Der Trend in der pharmazeutischen Industrie ist eindeutig: Immer mehr hochpreisige Biotech-Medikamente für kleine Zielgruppen brauchen höchst flexible Abfülllösungen, die bei niedriger Ausbringung eine hohe Produktausbeute erzielen.

Bild: iStock, Tetiana Garkusha

Kleine Chargen als Herausforderung Abfüllung pharmazeutischer Flüssigkeiten

11.05.2022

Mit der zellularen und molekularen Biotechnologie geht eine Evolution der pharmazeutischen Herstellung einher: Während früher Hochgeschwindigkeitslinien mit hohem Durchsatz das Maß aller Dinge waren, investieren heute immer mehr Pharmaproduzenten in die Entwicklung und Kommerzialisierung hochpreisiger Arzneimittel, die ganz andere Anforderungen an die Produktion und Abfüllung stellen. Doch wie lassen sich diese veränderten Bedarfe bei der Abfüllung kleiner Chargen maschinenseitig umsetzen?

Während es vor zehn Jahren noch hieß „je größer und schneller, desto besser“, so hat sich die Pharmaindustrie seither in noch nie zuvor gesehenem Ausmaß verändert: Neben den allgegenwärtigen Covid-Impfstoffen und den üblichen in großen Chargen produzierten Medikamenten, die für die menschliche Gesundheit unverzichtbar bleiben, haben sich Arzneimittel für neuartige Therapien ihren Platz erkämpft. Bei den im Fachjargon als Advanced Therapy Medicinal Products (ATMP) beschriebenen Produkten handelt es sich in erster Linie um Zell- und Gentherapien sowie biotechnologisch bearbeitete Gewebeprodukte. Sie bedürfen einer extremen Spezialisierung – sowohl in der Entwicklung als auch in der Verarbeitung.

Es geht also um kleine und Kleinstchargen. Diese lassen sich gar nicht so einfach definieren. Doch einen Versuch ist es wert: In Anlehnung an die „Guidance for Industry, ANDAs: Stability Testing of Drug Substances and Products, Questions and Answers“ der US-amerikanischen FDA für generische Parenteralia bestehen kleine Chargen aus mindestens zehn Prozent der vorgeschlagenen maximalen Größe der kommerziellen Charge oder aus weniger als 15.000 bis 60.000 Behältnissen auf Grundlage der Füllvolumina. Für Parenteralia, die in klinischen Studien verwendet werden, schrumpft die Chargengröße auf einige tausend Behältnisse. Bei hoch spezialisierten Behandlungen wie der autologen Zelltherapie entspricht ein Patient einer Charge von etwa fünf bis zehn Behältnissen; hier reden wir eher von Kleinstchargen. So legen Hersteller ihren Fokus bei der Abfüllung jetzt vermehrt auf hochwertige Produkte mit kleiner Ausbringung und höchster Präzision. Diese neuen Prioritäten und Bedarfe stellen auch Maschinenhersteller vor gänzlich neue Herausforderungen.

Nicht mehr, aber auch nicht weniger

Die Zahl an in der Entwicklung befindlichen Zell- und Gentherapien auf der ganzen Welt belegt zum einen den Bedarf, zum anderen aber auch die Investitionen und den Innovationswillen pharmazeutischer Hersteller. ATMPs sind nicht nur die künftigen Ertragsbringer; sie könnten auch zum Heilsbringer für einzelne Patientinnen und Patienten werden. Von der technischen Seite her gesehen, heißt das: Man sollte sich jetzt auf die früheren Nischenprodukte konzentrieren und deren Verarbeitung vorantreiben. Doch dafür reichen herkömmliche Hochgeschwindigkeitsanlagen mit hoher Ausbringungsleistung längst nicht mehr aus – egal, wie gut sie auch sein mögen. ATMPs messen sich am Kostenfaktor und haben folglich eine sehr niedrige Ausschusstoleranz. Jedes Behältnis muss die exakte Menge an Medikament enthalten – nicht mehr, und nicht weniger.

Im Umkehrschluss heißt das: Pharmazeutische Anlagen müssen eine höhere Flexibilität aufweisen. Verschiedene Produkte wollen in unterschiedlichen Größen in verschiedene Behältnisse wie Vials, Spritzen oder Karpulen abgefüllt und in ihren unterschiedlichen Formen (nicht sterile Bulk-Ware, im Tray oder als vorsterilisierte Behältnisse im Nest) verarbeitet und befüllt werden. Einwegtechnologien haben sich aus genau diesen Gründen bereits seit einigen Jahren in jeder Prozessphase der pharmazeutischen Produktion bewährt: Wo keine Formatteile mehr für bestimmte Pharmazeutika benötigt werden, sinken auch die Kosten für die Reinigungsvalidierung und langwierige Formatwechsel. So lassen sich Produktionszeiten und -kosten reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit steigern.

