Mit IV Icon Twins kann man unter aseptischen Bedingungen intravenöse Medikamentendosen herstellen.

Mit IV Icon Twins kann man unter aseptischen Bedingungen intravenöse Medikamentendosen herstellen. - Bild: Denso

Intravenöse Antibiotika zählen zu den grundlegend wichtigsten Medikamenten. Je nach Größe eines Krankenhauses produziert und verabreicht jede Klinik jährlich Hunderttausende dieser Infusionslösungen. In der Regel erfolgt die Herstellung durch Mitarbeiter – doch dies birgt Risiken: So ist die manuelle Aufbereitung langsam und erhöht die Gefahr mikrobiologischer Kontaminierung sowie die Häufigkeit medizinischer Fehler. Darüber hinaus ist die manuelle Herstellung großer Mengen für die Mitarbeiter in den sterilen Laborräumen sehr anstrengend, so dass es immer wieder zu belastungsbedingten Verletzungen kommt.

Diese Probleme löst nun das innovative IV Icon Twins System, eine automatisierte, Reinraumwerkbank (Bio-Sicherheitsstufe II) mit zwei VS-050 Robotern der Reinraumschutzklasse ISO 5 zur Herstellung von intravenösen Medikamenten in Krankenhäusern. Das System wurde von NewIcon entwickelt, einem finnischen Technologiespezialisten für medizinische Dienstleistungen und Apotheken. „Unser System macht den Herstellungsprozess sicherer, zuverlässiger sowie effizienter und reduziert das Risiko medizinischer Fehler. Dadurch verbessert sich wiederum die Patientensicherheit“, sagt Jori-Matti Savolainen, Marketingexperte bei NewIcon. Für die Mitarbeiter bedeutet dies weniger Kontakt mit Antibiotikastaub, weniger monotone Arbeitsabläufe sowie belastungsbedingte Verletzungen und weniger Arbeitszeit in der unbequemen, unpraktischen Laborarbeitskleidung. „Die Krankenschwestern haben nun mehr Zeit für die eigentliche Patientenpflege“, sagt er.

Im Vergleich zur manuellen Bearbeitung erhöht das IV Icon Twins System die Effizienz um das Fünffache! Denn die manuelle Aufbereitung einer intravenösen Dosis dauert in der Regel mehrere Minuten, d.h. ein Mitarbeiter kann bis zu 20 Dosen pro Stunde herstellen. Dagegen schafft das IV Icon Twins System rund 100 Dosen stündlich; je nach Größe und Art des Medikaments sogar bis zu 400 Dosen je Stunde. Auch die erhöhte Sicherheit für Patienten und Klinikmitarbeiter/innen ist signifikant.

Bio-Sicherheitsstufe II

Das IV Icon Twins System besteht aus einer Reinraumwerkbank (Bio-Sicherheitsstufe II), d.h. einer sicher nach außen geschützten Laborbank zur Vermeidung von Verunreinigungen, sowie zwei Denso VS-050 Robotern, die dank ihrer Reinraumschutzklasse ISO 5 für Aufgaben in sterilen Umgebungen ausgelegt sind. Dies ist eine Voraussetzung für den Einsatz im Labor der Bio-Sicherheitsstufe II, in dem steril zu behandelnde Produkte hergestellt werden.

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Das System sollte dieselben Standardabmessungen aufweisen wie die in Krankenhäusern üblichen Reinraumwerkbänke. Bild: Denso

„Wir haben uns für Denso-Roboter entschieden, weil wir diese bereits in anderen Anwendungen bei Apotheken in Krankenhäusern einsetzen“, berichtet Jori-Matti Savolainen. In diesen Anwendungen übernehmen die Roboter in Lagersystemen die Sortierung und Registrierung sowie die Entnahme und Ausgabe von Medikamenten. Dabei identifizieren und sortieren die Roboter ankommende Packungen um 60 Prozent schneller als ein Mensch – und garantieren nahezu eine Null-Fehlerquote.

