القوارير المتداخلة الجاهزة

ونظرًا للمنتجات المطورة حديثًا، والدُفعات الأصغر حجمًا، والمنتجات الأكثر قوة، والحاجة إلى حلول تعبئة قوارير مرنة وفعالة وتتسم بالكفاءة، فهناك متطلبات مستمرة من قِبل صناعة الأدوية والتقنية الحيوية لجعل عملية التجفيف بالتجميد أسرع وأكثر أمانًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة، ولا سيما فيما يتعلق بالتحولات.

أحد هذه المنتجات، تم تطويره حديثًا بواسطة شركة SCHOTT، وهو نظام قارورة adaptiQ^® المتداخل. ويمكن استخدامه مع أنظمة التعبئة المتداخلة الحالية حيث يسمح لشركات الأدوية بالتجفيف بالتجميد ومعالجة قوارير ممتلئة داخل المجموعة المتداخلة. وقد تم اختبار النظام، بالتعاون مع GEA، للتأكد من مدى ملاءمته لعملية التجفيف بالتجميد في كل من المصنع التجريبي القياسي والمجفاد على نطاق الإنتاج، وتحديدًا لتقييم قدرات التعامل مع نظام التحميل والتفريغ القياسي.

"تُقدم القوارير نظيفة ومعقمة وجاهزة للاستخدام في تشكيل مجموعة متداخلة/حوض محكم الغلق. يمكن للمستخدم بعد ذلك جلب المجموعة المتداخلة/الحوض إلى منطقة الاحتواء - سواء كان نظام حاجز الوصول المقيد مفتوح/مغلق أو عازل - حيث يمكن فتحه يدويًا أو تلقائيًا." 

The adaptiQ®

وقد تسنى مناقشة النتائج مع يوهانس سيلش، مدير المنتج، ALUS™، في GEA. حيث يقول: "إن تركيزنا، سويًا مع شركة SCHOTT، كان لمعرفة كيف يؤثر منتج القارورة المتداخل على عملية التجفيف بالتجميد، خاصةً فيما يتعلق بالمناولة (التحميل والتفريغ)، في بيئة الإنتاج. وتعد الميزة الواضحة هي أنه لا توجد حاجة لاستخدام ماكينة غسيل أو نفق معقم أمام خط التعبئة. وتُقدم القوارير نظيفة ومعقمة وجاهزة للاستخدام في تشكيل مجموعة متداخلة/حوض محكم الغلق. يمكن للمستخدم بعد ذلك جلب المجموعة المتداخلة/الحوض إلى منطقة الاحتواء - سواء كان نظام حاجز الوصول المقيد مفتوح/مغلق أو عازل - حيث يمكن فتحه يدويًا أو تلقائيًا." ومن حيث الجوهر، فإن كل خطوات العملية ممكنة داخل المجموعة المتداخلة، والتعامل معها سلس وموثوق، وليس هناك اتصال للزجاج ببعضه. ويتم إنتاج الحاوية، والتنقية من البروجين والغسيل قبل عملية التداخل وبعدها يتم تعقيم العبوة بواسطة أوكسيد الإيثيلين الغازي (ETO). ويمكن نقل القارورة/حوض التعبئة، ووضع السدادة، والتجفيد والإغلاق باستخدام أغطية مثبتات مضغوطة بقوارير في المجموعة المتداخلة. وبالنسبة للرقابة التشغيلية والتغضين، فيجب إزالة القوارير من المجموعة المتداخلة وإعادة إدخالها للمعالجة الإضافية.

وأضاف قائلًا: "عادةً عند تشغيل عملية التجفيف بالتجميد، ينبغي على المستخدم غسل وتعقيم إطارات القارورة أو الصواني. وبعد العملية، يجب تكرار خطوة الغسيل/التعقيم. مع القوارير المتداخلة، لم يعد الأمر كما كان؛ إنها تقنية الاستخدام لمرة واحدة، ويمكن التخلص منها، كما أن خطوة غسيل ما بعد التجفيد ليست مطلوبة."

