Standardy

Spis treści

Farmaceutyka to automatyka!

Farmaceutyka to automatyka! Produkcja w przemyśle farmaceutycznym i medycznym związana jest ze stosowaniem różnorodnych maszyn i systemów automatyki. Poniżej przedstawiamy kilka wybranych produktów, które spotkać można w tego typu aplikacjach.

Czujniki wizyjne serii VeriSens CS firmy Baumer

procesor obrazu F EX 3.5,
technologia rozpoznawania położenia FEXLoc 360°,
konfiguracja przez komputer,
metalowa obudowa przemysłowa ze stopniem ochrony IP 67,
wbudowane wskaźniki L ED,
wbudowana soczewka 10 mm lub 16 mm,
pięć cyfrowych wejść/wyjść,
zastosowanie: kontrola obecności, położenia, wymiarów (długości, grubości, wysokości), rozpoznawanie kształtów.

Proficy Batch Execution

zgodność z ISA S 88*,
programowanie w języku I EC 61131-3 SFC,
możliwość wielokrotnego wykorzystania zdefiniowanych procedur,
funkcja C ampaign management do porządkowania procesów i planowania listy wsadów,
funkcja T ransition B reakpoints do określania przerw w realizacji wsadów,
współpraca z systemami HMI/SCADA zgodnymi z OPC, PLC oraz systemami DCS.

Fot. 2. Maszyna do liofilizacji (źródło: Lyofal)

Personel zakładów farmaceutycznych powinien być również automatycznie informowany o podwyższeniu lub obniżeniu w stosunku do wartości progowych temperatury, wilgotności oraz ciśnienia w pomieszczeniach kluczowych dla ciągłości pracy fabryki. Czynniki środowiskowe wpływają bowiem na jakość produkcji i bezpieczeństwo pracowników.

Przykładowo za duża temperatura przyspiesza namnażanie się bakterii. Pod wpływem nadmiernej wilgotności zepsuciu mogą ulec substancje w proszku, granulaty, produkty liofilizowane i inne o właściwościach higroskopijnych. Wahania ciśnienia z kolei powodują niekontrolowany przepływ powietrza z pomieszczeń oraz do nich.

Monitorować należy też stężenie szkodliwych substancji w powietrzu, które mogą pojawić się w wyniku rozszczelnienia lub uszkodzenia pojemników z chemikaliami. W związku z tym, że niektóre z substancji używanych do produkcji leków są łatwopalne lub wybuchowe, w fabrykach i laboratoriach instaluje się systemy detekcji oraz sygnalizacji pożaru.

KONTROLA JAKOŚCI

Niewłaściwe stężenie substancji leczniczych w serii tabletek, oznakowanie opakowania niezgodne z jego zawartością, zanieczyszczenia w ampułce z lekiem lub w kroplach do oczu spowodować mogą śmierć lub problemy zdrowotne pacjentów. Producent ponosi wówczas straty finansowe, wizerunkowe, a także może być pociągnięty do odpowiedzialności karnej.

Dlatego kontrola jakości produkcji w branży farmaceutycznej jest obowiązkowa. Najczęściej w tym zastosowaniu używane są systemy wizyjne. Ich rozpowszechnianiu się sprzyja m.in. rozwój algorytmów przetwarzania obrazów, technologii obrazowania 3D oraz dostępność kompaktowych kamer inteligentnych.

Dzięki tym ostatnim można do minimum ograniczyć liczbę komponentów potrzebnych do budowy systemu kontroli wizyjnej. Gdy wymagane jest utrzymanie sterylności produkcji, jest to dużą zaletą. Systemy wizyjne pozwalają wykryć różne defekty produktów.

Przykładowo wykorzystując algorytmy dopasowania wzorca oraz OCR/OCV, sprawdzić można czytelność oraz poprawność informacji drukowanych na etykietach umieszczanych na opakowaniach lub na ulotkach.

Algorytm wykrywania krawędzi jest z kolei używany do sprawdzania poziomu napełnienia butelek, detekcji zagiętych lub uciętych etykiet, zliczania obiektów wzdłuż linii (na przykład tabletek w blistrach), detekcji uszkodzeń szyjek butelek oraz sprawdzania, czy opakowanie jest szczelnie zamknięte.

Funkcje wykrywające zmiany jasności obrazu oraz rozpoznawania kolorów są natomiast użyteczne w sprawdzaniu, czy butelka ma zakrętkę, czy nakrętka jest właściwa, czy karton zapakowano do pełna oraz czy na dnie opakowania nie ma zanieczyszczeń. W zakładach farmaceutycznych używane są też systemy inspekcji rentgenowskiej oraz spektroskopii ramanowskiej.

Te ostatnie pozwalają m.in. skontrolować rozkład substancji w tabletce, co jest wymagane w wypadku leków dawkowanych przez podział na części. Inspekcja rentgenowska z kolei sprawdza się w wykrywaniu zanieczyszczeń oraz wybrakowanych lub uszkodzonych produktów, do których nie ma bezpośredniego dostępu (przykładowo zapakowanych).

