Malejące wielkości partii i ogromne ilości danych jako szanse dla przemysłu farmaceutycznego

Małe rozmiary partii, niezawodne containment. Te życzenia producentów farmaceutycznych nie są nowe, ale w obliczu postępujących tendencji ku medycynie spersonalizowanej i wysoce skutecznym lekom stają się coraz bardziej pilne. Liczni wystawcy na targach ACHEMA w „Halach farmaceutycznej i opakowaniowej” 1 i 3 koncentrują się na tym i przekonują skutecznymi rozwiązaniami wspierającymi trend medycyny spersonalizowanej. Niektóre firmy pozycjonują się również jako pionierzy w kierunku Przemysłu 4.0, czy to poprzez usługi, oprogramowanie, czy po prostu dzięki samoświadomości, która czyni projektantów urządzeń i producentów maszyn na tyle również integratorami IT.

Rynek farmaceutyczny rośnie już tylko powoli. Według BPI, globalne obroty ostatnio wzrosły o około 3,6% (w 2016 w porównaniu z 2015). Większość producentów leków jest daleka od wzrostu sprzedaży do nawet dziesięciu procent, który był typowy dla lat 90. Jak podkreślił Dieter Weinand, szef działu farmaceutycznego Bayera, główny prelegent na konferencji Handelsblatt Pharma w Berlinie w lutym 2018, branża musi „przejrzeć swoje modele biznesowe i uznać nowe paradygmaty”. Konkurencja, często skoncentrowana na generykach lub biosymilach, rośnie, a wraz z nią presja cenowa. Patentowane blockbuster’y z dawnych czasów są coraz częściej zastępowane lekami do terapii indywidualnych.

Te trendy wpływają na konieczność dostosowania techniki urządzeń i maszyn. Indywidualniejsze terapie, szczególnie na poważne choroby jak rak, często idą w parze z biotechnologicznie wytwarzanymi, wysoce skutecznymi lekami – i wysokimi wymaganiami dotyczącymi rozwiązań do napełniania i pakowania. Drugi trend, rosnąca presja kosztowa, szczególnie na leki dla wciąż istniejącego rynku masowego, jest odpowiadana rozwiązaniami, które czynią produkcję jeszcze bardziej kosztowo efektywną. Producenci rozwiązań opakowaniowych od lat podążają utartą ścieżką: więcej automatyzacji, mniej ingerencji użytkownika. Kolejną, jeszcze niewykorzystaną przez wielu użytkowników, jest wyraźne zwiększenie dostępności, najlepiej ogólnej wydajności urządzeń (OEE). Oznacza to m.in. mniej konserwacji – a jeśli już, to planowane, najlepiej przy użyciu innowacyjnych, przewidywalnych strategii utrzymania ruchu. W przyszłości możliwości cyfryzacji będą wspierać jeszcze bardziej efektywną produkcję w trakcie całego cyklu życia, czy to pod kątem zużycia energii, czy przez przewidywalne utrzymanie ruchu lub samoadaptację w przypadku odchyleń procesu, bez ingerencji personelu.

Oczywiście, konieczne jest także rozwiązanie dotychczasowych wyzwań. Bezpieczeństwo przed fałszerstwami, serializacja i śledzenie pochodzenia nadal stanowią istotne wyzwania, którym musi sprostać przemysł farmaceutyczny w zakresie opakowań swoich produktów. „W serializacji kluczową rolę odgrywają zarówno lokalne, jak i międzynarodowe przepisy” – mówi Davide Brancaleoni, lider segmentu opakowań EMEA w Rockwell Automation. Potrzebne są zarówno rozwiązania zintegrowane, jak i otwarte. Dodatkowo, medycyna spersonalizowana stawia nowe wyzwania: „Każdy produkt musi nie tylko być odpowiednio napełniony i zapakowany, ale także powiązany z odpowiednim zestawem danych dotyczących jego partii i historii produkcji.”