ومن النقاط الرئيسية الأخرى

المرونة: يمكن استخدام معدات التعبئة المتداخلة الحالية، وتتوفر ماكينات التعبئة المثلى للدفعات الصغيرة

جودة المنتج: يتم توفير القوارير نظيفة ومعقمة وجاهزة للتعبئة في مجموعة متداخلة/حوض؛ ولا يوجد تلامس بين الزجاج وبعضه أثناء النقل والتعبئة والمنتج النهائي؛ ويوفر النظام مزايا السلامة المتزايدة للمنتجات القوية للغاية.

تكاليف الملكية: انخفاض رأس المال المستخدم وخفض تكاليف التشغيل، وتقليل الأعطال أثناء التعبئة إلى أدنى حد وخفض مساحة الغرفة النظيفة المطلوبة.

مجموعة متنوعة من الأحجام

يمكن ربط المجموعات المتداخلة الفردية معًا وتتوفر مجموعة متنوعة من الأحجام، من 2/4 قطري (100 قارورة) و6/8/10/15 قطري (48 قارورة) إلى 20/25/30 قطري (25 قارورة) في شكل حوض قياسي للصناعة. ويحتفظ بالقوارير في مكانها في المجموعة المتداخلة من العنق، في أقراص العسل عالية الصلابة، باستخدام ثلاثة مشابك على طول محيط القارورة. وعلى هذا النحو، فهي غير قادرة على ملامسة قوارير أخرى، مما يمنع الخدوش والكسر وبالتالي يقلل من معدل الرفض. كما تحتوي المجموعات المتداخلة أيضًا على جدران لمجففات التجميد وقاطع التيار بالإصبع للإزالة اليدوية ودليل محاذاة لتحديد المواقع بدقة. وبما أنها مصممة لمعدات الملء الموجودة حاليًا ومعدات التعبئة المرنة الجديدة، فإن النظام قابل للنمو من البحث والتطوير (R&D) إلى الإنتاج التجاري. 

تحت ظروف الاختبار

"بعد اختبار القوارير المتداخلة باستخدام نظام تحميل درج قياسي، كان أداؤها جيدًا"، كما يشير يوهانس مستطردًا "بصرف النظر عما إذا كانت المجموعات المتداخلة قد تم تثبيتها معًا أو تركها دون اتصال. ولقد كان التفريغ باستخدام نظام قياسي أيضًا خاليًا من المشاكل." وعلق بأن الترابط على الأرجح يلعب دورًا أكبر في المناولة اليدوية؛ ولكن، بالنسبة للأنظمة الآلية، يمكن استخدام المجموعات المتداخلة كوحدات فردية. وأشار إلى إنه "في التطوير وعند معالجة المنتجات باهظة الثمن على دفعات صغيرة، فإن الترابطية ستكون ميزة أيضًا، لأنها تسهّل التحميل والتفريغ اليدوي"، مضيفًا أن: "المزايا الرئيسية هنا مبسطة ومستقرة في التحميل/التفريغ، وتقليل وقت التوقف عن العمل نتيجة لزيادة سرعة التحميل/التفريغ".

يمكن أيضًا إجراء عملية التداخل/إزالة التداخل تلقائيًا بسهولة،

• مما يوفر إمكانية الإزالة الموثوقة للقوارير (بشكل فردي أو على دفعات)
• وإعادة إدراج ثابتة للقوارير بعد فحص وزنها/إغلاقها.

ولا يزال إجراء المزيد من البحوث مستمرًا مع موردي الآلات لزيادة تحسين المعالجة المتداخلة. ويمكن أيضًا تجنب مشكلات الاحتواء باستخدام قوارير متداخلة مناسبة لكل من أنظمة حاجز الوصول المقيدة المفتوحة والمغلقة والعوازل ونظام التحميل والتفريغ الأوتوماتيكي (ALUS™) من GEA.

