Balení léčiv: Jaké trendy jsou pro farmaceutické výrobce a výrobce strojů po covidu důležité

© AdobeStock/94397352/Kadmy

© iStock/1170911724/Dilok Klaisataporn

© AdobeStock/407222280/Rattanachat

© DEAG

Po odeznění pandemie koronaviru roste poptávka po lécích. Nicméně požadavky se mění – a to má dopad na výrobní zařízení. Stroje na balení léků nejsou výjimkou. A jejich výrobci jsou tímto ještě více motivováni.

Biopharmaka jsou skutečnými mimosami: teplo, vlhkost, přístup kyslíku nebo prostě jen nesprávné světlo mohou způsobit, že citlivé léky, které jsou vyráběny z živých organismů nebo buněk, ztratí svou účinnost. To bylo zvlášť zřetelné během pandemie Covid: nové mRNA vakcíny od Biontech-Pfizer a Moderna vyžadují propracované obalové a logistické koncepty, například k zajištění skladovacích teplot mezi -60 a -80 °C. Ačkoliv výrobci usilovně a úspěšně pracují na méně citlivých účinných látkách – balení zůstává klíčovým prvkem v boji proti minulým i budoucím pandemiím.

Příklad vakcín pouze osvětluje význam obalů léků. Každý druhý nový lék schválený v EU je nyní geneticky vyráběn, je obzvlášť citlivý na vlivy prostředí a musí být proto pečlivě balen. Přidávají se rostoucí požadavky regulace na výrobní technologie, například poslední verze Annex 1 k dobré výrobní praxi (GMP) z roku 2022: v něm jsou nově upraveny sterilní výroba a plnění a balení léků – s cílem snížit riziko kontaminace léku.

Farmaceutický trh roste, trh strojů ještě rychleji

Není divu, že trh s farmaceutickými balicími stroji roste nadměrně – ještě rychleji než celkový trh s léky. Například výzkumníci z Evaluate Pharma odhadují, že globální farmaceutický průmysl bude mezi lety 2022 a 2028 růst ročně o 6 %, na 1,6 bilionu USD. Současně se trh s farmaceutickými obaly zvětší o 8,24 % a trh s farmaceutickými balicími stroji o 7,5 % ročně – podle očekávání výzkumné společnosti Mordor Intelligence.

Rostoucí náklady na plnění, balení a označování léků se současně střetávají s klesajícími příjmy výrobců léků. Po boomu vakcín v letech 2020–2022 se farmaceutický průmysl nejen potýká s poklesem tržeb, ale i s explozí nákladů kvůli energetické krizi. Hodnota biotechnologických firem na burze se z poloviny zmenšila, zatímco ceny vstupních surovin – například chemických meziproduktů – v roce 2022 výrazně vzrostly. Farmaceutický průmysl je zde pod zvláštním tlakem, protože například v EU musí některé své produkty prodávat za pevně stanovené ceny.

Tato a další trendové změny se nyní odrážejí i v požadavcích a specifikacích na balicí stroje: zatímco dříve se například požadovaly plnící a uzavírací stroje s vysokým výkonem a liniemi speciálně přizpůsobenými léku, dnes převládá přání po flexibilních linkách, které lze rychle – a co nejvíce automatizovaně – přestavět na nové produkty a různé formáty balení. Trend menších sérií hraje zde roli stejně jako jednodušší manipulace. Zajímavé je, že požadavek na flexibilní výrobní procesy již nevznášejí jen smluvní výrobci, takzvaní CMOs, ale i původní výrobci.

Požadovány flexibilní plnící a balicí procesy

Tato vývojová tendence je patrná například u injekčních přípravků, tzv. injektabil. Již před pandemií výrobci strojů zaznamenali výrazný nárůst poptávky po hotových injekčních stříkačkách. Obrovská poptávka po vakcínách v letech 2020 až 2022 sice vedla k oživení balení v podobě velkoobjemových obalů, například vials, ale nyní se podíl „připraveno k použití“ (RTU) znovu výrazně zvyšuje. U RTU stříkaček je lék například přímo plněn do sterilizované stříkačky. To nejen snižuje riziko kontaminace při přípravě a podání, ale i umožňuje předcházet chybám v dávkování.

Zákaznická poptávka po lepších obalových řešeních za nižší cenu tak motivuje výrobce strojů. A jedno klíčové slovo se objevuje v popisu většiny nových vývojů: flexibilita. Například společnost Syntegon vyvinula flexibilní plnící systém Versynta jako platformu, s níž lze biopharmaka plnit jak do RTU stříkaček, tak do velkoobjemových obalů v izolátoru. Aby se výrazně zkrátily doby realizace projektů, spoléhá Groninger na koncept Flexfill, který kombinuje flexibilitu s standardizovanými moduly, jež lze rovněž umístit v izolátoru nebo RABS. Společnost Bausch+Ströbel se také zaměřila na modularitu a u nové řady CombiSys výrazně snížila počet formátových dílů. Díky tomu lze stroj relativně snadno přestavět například z vial na RTU obal.

