WO2005061327A1 - Verfahren zum blasenfreien befüllen von karpulen - Google Patents

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WO2005061327A1
WO2005061327A1 PCT/EP2004/014377 EP2004014377W WO2005061327A1 WO 2005061327 A1 WO2005061327 A1 WO 2005061327A1 EP 2004014377 W EP2004014377 W EP 2004014377W WO 2005061327 A1 WO2005061327 A1 WO 2005061327A1
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filling
liquid
opening
filling needle
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WO2005061327A8 (de
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Benjamin Böbst
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Arzneimittel Gmbh Apotheker Vetter & Co. Ravensburg
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    • A61M2209/045—Tools for specific apparatus for filling, e.g. for filling reservoirs

Definitions

  • the invention relates to a method for the bubble-free filling of cartridges according to the preamble of claim 1.
  • blisters - especially those that have placed on the inner wall of the carpule - can then no longer be eliminated, that is, neither by waiting nor by knocking on the carpule or by any other introduction of vibrations.
  • cartridges with inserted stopper and with their opening facing upwards are filled and filled with the aid of a filling needle inserted through the opening.
  • the liquid level inside the cartridge increases during the filling process.
  • the filling needle is moved up in sync with the rising level.
  • the carpule is slightly overfilled, i.e. a drop forms on the opening through which the filling needle was inserted, which is later sucked off again in a defined manner.
  • the carpule is arranged in one and the same position throughout the entire filling process: the opening is directed upwards when liquid is introduced for the first time, and the opening remains even when a drop resulting from overfilling is suctioned off later the carpule above. It has been found that the synchronization between the filling needle movement and the increasing filling level is problematic with this method. If the needle emerges from the surface of the liquid, air bubbles are carried into the liquid by the liquid that emerges from the filling needle.
  • the filling needle If the filling needle is immersed too far into the liquid, it displaces a certain volume, which forms an air bubble after the filling needle has been removed from the cartridge.
  • the method is particularly problematic for cartridges whose volume does not vary linearly over the height of the interior. With a taper in the area of the carpule opening, the liquid level rises faster than in the other areas of the carpule with the same volume entered per time.
  • Two different filling stations and two separate filling needles are often used to fill a cartridge. This extends the filling process as a whole and also increases the number of filling needles required. If substances are to be filled into the cartridge that cause the filling needles to stick, these need to be replaced frequently. So if the filling process with two separate filling needles, the consumption of needles increases accordingly, thus the cost of the filling process.
  • JP 2003290350 A Methods for filling syringes are also known (JP 2003290350 A).
  • a syringe barrel with a needle hub is filled with a liquid.
  • the needle hub is closed by a cap.
  • the liquid is filled in from the top through the opposite end of the syringe barrel, leaving an air space.
  • a stopper is also inserted from above into the end mentioned here in order to close the syringe barrel. It must be ensured that the air space is so large that it is even possible to insert a plug.
  • the syringe is then turned over so that the stopper is located at the bottom and the cap closing the needle hub is removed. By relocating the plug, the remaining air space is displaced and the air is expelled.
  • the cap is put back on. It can be seen that removing the cap and reclosing the needle hub carries the great risk of contamination of the syringe. This must therefore still be subjected to a sterilization process, which is only possible to a limited extent, because otherwise the contents of the syringe will be damaged.
  • the syringe in a method of the type mentioned here, the syringe must be rotated through 180 °, so that the air enclosed in the syringe cylinder passes through the liquid. This is the only way to drive it out via the needle hub. The problem therefore arises that the air may not be able to pass through the liquid area when the syringe is viscous, or long waiting times or other measures such as knocking or vibrations have to be accepted. The process is for particularly viscous Substances cannot be used at all because air cannot pass through the liquid area.
  • the object of the invention is therefore to provide a method which allows carpules to be filled without problems.
  • a method which has the features mentioned in claim 1.
  • a filling needle is inserted through an opening of the carpule in the interior thereof and introduced through this liquid. After the carpule has been partially filled, the filling needle is removed from it.
  • the method is characterized in that a stopper which closes the carpule on one side is displaced in the direction of the partially filled interior of the carpule until the liquid introduced into it protrudes somewhat beyond the opening of the carpule. This ensures that the inside of the carpule is filled without bubbles.
  • Figure 1 shows a carpule 1 in longitudinal section, which is closed on one side by means of a plug 3 and has an opening 5 on the other side.
  • the base body 7 of the carpule preferably has an interior space, which in a first area 9 has a substantially constant cross section.
  • the cross section tapers in the direction of the opening 5.
  • This third area can be followed by a third area 13, the cross section of which is again designed to be constant.
  • a filling needle 15 is inserted into the interior of the carpule 1 through the opening 5, the outlet opening 17 of the filling needle 15 being initially arranged at a distance from the stopper 3. This distance can be matched to different liquids, in particular to their viscosity and to different filling speeds.
  • liquid is introduced into the interior of the carpule 1 via the filling needle 15, the liquid being introduced into the first region 9 through the outlet opening 17 because the carpule 1 is arranged essentially vertically in such a way that the stopper 3 is at the bottom and the opening 5 are arranged at the top.
