Automatisierung und Herausforderungen in der Pharmaindustrie

Die Pharmaindustrie ist eine Branche, die in den letzten hundert Jahren einen weiten Weg zurückgelegt hat. Noch im 19. Jahrhundert konnten sich Patienten nicht sicher sein, ob eine Arznei wirklich die versprochene Wirkung zeigte oder sogar schädlich war. Oft verschrieben die Ärzte Pillen zweifelhafter Herkunft und Wirksamkeit, die mitunter auch giftiges Quecksilber enthielten. Mit dem Pure Food and Drug Act in den USA wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts schließlich der Verkauf gepanschter Arzneimittel zwischen den Bundesstaaten verboten, was die Herausforderungen in der Pharmaindustrie keineswegs verschwinden ließ.

Obwohl dieses Gesetz alles andere als perfekt war, bildete es die Grundlage für die pharmazeutische Industrie, wie wir sie heute kennen. In den letzten Jahrzehnten ist diese Branche kräftig gewachsen. Über 48 % der Erwachsenen in den USA nehmen regelmäßig mindestens ein verschreibungspflichtiges Medikament ein. Außerdem haben mehrere Pharmaunternehmen mit der Entwicklung wirksamer COVID-19-Impfstoffe neue Geschwindigkeitsrekorde aufgestellt.

Doch mit dem rasanten Wachstum und den neuen Fertigungstechnologien müssen sich die Pharmaunternehmen auch neuen Herausforderungen stellen. Die Softwareplattform zenon von COPA-DATA wird diesen bestehenden und neuen Anforderungen gerecht. Unsere Lösung hilft Unternehmen in der Pharmaindustrie, langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben und neue Medikamente und Impfstoffe sicher und effizient zu entwickeln.

Herausforderungen in der pharmazeutischen Fertigung

Die Geräte und Anlagen der Pharmahersteller sind heute größer und komplexer als die Ampullen und Röhrchen in den Apotheken Mitte des 19. Jahrhunderts. Dank der Automatisierung können die Unternehmen ihre Prozesse optimieren, Verunreinigungen vermeiden und eine konstant hohe Qualität bei den hergestellten Arzneimitteln gewährleisten. Auf dieser Seite erfahren Sie mehr über einige der häufigsten Herausforderungen in der pharmazeutischen Fertigung und wie Automatisierung dazu beitragen kann, diese Hindernisse zu überwinden:

1. Vorschriften

Vorschriften sind per Definition eine Kombination administrativer, technischer und rechtlicher Maßnahmen. Im Zusammenhang mit der Pharmaindustrie erlassen Regierungen Vorschriften, um die Qualität, die Wirksamkeit und die Patientensicherheit von Arzneimitteln sicherzustellen. Außerdem sorgen bestimmte Vorschriften dafür, dass Informationen über Medikamente korrekt und zutreffend sind. 

Auf Bundesebene können sich Vorschriften immer wieder ändern, um den Bedürfnissen von Verbrauchern und Herstellern besser gerecht zu werden. Wer mit diesen Veränderungen nicht Schritt halten kann, muss mit hohen Geldstrafen rechnen und stellt im schlimmsten Fall die eigene Existenz aufs Spiel. Außerdem können die Patienten Schaden nehmen.

Daher werden Unternehmen, die auf dem US-Markt verkaufen, früher oder später von der FDA überprüft – unabhängig davon, ob sie Arzneimittel der Klasse II oder III, Wirkstoffe oder medizinische Geräte herstellen.

Einige Unternehmen erhalten auch das sogenannte Formblatt 483, manche sogar eine Abmahnung („Warning Letter“). Es ist wichtig, diese beiden Mitteilungen richtig einzuordnen, um angemessen darauf reagieren zu können.

