Verpakken van geneesmiddelen: Welke trends voor farmaceutische producenten en machinefabrikanten belangrijk zijn na Covid

© AdobeStock/94397352/Kadmy

© iStock/1170911724/Dilok Klaisataporn

© AdobeStock/407222280/Rattanachat

© DEAG

Ook na het afnemen van de coronapandemie blijft de vraag naar geneesmiddelen toenemen. Maar de eisen veranderen – en dat heeft gevolgen voor de productielijnen. Machines voor het verpakken van medicijnen blijven hier niet van gespaard. En de fabrikanten worden daar alleen maar door aangespoord.

Biopharmaca zijn de echte mimosen: hitte, vocht, zuurstoftoegang of simpelweg het verkeerde licht kunnen ervoor zorgen dat de gevoelige medicijnen, die uit levende organismen of cellen worden vervaardigd, hun werking verliezen. Dit werd vooral duidelijk tijdens de Covid-pandemie: de nieuwe mRNA-vaccins van BioNTech-Pfizer en Moderna vereisen uitgekiende verpakkings- en logistieke concepten, om bijvoorbeeld opslagtemperaturen tussen -60 en -80 °C veilig te stellen. En hoewel de fabrikanten ijverig en succesvol werken aan minder gevoelige werkzame stoffen – blijft de verpakking een essentieel onderdeel in de strijd tegen de afgelopen en toekomstige pandemieën.

Het voorbeeld van de vaccins werpt slechts een licht op het belang van geneesmiddelenverpakkingen. Elke tweede in de EU goedgekeurde medicijn wordt inmiddels genetisch geproduceerd, is bijzonder gevoelig voor omgevingsinvloeden en moet daarom op uitgebreide wijze worden verpakt. Daar komen de toenemende eisen van de regelgeving aan de productietechniek bij, zoals bijvoorbeeld de in 2022 afgeronde Annex 1 van de Good Manufacturing Practice (GMP-richtlijn): hierin worden de steriele productie en het vullen en verpakken van geneesmiddelen opnieuw geregeld – met als doel de risico’s op contaminatie voor het medicijn te verminderen.

Farmamarkt groeit, machinemarkt nog sterker

Het is dan ook niet verwonderlijk dat de markt voor farmaceutische verpakkingsmachines disproportioneel groeit – sterker nog dan de geneesmiddelenmarkt in zijn geheel. Zo verwachten bijvoorbeeld marktonderzoekers van Evaluate Pharma dat de wereldwijde farmaceutische industrie tussen 2022 en 2028 jaarlijks met 6% zal groeien tot 1,6 biljoen dollar. Tegelijkertijd zal de markt voor farmaceutische verpakkingen met 8,24% en die voor farmaceutische verpakkingsmachines met 7,5% per jaar toenemen – zo luiden de verwachtingen van het marktonderzoeksbureau Mordor Intelligence.

De toenemende inspanning voor het vullen, verpakken en etiketteren van medicijnen komt tegelijkertijd op een dalende omzet bij de geneesmiddelenfabrikanten. Want na de vaccinatietsunami van de coronajaren kampen de farmabranche niet alleen met omzetverlies, maar ook met de kostenexplosie door de energiecrisis. Op de beurs is de marktwaarde van biotechbedrijven gehalveerd, terwijl de prijzen voor grondstoffen – waaronder chemische halffabricaten – in 2022 aanzienlijk zijn gestegen. De farmaceutische industrie staat onder grote druk, omdat zij – bijvoorbeeld in de EU – haar producten soms tegen een vaste prijs moet afstaan.

Deze en andere trends zijn inmiddels ook terug te vinden in de aanvragen en specificaties voor verpakkingsmachines: Waar vroeger bijvoorbeeld vul- en afsluitmachines met hoge capaciteit en specifiek op een medicijn afgestemde lijnen werden gevraagd, domineert tegenwoordig de wens naar flexibele lijnen die snel – en zo mogelijk automatisch – kunnen worden omgebouwd voor nieuwe producten en andere verpakkingsformaten. De trend naar kleinere batchgroottes speelt hierbij net zo’n rol als een eenvoudiger handling. Opvallend is dat de wens naar flexibele productieprocessen inmiddels niet meer alleen wordt uitgesproken door contractfabrikanten, zogenaamde CMOs, maar ook door originele fabrikanten.

