Biotechnologisch herstellte Arzneimittel drängen auf den Markt und stellen immer höhere Anforderungen an Produktion und Abfüllung. Weltweit wächst daher auch der Bedarf an sicheren Barrieresystemen, die Mensch und Produkt effektiv schützen. Sowohl Isolatoren als auch Restricted Access Barrier Systeme (RABS) ermöglichen sichere und gleichzeitig flexible Produktions­bedingungen.

In der Pharmaindustrie weiten sich verschiedene Trends auf immer mehr Menschen und Regionen aus: Während in den Wachstumsmärkten die Nachfrage nach herkömmlichen Arzneimitteln wie Antibiotika rasant steigt, eröffnet der Zugang zu komplexeren Wirkstoffen in den Industrieländern vollkommen neue Behandlungsmöglichkeiten. Dank wissenschaftlicher Fortschritte in der Biotechnologie vollziehen sich bahnbrechende Entwicklungen, etwa in der Therapie von Krebs, Autoimmunerkrankungen oder seltenen Krankheiten, die nur eine kleine Patientengruppe betreffen. Die Anzahl der so genannten Biologika, die eine Produktion unter hochsterilen Bedingungen erfordern und in der Regel parenteral verabreicht werden müssen, steigt rasant. Dazu tragen auch immer mehr so genannte Biosimilars bei – die generischen Kopien der Biologika der ersten Generation.

Neue Therapieformen durch Biologika
Die Immuntherapie ist ein großer Hoffnungsträger in der Krebsmedizin. Bei dieser Therapieform wird das das körpereigene Immunsystem genutzt, um Krebszellen durch krebsspezifische, monoklonale Antikörper zu bekämpfen. Diese binden Antigene auf der Tumoroberfläche und leiten so den Zelltod ein. Ein weiterer Durchbruch wurde mit sogenannten Checkpoint-Inhibitoren erzielt: Sie blockieren Kontrollpunkte des Immunsystems und geben so der Körperabwehr wieder die Möglichkeit, den Tumor zu bekämpfen. Besonders vielversprechende Biologika stellen Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADC) dar, die einen neuen Wirkmechanismus ermöglichen, indem sie die zielgerichtete Wirkung monoklonaler Antikörper mit hochwirksamen „traditionellen“ Krebsmedikamenten kombinieren. Auf diese Weise gelangen bspw. Zytostatika ausschließlich ins Innere der Krebszellen und können dort gezielt ihre chemotherapeutische Wirkung entfalten, ohne gesunde Zellen zu beschädigen und dadurch erhebliche Nebenwirkungen zu verursachen.
Diese Entwicklungen eröffnen gleichzeitig Marktchancen für Nachahmerprodukte. Da die Patente einiger großer biotechnischer Moleküle abgelaufen sind, hat die Herstellung von Biosimilars, etwa zur Behandlung von Neutropenie oder rheumatoider Arthritis, bereits begonnen. Damit werden viele Medikamente jetzt in größerem Umfang produziert und sind zu niedrigeren Preisen erhältlich. In den so genannten Pharmerging Markets zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung bei der Krebstherapie ab: Hier bieten generische Zytostatika Zugriff auf bislang schwer oder gar nicht erhältliche Therapien für breite Bevölkerungskreise. Gleichzeitig verfolgen Pharmahersteller mit kostengünstigen Lösungen die Entwicklung neuer Impfstoffe zur Bekämpfung von Krankheiten wie HIV, Malaria, Zika oder Ebola.

