Automatyzacja wspomagana robotami w warunkach sterylnych

Ogółem dziesięć robotów Stäubli Stericlean przejmuje automatyczne załadunek i rozładunek urządzeń do liofilizacji w warunkach sterylnych. (Prawa do zdjęcia: @ Vetter Pharma International GmbH)

Roboty Stäubli działają z najwyższą precyzją przy obsłudze fiolków. (Prawa autorskie do zdjęcia: @ Vetter Pharma International GmbH)

Urządzenia są ładowane z jednej strony i rozładowywane z drugiej. To zadanie wykonuje odpowiednio robot, który chwyta ramy z fiolkami. (Prawa autorskie do zdjęcia: @ Vetter Pharma International GmbH)

Najnowsza linia do liofilizacji i napełniania firmy Pharmadienstleister Vetter wyznacza standardy w zakresie higieny. Dziesięć robotów Stericlean od Stäubli, zaprojektowanych do pracy w produkcji farmaceutycznej, przejmuje automatyczne załadunek i rozładunek urządzeń do suszenia w zamrażarce w warunkach sterylnych.

Suszenie w zamrażarce lub liofilizacja to metoda dostępna dla producentów farmaceutyków, która wydłuża trwałość leków. Zasada działania: do cieczy, już napełnionej do systemów iniekcyjnych, pod ciśnieniem odciąga się wodę w warunkach próżniowych. Proces ten zwykle przebiega powoli, aby nie uszkodzić struktury molekularnej substancji czynnej, i odbywa się z określonymi krzywymi temperaturowymi oraz pod ciśnieniem próżniowym. Pod koniec procesu suszenia w zamrażarce powstaje stała substancja w formie proszku o dłuższej trwałości i bardzo dobrej transportowalności, którą przed użyciem można w razie potrzeby ponownie rozpuścić.

Firma Vetter, z siedzibą główną w Ravensburgu, uznaje liofilizację za sprawdzoną metodę. Przedsiębiorstwo posiada w kilku zakładach linie produkcyjne z urządzeniami do suszenia w zamrażarce. Przy planowaniu takich urządzeń Vetter korzysta w dużej mierze ze swojej własnej wiedzy fachowej. Sam zamrażarka jest kupowana, podobnie jak robotyka, ale integracją systemów zajmuje się własna automatyzacja firmy Vetter.

Pilnie zalecane: automatyczny załadunek i rozładunek

Wysoki poziom automatyzacji w tym i innych obszarach produkcji nie wynika tylko z dążenia do wysokiej efektywności procesów i produktywności. Równie ważne jest konieczność pracy w warunkach sterylnych, które znacznie bezpieczniej jest zapewnić, gdy procesy przebiegają bez ingerencji człowieka.

Także obowiązujące wytyczne regulacyjne dotyczące produkcji leków wymagają tego. Dr Arne Schröder, kierownik działu systemów produkcyjnych w Vetter: „Załącznik 1 do wytycznych EU-GMP, obowiązujący od 2023 roku, jasno stwierdza: automatyczne zamykanie fiol w warunkach aseptycznych – a jest to część procesu liofilizacji – jest ‚wysoce zalecane’.” Branża stosuje się do tego pilnego zalecenia, i to z dobrego powodu: pojedynczy mikroorganizm wprowadzony do procesu może mieć poważne konsekwencje – aż do całkowitej utraty cennych partii.

W centrum: cztery elastycznie sterowane zamrażarki

W najnowszej linii do napełniania Vetter w układzie czystego pomieszczenia zintegrowano cztery suszarki w zamrażarce. Znajdują się one pomiędzy dwoma pomieszczeniami czystymi do napełniania fiol i zamykania fiol. Ponieważ w nich suszone są różne substancje czynne, można dostosować główne parametry pracy w szerokim zakresie. Temperatura zamrażania waha się od -10 do -50 stopni Celsjusza, a czas do osiągnięcia docelowej temperatury od 36 do 140 godzin. Dr Arne Schröder: „Zwłaszcza skomplikowane substancje, takie jak monoklonalne przeciwciała, muszą być suszone bardzo powoli, w przeciwnym razie mogą ulec uszkodzeniu.”