Formblatt 483

Formblatt 483 (483 Observation) ist eine Feststellung im Zusammenhang mit einem im Zuge einer Überprüfung erkannten (potenziellen) Problem, das die FDA als wichtig erachtet. Sie kann sich auf das Werk, die Anlagen, Verfahren, Kontrollen, Produkte, Tätigkeiten oder Personalakten beziehen.

Bei „potenziellen Problemen“ sollte entsprechend den Beobachtungen der Prüfer eine hinreichende Wahrscheinlichkeit gegeben sein. Eine 483 Observation kann sich auch auf unzureichende Situationen beziehen, wobei die FDA Beispiele oder Erläuterungen dafür liefern muss, warum die jeweiligen Bedingungen als unzulänglich betrachtet werden.

Formblatt 483 kann für Unternehmen mit sehr hohen Kosten verbunden sein, manchmal Tausende oder gar Millionen. Der Grund: Wenn die aufgezeigten Probleme das gesamte System betreffen, kann eine 483 Observation Schulungen, Nachrüstungen, neue Prozesse oder andere Maßnahmen erfordern.

Am besten sollten daher mögliche Probleme, die eine 483 Observation nach sich ziehen könnten, antizipiert und solide Prozesse entwickelt werden, um entsprechende Szenarien zu vermeiden.

Die häufigsten Ursachen für eine 483 Observation:

• Abweichung von Verfahren
• Unzureichende Untersuchung und fehlende Korrektur- und Vorbeugemaßnahmen
• Fehlen schriftlicher Verfahren

Warning Letter

Dem gegenüber steht der Warning Letter, eine schriftliche Abmahnung der FDA, in der auf schwerwiegende Regelverstöße hingewiesen wird. Ein Warning Letter wird von der FDA ausgestellt, nachdem der Bericht der Prüfer und die Antwort des Unternehmens auf eine vorangegangene 483 Observation überprüft wurden.

Der Warning Letter gilt als Eskalation der 483 Observation.

Die wichtigsten Ursachen für einen Warning Letter:

• Schriftliche Verfahren nicht regelkonform
•  Personal befolgt nicht die Verfahren
• Einhaltung von Standards nicht dokumentiert

Ein Warning Letter muss innerhalb von maximal 15 Tagen schriftlich beantwortet werden.

In besonders schwerwiegenden Fällen kann die FDA dem betroffenen Unternehmen auch eine längere Frist einräumen.

Die im Warning Letter festgestellten Verstöße müssen untersucht und beseitigt werden, wenn das Unternehmen weiter auf dem US-Markt verkaufen will.

Warning Letters sind öffentlich, weshalb mögliche Verstöße eines Unternehmens frei einsehbar sind.

Ein Warning Letter kann ein Unternehmen ähnlich wie Formblatt 483 viel Geld kosten, da beide den Marktzugang verzögern.

Durch den Einsatz einer Softwareplattform, die die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben sicherstellt, können Pharmahersteller ihre Compliance in allen relevanten Bereichen verbessern.

Die Entwicklung und Zulassung eines verschreibungspflichtigen Medikaments dauern durchschnittlich zehn Jahre. Zu den wenigen Ausnahmen von dieser Regel zählen die COVID-19-Impfstoffe, die von der FDA Ende 2020 für den Notfalleinsatz zugelassen wurden.

Die hohen Forschungs- und Entwicklungskosten, aber auch die Tatsache, dass es sieben von acht Medikamenten nicht bis zur Marktreife schaffen, machen das Verfahren zusätzlich teuer und ineffizient.

Auch wenn es vielen Herstellern gelingt, die Kosten in den ersten 180 Tagen der exklusiven Arzneimittelproduktion wieder einzuspielen, kann der Druck zur Senkung der Arzneimittelkosten in Form von erfolgreichen Generika-Anträgen die Zahl der Wettbewerber auf dem Markt erhöhen. Sind mindestens zwei Generikakonkurrenten auf dem Markt, kann der Preis des ursprünglichen Markenmedikaments um bis zu 52 % sinken.

