Perché Sartorius sceglie la produzione additiva per fornire componenti biocompatibili

Da oltre 150 anni, Sartorius AG fornisce apparecchiature al settore biofarmaceutico. In questo periodo, l'offerta si è spostata dalle bilance di misurazione ai bioreattori di fascia alta e ad altri dispositivi, materiali di consumo e servizi necessari per la produzione di prodotti biologici.

"I biologici sono prodotti come i vaccini, molecole di grandi dimensioni che non vengono prodotte convenzionalmente tramite reazioni chimiche", spiega Lukas Raddatz, responsabile dell'innovazione e dell'implementazione della produzione additiva presso Sartorius. "L'aspirina, ad esempio, è un composto prodotto chimicamente nelle compresse. Ma i nostri clienti utilizzano composti biologici, come cellule o enzimi, per produrre farmaci".

Questa classificazione rende la biocompatibilità una caratteristica essenziale di ogni componente prodotto da Sartorius, cosa che molti materiali per la produzione additiva possono vantare. Il problema, tuttavia, è definire esattamente cosa significhi. Per Sartorius, la loro concezione del termine è spesso molto diversa da quella dei fornitori.

"I fornitori ci parlano di un ottimo materiale, sicuro per gli alimenti e biocompatibile. Ma quando chiediamo loro cosa lo rende tale, la risposta è spesso che contiene un agente antibatterico", afferma Jeremy Pullin, responsabile della produzione additiva di Sartorius. "E questo è ottimo per alcune applicazioni, ma non funziona in un bioreattore dove si coltivano brodi di coltura del valore di centinaia di migliaia di sterline. Spesso ci sono dei buchi nella conoscenza di queste certificazioni che dobbiamo assolutamente colmare da soli".

Comprensibilmente, questo rende le normative del settore incredibilmente severe. I materiali, i fornitori e i processi di produzione sono tutti soggetti a test rigorosi prima dell'adozione, soprattutto per le parti monouso prodotte da Materialise. È essenziale soddisfare i requisiti chiave di biocompatibilità e tracciabilità.

È questa dedizione che ha fatto guadagnare a Sartorius tanto rispetto nel settore. Oggi annovera tra i suoi clienti alcune delle più grandi aziende farmaceutiche del mondo. Da questa reputazione derivano le responsabilità. Come dice Jeremy, "quando le medicine non funzionano, non si limitano ad accostare sulla corsia di emergenza come un'auto in panne. Le conseguenze sono molto più gravi".

"Il mondo delle biotecnologie è decisamente in ritardo rispetto al settore aerospaziale e automobilistico", afferma Jeremy. "Ma dal punto di vista delle sfide, in termini di scala e requisiti normativi, sono decisamente alla pari".

Tuttavia, la difficoltà di portare l'AM in questo particolare settore della tecnologia medica ha poco a che fare con le capacità della tecnologia stessa. La comprensibile dedizione alla sicurezza e alla ripetibilità ha reso l'attuazione del cambiamento un processo lento.

"In generale, l'industria biofarmaceutica tende ad avere regolamenti severi a causa del coinvolgimento di agenzie di approvazione come la FDA o l'EMA. Queste agenzie non solo valutano la sicurezza e l'efficacia del prodotto finale, ma esaminano anche da vicino l'intero processo produttivo e le modifiche apportate", spiega Lukas. "Ecco perché l'introduzione di nuovi materiali o strategie di produzione richiede molto tempo".

Per questo motivo, la decisione di utilizzare la produzione additiva non è stata presa alla leggera. Il Gruppo Additive Manufacturing di Sartorius se ne è occupato. Fondato nel 2017, il gruppo AM coesiste con altri reparti dedicati a tecnologie come lo stampaggio a iniezione, offrendo consigli su quando e come utilizzare al meglio l'AM.

"Applichiamo l'AM solo quando e dove ha senso, mai solo per il gusto di farlo", afferma Lukas. "Questo ci mette in una posizione in cui le persone sanno che raccomandiamo ciò che è meglio per il prodotto e il progetto e, a lungo termine, per il cliente e il paziente".

Jeremy è subito d'accordo.

