Aktive Gefriertrocknung vereinfacht Validierung im Pharmabereich
Innovative Gefriertrocknungsmethode vereinfacht die Validierung für Pharmahersteller
Eine neue Methode der Gefriertrocknung, die so genannte Aktive Gefriertrocknung, verändert die Herstellung von pharmazeutischen Schüttgütern grundlegend. Die von Hosokawa Micron entwickelte Technologie nutzt einen einzigen sterilisierbaren, geschlossenen Behälter, um ein feines, klumpenfreies Pulver zu erzeugen. Diese Methode bietet erhebliche Vorteile, darunter eine verbesserte Arbeitssicherheit, geringere Ausrüstungsanforderungen und ein kontaminationsfreies Endprodukt. Infolgedessen überdenken Pharmahersteller ihre Abhängigkeit von herkömmlichen Gefriertrocknungsverfahren für Tabletten.
Die Validierung ist in der pharmazeutischen Produktion eine zentrale Herausforderung, und die Gefriertrocknung bildet hier keine Ausnahme. Hersteller von aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) müssen strenge Standards einhalten, die von Aufsichtsbehörden wie der EMA, FDA, cGMP und GAMP festgelegt werden. Sie müssen ihre Prozesse so dokumentieren und nachweisen, dass diese konsistent die erwarteten Ergebnisse liefern. Mit der innovativen Technologie der Aktiven Gefriertrocknung von Hosokawa Micron wird diese Herausforderung bewältigt: Durch die Herstellung völlig homogener Chargen von sterilem Material wird die Validierung einfacher, schneller und kostengünstiger.
Einzelnes, geschlossenes Behältersystem
Bei der herkömmlichen Schalengefriertrocknung wird das Material in einzelnen Phiolen auf Schalen eingefroren, was es schwierig macht, sicherzustellen, dass alle Phiolen denselben Prozessbedingungen wie Temperatur und Druck unterzogen werden. Dieser Ansatz erfordert oft zahlreiche Temperaturfühler und zeitaufwändige Messungen.
Im Gegensatz dazu verwendet die Aktive Gefriertrocknungstechnologie von Hosokawa Micron einen einzigen geschlossenen Behälter, um das Material aseptisch einzufrieren und zu trocknen. Mit dieser Methode können sterile APIs auch in Mengen von nur wenigen hundert Gramm hergestellt werden. Das Design des geschlossenen Behälters vereinfacht die Überwachung und gewährleistet die Homogenität der gesamten Charge, was die Produktqualität erheblich verbessert.
Das System besteht aus einem beheizbaren und gerührten Trockner sowie einem Sammelfilter. Das Material wird im Behälter unter Rühren schnell gefroren. Die für die Sublimation erforderliche Energie wird durch den beheizten Mantel zugeführt und effizient durch das Produkt verteilt, wodurch ein feines, loses und leicht fließendes Pulver entsteht.
Mit dem Aktiven Gefriertrocknungssystem von Hosokawa Micron lassen sich problemlos Lösungen, Dispersionen, Pasten und nasse Feststoffe trocknen. Erfolgreiche Anwendungen umfassen aktive pharmazeutische Wirkstoffe (API), parenterale Formulierungen, Probiotika und großmolekulare Produkte wie PLGA und Hyaluronsäure.
Klumpenfreies Endprodukt
Im Gegensatz zu dem harten, verkrusteten Material, das typischerweise bei der Schalengefriertrocknung entsteht, erzeugt die Aktive Gefriertrockungstechnologie ein lockeres, frei fließendes Pulver mit einer feinen, gleichmäßigen Partikelgröße, die nicht noch in einem zusätzlichen Prozessschritt zerkleinert werden müssen. Ein Sichtungsprozess ist in der Regel überflüssig, da sich die Endprodukte durch ihre extrem feine und gleichmäßige Partikelgröße auszeichnen.
Die Produkte sind meist porös und dank ihrer leichten Löslichkeit hervorragend für Injektionszwecke etc. geeignet. Da auch kein Mahlprozess erforderlich ist, besteht kein Risiko einer Beschädigung der Produktstruktur. Somit lassen sich auch die empfindlichsten, feinst strukturierten Produkte und lebende Organismen ohne die Gefahr einer möglichen Beschädigung problemlos trocknen.