Biosimilar-Medikamente bilden die Funktion und Struktur von Markenmedikamenten mit nur geringen Unterschieden zu einem Bruchteil der Kosten nach. Einige Biosimilars werden von der FDA als austauschbar erachtet. Das bedeutet, dass ein Patient ein verschriebenes Medikament ohne vorherige Rücksprache mit dem Arzt durch ein Biosimilar ersetzen kann. Wie bei Generika sind auch bei Biosimilar-Medikamenten weniger Tests für eine Zulassung erforderlich, weshalb ihre Kosten niedriger sind.

Aufgrund des zunehmenden Wettbewerbs sowohl durch Generika als auch durch Biosimilars müssen Hersteller und Contract Development and Manufacturing Organizations (CDMOs) neue Wege finden, um auf dem Markt relevant und profitabel zu bleiben. Effizienzsteigerungen können beispielsweise helfen, Medikamente schneller zu entwickeln und so die Zeit bis zur Markteinführung zu verkürzen.

3. Datenintegrität bei der Digitalisierung

Die Zukunft der Dokumentation ist digital. Papierakten sind zeit- und arbeitsaufwändiger, da sie in der Regel von Menschen bearbeitet werden müssen. Zudem sind sie anfälliger für Fehler. Ein falsch eingegebener Vermerk oder eine Ziffer an der falschen Stelle können sich erheblich auf die Genauigkeit der Daten auswirken und im schlimmsten Fall sogar eine ganze Medikamentencharge unbrauchbar machen. Die Digitalisierung in der Pharmaindustrie trägt zu einer einwandfreien, effizienten Dokumentation bei, die sämtlichen Vorschriften entspricht.

Papiergestützte Prozesse in der Lieferkette können dazu führen, dass Dokumente verloren gehen, wichtige Informationen fehlen oder Missverständnisse entstehen. Die Digitalisierung der Kommunikation und Dokumentation innerhalb der Lieferkette hilft, diese Probleme zu verhindern, und ermöglicht gleichzeitig bessere Prognosen und mehr Flexibilität auf allen Produktionsebenen.

Die ISPE-Interessenvertretung Pharma 4.0 setzt sich aktiv für eine Erleichterung der Integration von Produktions- und IT-Systemen ein. Kürzlich hat die ISPE ein Konzeptpapier mit dem Titel „Connectivity between shopfloor and Manufacturing Operation Management Systems with OPC UA – A tangible step towards Plug & Produce (April 2021)“ veröffentlicht, an dem auch COPA-DATA mitgewirkt hat.

Die digitale Integration zwischen Produktions- und IT-Systemen ist eine zentrale Funktion der Softwareplattform zenon. Ein Beispiel dafür ist die integrierte MSI-Schnittstelle, mit der sich zenon nahtlos in das MES-System Werum PAS|X MES einfügt.

Durch die Wahl von Maschinen, die das Konzept Pharma 4.0 unterstützen, können Pharmahersteller ihre Digitalisierung vorantreiben und in allen Produktionsphasen Fehler reduzieren. Zudem können Sie einen Automation Integration Layer nutzen, um Daten für bestehende Anlagen zu übernehmen.

4. Geringe Veränderungsbereitschaft

Die geringe Bereitschaft für Veränderungen in der Pharmaindustrie hat verschiedene Gründe. Oft ist es die Unternehmensführung, die größeren Veränderungen skeptisch gegenübersteht und so einen Wandel erschwert. Darüber hinaus ist die Branche stark reguliert, weshalb jede Änderung mit hohen Kosten verbunden sein kann, da oft eine erneute Validierung erforderlich ist. Einige Hersteller setzen daher möglicherweise weiter auf papiergebundene Dokumentation, weil sich Fehler so leichter verbergen lassen. 