Flexibele vul- en verpakkingsprocessen geëist

Deze ontwikkeling wordt duidelijk zichtbaar bij injecteerbare preparaten, de zogenaamde injectabilia. Al in de jaren voor de pandemie hadden machinefabrikanten een sterk groeiende vraag naar voorgevulde spuiten geregistreerd. De enorme behoefte aan vaccins in de coronajaren 2020 tot 2022 zorgde recentelijk weliswaar voor een revival van bulkverpakkingen zoals flacons, maar inmiddels neemt het aandeel van de ‘kant-en-klare’ spuiten (RTU) weer duidelijk toe. Bij RTU-spuiten wordt het medicijn bijvoorbeeld direct in een steriele spuit gevuld. Hierdoor neemt niet alleen het risico op besmetting bij voorbereiding en toediening af, maar kunnen ook doseringsfouten worden voorkomen.

De klantwens om betere verpakkingsoplossingen voor minder geld te vinden, drijft daarom de machinefabrikanten aan. En een kernwoord dat door de meeste nieuwe ontwikkelingen loopt, is flexibiliteit. Zo heeft bijvoorbeeld Syntegon het flexibele vul-systeem Versynta ontwikkeld als platform, waarmee biopharmaca zowel in RTU-spuiten als in bulkverpakkingen in een isolator kunnen worden gevuld. Om de doorlooptijden aanzienlijk te verkorten, zet de leverancier Groninger met het Flexfill-concept eveneens in op flexibiliteit, maar combineert dit met gestandaardiseerde modules die eveneens in de isolator of RABS ondergebracht kunnen worden. Ook Bausch+Ströbel richt zich op modularisering en heeft bij de nieuwe CombiSys-lijn het aantal formatonderdelen drastisch verminderd. Hierdoor kan de machine relatief eenvoudig worden omgebouwd, bijvoorbeeld van flacons naar RTU-verpakkingen.

Nieuwe transportsystemen en digitale technologieën

Bausch+Ströbel slaat met een nieuw magnetisch transportsysteem, dat de verpakkingsmaterialen door de machine transporteert, twee vliegen in één klap: in tegenstelling tot gangbare aandrijvingen is geen vaste takt meer nodig, wat de flexibiliteit verhoogt. Tegelijkertijd maakt de magneet-aandrijving afstrepers en vouwbalgafdichtingen overbodig en elimineert daarmee een oorzaak van contaminaties in het steriele gebied. Ook Optima heeft zich beziggehouden met het transport van verpakkingsmaterialen in de machine: met het nieuwe, formatteilloze transportsysteem FillCell moet vooral de productopbrengst worden verhoogd. Want vooral bij dure werkzame stoffen is het belangrijk om verliezen bij het opstarten van de machines te voorkomen.

De machinefabrikanten spelen in op deze eisen met nieuwe doseer- en vulsystemen, maar ook met geoptimaliseerde transport-, bewakings- en etiketteringsoplossingen. Digitale technologieën worden daarbij steeds belangrijker: dat begint bij het trainen van operators met virtual reality-brillen op gedigitaliseerde installaties, strekt zich uit tot de naadloze registratie van productieparameters in het productieproces en eindigt bij de evaluatie en visualisatie van kerncijfers zoals de Overall Equipment Effectiveness (OEE), die in de groeiende concurrentie van de farmaceutische industrie steeds belangrijker worden.

Zo heeft bijvoorbeeld de Körber Group zich op dit onderwerp gericht, die met haar Manufacturing Execution System (MES) de operationele efficiëntie van biopharma-productieprocessen analyseert op basis van verschillende en tot nu toe niet-verbonden data. Hierdoor worden onder andere biopharma-fabrikanten in staat gesteld om hun marktintroductietijden aanzienlijk te versnellen. Uhlmann Pac-Systeme verbindt machines en complete installaties van verschillende fabrikanten via interfaces met nieuwe software (Pexcite), waardoor gecentraliseerd toezicht en controle mogelijk worden. Naast het bekijken van de efficiëntie van de installaties en het plannen van omsteltijden, kunnen hiermee ook reglementaire verplichtingen eenvoudiger worden nageleefd.