  • the filling of the carpule 1 is carried out with the filling needle 15 stationary until the outlet opening 17 dips slightly into the surface of the liquid.
  • the filling needle 15 is moved out of the interior of the carpule 1 at a uniform speed, that is, in synchronism with the rising liquid level, in order to ensure that the outlet opening 17 always remains immersed in the liquid. This prevents air bubbles from the liquid emerging from the filling needle 15 from entering the liquid which have already empire 9 is located. Since the liquid rises evenly during this filling phase, the filling needle 15 can be easily adjusted with the level of the liquid, so that air entry can be avoided with a very high degree of certainty.
  • At least one suitable sensor can be used, which detects the current level of the liquid and serves to influence the fill volume per time and / or the movement speed of the fill needle 15.
  • the first area 9 is preferably completely filled with liquid, so that there is only air in the second area 11 and in the third area 13.
  • FIG. 2 This filling state is shown in FIG. 2, in which the same parts are provided with the same reference numbers. In this respect, reference is made to the description of FIG. 1.
  • the liquid level 19 has risen continuously with a constant filling volume per time, because the cross section is constant in the first region 9.
  • the filling needle 15 was correspondingly uniform from the Extend the interior of the carpule 1, namely synchronously with the rising liquid level 19.
  • the volume introduced into the carpule 1 per time can also be varied. For example, it is possible to choose the filling volume per time at the start of a filling process to be relatively small, so that no turbulence forms on the stopper 3, which could cause air to enter the liquid. As soon as the level of the liquid introduced into the cartridge 1 has reached the outlet opening 17 of the filling needle 15, the filling volume can be increased per time, in which case the movement of the filling needle 15 should also be adapted accordingly. Before the filling level shown in FIG. 2 is reached, the filling volume entered per time can be reduced again, so that the movement speed of the filling needle 15 is also avoided. This reliably prevents the desired filling level from being exceeded. At the same time, the total filling time required is shortened. However, it is also conceivable not to move the filling needle 15 further during the further filling and thus to simplify the filling process.
  • FIG. 3 shows the carpule 1 with the filling needle 15 removed.
  • the same parts are also provided with the same reference numerals here, so that reference can be made to the description of the previous figures.
  • the liquid level 19 lies on the boundary line between the first area 9 and the second area 11 of the interior of the carpule 1.
  • the second area 11 and the third area 13 are filled with air. It is not critical if the liquid level 19 rises slightly above the boundary line shown here or is somewhat below it.
  • Figure 4 shows a further process step.
  • the carpule 1 is also shown in longitudinal section. The same parts are again provided with the same reference numbers, so that reference is made to the description of the preceding figures.
  • FIGS. 1 to 4 show that the carpule 1 remains in one and the same position during the entire filling process: the opening 5 of the carpule 1 is directed upwards, the stopper 3 is therefore at the bottom.
  • the carpule 1 is preferably positioned exactly vertically so that the opening 5 is arranged horizontally and thus lies parallel to the resulting liquid level in the carpule 1.
  • the carpule 1 is filled with a viscous liquid, it is particularly important that it remains arranged with the opening 5 upwards during the entire filling process, because air bubbles which have been introduced into such a liquid may be practically fixed, that is to say also under the influence of the usual buoyancy forces remain immobile in the liquid. This applies even if long waiting times would be accepted or if the air bubbles are stimulated by knocking or vibrations. Since air in the liquid reduces its shelf life, this would be a major disadvantage. In addition, waiting times would delay the filling process even with less viscous liquids, which is fundamentally undesirable.
  • An arrow 21 in FIG. 4 shows that after the method step according to FIG. 3, the stopper 3 is displaced upwards in a further method step in the direction of the opening 5, so that the total volume of the interior of the Carpule 1 reduced.
  • the liquid is displaced from the first region 9 into the second region 12, which tapers upwards in the direction of the opening 5.
  • With a constant displacement speed of the plug 3 there is an accelerated rise in the liquid level.
  • the liquid level rises again at a constant speed. Since the cross section in the third area 13 is significantly smaller than in the first area 9, the liquid rises faster than the stopper 3 is displaced.
  • the stopper 3 is pushed upwards in the direction of the opening 5 until part of the liquid from the interior of the cartridge 1, here a drop 23, emerges from the opening 5.
  • the situation which arises when the plug 3 is displaced is shown in FIG. 4; here a drop 23 has emerged from the opening 5.
  • the drop 23 is suctioned off in a defined manner in a further process step, not shown here, that is to say when the drop is suctioned off it is ensured that the liquid level 19 does not drop so far that it comes to lie below the mouth surface 25 which surrounds the opening 5.
  • the speed of displacement of the plug 3 is variable. It is therefore possible to move the stopper more slowly while the level of the liquid passes through the conical region 11.
  • the displacement speed of the piston 3 can also be reduced while the liquid level passes through the third region 13 in order to be able to bring about the end of the movement of the plug 3 before too much liquid emerges from the opening 5.
  • the shift in the liquid level can also be monitored during a displacement of the plug 3 of a sensor. It is also conceivable to additionally provide a sensor assigned to the opening 5 in order to be able to detect and control the escape of liquid.