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Mikroskopische Fotos von API, gemahlen, nach Gefriertrocknung im Schalentrockner (links) und API nach Aktiver Gefriertrocknung (rechts)
Aseptisches Design
Im Aktiven Gefriertrockner von Hosokawa Micron erfolgt die Lyophilisation in einem komplett geschlossenen System, das speziell für eine aseptische Verarbeitung entwickelt wurde. Im Aktiven Gefriertrockner wird das Ausgangsmaterial in nur einem Arbeitsschritt in ein- und demselben Behälter verarbeitet, wodurch das Produkt stets steril bleibt. Die Trockenkammer ist absolut glatt und frei von Ecken und Spalten, in denen sich Bakterien ansiedeln könnten. Das Material wird über sterile Ventile in die Kammer eingebracht. Wenn das Vakuum am Ende des Zyklus mit sterilem Gas aufgehoben wird, wird das getrocknete Pulver aseptisch in einen sterilisierten Behälter entleert, der an eine Abfüllmaschine für Phiolen angedockt werden kann. Dieses Verfahren macht den Einsatz zusätzlicher Schutzausrüstung während der Verpackung überflüssig.
Reinigung und Sterilisation
Der Trockner lässt sich dank Cleaning-in-Place (CIP) und Sterilisation-in-Place (SIP) einfach, schnell und effektiv reinigen. Hierfür dienen Sprühdüsen in der Trockenkammer, die den Reinigungs- und Sterilisationsprozess als ersten Schritt des Batch-Prozesses starten. Ein SIP-System (Sterilization-In-Place) sorgt für die automatische Sterilisation mittels Druckdampf oder Wasserstoffperoxiddampf. Hohe Wärmeübertragungsraten gewährleisten schnelle Trocknungszeiten, während einfache Befüllung, Entleerung und zügige Reinigungszyklen zu einer höheren Durchsatzleistung beitragen.
Ein-Personen-Betrieb
Im Vergleich zur herkömmlichen Schalengefriertrocknung ist das Aktive Gefriertrocknungsverfahren von Hosokawa Micron schneller, effizienter und erheblich weniger arbeitsintensiv. Das System ermöglicht einen Arbeitsablauf mit nur einem Bediener, wodurch der gesamte Prozess rationalisiert wird. In einem einzigen Schritt erzeugt das Verfahren klumpenfreie, rieselfähige Pulver, was die Durchlaufzeit und -kosten reduziert. Zudem spart das kompakte Design wertvolle Stellfläche und verringert den Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung. Dieser einstufige Ansatz spart Pharmaherstellern Zeit und Geld – ein entscheidender Vorteil in einem wettbewerbsintensiven Markt.
Testen & Prozessentwicklung
Im Hosokawa Microns Versuchszentrum in den Niederlanden stehen verschiedene Anlagengrößen (1, 5, 60 und 800 Liter) für Kundentests zur Verfügung, um die Skalierbarkeit zu bewerten und Versuche durchzuführen. Das Unternehmen bietet für alle seine Technologien, einschließlich der aktiven Gefriertrocknung, eine „Try before you buy"-Option an, um Kunden bei den ersten Produkttests und der Entwicklung zu unterstützen. Dieser kooperative Ansatz erleichtert das Sammeln von wertvollem Feedback und hilft bei der Optimierung von Lösungen, die auf individuelle Anforderungen zugeschnitten sind.
Pharmakunden schätzen nicht nur die von vielen als „revolutionär" bezeichnete Produktqualität, sondern auch den reduzierten Arbeitsaufwand und die einfache Validierung dieses komplett geschlossenen Systems. Hosokawa Micron ist erfreut, dass immer mehr Pharmahersteller die Vorteile der Aktiven Gefriertrocknung als effizientere Alternative zur herkömmlichen Gefriertrocknung in Schalen erkennen.
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Nachhaltige Verfahrenstechnik
Hosokawa Micron entwickelt Systeme für die Pulver- und Schüttgutverarbeitung mit Fokus auf Energieeffizienz, Prozessoptimierung und langfristige Anlagenperformance. Als ISO 14001-zertifiziertes Unternehmen mit einer EcoVadis-Silbermedaille unterstützen wir eine nachhaltigere und energieeffizientere Pulververarbeitung.