تقييد القدرة

وفيما يتعلق بالقدرة، يشير يوهانس: "لقد قمنا بحساب عدد القوارير التي يمكن معالجتها، بالتداخل وبدونه، باستخدام إجراء التحميل/التفريغ القياسي بدون إطارات أو أدراج. باستخدام مجفف التجميد بأبعاد قياسية للرف، تم تسجيل انخفاض في عملية التشغيل بنسبة تصل إلى 40% باستخدام قوارير متداخلة مقارنة مع قوارير غير متداخلة (بشكل سداسي)."

وتعليقًا على هذه النتائج، قال يوهانس: "يمكننا معالجة من 200 إلى 300 قارورة متداخلة في الدقيقة الواحدة لتحسين الكفاءة الكلية (100 قارورة/مجموعة متداخلة يعني 2-3 مجموعات متداخلة/دقيقة)، ولكن فقدان قدرة بنسبة 40% هو أمر لا يستهان به. وللاستفادة الكاملة من القوارير المتداخلة والتعويض عن هذه الخسارة في المستقبل، سيكون من الضروري معالجة هذه المسألة في مرحلة التصميم وإنتاج مجففات تجميد مصممة خصيصًا."

ومن المفترض أن تستخدم القوارير المتداخلة في البداية لمعالجة المنتجات باهظة الثمن. ومن الواضح أن زيادة الاستقرار المتأصل في النظام هو فائدة واضحة للمركبات ذات القيمة العالية أو القوية للغاية. كما أن القدرة على ضمان عدم سقوط أي قارورة أو إلحاق الضرر بها من الاعتبارات الأساسية. وحتى معدل الانخفاض غير المتداخل بنسبة 0.02% عند العمل في مرفق احتواء مرتفع أو مع كمية محدودة من منتج سام قد يكون إشكاليًا ويستغرق وقتًا طويلًا في معالجته.

ويضيف يوهانس قائلًا: "يشير الاتجاه الحالي إلى أنه لن يتم استخدام القوارير المتداخلة لمعالجة كميات كبيرة من المنتجات ذات القيمة المنخفضة، ولكن فقط من أجل دفعات صغيرة من المنتجات عالية القيمة. وهذا لا يمنع استخدام نظام التحميل والتفريغ الأوتوماتيكي، على الرغم أنه؛ في كثير من الأحيان، يتم استخدام أنظمة التحميل/التفريغ الأوتوماتيكية لمنع تدخل المشغل، والحد من مخاطر التلوث وحماية كل من المنتج والمستخدم، لا سيما عندما يتعلق الأمر بمنتجات فعّالة."

اختبارات المعالجة

في اختبار التجفيف المقارن في مقياس المنشأة الصناعية التجريبية، تمت معالجة محلول المانيتول بنسبة 3% في مجفف التجميد القياسي. واستخدمت القوارير المتداخلة وغير المتداخلة (الشكل السداسي). وأظهر الاختبار أن وضع القوارير في المجموعات المتداخلة أدى إلى دورة تجفيف أسرع بنسبة 10% ويمكن أن يستنتج أن البلاستك المحيط بها ليس له تأثير عازل ضار، وأن الترتيب الأقل كثافة للقوارير في المجموعة المتداخلة يؤدي إلى تأثير إيجابي على الوقت الكلي للتجفيف.

ولتوسيع نطاق مجفف التجميد على مستوى الإنتاج، تم إجراء اختبار مماثل مع مانيتول بتركيز 3%. ومرة أخرى، تم الحصول على نتيجة مماثلة.

بالإضافة إلى ذلك، تم فحص السدادة أيضًا وكانت النتيجة متطابقة تقريبًا لكلتا المجموعتين من القوارير. وكان من اللافت للانتباه، على الرغم من أن إصلاح القوارير في المجموعة المتداخلة منع السدادات من الالتصاق بأرفف مجفف التجميد، ولم تسقط أي قارورة متداخلة أثناء الإجراء.

