Integrazione fra isolatori e robotica per una produzione di farmaci sicura e senza sprechi

La flessibilità di produzione, la riduzione dei rischi di contaminazione e degli scarti sono i requisiti fondamentali delle produzioni farmaceutiche ad alto valore. Steriline risponde a queste esigenze con linee complete sotto isolatore e integrate con soluzioni robotiche.

di Alessandro Bignami

Flessibilità e sicurezza del processo farmaceutico appaiono le direttrici lungo le quali si stanno affermando le tecnologie più avanzate di Steriline, tra cui per esempio l’integrazione fra isolatori e robotica, come è stato possibile osservare dai molti visitatori dello stand allestito alla fiera CPhI di Barcellona, nell’ottobre scorso. Per capirne di più sui vantaggi e le potenzialità delle linee sotto isolatore e delle soluzioni robotiche, siamo andati a intervistare, nella sede dell’azienda a Como, due figure tecniche altamente specializzate in queste tecnologie: Mario Fusi, Design & Technology Director, e Roberto Campagnoli, Robotics Software Engineer di ISS (Innovative Security Solutions), spin off del Politecnico di Milano, situata a Lomazzo (CO) e controllata da Steriline.

Sebbene già ben nota ai lettori di ICF, ricordiamo che Steriline è una realtà consolidata nella produzione di linee complete per il riempimento sterile di prodotti iniettabili al servizio delle società farmaceutiche in tutto il mondo.

Quali sono le richieste che vi vengono maggiormente rivolte dagli utilizzatori di tecnologia robotica?

Roberto Campagnoli: “Il driver principale è la grande flessibilità di produzione. La robotica può arrivare a soddisfare esigenze estremamente specifiche. I clienti sono affascinati dal funzionamento e dalle potenzialità dei robot, che però conoscono ancora poco. Cosa che del resto non mi stupisce, se pensiamo che nel pharma vengono utilizzati da non più di 15 anni. Per questo è importante esplorare con il cliente le possibilità che questa tecnologia offre, gettando uno sguardo anche alle esigenze future. Con i robot è possibile programmare cicli produttivi ampi e volti soprattutto a ridurre gli scarti della lavorazione: una priorità assoluta per le case farmaceutiche, che trattano talvolta prodotti costosi e ad alto valore. Molto apprezzata è infatti la possibile ripetibilità delle operazioni, che in caso di errori vengono automaticamente ripetute senza incorrere appunto in scarti di prodotto. Va ricordata inoltre la possibilità, da parte del robot, di modificare alcune parti della macchina in funzione di un cambio formato. ISS e Steriline stanno persino sviluppando un progetto che prevede l’assemblaggio e la sostituzione in automatico delle pompe volumetriche in ambiente asettico”.

Nell’ambito degli isolatori quali sono invece le esigenze più diffuse?

Mario Fusi: “La tendenza è anzitutto quella di installare linee produttive complete sotto isolatore, con un conseguente aumento della domanda per le nostre soluzioni. L’obiettivo primario è minimizzare gli effetti dell’intervento umano sulla lavorazione del farmaco, a partire dal rischio di contaminazione. L’integrazione dell’isolatore con la tecnologia robotica ci permette di creare un ambiente protetto con una presenza dell’operatore praticamente solo esterna. Il risultato di questa mancata interazione fra persona e prodotto garantisce una maggiore sicurezza per entrambi ed una conseguente qualità del prodotto, come da ricetta richiesta. La domada di sicurezza per gli operatori è sempre più centrale e sfidante, poiché i prodotti trattati sono in molti casi altamente attivi, oppure si tratta di virus o sostanze pericolose lavorate presso laboratori di ricerca”.

