Оптимизация операций розлива и укупоривания

Мировой рынок систем доставки инъекционных препаратов растёт в среднем на 10,9% в год (1). По данным Future Market Insights, этот рост обусловлен увеличением распространённости хронических заболеваний, включая сахарный диабет, онкологические заболевания и ревматоидный артрит, а также повышением спроса на устройства для оказания помощи непосредственно по месту нахождения пациента, среди которых предпочтение отдаётся предварительно заполненным безыгольным инъекторам (1).

Помимо развития средств для самостоятельного введения препаратов, производителей парентеральных лекарственных форм подталкивают к оптимизации операций и другие факторы: сокращение производственных серий, чувствительность продукции и нехватка персонала. В числе применяемых подходов — повышение качества первичной упаковки и внедрение технологии ready-to-fill (RTF), то есть компонентов, готовых к наполнению. В оборудовании всё более значимую роль играют роботизированные и интегрированные системы. Моделирование ускоряет разработку и инженерное проектирование на начальных этапах, а во время и после монтажа помогает обучать персонал, эксплуатировать и обслуживать оборудование. BioPharm International рассматривает новые технологии упаковки парентеральных препаратов, в том числе решения, представленные на выставке INTERPHEX, проходившей 2–4 апреля 2019 года в комплексе Javits Center в Нью-Йорке.

Особенности первичной упаковки

В ответ на растущий спрос на готовую к применению первичную упаковку (ready-to-use, RTU) компания DWK Life Sciences разработала линейку Workflow Solutions: стеклянные и пластиковые ёмкости, объединённые в комплекты Solutions Packs для исследовательских и производственных задач (2). Wheaton Complete Pak представляет собой готовый комплект серийных компонентов RTU-упаковки для небольших производственных серий. В него входят примерно 220 сертифицированных стерильных флаконов с обжимным горлом одного из трёх объёмов — 2, 5 или 10 мл. Флаконы не содержат механических частиц и эндотоксинов; к ним прилагаются красные или синие обжимные колпачки, а также пробки с покрытием, без покрытия либо пробки для лиофилизации. «Мы планируем выпустить версию из янтарного стекла, а также комплект ModPak из шести единиц», — говорит Джей Харкинс, старший менеджер по продукции DWK Life Science.

Разрабатываемый компанией Nemera носимый инъектор для самостоятельного введения препарата объединяет одноразовые иглу и ёмкость для лекарственного средства с многоразовым модулем, в котором размещены электронные и механические компоненты. «Устройство позволяет настраивать скорость инфузии и глубину введения, а также связывается со смартфоном, чтобы регистрировать дозы и напоминать о следующем введении», — рассказывает Лорен Мудрак, менеджер по развитию бизнеса Nemera.

Ещё одна разработка, набор S.A.F.E. Syringe Kit компании Morimoto Pharma, включает флакон с жидкостью, шприц с предварительно присоединённой иглой и порошком, а также компактный футляр трубчатой формы. Ожидалось, что продукт выйдет на рынок в течение нескольких лет. Конструкция позволяет подготовить препарат к инъекции внутри закрытой системы и тем самым защищает медицинских работников от случайного укола иглой и контакта с лекарственным средством (3). Растворять порошок непосредственно в шприце, а не во флаконе, быстрее; кроме того, так пациент получает весь препарат без потерь. По данным компании, эта конструкция позволяет использовать шприц значительно меньшего размера по сравнению с появившимися в последнее время двухкамерными шприцами. Это упрощает введение препарата и помогает уменьшить страх пациента перед иглой. Сразу после инъекции шприц возвращают в футляр; поскольку дополнительные расходные материалы не требуются, образуется меньше отходов, а утилизация становится безопаснее.

Новое оборудование

Традиционное оборудование для розлива и укупоривания по-прежнему широко востребовано, однако роботизированные системы и машины для обработки вложенных в гнёзда флаконов, шприцев и картриджей RTU постепенно укрепляют позиции. Они упрощают технологический процесс, поскольку позволяют отказаться от моечной машины и депирогенизационного туннеля.