Hervorragende Ergebnisse

Für den Einsatz im IV Icon Twins System spielte auch die Größe der Roboter eine Rolle, denn das System sollte dieselben Standardabmessungen aufweisen wie die in Krankenhäusern üblichen Reinraumwerkbänke. Mit einer Höhe von 2,36 m, einer Breite von 1,89 m und einer Tiefe von nur 95 cm ist das System so kompakt, dass es sich für die meist engen, sterilen Laborräume eignet, aber dank seiner Geschwindigkeit und Flexibilität hervorragende Ergebnisse erzielt. Zur Entscheidung für Denso-Roboter hat auch beigetragen, dass diese sich leicht in das System integrieren und ohne viel Aufwand installieren lassen. Sie wurden von NewIcon in WINCAPS programmiert.

Das System wird per Touchscreen-Monitor bedient, der mit einem Steuerungs-PC verbunden ist. Die Befüllung des Systems erfolgt noch manuell, doch der Prozess als solcher ist voll automatisiert. Eine zentrale Rolle spielen dabei die zwei VS-050 Roboter, die zwei verschiedene Arbeitsprozesse, insbesondere Pick-and-Place, durchführen: Im ersten Fall platziert der Mitarbeiter die mit den Antibiotika (in Pulverform) gefüllten Laborphiolen auf einer Ablage und stellt diese auf die Werkbank. Die Roboter greifen und halten die Phiolen; ein geeignetes Lösungsmittel für die Medikation (z.B. steriles Wasser) wird nun beigemengt. Die Roboter schütteln die Phiolen, damit sich das Pulver in der Flüssigkeit auflöst und stellen diese zurück auf die Werkbank. Im zweiten Operationsmodus befüllt nur ein Roboter die Phiolen, während der andere Roboter die Befüllung der in Flüssigkeit aufgelösten Medikamente aus den Phiolen in Injektionsspritzen im Pick-and-Place Verfahren durchführt. In der Regel wird nur ein Typ Antibiotika je Schicht hergestellt, weil das IV Icon Twins System für die serielle Herstellung hoher Stückzahlen ausgelegt ist. Damit wird die Herstellung für Krankenhäuser noch effizienter.

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Die Reinraumwerkbank ist durch Schwebstofffilter (HEPA: High Efficiency Particulate Air), einen leichten Sicherheitsvorhang sowie Näherungssensoren geschützt – das System gewährleistet so eine sichere Bedienung. Die Systemsoftware führt den Anwender durch eine Reihe von programmierten Arbeitsschritten, die der Anwender jeweils nach Ausführung bestätigen muss. Dadurch werden Fehler vermieden. Darüber hinaus müssen die Barcodes der Medikamente gescannt werden. Das IV Icon Twins System ist mit Hochpräzisionspumpen für die Abfüllung der Medikamente ausgerüstet. Da die sterile Umgebung sehr empfindlich auf jede Art von Partikeln reagiert, erfolgt die Etikettierung der Medikamente außerhalb des Labors.

Individuelle Benutzeroberfläche

Das System selbst wird durch eine Beckhoff SPS gesteuert; der PC ist SPS-programmiert und bietet eine eigens entwickelte Benutzeroberfläche für die Auswahl des Herstellungsmodus’. Die Schnittstelle zwischen dem System und den Denso-Robotern wird ebenfalls über eine individuelle Benutzeroberfläche gesteuert, diese UI Software basiert auf C# WPF, ist über TwinCAT ADS mit der Robotersteuerung verbunden und läuft unter Windows 7. Auf der Desktopebene kann der Anwender die Tätigkeit der Roboter starten sowie überwachen und (je nach Zugangslevel) Basiskonfigurationen anlegen.

Das System ist noch nicht mit Cloud-Diensten verknüpft. Künftig ließe sich jedoch eine Cloud in das Datensystem eines Krankenhauses integrieren, so dass beispielsweise Anweisungen zur Medikamentenherstellung empfangen und Betriebsdaten gesendet werden könnten. NewIcon wird das IV Icon Twins System weiter entwickeln und andere Anwendungsmöglichkeiten sondieren.

Denso

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