State avendo riscontri significativi nel settore delle terapie geniche e cellulari. Quali sono le loro peculiarità dal punto di vista di un fornitore altamente tecnologico come Steriline?
Fusi: “Si tratta di applicazioni ad alto valore aggiunto per piccoli lotti e produzioni limitate e personalizzate. L’installazione di un isolatore anzitutto semplifica molto la progettazione dell’ambiente dove si svolge la lavorazione, poiché consente, fino alla classe C, di non dover lavorare in camera bianca, evitando le complicazioni che questa comporta nella gestione del sito. Inoltre vengono velocizzate di molto le operazioni di installazione e collaudo. In poche ore infatti si ottiene la sterilizzazione dell’ambiente interno mediante principalmente l’utilizzo di vapore d’acqua ossigenata o altre soluzioni che si stanno pian piano affermando. La facilità di pulire e sterilizzare l’isolatore consente di cambiare in modo rapido e sicuro il prodotto da trattare, evitando rischi di cross contamination. Sono tutte caratteristiche apprezzate non solo nelle terapie geniche e cellulari, ma anche nelle linee per grandi volumi. Nelle piccole produzioni è soprattutto la parte robotica, in realtà, a fare la differenza”.

Per quali motivi, soprattutto?

Campagnoli: “Prima di tutto perché i robot permettono manipolazioni complesse e una gestione sicura di prodotti molto costosi dove, come dicevamo, bisogna ridurre al minimo gli scarti e salvaguardare il contenitore e il farmaco finale. Per la loro flessibilità, i robot si rivelano soluzioni ottimali per esempio in caso di produzioni che richiedono volumi limitati e utilizzano contenitori RTU (Ready-To-Use), all’interno per esempio dei laboratori sia di centri di ricerca sia di grandi industrie. A partire dalla gestione del contenitore pre-sterilizzato, tutte le operazioni avvengono in questo caso all’interno della macchina, in automatico, senza bisogno di aggiungere la lavatrice e il tunnel di depirogenazione”.

Fusi: “Anche l’integrità e l’estetica dei contenitori vengono totalmente preservate. Si evitano per esempio graffi, segni e imperfezioni sui flaconcini di vetro, dato che non sfregano più fra loro. Ci sono paesi, come il Giappone, in cui anche un difetto estetico di questo tipo, per altri magari quasi impercettibile, non viene accettato e induce a scartare il prodotto”.

Come avviene l’integrazione fra robot e isolatore?

Fusi: “Bisogna anzitutto mettere a punto un concetto di macchina complessivo alla luce dei requisiti degli impianti farmaceutici ove li stessi verranno installati. Da un punto di vista meccanico, il robot deve poter raggiungere tutti i punti previsti dall’applicazione senza mai ‘coprire’ le aree di processo e i contenitori aperti, dato che i prodotti devono essere raggiunti direttamente dall’aria filtrata che ne garantisce la sterilità. La simulazione in 3D aiuta in questo caso a capire, con una fedeltà superiore al 95%, quali saranno le movimentazioni del robot”.

La revisione dell’Annex 1 alle GMP per la produzione di farmaci sterili sta spingendo la domanda dei vostri isolatori?

Fusi: “L’effetto sull’aumento della richiesta è innegabile. L’Annex 1 rivisto costituisce un passo importante perché pone fine a delle prassi che erano state finora, almeno in certi casi, tollerate. Gli accessi degli operatori sulle macchine devono ora rispettare regole molto più restrittive, anche per gli oRABS (open-Restricted Access Barrier System). Ciò porta a superare definitivamente le resistenze verso gli isolatori, che erano visti come meno accessibili e limitanti per la libertà di movimento. A parità di condizioni di lavoro, l’isolatore resta infatti la soluzione ora come ora più sicura e vantaggiosa, seppure richieda un maggiore investimento iniziale”.

Quali saranno a vostro avviso i prossimi step tecnologici per isolatori e robotica?

Campagnoli: “La robotica, in realtà, è una tecnologia giovane che ha ancora tante potenzialità da esprimere. La sfida sarà più che altro portarla all’interno di macchine e applicazioni ancora più complesse rispetto a quelle realizzate finora. In ISS ci stiamo concentrando anche sulla strumentazione da implementare insieme ai robot. Penso per esempio ai sistemi di ispezione visiva con telecamere, che consentono un ulteriore salto di qualità nel controllo della produzione, riuscendo a vedere in tempo reale, per esempio, il livello del liquido all’interno della singola siringa o la posizione dei tappi sui flaconi. Ancora una volta, l’obiettivo è lo ‘zero sprechi’ assoluto”.

