on the basic principle.
  • the three valve units 5 shown here can just as well be combined into a single valve unit.
  • the inlet to a source container is opened by means of the valve unit 5 for each dosing step, so that liquid can flow from the source container via the respective valve of the valve unit first into the valve unit and then into the hose 14 .
  • the tube 14 and the collecting channels 22 of the valve units 5 form a volume into which the liquid taken from the respective source containers is initially transferred.
  • the calculation of the weight of the liquid which arrives in the target container 3 in a dosing step is therefore not based on the density of the liquid removed in the respective dosing step. Rather, the tube 14 and the collecting channels 24 of the valve units 5 are viewed in such a way that different liquids, namely a first liquid 19, a second liquid 20 and a third liquid 21 are located in different sections of the tube 14 and/or the subsequent collecting channel 24.
  • the specific weight of the first liquid 19 is initially taken as a basis.
  • Fig. 12 is a flowchart used to explain verification of each dosing step by weighing the target container.
  • the weight transferred to the target container is calculated as a target weight. As described above, this is done on the basis of the pressure-side characteristic curve of the peristaltic pump and the specific gravity of the liquid transferred to the target container.
  • the filling process is aborted and an error message appears .
  • the user can then correct the error if necessary, insert a waste bag and recalibrate the systems.
  • the filling process is continued.
  • the user of the system receives a message that the system needs to be calibrated.
  • next target container can be inserted after the filling process is complete.
  • FIG. 12 is a flow chart used to explain the calculation of the target weight in a dosing step.
  • the volume of the liquid introduced is calculated using the pressure-side characteristic of the peristaltic pump.
  • the target weight can then be calculated from the specific weight of the transferred liquid or liquids.
  • This target weight is used to determine the in 8 mentioned limit values.
  • a first limit range could be defined as a deviation of more than 10% and a second limit range as a deviation of more than 5%.
  • limit ranges can also be varied as a function of the liquid removed during a dosing step, since there are components for which deviations in quantity are more or less critical for the quality of the medicinal preparation.
  • Fig. 12 is a flow chart for explaining the bubble sensor control.
  • the amount of bubbles in the transferred liquid is continuously monitored by the bubble sensor located after the peristaltic pump.
  • the filling process is interrupted and an error message is displayed.
  • next target container can be inserted after the filling process is complete
  • Fig. 12 is a flowchart for explaining flow sensor control.
  • the flow rate is continuously calculated, preferably on the basis of the suction-side characteristic curve of the peristaltic pump.
  • the flow rate is measured with a flow sensor arranged on the flow side in front of the peristaltic pump.
  • a deviation above a threshold value in this example 20%, an error (e.g. occlusion) is assumed and the filling process is aborted.
  • the user is informed of an error message.
  • the source container is preferably displayed to the user (e.g. via a number on a screen) in the event of any error message, from which liquid was taken when the error occurred.
  • the accuracy in the manufacture of a medicinal preparation using a peristaltic pump and at the same time the security against dosing errors can be improved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, wobei eine Schlauchpumpe zur Förderung von Flüssigkeit aus einer Mehrzahl von Quellbehältern verwendet wird. Gemäß der Erfindung werden die einzelnen Dosierschritte durch Wägung überprüft, wobei auch die Überprüfung der Dosierung von Mikromengen möglich ist.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, mittels dessen Infusionsbeutel und/oder Spritzen zur parenteralen Ernährung befüllt werden, sowie eine zugehörige Anlage.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Zubereitungen zur parenteralen Ernährung werden z.B. in Apotheken oder Kliniken patientenspezifisch hergestellt. Es handelt sich dabei um Gemische aus verschiedenen Grundnahrungsstoffen, Spurenelementen und Vitaminen, ggf. auch zusammen mit einem Arzneimittel, die individuell in einen Infusionsbeutel transferiert werden.
  • Hierfür werden sogenannte TPN-Compounder (TPN = Total Parenteral Nutrition) verwendet. Aus der Praxis bekannte und im Markt befindliche Anlagen, wie beispielsweise das System MultiComp® der Firma Fresenius, umfassen eine computergesteuerte Pumpeneinheit, mittels der die Bestandteile der Zusammensetzung aus verschiedenen Quellbehältern in einen auf einer Waage befindlichen Zielbehälter überführt werden.
  • Die Anforderungen an die Sicherheit beim Herstellen derartiger medizinischer Zubereitungen sind hoch. Insbesondere soll eine hohe Genauigkeit der Dosierung aller Bestandteile sichergestellt sein.
  • Zur Überprüfung der Dosierung kann der Zielbehälter gewogen werden.
  • Problematisch ist, dass die herzustellenden medizinischen Zubereitungen Komponenten mit Hauptbestandteilen wie Wasser, Fett, Zucker und Aminosäuren umfassen, welche in recht großer Menge zugeführt werden. Daneben gibt es Komponenten, die beispielsweise bestimmte Vitamine, Mineralstoffe oder auch ein Arzneimittel umfassen, welche in wesentlicher geringerer Menge, insbesondere im ml-Bereich, zugeführt werden müssen. Derartige Bestandteile werden auch als Mikromengen bezeichnet.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung bereit zu stellen, bei welchem mittels einer Schlauchpumpe eine genaue Dosierung der einzelnen Bestandteile einer medizinischen Zubereitung ermöglicht wird und bei welchem auch eine genaue Überprüfung der Dosierung möglich ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung zur parenteralen Ernährung.
  • Dabei werden aus einer Mehrzahl von Quellbehältern Flüssigkeiten entnommen und mit einer Schlauchpumpe in einen Zielbehälter transferiert. Die Schlauchpumpe ist eine Verdrängerpumpe, bei der das zu fördernde Medium durch äußere mechanische Verformung eines Schlauches durch den Schlauch hindurchgedrückt wird. Hierzu weist die Schlauchpumpe vorzugsweise ein Pumpenrad mit Rollen auf, mit denen der Schlauch zusammengedrückt wird.
  • Die Herstellung der medizinischen Zubereitung erfolgt automatisiert, wobei der Benutzer der für das Verfahren verwendeten Anlage die im Zielbehälter gewünschte Zusammensetzung eingeben kann oder diese aus einer Datenbank mit einer Mehrzahl von Rezepten auswählen kann.
  • Den einzelnen Quellbehältern wird in einer vorgegebenen Reihenfolge jeweils eine definierte Menge Flüssigkeit entnommen, im Folgenden auch als "Dosierschritt" bezeichnet. Nach Abschluss sämtlicher für einen Zielbehälter vorgesehener Dosierschritte ist definitionsgemäß ein "Befüllvorgang" beendet.
  • Es kann Bestandteile geben, welche nicht in direkten Kontakt oder nur in einer bestimmten Reihenfolge miteinander in Kontakt kommen dürfen.
  • Typischerweise besteht, wie eingangs ausgeführt, eine derartige medizinische Zubereitung aus Hauptbestandteilen, die in größerer Menge zugeführt werden, und sog. "Mikromengen", die insbesondere Vitamine, Mineralstoffe oder Arzneimittelkomponenten enthalten können.
  • Zum Transferieren wird vorzugsweise ein als Einweg-Bauteil ausgebildetes Transfer-Set verwendet, welches den Schlauch umfasst, der in die Schlauchpumpe eingelegt wird. Das Transfer-Set umfasst des Weiteren Anschlussschläuche für die Quellbehälter sowie einen Anschluss für den Zielbehälter. Weiter umfasst das Transfer-Set vorzugsweise eine Ventileinheit, mittels der die Anschlüsse zu den einzelnen Quellbehältern geöffnet und geschlossen werden können.
  • Vorzugsweise ist während jedes einzelnen Dosierschritts immer nur ein einziges Ventil, welches zu einem Quellbehälter führt, geöffnet. Es wird also immer nur einem Quellbehälter Flüssigkeit entnommen.
  • Neben den Hauptbestandteilen der medizinischen Zubereitung und den Mikromengen gibt es bei jeder Zubereitung eine sogenannte universelle Flüssigkeit, auch als "Universal Ingredient" (UI) bezeichnet. Diese Flüssigkeit darf ohne unerwünschte Nebenwirkung mit jeder anderen Zutat in direkten Kontakt kommen und wird in jeder Zubereitung in einer relativ großen Menge verwendet, insbesondere zum Auffüllen der Zubereitung auf die gewünschte Gesamtmenge. Vorzugsweise handelt es sich bei der universellen Flüssigkeit zumeist um isotonisches Wasser.
