Kontinuierliche Fließchemie statt Batch-Verfahren

Konsortium entwickelt Konti-Plattform für Pharmazeutika

Ein Konsortium, bestehend aus De Dietrich, Alysophil, Bruker und Novalix, hat ein Pilotprogramm zum Validieren einer kontinuierlichen Herstellungsplattform für pharmazeutische Wirkstoffe abgeschlossen. Der Prozess wurde anhand von Fentanyl demonstriert.

Moderne Industrieanlage aus Edelstahl mit Rohrleitungen und Steuerbildschirm in einem hellen Raum.
Bei der kontinuierlichen Herstellung können Produktqualität und Prozessleistung während der gesamten Produktion bewertet werden.

Die vom Pipac-Konsortium (französisch: Production Intelligente de Principes Actifs; deutsch: Intelligente Herstellung von Wirkstoffen) entwickelte Plattform kombiniert kontinuierliche Fließchemie, KI-überwachte Echtzeit-Analytik sowie Prozessüberwachung und -steuerung, um pharmazeutische Verbindungen kontinuierlich herzustellen, zu überwachen und zu optimieren, statt sie in traditionellen Batch-Verfahren zu produzieren. Das Konsortium hat die Technologie erfolgreich am Beispiel der kontinuierlichen Fließproduktion von Fentanyl validiert, einem der wirksamsten und am strengsten regulierten pharmazeutischen Wirkstoffe der Pharmaindustrie.

Die Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe basiert bisher weitgehend auf Batch-Verfahren, die lange Scale-up-Phasen und erhebliche Investitionen an Zeit, Kapital und Rohstoffen erfordern, bevor Produktionsprozesse vollständig validiert werden können. Im Gegensatz zur traditionellen Batch-Produktion ermöglicht die kontinuierliche Herstellung, Produktqualität und Prozessleistung während der gesamten Produktion zu bewerten, wodurch frühere Eingriffe, ein geringeres Scale-up-Risiko und eine effizientere Ressourcennutzung möglich werden. Zusätzlich verbessert diese Vorgehensweise die Prozessrobustheit und ermöglicht schnellere Wege von der Entwicklung bis zur Produktion.

Das Projekt vereint Fachkompetenz in den Bereichen pharmazeutische Synthese, analytische Technologien, Prozesssteuerung und Industrietechnik:

  • Novalix entwickelte und implementierte die Route für die kontinuierliche Flusssynthese.

  • Bruker brachte analytische Fähigkeiten ein und ermöglichte so die kontinuierliche Echtzeitmessung und -überwachung des Prozesses.

  • Alysophil entwickelte Alchem Drive, eine autonome, KI-gesteuerte Prozesssteuerungsplattform, die Produktionsdaten kontinuierlich analysiert und zentrale Herstellungsparameter in Echtzeit anpasst.

  • De Dietrich entwickelte die industrielle Hardware-Plattform und die Automatisierungsarchitektur und integrierte Synthese, Analytik und Prozesssteuerung in eine skalierbare Herstellungsumgebung, die für den künftigen industriellen Einsatz konzipiert ist.

Der erfolgreiche Demonstrator schafft eine Grundlage für künftige GMP-kompatible kontinuierliche Herstellungssysteme. Die Plattform kann erweitert werden, um nachgelagerte Prozessschritte wie Filtration, Reinigung und Trocknung einzubinden und damit einen Weg hin zu einer vollständig integrierten pharmazeutischen Produktion zu eröffnen.