Phiole: Von der Glasampulle zum modernen Laborgefäß – Entwicklung und Einsatzgebiete
Zuletzt aktualisiert: 27 janvier 2026
Eine Phiole ist ein kleiner Behälter, der aus Glas oder Kunststoff (z. B. COC, COP, Polyethylen oder Polypropylen) besteht. Klassische Glasphiolen sind an ihrer birnenförmigen Form zu erkennen. Moderne Kunststoff-Phiolen hingegen haben meist eine zylindrische oder ergonomische Form. Das hermetische Design unterstützt die Container-Closure-Integrity (CCI) sicher und schützt sterile Inhalte zuverlässig vor Rekontamination. Neben klassischen Glasphiolen kommen heute zunehmend auch Phiolen aus Kunststoff zum Einsatz, die meist zylindrisch oder ergonomisch geformt sind. Die typischen Volumina reichen dabei von 0,1 bis hin zu 60 Millilitern. Phiolen aus Glas widerstehen chemischen Einwirkungen sehr effektiv und moderne Kunststoff-Phiolen erweisen sich in der Praxis als robust gegenüber mechanischen Belastungen. Im Blow-Fill-Seal-Verfahren erfolgt ein hermetischer Verschluss durch Verschmelzen des Polymers. In Verbindung mit der aseptischen Herstellung kann so eine lange Haltbarkeit ohne die Verwendung von Konservierungsstoffen erreicht werden. Klassische Glasvials werden dagegen meist mit einem Elastomerstopfen und Bördelkappen verschlossen.
Markante Eigenschaften:
- Phiolen aus Polymeren: Sie gewährleisten eine hohe Bruchsicherheit beim Transport und in der Anwendung, ein entscheidender Vorteil gegenüber Glasbehältern.
- Ein enger Hals reduziert Verdunstungen und Kontaminationen.
- Transparente Wände ermöglichen eine visuelle Inspektion.
- Dank variabler Volumina ist eine Anpassung an unterschiedliche Bedürfnisse möglich.
- Die aseptische Herstellung gewährleistet ein hohes Maß an Sterilität und Kontaminationskontrolle.
Diese Attribute machen sie unverzichtbar in kontrollierten Produktionsumgebungen. In aseptischen Prozessen blocken sie Mikroorganismen ab und ihr geringes Gewicht unterstützt einen effizienten Transport. Die Einbindung in automatisierte Abläufe steigt kontinuierlich.
Herstellungsverfahren
Traditionelle Phiolen entstehen durch Glasblasen, wobei erhitztes Material in Formen aufgeweitet und geformt wird. Maschinen übernehmen diesen Vorgang und sorgen so für einheitliche Ergebnisse. Bei polymerbasierten Phiolen werden die Behälter meist durch Extrusion und Formgebung hergestellt; bei der Blow-Fill-Seal-Methode ist dieser Formprozess direkt in den gesamten Herstellungsablauf integriert. Die Befüllung und Versiegelung erfolgen in einem Durchgang, was die Kontaminationsgefahr erheblich senkt.
In den Qualitätsprüfungen werden Risse sowie Leckagen erkannt und automatisierte Linien steigern die Produktionsrate der Gefäße auf über 20.000 Einheiten pro Stunde (abhängig von Volumen und Maschinentyp). Die „Automated Optical Inspection“ (AOI) führt dabei eine objektive 100 %-Inspektion auf Partikel und Defekte durch, was für die GMP-konforme Dokumentation heute zum Standard gehört.
Die Hochautomatisierung der BFS-Anlagen minimiert menschliche Eingriffe und damit das Kontaminationsrisiko (Interventionen). Besonders kritische Anwendungen wie Augentropfen, Inhalationslösungen oder parenterale Arzneimittel profitieren von der BFS-Technologie, da sie höchste Sterilsicherheit (SAL) bei gleichzeitig reduziertem Reinraum-Aufwand ermöglicht, da die kritische Zone lokal geschützt wird.
