Das europäische PIPAC-Konsortium aus De Dietrich, Alysophil, Bruker und Novalix hat eine Plattform entwickelt, mit der pharmazeutische Wirkstoffe kontinuierlich hergestellt, analysiert und der Prozess in Echtzeit gesteuert werden kann. In einem Pilotprogramm demonstrierten die Projektpartner das Verfahren anhand der kontinuierlichen Herstellung von Fentanyl.

Die Plattform kombiniert dafür kontinuierliche Fließchemie mit KI-gestützter Prozessanalytik und automatisierter Steuerung. Anders als bei der Herstellung in einzelnen Chargen – dem sogenannten Batch-Verfahren – läuft die Produktion kontinuierlich. Prozessleistung und Produktqualität können dabei fortlaufend überwacht und zentrale Herstellungsparameter in Echtzeit angepasst werden.

Prozessdaten werden kontinuierlich ausgewertet

Die einzelnen Komponenten der Plattform stammen von den vier beteiligten Unternehmen. Novalix entwickelte und implementierte die Route für die kontinuierliche Flusssynthese. Bruker steuerte die Analytik bei, mit der sich der Prozess kontinuierlich messen und überwachen lässt.

Alysophil entwickelte mit AlchemDrive eine KI-gesteuerte Prozesssteuerung. Sie analysiert die während der Produktion erfassten Daten und passt zentrale Prozessparameter in Echtzeit an. De Dietrich entwickelte die industrielle Hardware sowie die Automatisierungsarchitektur und führte Synthese, Analytik und Prozesssteuerung in einer skalierbaren Herstellungsumgebung zusammen.

Durch die kontinuierliche Überwachung sollen Abweichungen früher erkannt und Eingriffe in den Prozess entsprechend früher vorgenommen werden können. Gleichzeitig soll der Ansatz das mit der Übertragung von Batch-Prozessen auf größere Produktionsmaßstäbe verbundene Scale-up reduzieren. Die Produktionskapazität lässt sich stattdessen über den kontinuierlichen Betrieb anpassen.

Filtration und Trocknung als weitere Prozessschritte

Der Demonstrator bildet nach Angaben des Konsortiums die Grundlage für eine spätere GMP-konforme Umsetzung. Perspektivisch soll die Plattform um nachgelagerte Prozessschritte wie Filtration, Reinigung und Trocknung erweitert werden. Auf diese Weise könnten weitere Schritte der Wirkstoffherstellung in einen durchgängigen kontinuierlichen Prozess integriert werden.

Der Ansatz ermöglicht zudem kleinere, modulare Produktionseinheiten. Das Konsortium sieht darin eine Möglichkeit, künftig auch dezentrale Produktionskonzepte umzusetzen und pharmazeutische Produktionskapazitäten stärker regional aufzubauen.

„Seit Jahrzehnten stützt sich die pharmazeutische Herstellung auf Produktionsmodelle, die für eine andere Zeit entwickelt wurden. Heute steht die Branche vor neuen Herausforderungen: Widerstandsfähigkeit der Lieferketten, Produktionssouveränität, schnellere Industrialisierung und größere Flexibilität. PIPAC zeigt, dass es möglich ist, neu zu denken, wie pharmazeutische Wirkstoffe hergestellt werden. Durch die Kombination von kontinuierlicher Produktion, Echtzeit-Analytik und intelligenter Prozesssteuerung haben wir eine Plattform geschaffen, die das Potenzial hat, die Herstellung kritischer Arzneimittel in Zukunft zu transformieren“, so Frédéric Guichard, Group Executive Director, De Dietrich.