وعند النظر إلى قيم الرطوبة المتبقية، لوحظ أن نتائج القارورة المتداخلة كانت أفضل قليلًا من القوارير غير المتداخلة عند حواف الحاويات. حيث تعمل المساحة الإضافية بين القوارير على تحسين تدفق التسامي وتقليل المستوى الإجمالي للرطوبة المتبقية. ويشير يوهانس: "بشكل عام، وبصرف النظر عن التباين الضئيل في مستويات الرطوبة المتبقية، لا يوجد فرق على الإطلاق بين النتائج التي تم الحصول عليها من القوارير المتداخلة وغير المتداخلة في عملية التجفيف بالتجميد على مستوى الإنتاج. وأن البيانات قابلة للمقارنة للغاية."

"ولكن بالنسبة لسوق المستحضرات الصيدلانية، فمن المهم إثبات أن القوارير المتداخلة يمكن استخدامها بفعالية في مجفف تجميد تجريبي وكامل، ومع نظام تحميل/تفريغ قياسي، بدون مخاطرة، وأنه يمكن تحقيق نفس النتائج بالمقارنة مع استخدام شكل القارورة السداسية المنتظمة (الشكل 4). وأضاف قائلًا: "على حد علمنا، ليست هناك أي عيوب مرتبطة بالقوارير المتداخلة عندما يتعلق الأمر بحل المنتجات النهائية المجفدة".

وخلاصة القول، تسمح قوارير SCHOTT adaptiQ^® بالتجفيف بالتجميد المتداخل ومن الممكن بشكل واضح استخدام المجموعات المتداخلة في أنظمة التحميل والتفريغ الأوتوماتيكية الحالية. وهي تلبي متطلبات صناعة المستحضرات الصيدلانية بأن المجموعة المتداخلة مصنوعة من مادة مثبتة وأن قيعان القوارير يمكن الوصول إليها بحرية لتمكين التجفيف بالتجميد للتركيبات الحساسة دون الحاجة إلى إزالة القوارير من المجموعة المتداخلة. ويوفر تشكيل المجموعة المتداخلة والحوض، المستخدم في المحاقن المعبأة مسبقًا، كثافة تغليف أقل تسمح بدورات تجفيف مكافئة أو أسرع.

وسيتم تعويض السعر الأعلى للقوارير المعقمة الجاهزة للتعبئة مقارنة بالقوارير التقليدية بأكثر من مستوى مجمل تكاليف الملكية (TCO). ويمكن تقليل الاستثمار واستهلاك الطاقة واستهلاك المرافق من خلال الحد من استخدام ماكينات الغسيل وأنظمة المياه المستخدمة في الحقن (WFI) وأنفاق التعقيم. وعلى الرغم من كون المنتجات الصيدلانية العملاقة إحدى الصناعات المحافظة، هناك تطبيقات واضحة لهذه التقنية في كل من البحث والتطوير والإنتاج على نطاق واسع. وهناك نظام يجري تشغيله بالفعل، في مرحلة البدء، في آسيا. ومن المتوقع أن يبدأ الإنتاج الكامل في عام 2015 الذي يشمل مجفف التجميد GEA بنظام تفريغ بدفع من الخلف.

الخاتمة

من غير المحتمل أن تحل القوارير المتداخلة محل القوارير غير المتداخلة في التجفيف بالتجميد القياسي ودورات إنتاج مناولة القارورة. غير أن هذا التطور المبتكر يفتح إمكانيات جديدة للإنتاج في المستقبل. ويمكن بسهولة تنفيذ معالجة القارورة المتداخلة في معدات التجفيد الحالية والمثبتة، وعلى هذا النحو، فإن كل من المجموعات المتداخلة والتقنية تكون "جاهزة للاستخدام".