Vor allem angesichts der Vorschriften zur Datenintegrität müssen sich die Hersteller jedoch weiterentwickeln und verändern, zumal diese Regeln die Digitalisierung des Betriebs und die Umstellung auf elektronische Aufzeichnungen vorsehen. Nötig ist also ein massiver kultureller Wandel innerhalb der Branche. Damit die Pharmaunternehmen auch in den kommenden Jahren wachsen können und erfolgreich sind, müssen sie sich von der bisherigen Praxis verabschieden und den Blick auf die Zukunft richten.

Der nächste Wachstumsbereich in der Pharmaindustrie ist die personalisierte Medizin, bei der Behandlungen im Wesentlichen auf das genetische Profil eines Patienten zugeschnitten werden. Mit personalisierten Arzneimitteln können Ärzte, die in der herkömmlichen Therapie gängige Strategie von Versuch und Irrtum weitgehend vermeiden und den Patienten genau die Behandlung bieten, die sie brauchen – zum richtigen Zeitpunkt und in der optimalen Dosis. Mit der Verbreitung der personalisierten Medizin steigt auch der Bedarf an Medikamenten in kleineren Chargen, die zudem oft für jeden Patienten individuell angepasst werden müssen. 

Durch modulare Fertigung können die Pharmaunternehmen mehrere Chargen verschiedener Medikamente in der gleichen Anlage produzieren. Mit einer herkömmlichen Anlagenkonfiguration ist es schwierig, die Maschinen spontan umzustellen und anzupassen, um andere Arten oder Stärken von Medikamenten zu produzieren. Für eine modulare Produktion setzen einige Hersteller auf das Ballroom-Konzept, bei dem auf feste Anlagen verzichtet wird. Stattdessen lässt sich jede Anlage abhängig von den Produktionsanforderungen des Tages flexibel anordnen.

Je mehr Hersteller modular produzieren, desto mehr neue Technologien und Verfahren werden in den Anlagen benötigt. So brauchen die Hersteller beispielsweise eine Methode, mit der sie den Ablauf eines Prozesses effizient abbilden und planen können, wie sich die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen lässt.

Um sie bei dieser Herausforderung zu unterstützen, schlägt die Interessengemeinschaft NAMUR das sogenannte MTP-Konzept vor. MTP steht für „Modular Type Package“, ein Lösungsansatz zur Modularisierung und Flexibilisierung von Automatisierungssystemen in der Prozessindustrie. COPA-DATA ermöglicht mit der Softwareplattform zenon die Umsetzung des MTP-Konzepts und bietet weiterführende Informationen zu dem Thema.

Mit der richtigen Software lassen sich viele dieser Herausforderungen lösen. Mit einer technischen Lösung, die den Herausforderungen in der Pharmaindustrie gewachsen ist, wird die Umstellung auf einen zukunftssicheren Betrieb einfacher. Die Softwareplattform zenon von COPA-DATA erfüllt diese Anforderungen in vielerlei Hinsicht.

Umfangreiche Softwareplattform

Ihr Unternehmen benötigt eine All-in-One-Softwarelösung, mit der Sie Daten verfolgen, Maschinen steuern und die Effizienz der einzelnen Prozesse verbessern können. zenon von COPA-DATA bietet alle diese Funktionen. Dank ihrer hohen Skalierbarkeit eignet sich die Plattform sowohl für große als auch für kleine Produktionsanlagen.

Die Softwareplattform zenon vereint mehrere Produkte in einer zentralen Produktionslösung. Dadurch kann Ihre Anlage von den folgenden Vorteilen profitieren:

• Automatisierte Produktion
• Prozesskontrolle
• Erstellung von Qualitäts- und Produktionsberichten
• Reporting und Analysen
• Erstellung von Audit Trails
• Alarmmanagement
• Benutzerverwaltung

Erfüllung gesetzlicher Auflage

Die Softwareplattform zenon unterstützt Unternehmen bei der Wahrung der Datenintegrität, die von Regulierungsbehörden weltweit verlangt wird. Unsere Plattform erfüllt sämtliche Anforderungen von FDA 21 CFR Part 11 sowie international geltenden Vorschriften.