Nové dopravní systémy a digitální technologie

Společnost Bausch+Ströbel přichází s novým magnetickým dopravním systémem, který přenáší obalové materiály přes stroj: na rozdíl od běžných pohonů již není nutná pevně stanovená taktovací doba, což zvyšuje flexibilitu. Současně magnetický pohon činí zbytečné použití odstraňovačů a těsnění s faltem, čímž eliminuje jeden z možných zdrojů kontaminace v sterilní části. Společnost Optima se také věnuje přepravě obalových materiálů ve stroji: s novým systémem bez formátových dílů FillCell má za cíl zvýšit výtěžnost produktu. Zejména u drahých účinných látek je důležité minimalizovat ztráty při spuštění stroje.

Výrobci strojů reagují na tyto požadavky novými dávkovacími a plnícími systémy, ale i optimalizovanými dopravními, monitorovacími a označovacími řešeními. Digitální technologie hrají stále důležitější roli: začíná to školením obsluhy pomocí virtuální reality v digitalizovaných zařízeních, pokračuje přes bezchytné zaznamenávání výrobních parametrů v průběhu výroby až po vyhodnocování a vizualizaci klíčových ukazatelů, jako je Overall Equipment Effectiveness (OEE), které jsou v rostoucí konkurenci farmaceutického průmyslu stále důležitější.

Tomuto tématu se například věnuje skupina Körber, která prostřednictvím svého systému Manufacturing-Execution-System (MES) analyzuje provozní efektivitu biopharma výroby na základě různých a dosud nespojených dat. To má například umožnit biopharmaceutickým výrobcům výrazně urychlit dobu uvedení na trh. Uhlmann Pac-Systeme propojuje stroje a celé zařízení od různých výrobců přes rozhraní s novým softwarem (Pexcite), což umožňuje centralizované sledování a řízení. Kromě sledování efektivity zařízení a plánování přípravných cyklů lze tak jednoduše splnit i regulatorní povinnosti.

Roboti v rukavicově volném izolátoru, škálovatelná výroba parenterál

Mezi strategie automatizace mnoha výrobců patří nyní i nasazení robotů – nejen na konci linky, například pro skládání balených léků na palety, ale již v sterilním izolátoru. Výhodou je, že nabídka robotů vhodných do čistých prostor stále roste a současně náklady na robotiku kontinuálně klesají. Čím dál častěji tak automatizovaná řešení nahrazují i jinak nutné zásahy s rukavicemi v izolátoru. V náročné sterilní výrobě kvalitních léků jsou lidské zásahy stále vnímány jako rušivé a jsou nahrazovány technickými řešeními.

Výrobce strojů IMA rozvíjí bezrukavicový aseptický proces v izolátoru pod označením „Injecta“. Ale i ostatní zmínění výrobci sledují trend aseptického plnění bez zásahu člověka s vlastními řešeními. Vývoj důsledně odráží požadavky nového GMP Annex 1. Patří sem například i to, že se odklání od náročné sterilizace primárního obalu a používají se sterilně dodané obalové materiály.

Obecně je balení sterilních přípravků pro injekce a infuze (parenterálie) velmi náročné, technika strojů je drahá. To se zvlášť stává problémem, když není jisté, zda bude lék úspěšný a kolik ho bude potřeba. Výrobce krabiček Faller Packaging řeší tento problém společně se svým výrobcem strojů Schubert-Pharma pomocí škálovatelného přístupu: začíná se ručním naplňováním předpřipravených krabicových obalů. Jakmile vzroste poptávka, přechází se na použití kolaborativních robotů (Cobots), až se proces nakonec plně automatizuje na plně automatickém stroji Topload.

Udržitelnost se stává důležitou

Ovšem nejen vývoj procesů kolem primárního balení léků sleduje nové požadavky farmaceutů. I u sekundárního balení do krabiček, táců a kartonů se vývoj nezastavuje. Důležité trendy jsou zde kromě flexibility a bezpečnosti produktu i optimalizace zdrojů a nízké emise CO2. Téma udržitelnosti se prostřednictvím CSR a ESG kritérií stále více dostává do firem farmaceutického průmyslu.

Pro zlepšení recyklovatelnosti obalů například společnost Uhlmann klade důraz na obaly z monomateriálů. Nedávno představila také flexibilní řešení „Direct-in-Carton“ v rámci svého Parenteral Tray Center, které může balit ampulky, vialy a injekční stříkačky jak do kartonových táců z monomateriálu, tak do běžných plastových blistrů. Recyklovatelné obaly kladou nové požadavky na výrobce strojů. Proto je důležitá úzká spolupráce mezi dodavateli strojů a obalů. U specialisty na složené krabičky Faller Packaging se tento přístup označuje jako 3R: Redesign, Reduce, Recycle – tedy navrhovat znovupoužitelné, snižovat spotřebu a recyklovat. Kromě použití nových recyklovatelných monomateriálů je cílem také kontrola stávajících produktů a procesů s cílem minimalizovat spotřebu surovin a energie.

Ale i technologie značení se dále vyvíjí. Zatímco v uplynulém desetiletí byla hlavním cílem boj proti padělkům léků, nyní se s ohledem na biopharmaka dostávají do popředí další požadavky. Jedním z trendů je vývoj nových řešení značení s funkcemi senzorů. Takzvané „Smart Labels“ používají tisknutelné indikátory, které umožňují sledovat správné skladování léku nebo správnou teplotu při použití. Pokud teplota nebo UV záření přesáhne stanovenou hodnotu, změní se barva indikátoru na obalu. Další dílek do skládačky, který umožní bezpečně zvládnout i biopharmaka v běžném provozu.