Höchste Sicherheit für Mensch und Produkt
Die neuen Biologika werden immer komplexer, und die Sicherheitsbestimmungen für ihre Herstellung und Abfüllung strikter. ADCs etwa sind hochpotente, für den Maschinenbediener giftige Produkte. Umgekehrt ist der Mensch die höchste Gefahrenquelle für Produktkontamination. Sowohl RABS als auch Isolatoren sind dazu geeignet, Produktkontamination während der Verarbeitung flüssiger Pharmazeutika zu verhindern. RABS bilden eine physische Barriere zwischen Bedienerumgebung und Produktionsbereich. Dieser ist mit einem festen Maschinengehäuse, verriegelten Türen und überwachten Handschuheingriffen ausgestattet.
Je nach Belüftungsart lassen sich RABS in aktive und passive Systeme unterteilen: Aktive RABS haben eine zugehörige Lüftungseinheit, die HEPA-filtrierte Luft bereitstellt, während passive RABS mit der Decke eines Reinraums Klasse B (ISO 7) verbunden sind, die die Luftfiltration und -verteilung übernimmt. Ein Isolator hingegen stellt ein hermetisch geschlossenes System dar, bei dem Bediener und Prozessbereich vollständig voneinander getrennt sind. Da sich die Türen während der laufenden Produktion nicht öffnen lassen, können Isolatoren im Umfeld eines Reinraums der Klasse D oder C (ISO 8) betrieben werden.
Darüber hinaus verfügen sie über ein System für einen automatischen Bio-Dekontaminationszyklus sowie eine eigene Prozesslüftungstechnik. Letztere sorgt einerseits für ausreichende Luftwechselraten und die Temperaturkontrolle durch Heizen oder Kühlen, andererseits für die durchgängige Überdruckkontrolle des Prozessbereichs, was die Basis für einen aseptischen Abfüllprozess darstellt.

Das richtige Barrieresystem
Die Wahl der passenden Barrieretechnologie hängt in erster Linie von den abzufüllenden Produkten ab. Je nach Medikament existieren unterschiedliche Anforderungen an den Grad der Flexibilität und pharmazeutischen Sicherheit. Da in den Industrieländern Barrieresysteme seit Jahrzehnten etabliert sind, beraten Equipment­hersteller die Pharmaindustrie hier vor allem bezüglich der Implementierung. Das kann den zur Verfügung stehenden Raum betreffen oder die Auslegung des bestehenden Equipments. In einigen Regionen der Pharmerging Markets dagegen ist insbesondere die Isolatortechnologie noch quasi Neuland – für Hersteller und für die zulassenden Behörden.
Vor etwa zwei Jahren hat Bosch Packaging Technology z. B. ein großes Isolatorprojekt in Indien durchgeführt. Für die sichere Abfüllung von Insulin in Karpulen wurde ein führender internationaler Pharmahersteller mit zwei kompletten, mit Isolatortechnik ausgestatteten Abfülllinien beliefert. Ausschlaggebend für die Entscheidung des Herstellers war der hohe Schutz für Bediener und Produkt. Zudem spielten die Einsparungen bei der Reinraumklassifikation und somit eine deutliche Reduktion der laufenden Kosten eine Rolle. So unterscheiden sich RABS und Isolatoren auch hinsichtlich ihres Energieverbrauchs: Ein Isolator mit einem Lüftungssystem, das die Prozessluft durch Abluft aus dem umgebenden Reinraum aufbereitet, kann bis zu 65 % Energie einsparen.

Portfolio erfolgreich komplettiert
In der Entwicklung von Barrieretechnologien ist Bosch bereits seit mehr als 30 Jahren aktiv. Das Unternehmen hat nun zur interpack sein Leistungsangebot mit einem neuen und optimierten closed RABS für die Herstellung potenter Produkte sowie einem speziellen Rückluftfilter für aseptisch-hochpotente Isolatoranwendungen ­vervollständigt. Der Rückluftfilter stellt eine Alternative zu den üblicherweise verwendeten Safe-Change-Filtern dar, um die Abluft vorzufiltern und so die Verschleppung hochpotenter Aerosole aus dem Isolator in das Plenum, bzw. in die Luftaufbereitungssysteme zu unterbinden.
Anders als diese Bag-In / Bag-Out-Filtersysteme, die sich im Technikgeschoss befinden, wird der von Bosch entwickelte Rückluftfilter in den Isolator an der Maschine integriert. Dadurch wird das Filtersystem selbst sowie die Komplexität auf ein Minimum reduziert. Das spart Zeit und vereinfacht die Reinigung: Da die hochpotenten Substanzen bereits am Point-of-Use gefiltert werden, ist keine zusätzliche Reinigung der Rückluftkanäle mittels Washdown-Equipment notwendig. Auch der Filterwechsel lässt sich bei diesem vollautomatisch ausgeführten Filter besonders leicht durchführen. Neben der leichten Anwendung steht aber vor allem die Sicherheit im Vordergrund: Beim Filterwechsel entsteht kein unmittelbarer Kontakt zwischen Bediener und potenziell kontaminierten Filtermedium. Der Filter wird im geschlossenen Gehäuse ausgetauscht – ohne Risiko für Mensch und Produkt.