  • the inside of the carpule 1 is filled with a liquid with the aid of a filling needle 15, which is preferably displaced out of the inside of the carpule 1 as the liquid level rises. This ensures that the outlet opening 17 of the filling needle 15 always comes to lie somewhat below the liquid level 19, so that liquid not emerging from the filling needle 15 enters air bubbles into the liquid already present in the carpule 1.
  • the filling needle 15 is preferably pulled out of the interior of the carpule 1 in synchronism with the rising liquid level 19. This is particularly easy if the liquid level 19 rises continuously or linearly. With a defined liquid volume entered per time by the filling needle 15, the liquid level 19 then rises linearly, while the first region 9 is being filled, because the cross section is essentially constant.
  • the first phase of filling the carpule 1 is characterized in that the filling needle 15 is moved synchronously with the rising liquid level 19, that is to say is pulled out of the opening 5 of the carpule 1.
  • the filling needle 15 can also be arranged stationary in order to initially fill a first partial area in which the cross section of the base body is constant. This is achieved in that the filling needle 15 is initially arranged at a distance from the stopper 3 and liquid is introduced into the interior of the carpule 1.
  • the liquid level 19 lowers because of the tip of the filling needle 15 no more liquid is displaced. This is uncritical because an air space remaining inside the carpule 1 is displaced by the plug 3 being displaced. It is therefore not critical if the liquid level 19 in the carpule 1 rises more rapidly than the filling needle 15 is pulled out of the interior of the carpule. Due to this fact, it is also possible to dispense with a displacement of the filling needle 15 during the filling process. Although this then dips deeper into the liquid introduced, so that the liquid level 19 drops further when it is pulled out, but this does no harm because an air space which is left anyway is displaced by moving the stopper 3.
  • the method described here for the bubble-free filling of a carpule 1 can also be modified in that when the plug 3 is displaced it is ensured that the liquid level 19 does not exceed the opening 5.
  • the formation of a drop 23, as was explained with reference to FIG. 4, is avoided.
  • This procedure also leads to the additional advantage that contamination of the edge surrounding the opening 5 of the carpule 1 is avoided.
  • suctioning off the drop 23 leads to a loss of material, which is disadvantageous in particular in the case of expensive substances. If the drop 23 is avoided by deliberately moving the stopper 3, not only additional process step, suction, saved, but also the associated time. Finally, there is a material saving.
  • a bubble-free cartridge 1 can be used in particular in connection with so-called pens, that is to say with injection systems that can be triggered by pressing a button, with the entire volume of cartridge 1 or even a partial volume being able to be discharged at the push of a button, so that the pen can be used multiple times. If there is air in the cartridge 1, this would first have to be displaced, although only a full piston stroke is possible by triggering the injection device, which can lead to sustained losses. These are unacceptable, especially with expensive substances.
  • the method for filling a carpule 1 with a liquid can also be carried out relatively simply when the filling is to be carried out without bubbles. Since the carpule 1 maintains its basic position during the entire filling process, that is to say since the opening 5 always points upward, the residual air volume does not need to pass through the carpule 1 after the liquid has been introduced, so that highly viscous liquids also bubble-free into the carpule can be introduced. In particular, when the liquid level 19 reaches the tapering, second region 11, the filling needle 15 is removed and the remaining air volume is displaced by the displacement of the stopper 3. The control for the movement of the filling needle 15 is therefore considerably simplified compared to conventional methods because, among other things, an accelerated movement during the occurs the liquid level 19 through the conical second region 11 is eliminated.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum blasenfreien Befüllen von mittels eines Stopfens einseitig verschlossenen Karpulen mit einem Grundkörper (7), der vorzugsweise in einem ersten Bereich (9) einen im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt und in einem zweiten Bereich (11) einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist, mit folgenden Schritten: - Einführen einer Füllnadel (15) durch eine Öffnung (5) der Karpule (1) in deren Inneres, - teilweises Befüllen der Karpule (1), - Entfernen der Füllnadel (15) aus der Karpule (1), vorgeschlagen. Dieses ist gekennzeichnet durch den Schritt, dass der Stopfen (3) verschoben wird, bis die in die Karpule (1) eingebrachte Flüssigkeit etwas über die Öffnung (5) der Karpule (1) übersteht.

