Testy integralności filtra HEPA na nowym poziomie

Syntegon InfraSolution FFP Filterscan

Syntegon InfraSolution FFP Filterscan

Syntegon InfraSolution FFP Filterscan

Syntegon InfraSolution FFP Filterscan

Autorzy: Dr.-Ing. Dorfner i Dr. Kosian

W kwestii sterylności produkcja farmaceutyczna nie może sobie pozwolić na kompromisy. Również funkcja filtrów HEPA musi być regularnie sprawdzana. Już od pewnego czasu możliwe jest automatyczne przeprowadzanie testów w tunelach sterylizacyjnych. Dlaczego więc nie przenieść korzyści tej rozwiązania na inne obszary? Tak pomyślały InfraSolution i Syntegon – i opracowały system skanowania filtrów oparty na robotyce dla RABS i izolatorów. Zalety: znacznie szybsze, powtarzalne wyniki w czasie rzeczywistym oraz wyższe bezpieczeństwo procesu.

Filtry HEPA są kluczowymi gwarantami sterylnych warunków produkcji. W przemyśle farmaceutycznym są one wykorzystywane do oczyszczania lub filtracji powietrza w pomieszczeniach produkcyjnych. Aby zapewnić ciągłą funkcjonalność filtrów, producenci farmaceutyczni są zobowiązani do regularnego sprawdzania ich wydajności za pomocą testów integralności filtrów w określonych odstępach czasu, w ramach zarządzania jakością. Celem jest wykrycie nieszczelności, aby uniknąć poważnych konsekwencji, takich jak pogorszenie jakości produkowanych leków.

Standardowa procedura testowania integralności filtrów w tunelach sterylizacyjnych i systemach barier nie uległa znaczącym zmianom w ciągu ostatnich dekad: większość producentów farmaceutycznych korzysta z metod ręcznych. Podczas badania operator ręcznie przemierza cały wnętrze za pomocą sondy pomiarowej, skanując zamontowane wewnątrz filtry HEPA. Na podstawie stosunku stężenia testowego aerozolu przed filtrem i liczby wykrytych cząstek za filtrem można ocenić jego jakość. Niska liczba cząstek za filtrem wskazuje na dobre uszczelnienie i brak nieszczelności.

Procesy ręczne z potencjałem na ulepszenia

Przykład ilustruje wyzwania: aby ręcznie zeskanować całą długość tunelu sterylizacyjnego, operator musi sprawdzić kolejno każdy moduł. Przy tym powinna być zachowana stała prędkość ruchu oraz odległość sondy od powierzchni filtra. Norma DIN EN ISO 14644-3 określa, że w zależności od geometrii sondy, nie można jej poruszać szybciej niż dziesięć do dwunastu centymetrów na sekundę, a mierzona trasa powinna nachodzić na siebie co najmniej o dziesięć procent szerokości sondy. Odległość od powierzchni filtra powinna wynosić nie więcej niż trzy centymetry i być stała.

Oprócz tego, że te wąskie tolerancje zwiększają ryzyko przypadkowego uszkodzenia filtra podczas ręcznego testowania, ręczna metoda wprowadza nieuniknione minimalne odchylenia w prowadzeniu sondy. Biorąc pod uwagę, że długości tuneli sięgają kilku metrów, szybko staje się jasne, jak czasochłonne i podatne na błędy mogą być ręczne testy integralności filtrów. Również dokumentacja wyników jest prowadzona ręcznie: podłączony do systemu licznik cząstek rejestruje osadzone cząstki dla każdego odcinka tunelu i co minutę drukuje skumulowane wyniki na papierze termicznym. Te paski papieru muszą być osobno oznaczane, adnotowane i powielane. Nie ma powiązania między osadzonymi cząstkami a pozycją sondy pomiarowej; technik musi znać i weryfikować nieszczelności w medium filtra.

Automatyzacja na fali wzrostowej

Ten nakład pracy na papier wydaje się być reliktem przeszłości, ponieważ stoi w wyraźnym kontraście z wydajnymi procesami produkcyjnymi, w których roboty od dawna automatyzują kluczowe etapy. Ta nierównowaga została dostrzeżona także przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), która w niedawno zaktualizowanej normie DIN EN ISO 14644-3 wspomina o automatycznych testach integralności filtrów – co może przyczynić się do odrodzenia tego tematu w nadchodzących latach. InfraSolution przewidziało ten rozwój i już w 2017 roku wprowadziło na rynek RobotScanFlex (RSF) do automatycznych testów integralności filtrów w sufitowych filtrach w pomieszczeniach czystych. Konkretne wymagania doprowadziły do rozszerzenia rodziny produktów i wprowadzenia w 2019 roku LinearTwinScan (LTS) do automatycznych testów integralności filtrów w tunelach sterylizacyjnych.

