Risultati comprovati: Eli Lilly

RISULTATI

• Riduzione dei costi di ingegnerizzazione del primo circuito nell'ordine delle 10 volte
• Riduzione dei tempi di formazione
• Riduzione del 25% dei tempi di configurazione
• Riduzione del 50% dei tempi di installazione e collaudo del sistema
• Tempi di implementazione ridotti
• Tempi/costi di convalida ridotti

APPLICAZIONE
Fermentazione batterica farmaceutica in lotti

CLIENTE
Eli Lilly and Company. Nel 1982 il prodotto Humulin di Lilly (insulina umana biosintetica) è diventato il primo prodotto farmaceutico al mondo realizzato con batteri geneticamente modificati mediante la tecnologia del DNA ricombinante. Alcuni altri noti farmaci di Lilly sono l'antidepressivo Prozac e gli antibiotici Ceclor (cefaclor) e Vancocin (vancomicina idrocloride). Storicamente, l'azienda può vantare di essere stata la prima ad avviare la produzione di massa della penicillina utilizzando la tecnologia della fermentazione.

SFIDA
Fino a poco tempo fa, l'automazione dei processi in Lilly in genere prevedeva strutture di produzione di un singolo prodotto dedicate e convalidate in modo da soddisfare le normative della FDA, strutture che venivano quindi tenute in funzione quanto più a lungo possibile senza apportare modifiche. Strutture di dimensioni medio-grandi potevano essere gestite da sistemi di comando distribuito (DCS), mentre le aree più piccole da controllori logici programmabili (PLC).
I produttori di farmaci cercano di evitare di modificare i controlli perché ogni modifica richiede una riconvalida, un'operazione costosa sia in termini di perdita di produzione che di intensività della documentazione. L'area di produzione per fermentazione di Humulin di medie dimensioni di Lilly, ad esempio, ha continuato a funzionare per 15 anni con i controlli originali. Le apparecchiature di produzione hanno ancora molti anni di vita utile, ma le parti di ricambio stanno diventando sempre più difficili da trovare. L' automazione e alcuni strumenti dovranno essere sostituiti a breve e sarà necessario riconvalidare i controlli. I sistemi di Fisher-Rosemount e Foxboro, oltre ad alcuni sistemi progettati in house, sono stati sempre utilizzati fin dagli anni '70 del secolo scorso.

SOLUZIONE
La produzione flessibile è un obiettivo
L'approccio di Lilly alla produzione farmaceutica prevede un progressivo abbandono delle strutture dedicate. Il passo per lo sviluppo dei prodotti tende ad accelerare, specialmente nell'intento di contrastare patologie specifiche con prodotti creati ad hoc e derivati da reazione di biosintesi. L'azienda sta ora costruendo strutture con aree dei processi più flessibili e di dimensioni più ridotte, che è possibile collegare in diverse configurazioni o dedicare a produzioni diverse. La riconvalida dei processi resta un problema, ma i vantaggi in termini di flessibilità della produzione sopravanzano nettamente i costi. Anche la progettazione iniziale mediante la modularità del S88 (standard di controllo dei lotti ISA S88) aiuta a ridurre i costi.
L'ideale dell'automazione scalabile
Il passaggio all'installazione di nuove strutture più flessibili, oltre all'aggiornamento di molte strutture meno recenti, sta cambiando l'approccio di Lilly all'automazione dei processi. 
Fino a poco tempo fa, il costo del primo canale in un sistema di automazione si aggirava sui € 450.000. Oggi la nuova automazione scalabile taglia questi costi fino a € 45.000 o anche meno. Ora è possibile prendere in considerazione un DCS per piccole applicazioni che solo un anno fa avrebbero richiesto apparecchiature ibride PLC/interfaccia operatore (OI). L'attuale automazione scalabile si è rivelata un fattore prestazionale decisivo per le strutture di medie dimensioni.
Per verificare la fattibilità e la convenienza dell'automazione scalabile, Lilly ha temporaneamente scollegato una parte del sistema DCS esistente che gestiva un serbatoio inoculante di un bioreattore in una struttura pilota di ricerca e sviluppo. 
La struttura di ricerca sulla fermentazione è stata selezionata per una serie di ragioni. Prima di tutto, ci ha consentito di evitare di mettere a rischio il prodotto, come sarebbe accaduto interagendo con un sistema di produzione. Il secondo motivo è che il successo in un ambiente pilota si sarebbe tradotto in un successo nell'ambiente di produzione, poiché le operazioni di produzione sono in genere più stabili. Terzo, il successo in un processo di fermentazione assicurava il successo anche nelle operazioni chimiche. I batteri sono imprevedibili e il loro controllo presenta sfide molto più complesse rispetto allo
sviluppo di farmaci chimici. Infine, una mancanza di flessibilità del controllo diventa immediatamente evidente in un impianto pilota di fermentazione in cui i processi cambiano costantemente, è necessario apportare modifiche al controllo e la strumentazione è più ampia.