  • Gemäß der Erfindung wird der Zielbehälter bei vorzugsweise jedem einzelnen Dosierschritt gewogen und so die Menge der in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit bei jedem einzelnen Dosierschritt überprüft.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Überprüfung aller Dosierschritte durch Wägung des Zielbehälters, also auch der Dosierschritte von Mikromengen unter 10 ml, bevorzugt von unter 5 ml, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 3 ml.
  • Die nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Maßnahmen zur Erhöhung der Dosiergenauigkeit und/oder der Genauigkeit bei der Überprüfung der einzelnen Dosierschritte.
  • Die für das Verfahren verwendete Schlauchpumpe weist einen Bereich mit linearer Kennlinie und einen Bereich mit nicht linearer Kennlinie der Pumpleistung auf.
  • Unter einem Bereich mit linearer Kennlinie wird der Winkelbereich eines Pumpenrades verstanden, in welchem die Pumpleistung, also das Volumen gegenüber dem Drehwinkel eines Pumpenrades der Schlauchpumpe, konstant ist. Das geförderte Volumen ist zum Drehwinkel proportional.
  • Es gibt einen saugseitig linearen Bereich. Dies ist der Bereich, in welchem eine saugseitige Rolle der Schlauchpumpe in Eingriff mit dem Schlauch ist und keine Rolle neu in den Eingriff mit dem Schlauch geht. Im saugseitig linearen Bereich ist der Drehwinkel zum saugseitig geförderten Volumen proportional.
  • Weiter gibt es einen druckseitig linearen Bereich, in welchem Drehwinkel zum druckseitig geförderten Volumen proportional ist. Die druckseitige Rolle der Schlauchpumpe ist dabei im Eingriff mit dem Schlauch und keine Rolle geht aus dem Eingriff mit dem Schlauch heraus.
  • Es versteht sich, dass der druckseitige lineare Bereich der Kennlinie phasenverschoben zu dem saugseitig linearen Bereich der Kennlinie ist.
  • Bei einer Schlauchpumpe gehen bei bestimmten Phasenwinkeln die Rollen des Pumpenrades in den Eingriff und bei anderen Phasenwinkeln aus dem Eingriff heraus. Dabei ist zu jedem Zeitpunkt mindestens eine Rolle im Eingriff, die Pumpe ist zu keinem Zeitpunkt "offen". Eine Rollenpumpe hat daher theoretisch keinen Schlupf, also keine Abweichung zwischen Drehwinkel und geförderter Menge.
  • Wenn eine Rolle neu in den Eingriff geht, dann verringert sich das Volumen des in die Pumpe eingelegten Schlauchs, wenn eine Rolle aus dem Eingriff herausgeht, vergrößert sich das Volumen wieder. In der Folge ist die Pumpleistung, also das geförderte Volumen pro Drehwinkel, nicht konstant. Die Pumpe "pulsiert". Dieses Pulsieren tritt sowohl an der Saug- als auch an der Druckseite der Pumpe auf.
  • Diese nichtlineare Kennlinie sowohl an der Druck- als auch an der Saugseite der Schlauchpumpe ist nachteilig für die Dosiergenauigkeit, was besonders nachteilig ist, wenn mit einer einzigen Schlauchpumpe sowohl Hauptbestandteile in recht großer Menge als auch Mikromengen dosiert werden sollen.
  • Eine Überprüfung jedes einzelnen Dosierschritts wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch bei Mikromengen dadurch verbessert, dass die Menge der bei einem Dosierschritt in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit unter Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie der Pumpleistung der Schlauchpumpe berechnet wird.
  • Bei bzw. nach jedem Dosierschritt wird der Zielbehälter gewogen und so die Menge der jeweils transferierten Flüssigkeit überprüft. Für diese Überprüfung auf Basis des Gewichts des Zielbehälters wird gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung aber nicht die berechnete Menge der dem Quellbehälter entnommenen Flüssigkeitsmenge zugrunde gelegt, sondern es wird unter Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe berechnet, welche Menge an Flüssigkeit in den Zielbehälter transferiert wurde.
  • Stimmt diese berechnete Menge in den Zielbehälter transferierter Flüssigkeit mit dem Ergebnis der Wägung des Zielbehälters überein, so kann der jeweilige Dosierschritt als korrekt betrachtet werden. Stimmen die Ergebnisse dagegen nicht überein bzw. liegen diese außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, kann anlagenseitig ein Fehler, z.B. auf einem Display, angezeigt werden.
  • Je nach Art und Erheblichkeit des Unterschiedes zwischen berechneter und gewogener Menge kann der Benutzer der Anlage, beispielsweise durch Anzeige auf einem Display, veranlasst werden, den Zielbehälter zu verwerfen und einen neuen Zielbehälter zu befüllen und/oder die Anlage zu kalibrieren.
  • Bei herkömmlichen Anlagen zur Zubereitung parenteraler Ernährung kann mit einer genau arbeitenden Wägezelle zwar am Ende des Befüllvorgangs, also nach Abschluss sämtlicher Dosierschritte, überprüft werden, ob die Gewichtszunahme des Zielbehälters mit der zu dosierenden Sollmenge der Einzelbestandteile übereinstimmt.
  • Zumindest bei Mikromengen ist eine hinreichend genaue Beurteilung jedes einzelnen Dosierschritts aufgrund der druckseitig nicht linearen Kennlinie jedoch grundsätzlich nicht möglich.
  • Durch die Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie, insbesondere bei der Dosierung von Mikromengen, kann dagegen eine Überprüfung des einzelnen Dosierschritts durch Wiegen des Zielbehälters auch bei Mikromengen vorgenommen werden.
  • Hierdurch wird die Sicherheit, dass die Zusammensetzung der medizinischen Zubereitung den Vorgaben entspricht, erhöht.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird die anhand der dem jeweiligen Quellbehälter zu entnehmenden Menge an Flüssigkeit die hierfür erforderliche Drehung des Pumpenrades auf Basis der saugseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe berechnet.
  • Über die Drehung der Schlauchpumpe, insbesondere über den Winkel und die Anzahl an Umdrehungen eines Pumpenrades der Schlauchpumpe, kann bei jedem Dosierschritt die dem jeweiligen Quellbehälter entnommene Menge an Flüssigkeit berechnet bestimmt werden. Anhand der vorgegebenen zu entnehmenden Menge an Flüssigkeit wird so die Pumpe angesteuert und der erforderliche Drehwinkel für einen Dosierschritt berechnet.
  • Bei der Dosierung und damit bei der Ansteuerung der Schlauchpumpe bei jedem Dosierschritt wird gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung nicht von einer konstanten Förderleistung ausgegangen, sondern es wird auf Basis einer zuvor bestimmten und gespeicherten Kennlinie die saugseitig vorhandene Schwankung der Pumpleistung einberechnet, was die Dosiergenauigkeit verbessert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls der Erhöhung der Dosiergenauigkeit dient, wird die Schlauchpumpe zur Dosierung aus zumindest einem Quellbehälter derart in eine Stellung gebracht, dass die gesamte Dosierung aus diesem Quellbehälter in einem Bereich mit linearer Kennlinie erfolgt.
  • Dieser Ausführungsform der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Dosierung von Mikromengen auch mit einer Schlauchpumpe mit hoher Genauigkeit möglich ist, wenn während des gesamten Dosierschritts die Schlauchpumpe ausschließlich im Bereich mit linearer Kennlinie bewegt wird.
  • Es versteht sich, dass hierfür die Menge der bei diesem Dosierschritt zu dosierenden Flüssigkeit derart gering sein muss, dass die gesamte zu dosierende Flüssigkeit in einem Winkelbereich des Pumpenrades der Schlauchpumpe gefördert werden kann, indem dieses den linearen Bereich nicht verlässt.
  • Um den Winkel, in welchem ein Pumpenrad der Schlauchpumpe steht, feststellen zu können, umfasst die Schlauchpumpe vorzugsweise einen Drehwinkelgeber.
