Proviisori Anssi-Pekka Karttusen väitöstutkimuksessa verrattiin jatkuvatoimista lääketablettien valmistusprosessia nykyisin käytössä olevaan eräpohjaiseen valmistusprosessiin sekä tutkittiin menetelmiä materiaalien etenemisen seurantaan jatkuvatoimisilla valmistuslinjastoilla. Tutkimuksen perusteella jatkuvatoimisella valmistuslinjastolla voitiin useassa tapauksessa valmistaa haastavista lääkeaine-apuaineseoksista vähintään yhtä laadukkaita tai laadukkaampia tabletteja kuin nykyisellä valmistusprosessilla. Jatkuvatoimisen sekoittamisen ja tablettien puristamisen yhdistävä valmistuslinjasto oli erityisen tehokas vaihtoehto valmistettaessa tabletteja jauheseoksista, joiden valuvuus ei ollut optimaalista. Tämän lisäksi tutkimuksessa osoitettiin erilaisten mittausmenetelmien soveltuvuus materiaalien etenemisen ja sekoittumisen seurantaan jatkuvatoimisissa linjastoissa sekä simulaatiomallin kyky ennustaa tämä materiaalin eteneminen useilla eri tuotantonopeuksilla tutkimatta kaikkia erikseen.
Valmistusprosessien modernisointi
Tämänhetkiset lääketeollisuuden valmistusprosessit eivät ole kaikilta osin optimaalisia, jos niitä verrataan muihin tuotantoaloihin. Nykyiset tuotantoprosessit toimivat periaatteella, jossa koko tuotantoerän materiaali prosessoidaan yksi valmistusvaihe kerrallaan. Jatkuvatoiminen valmistus puolestaan perustuu linjastoihin, joissa raaka-aineita syötetään ja valmista tuotetta kerätään yhtä aikaa, koska kaikki valmistuksen prosessit on kytketty toisiinsa yhdeksi laiteketjuksi. Tämä säästää sekä valmistukseen kuluvaa aikaa että valmistuslaitteiden vaatimaa tilaa. Tällaiseen prosessiin myös yleensä kytkeytyy jatkuvatoiminen tuotteen laadun valvonta reaaliaikaisilla menetelmillä, mikä poistaa tai vähentää tarvetta valmiin tuotteen analysoinnille valmistuksen jälkeen. Lisäksi lääkejätteen määrä pienenee, koska tällaisessa prosessissa voidaan ongelmien tapahtuessa hylätä vain se osa erää, jota poikkeama koskee, ja jatkaa tämän jälkeen kelvollisen tuotteen keräystä. Karttusen väitöstutkimuksessa pystyttiin näiden yleisten etujen lisäksi osoittamaan, että tietyissä tapauksissa jatkuvatoiminen prosessi myös tuottaa parempilaatuista tuotetta. Jatkuvatoimisen prosessin vaatimukset tableteiksi puristettavien jauheseoksien ominaisuuksille olivat pienemmät kuin nykyisessä valmistusprosessissa.
Prosessoitavan materiaalin seuranta ja jäljitettävyys valmistuksessa
Lääkealan viranomaisvaatimukset ovat yleisesti muita teollisuusaloja tiukemmat, jotta potilasturvallisuudesta voidaan varmistua. Keskeisiä vaatimuksia ovat muun muassa koko valmistuserän tasalaatuisuus sekä materiaalien jäljitettävyys niin valmistuksessa kuin sen jälkeenkin. Nykyisessä eräperusteisessa valmistuksessa valmistuslaitteiden tilavuus käytännössä rajaa erän, koska se valmistetaan kokonaan yksi vaihe kerrallaan ja tällöin erät myös erottuvat toisistaan. Jatkuvatoimisessa valmistuksessa valmistajan tulee osoittaa, miten jatkuva materiaalivirta jaetaan eriksi, jotka voidaan hyväksyä markkinoille. Valmistajan tulee myös osoittaa, miten tiettynä hetkenä linjastoon lisätty raaka-aine etenee valmiisiin tabletteihin. Jatkuvatoimisessa prosessissa tämä materiaali ei tule samalla tavoin yhtenä ajanhetkenä ulos tabletteina vaan sekoittuu ja on tableteissa pidempänä aikajakaumana. Tämän jakauman määrittämiseen eri jatkuvatoimisilla valmistuslinjastoilla käytettiin tutkimuksessa onnistuneesti erilaisia mittausmenetelmiä, jotka perustuivat jonkin materiaalivirtaan lisättävän aineen seuraamiseen reaaliaikaisin menetelmin tai keräämällä prosessista näytteitä, jotka analysoitiin jälkikäteen. Tutkimuksessa myös osoitettiin, miten prosessisimulaatioilla voitiin laskea tämä sama jakauma useille eri tuotantonopeuksille, kun jakauma oli ensin mitattu tietyillä eri nopeuksilla. Samaa mallia voidaan käyttää myös laskemaan, miten esimerkiksi linjaston alussa tapahtuvat poikkeamat etenevät tabletteihin. Mallin avulla voidaan siten laskea jo ennakkoon, tuleeko lopullinen tuote täyttämään laatuvaatimukset.
Proviisori Anssi-Pekka Karttusen väitöskirja The journey to continuous tablet manufacturing - From the effects of material properties to material tracking and residence time distribution (Kohti jatkuvatoimista tablettivalmistusta – Materiaalien ominaisuuksien vaikutuksista materiaalin jäljitettävyyteen ja viipymäaikajakaumaan) tarkastettin Itä-Suomen yliopiston terveystieteiden tiedekunnassa 13.12.2019. Vastaväittäjänä toimi dosentti Henrik Ehlers Helsingin yliopistosta ja kustoksena apulaisprofessori Ossi Korhonen Itä-Suomen yliopistosta.
Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa
https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/18341?encoding=UTF-8