Pourquoi Sartorius choisit la fabrication additive pour fournir des composants biocompatibles

Depuis plus de 150 ans, Sartorius AG fournit des équipements au secteur biopharmaceutique. Depuis, leur offre est passée des balances de mesure aux bioréacteurs haut de gamme et autres dispositifs, consommables et services nécessaires à la production de produits biologiques.

"Les produits biologiques sont des choses comme les vaccins, de grandes molécules qui ne sont pas produites de manière conventionnelle par des réactions chimiques", explique Lukas Raddatz, responsable de l'innovation et de la mise en œuvre de la fabrication additive chez Sartorius. "L'aspirine, par exemple, est un composé produit chimiquement dans les comprimés. Mais nos clients utilisent des composés biologiques, tels que des cellules ou des enzymes, pour produire des médicaments".

Cette classification fait de la biocompatibilité une caractéristique essentielle de chaque composant produit par Sartorius - ce que beaucoup de matériaux de fabrication additive peuvent revendiquer. Le problème, cependant, est de définir exactement ce que cela signifie. Pour Sartorius, leur compréhension du terme est souvent très différente de celle des fournisseurs.

"Les fournisseurs nous parleront d'un excellent matériau, sûr pour les aliments et biocompatible. Mais lorsque nous leur demandons ce qui le rend ainsi, la réponse est souvent qu'il contient un agent antibactérien", explique Jeremy Pullin, responsable de la fabrication additive chez Sartorius. "C'est très bien pour certaines applications, mais cela ne fonctionnera pas vraiment dans un bioréacteur où l'on cultive des bouillons de bactéries valant des centaines de milliers de livres sterling. Il y a souvent des lacunes dans les connaissances qui sous-tendent ces certifications que nous devons absolument combler nous-mêmes".

Il est donc compréhensible que les réglementations du secteur soient extrêmement strictes. Les matériaux, les fournisseurs et les processus de production sont tous soumis à des tests rigoureux avant d'être adoptés, en particulier pour les pièces à usage unique produites par Materialise. Il est essentiel de répondre aux exigences clés de la biocompatibilité et de la traçabilité.

C'est ce dévouement qui a valu à Sartorius tant de respect dans l'industrie. Aujourd'hui, elle compte parmi ses clients certaines des plus grandes sociétés pharmaceutiques du monde. Cette réputation s'accompagne de responsabilités. Comme le dit Jeremy, "lorsque les médicaments tournent mal, ils ne se contentent pas de s'arrêter sur la bande d'arrêt d'urgence comme une voiture en panne. Les conséquences sont beaucoup plus graves".

"Le monde de la biotechnologie est définitivement en retard en termes de FA par rapport à des secteurs comme l'aérospatiale et l'automobile", déclare Jeremy. "Mais du point de vue des défis, en termes d'échelle et d'exigences réglementaires, ils sont tout à fait au même niveau.

Toutefois, la difficulté d'introduire la FA dans ce domaine particulier de la technologie médicale n'a pas grand-chose à voir avec les capacités de la technologie elle-même. L'attachement compréhensible à la sécurité et à la reproductibilité a fait de la mise en œuvre du changement un processus lent.

"D'une manière générale, l'industrie biopharmaceutique a tendance à être soumise à des réglementations strictes en raison de l'implication d'agences d'approbation telles que la FDA ou l'EMA. Ces agences ne se contentent pas d'évaluer la sécurité et l'efficacité du produit final, elles examinent également de près l'ensemble du processus de production et les modifications qui y sont apportées", explique M. Lukas. "C'est pourquoi l'introduction de nouveaux matériaux ou de nouvelles stratégies de fabrication prend du temps.

La décision de recourir à la fabrication additive n'a donc pas été prise à la légère. Le groupe Additive Manufacturing de Sartorius y a veillé. Fondé en 2017, le groupe AM coexiste avec d'autres départements dédiés à des technologies telles que le moulage par injection, offrant des conseils sur quand et comment utiliser l'AM de manière optimale.

"Nous n'appliquons la FA que lorsque c'est utile, jamais pour le plaisir", explique Lukas. "Cela nous place dans une position où les gens savent que nous recommandons ce qui est le mieux pour le produit et le projet et, à long terme, pour le client et le patient.

Jeremy confirme.

"En tant qu'entreprise agnostique, nous évaluerons toujours les options les unes par rapport aux autres. L'une des principales raisons de choisir la FA est le temps. En ce moment, nous approchons du lancement d'un produit, par exemple, et nous devons développer une pièce plus rapidement que ne le permettraient les technologies traditionnelles.

"L'autre facteur le plus courant est la valeur ajoutée - où la FA peut-elle apporter une valeur ajoutée ? L'une de nos pièces, le port de spectroscopie, présentait une géométrie particulièrement difficile. La fonction réelle de la pièce et la géométrie requise pour remplir cette fonction convenaient parfaitement".