  • Vorzugsweise wird die Schlauchpumpe in eine Stellung gebracht, in welcher die saugseitige Kennlinie der Schlauchpumpe linear ist. Bei der Dosierung von Mikromengen ist vor allem die dem Quellbehälter entnommene Menge an Flüssigkeit entscheidend und es wird daher der saugseitig vorhandene lineare Bereich der Schlauchpumpe verwendet, um die entnommene Menge möglichst exakt zu dosieren.
  • Um die Schlauchpumpen in die gewünschte Stellung, also den Bereich mit linearer Kennlinie, zu bringen, kann Flüssigkeit aus einem anderen Quellbehälter entnommen werden als aus dem, aus dem dosiert werden soll. Insbesondere kann zum Bewegen des Pumpenrades, beispielsweise an den Anfang des saugseitigen linearen Bereichs, als Quellbehälter ein Quellbehälter mit der vorstehend beschriebenen universellen Flüssigkeit (UI) verwendet werden. Während die Pumpe im nicht linearen Bereich arbeitet, wird also aus dem Quellbehälter mit universeller Flüssigkeit Medium entnommen.
  • Im Bereich der linearen Kennlinie wird vorzugsweise eine Kleinstmenge mit einem Volumen von unter 10 ml, bevorzugt von unter 5 ml, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 3 ml, während eines Dosierschritts gefördert.
  • Reicht das während eines einzigen Dosierschritts im linearen Bereich förderbaren Volumen nicht aus, ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch vorgesehen, Flüssigkeit aus einem Quellbehälter in mehreren Dosierschritten zu entnehmen, wobei zwischen diesen einzelnen Dosierschritten die Schlauchpumpe jeweils an den Anfang eines linearen Bereichs gefahren wird.
  • In den Dosierschritten, in denen die Hauptbestandteile der medizinischen Zubereitung transferiert werden und bei denen die Dosiergenauigkeit eine weniger große Rolle spielt, kann die Schlauchpumpe in herkömmlicher Weise betrieben werden, also während des jeweiligen Dosierschrittes sowohl der nicht lineare als auch der lineare Bereich der saug- und/oder druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe durchfahren werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Abfolge verschiedener Flüssigkeiten im Zulauf des Zielbehälters berücksichtigt, um bei der Überprüfung beim Wiegen die Dichte der Flüssigkeiten mit einzuberechnen.
  • Diese Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Genauigkeit der Überprüfung bei jedem Dosierschritt erhöht wird, indem die Dichte, also das spezifische Gewicht der jeweiligen in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit, berücksichtigt wird.
  • Insbesondere bei der Dosierung von Mikromengen kann es sein, dass nach Entnahme einer vorgegebenen Menge an Flüssigkeit aus einem Quellbehälter die Flüssigkeit nicht unmittelbar in dem Zielbehälter ankommt, sondern sich zunächst im Transfer-Set, beispielsweise im in die Schlauchpumpe eingelegten Schlauch, befindet. Die Flüssigkeit, die sich im Transfer-Set vor dieser Flüssigkeit befindet und die nunmehr in den Zielbehälter gedrückt wird, kann eine andere Dichte haben. Daher kann allein die Gewichtszunahme des Zielbehälters nicht als hinreichend genaues Maß der transferierten Menge verwendet werden.
  • Bei dieser Berechnung wird, theoretisch betrachtet, der Zulauf des Zielbehälters in Abschnitte unterteilt, in denen sich jeweils Flüssigkeit mit einer anderen Dichte befindet.
  • Vorzugsweise unter Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe kann nunmehr vorhergesagt werden, welche Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten bei einem Dosierschritt in den Zielbehälter eingeleitet werden.
  • Diesem Prinzip liegt die Betrachtung zugrunde, dass sämtliche den Quellbehältern entnommenen Flüssigkeiten letztendlich im Zielbehälter ankommen. Da das Volumen der Strecke vom Quellbehälter bzw. vom Ventil, ab dem die Flüssigkeit des jeweiligen Quellbehälters in die Ventileinheit fließt, bis zum auf der Waage befindlichen Quellbehälter bekannt ist, kann berechnet werden, welche Flüssigkeit oder welche Flüssigkeiten bei einem Dosierschritt im Zielbehälter ankommt oder ankommen.
  • Das Volumen wird durch die Ventileinheit ab der Position des jeweiligen Ventils des Quellbehälters, sowie den durch die Schlauchpumpe geführten Schlauch bestimmt, der die Ventileinheit mit dem Zielbehälter verbindet.
  • Bei der Überprüfung des jeweiligen Dosierschritts durch Wägung des Zielbehälters wird daher nicht die Dichte der bei dem jeweiligen Dosierschritt entnommenen Flüssigkeit zugrunde gelegt, sondern die Dichte der Flüssigkeit oder der Flüssigkeiten, die in den Zielbehälter eingeleitet werden. Die Dichte der eingeleiteten Flüssigkeit kann sich aufgrund des Volumens des Zulaufes und der Schlauchpumpe zumindest am Anfang des Dosierschritts unterscheiden.
  • Es versteht sich, dass die in einem Zulauf und/oder in einem Schlauch der Schlauchpumpe angeordneten Flüssigkeiten nicht exakt entsprechend dieses Berechnungsmodells voneinander separiert sind, sondern sich verschiedene Flüssigkeiten im Bereich der Grenzfläche vermischen. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Vermischungseffekte im Allgemeinen oder in einer Näherung vernachlässigt werden können.
  • Bei der Dosierung von Mikromengen kann es zudem zu Okklusionen kommen, die anlagenseitig schwer zu erfassend sind. Sofern beispielsweise der von einem Quellbehälter zur Schlauchpumpe führende Schlauch verstopft ist, fördert bei einer geringen Menge, insbesondere bei einer Menge von unter 3 ml, die Schlauchpumpe dennoch Flüssigkeit in den Zielbehälter, da sich die flexiblen Schläuche des Transfer-Sets zusammenziehen können. Wird nunmehr im Anschluss das Ventil zu einem anderen Quellbehälter geöffnet, so entspannt sich der Schlauch, indem dieser Flüssigkeit aus dem anderen Quellbehälter ansaugt. Dieser Effekt kann unter Umständen dazu führen, dass am Ende aller Dosierschritte die mit dem Wiegen des Zielbehälters überprüfte Gesamtmenge stimmt, eine einzelne Mikromenge aber in völlig falscher Dosierung oder gar nicht vorliegt.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird daher mittels eines Flusssensors die Förderleistung der Schlauchpumpe überprüft. Vorzugsweise ist der Flusssensor saugseitig angeordnet. Es kann insbesondere ein Flusssensor vorgesehen sein, in welchen ein Schlauch des Transfer-Sets eingelegt wird.
  • Derartige Flusssensoren sind bekannt. Es hat sich herausgestellt, dass sich diese aber nicht eignen, um die Durchflussmenge auch bei sehr niedriger Fließgeschwindigkeit exakt zu bestimmen.
  • Im Falle einer Verstopfung oder im Falle eines sich nicht öffnenden Ventils des Transfer-Sets kann über den Flusssensor aber eine derart hohe Abweichung von einem Sollwert festgestellt werden, dass daraus geschlossen werden kann, dass die Durchflussmenge zur gegenwärtigen theoretischen Förderleistung der Pumpe nicht plausibel ist.
  • Das Verfahren kann sodann abgebrochen werden und der Benutzer der Anlage über eine Fehlermeldung informiert werden.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Blasensensor (Bubbel-Detector) verwendet, um in einem Zulauf im Zielbehälter zu überprüfen, dass keine Blasen im Schlauch gefördert werden
  • Dieser Blasensensor, welcher beispielsweise als Ultraschall-Sensor ausgebildet sein kann, befindet sich vorzugsweise druckseitig zur Schlauchpumpe. Es handelt sich insbesondere um einen Sensor, in welchen der Schlauch eines Transfer-Sets eingelegt werden kann.
  • Im Falle des Vorhandenseins von Blasen über einem Schwellwert kann ebenfalls das Verfahren gestoppt und der Benutzer über eine Fehlermeldung informiert werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Dosierfaktor der Schlauchpumpe in einem vorgeschalteten Kalibrierschritt mittels Wiegen eines Zielbehälters bestimmt.
