Флаконы для лиофилизации, как правило, моются и стерилизуются до переработки и наполнения. Для этого необходимы чистые комнаты, машины для мойки и стерилизационные туннели, в зависимости от необходимого уровня локализации. Однако для повышения эффективности и сокращения времени и затрат могут использоваться предварительно вымытые и стерилизованные готовые к использованию упаковочные материалы, которые являются отличным решением для повышения общей эффективности.

Готовые к использованию сгруппированные флаконы

В связи с разработкой новой продукции, постоянно уменьшающимся размером партии, работе с сильнодействующими продуктами и потребностью в универсальных и эффективных решениях для наполнения шприцов и флаконов в фармацевтической и биотехнологической отрасли существует постоянный спрос на технологии, которые помогут сделать процессы сублимационной сушки быстрее, безопаснее и экономичнее, особенно с точки зрения перехода между продуктами.

Одним из таких продуктов является система сгруппированных флаконов adaptiQ®, разработанная компанией SCHOTT. Она может использоваться с существующими гнездовыми системами наполнения и позволяет фармацевтическим компаниям осуществлять лиофилизацию и транспортировку наполненных пробирок внутри гнездового контейнера. Система была испытана в сотрудничестве с компанией GEA для того, чтобы проверить ее пригодность для процесса лиофилизации и в стандартной опытной установке, и промышленном лиофилизаторе и, в том числе, оценить ее характеристики транспортируемости в стандартной системе погрузки/разгрузки.

«Пробирки поставляются чистыми, стерильными и готовыми к использованию в полностью герметичном гнездовом контейнере или тубе. Пользователь может затем перенести гнездовой контейнер/тубу на участок локализации (в открытые или закрытые барьеры ограниченного доступа или изолятор), где они открываются автоматически или вручную». 

Система adaptiQ®

Йоханнес Зелч, руководитель производственного направления ALUS™ в компании GEA был готов обсудить результаты. «Вместе с компанией SCHOTT мы поставили перед собой задачу исследовать то, как сгруппированные флаконы влияют на процесс сублимационной сушки, особенно с точки зрения транспортировки (погрузки и разгрузки) в производственной среде. Очевидное преимущество заключается в том, что до линии заполнения не нужна машина для мойки или стерильный туннель. Флаконы поставляются чистыми, стерильными и готовыми к использованию в полностью герметичном гнездовом контейнере или тубе. Пользователь может затем перенести гнездовой контейнер/тубу на участок локализации (в открытые или закрытые барьеры ограниченного доступа или изолятор), где они открываются автоматически или вручную». По существу, все этапы процесса могут быть выполнены в одном гнездовом контейнере, транспортировка которого проста и надежна и в котором стекло не соприкасается со стеклом. Производство контейнера, удаление пирогенов и мойка выполняются до помещения в контейнер, после чего комплект стерилизуется газообразным этиленоксидом. Транспортировка пробирки/тубы, заполнение, установка пробки, лиофилизация и закрытие крышками с тугой посадкой выполняются, когда пробирки установлены в гнездовом контейнере. Для межоперационного контроля и обжатия пробирки необходимо извлечь из гнездового контейнера, куда они потом будут вставлены повторно для дальнейшей обработки.

Он добавил: «Как правило, во время процесса сублимационной сушки пользователь должен мыть и стерилизовать рамы или лотки с флаконами. После этого процесса этап мойки/стерилизации должен быть повторен. Но со сгруппированными флаконами этого больше не требуется. Это технология однократного применения, и этап мойки после лиофилизации больше не требуется».

Другие ключевые моменты

Гибкость: можно использовать существующее гнездовое оборудование для заполнения; также имеются машины для оптимизации заполнения при работе с небольшими партиями

Качество продукта: флаконы поставляются чистыми, стерильными и готовыми к использованию в полностью гнездовом контейнере или тубе; при транспортировке, заполнении и окончательной обработке отсутствует контакт стекла со стеклом; система обеспечивает безопасную обработку сильнодействующих продуктов.

Стоимость владения: Меньший используемый капитал и меньшие эксплуатационные расходы, сокращение количества случаев брака при заполнении, сокращение потребностей в чистых помещениях.