Mit zenon wird der Validierungsprozess erheblich vereinfacht. Unsere Softwareplattform schützt die Integrität Ihrer Daten und unterstützt Sie mit verschiedenen Ansätzen bei der Beschleunigung der Produktzulassung. zenon erstellt Audit Trails, mit deren Hilfe sich nachvollziehen lässt, wer wann auf das System und die Daten zugegriffen hat. Durch die Beseitigung manueller, papiergebundener Prozesse, deren Aufzeichnungen im Laufe der Zeit verblassen können, bleiben Ihre Daten über Jahre für Audits und sonstige Prüfungen erhalten.

Da die Daten unmittelbar im Anschluss an die Produktion erstellt werden, verkürzt sich die Zeit für die Zulassung der produzierten Charge. Außerdem helfen Ihnen unsere Alarmfunktionen im Bedarfsfall, die Produktion zu unterbrechen und mögliche Probleme direkt auszuräumen. Dadurch sparen Sie Zeit und vermeiden Abfälle.

Flexible Produktion

Durch die höhere Zugänglichkeit und Flexibilität bei der Produktion unterscheidet sich zenon deutlich von anderen Softwareprogrammen. Unsere Plattform nutzt Batch Control nach ISA-88. Das bedeutet, Sie validieren ein System einmalig für die Produktion einer Charge und können dann bei Bedarf Änderungen an den Rezepten vornehmen, ohne die Validierung erneut anstoßen zu müssen. ISA-88 ist eine von der International Society of Automation entwickelte Norm, die verbindliche Rahmenbedingungen für Batch-Control-Prozesse definiert und Informationen zu umfassenden, regulierten Datenstrukturen bietet. Das erleichtert die Kommunikation zwischen den Batch-Komponenten und schafft einen gemeinsamen Ausgangspunkt für die Verständigung zwischen den Herstellern.

Von der Flexibilität der Batch Control profitiert zudem das gesamte Produktionssystem. Mit zenon können Sie neue und gebrauchte Anlagen verschiedener Hersteller integrieren, Ihre Systeme zentral steuern und aussagekräftige Berichte erstellen, um die Produktion weiter zu optimieren.

COPA-DATA setzt sich seit über 30 Jahren für die Vereinfachung von industriellen Prozessen mit digitalen und automatisierten Lösungen ein. Heute hat die zugrundeliegende Technologie einen Namen: MTP. Basierend auf unserer langjährigen Erfahrung entwickeln wir die Softwareplattform zenon kontinuierlich weiter, weshalb Sie sich darauf verlassen können, dass wir sowohl heute als auch in Zukunft Ihre Anforderungen an die modulare Produktion erfüllen. Eine gut durchdachte Modularisierung mittels MTP kann Ihre Prozessfertigung revolutionieren und für die Zukunft rüsten. Weitere Informationen zur MTP-Unterstützung von COPA-DATA finden Sie hier.

Paper on Glass und Automation Integration Layer

Unter dem Namen Paper on Glass ersetzt unsere Technologie herkömmliche Papieraufzeichnungen für Chargen durch Echtzeitüberwachung via Tablet. Fehlende oder fehlerhafte Einträge gehören somit der Vergangenheit an, was für mehr Konsistenz zwischen den einzelnen Chargen sorgt. Mit der Fernsteuerung können Ihre Mitarbeiter außerdem die Produktion früher starten und Berichte sofort einsehen. Dank der digitalen Prüfschritte von Paper on Glass erzielen Sie bereits beim ersten Produktionslauf einer Charge eine höhere Qualität. 