Description

Verfahren zum blasenfreien Befüllen von Karpulen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum blasenfreien Befüllen von Karpulen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Entscheidend bei der Befüllung von Karpulen ist, dass die eingebrachte Flüssigkeit keine Luftblasen einschließt, weil diese vor Verwendung der Karpule ausgetrieben werden müssten und weil die in die Karpule eingebrachte Flüssigkeit in vielen Fällen bei Einschluss von Luft, insbe- sondere von Sauerstoff, eine reduzierte Haltbarkeit zeigt. Eine blasenfreie Befüllung von Karpulen ist außerdem bei Verwendung in Applikationssystem (i.d.R. sog. Pen-Devices als Autoinjektor) erforderlich. Mit solchen karpulenbeladenen Systemen wird dem Arzt o- der dem Patienten eine erleichterte Medikation mit exakter Dosie- rung ermöglicht. Luftblasen würden hier die Dosiergenauigkeit beeinträchtigen und das Risiko einer unerwünschten Injektion von Luft bedeuten. Werden Luftblasen in die Flüssigkeit eingetragen, ist dies besonders nachteilig, wenn die Flüssigkeit sehr viskos ist. Häufig lassen sich Blasen - insbesondere solche, die sich an die Innenwand der Karpule angelegt haben, - dann nicht mehr beseitigen, also weder durch Warten noch durch Klopfen an die Karpule oder durch sonstiges Einleiten von Vibrationen. Bei der Durchführung dieser Verfahren werden Karpulen mit eingesetztem Stopfen und mit ihrer Öffnung nach oben angeordnet und mit Hilfe einer durch die Öffnung eingeführten Füllnadel befüllt. Während des Füllvorgangs steigt der Flüssigkeitspegel im Inneren der Karpule. Die Füllnadel wird synchron zum steigenden Pegel nach oben bewegt. Um eine blasenfreie Füllung zu erreichen, wird die Karpule leicht überfüllt, das heißt, auf der Öffnung, durch die die Füllnadel eingeführt wurde, bildet sich ein Tropfen, der später wieder definiert abgesaugt wird. Beim Absaugen wird also darauf geachtet, dass das Innere der Karpule vollständig gefüllt bleibt. Entscheidend für das hier angesprochene Verfahren ist die Tatsache, dass die Karpule während des gesamten Füllvorgangs in ein und derselben Position angeordnet ist: Bereits beim ersten Einbringen von Flüssigkeit ist ihre Öffnung nach oben gerichtet, auch beim späteren Absaugen eines durch Überfüllung entstehenden Tropfens bleibt die Öffnung der Karpule oben. Es hat sich herausgestellt, dass bei diesem Verfahren die Synchronisation zwischen Füllnadelbewegung und dem ansteigenden Füllpegel problematisch ist. Taucht nämlich die Nadel aus der Oberfläche der Flüssigkeit aus, werden durch die Flüssigkeit, die aus der Füllnadel austritt, Luftblä- sehen in die Flüssigkeit hineingetragen. Taucht die Füllnadel zu weit in die Flüssigkeit ein, so verdrängt diese ein bestimmtes Volumen, das nach dem Herausnehmen der Füllnadel aus der Karpule eine Luftblase bildet. Besonders problematisch ist das Verfahren bei Karpulen, deren Volumen über die Höhe des Innenraums nicht linear variiert. Bei einer Verjüngung im Bereich der Öffnung der Karpule steigt bei gleichem pro Zeit eingetragenem Volumen der Flüssigkeitspegel schneller als in den übrigen Bereichen der Karpule. Häufig werden für das Füllen einer Karpule zwei unterschiedliche Füllstationen und zwei getrennte Füllnadeln eingesetzt. Dadurch wird der Füllvorgang insgesamt verlängert, außerdem erhöht sich die Anzahl der erforderlichen Füllnadeln. Sind Substanzen in die Karpule einzufüllen, die ein Verkleben der Füllnadeln bewirken, müssen diese häufig ausgetauscht werden. Wird also das Füllverfahren mit zwei ge- trennten Füllnadeln durchgeführt, erhöht sich der Verbrauch an Nadeln entsprechend, damit also die Kosten des Füllverfahrens.
Es sind auch Verfahren zum Füllen von Spritzen bekannt (JP 2003290350 A). Bei diesen wird ein einen Nadelansatz aufwei- sender Spritzenzylinder mit einer Flüssigkeit gefüllt. Dabei ist zunächst der Nadelansatz durch eine Kappe verschlossen. Die Flüssigkeit wird durch das gegenüberliegende Ende des Spritzenzylinders von oben eingefüllt, wobei ein Luftraum freigelassen wird. Dann wird in das hier angesprochene Ende ebenfalls von oben ein Stopfen eingebracht, um den Spritzenzylinder zu verschließen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Luftraum so groß ist, dass die Einführung eines Stopfens überhaupt möglich wird. Dann wird die Spritze umgedreht, so das der Stopfen unten angeordnet ist, und die den Nadelansatz verschließende Kappe entfernt. Durch Verlagerung des Stopfens werden der verbleibende Luftraum verdrängt und die Luft ausgetrieben. Dann wird die Kappe wieder aufgesetzt. Es zeigt sich, dass das Abnehmen der Kappe und das Wiederverschließen des Nadelansatzes das große Risiko birgt, dass eine Verunreinigung der Spritze eintritt. Diese muss also noch einem Sterilisationsvorgang unterworfen werden, was nur bedingt möglich ist, weil sonst der Inhalt der Spritze Schaden nimmt. Außerdem muss bei einem Verfahren der hier angesprochenen Art die Spritze um 180° gedreht werden, so dass die im Spritzenzylinder eingeschlossene Luft durch die Flüssigkeit hindurch tritt. Nur so kann sie über den Nadelansatz aus- getrieben werden. Es tritt also das Problem auf, dass die Luft möglicherweise bei zähflüssigem Inhalt der Spritze nicht durch den Flüssigkeitsbereich hindurch treten kann oder lange Wartezeiten oder sonstige Maßnahmen wir Klopfen oder Vibrationen in Kauf genommen werden müssen. Das Verfahren ist für besonders zähflüssige Substanzen gar nicht verwendbar, da ein Hindurchtreten von Luft durch den Flüssigkeitsbereich nicht erfolgen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, das eine unproblematische Befüllung von Karpulen erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Bei der Durchführung des Verfahrens wird eine Füllnadel durch eine Öffnung der Karpule in deren Inneres eingeführt und durch diese Flüssigkeit eingebracht. Nach einer Teilbefüllung der Karpule wird die Füllnadel aus dieser entfernt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nun ein die Karpule einseitig verschließender Stopfen so weit in Richtung des teilbefüllten Innenraums der Karpule verschoben wird, bis die in diese eingebrachte Flüssigkeit etwas über die Öffnung der Karpule übersteht. Damit ist sichergestellt, dass das Innere der Karpule bla- senfrei befüllt ist.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 bis 4 verschiedene Füllungsstadien einer im Längsschnitt dargestellten Karpule.