  • Der Dosierfaktor ist das Volumen, welches bei Förderung einer bestimmten Flüssigkeit, insbesondere bei Förderung von Wasser, bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Pumpenrades und bei einer vollen Pumpenumdrehung gefördert wird. Der Dosierfaktor hängt unter anderem von Toleranzen des in die Pumpe eingelegten Schlauchs ab. Dieser Dosierfaktor kann bei Inbetriebnahme der Anlage beim Befüllen eines Zielbehälters kalibriert werden, um die Ansteuerung der Schlauchpumpe einem neu verwendeten Transfer-Set anzupassen.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass bei Inbetriebnahme der Anlage zur Herstellung der medizinischen Zubereitung ein erster Zielbehälter verwendet wird, welcher im Anschluss verworfen wird, ein sogenannter "waste bag". Dieser waste bag ("Abfallbehälter") wird mittels des Transfer-Sets angeschlossen und es werden die zu sämtlichen Quellbehältern führenden Schläuche entlüftet, indem jeweils eine hierfür erforderliche Menge an Flüssigkeit entnommen wird.
  • Zur Bestimmung des Dosierfaktors wird Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in den waste bag gefördert und dabei der Dosierfaktor bestimmt. Nach Verwerfen des waste bag wird nunmehr dieser Dosierfaktor für die Berechnung der von der Pumpe bei weiteren Dosierschritten geförderten Menge zugrunde gelegt.
  • Es versteht sich, dass der Dosierfaktor wiederum mit der vorstehend beschriebenen Berücksichtigung des nicht linearen Bereichs der saugseitigen und druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe ins Verhältnis zu setzen ist.
  • Weiter hängt die Pumpleistung einer Schlauchpumpe unter anderem auch vom zu fördernden Medium, insbesondere von der Viskosität der zu fördernden Flüssigkeit, ab. Diese Abhängigkeit kann, wie es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, ebenfalls bei der Berechnung der geförderten Mengen berücksichtigt werden.
  • Bei Wasser kann ein Flussfaktor von 1,0 angesetzt werden, bei anderen Medien, wie beispielsweise Glukose, nimmt dieser Flussfaktor höhere Werte, beispielsweise Werte bis 1,1 an. Dies kann bei der Berechnung der geförderten Mengen, insbesondere der geförderten Mengen an Hauptbestandteilen, berücksichtigt werden, indem der Flussfaktor in die Berechnung des geförderten Volumens mit eingeht.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, wobei von einer Mehrzahl von Quellbehältern eine Flüssigkeit mittels einer Schlauchpumpe in einen Zielbehälter transferiert wird.
  • Gemäß der Erfindung wird während der Herstellung der medizinischen Zubereitung dann, wenn sich ein Pumpenrad der Schlauchpumpe zumindest eine volle Umdrehung dreht, der Dosierfaktor der Schlauchpumpe kalibriert.
  • Die Erfindung sieht also vor, dass der Dosierfaktor der Schlauchpumpe nicht nur initial bei Inbetriebnahme der Anlage bestimmt wird, sondern dass, wenn dies möglich ist, auch während des regulären Betriebs der Anlage, also beim Herstellen von medizinischen Zubereitungen der Dosierfaktor überprüft und ggf. neu kalibriert wird.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass es neben einem initialen Kalibrieren durch Bestimmen des Dosierfaktors mehrere, vorzugsweise zumindest drei, weitere Bestimmungen des Dosierfaktors während der Einsatzdauer eines Transfer-Sets gibt.
  • Vorzugsweise wird diese Kalibrierung im laufenden Betrieb dann durchgeführt, wenn eine hinreichende Menge universeller Flüssigkeit oder Wasser in den Zielbehälter transferiert wird, da der Flussfaktor dieser universellen Flüssigkeit immer 1,0 beträgt, so dass kein Fehler aufgrund eines unterschiedlichen Flussfaktors in die Kalibrierung eingeht. Die Kalibrierung im laufenden Betrieb erfolgt vorzugsweise bei Förderung derselben Flüssigkeit, wie diese zum initialen Bestimmen des Dosierfaktors unter Verwendung des waste bag verwendet wurde.
  • Besonders bevorzugt wird die Kalibrierung im laufenden Betrieb erst vorgenommen, wenn das Transfer-Set mit universeller Flüssigkeit gespült ist, der Zulauf des Zielbehälters also keine Abschnitte aufweist, in welchen sich eine andere Flüssigkeit befindet.
  • Da so während der gesamten Kalibrierung nur Flüssigkeit mit gleicher Dichte und gleicher Viskosität gefördert wird, wird eine höhere Genauigkeit beim Kalibrieren erreicht.
  • Die vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte können umgesetzt werden durch Einrichtungen, die entsprechend ausgebildet oder geeignet sind zum Ausführen der beschriebenen Verfahrensschritte. Diese Einrichtungen können Bestandteil eines Systems sein.
  • Im Bereich der Erfindung liegt daher auch eine Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, insbesondere eine Anlage zur Herstellung von Parenteralnahrung, umfassend eine Schlauchpumpe und ein System zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ausführbar mittels der erfindungsgemäßen Anlage. Die Anlage mit dem erfindungsgemäßen System ist insbesondere ausgebildet zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden, Bezug nehmend auf die Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 11, anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
    • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird.
    • Fig. 2 ist eine Detailansicht der Schlauchpumpe.
    • Bezugnehmend auf Fig. 3 soll die Kennlinie einer Schlauchpumpe anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
    • Fig. 4a bis 4c sind Detailansichten der Ventileinheit der Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nebst Schläuchen.
    • Fig. 5a und Fig. 5b zeigen anhand eines Flussdiagramms die Verfahrensschritte bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • Fig. 6 ist eine Detailansicht der Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, in welcher Flusssensor und Blasensensor zu erkennen sind.
    • Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Zulaufs des Zielbehälters, anhand welcher die Berechnung der in den Zielbehälter transferierten Menge erläutert wird.
    • Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Überprüfung jedes Dosierschrittes durch Wiegen des Zielbehälters erläutert wird.
    • Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Berechnung des Gewichts der in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit erläutert wird.
    • Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Kontrolle über den Blasensensor erläutert werden soll.
    • Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Kontrolle über den Flusssensor erläutert werden soll.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Anlage 1 zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung.
  • Die Anlage 1 zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung umfasst eine Vielzahl von Quellbehältern 2, welche in dieser Ansicht nur teilweise dargestellt sind. Insbesondere sind in dieser Darstellung diejenigen Quellbehälter nicht dargestellt, welche die Hauptbestandteile der medizinischen Zubereitung umfassen, sowie derjenige Behälter, der mit universeller Flüssigkeit gefüllt ist. Diese Behälter können insbesondere anlagenfern, z.B. an einem an einer Schiene befestigten Haken, aufgehängt werden.
  • Zu erkennen ist ein als Infusionsbeutel ausgebildeter Zielbehälter 3, welcher auf einer Waage 4 angeordnet ist. Über die Waage 4 kann während des Betriebs der Anlage 1 die Menge der in den Zielbehälter 3 transferierten Flüssigkeit überprüft werden.
  • Um die Anlage 1 in Betrieb zu nehmen, wird ein Transfer-Set verwendet, welches eine Ventileinheit 5 sowie Schläuche 14, 15 umfasst, mit denen die Ventileinheit 5 zum einen mit dem Zielbehälter 3 und zum anderen mit den Quellbehältern 2 verbunden wird.
  • Beim Herstellen einer medizinischen Zubereitung wird über die Anlage 1 jeweils bei einem Dosierschritt ein Ventil der Ventileinheit 5 geöffnet, so dass Flüssigkeit von genau einem Quellbehälter 2 in den Zielbehälter 3 gepumpt werden kann.
  • Um die Flüssigkeiten zu fördern, weist die Anlage 1 hier eine einzige Schlauchpumpe 6 auf, mittels welcher Flüssigkeiten aus sämtlichen Quellbehältern 2 in den Zielbehälter 3 gepumpt werden können.
  • Die Anlage 1 weist ferner ein Display 7 auf, welches z.B. als Touch-Screen ausgebildet ist, mittels welchem der Benutzer die Anlage 1 programmieren kann, und insbesondere ein Programm auswählen kann, mittels dessen ein Zielbehälter 3 mit einer vorgegebenen Zusammensetzung von Bestandteilen befüllt wird.