Stichwort Flexibilität, Stichwort Versynta

Weitere Einsparungen sind im Bereich der Produktionsfläche zu erzielen: Indem eine größere Anzahl an Medikamenten und Behältnissen flexibel auf derselben Abfüllanlage verarbeitet werden, sparen Hersteller Platz – und natürlich Kosten. Das bestätigt auch Georg Frinke, Senior Engineering Manager bei Ferring Pharmaceuticals: „Wir brauchen eine Abfüllline, die eine Vielzahl an Produkten, einschließlich hochpotenter Medikamente, in Spritzen, Vials und Karpulen abfüllen kann. Nur so sind wir besonders flexibel und brauchen weder zusätzlichen Platz noch weitere Linien.“ Syntegon begegnet diesen Anforderungen mit einem neuen Produktportfolio mit dem Namen Versynta, das sich auf die Abfüllung kleiner und Kleinstchargen spezialisiert.

Die Versynta Flexible Filling Platform (FFP) besteht aus standardisierten Modulen, die frei konfiguriert und an jeden Abfüllprozess angepasst werden können. Sie ist mit der bewährten Isolatortechnologie mit integrierter Luftaufbereitung von Syntegon ausgestattet. Die Module lassen sich ohne zusätzlichen Raum für technische Geräte oberhalb der Anlage einfügen. Dank der Standardisierung jedes Moduls sind H2O2-Biodekontaminationszyklen kurz und dennoch effektiv. Zudem ist jede Isolatoreinheit für hochpotente Anwendungen ohne weitere Anpassungen ausgelegt. Roboter bedienen die gesamte Linie und sorgen für präzises und schonendes Handling. Sie reduzieren die Anzahl an Formatteilen und eliminieren jeglichen Glas-zu-Glas-Kontakt. Die 100-prozentige In-Prozess-Kontrolle (IPC) während des Füllvorgangs reduziert den Produktverlust auf ein Minimum und stellt sicher, dass jeder Milliliter des hochwertigen Produkts abgefüllt wird.

Von Klein- zu Kleinstchargen

Der Trend zu hochpreisigen ATMPs in kleinen Chargen ist gekommen, um zu bleiben. Maschinenhersteller sind gut beraten, sich an die Anforderungen dieses Markts anzupassen und Flexibilität zu ihrem neuen Mantra zu machen. Die Einführung des Versynta-Produktportfolios von Syntegon ist ein gutes Beispiel für eine zukunftsorientierte Innovation, die sich an den realen Bedürfnissen der Branche orientiert. Während Versynta FPP aktuell eine Innovation für die Abfüllung kleiner Chargen liefert, wird die personalisierte Medizin bald weitere Lösungen für noch kleinere – so genannte Kleinstchargen – erfordern. Auch hier treibt Syntegon bereits die Entwicklung einer neuen Lösung im Versynta-Portfolio voran.

Im Oktober 2021 hat Syntegon gemeinsam mit dem Entwicklungpartner Vetter, einem global agierenden Pharmadienstleister im Bereich Injektabilia, den PDA Drug Delivery Innovation Award gewonnen. Mit Versynta microBatch (wird voraussichtlich im August 2022 in den Markt eingeführt) entwickeln Syntegon und Vetter eine vollautomatisierte, hochflexible Produktionszelle, die für das Füllen und Verschließen unterschiedlichster Behältnisse ausgelegt ist.

Spritzen, Karpulen und Vials aus Glas oder Kunststoff lassen sich nahezu ohne Produktverlust befüllen. Der handschuhlose Isolator mit integrierter Luftaufbereitung reduziert das Kontaminationsrisiko durch Maschinenbedienerinnen und -bediener deutlich. Die vollautomatisierte Abfüllung und 100-prozentige In-Prozess-Kontrolle sorgen für kontinuierlich hohe Qualität. So entsteht eine GMP-konforme Anlage, die neue Maßstäbe in der Abfüllung von Kleinstchargen mit einer Ausbringung von 120 bis 500 Behältnissen pro Stunde setzt.

Bildergalerie

  • Die modulare Small-Batch-Lösung Versynta FFP ist eine individuell konfigurierbare Maschine mitsamt integrierbarem Isolator für die Abfüllung aseptischer und hochpotenter flüssiger Wirkstoffe.

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  • Modulare und innovative Plattform zur Abfüllung von RTU- und Bulk-Behältnissen: Die Versynta Flexible Filling Platform (FFP) von Syntegon richtet sich speziell an diese Anwendungsbereiche.

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  • Die Versynta FFP von Syntegon hat eine Ausbringung von bis zu 3.600 Behältnisse/h und bietet eine 100-prozentige In-Prozess-Kontrolle.

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  • Für kleinere Chargen ist die MicroBatch-Arbeitszelle ohne Handschuheingriffe die perfekte Lösung.

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  • Empfindliche Produkte, wie zum Beispiel Glasampullen und Spritzen, benötigen besonders schonendes und sicheres Produkthandling sowie eine hohe Packstilflexibilität.

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