Die wesentlichen Schritte des Produktionsprozesses:
- Extrusion des Schlauchs (Parison) aus sterilem Polymergranulat.
- Formen des Behälters (Blow) in der gekühlten Kavität.
- Aseptisches Befüllen (Fill) mit sterilem Produkt.
- Hermetisches Versiegeln (Seal) durch Verschmelzen des Polymers.
Diese Produktionsphasen sichern einen hohen Reinheitsgrad des Endprodukts. In der Glasverarbeitung werden Ampullen und Vials primär aus Borosilikat-Rohrglas geformt und anschließend verschmolzen oder mit Stopfen verschlossen. Zahlreiche regulatorische Richtlinien bestimmen zudem die Prozessnormen.
Materialien und Varianten
Glas, vor allem Borosilikat, bildet dabei aufgrund seiner Chemikalienbeständigkeit das klassische Substrat. Materialien wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) für pharmazeutische Primärverpackungen gewährleisten eine hohe Bruchsicherheit in anspruchsvollen Umgebungen. Polyethylen (PE) eignet sich besonders gut für biegsame Behälter. Polypropylen (PP) wird häufig für starre Behälter mit höherer thermischer oder chemischer Beständigkeit eingesetzt. Mehrschichtige Konstruktionen können Gasdurchdringung blockieren und spezielle Varianten umfassen Zellkulturmodelle mit modifizierten Oberflächen.
Ampullenartige Formen erlauben faltbare Blöcke und spezielle Ausführungen integrieren Aufsätze für Gels. Die Verwendung recycelbarer Kunststoffe trägt zur Schonung der Umwelt bei. Die Auswahl des geeigneten Materials richtet sich allerdings nach dem Inhalt. Glas wird traditionell bei vielen Injektionspräparaten eingesetzt. Gefäße aus Polymeren bieten jedoch dank ihrer Bruchsicherheit und ihres geringeren Gewichts im Transport und der Anwendung einen entscheidenden Vorteil, der sie für großvolumige oder kritische parenterale Arzneimittel prädestiniert. Hybride Kompositionen verbinden die Vorzüge aus beiden Welten.
Borosilikatglas minimiert den Ionenaustausch mit Füllgütern. Barriere-Schichten können zuverlässig eine Oxidation verhindern. Ausführungen mit Hängevorrichtungen erleichtern zudem die Nutzung. Die Diversifikation adressiert vielfältige Erfordernisse. Der moderne Schwerpunkt liegt auf der Biokompatibilität, und die Anpassung an sterile Bedingungen bleibt von zentraler Bedeutung.
Materialauswahl:
- Borosilikatglas für thermische Stabilität.
- Polymere für Bruchsicherheit.
- Mehrschichtstrukturen gegen Permeation.
- Hybride Materialien für kombinierte Eigenschaften.
Anwendungen in der Industrie
In der Pharmaindustrie werden Phiolen für Injektionslösungen, Vakzine und Medikamente eingesetzt. Ihre Sterilität schirmt vor Mikroben ab. Kosmetikhersteller verwenden sie für Duftproben, und Chemielabore können ihre Reagenzien sicher lagern. Die Medizintechnik bindet sie in ihre Diagnosesets ein.
Die Lebensmittelbranche prüft Aromen mit ihnen, und Forschungsinstitute züchten Zellen in angepassten Formen. Automatisierte Abfüllsysteme erhöhen die Produktivität und Normen wie die EU-GMP regeln den Umgang. Die pharmazeutische Abfüllung steriler Flüssigkeiten dominiert den Einsatz, während die Lagerung von Proben in Labors einen weiteren Anwendungsbereich abdeckt.
Verpackung von Kosmetika und Duftstoffen erweitert die Palette. Diese Einsatzfelder beleuchten die praktische Wichtigkeit, und die Anpassung an mechanisierte Systeme nimmt stetig zu.