Praxisnahe Containment-Lösungen
Spektrum
Containment gilt als die sicherste Lösung für Anlagen in der Pharmaindustrie. Allerdings stellen Containment-Projekte aufgrund ihrer Komplexität eine weitaus größere Herausforderung dar als herkömmliche Investitionsprojekte. Mit durchdachten Konzepten lässt sich diese Komplexität jedoch meistern und man kann dabei noch die Kosten senken.
Mit der zunehmenden Anzahl hochwirksamer Wirkstoffe in der pharmazeutischen Oral-Solid-Dosage(OSD)-Produktion ist das Containment zu einem wichtigen Thema für die Pharmaindustrie geworden. Damit lassen sich nicht nur die potenziellen Gefahren einer Kreuzkontamination minimieren, sondern auch die immer strenger werdenden gesetzlichen Vorschriften erfüllen – U.S. Food and Drug Administration (FDA), Good Manufacturing Practice (GMP), Atmosphères Explosibles (ATEX), aber auch durch Gesundheits- und Sicherheitsvorgaben. Allerdings gibt es Containment-Anlagen nicht von der Stange, und die Unsicherheit ist groß, wenn es um die Gestaltung von Prozessen mit Containment geht.
Ohne Frage sind die Herausforderungen komplex: Je nach Anlagengröße, Platzverhältnissen, Produkteigenschaften ist eine individuelle Auslegung nötig. Containment-Anlagen erschweren die Bedienung und minimieren insgesamt die Flexibilität. Ein pragmatischer Ansatz hilft, nicht nur die Kosten zu senken, sondern auch die spätere tägliche Arbeit zu erleichtern. Diosna hat bereits in zahlreichen Projekten ein High Containment realisiert und verfügt daher über genügend Erfahrung, um zu beurteilen, welche Containment-Strategie für den zu realisierenden Prozess die beste ist.
Das Wichtigste zuerst: Es gibt kein „Total Containment“. Offene Flanken entstehen z. B. beim Einbringen der Rohstoffe und beim Entnehmen des Endproduktes. Insbesondere beim Abkoppeln entstehen immer wieder mal Expositionen, die sich zwar durch Dichtungen (sei es nun statische oder aufblasbare Dichtungen oder Doppelklappensysteme) minimieren lassen, allerdings nicht bis auf null. Dies ist selbst dann nicht der Fall, wenn Glove-Boxen und Rapid-Transfer-Systeme ins Spiel kommen. Die Expositionen werden hier lediglich auf ein absolutes Minimum reduziert, der apparative Aufwand ist jedoch immens.
Ansatz für Kosteneinsparungen
Die Herausforderung: Zum Zeitpunkt der Errichtung der Anlage stehen viele wichtige Kennzahlen für die Bewertung von Containment-Strategien noch nicht zur Verfügung, z. B. der Long Term Time Weighted Average (LTTWA). Daher schlagen viele Betreiber einen Sicherheitsfaktor auf – dies führt zu einem „Overdesign“ der Containment-Anlagen. Hier liegt großes Potenzial für Kosteneinsparungen. Überhaupt sollte man Containment-Bereiche so weit wie möglich reduzieren, da diese über Raum-/Druckkaskaden isoliert werden und viele Schleusen benötigen.
Ein-Raum-Konzepte sollten – soweit möglich – automatisiert werden, damit die Aufenthaltszeit so gering wie möglich ist. Dabei können Automated Guided Vehicles (AGVs) wertvolle Hilfestellung leisten.
Ist dies verfahrenstechnisch nicht möglich, müssen die Rohrleitungen zu den vor- und nachgeschalteten Geräten geschlossen gehalten werden. Bei Diosna wird dies z. B. im Granulations-System CGS mit Washing-in-Place(WIP)-System umgesetzt. Die Anlage enthält z. B. einen integrierten Containermischer, der mittels eines Vakuums beschickt wird und damit bereits inhärent sicher ist.
Auch Befüll- und Entleerschnittstellen müssen so weit wie möglich eliminiert werden, da diese immer kritisch sind. Dies gelingt etwa mit dem Single-Pot-System von Diosna. Darin werden das Mischen, die Granulierung und die Trocknung in einem System umgesetzt. Die Mischbehälter sind dazu doppelwandig ausgeführt und besitzen spezielle Wellendichtungen für den Vakuumbetrieb. Vakuumpumpstand und Heiz-/Kühlgeräte befinden sich im technischen Bereich.
Containment bei kleinen Chargen
Für kleine Chargen bis etwa 5 kg hat sich der Einbau der Prozessanlagen in Isolatoren bewährt (Abb. 1). Dank der kleineren Abmessungen lassen sich Pumpen, Mischer, Trockner und Mühlen gut im Isolator bedienen. Größe und Gewicht der einzelnen Bauteile erlauben ein komfortables Handling der Materialien und der Anlagenkomponenten, selbst mit Handschuhen. Isolatoren sind sehr sicher, trotz manueller Durchführung der Prozesse ist eine Freisetzung von Wirkstoffen so gut wie ausgeschlossen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil für die Entwicklung von Arzneimitteln in Isolatoren ist die hohe Flexibilität: Prozesse können einfach angehalten oder geändert werden, Apparate lassen sich nahezu jederzeit öffnen, um Produkte zu prüfen oder Proben zu ziehen.
Alternativ kann man Single-Use-Systeme für die Übergabepunkte verwenden (Abb. 2). Die Investitionskosten sind geringer. Auch die Reinigung, die Validierung und die Wartung sind einfacher. Aufgrund der Einwegmaterialien sind allerdings die Betriebskosten höher und der Prozess lässt sich nicht vollständig automatisieren. Daher ist diese Lösung v. a. für die Zugabe kleiner Mengen (bis zu 5 kg) interessant oder wenn nur gelegentlich unter Containment-Bedingungen gearbeitet wird.
Reinigungskonzepte für das Containment
Zum Schluss soll noch ein kurzer Blick auf die Reinigung geworfen werden. Auch hier eröffnen sich Möglichkeiten zur Kosteneinsparung ohne Abstriche an der Sicherheit. So ist nicht immer eine Cleaning-in-Place(CIP)-Lösung die beste Wahl, evtl. reicht auch WIP aus. Zu beachten ist, dass CIP-Reinigungssysteme immer viele Ventile, Düsen, Rohre, Schläuche, Pneumatikleitungen und Kabel mit sich bringen. Diese müssen allesamt installiert, gesteuert, qualifiziert und während des gesamten Lebenszyklus instandgehalten werden. Abschließend sollte bei allen Anlagenteilen darauf geachtet werden, dass diese gut zugänglich sind und einfach inspiziert werden können. Dann lassen sich diese auch sicher reinigen.
Fazit
Containment-Lösungen gehören zu den sichersten Konzepten in der Wirkstoffentwicklung und sind mittlerweile auch bei kleineren Chargen umsetzbar. Bevor diese Konzepte eingeführt werden, empfiehlt sich jedoch ein pragmatischer Blick auf die Anlage. Damit lassen sich nicht nur Kosten einsparen, sondern auch Bedienung und Wartung vereinfachen.
Weitere Informationen:
Diosna Dierks & Söhne GmbH
Andre Duwendag
Prozesstechnologe
Am Tie 23
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