  • Die Anlage umfasst eine elektronische Steuerung (nicht dargestellt), über die die Schlauchpumpe 6 angesteuert wird und die mit der Waage 4 verbunden ist.
  • Fig. 2 ist eine Detailansicht der Schlauchpumpe 6. Die Pumpe 6 ist hier vorzugsweise als eine Rollenpumpe bereitgestellt.
  • Zu erkennen ist, dass die Schlauchpumpe 6 ein Pumpenrad 8 mit zwei Rollen 9 aufweist. Der einzulegende Schlauch ist in dieser Ansicht nicht dargestellt.
  • Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einer Schlauchpumpe mit einer anderen Anzahl an Rollen ausgeführt werden kann, insbesondere mit einer Schlauchpumpe, die drei Rollen umfasst (nicht dargestellt).
  • Wird ein Schlauch (nicht dargestellt) in die Schlauchpumpe 6 eingelegt, so weist die Schlauchpumpe einen Einlass 10 und einen Auslass 11 auf. In der hier dargestellten Stellung des Pumpenrads 8 sind beide Rollen 9 im Eingriff mit dem Schlauch.
  • Es versteht sich aber, dass, wenn die Rollen 9 sich vom Auslass 11 zum Einlass 10 bewegen, diese teils nicht im Eingriff mit dem Schlauch sind. Hieraus resultiert sowohl saugseitig, also auf Seite des Einlasses 10, als auch druckseitig, also auf Seite des Auslasses 11, eine nicht lineare Kennlinie der Pumpleistung, die Schlauchpumpe 6 pulsiert.
  • Vorzugsweise beträgt die Menge der geförderten Flüssigkeit bei einer vollen Umdrehung zwischen 5 und 50 ml.
  • Um auch Mikromengen, also Mengen, die im unteren ml-Bereich liegen, exakt dosieren zu können, wird vorzugsweise die Schlauchpumpe 6 durch Drehen des Pumpenrads 8 in eine Stellung verbracht, in welcher die jeweilige Mikromenge vollständig im zumindest saugseitig linearen Bereich der Schlauchpumpe 6 dosiert werden kann.
  • Hierzu umfasst die Schlauchpumpe einen Drehwinkelgeber (nicht dargestellt).
  • In der hier darstellten Stellung des Pumpenrads 8 ist eine Rolle 9 gerade an dem Einlass 10 vorbeigestrichen und nunmehr im Eingriff mit dem eingelegten Schlauch.
  • Es bietet sich an, die Schlauchpumpe 6 zur Dosierung einer Mikromenge in die hier dargestellte Stellung zu bringen, um sodann die Mikromenge vollständig im Bereich der saugseitig linearen Kennlinie der Schlauchpumpe 6 dosieren zu können.
  • Die druckseitige und saugseitige Kennlinie ist in Fig. 3 dargestellt.
  • Der Phasenwinkel p ist in 1600 Einheiten eingeteilt, welche auf der x-Achse aufgetragen sind. Diese 1600 Schritte stellen eine volle Umdrehung der Pumpe dar.
  • Auf der y-Achse ist der differentielle Fluss, also das geförderte Volumen pro Drehwinkel-Einheit, für die Schlauchpumpe 6 aufgetragen.
  • Die gestrichelte Kennlinie stellt den druckseitigen differentiellen Fluss und die gepunktete Kennlinie den saugseitigen differentiellen Fluss dar.
  • Zu erkennen ist, dass die Kennlinien über weite Bereiche konstant verlaufen, also Bereiche mit linearer Kennlinie vorhanden sind.
  • Jede Kennlinie weist allerdings zwei Einbrüche auf. Auf der Saugseite sind das die Phasenwinkel, bei denen eine der zwei Rollen neu in Eingriff geht (p=700 und p=1500). In diesen Bereichen wird das Volumen des Schlauches der Schlauchpumpe in der Nähe des saugseitigen Anschlusses verkleinert. Die Saugleistung der Pumpe ist reduziert.
  • Auf der Druckseite liegen die Einbrüche in den Bereichen, an denen eine Rolle aus dem Eingriff herausgeht. Dabei kehrt der Schlauch der Schlauchpumpe in seine ursprüngliche Form zurück. Der Schlauch vergrößert sein Volumen und die Förderrate der Pumpe ist druckseitig reduziert.
  • Für die exakte Dosierung, insbesondere einer Mikromenge, ist das geförderte Volumen der Saugseite relevant. Sämtliche Flüssigkeit, die im jeweiligen Dosierschritt dem Quellbehälter entnommen wird, gelangt letztendlich in den Zielbehälter. Es ist daher entscheidend, dass in jedem Dosierschritt das korrekte Volumen saugseitig entnommen wird.
  • Bei Dosierung einer sogenannten Mikromenge wird nunmehr gemäß einem Aspekt der Erfindung bei einem Dosierschritt Flüssigkeit nur in einem der zwei linearen Bereiche der Saugseite der Pumpe gefördert.
  • Hierfür wird die Schlauchpumpe vor Beginn des Dosierschrittes unter Pumpen universeller Flüssigkeit vorzugsweise auf den Anfang des nächsten linearen Bereiches der Saugseite gestellt. In diesem Beispiel liegen diese Positionen etwa bei p=50 und p=850.
  • So lassen sich mit einer einzigen Schlauchpumpe auch Mikromengen exakt dosieren.
  • Die saugseitige Kennlinie der Schlauchpumpe wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dazu verwendet, die Menge der dem Quellbehälter entnommenen Flüssigkeit exakter zu berechnen.
  • So lässt sich auch bei Dosierschritten, die im nicht linearen Bereich der Schlauchpumpe stattfinden, die saugseitige Kennlinie der Schlauchpumpe heranziehen, um die Mengen der entnommenen Flüssigkeit zu berechnen.
  • Es wird also bei der Berechnung berücksichtigt, dass die saugseitige Fördermenge der Schlauchpumpe nicht linear ist.
  • Anhand der Kennlinie Ds wird der Phasenwinkel p2 bestimmt, so dass Vs = ∫ p 1 p 2 Ds p dp
    Figure imgb0001
     das zu dosierende Volumen ergibt. Dabei ist p1 die Position des Pumpenrades am Beginn des Dosierschrittes und p2 die Position nach dem Dosierschritt. Die Größe Vs ist das dem Quellbehälter zu entnehmende Volumen.
  • Die druckseitige Kennlinie der Pumpe kann wiederum verwendet werden, um in verbesserter Weise durch Wägung des Zielbehälters zu überprüfen, ob die tatsächlich entnommene Menge der berechneten Menge entspricht.
  • Hierzu wird das Volumen der in den Zielbehälter eintreffenden Flüssigkeit berechnet. Weiter wird anhand der bekannten Dichte der geförderten Flüssigkeit die Masse der eintreffenden Flüssigkeit berechnet. Zur Bestimmung des Volumens der im Zielbehälter eintreffenden Flüssigkeit wird die Kennlinie Dd der Druckseite verwendet.
  • Die vorzugsweise durch empirische Messungen bestimmten Kennlinien können z.B. als angenäherte Formeln oder auch als einfache Wertetabelle gespeichert werden, um die saugseitige und druckseitige Pumpleistung in Abhängigkeit vom Phasenwinkel zu berechnen. Insbesondere können die Kennlinien durch Messung bestimmt und dann durch eine empirische Formel angenähert werden. Die Berechnungen in der Anlage erfolgen dann mittels der empirischen Formel oder über eine Wertetabelle.
  • Fig. 4a ist eine perspektivische Ansicht der für die Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung verwendeten Ventileinheit 5.
  • Die Ventileinheit 5 umfasst eine Vielzahl von Zuläufen 12, welche über Schläuche 15 mit den Quellbehältern (2 in Fig. 1) verbunden werden. Über in der Ventileinheit 5 integrierte Ventile (nicht dargestellt) kann selektiv ein Schlauch 15, mittels dessen Flüssigkeit aus einem Quellbehälter entnommen wird, mit einem Schlauch 14 verbunden werden, der an dem Ablauf 13 der Ventileinheit 5 angeordnet ist.