Figur 1 zeigt eine Karpule 1 im Längsschnitt, die auf einer Seite mittels eines Stopfens 3 verschlossen ist und auf ihrer anderen Seite eine Öffnung 5 aufweist. Der Grundkörper 7 der Karpule weist vor- zugsweise einen Innenraum auf, der in einem ersten Bereich 9 eine im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt aufweist. In einem zweiten Bereich 11 verjüngt sich der Querschnitt in Richtung auf die Öffnung 5. An diesen zweiten Bereich kann sich ein dritter Bereich 13 anschließen, dessen Querschnitt wiederum gleich bleibend aus- gebildet ist.
Durch die Öffnung 5 ist eine Füllnadel 15 in das Innere der Karpule 1 eingeführt, wobei die Auslassöffnung 17 der Füllnadel 15 zunächst in einem Abstand zum Stopfen 3 angeordnet ist. Dieser Abstand kann auf verschiedene Flüssigkeiten, insbesondere auf deren Viskosität und auf unterschiedliche Füllgeschwindigkeiten abgestimmt werden.
In einem ersten Verfahrensschritt wird über die Füllnadel 15 Flüssigkeit in das Innere der Karpule 1 eingebracht, wobei die Flüssigkeit durch die Auslassöffnung 17 in den ersten Bereich 9 eingebracht wird, weil die Karpule 1 im Wesentlichen senkrecht so angeordnet ist, dass der Stopfen 3 unten und die Öffnung 5 oben angeordnet sind. Die Befüllung der Karpule 1 wird bei feststehender Füllnadel 15 so weit durchgeführt, bis die Auslassöffnung 17 leicht in die Oberfläche der Flüssigkeit eintaucht.
Aufgrund des gleich bleibenden Querschnitts im ersten Bereich 9 steigt bei gleichem eingebrachten Füllvolumen pro Zeit der Pegel der Flüssigkeit gleichmäßig an. Entsprechend wird die Füllnadel 15 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit aus dem Inneren der Karpule 1 herausbewegt, das heißt, synchron mit dem ansteigenden Flüssigkeitspegel, um sicher zu gehen, dass die Auslassöffnung 17 stets in der Flüssigkeit eingetaucht bleibt. Dadurch wird vermieden, dass durch die aus der Füllnadel 15 austretende Flüssigkeit Luftbläschen in die Flüssigkeit eingetragen werden, die sich bereits im ersten Be- reich 9 befindet. Da die Flüssigkeit während dieser Befüllungsphase gleichmäßig ansteigt, ist das Nachführen der Füllnadel 15 mit dem Pegel der Flüssigkeit einfach realisierbar, so dass Lufteintragung mit sehr hoher Sicherheit vermieden werden kann.
Zur Erfassung des aktuellen Füllstandes der Karpule kann mindestens ein geeigneter Sensor verwendet werden, der den aktuellen Pegel der Flüssigkeit erfasst und dazu dient, das Füllvolumen pro Zeit und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit der Füllnadel 15 zu beeinflussen.
Nach einer Teilbefüllung der Karpule 1 wird der Füllvorgang beendet und die Füllnadel 15 aus dem Inneren der Karpule 1 herausgefahren. Vorzugsweise wird der erste Bereich 9 vollständig mit Flüssigkeit aufgefüllt, so dass sich nur noch Luft im zweiten Bereich 11 und im dritten Bereich 13 befindet.
Dieser Füllzustand ist in Figur 2 dargestellt, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Insofern wird auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen.
Bei dem Befüllungszustand in Figur 2 hat der Flüssigkeitspegel 19 gerade die Grenze zwischen dem ersten Bereich 9 und dem zweiten Bereich 11 erreicht. Die Auslassöffnung 17 der Füllnadel 15 ist noch in die Flüssigkeit getaucht.
Bis zum Erreichen des in Figur 2 dargestellten Befüllungsgrads ist bei konstantem Füllvolumen pro Zeit der Flüssigkeitspegel 19 kontinuierlich angestiegen, weil im ersten Bereich 9 der Querschnitt kon- stant ist. Entsprechend gleichförmig wurde die Füllnadel 15 aus dem Inneren der Karpule 1 herausgefahren, nämlich synchron mit dem ansteigenden Flüssigkeitspegel 19.