Robots in handschoenloze isolatoren, schaalbare parenteralia-productie

Automatisering wordt voor veel fabrikanten steeds belangrijker, niet alleen aan het einde van de lijn voor het stapelen van verpakte geneesmiddelen op pallets, maar al in de steriele isolator. Dit komt doordat het aanbod van reinraum-geschikte robots toeneemt en de kosten voor robotica voortdurend dalen. Steeds vaker vervangen geautomatiseerde oplossingen op deze wijze ook de anders noodzakelijke handschoenhandelingen in de isolator. Want in de veeleisende steriele productie van hoogwaardige medicijnen worden menselijke ingrepen steeds meer als storend ervaren en worden ze vervangen door technische oplossingen.

Bij machinefabrikant IMA wordt het handschoenloze aseptische proces in de isolator onder de naam ‘Injecta’ verder ontwikkeld. Maar ook de eerder genoemde machinefabrikanten volgen de trend van aseptisch vullen zonder menselijke tussenkomst met eigen oplossingen. De ontwikkeling volgt daarbij consequent de eisen van de nieuwe GMP-annex 1. Dit omvat onder andere het afzien van de uitgebreide sterilisatie van de primaire verpakking, door gebruik te maken van steriel aangeleverde verpakkingsmaterialen.

Over het algemeen is de verpakking van steriele preparaten voor injecties en infusen (parenteralia) zeer veeleisend, en de machinetechniek daarvoor is kostbaar. Dit wordt vooral problematisch wanneer het succes van een medicijn en de benodigde hoeveelheid nog niet vaststaan. De vouwdoosfabrikant Faller Packaging lost dit samen met machinefabrikant Schubert-Pharma op met een schaalbare aanpak: deze begint bij de aanvankelijk handmatige belading van voorgelijmde vouwdoosverpakkingen. Zodra de vraag toeneemt, worden cobots ingezet, totdat het proces uiteindelijk wordt overgezet op een volledig automatische top-load machine.

Duurzaamheid wordt belangrijk

Maar niet alleen de ontwikkeling van de processen rondom de primaire verpakking van geneesmiddelen volgt de nieuwe eisen van de farmaceut. Ook bij de secundaire verpakking in vouwdozen, trays en kartons blijft de ontwikkeling niet stilstaan. Belangrijke trends hier zijn naast flexibiliteit en productveiligheid ook resource-efficiëntie en lage CO2-uitstoot. Want via CSR- en ESG-criteria krijgt het thema duurzaamheid ook meer ingang binnen de bedrijven van de farmaceutische industrie.

Om de recycleerbaarheid van verpakkingen te verbeteren, zet bijvoorbeeld Uhlmann sterk in op verpakkingen van monomateriaal. Met het Parenteral Tray Center heeft de fabrikant onlangs ook een flexibele ‘Direct-in-Carton’-oplossing geïntroduceerd, waarmee ampullen, flacons en spuiten zowel in monomateriaal kartonnen trays als in gebruikelijke kunststof klapblisters kunnen worden verpakt. Recyclebare verpakkingen stellen nieuwe eisen aan de machinefabrikanten. Een nauwe afstemming tussen machine- en verpakkingsleverancier is daarom essentieel. Bij de specialist in vouwdozen, Faller Packaging, heet de aanpak bijvoorbeeld 3R: Redesign, Reduce, Recycle: naast het gebruik van nieuwe recyclebare monomaterialen hoort daarbij ook het beoordelen van bestaande producten en processen, met als doel het minimaliseren van grondstof- en energieverbruik.

Ook de etiketteringstechniek ontwikkelt zich verder. Waar deze in het afgelopen decennium vooral werd gedomineerd door de strijd tegen medicijnfalsificatie, komen nu meer eisen voor biopharmaca naar voren. Een trend is de ontwikkeling van nieuwe etiketteringsoplossingen met sensorfuncties. De zogenaamde ‘Smart Labels’ gebruiken printbare indicatoren waarmee de juiste opslag en toepassingstemperatuur van een medicijn kunnen worden bewaakt. Als de warmte- of UV-lichtbelasting van het medicijn een bepaalde waarde overschrijdt, verandert de indicator op de verpakking van kleur. Een verdere puzzelsteen om ook biopharma-mimosen veilig in de praktijk te kunnen beheersen.