Żywe komórki w mini-porcjach

Medycyna spersonalizowana nie musi oznaczać od razu wielkości partii jeden. „Metoda leczenia dla wszystkich” – to zasada, która w nadchodzących dekadach będzie odgrywać coraz mniejszą rolę. Małe do bardzo małych rozmiary partii określonych leków w określonych dawkach są już dziś konieczne dla niektórych koncepcji leczenia – w połączeniu z nowoczesną diagnostyką, w tym genetyczną. Tak zwana „medycyna stratyfikowana”, np. dzielenie pacjentów z nowotworami na podgrupy, którym pomaga dany lek lub nie, należy do tego. Prowadzi to do terapii indywidualnych dla pacjentów, w których otrzymuje on najbardziej odpowiedni lek w dla niego właściwej dawce. Często są to leki oparte na żywych komórkach. Wszystko to wymaga wysokich standardów w zakresie napełniania. Należy wybrać odpowiednie opakowanie, np. fiolki lub strzykawki z tworzywa sztucznego lub szkła, które nie sprawiają problemów zarówno podczas przechowywania (np. w ciekłym azocie), jak i obsługi i podawania. Tak zwane ATMP (zaawansowane produkty lecznicze), czyli leki do nowatorskich terapii, podczas napełniania zwykle nie mogą być poddawane dużym siłom ścinającym.

Procesy te są dostępne na rynku, twierdzi Dirk Bauernfeind, menedżer produktu w Romaco Group: „Już dziś możemy spełniać wymagania dotyczące elastyczności formatu i niestandardowych rozmiarów opakowań. Dla jednego z naszych referencyjnych klientów w Irlandii Północnej opracowaliśmy innowacyjne rozwiązanie opakowaniowe dla leków orphanowych.” W tym przypadku spełniono szczególne wymaganie, jakim jest dodanie środka osuszającego do pojedynczych blistrów. Dla wielu producentów farmaceutycznych elastyczne rozwiązania do napełniania i pakowania, takie jak oferowane przez Boscha z jego systemem MHD do aseptycznego napełniania biopreparatów, są pierwszym wyborem. Dzięki robotom w izolatorkach można tu napełniać różne materiały opakowaniowe. Trend na mniejsze i średnie partie realizuje Romaco za pomocą linii do produkcji pierwotnej, wtórnej i trzeciorzędnej opakowań farmaceutycznych stałych substancji. „Urządzenie jest nie tylko wyjątkowo elastyczne, ale także bardzo kompaktowe i wytrzymałe” – wyjaśnia Bauernfeind. Uważa, że rosnące oczekiwania wobec systemów śledzenia i traceability wymagają rozwiązań opakowaniowych, które przy tej samej wydajności zajmują mniej miejsca.

Gerhard Breu, pełniący funkcję głównego przedstawiciela działu farmaceutycznego Optima, zapowiada rozwiązania oparte na robotyce, aby sprostać trendowi zwiększania elastyczności. Przewiduje, że „cykle życia produktów będą się rozwijać znacznie dynamiczniej, a często pojawią się nowe warianty i opakowania” i zamierza w przyszłości postawić na bardzo elastyczne formatowo urządzenia do bardzo małych partii. Odpowiednie rozwiązanie zaprezentuje Optima na ACHEMA w ramach koncepcji Multiuse do zmiennego napełniania fiol, strzykawek i karpulan. Urządzenia opierają się na regulowanym systemie transportowym, który nie wymaga elementów formatujących. Producenci drogich substancji, takich jak ATMP, z pewnością przyjmą rozwiązania minimalizujące straty produktu: np. krótkie rurociągi, 100-procentowa kontrola w trakcie procesu oraz możliwość dozowania na żądanie.

