Roboticky řízená automatizace za sterilních podmínek

Celkem deset robotů Stäubli Stericlean se stará o automatické nakládání a vykládání sušáren za sterilních podmínek. (Obrázková práva: @ Vetter Pharma International GmbH)

Roboti Stäubli pracují při manipulaci s lahvičkami s nejvyšší přesností. (Obrázková práva: @ Vetter Pharma International GmbH)

Zařízení jsou nakládána z jedné strany a vykládána ze strany druhé. Tuto úlohu zastává vždy robot, který uchopí rámy s lahvičkami. (Obrázková práva: @ Vetter Pharma International GmbH)

Nejnovější lyofilizační linka farmaceutické společnosti Vetter nastavuje standardy v hygienických normách. Deset robotů Stäubli Stericlean, vyvinutých pro použití ve farmaceutické výrobě, zajišťuje automatizované nakládání a vykládání zařízení na lyofilizaci za sterilních podmínek.

S lyofilizací nebo sušením mrazem mají výrobci léčiv k dispozici proces, který prodlužuje trvanlivost léků. Princip spočívá v tom, že kapalný účinný látka, již je již naplněná v injekčních systémech, je za vakua odstraňována voda. Tento proces probíhá obvykle pomalu, aby nedošlo k poškození molekulární struktury účinné látky, a to s použitím stanovených teplotních křivek a za vakua. Na konci lyofilizačního procesu vzniká pevná látka ve formě prášku s delší dobou použitelnosti a velmi dobrou přepravitelností, která před použitím může být podle potřeby opět zkapalněna.

Pro farmaceutickou společnost Vetter se sídlem v Ravensburgu je lyofilizace osvědčeným postupem. Společnost provozuje v několika závodech výrobní zařízení s následnou lyofilizací. Při plánování takových zařízení se Vetter značně spoléhá na vlastní know-how. Samotný lyofilizátor je nakupován, stejně tak robotika, ale systémová integrace je zajištěna vlastním automatizačním technickým týmem Vetter.

Důrazně doporučeno: Automatické nakládání a vykládání

Vysoký stupeň automatizace v této a dalších výrobních oblastech není pouze výsledkem snahy o vysokou procesní efektivitu a produktivitu. Stejně důležitá je potřeba práce bez mikrobiální kontaminace, kterou je mnohem bezpečnější zajistit, pokud procesy probíhají bez zásahu člověka.

To také požadují příslušné regulační směrnice pro výrobu léčiv. Dr. Arne Schröder, vedoucí oddělení výrobních systémů ve společnosti Vetter: „Annex 1 EU-GMP směrnice platný od roku 2023 říká jasně: Automatické uzavírání vial za aseptických sterilních podmínek – a právě to je součástí procesu lyofilizace – je ‚vysoce doporučeno‘.“ Tento naléhavý doporučení dodržuje odvětví, a to z dobrého důvodu: jediný mikroorganismus zavlečený do procesu může mít dalekosáhlé následky – až po úplnou ztrátu cenných šarží.

V centru pozornosti: Čtyři flexibilně ovládané mrazicí zařízení

U nejnovější linky Vetter jsou do uspořádání čisté místnosti integrovány čtyři lyofilizační zařízení. Nacházejí se mezi dvěma čistými prostory pro plnění a uzavírání vial. Protože v nich jsou lyofilizovány různé účinné látky, lze hlavní provozní parametry upravit v širokém rozsahu. Teplota mražení se pohybuje od -10 do -50 stupňů Celsia a doba dosažení cílové teploty je od 36 do 140 hodin. Dr. Arne Schröder: „Obzvláště složité účinné látky, jako jsou monoklonální protilátky, musí být lyofilizovány velmi pomalu, jinak může dojít ke zraněním.“

Podle velikosti vial může lyofilizátor v této výrobní lince lyofilizovat až 96 000 jednotek na šarži. Na transportní desce je umístěno až 500 vial, což je součástí vyvinutého transportního systému Vetter s „Patternem specifického nakládání“: podobně jako puzzle se ocelové rámy transportních desek zapojují do jiných rámů, takže roboty Stäubli je mohou manipulovat jednotlivě i ve skupinách. To především usnadňuje vykládku.

Deset robotů pro hygienicky citlivé aplikace

Pro nakládku a vykládku lyofilizátorů vyvinuli plánovači Vetter – jak je doporučeno v Annex 1 směrnice EU-GMP – automatizované řešení. Zařízení jsou nakládána z jedné strany a vykládána z druhé. Tuto úlohu plní vždy jeden robot, který uchopí rámy s vialy. K těmto osmi robotům přímo u zařízení jsou přidány ještě dva, které zajišťují přepravu rámů před nakládkou a po vykládce.

Při výběru robotů byl kladen důraz na jeden faktor: jejich schopnost fungovat v sterilním, hygienicky citlivém prostředí. Díky dlouhodobé spolupráci byla volba jednoduchá. Vetter používá roboty série Stericlean od Stäubli, které byly speciálně vyvinuty pro tyto podmínky. „Vetter je známý svými vysokými standardy kvality a procesní bezpečnosti. Proto nás velmi těší, že společnost již řadu let důvěřuje našim robotickým systémům,“ říká Tobias Resch, klíčový account manažer pro farmaceutiku ve společnosti Stäubli Robotics.

Roboti Stericlean s šesti osami umožňují použití za aseptických podmínek. Těsně uzavřené roboty spolehlivě pracují v čistých prostorách třídy A podle GMP a jsou vhodné pro pravidelné důkladné čištění například vaporizačním peroxidem vodíku (H2O2).

Hygienicky vhodné plánování zařízení

Co je na osmi robotech Stericlean typu TX2-160 pro nakládku a vykládku lyofilizačních zařízení patrné, je jejich mimoosové uspořádání. Obvykle by pro tuto úlohu stačily menší roboty řady TX2-90 – pokud by neplatily typické farmaceutické požadavky na sterilitu. Dr. Arne Schröder: „Pro tuto aplikaci platí požadavky třídy čistoty A. To znamená, že potřebujeme jednosměrný proud vzduchu, a roboti nesmí tento proud narušovat ani způsobovat víření. Proto je stojan Stericlean robotů umístěn vedle zařízení, což vyžaduje investici do robotů s větším dosahem, například s šesti osami.“

Z pohledu hygieny jsou pro Vetter důležité také faktory servis a životnost robotů: „Pokud by robot neočekávaně selhal, mohlo by to vést ke ztrátě celé šarže. V našich závodech jsou roboty Stäubli známé svou dlouhou životností a vysokou dostupností zařízení. To je další důvod, proč jsme se rozhodli pro roboty Stericlean.“

Nejlepší výsledky při monitorování hygieny

Vetter klade obecně velmi vysoké nároky na sterilitu a její důkaz. Dr. Arne Schröder: „U každé šarže umisťujeme agarové desky na kritická místa, která následně mikrobiologicky hodnotíme. Až když je zde potvrzeno, že je vše v pořádku, uvolníme šarži pro zákazníka.“

Od uvedení zařízení do provozu v roce 2020 neproběhla žádná zhruba 21 000 takových testů s jediným zjištěním. „To je velmi úspěšný výsledek, který také vychází z toho, že se v sterilním prostředí pohybuje jen velmi málo personálu.“ Takto tedy roboty Stericlean významně přispívají k výrobě sterilních léčiv podle nejvyšších hygienických standardů.