Das in die Karpule 1 pro Zeit eingebrachte Volumen kann auch variiert werden. Beispielsweise ist es möglich, das Füllvolumen pro Zeit bei Beginn eines Füllvorgangs relativ klein zu wählen, damit sich auf dem Stopfen 3 keine Turbulenzen bilden, die einen Lufteintrag in die Flüssigkeit bewirken könnten. Sobald der Pegel der in die Karpule 1 eingebrachten Flüssigkeit die Auslassöffnung 17 der Füllnadel 15 erreicht hat, kann das Füllvolumen pro Zeit erhöht werden, wobei dann auch die Bewegung der Füllnadel 15 entsprechend angepasst werden sollte. Vor Erreichen des in Figur 2 dargestellten Füllstandes kann das pro Zeit eingetragene Füllvolumen wieder reduziert werden, damit auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Füllnadel 15. Dadurch wird ein Überschreiten des gewünschten Füllstandes sicher vermieden. Gleichzeitig ergibt sich eine Abkürzung der insgesamt erforderlichen Füllzeit. Denkbar ist es allerdings auch, die Füllnadel 15 während der weiteren Befüllung nicht weiter zu verlagern und damit eine Vereinfachung des Füllvorgangs ermöglichen.
Figur 3 zeigt die Karpule 1 mit entfernter Füllnadel 15. Gleiche Teile sind auch hier mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen werden kann.
In Figur 3 liegt der Flüssigkeitspegel 19 auf der Grenzlinie zwischen dem ersten Bereich 9 und dem zweiten Bereich 11 des Innenraums der Karpule 1. Der zweite Bereich 11 und der dritte Bereich 13 sind luftgefüllt. Es ist unkritisch, wenn der Flüssigkeitspegel 19 etwas ü- ber die hier dargestellte Grenzlinie steigt oder etwas darunter liegt. Figur 4 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt. Dazu ist auch hier die Karpule 1 im Längsschnitt dargestellt. Gleiche Teile sind wiederum mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
Die Gesamtschau der Figuren 1 bis 4 zeigt, dass die Karpule 1 während des gesamten Füllvorgangs in ein und derselben Position verbleibt: Die Öffnung 5 der Karpule 1 ist nach oben gerichtet, der Stopfen 3 befindet sich also unten. Vorzugsweise ist die Karpule 1 genau senkrecht positioniert, damit die Öffnung 5 horizontal angeordnet ist und damit parallel zu dem sich ergebenden Flüssigkeitsstand in der Karpule 1 liegt.
Wird die Karpule 1 mit einer zähflüssigen Flüssigkeit gefüllt, so ist es besonders wichtig, dass sie während des gesamten Befüllungsvor- gangs mit der Öffnung 5 nach oben angeordnet bleibt, weil in eine derartige Flüssigkeit eingetragene Luftbläschen gegebenenfalls praktisch fixiert sind, also auch unter Einwirkung der üblichen Auftriebskräfte in der Flüssigkeit unbeweglich bleiben. Dies gilt selbst dann, wenn lange Wartezeiten in Kauf genommen würden oder durch Klopfen oder Vibrationen ein Aufsteigen der Luftbläschen sti- muliert werden sollte. Da Luft in der Flüssigkeit deren Haltbarkeit reduziert, wäre dies ein großer Nachteil. Darüber hinaus würden Wartezeiten auch bei weniger viskosen Flüssigkeiten den Füllungsvorgang verzögern, was grundsätzlich unerwünscht ist.
Durch einen Pfeil 21 wird in Figur 4 verdeutlicht, dass der Stopfen 3 nach dem Verfahrensschritt gemäß Figur 3 in einem weiteren Verfahrensschritt nach oben in Richtung auf die Öffnung 5 verlagert wird, so dass sich also das Gesamtvolumen des Innenraums der Karpule 1 vermindert. Dadurch wird die Flüssigkeit aus dem ersten Bereich 9 in den zweiten Bereich 12 verdrängt, der sich nach oben in Richtung auf die Öffnung 5 verjüngt. Bei einer gleichmäßigen Verlagerungsgeschwindigkeit des Stopfens 3 findet hier ein beschleunig- ter Anstieg des Flüssigkeitspegels statt. Sobald dieser den dritten Bereich 13 erreicht, steigt der Flüssigkeitspegel wiederum mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Da der Querschnitt im dritten Bereich 13 wesentlich kleiner ist als im ersten Bereich 9 steigt hier die Flüssigkeit schneller als der Stopfen 3 verlagert wird.
Der Stopfen 3 wird so weit nach oben in Richtung auf die Öffnung 5 verschoben, bis ein Teil der Flüssigkeit aus dem Inneren der Karpule 1 , hier ein Tropfen 23, aus der Öffnung 5 austritt. Die sich bei einer Verlagerung des Stopfens 3 ergebende Situation ist in Figur 4 dargestellt; hier ist ein Tropfen 23 aus der Öffnung 5 ausgetreten.
Der Tropfen 23 wird in einem hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt definiert abgesaugt, das heißt, bei der Absaugung des Tropfens wird sichergestellt, dass der Flüssigkeitspegel 19 nicht so weit absinkt, dass er unterhalb der Mündungsfläche 25 zu liegen kommt, die die Öffnung 5 umgibt.
