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Ein Trend in der Pharmaindustrie: immer kleinere Batchgrößen

Bild: Roman Bezjak, Sanofi-Aventis

Verfahrenstechnik Flexibilität für Pillendreher

20.08.2014

Pharma-Kunden sind anspruchsvoll, vielleicht anspruchsvoller denn je. Höchste Qualität verlangen sie schon immer von Maschinen- und Instrumentierungslieferanten. Hochaktive Wirkstoffe, biotechnologische Verfahren und Chargengrößen bis hinab zur individuell für einen Patienten produzierten Packung erweitern den Forderungskatalog. Können die Ausrüster dem gerecht werden? P&A hat sieben Aussteller der Technopharm befragt – mit spannenden Resultaten.

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Immer kleinere Chargengrößen bis hin zur Personalisierten Medizin, also sozusagen der persönlichen Pille beziehungsweise Injektion, stellten Pharmaproduzenten noch vor kurzem vor nahezu unüberwindbare Herausforderungen. Maschinen- und Messgeräte-Lieferanten kamen mit der Entwicklung der geforderten flexiblen und prozesssicheren Technologien – und oft auch mit deren Herstellung – nicht nach. Besonders die Pharmabiotechnologie entwickelte sich rasant. Geeignete prozesstechnische Lösungen gab es nur wenige. Nun zeichnet sich ab: Etliche Pharmatechnik-Ausrüster haben ihre Hausaufgaben gemacht. Auf der Technopharm 2014 vom 30. September bis 2. Oktober in Nürnberg wollen zahlreiche Aussteller zeigen, dass sie den neuen Anforderungen gewachsen sind. Immer vielfältiger etwa werden die Maschinenangebote für die Containment-Produktion hochaktiver Wirkstoffe.

Azo Vital zum Beispiel stellt eine geeignete Ausführung einer Wirbelstrom-Siebmaschine vor. Projektleiter Andreas Gehrig erläutert: „Wir reagieren mit dieser Weiterentwicklung auf den Trend zu immer höheren OEL-Levels.“ Forderungen wie schnelle Reinigbarkeit, reduzierte Toträume und CIP- und SIP-Fähigkeit erfüllt die Siebmaschine, mit der man gleichzeitig dosieren kann, schon länger. Bei der neusten Version besteht nun die Möglichkeit, den Siebkorb mit Hilfe eines Folien-Liners zu tauschen. Gehrig berichtet von ersten Anwendungen: „Eine Wirbelstrom-Siebmaschine DA 360 in Hygienic Design läuft seit einem Jahr bei einem Pharmaproduzenten in Indien. Die Containment-Ausführung mit Stickstoffbeaufschlagung und Sauerstoffüberwachung haben wir bereits für das Sieben hochaktiver Wirkstoffe nach Irland geliefert." Die Siebmaschinen vom Typ DA baut Azo auch für 15-kg-Kleinchargen.

Damit bedient der Spezialmaschinenbauer einen weiteren Trend, den auch Valentin Rüttimann von Gemü verzeichnet: den zu kleineren Batchgrößen. Rüttimann ist Produktingenieur für Single-Use-Ventile. Er behauptet: „Mit dem weltweit ersten regelbaren Single-Use-Membranventil Gemü Sumondo gelingt der ersehnte Paradigmenwechsel in der Single-Use-Technologie: von manuellen Systemen hin zu automatisier- und regelbaren Anlagen." Ventilkörper und Antrieb können bei der Ausführung getrennt werden. Nach der Anwendung bleibt der Antrieb in der Anlage, während man den gammasterilisierbaren Ventilkörper problemlos demontieren kann. Erste Anwendungen gibt es auch schon: Bei einem Entwicklungspartner sind die Sumondo-Ventile in einem Single-Use-Tangential-Flow-Filtration-System für die Regelung des Transmembrandrucks im Einsatz. Die Möglichkeit der Automatisierung, wie sie das neue Gemü-Ventil bietet, erleichtert auch die laufende Anlagenüberwachung und Dokumentation.

Prozesssichere Dosiersysteme

Dem Trend zu kleinen Chargen entspricht auch Lewa. Damit einher geht der Bedarf nach flexiblen, variablen Anlagen. Teamleiter Jörg Sommer prognostiziert: „Der Bedarf nach Maschinen, die sowohl für die Herstellung kleiner als auch großer Mengen eingesetzt werden können, wird kontinuierlich steigen." Als weiteren Trend macht er die Umstellung auf kontinuierliche Produktionsmethoden für Biopharmazeutika aus.

Lewa wird auf der Technopharm zwei Hygienepumpen ausstellen, die auch bei länger dauernden Prozessen hermetisch dicht bleiben. Prozesssicherheit stellen sie über eine automatische Fehlermeldung sicher, die Beschädigungen der Membran zwischen Pumpenhydraulik und Förderfluid anzeigt. Man kann sie auch als Mehrfachpumpen zur Rezeptdosierung nutzen. Für Dosier- und Förderaufgaben bis 20 bar eignet sich die Ecodos hygienic, während man die Ecoflow Hygienic bei Hochdruck (1.200 bar pro Pumpenkopf) einsetzen kann. Die Ecodos-Pumpentechnologie bildet das Herz des Lewa-Chromatographiesystems Ecoprime, das sich als Pufferinline-Verdünnungssystem, aber auch als eigenständige Chromatographie-Anlage unter anderem zur Aufreinigung von Biopharmazeutika oder Proteinlösungen eignet.