Разные размеры

Отдельные гнездовые контейнеры могут быть соединены друг с другом. Также имеется большой выбор размеров: 2/4R (100 пробирок), 6/8/10/15R (48 пробирок), 20/25/30R (25 пробирок) в формате тубы промышленного стандарта. Флаконы удерживаются в гнездовом контейнере за горлышко в жестких сотах и тремя зажимами по окружности пробирки. Поэтому они не соприкасаются с другими пробирками, что исключает появление царапин или бой и, соответственно, уменьшает долю брака. В гнездовых контейнерах также предусмотрены стенки для транспортировки в сублимационную сушилку, прорези для пальцев для снятия вручную и направляющая для центровки для точной установки. Система была разработана как для существующих гнездовых заполнителей, так и для нового универсального оборудования для заполнения и может быть масштабирована от опытных партий (НИОКР) до промышленного производства. 

В условиях испытаний

«Мы протестировали сгруппированные флаконы в стандартной системе загрузки лотков. Испытания закончились успешно, – отмечает Йоханнес, – независимо от того, были ли гнездовые контейнеры прикреплены друг к другу или нет. Разгрузка при помощи стандартной системы также была выполнена без проблем». Он прокомментировал, что взаимосвязанность играет большую роль в ручной транспортировке, но в автоматических системах гнездовые контейнеры могут использоваться как отдельные единицы. «При разработке и переработке дорогостоящих продуктов в небольших партиях взаимосвязанность также будет преимуществом, так как будет упрощена ручная погрузка и разгрузка», – отметил он и добавил: «Ключевыми преимуществами является простая и стабильная погрузка/разгрузка и сокращение времени простоя в результате повышения скорости погрузки/разгрузки».

Упаковка в гнездовой контейнер и распаковка из него также могут быть автоматизированы, что обеспечит:

  • надежное снятие пробирок (по отдельности или партией);
  • надежную повторную вставку пробирок после проверки веса и запечатывания.

Поставщики оборудования продолжают исследования в этом направлении, чтобы изучить возможности гнездовой обработки. Также при помощи использования гнездовых пробирок можно избежать проблем с локализацией, так как они подходят для использования в открытых или закрытых барьерах ограниченного доступа, изоляторах и автоматических системах загрузки/разгрузки ALUS™ компании GEA.

Ограничение производительности

Что касается вопроса производительности, Йоханнес отметил: «Мы рассчитали, сколько пробирок можно переработать в гнездовых контейнерах и без них с использованием стандартной процедуры загрузки/разгрузки без рам или лотков. При использовании сублимационной сушилки со стандартными размерами полки производительность при использовании гнездовых пробирок на 40% меньше производительности без гнездовых пробирок (шестигранный формат)».

Комментируя результаты, Йоханнес отметил: «Мы можем обработать 200-300 гнездовых пробирок в минуту для повышения общей эффективности (100 пробирок в гнездовом контейнере, что означает 2-3 пробирки в минуту), но 40% потери производительности – это серьезно. Для использования гнездовых пробирок в полном объеме и восполнения этих потерь в будущем будет необходимо решить эту проблему на этапе проектирования и произвести специализированные сублимационные сушилки».

Предполагается, что гнездовые пробирки изначально будут использоваться для переработки дорогостоящих продуктов. Очевидно, что повышенная стабильность системы – это очевидное преимущество для дорогостоящих или сильнодействующих составов. Также возможность гарантировать отсутствие падения или повреждения пробирок – это важный аспект, который необходимо учитывать. Даже при среднем уровне боя пробирок без гнездовых контейнеров 0,02% при работе в условиях высокой локализации или ограниченной подачи токсичного продукта устранение этой проблемы будет проблематичным и связанным с большими временными затратами.

Йоханнес добавил: «В соответствии с текущими тенденциями, гнездовые пробирки не будут использоваться для переработки продуктов большого объема и низкой стоимости, а только для небольших партий дорогостоящей продукции. Это не исключает использования автоматических систем загрузки/разгрузки. Все чаще автоматические системы загрузки/разгрузки используются для исключения вмешательства оператора, снижения риска загрязнения, защиты продукта и пользователя, особенно если речь идет о сильнодействующих продуктах».