Instalacja zajmuje maksymalnie dziesięć minut i wymaga kilku prostych kroków. Operator podłącza system do złączek tunelu do skanowania, aby kontrolować przepływ aerozolu podczas testu, i ustawia liniową prowadnicę na odpowiednią długość na taśmie transportowej. Za pomocą dwóch liczników cząstek i dwóch sond pomiarowych system automatycznie mierzy liczbę cząstek w każdym odcinku tunelu. Zintegrowane oprogramowanie wizualizuje wyniki w czasie rzeczywistym, w tym wykryte nieszczelności, za pomocą mapy cieplnej na podłączonym tablecie. Dzięki temu można automatycznie zeskanować całą długość tunelu krok po kroku.

Zastosowanie w systemach barier dzięki robotyce

Decydując się na rozwiązania automatyczne, zwiększa się bezpieczeństwo procesu i uzyskuje bardziej wiarygodne pomiary w znacznie krótszym czasie. W przypadku tuneli sterylizacyjnych czas analizy integralności filtrów został skrócony o połowę – przy 100-procentowym pomiarze filtrów. Ponadto system LTS zapewnia powtarzalne wyniki z wysoką integralnością danych: po testach filtrów oprogramowanie generuje cyfrowy protokół pomiarowy w formacie PDF z podpisem elektronicznym, łącząc dane wszystkich sprawdzonych filtrów w jednym dokumencie, spełniającym wymagania FDA i GMP. To nie tylko upraszcza dokumentację dla operatora, ale także ułatwia przechowywanie danych i zapewnienie jakości.

Ale filtry HEPA nie są stosowane tylko w tunelach sterylizacyjnych. Szczególnie w systemach barier, takich jak RABS, cRABS czy izolatory, ręczne sprawdzanie integralności filtrów jest nie tylko czasochłonne, ale często wiąże się z niepożądanym udziałem operatorów w obszarach krytycznych pod względem bezpieczeństwa. InfraSolution i Syntegon rozwiązują ten problem, rozwijając system LTS. Kluczowym elementem nowego rozwiązania jest robot o nazwie „integrated RobotScanFlex” (iRSF), który automatycznie przeprowadza testy integralności filtrów. Szczególnie dla firm, które już korzystają z systemu LTS w swoich tunelach sterylizacyjnych: robot jest dostępny również jako osobny element, ponieważ podstawowe wyposażenie – tablet i dwie skrzynki kontrolne – pozostaje bez zmian.

Skupienie na bezpieczeństwie

Zwłaszcza w systemach barier, które mają ograniczyć lub wyeliminować kontakt człowieka z produktem, mniejszy nakład pracy personelu jest kluczowym kryterium: wystarczy jeden operator, aby zawiesić robota na szybie izolatora lub RABS do sprawdzenia. Następnie skanowanie filtra odbywa się automatycznie. Narzędzie symulacji kinematycznej wyznacza na podstawie wymiarów systemu barier optymalne miejsca mocowania robota i symuluje cały przebieg ruchu ramienia robota z wyprzedzeniem.

W ten sposób można objąć obszary, które podczas ręcznego testowania integralności filtra mogłyby zostać pominięte; przeszklone miejsca są już przeszłością. Odległość od filtrów oraz prędkość ruchu ramienia robota pozostają stałe. Jeśli system wykryje nieszczelność, powtarza pomiar w danej lokalizacji, aby przeprowadzić konieczne dodatkowe pomiary z nieruchomą sondą i zapisać wyniki. To zwiększa bezpieczeństwo procesu i zapewnia wiarygodne, powtarzalne wyniki w czasie rzeczywistym. Podobnie jak w przypadku tuneli sterylizacyjnych, dokumentacja w systemach barier jest znacznie uproszczona, co przekłada się na oszczędność czasu.

Pierwsze zastosowanie: Versynta FFP

Jako pierwszy na świecie pilotażowy projekt wybrano Versynta Flexible Filling Platform (FFP) od Syntegon. Nowa, modułowa, mała linia produkcyjna jest konfigurowalną maszyną z wbudowanym izolatorami do napełniania aseptycznych i wysokoaktywnych płynnych substancji. Przetwarza różne pojemniki, takie jak fiolki, strzykawki i karbowane, z wydajnością do 3600 pojemników na godzinę, z 100-procentową kontrolą procesu. Dla pilota RSF kluczowe były prostota konstrukcji, nowoczesna koncepcja całości oraz rosnące wymagania dotyczące jakości produkcji i procesu.

System skanowania filtrów został specjalnie dostosowany do wymagań zamkniętego izolatora Versynta FFP. Połączenie dwóch ekspertów z wieloletnią wiedzą w systemach barier i technice procesowej (Syntegon) oraz w zakresie technologii urządzeń, oprogramowania i robotyki (InfraSolution) stworzyło rozwiązanie wyznaczające nowe standardy w testowaniu integralności filtrów HEPA. System jest ciągle rozwijany i w przyszłości będzie dostępny do zastosowania we wszystkich izolatorach, RABS i cRABS.

Autorzy
Dr. Thomas Kosian
Senior Expert Barrier Systems
Syntegon Technology
Thomas.Kosian@syntegon.com

Dr.-Ing. Christian Dorfner
Kierownik Działu Badań i Rozwoju
InfraSolution AG
c.dorfner@infrasolution.ag