De uitdagingen van de markt

Ten eerste heeft de farmaceutische industrie een belangrijke verschuiving gekend van investeringen in productieapparatuur voor vaste toedieningsvormen, in de richting van generische producten en productie in onderaanneming. Aangezien de bedrijven in dit marktsegment door hun aard sterk gericht zijn op kostenverlaging, is er grote nadruk gelegd op productiviteit, flexibiliteit en procesrendement (d.w.z. minimaal productverlies). De kosten en betrouwbaarheid, en ook snelle assistentie ter plaatse zijn belangrijke criteria geworden bij de keuze van apparatuur. Bedrijven die werken op basis van research&development werden ook gedwongen om deze trend van kostenverlaging te volgen.

Ten tweede heeft de razendsnelle groei van nieuwe farmaceutische markten in het Midden-Oosten en het Verre Oosten (bijvoorbeeld India, China en Zuid-Korea) ertoe geleid dat in deze regio’s nu meer wordt geïnvesteerd in apparatuur voor vaste toedieningsvormen dan in Noord-Amerika en Europa. Dit legt een nog grotere druk op de prijs van apparatuur en heeft verschillende, in het westen gevestigde bedrijven ertoe aangezet het ontwerp, de vervaardiging en de assemblage van hun apparatuur te verleggen naar Azië.

Ten slotte is er, vanwege de grohogere werkzaamheid van nieuwe API’s, een groeiende behoefte aan betere bescherming van operators tegen de effecten van de verwerking van farmaceutische producten. De blootstelling van operators kan worden gereduceerd door het gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of door gebruik van highcontainment-apparatuur. Deze laatste oplossing heeft de voorkeur, voornamelijk om ergonomische redenen en omdat zij zowel het milieu in het algemeen als de faciliteit en het overige personeel een doelmatigere bescherming biedt.

Doorbraken in de technologie

Hoewel het werkingsprincipe en het fundamentele ontwerp van de rotatieve tabletpers al tientallen jaren niet zijn veranderd, zijn er door verschillende fabrikanten meerdere verbeteringen ontwikkeld en doorgevoerd in het machineontwerp. Deze hadden met name tot doel de kosten en doorlooptijden te verlagen en, belangrijker nog, de prestaties op het vlak van productiviteit, flexibiliteit en veiligheid te verhogen.

De nadruk bij de innovaties lag aanvankelijk op het verkorten van de tijd die nodig is voor machinereiniging en productwissels. De eerste belangrijke verandering was de “uitwisselbare draaitafel”, op de markt geïntroduceerd door Fette aan het begin van de jaren ‘90 en nu verkrijgbaar bij vrijwel alle fabrikanten. Hoewel dit machinekenmerk grote flexibiliteit biedt voor wat betreft de types tooling die op één en dezelfde machine kunnen worden gebruikt, is de tijdsbesparing bij het reinigen en formaatwissels beperkt. Na verwijdering van de draaitafel moet de complexe binnenkant van de tabletpers nog steeds worden schoongemaakt. Daarom werden de openheid van de structuur en de toegankelijkheid verder verbeterd (bijvoorbeeld in de XL-serie van Korsch). Een andere benadering kwam van IMA. Deze fabrikant gebruikte een revolutionair ontwerp zonder uitwisselbare draaitafel, maar met centrifugale matrijsvulling en CIP-mogelijkheid. Begin 2000 introduceerde GEA de uitwisselbare compressiemodule (ECM - Exchangeable Compression Module), een concept dat een bijzonder snelle productwissel mogelijk maakte dankzij offline reiniging, en verder een hoger niveau van stofdichtheid bood in vergelijking met machines met een conventionele verwijderbare draaitafel.

In recentere jaren is het machineontwerp in diverse opzichten gewijzigd om de onmiddellijke output van tabletpersen te verhogen. Hiervoor was het noodzakelijk om de efficiëntie van de geforceerde vulinrichtingen (vulschoen met schoepen) zo te verbeteren dat een gelijkmatige matrijsvulling — en dus stabiliteit in het gewicht van de tabletten — werd gewaarborgd bij deze hogere outputs. De volgende stap betrof het verhogen van het aantal persstations op de draaitafel (de matrijsplaatsegmenten van Fette, bijvoorbeeld; de uitwisselbare matrijzenschijf met dunwandige matrijzen van GEA) en/of het verhogen van de draaisnelheid van de draaitafel. Wanneer de draaisnelheid van de draaitafel wordt verhoogd, wordt de verblijftijd voor iedere afzonderlijke tablet korter, wat vaak resulteert in onvoldoende hardheid, capping of laminatie. De methoden die nu zijn ontwikkeld om een langere verblijftijd te handhaven omvatten het gebruik van de luchtcompensator en, in mindere mate, grotere drukrollen en stempels met een speciaal ontworpen kop.

De afgelopen 10 jaar zijn er ook belangrijke inspanningen gedaan om geheel nieuwe tabletproductielijnen te ontwerpen waarin hoog-actieve, toxische geneesmiddelen worden verwerkt. Aangezien de poederinlaat, behandeling, monstername en opvang van tabletten allemaal onder 'high containment' condities moeten plaatsvinden, werd het noodzakelijk volledige lijnen te ontwerpen waarin de randapparatuur werd geïntegreerd, zoals het poederdoseertation, de tablettenontstoffer, metaaldetector, stofafzuiger en tablettester. Aanvankelijk was de meestvoorkomende techniek het bouwen van isolators rondom de apparatuur en het voorzien in een wasmogelijkheid ter plaatse (WIP - Wash In Place). De modernste ontwerptrend gaat echter in de richting van containment bij de bron en offline wassen, omdat deze concepten de apparatuur kleiner van omvang, gemakkelijker te installeren en te bedienen en goedkoper maken.

Minpunten

De belangrijkste tekortkoming van moderne tabletpersen is het ontbreken van een geavanceerde procesbesturing. De meeste tabletpersen zijn voorzien van één regelcircuit met terugkoppeling, dat gebaseerd is op de meting van de einddrukkracht als indirecte schatting van het tabletgewicht. Dit wordt bijgestuurd met een externe controle op basis van monstername: om de 15–30 minuten wordt een monster van 20 tabletten genomen terwijl de machine 200.000 tabletten/uur produceert. Dit roept natuurlijk twijfel op over de statistische relevantie en nauwkeurigheid van deze methode. Er worden slechts heel weinig nieuwe procesbesturingsmethoden en nieuwe types sensoren geboden voor online monitoring en controle van andere kritische kwaliteitskenmerken van tabletten, zoals de hardheid, het API-gehalte en de oplostijd.