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Indústria 4.0: Melhorando o Desempenho da Indústria Farmacêutica e Processamento Asséptico

Por Richard Levy, Ph.D., PDA

O processamento asséptico tem sido um interesse meu desde que entrei pela primeira vez na Millipore Corporation como microbiologista no final dos anos 80 e comecei a me concentrar na esterilização da filtração. Apesar dos desafios de manter um ambiente asséptico e produzir um medicamento estéril, acreditei que um dia a ciência e a tecnologia permitiriam que os fabricantes tivessem o mesmo nível de confiança em produtos processados ​​assepticamente que tinham em produtos esterilizados terminalmente.

Em 1994, Michael Korczynski publicou um artigo na Revista PDA de Ciência e Tecnologia Farmacêutica intitulada “A Integração de Tecnologias Analíticas de Processo, Validação Simultânea e Programas de Liberação Paramétrica no Processamento Asséptico”. 1Fiquei entusiasmado com sua visão de futuro quando a integração de tecnologia analítica de processo (PAT), validação simultânea e programas de liberação paramétrica pudessem ser usados ​​para melhorar a qualidade de produtos e processos durante a fabricação e, como ele resumiu, resultar em melhorias econômicas e de eficiência. . No artigo, Korczynski escreveu sobre o uso inovador de métodos de análise online ou em linha e técnicas de medição, usando um exemplo hipotético. E ele descreveu o valor da utilização de dados em processo e em tempo real. Embora muito mais tenha sido publicado sobre o assunto por muitas autoridades desde então , o artigo de Korczynski vale a pena ser lido até hoje.

Avançando para 2014. Desde que o artigo da PDA Journal despertou meu interesse neste tópico, participei de várias reuniões sobre fabricação de produtos farmacêuticos e biofarmacêuticos. Nessas reuniões, eu sempre ficava impressionado com a frequência com que conversávamos sobre como avançar na visão de Korczynski, mas lamentamos quão pouco estava mudando com o processamento asséptico (e a fabricação farmacêutica em geral). A realidade, no entanto, foi que melhorias definitivas estavam em andamento. Naquela época, eu li um artigo sobre como a Merck & Co. havia aplicado ferramentas de tecnologia da informação para otimizar o rendimento na produção de vacinas. 2Meu interesse despertou, entrei em contato com Michele D'Alessandro, VP e CIO - fabricando tecnologia da informação na Merck, e a convidei para apresentar um trabalho sobre o projeto na Conferência de Vacinas do PDA / FDA de 2015. Michele aceitou, e sua apresentação, intitulada "Estudo de Caso: Usando Ferramentas Baseadas na Tecnologia da Informação para Otimizar os Rendimentos na Produção de Vacinas", demonstrou como insights acionáveis ​​para melhorar o rendimento poderiam ser aplicados em todas as etapas de fabricação, da fermentação à purificação. 3 Ela também destacou como um entendimento abrangente da aplicação de tecnologias de Big Data poderia resultar em insights profundos sobre os processos de fabricação. As peças do quebra-cabeça de dados pareciam estar se encaixando.

Avance de novo para 2016. Ouvi uma apresentação muito interessante de Andreas Traube da Fraunhofer IPA na Reunião Anual da PDA Europe intitulada “Industrie 4.0 - Readiness for Pharmaceutical Companies”. 4Andreas disse que estávamos agora à beira da quarta Revolução Industrial, impulsionada pela conectividade e integração holística, que permitirá novos ecossistemas de fabricação que conectam a fábrica com a rede de produção, bem como o consumidor através de novo design de infra-estrutura e redes otimizadas . A tese de Traube era de que há potencial de negócios para a indústria farmacêutica para capitalizar essa revolução. Isso foi realmente emocionante. Eu revisitei esses slides várias vezes desde então. No entanto, eu tinha perdido um benefício potencial interessante, que eu tenho certeza que estava lá, e é possivelmente o melhor fim para a história de melhorar o processamento asséptico.

Avanço rápido para hoje. Acabei de ler que o Google está lançando novos recursos em seu mecanismo de pesquisa de voos do Google, lançado em 2011. 5Como um viajante freqüente, eu estou sempre tentando obter a vantagem sobre o tempo, as companhias aéreas e os atrasos de vôo. Usando o Google Flight e outros aplicativos para smartphones que usam vários bancos de dados de voo, geralmente aprendo quando meus voos foram atrasados ​​ou cancelados pouco antes de eu receber a temida ligação “esta é a Southwest Airlines chamando com uma atualização de status de voo”. Um dos meus apps informa alterações no status do voo no que parece ser em tempo real. Por exemplo, não é incomum que eu saiba antecipadamente quando a Southwest (eu amo a companhia aérea) mudou o portão de chegada de um avião para o local onde eu deveria partir, sinalizando um possível atraso para o meu voo. Usando esse conhecimento avançado, posso ajustar meus planos de viagem conforme necessário, na maioria dos casos, levando a um melhor resultado. O Google espera poder prever alguns atrasos bem antes da confirmação oficial pela companhia aérea, e tem algoritmos que usa para fazer essas ligações muito antes do que posso esperar para ouvir sobre eles agora, mesmo usando meus aplicativos. O programa também irá fornecer razões para os atrasos, o que também é útil para mim, especialmente se eu estou tentando decidir se mudar para outra companhia aérea ou voltar para casa e tentar novamente amanhã.

Tendo dito tudo isso, a tecnologia não é perfeita, e eu fui enganado. No entanto, minhas experiências positivas me fazem pensar se as empresas farmacêuticas em breve poderão fazer o mesmo tipo de coisa que o Google Flights - ou seja, prever problemas que provavelmente enfrentaremos na fabricação de produtos farmacêuticos e no processamento asséptico.

