製藥製造工藝的新興趨勢

製藥行業繼續見證著重大的變革和 挑戰。考慮到全球經濟的不確定 性，醫療成本的增加和專利過期，這個行業 似乎正處於一個混亂狀態。與此同時，市場 變得多樣化，新的增長領域被打開了。新興 市場的迅速發展，藥物研究的進展，仿製藥 生產的興起，高濃度藥物的出現以及製造工 藝的創新將持續改變全球製藥行業的格局。

越來越多的製藥企業正在被單次使用係 統的簡易性和速度所吸引。

根據最近的一項調查顯示，2016年全球 花在製藥上的花費將達到約1.2萬億美元。所 謂的“製藥新興”市場的占比超過了全球人 口的三分之二。在未來五年他們用於製藥的 花費將翻倍，隨著人口增長和收入增加助推 了藥物的大規模使用，這些新興市場將達到 2016年全球花費的30%。改善的購買藥物渠 道得到了一係列政府醫療保健政策和項目的 支持。由於成本壓力的日益增加和本地需求的增長，生產被轉移到了新興市場。在許多 情況下，這也適用於仿製藥的生產。工業化 國家在全球製藥花費的份額將持續減少， 同時由於專利到期並伴隨著對非專利分子 的高仿製使用，用於仿製藥的花費將增加。

生物技術也將有助於花費的增加，因為 研究帶來了世界各地治療患者的臨床研究進 展。個性化醫學領域的尖端科技發展已經能 為分層群體定製複雜的解決方案。我們觀察 到製藥與醫療技術應用相結合的全球趨勢。

新的藥物輸送裝置的發展越來越注重病人 的個體需要。比如吸入器這樣的裝置，將 活性物質輸送到需要的地方就是必要的應 用。為了方便和易於使用，胰島素筆這樣 的工具已經被特別地優化，而設備趨於變 得更小巧，使用起來也更安全。從這個意 義上來說，醫療技術的應用提高了患者的 生活質量。同時，藥物輸送裝置被作為一 項體現產品差異化的針對性措施。

為了與這些進展保持同步，需要利用工 程專業技術來設計能夠操作，包裝和保護這 些物質的設備。在製藥，生物製藥，疫苗和 抗病毒藥物的生產和包裝過程中必須最大程 度的小心謹慎並注意細節。以這些要求為前 提，我們看到了製藥工藝和包裝設備領域出 現的五個特別趨勢，即：不斷增長的、通過 檢測技術實現藥品質量和安全的需求；處理 高濃度物質的能力；適應小批量尺寸的範圍 和研究目標；單次使用部件應用的增加；以 設備綜合效率（OEE）為基礎，通過優化製 造工藝來提高生產率的需求。

確保製藥的質量和安全

嚴格的製藥質量和安全標準，如美國食 品和藥物管理局的過程分析技術（PAT）指 南以及良好的生產規範（GMP）為醫藥製造工藝搭建了框架。他們的目的是降低產品召回的風險， 最重要的是旨在保障消費者的健康。為了遵守這些法 規，行業需要在他們的生產線中集成可靠和高端的檢測 技術設備。由於100%的控製已成為強製性要求，製造 商在增加產量、提高效率和檢測精度方麵不斷的麵臨挑 戰；主要的重點在於完全自動化的解決方案。手動和半 自動化設備仍運用於研究領域、定製的小批量應用和被 完全自動化機器拒絕後的重新檢測中。使用光譜方法， 壓力衰減或高電壓的物理檢測可以用來發現泄漏和容器 裂縫。

質量控製對於製造液體和固體藥物是必不可少的，比 如注射器，安瓿瓶，藥水瓶，片劑和膠囊。微粒檢測中使 用最廣泛和可靠的方法是“靜態劃分”（SD）技術。它 的名字來源於其區分靜態和運動物體的能力，使用透光 性並借由測量動態光波動來檢測運動微粒。投影的光線 穿透液體到達一個光學SD傳感器，這樣就可以區分液體 和固定物體中包含的微粒。SD技術也適合於檢測充填水 平。相應地，複雜的高速相機使得對於微粒和容器外觀 缺陷的可靠檢測成為可能。結合這兩種檢測方法能提供 最佳的檢測結果。

基於X射線技術的機器提供了全麵的控製膠囊質量和 重量的手段。得益於軟件開發和新的成像能力，這些技術 正在迅速發展。許多最近開發的檢測平台能夠同時檢查所 有的質量特征，如重量，外來微粒，膠囊頂部和底部變 形，實時的和在高通量比率下的長度。

高濃度物質的管理

高濃度藥物已經得到了廣泛使用，這使得製造商更加 注意保護供應鏈的所有環節，以免受到潛在危害的影響。

特別在過去10年，密封對於藥品製造商的重要性在穩步 提升，而且將持續下去。腫瘤學和免疫學領域的發展使得 在治療癌症時增加了對高濃度和高毒性物質的使用，也因此在密封這些物質時遇到了新的挑戰。在供應鏈中，如果 密封技術沒有得到有效應用，工人和藥品本身都將麵臨風 險。同時，對於高濃度藥物，比如激素，GMP指南要求采 用專用設施來減少交叉汙染的風險。