Die Verlagerungsgeschwindigkeit des Stopfens 3 ist variabel. Es ist also möglich, den Stopfen langsamer zu bewegen, während der Pegel der Flüssigkeit den konischen Bereich 11 durchläuft. Auch kann die Verlagerungsgeschwindigkeit des Kolbens 3 reduziert werden, während der Flüssigkeitspegel den dritten Bereich 13 durchschreitet, um das Ende der Bewegung des Stopfens 3 sicher bewirken zu können, bevor zuviel Flüssigkeit aus der Öffnung 5 tritt. Die Verlagerung des Flüssigkeitspegels kann auch während einer Verschiebung des Stopfens 3 eines Sensors überwacht werden. Denkbar ist es auch, zusätzlich einen der Öffnung 5 zugeordneten Sensor vorzusehen, um ein Austreten von Flüssigkeit erfassen und kontrollieren zu können.
Insgesamt zeigt sich, dass das hier beschriebene Verfahren einfach durchführbar ist:
Das Innere der Karpule 1 wird mit Hilfe einer Füllnadel 15 mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei diese bei steigendem Flüssigkeitspegel vorzugsweise aus dem Inneren der Karpule 1 herausverlagert wird. Dabei wird sichergestellt, dass die Auslassöffnung 17 der Füllnadel 15 stets etwas unterhalb der Flüssigkeitspegels 19 zu liegen kommt, damit nicht aus der Füllnadel 15 austretende Flüssigkeit Luftblasen in die bereits in der Karpule 1 vorhandene Flüssigkeit einträgt.
Vorzugsweise wird die Füllnadel 15 synchron mit dem steigenden Flüssigkeitspegel 19 aus dem Inneren der Karpule 1 herausgezogen. Dies ist dann besonders einfach möglich, wenn der Flüssigkeitspegel 19 kontinuierlich, beziehungsweise linear ansteigt. Bei einem definierten pro Zeit durch die Füllnadel 15 eingetragenen Flüssigkeitsvo- lumen steigt der Flüssigkeitspegel 19 dann linear, während der erste Bereich 9 gefüllt wird, weil hier ein im Wesentlichen gleich bleibender Querschnitt gegeben ist.
Mittels des hier beschriebenen Verfahrens ist es möglich, die Karpule 1 nur teilweise zu füllen und den verbleibenden Luftraum durch Verlagerung des Stopfens 3 zu verdrängen, was insbesondere anhand von Figur 4 erläutert wurde. Dabei ist ausdrücklich festzuhal- ten, dass dieses auch bei Karpulen durchführbar ist, deren Grundkörper 7 anders ausgestaltet ist, als hier beschrieben.
Um den Füllvorgang möglichst rasch durchführen zu können, ist es besonders vorteilhaft, den wesentlichen Teil der Karpule 1 mit Flüs- sigkeit zu befüllen, bevor die Füllnadel 15 aus dem Inneren der Karpule 1 gänzlich herausgezogen wird. Diese Variante ist anhand den Figuren 1 bis 3 erläutert, bei der die Flüssigkeit bis zur Grenze zwischen dem ersten Bereich 9 und dem zweiten Bereich 11 eingefüllt wird.
Die erste Phase der Befüllung der Karpule 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Füllnadel 15 synchron mit dem ansteigenden Flüssigkeitspegel 19 bewegt wird, also aus der Öffnung 5 der Karpule 1 herausgezogen wird. Zu Beginn dieser Phase kann die Füllnadel 15 auch stationär angeordnet werden, um zunächst einen ersten Teilbe- reich zu füllen, in dem der Querschnitt des Grundkörpers konstant ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Füllnadel 15 zunächst in einem Abstand zum Stopfen 3 angeordnet und Flüssigkeit in das Innere der Karpule 1 eingebracht wird.
Während des Herausziehens der Füllnadel 15 aus dem Inneren der Karpule 1 muss insbesondere darauf geachtet werden, dass die Auslassöffnung 17 stets innerhalb der bereits eingefüllten Flüssigkeit verbleibt, also unterhalb des Flüssigkeitspegels 19 angeordnet ist. Dies dient dazu zu verhindern, dass aus der Füllnadel 15 austretende Flüssigkeit Luft in die bereits in die Karpule 15 eingebrachte Flüs- sigkeit einschleppt.
Beim Herausziehen der Füllnadel 15 aus der eingefüllten Flüssigkeit senkt sich der Flüssigkeitspegel 19, weil von der Spitze der Füllnadel 15 keine Flüssigkeit mehr verdrängt wird. Dies ist deshalb unkritisch, weil ohnehin ein im Inneren der Karpule 1 verbliebener Luftraum durch Verlagerung des Stopfens 3 verdrängt wird. Insofern ist es also unkritisch, wenn der Flüssigkeitspegel 19 in der Karpule 1 rascher ansteigt, als die Füllnadel 15 aus dem Inneren der Karpule herausgezogen wird. Aufgrund dieser Tatsache ist es auch möglich, auf eine Verlagerung der Füllnadel 15 während des Füllvorgangs zu verzichten. Zwar taucht diese dann in die eingebrachte Flüssigkeit tiefer ein, so dass beim Herausziehen der Flüssigkeitspegel 19 weiter ab- sinkt, doch schadet dies nicht, weil ein ohnehin verbleibender Luftraum durch Verlagern des Stopfens 3 verdrängt wird.