Fusi: “L’ispezione visiva avrà sicuramente un impatto importante anche sul fronte degli isolatori. Che andranno a loro volta nella direzione di un sempre minor coinvolgimento fisico dell’operatore. Stiamo già pensando ad isolatori senza guanti e quindi senza alcun intervento umano. Sulla parte di processo, si lavora molto sull’ottimizzazione dei cicli di sterilizzazione, che devono essere sempre più sicuri e brevi, soprattutto nelle produzioni continue e di massa, dove la velocità è una variabile cruciale”.

Il Covid ha lasciato dei segni?

Fusi: “Durante la pandemia i tempi erano così stretti che spesso si preferiva l’installazione di oRABS. Ma ora che le modalità di consegna sono tornate pressoché alla normalità, i produttori farmaceutici scelgono quasi sempre l’isolatore. Questo conferma che si tratta di un trend tecnologico importante e destinato ad alimentare ulteriormente la crescita di Steriline”.

“Cresce la qualità nel Medio Oriente. Dal Nordamerica tante richieste per la robotica”

Steriline è reduce dalla partecipazione a CPhI Barcelona, che si è svolta lo scorso ottobre. Il Direttore Commerciale Federico Fumagalli si esprime positivamente sulla recente esperienza spagnola: “Possiamo dirci decisamente soddisfatti per la qualità e la quantità di clienti incontrati a Barcellona. Il livello di affluenza di visitatori ha raggiunto, o addirittura superato, quello di altre fiere importanti di settore tenutesi tipicamente in Germania”.

La presenza ai principali eventi internazionali si colloca nella strategia dell’azienda lombarda, che esporta ovunque. Nell’ambito specifico degli isolatori e delle tecnologie, Fumagalli spiega che “le richieste di linee complete sotto isolatore arrivano ormai da tutto il mondo. L’area del Medio Oriente sta aumentando decisamente la domanda sia in termini di numero di offerte che in termini di qualità delle macchine richieste. Per le applicazioni robotiche il maggior interesse arriva dai mercati più maturi, come quello nordamericano ed europeo, ma anche da paesi asiatici avanzati, come Corea del Sud e Taiwan. Nel 2023 gli ordini ricevuti dal Nord America sono quasi esclusivamente per applicazioni robotiche!”.

A essere meno effervescente in questa fase, sottolinea il manager, è il mercato europeo “a causa dei grandi investimenti fatti in periodo Covid per aumentare la capacità produttiva di vaccini, ma ance per via dell’inflazione e degli elevati tassi di interesse”.

Sotto il profilo tecnologico, le soluzioni di Steriline continuano a puntare all’obiettivo zero sprechi. “Parlando con alcuni clienti è emerso che il valore del singolo flacone venduto, prodotto da macchine con questa filosofia, è estremamente elevato: si parla anche di decine di migliaia di euro”, precisa Fumagalli. “Per questo motivo, ogni singolo flacone che viene riprocessato dalla macchina, invece che essere scartato, rappresentando quindi un costo, assume un valore importante che può essere tradotto in fatturato”.

Interessanti prospettive, anche a livello nazionale, sono offerte dal mercato delle CGT, le terapie geniche e cellulari, sempre più utilizzate contro malattie come il cancro e le patologie rare: “In Italia il settore CGT è in crescita. Quanto all’estero, abbiamo ricevuto già un buon numero di ordini per questo tipo di preparazioni sia dall’Europa che dal Nord America. Si tratta di applicazioni robotiche sotto isolatori con un elevato grado di automazione”.

Continua intanto la fase di crescita dell’azienda, che attende con impazienza l’apertura della nuova area produttiva. che concentrerà l’intera attività aziendale in un unico polo intorno all’attuale headquarter comasco. “Il 2023 si chiuderà in maniera molto positiva, con un carico di lavoro che è in costante aumento. Nel 2024 finalmente inizieremo le opere per l’ampliamento della parte produttiva qui a Como e contiamo di completare i lavori entro la fine dell’anno prossimo”, conclude Federico Fumagalli.