Klesající velikosti sérií a obrovské objemy dat jako příležitosti pro farmaceutický průmysl

Malé kusové dávky, spolehlivá kontaminace. Tyto přání farmaceutických výrobců nejsou nová, ale vzhledem k postupujícím trendům personalizované medicíny a vysoce účinných léčiv jsou stále naléhavější. Několik vystavovatelů na výstavě ACHEMA v „Farmaceutických a obalových halách“ 1 a 3 se na to zaměřuje a přesvědčuje efektivními řešeními, která podporují trend personalizované medicíny. Některé firmy se navíc profilují jako průkopníci v oblasti průmyslu 4.0, ať už poskytováním služeb, softwaru nebo prostě s pochopením, které činí projektanty zařízení a strojírenské firmy do jisté míry i IT integrátory.

Farmaceutický trh roste jen pomalu. Celosvětově podle BPI posledně vzrostl obrat o přibližně 3,6 procenta (2016 oproti 2015). Většina výrobců léčiv je daleko od růstu obratu až deset procent, což bylo typické pro 90. léta. Jak zdůraznil Dieter Weinand, šéf farmacie v Bayeru, hlavní řečník na konferenci Handelsblatt-Pharmatagung v Berlíně v únoru 2018, je pro odvětví nutné „přezkoumat své obchodní modely a uznat nová paradigmata.“ Konkurence, často zaměřená na generika nebo biosimilars, roste a s ní i tlak na ceny. Patentované blockbuster léky starších dob jsou stále více nahrazovány léky pro individuální terapie.

Tyto trendy ovlivňují požadavky na zařízení a strojní techniku. Individuálnější medikace, zejména pro závažná onemocnění jako rakovina, často jde ruku v ruce s biotechnologicky vyráběnými, vysoce účinnými léky – a vysokými nároky na plnění a obalová řešení. Druhý trend, rostoucí tlak na náklady, kterému podléhají především léky pro stále existující masový trh, je řešen řešeními, která činí výrobu ještě nákladově efektivnější. Výrobci obalových řešení jdou zde již léta osvědčenou cestou: více automatizace, méně zásahů obsluhy. Další, zatím nevyužitá cesta, je výrazné zvýšení dostupnosti, ideálně celkové efektivity zařízení (OEE). To znamená mimo jiné méně údržby – a pokud ano, tak plánované, nejlépe s pomocí inovativních, předvídatelných strategií údržby. V budoucnu digitalizace podpoří i efektivitu výroby během jejího životního cyklu, ať už s ohledem na spotřebu energie, pomocí předvídatelné údržby nebo samoadaptace při odchylkách v procesu, bez zásahu obsluhy.

Samozřejmě je třeba odpovědět i na stávající výzvy. Bezpečnost proti padělání, serializace a sledovatelnost patří stále k významným výzvám, kterým se farmaceutický průmysl musí při balení svých produktů postavit. „U serializace hraje jak místní, tak mezinárodní legislativa klíčovou roli,“ říká Davide Brancaleoni, vedoucí segmentu balení v EMEA u Rockwell Automation. Požadována jsou jak integrovaná, tak otevřená serializační řešení. Navíc přináší personalizovaná medicína nové výzvy: „Každý jednotlivý produkt musí být nejen správně naplněn a zabalen, ale také propojen s odpovídajícím datovým záznamem o jeho dávce a výrobní historii.“

Živé buňky v mini dávkách

Personalizovaná medicína neznamená nutně dávky první velikosti. „Léčba pro všechny“ – toto princip však pravděpodobně v příštích desetiletích bude mít stále méně významu. Malé až velmi malé dávky určitého léčiva v určité dávce jsou dnes již nutné pro specifické léčebné koncepty – ve spojení s moderní diagnostikou včetně genetické diagnostiky. Patří sem například „stratifikovaná medicína“, kdy jsou například pacienti s nádorem rozděleni do podskupin, kterým pomáhá určitá účinná látka nebo naopak ne. To vede k pacientovi individuálním terapiím, kdy pacient dostává nejvhodnější lék v odpovídající dávce. Často se jedná o léčiva na bázi živých buněk. To vše klade vysoké nároky na plnění. Je třeba vybrat vhodný obalový prostředek, například lahvičky nebo stříkačky z plastu či skla, které nezpůsobí problémy při skladování (například v kapalném dusíku) ani při manipulaci a podávání. Takzvané ATMPs (pokročilé léčivé přípravky), které jsou určeny pro nové terapie, nesmějí při plnění být vystaveny velkým silám.