Compte tenu de la nature de son secteur d'activité, l'équipe de Sartorius exige que les pièces et les processus soient conformes à des normes telles que la norme ISO 9001. Après avoir vérifié les installations et rencontré l'équipe, Sartorius a été convaincu que le processus de fabrication certifié de Materialise garantit que ces exigences sont satisfaites et que les résultats sont reproductibles. Toutes les pièces qu'ils achètent à Materialise sont fabriquées selon ce processus strict, ce qui garantit la traçabilité de chaque étape.

Mais ce n'est qu'un début. Pour Jeremy et son équipe, il était important d'aller au-delà des chiffres.

"Bien entendu, notre secteur exige des niveaux de traçabilité et la certitude que chaque étape du processus est contrôlée et certifiée. Mais pour nous, il ne s'agit pas seulement des chiffres figurant sur les normes, mais aussi de l'environnement, de la propreté des installations et de l'attitude", explique-t-il. "Par exemple, la manière dont les plaintes sont traitées. Certains fournisseurs se contenteront de dire : "Voilà, c'est comme ça que ça sort de la machine", tandis que Materialise dira : "Oh, ça ne marche pas pour vous". Que pouvons-nous faire pour l'améliorer ?".

Des restrictions similaires s'appliquent aux matériaux qu'ils peuvent utiliser pour toute pièce qu'ils impriment ; chaque choix dépendra de l'application de la pièce et des exigences qui en découlent. Cette décision est prise à l'issue d'un processus de validation rigoureux que Jeremy et son équipe prennent en main. En effet, les conséquences de l'utilisation d'un mauvais matériau peuvent être graves et incroyablement coûteuses.

Dans ce cas, la décision a été prise de produire la plupart des composants à usage unique de Sartorius en PA 12. Bien qu'il s'agisse de l'un des matériaux les plus populaires dans les applications d'impression 3D standard, son choix était loin d'être acquis.

"Chez Sartorius, nous avons des directives strictes qui nous indiquent ce qu'il faut tester, comment et quand, pour quelle application. Notre objectif est de tester des matériaux pour des applications au sein de l'entreprise, ce qui nous permettra de disposer à l'avenir d'un portefeuille de matériaux dont nous savons qu'ils peuvent être utilisés à des fins spécifiques", explique Lukas.

"Outre la biocompatibilité, nous prenons également en compte les substances extractibles et lessivables. Il s'agit de petits composés chimiques qui peuvent pénétrer dans le liquide en étant lessivés d'un matériau. Les lignes directrices sont un peu plus complexes - il ne s'agit pas d'un système de oui/non ou de feux tricolores. Une bonne compréhension du matériau et de sa chimie avec les molécules est cruciale pour nous".

"Nos développeurs de production et notre concepteur FA dirigent la conception de nos composants à usage unique, mais nous recevons beaucoup d'informations très précieuses de la part des ingénieurs de processus et des chefs de projet de Materialise, qui sont prises en compte et réintégrées dans nos processus de conception ", explique Tim Gabbitas, spécialiste de la fabrication additive chez Sartorius. "En particulier au cours du processus de qualification et lors du passage à la fabrication certifiée, lorsque nous discutons de sujets tels que la nettoyabilité et les tolérances.

Depuis 2018, Materialise et Sartorius ont collaboré pour produire plus de 26 000 composants à usage final unique auxquels font confiance certains des noms les plus connus de l'industrie. Les vaccins COVID à ARNm, par exemple, ont été produits et finis à l'aide d'appareils Sartorius. Le choix de la FA a permis d'accélérer la production, de supprimer le besoin d'assemblage et de garantir que les géométries compliquées de certaines pièces soient reproduites dans le produit final.

Il s'agit d'une relation permanente où la confiance et le dialogue sont essentiels.

"Dans une organisation très réglementée comme la nôtre, nous devons entretenir de bonnes relations avec nos fournisseurs. Nous devons effectuer les audits d'assurance qualité des fournisseurs et nous assurer qu'ils sont compatibles avec notre système de gestion de la qualité ; il est donc préférable de ne pas avoir un large éventail de fournisseurs", explique Jeremy. "L'étendue des processus offerts par Materialise, ainsi que la crédibilité et l'expérience au sein de l'industrie qui ne s'acquièrent qu'au fil du temps, sont pour nous un attrait majeur.

"Lorsque nous devons industrialiser des produits, les relations sont très productives. Notre équipe qualité peut se rendre à Louvain et prendre contact avec la vôtre - nous vous dirons ce dont nous avons besoin et vous nous montrerez ce que vous pouvez faire pour vous assurer que nous l'obtenons", poursuit-il. "Il s'agit d'une véritable conversation, alors que d'autres fournisseurs ne travaillent qu'à leur manière ou ne le font pas du tout. C'est ce qui permet à Materialise de se démarquer".

Pour en savoir plus sur Sartorius et son matériel, consultez son site officiel.