Również dla Andreasa Häußnera, dyrektora ds. marketingu w grupie Rommelag, kluczowe jest zapewnienie klientom odpowiedniej elastyczności i bezpieczeństwa procesu. Szukając elastycznych rozwiązań opakowaniowych, które mogą produkować nawet bardzo małe ilości i partie w sposób ekonomiczny i śledzony, odwiedzający ACHEMA mogą znaleźć je w Rommelagu. Häußner wskazuje na „System napełniania jednorazowego, z którym już rozpoczęliśmy próby w kierunku medycyny spersonalizowanej.”

Brancaleoni przypomina o bardzo zróżnicowanym na świecie znaczeniu Przemysłu 4.0. Podczas gdy w krajach rozwiniętych z wysokimi kosztami pracy temat ten stanie się już wkrótce namacalny, w rynkach wschodzących będzie to dopiero w średnim lub długim terminie. „Dostawcy maszyn do pakowania muszą przygotować się na różne scenariusze” – mówi Bauernfeind i dodaje: „Tylko w ten sposób możemy oferować klientom rozwiązania dostosowane do ich potrzeb.”

Niższy nakład na walidację dzięki kontenerom jednorazowego użytku

Nierozerwalnie z tematem napełniania i zamknięcia związane są systemy containment, które chronią operatora przed wysoce skutecznym produktem i odwrotnie. Dodatkowo, aby zapobiec krzyżowemu zanieczyszczeniu, można stosować koncepcje jednorazowego użytku. Już na targach ACHEMA 2015 można było zobaczyć rozwiązania pilotażowe łączące containment i koncepcje jednorazowego użytku. W 2018 roku pojawiły się kolejne firmy oferujące takie rozwiązania, które obecnie można uznać za dojrzałe. Jednak – ostrzega Bauernfeind, który wspomina również o Conti-Manufacturing – „należy współpracować ściśle z farmaceutami, aby opracować rozwiązania dopasowane do ich potrzeb, bez nadmiernego nadbudowania kosztów.” Podkreśla także, że w przypadku ochrony operatorów maszyn przed substancjami wysoko aktywnymi, rozwiązanie to ma kluczowe znaczenie. Również w analizie ryzyka producenci maszyn farmaceutycznych powinni doradzać swoim klientom.

Nietypowe jest rozwiązanie Flecotec od Rommelaga, w którym wszystkie procesy pobierania próbek, ważenia, napełniania i przeładowania mogą być zachowane jak dotąd. Są one dosłownie „opakowane” – za pomocą rozwiązania containment jednorazowego użytku. Cały system jest następnie utylizowany. „Ponieważ inteligentnie pakujemy istniejący proces, nie ma potrzeby ponownej walidacji” – wyjaśnia Häußner.

Inną drogę obrał Bosch – z myjącym się containmentem. Jest on używany w maszynie do napełniania kapsułek dla małych partii. Umożliwia użytkownikowi szybkie zmiany produktu, a producent obiecuje krótkie czasy czyszczenia i niskie zużycie wody. W ten sposób można łatwo obsługiwać wysoce skuteczne formy podania stałego typu. Trend na HPAPIs (wysoko aktywne składniki farmaceutyczne) – którym niektórzy analitycy prognozują dwucyfrowy roczny wzrost w najbliższych pięciu latach – odpowiada także firma Fette Compacting, oferująca niezawodne rozwiązania containment oraz „Containment Guard”, czyli certyfikat jakości oparty na metodzie testowej zgodnej z wytycznymi SMEPAC (Standardized Measurement for Equipment Particulate Airborne Concentrations). Certyfikat ten ocenia zdolność systemów containment do zatrzymywania cząstek. Ich konfiguracja ma ułatwić pracę producentom farmaceutycznym, umożliwiając im bezpieczny wybór odpowiedniego systemu containment, co zmniejsza ryzyko zbyt drogiego lub niewystarczającego rozwiązania.