W zależności od wielkości fiol, jedna suszarka w tej linii produkcyjnej może liofilizować do 96 000 jednostek na partię. Na jednej tacce transportowej znajduje się do 500 fiol, które są częścią systemu transportowego opracowanego przez Vetter z „wzorcem załadunku”: podobnie jak elementy układanki, ramki ze stali nierdzewnej na tacach łączą się z innymi ramkami, co umożliwia robotom Stäubli obsługę zarówno pojedynczych fiol, jak i grup. Ułatwia to głównie rozładunek.

Dziesięć robotów do higienicznie wrażliwych zastosowań

Przy załadunku i rozładunku suszarek w zamrażarce projektanci Vetter – zgodnie z zaleceniami załącznika 1 do wytycznych EU-GMP – opracowali rozwiązanie zautomatyzowane. Urządzenia są załadowywane z jednej strony i rozładowywane z drugiej. Zadanie to wykonuje robot, który chwyta ramki z fiolami. Do ośmiu robotów umieszczonych bezpośrednio przy urządzeniach dołączają jeszcze dwa, które zajmują się transportem ramek przed załadunkiem i po rozładunku.

Podczas wyboru robotów kluczowym czynnikiem była ich zdolność do pracy w sterylnym, higienicznym środowisku. Ze względu na wieloletnią współpracę decyzja była prosta. Vetter korzysta z robotów Stericlean serii TX2, zaprojektowanych specjalnie do takich warunków. „Vetter jest znany z wysokich standardów jakości i bezpieczeństwa procesów. Cieszymy się, że od wielu lat firma ta ufa naszym systemom robotycznym,” mówi Tobias Resch, kluczowy menedżer ds. kont kluczowych w Stäubli Robotics.

Roboty Stericlean sześciostanowiskowe umożliwiają pracę w warunkach aseptycznych. Hermetycznie zamknięte roboty niezawodnie pracują w pomieszczeniach klasy A zgodnie z GMP i są przystosowane do regularnego dokładnego czyszczenia, np. za pomocą pary wodnej z nadtlenkiem wodoru (H2O2).

Higieniczne planowanie zakładów

To, co wyróżnia osiem robotów Stericlean typu TX2-160 do załadunku i rozładunku suszarek, to ich asymetryczne rozmieszczenie. Zazwyczaj do tego zadania wystarczałyby mniejsze roboty z serii TX2-90 – gdyby nie obowiązywały typowe dla farmacji warunki sterylności. Dr Arne Schröder: „Dla tego zastosowania obowiązują wymagania klasy A w zakresie czystości pomieszczeń. Oznacza to, że potrzebujemy jednokierunkowego przepływu powietrza, a roboty nie mogą zakłócać tego przepływu ani powodować zamieszania. Dlatego stojaki robotów Stericlean są ustawione obok urządzeń, co wymaga inwestycji w sześciostanowiska o większym zasięgu.”

Z punktu widzenia higieny ważne są również czynniki takie jak serwis i trwałość robotów: „Jeśli robot niespodziewanie ulegnie awarii, może to prowadzić do utraty całej partii. W naszych zakładach roboty Stäubli słyną z długiej żywotności i wysokiej dostępności urządzeń. To kolejny powód, dla którego zdecydowaliśmy się na roboty Stericlean.”

Najlepsze wyniki w monitorowaniu higieny

Vetter stawia na bardzo wysokie wymagania dotyczące sterylności i jej potwierdzania. Dr Arne Schröder: „W każdej partii umieszczamy na krytycznych miejscach szalki agarowe, które następnie poddajemy ocenie mikrobiologicznej. Dopiero gdy otrzymujemy pozytywną ocenę, zatwierdzamy partię do wysyłki do klienta.”

Od uruchomienia zakładu w 2020 roku przeprowadzono około 21 000 takich testów i nie odnotowano żadnych nieprawidłowości. „To ogromny sukces, który wynika także z faktu, że w sterylnym obszarze przebywa niewiele personelu.” W ten sposób roboty Stericlean odgrywają kluczową rolę w produkcji sterylnych leków zgodnie z najwyższymi standardami higienicznymi.