Испытание в условиях переработки

В сравнительном испытании сушки на опытной установке 3%-й раствор маннитола был переработан в стандартной сублимационной сушилке. Использовались пробирки в гнездовых контейнерах и без них (шестиугольный формат). Испытание показало, что при использовании пробирок в гнездовых контейнерах время цикла сократилось на 10 %. Можно сделать вывод о том, что окружающий пластик не оказал отрицательного изолирующего воздействия, а менее уплотненное расположение пробирок в гнезде оказало благоприятное воздействие на общее время сушки.

Сравнительное испытание масштабирования до промышленной сублимационной сушилки было выполнено с 3%-м раствором маннитола. Был получен аналогичный результат.

Кроме того, был изучен процесс укупорки; результат был идентичным для обоих комплектов пробирок. Однако было отмечено, что при фиксации пробирок в гнездовом контейнере пробки не прилипали к полками сублимационной сушилки, поэтому ни одна гнездовая пробирка не опрокинулась во время процедуры.

При изучении уровня остаточной влажности было отмечено, что гнездовые пробирки показали несколько более высокие результаты, чем пробирки без гнездовых контейнеров по краям. Дополнительное пространство между пробирками улучшило сублимационный поток и снизило общий уровень остаточной влажности. «В целом, – отмечает Йоханнес, – помимо незначительных различий в уровне влажности, различия в результатах для гнездовых пробирок и пробирок без гнездовых контейнеров в промышленной сублимационной сушке отсутствуют. Данные сопоставимы».

«Для фармацевтического рынка необходимо доказать, что гнездовые пробирки могут эффективно использоваться в опытных и промышленных сублимационных сушилках и со стандартными системами загрузки/разгрузки, без каких-либо рисков и с теми же результатами, которые могут быть получены с использованием стандартных пробирок шестигранного формата (Рисунок 4). Насколько нам известно, проблемы, связанные с гнездовыми пробирками при растворении лиофилизированных готовых продуктов, отсутствуют», – добавил он.

В заключение можно сказать, что пробирки adaptiQ® компании SCHOTT позволяют осуществить лиофилизацию в гнездовом контейнере и гнездовые контейнеры можно использовать в существующих автоматических системах загрузки/разгрузки. Они отвечают требованиям фармацевтической промышленности в том, что гнездовые контейнеры выполнены из апробированного материала, к дну пробирки можно легко получить доступ, чтобы выполнить сублимационную сушку чувствительных растворов, не снимая пробирку из гнездового контейнера. Конфигурация гнезда и тубы используется для предварительно наполненных шприцев и обеспечивает меньшую плотность упаковки, в результате чего цикл сушки ускоряется или занимает столько же времени.

Более высокая цена готовых к наполнению пробирок в сравнении с традиционными пробирками будет компенсирована на уровне общей стоимости владения. Снижаются затраты на инвестиции, потребление энергии и средств инженерного обеспечения, так как машины для мойки, системы воды для инъекций и стерилизационные туннели не требуются. Несмотря на то, что фармацевтическая отрасль в целом достаточно консервативна, для этой технологии найдется применение как в опытных установках, так и в промышленном производстве. Система уже работает на этапе запуска в Азии. Система включает сублимационную сушилку компании GEA с проталкивающей системой разгрузки. Ожидается, что полномасштабное производство начнется в 2015 году.

Вывод

Маловероятно, что гнездовые пробирки смогут заменить стандартные в стандартном процессе лиофилизации и транспортировки. Однако эта инновационная разработка открывает новые возможности для производства будущего. Транспортировка пробирок в гнездовом контейнере может быть с легкостью реализована в существующем и апробированном оборудовании для лиофилизации, поэтому и гнездовые контейнеры, и технология готовы к использованию.

Список литературы

  • Ф. Мерли, «Повышение эффективности для фармацевтических компаний», SCHOTT Solutions1, 43-45 стр. (2014 г.).
  • Г. Дойчле, «Компания Schott знает, как повысить эффективность», Man. Chem. (www.manufacturingchemist.com/technical/article_page/Schott_fills_a_need_to_improve_efficiency/97826).

Назад