Na reunião mais recente do Comitê Diretor de Operações e Ciência de Manufatura de PDA (MSOP) (do qual Michele D'Alessandro é membro), falamos sobre um projeto em andamento sobre inteligência de manufatura, que analisa a aplicação do Big Data. Também discutimos um projeto de liberação em tempo real de medicamentos, incluindo aqueles processados ​​assepticamente. E especialistas do setor nos falaram sobre manufatura contínua e inteligência artificial, pois ela será, sem dúvida, aplicada à fabricação farmacêutica e de biotecnologia.

Considerando o pensamento avançado do Comitê Gestor do MSOP e líderes de pensamento da indústria, bem como o rápido avanço da tecnologia em geral (por exemplo, Google Flights), a próxima geração de fabricação farmacêutica será indubitavelmente impulsionada pela Indústria 4.0, Big Data, realidade aumentada e inteligência artificial.

Olhando para a suíte de fabricação asséptica hoje, podemos ver de onde a diversidade de dados virá, para onde ela irá e como ela retornará. A Figura 1 apoia nossa visão do futuro no processamento asséptico. Especificamente, identifica várias áreas que podem se beneficiar de algum grau de conectividade do Industry 4.0: fabricação estéril, suporte de fabricação, laboratório, nuvem e paciente.

Cortesia da Carta PDA de março de 2017

Figura 1: Uma visão industrial do Industry 4.0 e da Internet industrial das coisas relacionadas ao processamento asséptico (desenvolvido pela equipe do PDA). Cortesia da Carta PDA de março de 2017.

Na fabricação estéril, o PAT, que usa sensores inteligentes em linha na linha de fabricação, seria vinculado ao chão de fábrica, ao laboratório e à nuvem. Os operadores usariam tablets para revisar procedimentos operacionais padrão (SOPs), analisar dados em tempo real e inserir observações. A equipe de gerenciamento e controle de qualidade pode se comunicar com o chão de fábrica via videoconferência online. Robótica móvel e informações de RFID sobre produtos e embalagens seriam alimentadas na nuvem, e a nuvem enviaria feedback em tempo real.

O suporte de manufatura incorporaria sistemas de planejamento e controle conectados. A cadeia de suprimentos conectada e as informações do paciente poderiam impulsionar as campanhas de fabricação e distribuição. A conexão homem-máquina poderia capitalizar as informações descentralizadas do processo em tempo real e fornecer treinamento e educação on-line. As conexões entre a equipe de suporte e as máquinas podem gerar modificações técnicas, manutenção e reparos. E a conexão com informações de qualidade e regulatórias poderia impulsionar melhorias de processo nas janelas de manufatura.

Os sistemas de laboratório receberiam informações de sensores on-line conectados e feedback e informações históricas da nuvem.

Os processos de coleta em tempo real descentralizados seriam roteados para a nuvem, onde ferramentas de Big Data, armazenamento de dados e AI se uniriam para analisar os dados e fornecer feedback para o chão de fábrica. E esse feedback da nuvem pode ser uma informação preditiva que chega às máquinas e aos operadores em tempo real.

Os pacientes podem fornecer mais feedback sobre os fatores humanos, enquanto os sistemas de saúde conectados fornecem resultados de saúde e dados de farmacovigilância.

Eu prevejo que não demorará mais 30 anos até capitalizarmos os conceitos originais que Michael Korczynski imaginou em 1994. Com o pensamento avançado do Comitê Gestor do PDA MSOP e nossos líderes do setor - e a convergência da Indústria 4.0, PAT, Big Data, aumentaram realidade e inteligência artificial - em breve, seremos capazes de integrar os recursos preditivos que nos permitirão alcançar os mais altos níveis de garantia de esterilidade com processamento asséptico.

O que você e sua empresa estão fazendo para abraçar o futuro? Por favor, deixe-me saber na seção de comentários abaixo.

Referências:

1. Korczynski, M (2004). A integração de tecnologias analíticas de processo, validação simultânea e programas de lançamento paramétrico no processamento asséptico. PDA J Pharm Sci e Tech, 58 , 181-191.
2. Henschen, D (2014). A Merck otimiza a manufatura com big data. InformationWeek . https://www.informationweek.com/strategic-cio/executive-insights-and-innovation/merck-optimizes-manufacturing-with-big-data-analytics/d/d-id/1127901 .
3. D'Alessandro, M (2015). Estudo de caso: Uso de ferramentas baseadas em tecnologia da informação para otimizar o rendimento na produção de vacinas. [Apresentação]. Apresentado na Conferência de Vacinas do PDA / FDA de 2015, Bethesda, Md.
4. Traube, A (2016). Industrie 4.0 - prontidão para empresas farmacêuticas. [Apresentação]. Apresentado na Reunião Anual de 2016 da PDA Europe. Berlim, Alemanha.
5. Perez, S (2018). O Google Flights agora prevê atrasos de companhias aéreas - antes que as companhias aéreas o façam. TechCrunch . https://techcrunch.com/2018/01/31/google-flights-will-now-predict-airline-delays-before-the-airlines-do/ .

Sobre o autor:

Richard Levy, Ph.D., é atualmente vice-presidente sênior de assuntos científicos e regulatórios da Parenteral Drug Association (PDA). Nesta capacidade, ele é responsável por dirigir e gerenciar as atividades científicas, regulatórias e de qualidade de uma associação de 10.000 membros com foco em fabricação farmacêutica e biotecnológica. Ele também é responsável por duas das publicações da associação: a Revista PDA de Ciência e Tecnologia Farmacêuticae a Carta PDA .