因此，處理高濃度藥物是建立在保護藥物和員工以免 二者彼此接觸的原則上，同時盡可能少的使用手動幹預。

最新的設備解決方案傾向於使用自動化和機器人技術來減 少人類對任何生產物質的接觸。行業監管者製定的越來越 嚴格的指導方針導致製造商越來越依賴屏障技術，如隔離 器。屏障技術使得完全封閉，密封和加壓的裝置與操作 員完全分離。他們提供比傳統潔淨室更好的無菌保證， 還能顯著降低與許多傳統充填和最終修整方法相關的成 本。最先進的封閉式限製訪問屏障係統（cRABS）包含 有毒化合物，通常會在容器內使用正向壓力和空氣過濾 係統。自動化清洗功能使得無需手動拆卸即可清洗機器 部件，沒有手冊，為員工提供了更好的防護以免其接觸 潛在的有害物質。

生產小批量尺寸

雖然個性化醫療仍然處於早期發展階段，但顧及了遺 傳變異的有針對性藥物將使大批患者在不久的將來接受高 度個性化的治療。個性化醫療將繼續要求更多靈活而多樣 的加工和包裝解決方案。小批量尺寸把重點從快速及大量 生產標準計量的產品轉移到使用優質材料來包裝更加個性 化的產品上。啟動時間短，易於切換以及高度自動化是考 慮的重點。

個性化醫療在被引入市場前需要付出大量研究和開發 的努力。在小型實驗室設備中誕生的配方需要最後被轉移 到生產規模的機器裏。然而，製造實驗室設備是非常複雜 和昂貴的。新的機器發展展示了在一台機器裏涵蓋幾乎整 個製造過程的可能性，從而極大減少了投資成本。從研發 部門放大到工業生產的規模，製造商努力縮短產品投放市 場前所用的時間。實驗室的過程可以通過使用小巧而靈活 的機械來優化。明確定義了關鍵的生產參數，這使得從實 驗室到生產規模的轉移更容易。近期開發的軟件現在能夠 計算所需的加工條件，從而節省了大量時間。無數的試驗 為科學家提供了從小批量試驗結果轉移到大型生產機械所 需的信息。

在高速發展的製藥市場，製造商很難預測患者需要的 下一個產品是什麽。因此，新機器必須是不會過時的，擁 有可伸縮而靈活的平台，並且能適應新的產品、特性和配 方。這些解決方案得到了大量使用的預消毒包裝風格的支 持，比如注射器，藥水瓶和藥筒。有了這些靈活的平台， 先進的機械能夠加工許多不同的容器。

利用單次使用組件

一次性使用組件能為滿足更高靈活性和消除潛在汙染 物提供有效的幫助。這個趨勢是行業安全規定，大量使用 高濃度物質，以及向小批量尺寸轉變所促成的結果。對產 品的接觸部件進行清潔、殺菌和驗證的耗時過程，特別是 在切換過程中，一直以來就是提高操作效率的絆腳石。包 括軟管、產品袋、充填針頭和管子在內的單次使用、預先 驗證、預先組裝、預先消毒的組件緩解了低效，並且能消 除由於漫長的清潔驗證而導致的產能損失和各批次間相互 汙染的風險。

越來越多的製藥企業正在被單次使用係統的簡易性 和速度所吸引，該係統輕鬆滿足了行業標準。在DIN ISO 14644-1第7級潔淨室裏組裝的最新單次使用組件通過無 菌的即插即用連接件連接到產品流，這些組件非常易於拆 除和裝袋，在無需斷開連接和將產品暴露在環境中的情況 下即可進行處置。市場領先的行業專家提供可隨時安裝且 容易被驗證的解決方案。使用全麵的方法來從事流動特 性，界麵，管道布置，分布和連接方麵的設計。這使得新 的單次使用充填係統既精確又安全，易於連接和操作，同時能在產品切換時節省大量時間。

提高生產率

一般來說，生產成本上升的壓力將迫使製造商在未來 幾年進一步從OEE方麵來提高生產率。仿製藥的大規模生 產將越來越多地轉移到新興市場，這將促進對耐用、高效 率機器的需求。為了維護和改進工廠的OEE，售後服務也 變得越來越重要了。

對於新藥的開發和上市，OEE是同等重要的。到目前 為止，小批量生產仍然是一項昂貴的投資。但是通過優化 機器的靈活性，自動化，易切換和放大性能，形勢已經發 生了很大變化，未來會繼續如此。這些改進使得製造商加 快了新藥的上市時間，同時遵守嚴格或新興的法規。順著 製藥價值鏈對機械和服務進行投資的製藥公司顯然將具有 優勢，他們將帶領行業進入一個充滿變革和機遇的、激動 人心的未來。