Kontinuierliches Herstellverfahren für Arzneimittel

Die pharmazeutische Produktion ist eine der am stärksten regulierten Branchen. Die Pharmaindustrie muss nicht nur außerordentlich hohen Qualitätsstandards genügen. Auch termingerechte Lieferung und gleichzeitige Wettbewerbsfähigkeit sind elementare Anforderungen. Die kontinuierliche Verbesserung und Anpassung der Produktionsabläufe sind somit unerlässlich.

Der Arzneimittelhersteller Pfizer hat in seinem Werk in Freiburg die ersten vollautomatisierten kontinuierlichen Herstellungsprozesse in der Tablettenfertigung eingeführt. Die dafür genutzte Technologie heißt PCMM (Portable Continuous Miniature Modular) und bildet im Gegensatz zur bisherigen chargenweisen Batch-Produktion einen kontinuierlichen Prozess ab. Die einzelnen Herstellungsschritte von der Bereitstellung der Rohstoffe bis zur Fertigstellung der Filmtablette laufen ohne Unterbrechung ab.

Das kontinuierliche Verfahren besteht aus mehreren Schritten: Nach dem Wareneingang werden zunächst die Wirk- und Hilfsstoffe (API) in großen Behältern (Big Bags) bereitgestellt. Der zweite Schritt besteht aus dem Dosieren. Hier gelangen die Stoffe über ein vollautomatisches Fördersystem in den Produktionsprozess und werden entsprechend der Medikamentenzusammensetzung genau dosiert. Schließlich vermengt die neuentwickelte Mischvorrichtung (CMT, Continuous Mixing Technology) die Wirk- und Hilfsstoffe zu einer homogenen Mischung, die dann in der Tablettenpresse weiterverarbeitet wird. Alle Herstellschritte sind in einer kompakten Anlage kombiniert, die volles "Containment" herstellt und nur wenige Quadratmeter Produktionsfläche belegt.

Der kontinuierliche Herstellungsprozess stellt einen Showcase für Industrie 4.0 dar. Das Verfahren ist hochautomatisiert und wird von modernster digitaler Technologie und vernetzten Computersystemen überwacht, reguliert und gesteuert. Im weltweiten Verbund des Konzerns können Daten für Entwicklung und Fertigung in Echtzeit ausgetauscht werden, was Effizienz und Geschwindigkeit gleichermaßen steigert, ganz im Sinne der Idee von Industrie 4.0.

Das kontinuierliche Herstellungsverfahren verkürzt nicht nur den Produktionsprozess, sondern reduziert mögliche Fehlerquellen und stellt durch die Kombination von APC (Advanced Process Control) und PAT (Process Analytical Technology) sicher, dass alle Phasen des Produktionszyklus eines Arzneimittels kontrolliert, dokumentiert und überwacht werden. Die Produktionszeit einer kompletten Charge ist auf wenige Stunden reduziert und über die Laufzeit kann eine rasche Anpassung an Markterfordernisse erfolgen. Ein weiterer eminent wichtiger Vorteil ist die extrem geringe Cycle Time, die Bestände zu reduzieren hilft und eine wesentlich bessere Anpassung an den Marktbedarf ermöglicht.

Darüber hinaus hat der Prozess einen erheblichen Einfluss auf Ressourcenschonung, da durch die kondensierte Bauweise das Raumvolumen deutlich geringer ist, wodurch die zu reinigenden Flächen minimiert und energieintensiven Faktoren HVAC (Heating, Ventilation und Airconditioning) stark reduziert werden können.

Durch die kompakte Anlage benötigt Pfizer nur einen Raum und auch keine Puffergebinde (beispielsweise Container) mehr, um die einzelnen Prozessschritte der Pharmaherstellung abzubilden. Dadurch entstehen weniger Reinigungsoperationen, was einen äußerst positiven Einfluss auf Ressourcenverbrauch und Abwasser hat. Der geringere logistische Aufwand verbessert die CO₂-Bilanz des innovativen Herstellungsverfahrens zusätzlich.

Der Paradigmenwechsel von der konventionellen Batch-Produktion zur kontinuierlichen Produktion basiert auf jahrelangen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Pfizer Forschungszentrum Groton (USA) in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen GEA und der Hochschule Gent. Ein weiterer Erfolgsfaktor war die Überarbeitung der gesamten Lieferkette und die Integration der Lieferanten. Ablaufpläne und Materialflüsse mussten neu implementiert werden.

Trotz des stark reglementieren Umfelds im Pharmabereich und des hohen technologischen Aufwands zeigt dieser Paradigmenwechsel, dass man kontinuierliche Prozesse auch im Pharmabereich als Plattformtechnologie implementieren und somit auf lange Sicht eine ressourcenschonende und kosteneffiziente Produktion abbilden kann.

Der Pharmakonzern Pfizer beschäftigt in Deutschland rund 2500 Mitarbeiter an den Standorten Berlin, Karlsruhe und Freiburg. Die Freiburger Produktionsstätte mit ihren 1600 Mitarbeitern nimmt eine wichtige Vorreiterrolle in der innovativen Erforschung und Entwicklung moderner Arzneimittel sowie der kontinuierlichen Produktion ein und setzt damit weltweit anerkannte Technologiestandards.