К новым решениям для обработки вложенной первичной упаковки относится машина асептического наполнения и укупоривания Dara NFL/2-RDL от NJM, продуктового бренда ProMach. Машина предназначена для флаконов RTU и колпачков RayDyLyo, обрабатывает гнёзда с предварительно стерилизованными флаконами и устраняет необходимость в обжиме, который требуется при использовании традиционных алюминиевых колпачков. Она дозирует растворы, суспензии, диагностические препараты и вакцины в стеклянные или пластиковые флаконы типоразмеров от 2R до 50R при объёме дозы от 0,1 до 50 мл. Для нелиофилизированных препаратов машину можно запрограммировать на полную установку пробки, а для лиофилизируемых — на частичную. Сервоприводная система, разработанная для биотехнологических компаний и аутсорсинговых аптек категории 503B, оптимизирует упаковочные операции, снижает капитальные затраты, занимает меньше производственной площади и ускоряет переналадку. Диапазон производительности позволяет использовать её как при масштабировании процесса, так и при мелкосерийном коммерческом выпуске.

Рисунок 1. Машина розлива и укупоривания Flexicon FPC60 компании Watson-Marlow Fluid Technology Group оснащена перистальтическим насосом и изготовленными на заказ прецизионными трубками. Изображение предоставлено автором.

Flexicon FPC60 производства Watson-Marlow Fluid Technology Group — система розлива и укупоривания с широкими возможностями конфигурирования. Её можно настраивать из-за пределов чистого помещения по Wi‑Fi или проводному соединению; высота и ширина регулируются автоматически, поэтому калибровка не требует ручного вмешательства. «Мы стремимся максимально вывести оператора из процесса. Именно операторы являются главным источником загрязнения», — объясняет Питер Ламберт, руководитель подразделения оборудования для розлива Watson-Marlow Fluid Technology Group. Кроме того, разные операторы настраивают машину по-разному, а автоматическая переналадка устраняет эту вариабельность. Установка совместима как с традиционным, так и с одноразовым трактом продукта и обрабатывает широкий ассортимент ёмкостей, пробок и колпачков при минимальном количестве сменных деталей. Без замены форматных частей система работает с флаконами объёмом от 0,2 до 100 мл и выдаёт до 45 флаконов в минуту. Вибрационные чаши для пробок — инъекционных или лиофилизационных — и колпачков — типа flip-off или обычных — столь же универсальны и подходят для изделий диаметром 13 или 20 мм.

Настольную машину EDM3611 компании Bausch + Ströbel, предназначенную для розлива и укупоривания малых объёмов, можно разместить в одноразовом плёночном изоляторе. Стерильное соединение обеспечивает подачу воздуха, диоксида углерода, азота или ламинарного потока, прошедшего через HEPA-фильтр. Сенсорный интерфейс оператора содержит настройки машины и обеспечивает регистрацию результатов 100%-го внутрипроцессного контроля серии (4).

Роботизация также сокращает потребность во вмешательстве оператора. Компактная система розлива и укупоривания GENiSYS R компании AST вмещает до пяти роботов и содержит минимальное число движущихся деталей. Она рассчитана на небольшие серии предварительно стерилизованных флаконов, шприцев или картриджей в гнёздах и позволяет выполнить переналадку без инструментов менее чем за 30 минут. Удобный человеко-машинный интерфейс высокого разрешения хранит рецептуры, пошаговые инструкции, видеоматериалы и стандартные операционные процедуры, благодаря чему можно отказаться от бумажной документации. Система внутрипроцессного контроля обеспечивает точность дозирования, уменьшает потери и повышает выход продукции.

Системы деконтаминации

Системы деконтаминации работают совместно с оборудованием для розлива и укупоривания. Система асептического переноса Eziflow UV-C компании Ezidock за несколько минут обеспечивает снижение микробной нагрузки на шесть порядков с помощью ультрафиолетового излучения диапазона C (UV-C), гарантируя стерильность продукта или компонентов, поступающих в машину розлива и укупоривания.

Обработка импульсным ультрафиолетовым излучением имеет ряд преимуществ. Этот бесхимический метод эффективен против всех известных микроорганизмов, в том числе устойчивых к хлору; он также позволяет удалить свободный хлор и хлорамины, разложить озон и снизить содержание общего органического углерода, не оставляя на обработанных поверхностях следов, запаха или покрытия.