  • Der Schlauch 14 weist des Weiteren einen Abschnitt auf, welcher in die Schlauchpumpe eingelegt wird.
  • In Fig. 4b sind die Enden der Schläuche 15 zum Anschluss der Quellbehälter dargestellt. Zu erkennen sind die Anschlüsse 22 für die Quellbehälter, welche in diesem Ausführungsbespiel als Luer-Lock-Anschluss mit einem angeschlossenen Spike ausgebildet sind.
  • Fig. 4c zeigt den Schlauch 14, welcher den Ablauf der Ventileinheit 5 und gleichzeitig den Zulauf des Zielbehälters bildet. Zu sehen ist der Anschluss 23 für den Zielbehälter. Die hier dargestellte Ventileinheit 5 bildet zusammen mit den Schläuchen 14, 15 und deren Anschlüssen 22, 23 das Transfer-Set, welches für den Betrieb der Anlage verwendet wird.
  • Dieses Transfer-Set ist vorzugsweise als Einweg-Bauteil ausgebildet und wird regelmäßig ausgetauscht. Aufgrund dieser Ausgestaltung kommen die zu transferierenden Flüssigkeiten auf dem Weg vom Quellbehälter zum Zielbehälter nur mit Komponenten des Transfer-Sets in Kontakt.
  • Bezugnehmend auf das Flussdiagramm gemäß Fig. 5a und Fig. 5b soll ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
  • Zunächst wird das zuvor beschriebene Transfer-Set verwendet, um die Quellbehälter anzuschließen. Weiter wird als Zielbehälter ein sogenannter "waste bag" eingelegt, also ein Behälter, welcher nicht dazu vorgesehen ist, bestimmungsgemäß zum Applizieren einer medizinischen Zubereitung verwendet zu werden, sondern welcher nach dem Vorbereiten der Anlage verworfen wird.
  • Das gesamte Transfer-Set nebst Schläuchen wird dabei mit universeller Flüssigkeit (UI), z. B. isotonisches Wasser, befüllt und jedes Ventil wird so lange geöffnet, dass die Schläuche (15 in Fig. 4a, b), die zu den Quellbehältern führen, gefüllt und blasenfrei sind.
  • Sodann kann der Dosierfaktor der Schlauchpumpe durch Wiegen des waste bag beim Pumpen von universeller Flüssigkeit bestimmt werden. Die sich aufgrund insbesondere von Toleranzen des verwendeten Schlauchs ändernde Pumpleistung der Schlauchpumpe wird nunmehr durch Bestimmen dieses Dosierfaktors kalibriert.
  • Der waste bag wird sodann verworfen und der erste Zielbehälter, der mit einer medizinischen Zubereitung befüllt werden soll, kann angeschlossen werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel soll zunächst eine Mikromenge in einem ersten Dosierschritt dosiert werden.
  • Daher wird in Schritt 5. das Pumpenrad in einen Bereich mit saugseitig linearer Kennlinie verbracht, wobei während des Verbringens des Pumpenrads in diese Stellung zunächst universelle Flüssigkeit gefördert wird.
  • Nunmehr kann eine Mikromenge vollständig im saugseitig linearen Bereich der Kennlinie der Pumpe dem Quellbehälter entnommen werden.
  • Jeder einzelne Dosierschritt, also auch der Schritt der Dosierung einer Mikromenge, wird durch Wiegen des Zielbehälters überprüft.
  • Dabei wird die Dichte der in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit berücksichtigt, indem berechnet wird, welche Flüssigkeit bzw. welche Flüssigkeiten sich beim Entnehmen der Mikromenge in Schritt 5. im Zulauf des Zielbehälters befinden und in diesen transferiert werden.
  • Weiter wird bei der Überprüfung durch Wägung auch unter Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe möglichst exakt berechnet, welches Volumen bei dem jeweiligen Dosierschritt in den Zielbehälter transferiert wurde. Dieses Volumen stimmt aufgrund der phasenverschobenen Kennlinien von Saugseite und Druckseite nicht immer überein.
  • Sodann wird ein Hauptbestandteil der medizinischen Zubereitung unter Berücksichtigung der saugseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe dosiert. Im Unterschied zur Dosierung von Mikromengen wird bei der Dosierung der Hauptbestandteile die Schlauchpumpe auch im nicht linearen Bereich betrieben.
  • Bei der Berechnung der dem Quellbehälter entnommenen Menge des jeweiligen Hauptbestandteils wird die saugseitige Kennlinie der Schlauchpumpe aber berücksichtigt, um das saugseitig entnommene Volumen genau vorhersagen zu können.
  • Auch die rechnerische Überprüfung der dem Quellbehälter für einen Hauptbestandteil entnommenen Menge wird unter Berücksichtigung der Dichte der in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit sowie unter Berücksichtigung der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe vorgenommen.
  • Sowohl beim Dosieren von Mikromengen als auch beim Dosieren von Hauptbestandteilen geht als weiterer Faktor in die Berechnung des Volumens der geförderten Flüssigkeit vorzugsweise auch ein Flussfaktor ein, welcher von der Art, insbesondere von der Viskosität, der geförderten Flüssigkeit abhängig ist. Wasser wird ein Flussfaktor von 1,0 zugeordnet, bei zähflüssigen Komponenten wie Glukoselösungen ändert sich der Flussfaktor deutlich.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine pauschale Berücksichtigung des Flussfaktors in Abhängigkeit der bei jedem Dosierschritt entnommenen Flüssigkeit ausreichend ist, da ein viskositätsbedingter Einfluss der Pumpleistung in erster Linie aufgrund der am Anschluss des Quellbehälters vorhandenen Engstelle (z.B. Spike) vorhanden ist.
  • Das dem Zielbehälter bei einem Dosierschritt hinzufügte Gewicht kann im Detail wie folgt berechnet werden: F ∗ Vs = ∫ p 1 p 2 Ds p dp
    Figure imgb0002
  • Vs ist das bei einem Dosierschritt zu dosierende Volumen. Dieses entspricht dem Volumen der Saugseite, an welcher ein Quellbehälter angeschlossen ist.
  • p1 ist die Position des Pumpenrads vor dem Dosierschritt, insbesondere die Endstellung eines vorherigen Dosierschrittes oder der Beginn des linearen Bereiches, in welchen das Pumpenrad vorher gedreht wurde.
  • p2 ist die berechnete Position des Pumpenrads nach dem Dosierschritt, also das Ergebnis der Berechnung für den Drehwinkel der Pumpe bei dem Dosierschritt.
  • F ist der Flussfaktor, also der Korrekturfaktor für die jeweilige Viskosität des Mediums.
  • Ds(p) ist Kennlinie der Saugseite (Konstante) und p die Phase des Pumpenrades.
  • Die Phasen p1 und p2 können sich dabei um mehrere Umdrehungen unterscheiden.
  • Der Flussfaktor F ist also eine Korrektur für einen zusätzlichen Schlupf der Pumpe durch gegenüber Wasser erhöhte Viskosität. Das zu dosierende Volumen wird insbesondere um den Faktor F höher angesetzt als bei Wasser.
  • Nahezu alle für eine medizinische Zubereitung verwendeten Medien haben die gleiche oder eine höhere Viskosität als Wasser. Medien mit einer geringeren Viskosität sind sehr selten. Folglich gilt in der Regel F >= 1.
  • Das auf der Druckseite erwartete Volumen, anhand welchem das Gewicht der bei einem Dosierschritt in den Zielbehälter geförderten Flüssigkeitsmenge berechnet wird, beträgt: Vd = ∫ p 1 p 2 Dd p dp
    Figure imgb0003
  • Dieses berechnete Gewicht dient der Überprüfung des jeweiligen Dosierschritts über die Wägung.
  • Vd ist das auf der Druckseite erwartete Volumen, also das Volumen an Flüssigkeit, welches bei dem Dosierschritt in den auf der Waage befindlichen Zielbehälter gefördert wird.
  • Dd(p)ist Kennlinie der Druckseite (Konstante). Der Flussfaktor F geht in die Berechnung des druckseitig geförderten Volumens nicht ein, da der "Schlupf" der Pumpe ja nicht gefördert wird.
  • Der erwartete Massezuwachs G auf der Waage lautet dann: G = Vd ∗ ρ
    Figure imgb0004
     mit der Dichte P des geförderten Mediums.