Auf maximale Prozessflexibilität setzt Glatt bei der Weiterentwicklung des AGT-Systems (AGT: Anlage zur Granulationstrocknung). Man kann es mit einem AGT-Einsatz für kontinuierliche Sprühgranulation, einem GF-Einsatz (GF: Glatt Fließbett) für kontinuierliche Agglomeration und Coating und einem Vario-Einsatz für Batch-Agglomeration und -Coating ausrüsten. Die Prozesseinsätze von Glatt kann man auf der Messe begutachten – wenn auch nur im Labormaßstab am ProCell LabSystem. Egal ob im Labor, im Pilotmaßstab oder in der Produktion: Wirbelschichtanlagen ermöglichen es, Prozessparameter präzise einzustellen und damit Prozesse wie Sprühgranulation, Agglomeration und Coating gezielt zu beeinflussen.

Vor allem biotechnologische Produkte sieht Endress+Hauser im Kommen. Philipp Garbers, Branchenmanager Life Sciences D-A-CH sagt: „Die erste Generation dieser Präparate verliert bereits den Patentschutz. Biosimi­lars und Biobetters werden die vorhandenen Wirkstoffe ergänzen." Damit steige im Biopharma-Bereich das Kosten- und Effizienzbewusstsein. Endress+Hauser sieht sich als Lieferant von Instrumentierungs- und Automatisierungslösungen und will dem durch ganzheitliche Lieferkonzepte Rechnung tragen. Garbers betont: „Einheitlichkeit in der In­strumentierung über alle Arbeitsgebiete reduziert Komplexität in der Instandhaltung und spart nachweislich Kosten." Besonders wichtig sei das für Anlagenbetreiber, die sich auf ihre Kernkompetenz konzentrieren wollen.

Bestimmte physikalische Größen müssen auch beim Transport und im Lager überwacht und kontrolliert werden. Testos Produktportfolio deckt hier Temperatur und Feuchte ab. Christian Puscher, Produktmanager für Systeme, meint, dass durch die Weiterentwicklung der GxP-Richtlinien (z.B. GsP oder GdP) die Anforderungen für die Pharmahersteller steigen werden – und damit auch für die Geräteentwickler. „Eine interessante Herausforderung resultiert aus der stetig steigenden Zahl an Daten." Diese müsse man überschaubar machen, organisieren und vernetzen.

Mit der Datenlogger-Familie Testo 184 speziell für Transportanwendungen trägt das Unternehmen dem Rechnung. Die Geräte verfügen über eine integrierte USB-Schnittstelle sowie eine auf dem Logger gespeicherte PDF-Konfigurationsdatei. Puscher behauptet: „Damit wird die Messwertüberwachung beim Transport einfacher denn je." Die Anwender kommen ohne Software oder spezielle Schnittstelle aus. Da die Geräte auch für –80 °C-Anwendungen und für Schock-Messungen eingesetzt werden können, sind sie ideal geeignet, um sensible Güter zu begleiten.

Wohl für alle produzierenden Pharmaunternehmen gilt gleichermaßen: Kosten müssen gesenkt werden; die Effizienz soll bei höchster Qualität immer noch steigen, und in Sachen Sicherheit von Produkten und Bedienern gibt es keine Zugeständnisse. Dies verbunden mit der in der Pharmaproduktion noch relativ neuen Forderung nach höchst flexiblen Prozessen. Das sind auch die Trends, denen sich Bosch Packaging Technology verpflichtet sieht: Nicht nur bei der Produktentwicklung, auch bei Service-Angeboten. Christian Treitel, Leiter des Business Development im Produktbereich Pharma, sagt: „Wir wollen diese Trends aktiv mitgestalten und entwickeln uns daher immer mehr zum integrierten Hersteller und Dienstleister entlang der gesamten Wertschöpfungskette." Neben Einzelmaschinen bietet Bosch folgerichtig auch System- und Komplettlösungen sowie schlüsselfertige Anlagen. Interessanter neuer Ansatz im Rahmen dieser Strategie ist das Angebot an Laboranlagen und das Pharma-Laborkonzept (s. Kasten unten).

Einfaches Scale-up und DoE

Auf der Technopharm stellt Bosch eine Laboranlage zur Abfüllung flüssiger Pharmazeutika vor: Die FHM-Serie besteht aus halbautomatischen Modulen. Aktuell sind es ein Füllmodul mit Peristaltikpumpe, ein Waagemodul, das Modul für die Nadelbewegung und das HMI (Human Machine Interface). Letzteres steuert sämtliche Prozesse wie Abfüllen oder Wiegen. Das Packmittel muss man dagegen manuell ein- und ausbringen. Die FHM-Serie ermöglicht nicht nur ein einfaches Scale-up auf Produktionssysteme, sondern auch das Design of Experiments (statistische Versuchsplanung) durch umfangreiche Dokumentation aller Versuchsparameter.

Bildergalerie

  • Laboranlagen der Serie FHM bestehen aus halbautomatischen Modulen.

    Bild: Bosch

  • "Kostensenkung, Effizienzsteigerung bei höchster Qualität sowie Sicherheit von Produkten und Bedienern stehen bei allen Pharmaprodukten im Fokus – und das alles bei höchst flexiblen Prozessen." - Christian Treitel, Bosch Packaging Technology

  • "Die erste Generation der Biopharmazeutika verliert schon den Patentschutz. Biosimilars werden vorhandene Wirkstoffe ergänzen." - Philipp Garbers, Endress+Hauser

  • Der Ventilkörper des Single-User-Ventils Gemü Sumondo besteht aus Polypropylen und wird im Reinraum hergestellt.

    Bild: Gemü

  • Hygienepumpe: Der Produktraum ist dichtungslos zur Getriebeseite hin abgetrennt.

    Bild: Lewa

  • Die mobilen Datenlogger Testo 184 sind seit Mai auf dem Markt. Sie wurden speziell für Transportanwendungen entwickelt.

    Bild: Testo

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