Automazione robotizzata in condizioni sterili

In totale, die die zehn Stäubli Stericlean-Roboter si occupano del caricamento e dello scaricamento automatizzato delle apparecchiature di lyophilizzazione sotto condizioni sterili. (Diritti immagine: @ Vetter Pharma International GmbH)

I robot Stäubli operano con la massima precisione nella manipolazione dei vials. (Diritti d'immagine: @ Vetter Pharma International GmbH)

Le apparecchiature vengono caricate da un lato e scaricate dall'altro. Questo compito viene svolto da un robot, che afferra i telai con i vials. (Diritti immagine: @ Vetter Pharma International GmbH)

La più recente linea di riempimento e lyophilizzazione di Vetter, fornitore di servizi farmaceutici, stabilisce nuovi standard di igiene. Dieci robot Stericlean di Stäubli, sviluppati per l'uso nella produzione farmaceutica, si occupano del carico e dello scarico automatizzato degli impianti di essiccazione sotto condizioni sterili.

Con la lyophilizzazione o essiccazione a congelamento, i produttori di farmaci dispongono di un metodo che prolunga la durata di conservazione dei medicinali. Il principio: a un principio attivo liquido, già imbottigliato in sistemi di iniezione, viene sottratto acqua sotto vuoto. Questo avviene di solito in un processo lento, affinché la struttura molecolare del principio attivo non venga danneggiata, e si svolge con curve di temperatura definite e sotto vuoto. Alla fine del processo di essiccazione a congelamento si ottiene un principio attivo solido in forma di polvere, con una durata più lunga e una buona capacità di trasporto, che prima dell'uso può essere reidratato secondo necessità.

Per il fornitore di servizi farmaceutici Vetter, con sede principale a Ravensburg, la lyophilizzazione è un metodo consolidato. L'azienda gestisce in diversi stabilimenti impianti di produzione con successiva essiccazione a congelamento. Nella pianificazione di tali impianti, Vetter fa ampio affidamento sul proprio know-how. Il congelatore stesso viene acquistato, così come la robotica, ma l'integrazione del sistema è curata dalla tecnologia di automazione interna di Vetter.

Raccomandato urgentemente: carico e scarico automatico

Il livello di automazione elevato in questa e in altre aree di produzione non è solo motivato dal desiderio di alta efficienza dei processi e produttività. Altrettanto importante è la necessità di lavorare in modo sterile, che viene garantita molto più sicura quando i processi avvengono senza intervento umano.

Lo richiedono anche le normative regolamentari pertinenti per la produzione di medicinali. Il dottor Arne Schröder, responsabile dei sistemi di produzione di Vetter: «L'allegato 1 del regolamento EU-GMP, in vigore dal 2023, afferma chiaramente: La chiusura automatica di fiale in condizioni sterili – e questa è parte del processo di lyophilizzazione – è 'fortemente raccomandata'». Questa raccomandazione urgente viene seguita dal settore, e a buon motivo: un singolo germe introdotto nel processo può avere conseguenze di vasta portata – fino alla perdita totale di lotti preziosi.

Al centro: quattro impianti di congelamento altamente flessibili

Nel layout della più recente linea di riempimento di Vetter sono integrati quattro congelatori nel layout della camera bianca. Si trovano tra le due camere bianche dedicate alla riempitura e alla chiusura delle fiale. Poiché in essi vengono lyophilizzati diversi principi attivi, è possibile regolare i parametri di funzionamento principali in un ampio spettro. La temperatura di congelamento varia da -10 a -50 gradi C e il tempo per raggiungere la temperatura obiettivo va da 36 a 140 ore. Il dottor Arne Schröder: «In particolare, principi attivi complessi come gli anticorpi monoclonali devono essere essiccati molto lentamente, altrimenti si rischiano danni.»

In base alla dimensione della fiala, un congelatore in questa linea di produzione può lyophilizzare fino a 96.000 unità per lotto. Fino a 500 fiale sono posizionate su un vassoio di trasporto, parte di un sistema di trasporto sviluppato da Vetter con un "modello di carico specifico": simile a un puzzle, le cornici in acciaio inossidabile dei vassoi di trasporto si incastrano in altre cornici, consentendo ai robot Stericlean di maneggiarle singolarmente o in gruppi. Ciò semplifica soprattutto lo scarico.

Dieci robot per applicazioni sensibili all'igiene

Per il carico e lo scarico dei congelatori, i pianificatori di Vetter hanno sviluppato una soluzione automatizzata, come raccomandato nell'allegato 1 del regolamento EU-GMP. Gli impianti vengono caricati da un lato e scaricati dall'altro. Questa operazione viene svolta da un robot che afferra i telai con le fiale. A questi otto robot, disposti direttamente sugli impianti, si aggiungono altri due che si occupano del trasporto dei telai prima del carico e dopo lo scarico.

Nel scegliere i robot, un fattore è stato centrale: la capacità di operare in un ambiente sterile e sensibile all'igiene. Grazie alla collaborazione pluriennale, la decisione è stata semplice. Vetter utilizza robot Stericlean della serie TX2-160 di Stäubli, sviluppati appositamente per queste condizioni. «Vetter è noto per i suoi elevati standard di qualità e sicurezza dei processi. Per questo siamo molto felici che l'azienda si affidi da anni ai nostri sistemi robotici», afferma Tobias Resch, Key Account Manager Pharma di Stäubli Robotics.

I robot Stericlean a sei assi consentono l'uso in condizioni asettiche. I robot sigillati ermeticamente funzionano affidabilmente in ambienti di classe A secondo GMP e sono adatti per la pulizia regolare approfondita, ad esempio con perossido di idrogeno vaporizzato (H2O2).

Progettazione di impianti conforme alle norme igieniche

Ciò che colpisce nei otto robot Stericlean di tipo TX2-160 per il carico e lo scarico dei congelatori è la loro disposizione decentrata. Normalmente, per questo compito sarebbero sufficienti robot più piccoli della serie TX2-90 – se non fosse per le condizioni tipiche farmaceutiche di sterilità. Il dottor Arne Schröder: «Per questa applicazione si applicano i requisiti della classe di ambiente sterile A. Ciò significa: è necessario un flusso d'aria unidirezionale, e i robot non devono disturbare né creare turbolenze in questo flusso. Per questo motivo, il blocco di base dei robot Stericlean è posizionato accanto agli impianti, il che richiede investimenti in robot a sei assi con maggiore portata.»

Per Vetter, anche i fattori di servizio e durata di vita dei robot sono importanti: «Se un robot dovesse guastarsi inaspettatamente, potrebbe comportare la perdita dell'intero lotto. Nei nostri stabilimenti, i robot Stäubli sono noti per lunga durata e alta disponibilità degli impianti. Questo è un altro motivo per cui abbiamo scelto i robot Stericlean.»

Risultati ottimali nel monitoraggio dell'igiene

Vetter impone standard molto elevati in termini di sterilità e di verifica. Il dottor Arne Schröder: «Per ogni lotto posizioniamo piastre di agar in punti critici, che successivamente analizziamo microbiologicamente. Solo quando otteniamo l'approvazione, rilasciamo il lotto al cliente.»

Da quando l'impianto è stato messo in funzione nel 2020, circa 21.000 di questi test non hanno mai evidenziato anomalie. «Questo è un grande successo, che si basa anche sul fatto che nel settore sterile si trova pochissimo personale.» Pertanto, i robot Stericlean contribuiscono in modo decisivo alla produzione sterile di medicinali secondo i più elevati standard di igiene.