Die Umstellung Ihrer Anlage auf elektronische Dokumentation mit zenon verhindert Datenverlust, sorgt für eine sichere Archivierung, ermöglicht eine Berichterstattung in Echtzeit und gewährleistet die Genauigkeit der Informationen. Ihr Betrieb muss keine Unmengen von Papierdokumenten mehr pflegen und aufbewahren, die verlorengehen oder beschädigt werden können und so die Möglichkeiten der Produktionsverfolgung einschränken. 

Die Softwareplattform zenon lässt sich problemlos mit einem on-premises- oder cloudbasierten Datenspeicher (z. B. SQL-Server oder Mongo DB) verbinden. Diese Remote-Server speichern verschlüsselte Daten, auf die Sie immer und überall zugreifen können. Die Daten werden mithilfe eines integrierten Puffermechanismus sicher von zenon in den Datenspeicher übertragen, sodass ein Verlust GMP-relevanter Prozessinformationen ausgeschlossen wird.

Die cloudbasierte Speicherung sorgt für die nötige Skalierbarkeit, wenn die Anforderungen Ihres Unternehmens an den Datenspeicher steigen. 

Mit dem Automation Integration Layer (AIL) können Sie ältere Produktionsanlagen in die IT-Infrastruktur des Unternehmens einbinden und gleichzeitig die geltenden Bestimmungen zur Datenintegrität einhalten. AIL ist eine skalierbare Softwareplattform, die aktuelle Daten extrahiert, konsolidiert und auswertet, um ein neues Netzwerk aufzubauen. AIL unterstützt Ihre Produktionsanlage auf dem Weg in Richtung zukunftssichere Konnektivität.

Die wesentlichen Vorteile des AIL sind Datenverschlüsselung, kontinuierliche Aktualisierungen und leicht konfigurierbare Authentifizierungsfunktionen.

Gebäudemanagementsystem, Umweltüberwachungssystem, zentrale technische Dienste

In einer pharmazeutischen Anlage kommen technische Prozesse wie die Herstellung von gereinigtem Wasser für Injektionszwecke (WFI) oder Clean-in-Place- bzw. Sterilization-in-Place-Systeme (CIP/SIP) zum Einsatz, die ein Datenmanagement nach den Vorgaben der Current Good Manufacturing Practice (cGMP) erfordern. Umgebungsparameter im Sterilisationsbereich wie Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit müssen überwacht, protokolliert und aufgezeichnet werden, um mögliche Abweichungen zu erkennen. Die Softwareplattform zenon vernetzt problemlos verschiedene, an unterschiedlichen Orten verteilte Sensoren und die integrierte Soft-SPS ermöglicht eine einfache Erstellung mathematischer Operationen.

Die Plattform verteilt die richtigen Informationen mithilfe der integrierten Netzwerkfunktionen an eine Gruppe verantwortlicher Personen und liefert dank des integrierten Berichtsmoduls geeignete Inspektionsnachweise.

Kontaktieren Sie COPA-DATA und lassen Sie sich Ihre Fragen beantworten

Den immer neuen Herausforderungen der Pharmaindustrie im Umgang mit Daten können Pharmahersteller mit technologischen Innovationen begegnen. Seit mehr als 30 Jahren unterstützt COPA-DATA die Branche mit innovativen Softwarelösungen für vielfältige Anforderungen. Die Software wird kontinuierlich weiterentwickelt und um neue Logiken und Algorithmen ergänzt, damit sie den sich ändernden Anforderungen der Branche sowie zukünftigen Herausforderungen stets gerecht wird.

Während Ihr Geschäft die nötigen Veränderungen durchläuft, um langfristig im Wettbewerb bestehen zu können, passt sich auch die Softwareplattform zenon flexibel an die zukünftigen Anforderungen Ihres Unternehmens an. Wenn Sie zenon in Ihre Prozesse integrieren, profitieren Sie von der hohen Skalierbarkeit, Flexibilität, Compliance und Sicherheit einer der führenden Softwarelösungen Ihrer Branche. Bei Fragen zu zenon oder COPA-DATA nehmen Sie gerne Kontakt zu uns auf.