Balení léčiv

© 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 vývojem 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 patrné během pandemie Covid: nové mRNA vakcíny od Biontech-Pfizer a Moderna vyžadují propracované koncepty balení a logistiky, 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 nově schválený lék v EU je nyní geneticky vyráběn, je zvlášť citlivý na vlivy prostředí a musí být proto balen složitěji. Přidávají se rostoucí požadavky regulatorních orgánů na výrobní technologie, například finální 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 s stroji 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 poroste mezi lety 2022 a 2028 ročně o 6 % na 1,6 bilionu USD. Současně poroste trh s farmaceutickými obaly 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 setkávají s klesajícími příjmy výrobců léků. Po boomu vakcín v letech 2020 až 2022 se farmaceutický průmysl nejen potýká s poklesem tržeb, ale i s explozí nákladů kvůli energetické krizi. Hodnota biotechnologických firem na burzách se z poloviny zmenšila, zatímco ceny vstupů – včetně chemických meziproduktů – v roce 2022 výrazně vzrostly. Farmaceutický průmysl je zde zvlášť pod tlakem, protože například v EU musí některé své produkty prodávat za stanovenou cenu.

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

Požadavek na flexibilní plnění a balení

Tato vývojová tendence je patrná například u injekčních přípravků, tzv. injektabil. Již před pandemií výrobci strojů zaznamenali výrazný nárůst poptávky po hotových injekcích. Obrovská poptávka po vakcínách v letech 2020 až 2022 sice vedla k oživení balení v lahvičkách, ale nyní se opět výrazně zvyšuje podíl „připravených k použití“ injekcí (RTU). U RTU je lék například přímo plněn do sterilní injekční stříkačky. To nejen snižuje riziko kontaminace při přípravě a podání, ale i zabraňuje chybám v dávkování.

Zákaznická poptávka po lepších balicích řešeních za nižší cenu motivuje výrobce strojů. A jedno klíčové slovo se objevuje v popisech většiny nových vývojů: flexibilita. Například společnost Syntegon vyvinula flexibilní plnicí systém Versynta jako platformu, která umožňuje plnění biopharmak do RTU injekcí i do balení v lahvičkách v izolátoru. Aby se výrazně zkrátila doba projektování, spoléhá i firma Groninger na flexibilitu v rámci konceptu Flexfill, který kombinuje s standardizovanými moduly, jež lze rovněž umístit v izolátoru nebo RABS. Společnost Bausch+Ströbel rovněž spoléhá na modularitu a u nové řady CombiSys výrazně snížila počet formátových dílů. Díky tomu lze stroj relativně snadno přestavět například z lahviček na balení RTU.

Nové dopravní systémy a digitální technologie

Společnost Bausch+Ströbel přichází s novým magnetickým dopravním systémem, který přenáší balicí materiály přes stroj: na rozdíl od běžných pohonů není potřeba pevně stanovený takt, což zvyšuje flexibilitu. Současně magnetický pohon odstraňuje potřebu štěrbinových a skládacích těsnění, čímž eliminuje jednu z příčin kontaminace v sterilní oblasti. Firma Optima se rovněž věnuje dopravě balicích materiálů uvnitř stroje: s novým systémem FillCell bez formátových dílů 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 plnicími systémy, ale i optimalizovanými dopravními, monitorovacími a označovacími řešeními. Digitální technologie hrají stále důležitější roli: začíná to školením obsluhy pomocí virtuální reality na digitalizovaných zařízeních, pokračuje přes bezchybné sledování výrobních parametrů v průběhu výroby až po vyhodnocování a vizualizaci ukazatelů, jako je Overall Equipment Effectiveness (OEE), které jsou v rostoucí konkurenci farmaceutického průmyslu stále důležitější.

Například společnost Körber Group se této problematice věnuje prostřednictvím svého systému Manufacturing-Execution-System (MES), který analyzuje provozní efektivitu biopharma výrobních procesů na základě různých a doposud nespolupracujících dat. Díky tomu mají například výrobci biopharmak možnost výrazně zrychlit uvedení na trh. Uhlmann Pac-Systeme propojuje stroje a celé zařízení různých výrobců přes rozhraní s novým softwarem (Pexcite), což umožňuje centralizované sledování a řízení. Kromě sledování efektivity zařízení a plánování údržby umožňuje i snadnější splnění regulatorních požadavků.

Roboti v rukavicově volném izolátoru, škálovatelná výroba parenterál

Součástí strategie automatizace mnoha výrobců je nyní nasazení robotů – nejen na konci linky, například pro skládání balených léků na palety, ale již uvnitř sterilního izolátoru. Výhodou je, že nabídka robotů vhodných do čistých prostor stále roste a zároveň klesají náklady na robotiku. Čím dál tím častěji tak automatizovaná řešení nahrazují nutnost rukavicových zásahů v izolátoru. V náročné sterilní výrobě kvalitních léků jsou lidské zásahy stále více 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 lidského zásahu s vlastními řešeními. Vývoj plně odpovídá požadavkům nového GMP Annex 1. Patří sem například i snížení nákladů na složitou sterilizaci primárního obalu tím, že se používají sterilní dodávané obaly.

Obecně je balení sterilních přípravků pro injekce a infuze (parenterálie) velmi náročné, technika strojů je drahá. To se stává problémem zejména tehdy, když není jisté, jaký bude úspěch léku a kolik ho bude potřeba. Výrobce kartonových obalů Faller Packaging tento problém řeší společně s výrobcem strojů Schubert-Pharma pomocí škálovatelného přístupu: začíná se ručním plněním předpřipravených kartonových obalů. Jakmile vzroste poptávka, nasadí se kolaborativní roboti, až se proces nakonec převede na plně automatickou horní plnicí linku.

Udržitelnost se stává důležitou

Nejenže vývoj procesů kolem primárního balení léků sleduje nové požadavky farmaceutů. Také sekundární balení v kartonech, přepravkách a krabicích nezůstává pozadu. Důležité trendy zde jsou kromě flexibility a bezpečnosti produktu také optimalizace zdrojů a nízké emise CO2. Téma udržitelnosti se prostřednictvím CSR a ESG kritérií stále více dostává do firem farmaceutického průmyslu.

Například Uhlmann klade důraz na obaly z monomateriálů, aby zlepšil jejich recyklovatelnost. Nedávno představil také flexibilní řešení „Direct-in-Carton“, které může balit ampulky, lahvičky i injekce jak v kartonových přepravkách z monomateriálu, tak v běžných plastových blistrech. Recyklovatelné obaly kladou nové požadavky na výrobce strojů. Proto je důležitá úzká spolupráce mezi dodavateli strojů a obalů. Společnost Faller Packaging například používá přístup 3R: Redesign, Reduce, Recycle – což znamená nejen použití nových recyklovatelných monomateriálů, ale i kontrolu stávajících produktů a procesů s cílem minimalizovat spotřebu surovin a energie.

Vývoj technologií značení se také posouvá dopředu. Zatímco v uplynulém desetiletí bylo hlavním tématem boje proti padělání léků, nyní se s ohledem na biopharmaka dostávají do popředí další požadavky. Jedním z trendů je vývoj nových řešení značení s čidlovými funkcemi. 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 skládanky, který umožní bezpečně zvládnout i biopharmaka, jsou takovéto chytré štítky.