Procesy jsou podle Dirka Bauernfeinda, produktového manažera ve společnosti Romaco Group, již dostupné na trhu: „Jsme schopni splnit požadavky na flexibilitu formátů a speciální velikosti balení již nyní. Pro jednoho z našich referenčních zákazníků v Severním Irsku jsme vyvinuli inovativní obalové řešení pro orphan léky.“ Zvláštní požadavek, který byl splněn, je přidání suchého prostředku do jednotlivých blistrů. Pro mnoho farmaceutických výrobců jsou flexibilní plnící a obalová řešení, jako nabízí Bosch se svým systémem MHD pro aseptické plnění biopharmaceutik, první volbou. Pomocí robotické techniky v izolátoru lze zde plnit různé obalové materiály. Trend menších a středních dávek splňuje Romaco pomocí střední linky pro primární, sekundární a terciární balení pevných farmaceutických látek. „Zařízení je nejen velmi flexibilní, ale navíc velmi kompaktní a odolné,“ vysvětluje Bauernfeind. Myslí si, že zvýšené požadavky na sledovatelnost a traceability vyžadují obalové koncepty, které při stejné kapacitě zabírají méně místa.

Gerhard Breu, který stojí v čele divize Optima Pharma jako generální zástupce, oznamuje řešení založená na robotické technice, která odpovídají trendu flexibilizace. Očekává, že „životní cykly produktů se budou vyvíjet mnohem dynamičtěji a často přibudou nové varianty produktů a obalů“, a chce v budoucnu klást důraz na extrémně formátově flexibilní zařízení pro velmi malé dávky. Vhodné řešení představí Optima na výstavě ACHEMA s konceptem Multiuse pro variabilní plnění lahviček, stříkaček a kanylů. Zařízení jsou založena na nastavitelné dopravníkové soustavě, která nevyžaduje formátové díly. Výrobci drahých účinných látek, jako jsou ATMPs, ocení řešení, která minimalizují ztráty produktu: například krátké hadicové trasy, 100% kontrola v procesu a možnost dodatečného doplňování na požádání.

Také Andreas Häusner, ředitel marketingu skupiny Rommelag, klade důraz na to, aby zákazníkům poskytoval potřebnou flexibilitu a procesní jistotu. Při hledání flexibilních obalových řešení, která dokážou efektivně a sledovatelně vyrábět i velmi malé množství a dávky, mohou návštěvníci ACHEMA najít inspiraci u Rommelagu. Häusner odkazuje na „Disposable Filling System, se kterým jsme již zahájili pokusy směřující k personalizované medicíně.“

Brancaleoni upozorňuje na velmi odlišný význam Industry 4.0 po celém světě. Zatímco v průmyslových zemích s vysokou mzdovou úrovní bude toto téma již brzy skutečností, v rozvíjejících se trzích bude relevantní spíše středně- až dlouhodobě. „Dodavatelé obalových strojů se musí připravit na různé scénáře,“ říká Bauernfeind a dodává: „Jen tak můžeme nabídnout všem zákazníkům řešení šitá na míru.“

Nižší nároky na validaci díky kontaminaci s jednorázovým použitím

Neoddělitelnou součástí tématu Fill & Finish jsou systémy kontaminace, které chrání obsluhu před vysoce účinným produktem a naopak. Předejít křížové kontaminaci lze také pomocí konceptů s jednorázovým použitím. Již na výstavě ACHEMA 2015 byly k vidění pilotní řešení, která spojovala kontaminaci a koncepty s jednorázovým použitím. V roce 2018 představují další dodavatelé podobná řešení, která jsou nyní považována za vyspělá. „Je však důležité vyvíjet řešení ve spolupráci s farmaceutickými odborníky, která budou přizpůsobena jejich potřebám, aniž by docházelo k nadměrnému technickému přetěžování,“ varuje Bauernfeind, který také zmiňuje Conti-Manufacturing v souvislosti s ochranou strojů před vysoce potentními látkami. Farmaceutické stroje by měly být také při riskové analýze konzultovány s klienty.

Neobvyklým řešením je systém Flecotec od Rommelagu, který umožňuje zachovat všechny procesy odběru vzorků, vážení, plnění a překlápění tak, jak jsou běžně prováděny. Ty jsou doslova „zabalena“ – pomocí řešení s jednorázovým použitím. Celý systém je následně zlikvidován. „Protože inteligentně zabalíme stávající proces, není nutná opětovná validace,“ vysvětluje Häusner.

