Dimostrata competenza nell'imballaggio

Per il riempimento sicuro delle blister, tre robot Stäubli lavorano in parallelo su una linea di blister Uhlmann. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Tre robot Stäubli lavorano insieme in parallelo su una linea di blister Uhlmann per garantire che le blister siano caricate in modo sicuro. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Nella prima stazione robotica, un Stäubli TS2-60, dotato di una pinza dieci volte, inserisce siringhe riempite. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Nella seconda unità di alimentazione, vengono inserite fino a 400 aghi al minuto nella cavità del blister. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Vista sulla pinza del robot a quattro assi. Ben visibili: le varie componenti con cui viene riempito ogni blister. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Come si confezionano set di siringhe con quattro componenti ciascuno, 200 pezzi al minuto, secondo le esigenze della produzione farmaceutica? Uhlmann Pac-Systeme ha la risposta: con una macchina blister UPS a 5 stazioni. Il loro concetto di impianto, che utilizza robot SCARA igienici di Staubli per processi di manipolazione critici in termini di tempo, può essere scalato modularmente. Recentemente è stato messo in funzione il più lungo impianto finora, con quattro stazioni robot e sistemi di alimentazione ad alta velocità.

Migliore parenterale: questa è la filosofia dei medici per numerosi farmaci. Significa evitare il "giro" attraverso lo stomaco e somministrare i principi attivi direttamente dove devono agire – ad esempio con siringhe, penne e altri "dispositivi di somministrazione di farmaci".

Per questo compito, Uhlmann Pac-Systeme sviluppa e produce le linee di confezionamento secondario adatte. Spesso, la dose del medicinale viene confezionata come "dose unica" in un blister tramite il dispositivo di iniezione. Per questo tipo di medicazione, Uhlmann ha sviluppato la serie di macchine blister UPS 5, facilmente espandibile modularmente e adattabile alle diverse esigenze degli utenti.

Nel progetto cliente descritto qui, Uhlmann ha utilizzato robot SCARA di Staubli. Questi precisi robot a quattro assi, montati sulla struttura della rispettiva stazione, inseriscono diversi prodotti parenterali nei blister modellati dalla UPS 5. La movimentazione dei vari prodotti parenterali è affidata ai sistemi SyPro e LiPro sviluppati da Uhlmann. Le pinze robotiche progettate su misura sono anch'esse sviluppi interni. In questo modo, set di siringhe o penne possono essere confezionati ad alta velocità in conformità con le norme farmaceutiche.

La più lunga e potente UPS 5 finora consegnata da Uhlmann è stata fornita di recente a un'azienda farmaceutica globale, che produce un set di farmaci composto da siringa monouso e principio attivo a due componenti. Ciò significa che in ogni blister ci sono quattro componenti: una siringa riempita con il principio attivo 1, due aghi e un vial con il principio attivo 2. La loro combinazione costituisce la dose unica per un principio attivo da iniettare.

Tre robot, quattro componenti, un blister

Gli ingegneri di progetto di Uhlmann Pac-Systeme sono riusciti a risolvere questo compito di confezionamento con tre robot SCARA di tipo Staubli TS2-60 e, grazie all'uso di una stazione robot aggiuntiva attualmente non utilizzata, a garantire la massima flessibilità. L'impianto sarà così configurato da poter, in futuro, confezionare prodotti farmaceutici ancora più complessi.

La prima stazione di lavoro della UPS 5 produce il contenitore di blister: una pellicola PET viene riscaldata e modellata nella cosiddetta stazione di formatura con aria compressa, quindi raffreddata – in pochi secondi. In questo modo, si possono realizzare blister con profondità fino a 40 mm. Nel caso descritto, bastano circa 20 mm. In totale, dieci blister sono disposti in parallelo e vengono alimentati alle successive stazioni robotiche.

Prima stazione robotica: inserimento di siringhe riempite

Alla prima stazione robotica, è prevista l'inserimento di siringhe riempite nei blister. Già qui, sono richieste alte prestazioni dal robot SCARA TS2-60 di Staubli. Il robot altamente dinamico inserisce con affidabilità fino a 200 siringhe al minuto. Queste vengono presentate al robot tramite un sistema di alimentazione SyPro sviluppato appositamente da Uhlmann per siringhe di vetro sensibili. Il trasporto avviene inizialmente in modo pendente e, poco prima dell'estrazione, viene ruotato di 90°, in modo che il gripper a vuoto del robot possa prelevare e posare dieci siringhe alla volta.

