Nieuwe farmaceutische verpakkingen: proteïne-stabiel en fraudebestendig

Afbeelding 1: Kwaliteitscontrole: Glasflessen worden vaak gevuld met agressieve geneesmiddelen. Daarom worden ze vooraf zorgvuldig gecontroleerd. (Foto: Schott PP/Jan Siefke) / Figure 1: Quality control: Since glass vials are often filled with aggressive medicinal products, they are subjected to precise checks beforehand. (Photo: Schott PP/Jan Siefke)

Afbeelding 2: In de coater: Om ervoor te zorgen dat het glas later niet in wisselwerking treedt met de inhoud, wordt het aan de binnenkant voorzien van een beschermlaag in een speciale coatingmachine. (Foto: Schott PP/Tobias Hauser)

Bild 3: Kleine Hoffnungsträger: Forscher setzen alles daran, neue Wirkstoffe für bessere Arzneimittel zu entdecken. Kristalle lassen sich besonders gut zu Tabletten verarbeiten. (Quelle: Bayer HealthCare AG) / Figure 3: Kleine Hoffnungsträger: Forscher arbeiten mit Hochdruck daran, neue Wirkstoffe für bessere Medikamente zu entdecken. Kristalle eignen sich besonders gut für die Verarbeitung zu Tabletten. (Quelle: Bayer HealthCare AG)

Afbeelding 4: Tempo in de tablettenproductie: Machines voor de farmaceutische productie worden steeds efficiënter. Met nieuwe systemen kunnen gebruikers de productiviteit bijna verdubbelen. (Foto: Fette Compacting) / Figure 4: Upping the tempo in tablet manufacturing: Machines for the production of pharmaceuticals are becoming more and more efficient. With new systems, users can almost double product output. (Photo: Fette Compacting)

Figuur 5: Alles uit één hand: compacte, volledig automatische productiesystemen verlagen de kosten. Bij deze spuitenlijn sluiten de montage van de zuigerstang, etikettering, montage van veiligheidsvoorzieningen en bufferopslag voor spuiten op slimme wijze op elkaar aan. (Foto: Bausch + Ströbel)

De farmaceutische markt verandert: Gevoelige biopharmaca vereisen robuustere verpakkingen. Vervalsingen moeten worden voorkomen met speciale zegels en codes. En aanvullende verpakkingskenmerken zijn nodig zodat patiënten veilig zelf medicatie kunnen toedienen. Farmaceutisch specialisten en de verpakkingsindustrie staan voor enorme uitdagingen.

Toen blockbuster-medicijnen nog de farmaceutische markt domineerden, hadden de farmaceutische bedrijven het gemakkelijk: ze ontwikkelden een werkzame stof die bij veel patiënten kon worden toegepast en produceerden de medicijnen tegen volksziekten zoals hoge bloeddruk of diabetes in miljoenenstaten via gestandaardiseerde massaprocessen. Op deze manier verdienden de concerns jaarlijks miljarden.

De tijden veranderen. “De markt voor biopharmaca met selectieve werking en meer kracht wint aan betekenis. Wetenschappers dringen dieper door in de biochemie en ontdekken nieuwe doelen,” legt Klaus Raith van de Deutsche Pharmazeutische Gesellschaft uit. Het Britse marktonderzoeksbureau Visiogain bevestigt deze trend. Volgens hen groeien de jaarlijkse omzetten met biopharmaceutische geneesmiddelen momenteel in de dubbele cijfers en zullen volgens prognoses de komende tien jaar verder toenemen. Dit dwingt farmaceutische bedrijven tot aanpassingen. Sommige biomoleculen ontbinden snel, andere zijn zeer agressief en tasten de oppervlakken van de primaire verpakkingen aan. Daarom zijn containers met verbeterde barrière-eigenschappen en verhoogde slagvastheid nodig, die de waardevolle biosubstanzen veilig bewaren. Daarnaast zijn flexibelere productieprocessen vereist, die ook de kleinste hoeveelheden werkzame stoffen nauwkeurig kunnen doseren.

Tegelijkertijd moeten farmaceutische fabrikanten hun medicijnen beter beveiligen tegen vervalsingen. Volgens de nieuwe vervalsingsrichtlijn van de Europese Unie moeten vanaf 2017 bijna alle receptplichtige geneesmiddelen worden voorzien van een unieke codenummer en een kenmerk dat aangeeft dat de verpakking niet is geopend. Vervalsingen vormen een steeds grotere bedreiging voor patiënten: volgens onderzoeken van de Wereldgezondheidsorganisatie ligt het aandeel vervalste medicijnen die via onbetrouwbare internetpagina’s worden verkocht al op 50 procent. De douane schat dat het aandeel vervalste geneesmiddelen in Europa tien procent bedraagt. Niemand is veilig voor productpiraterij: vervalste en gestrekte medicijnen komen niet alleen voor in het lifestyle-segment, maar in het hele spectrum, tot en met grippemedicatie.