Nach dem Verlagern des Stopfens 3 in Richtung der Öffnung 5 der Karpule 1 muss aus der Öffnung 5 ausgetretene Flüssigkeit, also der Tropfen 23, abgesaugt werden, ohne dass in den dritten Bereich 13, der sich an die Öffnung 5 anschließt, Luft eintritt.
Das hier beschriebene Verfahren zum blasenfreien Befüllen einer Karpule 1 kann noch dadurch abgewandelt werden, dass bei der Verlagerung des Stopfens 3 sichergestellt wird, dass der Flüssigkeitspegel 19 die Öffnung 5 nicht überschreitet. In diesem Fall wird also die Ausbildung eines Tropfens 23, wie er anhand von Figur 4 erläutert wurde, vermieden. Dadurch entfällt der zusätzliche Verfahrensschritt des Absaugens eines derartigen Tropfens 23. Diese Vorgehensweise führt auch zu dem zusätzlichen Vorteil, dass eine Verunreinigung des die Öffnung 5 der Karpule 1 umgebenden Randes vermieden wird. Außerdem ist festzuhalten, dass ein Absaugen des Tropfens 23 zu einem Materialverlust führt, was insbesondere bei teuren Substanzen nachteilig ist. Wird also der Tropfen 23 durch ein gezieltes Verlagern des Stopfens 3 vermieden, wird nicht nur ein zu- sätzlicher Verfahrensschritt, das Absaugen, eingespart, sondern auch noch die damit verbundene Zeit. Schließlich tritt noch eine Materialersparnis ein.
Eine blasenfrei befüllte Karpule 1 kann insbesondere in Zusammen- hang mit so genannten Pens verwendet werden, also mit Injektionssystemen, die durch Knopfdruck auslösbar sind, wobei bei einem Knopfdruck das Gesamtvolumen der Karpule 1 ausgetragen werden kann oder auch nur ein Teilvolumen, so dass der Pen mehrfach einsetzbar ist. Befindet sich Luft in der Karpule 1, müsste diese zu- nächst verdrängt werden, wobei allerdings nur ein voller Kolbenhub durch Auslösen der Injektionsvorrichtung möglich ist, was zu nachhaltigen Verlusten führen kann. Diese sind gerade bei teuren Substanzen nicht hinnehmbar.
Nach allem zeigt sich also, dass das Verfahren zum Befüllen einer Karpule 1 mit einer Flüssigkeit relativ einfach auch dann durchführbar ist, wenn die Befüllung blasenfrei erfolgen soll. Da die Karpule 1 während des gesamten Füllvorgangs ihre Grundposition beibehält, da also die Öffnung 5 immer nach oben weist, braucht das Restluftvolumen nach dem Einbringen der Flüssigkeit in die Karpule 1 nicht durch diese hindurch treten, so dass also auch hochviskose Flüssigkeiten in die Karpule blasenfrei eingebracht werden können. Insbesondere dann, wenn der Flüssigkeitspegel 19 in den sich verjüngenden, zweiten Bereich 11 gelangt, wird die Füllnadel 15 entfernt und das restliche Luftvolumen durch die Verlagerung des Stopfens 3 verdrängt. Die Steuerung zur Bewegung der Füllnadel 15 ist also gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich vereinfacht, weil unter anderem eine beschleunigte Bewegung während des Durch- tritts des Flüssigkeitspegels 19 durch den konischen zweiten Bereich 11 entfällt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum blasenfreien Befüllen von mittels eines Stopfens einseitig verschlossenen Karpulen mit einem Grundkörper (7) mit folgenden Schritten: - Einführen einer Füllnadel (15) durch eine Öffnung (5) der Karpule (1) in deren Inneres,
- teilweises Befüllen der Karpule (1 ),
- Entfernen der Füllnadel (15) aus der Karpule (1 ),
gekennzeichnet durch den Schritt, dass der Stopfen (3) verscho- ben wird, bis die in die Karpule (1) eingebrachte Flüssigkeit etwas über die Öffnung (5) der Karpule (1) übersteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) vorzugsweise in einem ersten Bereich (9) einen im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt und in einem zweiten Bereich (11 ) einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das teilweise Befüllen der Karpule (1) im ersten Bereich (9) des Grundkörpers (7) der Karpule (1) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (17) der Füllnadel (15) nach dem Einführen in das Innere der Karpule (1) in einem Abstand zum Stopfen (3) angeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllnadel (15) während eines Teils des Füllvorgangs der Karpule (1) aus deren Inneren heraus verlagert wird, vorzugsweise in Richtung ihrer Längsachse.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der Füllnadel (15) erst dann erfolgt, wenn der Flüssigkeitspegel (19) der in die Karpule (1) eingefüllten Flüssigkeit die Auslassöffnung (17) erreicht und vorzugsweise etwas überstiegen hat.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllnadel (15) mit einer Geschwindigkeit aus dem Inneren der Karpule (1) heraus verlagert wird, die kleiner oder gleich ist als/wie die Anstiegsgeschwindigkeit des Flüssigkeitspegels (19) in der Karpule (1).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgrund der Verlagerung des Stopfens (3) aus der Öffnung (5) der Karpule (1 ) austretende Tropfen (23) definiert abgesaugt wird.
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