Камеру импульсного УФ-излучения Type 411 компании Bausch Advanced Technology Group встраивают в стену и используют как передаточный шлюз в чистое помещение. Когда дверь со стороны чистого помещения закрыта, в камеру помещают предварительно стерилизованные ёмкости. Затем закрывают наружную дверь и запускают цикл деконтаминации импульсным светом продолжительностью около 30 секунд. После завершения цикла внутреннюю дверь можно открыть, чтобы оператор или роботизированный манипулятор извлёк ёмкости для последующего розлива и укупоривания. Компактная и простая в монтаже система требует минимального технического обслуживания и быстро очищается, что сокращает простой. Затраты на электроэнергию невелики (5).

Роботизированная система деконтаминации лотков RTDS2 компании Steriline также использует импульсное УФ-излучение. Она предназначена для обработки гнёзд со шприцами, флаконами или картриджами RTU. Роботизированный манипулятор обеспечивает воздействие световых импульсов на все поверхности лотка. RTDS2 может работать автономно или в составе любой линии розлива в упаковку RTU, в частности вместе с роботизированной машиной Steriline для наполнения вложенных в гнёзда ёмкостей (6).

Виртуальная и дополненная реальность

По мере распространения концепции «Индустрия 4.0» моделирование с использованием виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR) играет всё более заметную роль в разработке, инженерном проектировании, изготовлении, эксплуатации и техническом обслуживании оборудования. VR погружает пользователя в полностью смоделированную среду, тогда как AR накладывает цифровые элементы на изображение реального мира.

Bausch & Ströbel уже применяет технологии AR и VR. Виртуальная реальность помогает проектным группам устранять проблемы ещё на этапе разработки, до начала изготовления машины. С помощью VR специалисты могут уменьшать турбулентность и зоны низкой скорости потока, предотвращать поперечные потоки над ёмкостями, визуализировать статическое давление и восходящий поток, тем самым оптимизируя воздушные потоки и обеспечивая максимально чистую среду розлива. VR также позволяет оценивать эргономику, например доступность узлов машины для операторов разного роста. «VR позволяет раньше принимать решения и помогает определить, нужны ли изменения», — поясняет Флориан Насер, инженер подразделения обработки данных, разработки системных продуктов и приложений Bausch & Ströbel.

VR можно использовать для обучения операторов до монтажа машины и при приёме новых сотрудников. У такого подхода несколько преимуществ: обучение не занимает производственное оборудование, а все операторы проходят одинаковую подготовку. Кроме того, VR помогает организовать техническое обслуживание: заранее обеспечить наличие нужных запасных частей и оптимизировать модернизацию машины.

Дополненная реальность помогает и при поиске неисправностей: проблемную зону можно выделить на экране планшета, поднесённого к машине. AR позволяет определить нужную деталь и её номер, увеличить изображение, показать объект с разных ракурсов, сопоставить виртуальный вид с реальной машиной и вывести наглядные инструкции для оператора или специалиста по техническому обслуживанию. Благодаря этому не приходится искать сведения в бумажных стандартных операционных процедурах. «Ничто не будет забыто и ни один этап не будет выполнен в неправильной последовательности; при необходимости программу легко изменить», — говорит Насер.

Литература

1. Future Market Insights. «Global Injectable Drug Delivery Market Revenue Expected to Be Driven by the Rising Prevalence of Chronic Diseases across the Globe». Пресс-релиз, 26 июля 2018 года.

2. DWK Life Science. «DWK Life Science Announces Workflow Solutions». Пресс-релиз, 27 апреля 2019 года.

3. Morimoto Pharma. «Morimoto Pharma Reveals New Exposure Prevention Prefilled Syringe Kits». Пресс-релиз, 1 августа 2019 года.

4. Bausch + Ströbel. «Filling with 100% IPC Inside a Sterile Disposable Isolator». Техническое описание продукта.

5. Bausch Advanced Technology Group. «Pulsed UV Light for Surface Decontamination». https://packexpohealthcare.com/2019/06/20/pulsed-uv-light-for-surface-decontamination/ (дата обращения: 2 сентября 2019 года).

6. Steriline. «Robotic Tub Decontamination System RTDS2». Брошюра.

Об авторе

Хэлли Форсинио — редактор BioPharm International по упаковочным технологиям; editorhal@sbcglobal.net.

Сведения о статье

BioPharm International. Том 32, № 10, октябрь 2019 года, с. 34–37.

Рекомендуемая ссылка

При цитировании статьи следует указывать: H. Forcinio. «New Technologies for Fill/Finish Streamline Operations». BioPharm International, 32 (10), 2019.