De koning van de patiënt

Uiteindelijk worden onderwerpen zoals zelfmedicatie en gebruikersveiligheid steeds belangrijker. Spuiten die vroeger alleen bij de arts verkrijgbaar waren, kunnen patiënten tegenwoordig zelf toedienen. Om verwondingen te voorkomen, trekken ingebouwde “Safety Needles” zich na de injectie meteen terug. Toekomstige verpakkingen zullen nog veelzijdiger zijn: de Finse-Zweedse verpakkingsproducent Stora Enso en de Göteborgse Chalmers Universiteit van Technologie ontwikkelen bijvoorbeeld een slimme verpakking die de communicatie tussen patiënt en arts moet vereenvoudigen. De verpakking registreert precies wanneer een tablet wordt ingenomen. Als de medische voorschriften niet worden nageleefd, ontvangt de patiënt draadloos een herinnering, bijvoorbeeld op de mobiele telefoon. Dergelijke klantvriendelijke oplossingen stellen farmaceutische fabrikanten voor een lastige uitdaging: ze moeten extra functies integreren en daarbij altijd letten op de kosten.

De druk om kosten te besparen wordt door de farmaceutische industrie doorgeschoven naar de verpakkingsbranche. “De huidige eisen in de farmaceutische sector zijn enorm – zowel op het gebied van innovatie als op het gebied van efficiëntieverbeteringen om kosten te besparen,” zegt Richard Clemens, algemeen directeur van de VDMA-vereniging voor voedingsmiddelen- en verpakkingsmachines. De ontwikkelaars werken daarom met volle kracht aan nieuwe verpakkingsoplossingen en productieverbeteringen voor de fabricage van farmaceutische producten. “Farmacie-specialisten hebben oplossingen nodig die hen meer ruimte in de productie geven,” zegt Christina Rettig, woordvoerder van de Mainzse glasfabrikant Schott. Het bedrijf behoort tot de toonaangevende leveranciers van primaire glasverpakkingen en heeft speciale glazen flesjes voor biomedische medicijnen ontwikkeld, die binnenin dunne lagen siliciumdioxide zijn bekleed. Voor de coating gebruikt Schott het proces van chemische gasfasenafzetting, waarbij zich na reactie van een precursorgas met zuurstof onder hoge temperaturen siliciummoleculen afzetten op de glaswand. “De siliciumlaag voorkomt eiwitwisselwerkingen met het verpakkingsoppervlak en de eiwitadsorptie – de stabiliteit van gevoelige biopharmaca blijft zo behouden,” legt Rettig uit. Tijdens de interpack 2014, ’s werelds belangrijkste evenement voor de verpakkingsindustrie en de verwante procesindustrie, zal Schott onder andere innovatieve oplossingen uit het segment farmaceutische flesjes presenteren.

Meerlaagse flesjes van kunststof bieden een alternatief voor glazen vials. Sommige polymeren, zoals polyolen, zijn doorzichtig zoals glas, maar beschermen de biopharmaca nog beter omdat hun oppervlak niet wordt aangevallen door basische geneesmiddelenoplossingen en ze nauwelijks organische stoffen bevatten waarmee biosubstanzen zich kunnen ophopen. Hiervoor zijn kunststofpolymeren relatief duur, waardoor ze tot nu toe slechts terughoudend door de industrie worden gebruikt.

Elk pakket een unicum

Ook in de strijd tegen vervalste medicijnen worden vorderingen gemaakt. De Badense fabrikant van secundaire farmaceutische verpakkingen August Faller heeft voor de serie-serialisatie van verpakkingsmaterialen barcodes, alfanumerieke reeksen en Data-Matrix-codes ontwikkeld voor vouwdozen en etiketten. De specialisten printen de serialisatie met informatie over het product via inkjet-technologie op de verpakkingen. Zo kunnen de medicijnen tot aan de fabrikant worden teruggevoerd.

