许多年来，主要的企业科学家已正在预测卫生领域和医疗技术方面的迅速发展。例如，未来学家和经济学理论家Leo Nefiodow就将生物技术和医疗技术视为下一个主要的经济助推器，并可与正如日中天的诸如石化或者通信技术相媲美(Kondratieff 周期)。这甚至在开发合适的技术和应用并迅速地将其推向市场方面显得更为重要。基于这个原因，位于奥地利Schwertberg的Engel有限责任公司在其设计理念上将用于制造医疗塑料部件生产所需的清洁和精准成功地集成到了一起，该公司生产的注塑机(详见标题图片)特别适用于净室操作。
系统的文件编制防止不利结果的产生
在净室生产方面可能会面临的最大挑战是如何开发一个生产系统策略来将可能会导致产品污染的颗粒物传播控制在规定的范围内。为了使该要求能在个例中被检验，法律中已制定了相关的规定和指示，其规定生产者必需准备系统的文件。这是因为尽管在欧盟内制订有用于医疗产品和其配件销售和生产的诸如医疗产品生产法(Medizinproduktegesetz-MPG)和用于“试管诊断”的欧盟指令93/42/EEC和98/79 EWG这样广泛的规则，但真正实施时则存在对制造商生产资质判断方面的风险。如果出现产品可靠性方面的争议，制造商必须提供充足的证据来证明其生产条件与规则是一致的。这些证据不能有任何断档，相应的犯罪指控部门将鼓励在产品可靠性立法下的生产。
对于医疗产品开发者和生产商的质量管理系统在美国FDA(食品和药品管理局)制定的DIN-EN-ISO 13485: 2003，cGMP(通用商品制造执照)中有明文规定。根据cGMP规则，不仅所有的活性组分必须是合格的，而且所有与活性组分或者组件接触并进而可能与体液接触的部件都必须是合格的。同样的规则也用于其功能对活性组分的安全剂量起决定性作用的部件或者组件。由于现代医疗产品中有大量的注塑成型部件，因此绝大多数的注塑成型产品、装置及其构架认证都会受到技术过程的确认。资格证明起书面认证的作用，其使注塑机达到所需的充分的安全限定并满足相应的标准和指令。这在很大程度上确保了可能出现的错误能被识别评估并确保制订相应的评估方案。 
在其体系中集成了两个特殊要求：清洁和精准的专门改造而用于净室中生产的的注塑成型机
为了系统地研究导致这些问题的原因，特别是机器设计细节方面对其的影响，Engel为此已经在位于Schwertberg主工厂的应用技术中心安装了一个DIN ISO-14644六级净室(详见框内文字)装备并满足cGMP所需的要求。这些所进行的研究目标在于开发基于小尺寸和中等尺寸的Victory和E-Motion系列机器、用于技术医疗产品生产的可选装备。
用于侧模装备的无拉杆锁模单元
此项目以限定的基于根据cGMP认证的主计划工作程序来进行(图1所示)。该项目的出发点是风险评估，其对机器内外的可能粒子发射源进行识别。风险评估涵盖净室和过程物质风险，所有的问题都会被记录、评估并被制订出相应的解决方案。这一方面可提供系统的和在可靠性申明情况下的必要证据，以表明注塑成型机满足与净室相配的所有要求。另一方面，这些措施减少了净室的污染并对生产成本有积极的影响，例如通过空气交换速率来降低能量消耗和过滤器更换的次数。结果就是广泛的资质文件得以被提供，其描述了一种包括制造链中所有单元的完全过程物质资质，例如模具，诸如传输或者包装的外围装备或者质量控制单元。
图1 开发适于技术医疗应用装备的项目基于cGMP资质的主计划
在列出的需求中重要的一点是在模具区域内空气流动性能的提高。这是着眼于减少能引起不可控局部颗粒物分布的空气湍流(图2所示)。无拉杆锁模单元为这种提高提供了一个很好的出发点。通过采用一种改进的外壳，流经锁模单元的空气几乎是理想的状态(“层流”)。这种方法带来的另一个优点是只需用到少量的组件并且通过侧向布置使可移动的导向板完全被封住(图3所示)。这就意味着产品接触表面和相邻产品的表面都被很好地保护了起来而不会被污染。为了简化清洁过程，有可能用一个快速释放系统并且不用螺纹孔或者采用专门的柱塞来填充表面上的孔来装备锁模单元。这种提高环境改造方面的设计也使得接近模具的表面变得更容易。
图2 通过提高注塑成型区域空气的流动性能，层流状况和该位置的粒子浓度都被减到了最少