  • P ist also das spezifische Gewicht der bei einem Dosierschritt in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit, also zunächst der Flüssigkeit, die im Zulauf des Zielbehälters bereits vorhanden ist. Werden mehrere verschiedene Flüssigkeiten während eines Dosierschritts in den Zielbehälter transferiert, so wird das spezifische Gewicht der Flüssigkeiten entsprechend ihrer Menge ins Verhältnis gesetzt.
  • Als nächster Schritt werden weitere Mikromengen oder weitere Hauptbestandteile in weiteren Dosierschritten zugeführt. Die Schritte 5. bis 9. können also wiederholt werden, bis alle gewünschten Bestandteile im Zielbehälter sind.
  • Es versteht sich, dass die Schritte 5. bis 7., also die Dosierung einer Mikromenge, sowie die Schritte 8. und 9., also die Dosierung eines Hauptbestandteils, auch austauschbar sind, also in unterschiedlicher Reihenfolge vorgenommen werden können.
  • Zum Ende jedes Befüllvorgangs wird das Transfer-Set mit universeller Flüssigkeit gespült und ggf. die gewünschte Restmenge universeller Flüssigkeit dem Zielbehälter zugeführt.
  • Es ist vorgesehen, beispielsweise diese Spülphase, bei welcher sich das Pumpenrad der Schlauchpumpe um mehr als eine volle Umdrehung dreht, zu nutzen, um im laufenden Betrieb den Dosierfaktor der Schlauchpumpe neu zu bestimmen, indem der Zielbehälter gewogen wird. Der Dosierfaktor kann somit im laufenden Betrieb nachkalibriert werden. Dieser kann sich beispielsweise dadurch ändern, dass sich die Elastizität und Form des in die Schlauchpumpe eingelegten Schlauchs ändert.
  • Nach Abschluss aller Dosierschritte und dem Spülen des Transfer-Sets kann der Zielbehälter entnommen werden und ein neuer Zielbehälter angeschlossen werden.
  • Es versteht sich, dass sämtliche hier dargestellten Schritte mit Ausnahme des Anschließens der Quell- und Zielbehälter und des Startens der Anlage vorzugsweise automatisiert ablaufen.
  • Fig. 6 ist eine weitere Detaildarstellung der Fig. 1. Zu erkennen ist wiederum der Zielbehälter 3. Weiter zu erkennen ist eine Ventileinheit 5.
  • Der hier nicht dargestellte Schlauch, welcher die Ventileinheit 5 mit dem Zielbehälter 3 verbindet, und der insbesondere in die Schlauchpumpe eingelegt wird, wird zunächst in einen Flusssensor 16 eingelegt.
  • Über den Flusssensor 16 wird der saugseitige Durchfluss im Schlauch gemessen und die Förderleistung der Schlauchpumpe kann so auf Plausibilität überprüft werden. Kommt es beispielsweise im Bereich der Ventileinheit oder am Anschluss eines Quellbehälters zu einer Verstopfung, so wird sich der saugseitige Durchfluss derartig verringern, dass mittels des Flusssensors 16 ein Fehler erfasst werden kann. Insbesondere bei Dosierung einer Mikromenge wird sich der Schlauch auch im Bereich des Flusssensors 16 zunächst zusammenziehen, was zur Folge hat, dass der detektierte Durchfluss verringert und auf eine Verstopfung geschlossen werden kann. Über die elektronische Steuerung kann sodann eine Fehlermeldung generiert und dem Benutzer angezeigt werden.
  • Der Flusssensor 16 ist vorzugsweise als Ultraschallsensor ausgebildet. Insbesondere bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten ist ein derartiger Sensor in der Regel nicht genau genug, um allein über den Flusssensor die Menge der saugseitig geförderten Flüssigkeit hinreichend genau bestimmen zu können.
  • Vorzugsweise wird der Flusssensor daher allein zur Kontrolle derart verwendet, dass bei Überschreitung eines Schwellwertes der Differenz von berechneter Förderleistung der Schlauchpumpe und daraus resultierender berechneter Durchflussmenge gegenüber der vom Flusssensor bestimmen Durchflussmenge ein Fehler angenommen wird.
  • Druckseitig wird der Schlauch in einen Blasensensor 17 eingelegt. Es handelt sich dabei um einen Ultraschall-Sensor, welcher Blasen erfasst und ab einem gewissen Schwellwert die Anlage abschaltet und dem Benutzer einen Fehler anzeigt.
  • Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Schlauchs 14, welcher die Ventileinheit 5 mit dem Zielbehälter 3 verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei hintereinander geschaltete Ventileinheiten dargestellt, was aber auf das Grundprinzip keinen Einfluss hat. Die hier dargestellten drei Ventileinheiten 5 können genauso gut zu einer einzigen Ventileinheit zusammengefasst sein.
  • Mittels der Ventileinheit 5 wird bei jedem Dosierschritt der Zulauf zu einem Quellbehälter geöffnet, so dass Flüssigkeit aus dem Quellbehälter über das jeweilige Ventil der Ventileinheit zunächst in die Ventileinheit und sodann in den Schlauch 14 treten kann.
  • Der Schlauch 14 sowie die Sammelkanäle 22 der Ventileinheiten 5 bilden ein Volumen, in welches die den jeweiligen Quellbehältern entnommene Flüssigkeit zunächst transferiert wird.
  • Zur Berechnung des Gewichts der Flüssigkeit, welche bei einem Dosierschritt im Zielbehälter 3 ankommt, wird daher nicht die Dichte der bei dem jeweiligen Dosierschritt entnommenen Flüssigkeit zugrunde gelegt. Vielmehr werden der Schlauch 14 und die Sammelkanäle 24 der Ventileinheiten 5 derart betrachtet, dass sich verschiedene Flüssigkeiten, nämlich eine erste Flüssigkeit 19, eine zweite Flüssigkeit 20 und eine dritte Flüssigkeit 21 in unterschiedlichen Abschnitten des Schlauchs 14 und/oder des anschließenden Sammelkanals 24 befinden.
  • Wird beispielsweise eine Mikromenge dosiert, wird zunächst das spezifische Gewicht der ersten Flüssigkeit 19 zugrunde gelegt.
  • Durch diesen theoretischen "material stack" ("Materialanordnung") kann die Genauigkeit der Überprüfung verbessert werden. Insbesondere ist es möglich, jeden einzelnen Dosierschritt zu überprüfen und zu bewerten.
  • Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Überprüfung jedes Dosierschrittes durch Wiegen des Zielbehälters erläutert wird.
  • Bei jedem Dosierschritt wird das in den Zielbehälter transferierte Gewicht als ein Sollgewicht berechnet. Dies erfolgt, wie vorstehend beschrieben, auf Basis der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe und des spezifischen Gewichts der in den Zielbehälter transferierten Flüssigkeit.
  • Weicht beim Wiegen des Zielbehälters das durch die Wägung bestimmte Gewicht derart vom errechneten Gewicht ab, dass ein erster Grenzbereich nicht eingehalten wird, der die Qualität der medizinischen Zubereitung beeinträchtigen würde oder der auf einen Fehler schließen lässt, wird der Befüllvorgang abgebrochen und es erfolgt eine Fehlermeldung. Der Benutzer kann dann ggf. den Fehler beseitigen, einen waste bag einlegen und die Anlagen neu kalibrieren.
  • Ansonsten wird der Befüllvorgang fortgesetzt.
  • Liegt das mittels der Wägung bestimmte Gewicht nicht innerhalb eines zweiten engeren Grenzbereiches, welcher zwar z.B. auf eine nicht hinreichende Kalibrierung der Anlage schließen lässt, welcher aber auf eine so geringe Abweichung der dosierten Menge schließen lässt, dass sie die Qualität der medizinischen Zubereitung nicht beeinträchtigt, wird der Befüllvorgang fortgesetzt.
  • Nach Abschluss des Befüllvorgangs erhält der Benutzer der Anlage aber eine Meldung, dass die Anlage kalibriert werden muss.
  • Ansonsten kann nach Abschluss des Befüllvorgangs der nächste Zielbehälter eingelegt werden.
  • Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Berechnung des Sollgewichts bei einem Dosierschritt erläutert wird.