Również standardowa technika izolatorów kryje potencjał innowacyjny. Firma Metall+Plastic, będąca częścią grupy Optima, zaprezentuje pierwszy na świecie testowy izolator sterylności „STISO” podczas targów Interphex w połowie kwietnia 2018. Stiso jest nie tylko bardzo przyjazny dla użytkownika, ale także osiąga niezwykle krótkie czasy cyklu dekontaminacji. Zapewniają to katalityczna wentylacja i specjalny system dekontaminacji, który rozprowadza nadtlenek wodoru bardzo szybko i w znacznie mniejszych kroplach niż klasyczne systemy rozpylania.

Indywidualne usługi, aż po Przemysł 4.0

Gerhard Breu z Optima podkreśla, że rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta są kluczowe dla sektora farmaceutycznego. Już w ubiegłym roku grupa przedstawiła kompleksowe podejście do usług na każdym etapie cyklu życia urządzeń, które obejmuje również sektor farmaceutyczny. Testy akceptacyjne fabryki z symulacjami, wsparcie przy uruchomieniu, ponowne kwalifikacje po modernizacjach, usługi kalibracji, aż po kompleksowe serwisy konserwacyjne – to tylko niektóre przykłady z portfolio „Total-Care”. Cel Optima można podsumować tak samo jak działania posprzedażowe Boscha: „Przez cały cykl życia maszyny wspieramy naszych klientów w zwiększaniu efektywności urządzeń (OEE) i redukcji czasów przestoju” – zapewnia Uwe Harbauer, kierownik działu farmaceutycznego Boscha.

Idąc w parze z tym, rośnie także przejrzystość w produkcji, którą firma Bosch chce wdrożyć w ramach rozwiązań Industry 4.0. Klienci mają w przyszłości otrzymywać wszystkie niezbędne dane do monitorowania stanu maszyn i parametrów procesów w czasie rzeczywistym. Oprogramowanie oparte na przeglądarkach gromadzi, przechowuje i wizualizuje dane maszynowe, wspomagając analizy poprawiające dostępność urządzeń.

Specjalista od rozwiązań pakowania Brancaleoni przypomina o podstawach korzystania ze wszystkich istotnych danych: „Ważne jest, aby firmy budowały otwarte, konwergentne infrastruktury IT, które łączą systemy i przekazują informacje”. Różni dostawcy automatyki wspierają to już dziś, najlepiej z rozwiązaniami branżowymi. Rockwell Automation na przykład pokrywa wymagania modułami z portfolio FactoryTalk, takimi jak Pharmasuite MES i Factory Talk Historian, które pozwalają na rejestrowanie danych oraz wykrywanie trendów i zmian. Właściwe wykorzystanie danych stanowi kręgosłup rozwiązań track-and-trace, twierdzi Brancaleoni: „W tym zakresie przemysł 4.0 i cyfryzacja odgrywają kluczową rolę w produkcji farmaceutycznej.” Rozwiązania Rockwell łączą technologię produkcji z IT i systemami przedsiębiorstwa.

A także producenci rozwiązań do napełniania i pakowania muszą wykazać się kompetencjami w zakresie sieciowania danych, integralności danych i cyberbezpieczeństwa. Zwłaszcza w przypadku linii napełniania i pakowania dla dużych koncernów farmaceutycznych. Tam coraz częściej trzeba integrować urządzenia z całościową infrastrukturą IT koncernów, np. z ich systemami MES i Historian. Istnieją obiecujące podejścia do integracji, a nawet pierwsze projekty torujące drogę do Big Data, analityki danych i Przemysłu 4.0. Bauernfeind z Optima pozostaje nieco ogólnikowy, ale podkreśla: „Bez zintegrowanej cyfryzacji nie da się tego zrobić. Produkcyjne procesy przyszłości można zarządzać tylko dzięki cyfryzacji.” Rozwiązania oferowane przez producentów urządzeń do farmaceutycznego napełniania i pakowania mogą nie być widoczne na ACHEMA, ale pytanie o nie nie powinno być pomijane – szczególnie dla producentów farmaceutycznych, którzy są gotowi uznać nowe paradygmaty i dostosować swoje modele biznesowe do Przemysłu 4.0.