De vraag naar identificatie-oplossingen zal de komende jaren snel toenemen. De vereniging securPharm, die vijf organisaties uit de farmaceutische distributie omvat, wil tegen 2017 een systeem op basis van Data-Matrix-codes invoeren ter bestrijding van vervalste medicijnen. Het idee: farmaceutische fabrikanten maken van elke verpakking een unicum door een vierkante Data-Matrix-code af te drukken, die een uniek nummer bevat. Alle toegekende nummers worden opgeslagen in een gezamenlijke fabrikantendatabase. In de apotheek wordt later de code van elke verpakking gescand en daarmee in de database opgevraagd voordat het medicijn aan de patiënt wordt afgegeven. Omdat de controle slechts enkele seconden duurt, worden vervalsingen direct opgespoord. Het systeem heeft al een praktijktest doorstaan met 280 deelnemende apotheken, 24 betrokken farmaceutische bedrijven, meer dan 3,5 miljoen gemerkte medicatieverpakkingen en meer dan 30.000 verificaties, aldus Reinhard Hoferichter, woordvoerder van het bestuur van securPharm. “Met nieuw gecodeerde verpakkingen van geselecteerde medicijnen kon een systeembeschikbaarheid van 99,5 procent worden bereikt.”

De machine- en installatiefabrikanten hebben zich goed voorbereid op de nieuwe eisen van de farmaceutische industrie. Nieuwe productiemachines die medicijnen sneller en flexibeler produceren en verpakken, helpen farmacie-specialisten om hoge kosten voor uitgebreide verpakkingen en extra functies te compenseren met kostenbesparingen in de productie. De Italiaanse automatiseringsspecialist Marchesini heeft bijvoorbeeld een zogenaamde Track-and-Trace-oplossing ontwikkeld voor het labelen en traceren van medicijnen, waarvan de etiketteermodules 400 vouwdozen per minuut van beide zijden en van boven met verschillende veiligheidslabels kunnen bedrukken. Vervolgens controleert en verifieert een camera de codes. De gegevens worden uiteindelijk opgeslagen op een grote centrale server, van waaruit ze altijd kunnen worden opgevraagd – vervalsers hebben geen kans.

Efficiëntere productie

Ook de Zwabische machinebouwer Bausch + Ströbel zet zich flink in voor de farmaceutische bedrijven. “Bij de productie van moderne biopharmaca wordt het steeds belangrijker om maximale reproduceerbare precisie te bereiken bij het vullen, met hoge efficiëntie en beschikbaarheid van de installaties onder steriele omstandigheden. We investeren sterk in innovatie, kwaliteitsborging en procestechnologie om ook in de toekomst onze klanten optimale oplossingen te kunnen bieden,” zegt algemeen directeur Hagen Gehringer. Tot de innovaties van het bedrijf behoort een volledig automatische etiketteermachine die flessen met een capaciteit tot 21.000 stuks per uur etiketteert en een rollenwissel zonder productiestilstand mogelijk maakt.

Bovendien hebben Bausch + Ströbel en de sensortechnologiespecialist Visiotec een methode ontwikkeld die een continue controle van vulprocessen mogelijk maakt, zonder dat de productiviteit door de intensieve controle afneemt. Bij de farmaceutische productie zijn vaak 100-procent-in-processcontroles nodig, om zeker te stellen dat in elk vial, elke spuit of kolf precies de juiste werkzame stof zit. Tot nu toe worden de gevulde flesjes uit het proces gehaald en gewogen, wat de doorvoer echter beperkt. Bausch + Ströbel en Visiotec gebruiken in hun nieuwe methode sensoren die de vials tijdens het lopende proces controleren, zodat de machine snelheid gehandhaafd blijft.

Voor meer snelheid en flexibiliteit zorgt ook de Noord-Duitse apparatuurleverancier Fette Compacting. Hij heeft recent een ronde-tablettenpers in het assortiment die volgens het bedrijf de kortste productwisseltijd biedt binnen alle persen van zijn prestatieniveau. Volgens de fabrikant kan de rotor, het hart van de machine, in slechts 15 minuten worden verwisseld. Bij gangbare persen duurt dit proces meer dan een uur, aldus de fabrikant. De rotor draagt de zogenaamde vulkuren, die mechanisch de beweging van de stempels regelen en zorgen dat de tabletten precies worden geperst. Om de rotor te verwisselen, moesten voorheen veel onderdelen worden losgeschroefd. Fette ontwerpt het onderdeel in grotere segmenten, zodat ze sneller kunnen worden verwisseld. De verpakkingsindustrie biedt momenteel talloze innovaties voor de farmaceutische sector. Op de interpack 2014 kunnen bezoekers hiervan een goed beeld krijgen. In totaal hebben ongeveer 1.100 van de circa 2.700 exposanten aangegeven oplossingen voor de farmaceutische industrie te tonen.