System wizyjny weryfikuje treść etykiet

W pewnym zakładzie wdrożono system inspekcji wizyjnej etykiet współpracujący z systemem sterowania linią etykietowania. Naklejki w formie rolek są najpierw dostarczane do drukarki. W tym urządzeniu na papier samoprzylepny nanoszone są informacje o produkcie, m.in. unikalny kod i data ważności.

Na wyjściu drukarki zamontowana jest kamera, która wykonuje zdjęcie każdej z naklejek. Obraz ten jest następnie przesyłany do komputera, na którym zainstalowane jest oprogramowanie do analizy obrazów z funkcją OCR/OCV. Ponieważ na tym etapie błędnych etykiet nie można usunąć z rolki są one kolejno naklejane na butelki, do których później zostaną włożone tabletki.

W międzyczasie sprawdzana jest poprawność i czytelność napisów umieszczonych na naklejkach oraz to, czy dane te zostały naniesione w odpowiednim miejscu. Wyniki tej analizy przesyłane są do sterownika głównego linii etykietowania.

Jeżeli zostanie wykryta błędnie zadrukowana naklejka aktywowany jest mechanizm pneumatyczny. Zrzuca on pojemnik z tą etykietą do kosza umieszczonego przy przenośniku.

AUTOMATYKA POZA PRODUKCJĄ

Surowce do produkcji leków, gotowe wyroby, a nawet odpady z zakładów farmaceutycznych mogą stać się celem kradzieży. Przed osobami niepowołanymi należy też chronić pomieszczenia kluczowe dla płynności produkcji, jak na przykład centrum sterowania. Dlatego dostęp do poszczególnych części zakładu jest ograniczany.

W tym celu instaluje się czytniki m.in. kart zbliżeniowych oraz cech biometrycznych (wzorów tęczówki oka, linii papilarnych, geometrii twarzy, geometrii dłoni, układu naczyń krwionośnych palca). Są one połączone z kontrolerami, które sterują mechanizmem automatycznego otwierania/zamykania drzwi.

Ponadto większość pomieszczeń jest monitorowana, podobnie jak tereny wokół zakładów. By usprawnić zarządzanie systemami kontroli dostępu, monitoringu i alarmowymi, jak również użytkowymi (m.in. sterowania wentylacją, klimatyzacją, filtracją powietrza, oświetleniem, zasilaniem) w fabrykach z tej branży często wdraża się systemy zarządzania budynkiem.

Wiele zadań na etapie opracowywania receptury leków oraz ich testowania wymaga wykonania ogromnej liczby powtarzających się czynności. Konieczne są przy tym: duża sprawność, precyzja i skupienie, na przykład podczas przenoszenia próbówek i operowania nimi.

Dlatego coraz częściej ludzi na tym etapie wspierają automatyczne manipulatory typu pick and place oraz systemy pozycjonujące. Dzięki tym urządzeniom wytyczne wymaganych procedur są lepiej przestrzegane, a naukowcy mogą więcej czasu poświęcić innym zadaniom.

Inspekcja rentgenowska w kontroli zawartości blistrów

W reakcji na skargi klientów zgłaszających brak tabletek w blistrach, ich pęknięcia, a nawet całkowite rozkruszenie jeden z producentów zdecydował się uzupełnić funkcjonujący w zakładzie wizyjny system kontroli jakości o system inspekcji rentgenowskiej. Proces pakowania lekarstw rozpoczyna się od włożenia tabletek do plastikowych blistrów.

Następnie opakowania te są na przenośniku transportowane do stanowiska kontroli jakości wyposażonego w kamerę połączoną z komputerem, na którym zainstalowano oprogramowanie do analizy obrazów. Na podstawie zdjęć kolejnych fragmentów blistrów na tym etapie wykrywane są te opakowania, w których nie ma pastylek.

Braki te uzupełnia się, a do sporu blistrów przykleja folię. Później są one w perforatorze dzielone na części o odpowiedniej liczbie tabletek. To właśnie na tym etapie najczęściej dochodzi do uszkodzeń pastylek, których bez dodatkowej kontroli nie można by już wykryć. Zastosowanie kolejnego systemu wizyjnego nie wchodzi w grę, ponieważ plastikowa część blistrów wykonana jest z materiału nieprzezroczystego.

Następnie opakowania te są transportowane do stanowiska kontroli rentgenowskiej. W trakcie tego badania blistry na przykład z pokruszonymi pastylkami zostają od razu zidentyfikowane.

Opakowania takie są wówczas automatycznie usuwane z taśmy do kosza zamontowanego przy taśmociągu. Oprócz uszkodzeń pastylek inspekcja promieniami X pozwala też wykryć różne zanieczyszczenia w tym produkcie.

KONSTRUKCJE I MATERIAŁY

Ważną sprawą w produkcji lekarstw jest zapewnienie sterylnych warunków, co uzyskuje się, eliminując źródła zakażeń. Na ludzi w tym celu nakłada się obowiązek noszenia odzieży ochronnej, natomiast w przypadku elementów wyposażenia linii technologicznych stosuje się odpowiednie materiały oraz specjalne rozwiązania konstrukcyjne.

