【連続生産】経口医薬品製造のオートメーション化 / フロイント産業の連続生産システム機械 2021.06.25

人々の健康と密接な関係にある医薬品の製造方法が変わりつつある。グローバル展開する製薬企業の一握りではあるが、これまでの医薬品の製造方法を変更する取組みが進められ、その製造環境が大きく変わろうとしている。これまでの医薬品製造は、生産設備の容量単位で製造量が決まる“バッチ式”による製法が主流であった（図１)。それが石油精製や一部の食品分野などの製造と同様に、設備へ原料を投入したら製品が自動的に生産されるシステム運用が開始されるようになった（図２）。製造システムへ投入した原材料が順次加工され、製品化が連続的に行われることから、“連続生産”と呼ばれている。これまでに規制当局（米国FDA、欧州EMAおよび国内PMDA）の承認審査を経て、計８品目(※1)の経口用の固形製剤が連続生産によって製造され、患者さんへの提供が開始されています。
(※1)2021年6月現在

この記事のライター

鵜野澤一臣

フロイント産業株式会社
執行役員　技術開発研究所長

フロイント産業入社後、化成品事業,生産事業,機械事業を経て現職。
多数の機械製品開発、学会活動、講演活動に従事。
2011年錠剤コーティング装置「ハイコーターFZ」の開発にて第11回製剤機械技術学会　仲井賞を受賞。

連続生産方式の採用によるメリット

すでに”連続生産”を採用された製薬企業からは以下のような導入メリットが紹介されています。

１．自働化・無人化による製造（コスト削減）
２．必要生産量への順応性
３．ヒューマンエラーリスクを低減するオートメーション化
４．生産のフレキシビリティー向上および効率化
５．在庫を持たない生産量に応じた製造のスケジュール化
６．品質の向上、安定供給
７．フットプリントの小さな製造設備がもたらすメンテナンスの容易性

創造性豊かなフロイント産業の連続生産システム

当社が販売する連続造粒装置Granuformer®（グラニュフォーマー®）は、世界で類を見ない商品設計によって製品化され、その前後に組み込む工程設備と連動して、連続的に製造される中間品および最終製品を常に管理された状態に保ちながら製造を行う画期的な生産システムです。連続生産される医薬品においては、製造開始から終了まで、どの時期の製造物であっても、均質な品質でなければならず、そのように管理されていなければなりません。また、製造中に何かしらの影響を受けて、規格外の品質の製造がなされてしまった場合は、これを速やかに検知して、規格外の不適合品をダイバージョン（系外へ排出）する、かつ、不適合品の発生量を最小限に食い止める運転の実現が要求されます。当然ながら、不適合品が発生しないような管理下におくことも重要です。そのような管理戦略を構築することは非常に重要であり、その構築に向けて、きめ細やかに精密対応できるのがGranuformer®です。

また、前工程の粉体混合機や後工程の添加剤混合機、打錠機、錠剤コーティング機などの設備は、当社オリジナルの統括システムによって一元管理されるとともに、構築したシステム全ての機器が連動運転されます。さらにPAT（Process Analytical Technology）を採用することで、製造状態の監視および運転条件のフィードバック、フィードフォワード制御による精密かつ安定稼働を実現します。このようにフロイント産業の連続生産設備システムは、全工程を監視して、自働化(※2)しています。その自働化によって、誰が操作しても均質で高品質な医薬品顆粒や錠剤を連続的に生産します。従来のバッチ生産方式と異なり、研究設備と治験薬製造設備と商用生産設備のプラットフォームの共通化によって、設備のスケールアップを省略可能にして、開発コストおよび技術移転コストの縮減と製品開発のスピードアップも実現しています。商用生産においては、ひとつのシステムで製造量を自在にコントロールでき、少量（数kg）から大量（∞）までの生産に対応します。

(※2)「自働化」とは、トヨタ生産方式で使われている用語です。
一般の自動化と区別されており、次の条件を満たさなければなりません。
１．正常時は、人の監視・関与が不要
２．異常時には、安全側で自動停止または縮退運転する
３．その後、警報などで人間の関与を求める
４．これらの一連の作動がシステム化されていて、正常動作時に人間が他の仕事を行える。

さらに、当社では、次の３つの条件を加えて、自働化を進化させています
5．重要品質特性が製造中に管理範囲から外れる予兆を検知して、逸脱品が発生しないように製造条件を管理する
6．万一、規格を逸脱する製品が発生しても系外へ精度よく、確実に排除する
７．DI（データインテグリティ）への対応機能を搭載する

フロイント産業のDIシステム Smart DI(データインテグリティ)製品ページ

まとめ

医薬品経口製剤の製造現場において、連続生産が開始され、その製造品目が徐々に増えつつあります。本稿では連続生産方式の採用メリットおよび当社が販売する連続生産システムについて概説しました。国内においては、薬価改定が毎年実施され、医薬品製造コスト低減への追求、少子高齢化や人手不足の加速および働き方改革への対応など、益々厳しくなる事業環境を生産者は乗り越えていかねばなりません。海外においては、タイムリーな製造を実現して医薬品の欠品を防ぐ、同時に国内と同様に生産性の向上、人為的ミスの防止、製造作業者の保護への対策が求められています。そのような課題克服において、連続生産システムの導入は、その一助になる技術と考えられております。フロイント産業の連続システムも日々進化しています。最新情報に注目いただければ幸いに存じます。

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