图3 可移动板的导向装置通过一种侧向的从新布置而被完全密封住
装备的吊件在使污染最小化方面是一个特别关键的因素，因为模具主要借助其上方的起重机来进行安装。然而在净室中由于天花板结构和净空高度的限制而通常不可能使用高架移动起重机。一个简单并且很清洁的解决方案是从侧面安装模具，该方案在无拉杆机器有可能不对模具重量有限制而得以实现。
由于技术需要，许多净室为受限层高的情况也影响安装在机器上的层流外壳和等高固定的传统线性机器人的连系尺寸。无拉杆机器容许六轴工业机器人固定在其防护罩内，而不需要额外增加净室的层高。通过这种方式，机器人能不受限制地进入机器内的工作区域。因而侧面部件移动的需要和紧凑的制造单元间不再是一对矛盾体。
由于模具传输供应线是一潜在的颗粒物产生源。因此应注意选择最佳的材料，并且一种合适的行程方案已经被开发出来了。由于没有拉杆，不受任何限制的模具侧向进入锁模单元用于加工方式的改变和部件的取出使得所需净室的层高较低，因而整个需要保持清洁的空间体积也得以减少。
另一种明显的颗粒物产生源是标准开放式液压箱。由于机器移动单元的箱体必须要在能通风的条件下进行 — 这是一种极好的颗粒生成源。解决这个问题的方案是用风箱状装置来密封箱体(图4所示)。通过这种方式，整个液压系统都在封闭的系统内进行工作。
图4 由于采用风箱状装置来密封油箱，整个液压系统作为一个封闭的系统来进行工作
从A到F的净室分类
产品的决定标准不仅只是产品中颗粒的数量和尺寸(死质)，而且也包括所含细菌的量(活质)。基于产品周围的空间体积，颗粒的数量和尺寸通过净室的分类来定义。2001年11月29日撤销的联邦标准209e将净室从1到100000进行分类。在此标准中，每立方英尺内参考尺寸大于0.5微米的粒子数目被限定。当前仍有效的国际标准“DIN EN ISO 14644-1”用每立方米空气内粒子参考尺寸大于0.1微米的标准将净室从ISO-9(最低标准)到ISO-1(最高标准)进行了模拟分类。欧盟cGMP颗粒标准(当前的产品制造条例)将净室从A到F进行分类。其当前的粒子参考尺寸是大于0.5微米。在对每种情况下微生物数量的限制源于cGMP标准的附录一。
注射单元放射的抑制
取得资质的过程不仅只限于在锁模单元的改进上，而且涵盖整个注射单元和其潜在的颗粒物生成源的改进。通常情况下，为达到零缺陷容忍，产品的加工窗口就会很窄。一种被光滑而易于清洗为标准的表面所密封的内嵌式注射系统能消除可能产生的缺陷源。为了最小化在净室应用方面其破坏性作用的空气湍流情况，无风扇式伺服马达被引入到了机器中。关于怎样处理来自于喷嘴区域的气相塑料发射物和常规热辐射的问题也已得到了解决：料斗，包括喷嘴和加热器都被密封了起来。这种专利保护的GMP生产所用料斗的方法(图5所示)基于使用双层不锈钢管来防止发射物释放到净室中。如上所述，该方法积极的附带作用是降低了生产的运营成本。
图5 专利保护的GMP料斗概念防止发射物在净室中的释放
玻璃和光滑表面都毫不例外地被构建上了镀层(图6所示)。每一个表面都能被打开以便整个机器更易于被清洁。最佳的空气流动方式的构建有助于最小化由于置换空气而带来的死角。 
图6 由玻璃制成的镀层和光滑表面便于清洁
该方法通过对许多方案细节的完善而得以达到完美。例如将锁模单元和注射单元分开而使得防水壁的清洗更为方便。水歧管被完全无接缝地引入到镀层中。伺服马达解决了空气湍流的问题，而导向壳和不锈钢镀层起到了最小化点污染的作用。此外，FDA批准的液压油和润滑剂都能获取到。
实现目标的组织化方式
cGMP资质模式构成了实现满足净室要求的注塑机每一步开发的基础。风险评估和资质控制计划的起草为目标的出发点。设备特征和所需规范的细节被纳入到设计资质以便于净室和其包含的集成功能区域都能被过程优化。紧接其后的是装置和功能认证。认证报告形成机器交付的范围部分。在装置安装以后，其最终的性能认证由最终用户来完成。
图7 典型的技术医疗部件
该两年开发计划的结果是开发出了满足cGMP资质的机器解决方案，通过此方法，净室要求能在整个生产周期的任何时间都被保证(图7所示)。 (end)
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