Do budowy czujników, pomp, zaworów i innych urządzeń, których powierzchnie mają styczność z surowcami lub produktami, używa się materiałów odpornych na korozję. Nie powinny też one reagować ze środkami stosowanymi do ich mycia i dezynfekcji. Przykładem jest stal nierdzewna, która jest podstawowym materiałem wykorzystywanym do wyrobu elementów w wykonaniu higienicznym.

Ponadto powierzchnie mające kontakt z produktem muszą być trwałe (nie powinny się ścierać, kruszyć, złuszczać) i najlepiej, by były polerowane, dzięki czemu ich czyszczenie będzie łatwiejsze. Środki używane do wykończania powierzchni (farby i lakiery) nie mogą być toksyczne.

W związku z tym, że wyposażenie linii produkcyjnych jest często myte (pod ciśnieniem) i dezynfekowane, ważną kwestią jest szczelność obudów. W konstrukcji samych urządzeń należy ponadto unikać takich elementów, do których dostęp jest utrudniony lub w których gromadzić się mogą resztki produktów (tzw. strefy martwe).

Na stanowiskach, na których z powodu specyfiki procesów lub używanych materiałów możliwy jest wybuch lub pożar, wykorzystywać należy urządzenia gwarantujące bezpieczeństwo użytkowania w takich warunkach.

Janusz Małgorzaciak

Ekspert rozwiązań ERP w dziale aplikacji biznesowych Microsoft Dynamics Microsoft

Jaka jest specyfika wdrożeń rozwiązań ERP w branży farmaceutycznej? Jakie są wymogi stawiane tego typu systemom?

Wdrożenia systemów klasy ERP w branży farmaceutycznej różnią się od wdrożeń w innych sektorach ze względu na obowiązujące w niej rygorystyczne regulacje prawne. Jakość wyprodukowanych leków, suplementów diety czy dermokosmetyków musi zostać potwierdzona najwyższymi standardami i zgodna z obowiązującym prawem.

Szczególne wymagania dotyczą walidacji wdrażanych rozwiązań informatycznych, która polega na udokumentowaniu, że rozwiązanie działa zgodnie z określonymi uprzednio wymaganiami użytkownika oraz polskim i międzynarodowym prawem farmaceutycznym.

System ERP musi być skalowalny i elastyczny, aby można go było dostosowywać do zmieniających się warunków rynkowych w sektorze farmaceutycznym. Powinien również gwarantować pełną identyfikowalność i bezpieczeństwo wszystkich etapów związanych m.in. z zakupem i kontrolą surowców, produkcją i dystrybucją produktów do odbiorców.

Jak wdrażane są tego typu systemy w sektorze farmaceutycznym? Co jest kluczem do sukcesów we wdrożeniach?

Firmy z sektora Life & Science często nadal nie spełniają wymogów w zakresie walidacji systemów skomputeryzowanych oraz nie mają odpowiedniego wsparcia ze strony swoich partnerów technologicznych, stąd wiele wdrożeń kończy się niepowodzeniem.

Zadaniem producentów oprogramowania ERP jest analiza funkcjonowania firmy, ustalenie priorytetów, rozdzielenie kompetencji oraz odpowiedzialności pomiędzy siebie a klienta. Gdy potrzeby firmy oraz podział zadań są uzgodnione, wdrożenie przebiega płynnie i bez zakłóceń.

Można je również podzielić na etapy - wdrożyć odpowiednie funkcjonalności w obszarze produkcji, finansów, kontroli jakości, logistyki, zarządzania projektami czy transportu.

Bardzo często firmy farmaceutyczne decydują się w pierwszej kolejności na wdrożenie systemu ERP w obszarze złożonej produkcji, aby planować, monitorować i realizować wszystkie etapy wytwarzania, a jednocześnie cały ten proces kalkulować.

Warto również wspomnieć, że partner wdrożeniowy powinien dostosować system do przepisów obowiązującego prawa farmaceutycznego oraz norm i standardów branżowych.

STANDARDY

Producenci leków są zobligowani do przestrzegania licznych norm. Standaryzują one procedury, według których realizowane powinny być kolejne etapy produkcji leków, od prac badawczych, przez badania kliniczne, jak również sam proces produkcji i pakowania leków. Wytyczne dla tej ostatniej fazy zawarte są w standardach Dobrych Praktyk Wytwarzania (Good Manufacturing Practice, GMP).

Producenci muszą też stosować się do zaleceń krajowego prawa farmaceutycznego oraz nakazów odpowiednich dyrektyw obowiązujących w Unii Europejskiej. Przykładem tych ostatnich jest dyrektywa 2001/83/WE.

Jej celem jest ograniczenie zjawiska fałszowania i podrabiania lekarstw i produktów medycznych poprzez utrudnienie wprowadzania takich wyrobów do obrotu na rynkach UE. W tym celu dyrektywa ta ujednolica sposób znakowania produktów farmaceutycznych oraz sprawdzania autentyczności tych oznaczeń.

Monika Jaworowska

Wykorzystane w artykule zdjęcia (o ile nie zaznaczono inaczej) pochodzą z firm Roche oraz Haupt Pharma.

Spis treści