Seconda stazione: gestione di 2 x 200 aghi al minuto

Alla seconda stazione, vengono inseriti due tipi diversi di aghi – contrassegnati, ad esempio, in blu e arancione. La velocità è ovviamente raddoppiata: il secondo robot, identico al primo, inserisce 400 aghi al minuto nel blister.

Perché in ogni blister ci siano due aghi diversi, spiega Janina Triska, project manager di Uhlmann Pac-Systeme: "Per questo principio attivo iniettabile, come per molti altri farmaci somministrati parenteralmente, due componenti devono essere miscelate prima dell'uso. Solo così il principio attivo si attiva. Qui, le due componenti sono contenute, da un lato, nella siringa e, dall'altro, nel vial. Con un ago si aspira il contenuto del vial nel corpo della siringa, mentre l'altro serve per la somministrazione del farmaco."

In questa stazione, viene utilizzato un secondo sistema di alimentazione SyPro, che però utilizza un concetto di trasporto diverso e alimenta gli aghi affiancati. Osservando attentamente il processo di inserimento, si nota che il robot – che preleva e inserisce dieci aghi alla volta – esegue due cicli diversi. Janina Triska: "Solo così possiamo raggiungere le alte prestazioni richieste su entrambe le linee di blister e garantire che vengano inseriti 200 aghi blu e 200 aghi arancioni."

Stazione 3: Arrivo dei vials

In questa stazione, il terzo robot identico inserisce i vials con il secondo principio attivo nei blister. I vials vengono trasportati in posizione eretta da un sistema di alimentazione LiPro controllato da servo e ruotati di 90° al punto di prelievo. Il TS2-60 preleva con il suo gripper a vuoto dieci vials contemporaneamente e li posiziona simultaneamente nei blister corrispondenti. I blister completati vengono controllati tramite visione artificiale, sigillati e separati nella stazione di stampaggio. Solo i blister perfetti vengono consegnati al confezionatore, che li inserisce in scatole di cartone.

Un quarto sistema di alimentazione del blistering machine è già equipaggiato con un robot, ma al momento rimane inattivo. Janina Triska spiega: "Il cliente non desiderava solo un impianto molto performante, ma anche molto flessibile. Per questo abbiamo progettato la macchina in modo che potesse inserire un'altra componente. Questa funzione, però, al momento non viene utilizzata."

Robot Staubli: riferimento nelle applicazioni farmaceutiche

Il motivo per cui in tutte e quattro le stazioni – e in generale nelle macchine UPS 5 – vengono utilizzati robot SCARA di Staubli TS2-60 è molto valido: questo tipo di robot è molto diffuso nella produzione farmaceutica. Oltre al design igienico superiore, sono determinanti l'elevata precisione, la lunga durata e l'impressionante dinamica, che contribuiscono in modo decisivo al rispetto dei tempi di ciclo.

Il funzionamento dell'impianto è il più semplice e intuitivo possibile. Il controllo dei robot comunica con il PLC superiore Schneider, e come interfaccia uomo-macchina si utilizza "Smart Control" di Uhlmann: è intuitivo come un'app, poiché l'operatore vede un modello 3D dell'impianto e può ingrandire le aree e le funzioni desiderate con un clic, osservandole o modificandole.

Un impianto speciale basato su uno standard collaudato

L'impianto – ovviamente conforme alle norme GMP – è lungo circa 15 metri, diventando il più lungo che Uhlmann abbia progettato e costruito finora: esistono anche macchine blister meno complesse, che occupano meno di pochi metri quadrati.

Nonostante ciò, questa macchina non è solo impressionante per le sue dimensioni. Janina Triska: "La macchina confeziona diverse componenti tramite diversi sistemi di alimentazione in modalità a turni ad alta velocità. I robot e le altre componenti di automazione si distinguono per prestazioni eccezionali. È davvero impressionante e risultato di alta competenza, che si riflette nei dettagli." Le specifiche e gli obiettivi dell'utente sono stati così pienamente soddisfatti.