  • Das Volumen der eingeleiteten Flüssigkeit wird anhand der druckseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe berechnet.
  • Sodann wird bestimmt, welche Flüssigkeit oder welche Flüssigkeiten bei dem Dosierschritt in den Zielbehälter gelangt ist bzw. sind. Dies erfolgt wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben wurde.
  • Über das spezifische Gewicht der transferierten Flüssigkeit oder der Flüssigkeiten kann sodann das Sollgewicht berechnet werden.
  • Dieses Sollgewicht dient der Bestimmung der in Fig. 8 genannten Grenzwerte. So könnte beispielsweise ein erster Grenzbereich als Abweichung von über 10% und ein zweiter Grenzbereich als Abweichung über 5% definiert werden.
  • Es versteht sich, dass die Grenzbereiche auch in Abhängigkeit der bei einem Dosierschritt entnommenen Flüssigkeit variiert werden können, da es Bestandteile gibt, bei denen Abweichungen in der Menge mehr oder weniger kritisch für die Qualität der medizinischen Zubereitung sind.
  • Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Kontrolle über den Blasensensor erläutert werden soll.
  • Über den nach der Schlauchpumpe angeordneten Blasensensor wird laufend die Blasenmenge in der transferierten Flüssigkeit überwacht.
  • In diesem Ausführungsbespiel sind auch zwei Grenzbereiche vorgesehen.
  • Liegt die Blasenmenge in einem Grenzbereich, der für die Qualität des hergestellten Produktes nicht akzeptabel ist, wird der Befüllvorgang unterbrochen und es erfolgt eine Fehlermeldung.
  • Wird ein zweiter, engerer Grenzbereich nicht eingehalten, kann zwar der Befüllvorgang fortgesetzt und der Zielbehälter bestimmungsgemäß verwendet werden, es erfolgt aber mit Abschluss des Befüllvorgangs eine Fehlermeldung, dass die Anlage entlüftet werden muss.
  • Ansonsten kann nach Abschluss des Befüllvorgangs der nächste Zielbehälter eingelegt werden
  • Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, anhand dessen die Kontrolle über den Flusssensor erläutert werden soll.
  • Die Fließgeschwindigkeit wird laufend, vorzugsweise auf Basis der saugseitigen Kennlinie der Schlauchpumpe, berechnet.
  • Parallel dazu wird die Fließgeschwindigkeit mit einem strömungsseitig vor der Schlauchpumpe angeordneten Flusssensor gemessen.
  • Gemessene und berechnete Fließgeschwindigkeit werden verglichen.
  • Liegt eine Abweichung über einem Schwellwert, in diesem Beispiel 20%, vor, wird auf einen Fehler (z.B. Okklusion) geschlossen und der Befüllvorgang wird abgebrochen.
  • Über eine Fehlermeldung wird der Benutzer informiert.
  • Um den Fehler besser lokalisieren zu können, wird vorzugsweise bei jeglicher Fehlermeldung dem Benutzer der Quellbehälter angezeigt (z.B. über eine Nummer auf einem Bildschirm), aus welchem Flüssigkeit bei Fehlereintritt entnommen wurde.
  • Durch die Erfindung kann die Genauigkeit bei der Herstellung einer medizinischen Zubereitung unter Verwendung einer Schlauchpumpe und gleichzeitig die Sicherheit gegenüber Dosierfehlern verbessert werden.
    • Bezugszeichenliste
    1. 1 Anlage
    2. 2 Quellbehälter
    3. 3 Zielbehälter
    4. 4 Waage
    5. 5 Ventileinheit
    6. 6 Schlauchpumpe
    7. 7 Display
    8. 8 Pumpenrad
    9. 9 Rolle
    10. 10 Einlass
    11. 11 Auslass
    12. 12 Zulauf
    13. 13 Ablauf
    14. 14 Schlauch
    15. 15 Schlauch
    16. 16 Flusssensor
    17. 17 Blasensensor
    18. 18 Anschluss
    19. 19 erste Flüssigkeit
    20. 20 zweite Flüssigkeit
    21. 21 dritte Flüssigkeit
    22. 22 Anschluss
    23. 23 Anschluss
    24. 24 Sammelkanal

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, insbesondere einer parenteralen Ernährung, wobei aus einer Mehrzahl von Quellbehältern (2) Flüssigkeiten mit einer Schlauchpumpe (6) in einen Zielbehälter (3) transferiert werden, wobei der Zielbehälter (3) bei den einzelnen Dosierschritten gewogen wird und so die Menge der in den Zielbehälter (3) transferierten Flüssigkeit bei den einzelnen Dosierschritten überprüft wird.
  2. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der in den Zielbehälter (3) transferierten Flüssigkeit bei allen Dosierschritten überprüft wird.
  3. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der bei einem Dosierschritt in den Zielbehälter (3) transferierten Flüssigkeit unter Berücksichtigung einer druckseitigen Kennlinie der Pumpleistung der Schlauchpumpe (6) berechnet wird, wobei die berechnete Menge mit der durch das Wiegen des Zielbehälters (3) bestimmten Menge verglichen wird.
  4. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Quellbehälter (2) entnommenen Menge an Flüssigkeit unter Berücksichtigung einer saugseitigen Kennlinie der Pumpleistung der Schlauchpumpe (6) berechnet wird, wobei die berechnete Menge mit der durch das Wiegen des Zielbehälters (3) bestimmten Menge verglichen wird.
  5. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge verschiedener Flüssigkeiten in einem Zulauf des Zielbehälters (3) berücksichtigt wird, um bei der Überprüfung beim Wiegen die spezifische Masse der Flüssigkeit einzuberechnen.
  6. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einem Dosierschritt eine Kleinstmenge von unter 10 ml, bevorzugt von unter 5 ml, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 3 ml transferiert wird.
  7. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchpumpe (6) zumindest einen Bereich mit linearer und einen Bereich mit nicht linearer Kennlinie der Pumpleistung aufweist, wobei zur Dosierung aus zumindest einem Quellbehälter die Schlauchpumpe (6) in eine Stellung gebracht wird, so dass die gesamte Dosierung aus dem Quellbehälter (2) in dem Bereich mit der linearen Kennlinie erfolgt.
  8. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchpumpe (6) in eine Stellung gebracht wird, in welcher die saugseitige Kennlinie der Schlauchpumpe (6) linear ist.
  9. Verfahren zu Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Schlauchpumpe (6) in die gewünschte Stellung mit linearer Kennlinie zu bringen, Flüssigkeit aus einem anderen Quellbehälter entnommen wird, als aus dem dosiert werden soll, insbesondere aus einem Quellbehälter mit universeller Flüssigkeit oder Wasser.
  10. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der linearen Kennlinie eine Kleinstmenge mit einem Volumen von unter 10 ml, vorzugsweise unter 3 ml gefördert wird.
  11. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Flusssensor (16) die Förderleistung der Schlauchpumpe (6) überprüft wird und/oder dass mit einem Blasensensors (17) überprüft wird, dass sich keine Blasen in einem Zulauf zum Zielbehälter (3) befinden.
  12. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierfaktor der Schlauchpumpe (6) in einem vorgeschalteten Kalibrierschritt mittels Wiegen eines Zielbehälters (3) bestimmt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Transferieren der Flüssigkeiten aus den Quellbehältern (2) in den Zielbehälter (3) ein Transfer-Set verwendet wird, welches eine Ventileinheit (5), einen Schlauch (14), der in die Schlauchpumpe einlegbar ist, und eine Mehrzahl von Schläuchen (15) zum Anschluss der Quellbehälter (2) umfasst.
  14. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei von einer Mehrzahl von Quellbehältern (2) Flüssigkeiten mittels einer Schlauchpumpe (6) in einen Zielbehälter (3) transferiert werden, wobei bei einem Dosierschritt aus einem Quellbehälter, bei welchem sich ein Pumpenrad (8) der Schlauchpumpe (6) zumindest eine volle Umdrehung dreht, der Dosierfaktor der Pumpe kalibriert wird.
  15. Anlage zur Herstellung einer medizinischen Zubereitung, insbesondere Anlage zur Herstellung von Parenteralnahrung, umfassend eine Schlauchpumpe und ein System zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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