Jinou cestou je Bosch – s omyvatelným systémem kontaminace. Používá se v malých dávkovacích strojích pro malé dávky. Umožňuje rychlou výměnu produktu, přičemž výrobce slibuje krátké časy čištění a nízkou spotřebu vody. Takto lze dobře manipulovat s vysoce potentními pevným formám podání. Trend HPAPI (vysoce účinné aktivní farmaceutické složky), u nichž někteří průzkumníci trhu předpovídají dvouciferný roční růst v příštích pěti letech, odpovídá také Fette Compacting s spolehlivými řešeními kontaminace a „Containment Guard“, což je certifikát kvality založený na testovacím postupu podle SMEPAC směrnice (Standardized Measurement for Equipment Particulate Airborne Concentrations). Ten označuje schopnost zadržení kontaminace u systémů pro kontaminaci tablet. Jejich zařízení by mělo být pro farmaceutické výrobce méně náročné na instalaci. Mohou si tak bezpečněji vybírat požadované kontaminace, čímž se snižuje riziko příliš drahého nebo nedostatečného řešení.

Také standardní izolátory skrývají potenciál pro inovace. Společnost Metall+Plastic, součást skupiny Optima, představí na Interphex v polovině dubna 2018 sterilizační testovací izolátor („STISO“), který je nejen velmi uživatelsky přívětivý, ale dosahuje také extrémně krátkých cyklů dekontaminace. O to se postarají katalytické větrání a speciální dekontaminační systém, který rozptyluje peroxid vodíku velmi rychle a v podstatně menších kapkách než klasické mlhy.

Individuální služby až po průmysl 4.0

Gerhard Breu z Optima upozorňuje, že zákaznicky specifická řešení jsou klíčová pro farmaceutický sektor. Již loni skupina představila komplexní přístup ke službám v každé fázi životního cyklu zařízení, který platí i v farmaceutickém odvětví. Factory Acceptance Test s podporou simulací a podpora při spuštění, přeopakovací validace po upgrady, kalibrační služby až po rozsáhlé servisní služby jsou jen některé příklady z portfolia „Total-Care“. Cílem Optima je stejně jako u Bosch zvýšit efektivitu zařízení (OEE) a snížit dobu prostojů, tvrdí Uwe Harbauer, vedoucí oddělení produktů Bosch Pharma.

Součástí je i větší transparentnost ve výrobě, jak ji například Bosch plánuje realizovat ve svých řešeních Industry 4.0. Zákazníci by měli v reálném čase získávat všechny potřebné údaje pro sledování stavu strojů nebo parametrů procesu. Webová softwareová platforma zaznamenává, ukládá a vizualizuje data ze strojů a pomáhá při analýzách ke zlepšení dostupnosti zařízení.

Specialista na balení Brancaleoni připomíná základní princip využívání všech relevantních dat: „Je důležité, aby firmy budovaly otevřené, konvergentní IT infrastruktury, které propojují systémy a předávají informace.“ Různí výrobci automatizační techniky již toto podporují, ideálně s osvědčenými řešeními z odvětví. Například Rockwell Automation pokrývá požadavky moduly z portfolia FactoryTalk, například Pharmasuite MES a Factory Talk Historian, které umožňují zaznamenávat data, zobrazovat trendy a změny. Správné využití dat je podle Brancaleoniho páteří řešení sledovatelnosti a traceability: „V tomto ohledu hraje Industry 4.0 a digitalizace velmi důležitou roli pro farmaceutickou výrobu.“ Rockwell spojuje výrobu s IT a podnikové systémy.

Výrobci plnících a obalových zařízení musí také dokázat své kompetence v oblasti datové konektivity, integrity dat a kybernetické bezpečnosti. Zejména pokud jde o plnící a balicí linky pro velké farmaceutické koncerny. Často je třeba tyto zařízení začlenit do celkové IT infrastruktury koncernů, například do jejich MES a Historian systémů. Existují úspěšné přístupy k integraci, dokonce i první projekty, které otevírají cestu k Big Data, Data Analytics a Industry 4.0. Breu z Optima zůstává vágní, ale říká: „Bez integrované digitalizace to nepůjde. Produkční procesy budoucnosti lze řídit pouze s digitalizací.“ Řešení, která nabízejí výrobci farmaceutických plnících a obalových zařízení, sice na výstavě ACHEMA neukážou, ale otázka jejich nasazení by neměla být opomenuta – kdo je ochoten přijmout nová paradigmata a přizpůsobit svůj obchodní model Industry 4.0.