"In qualità di azienda indipendente dalla tecnologia, valuteremo sempre le opzioni a confronto. Uno dei motivi principali per scegliere l'AM è il tempo. In questo momento, ad esempio, ci stiamo avvicinando al lancio di un prodotto e abbiamo bisogno di sviluppare un pezzo più rapidamente di quanto sarebbe possibile con le tecnologie tradizionali.

"L'altro driver più comune è il valore aggiunto: dove l'AM può aggiungere valore? Nel caso di uno dei nostri componenti, la porta per la spettroscopia, c'era una geometria particolarmente impegnativa. E si trattava di un'ottima soluzione per la funzione effettiva del pezzo e per la geometria necessaria a svolgere tale funzione".

Data la natura del loro settore, il team Sartorius richiede che i componenti e i processi siano conformi a standard come la ISO 9001. Dopo aver visitato la struttura e incontrato il team, Sartorius si è detta soddisfatta del fatto che il processo di produzione certificato di Materialise garantisca il rispetto di queste esigenze e la ripetibilità dei risultati. Ogni pezzo che si rifornisce da Materialise è realizzato seguendo questo rigoroso processo, che garantisce la tracciabilità di ogni fase.

Ma questo è solo l'inizio. Per Jeremy e il suo team era importante guardare oltre i numeri.

"Naturalmente, il nostro settore richiede livelli di tracciabilità e di sapere che ogni fase del processo è controllata, ogni fase è certificata. Ma per noi non si tratta solo dei numeri sugli standard, bensì dell'ambiente, della pulizia della struttura e dell'atteggiamento", spiega. "Ad esempio, come vengono gestiti i reclami. Alcuni fornitori si limiteranno a dire: "Beh, è così che esce dalla macchina", mentre Materialise dirà: "Oh, questo non va bene per voi". Cosa possiamo fare per migliorarlo?".

Restrizioni simili si applicano ai materiali che possono essere utilizzati per qualsiasi pezzo stampato; ogni scelta dipenderà dall'applicazione del pezzo e dai requisiti che ne derivano. Questa decisione viene presa in seguito a un rigoroso processo di convalida che Jeremy e il suo team prendono in prima persona. Dopotutto, le conseguenze dell'utilizzo di un materiale sbagliato possono essere gravi e incredibilmente costose.

In questo caso, la decisione di produrre la maggior parte dei componenti monouso di Sartorius è stata presa in PA 12. Pur essendo uno dei materiali più diffusi nelle applicazioni di stampa 3D standard, la scelta di questo materiale è stata tutt'altro che scontata.

"In Sartorius abbiamo linee guida rigorose che ci dicono cosa, come e quando testare per quale applicazione. Il nostro obiettivo è quello di testare in generale i materiali per le applicazioni all'interno dell'azienda, consentendoci di disporre in futuro di un portafoglio di materiali che sappiamo essere utilizzabili per scopi specifici", spiega Lukas.

"Un secondo aspetto che consideriamo, oltre alla biocompatibilità, è quello degli estraibili e dei lisciviabili. Si tratta di piccoli composti chimici che possono entrare nel liquido per dilavamento da un materiale. Le linee guida sono un po' più complesse: non si tratta di un sistema "sì/no" o di un semaforo. Per noi è fondamentale avere una solida conoscenza del materiale e della sua chimica con le molecole".

"I nostri sviluppatori di produzione e i progettisti AM guidano la progettazione dei nostri componenti monouso, ma riceviamo molti input preziosi dagli ingegneri di processo e dai project manager di Materialise che vengono recepiti e inseriti nei nostri processi di progettazione", spiega Tim Gabbitas, Additive Manufacturing Specialist di Sartorius. "Soprattutto durante il processo di qualificazione e quando si passa alla produzione certificata, quando si parla di aspetti come la pulibilità e le tolleranze".

Dal 2018, Materialise e Sartorius hanno collaborato alla produzione di oltre 26.000 componenti monouso per uso finale che godono della fiducia di alcuni dei nomi più noti del settore. I vaccini COVID a base di mRNA, ad esempio, sono stati prodotti e rifiniti con dispositivi Sartorius. La scelta dell'AM ha contribuito a velocizzare la produzione, a eliminare la necessità di assemblaggio e a garantire che le complicate geometrie di alcune parti fossero replicate nel prodotto finale.

Si tratta di un rapporto continuo in cui la fiducia e il dialogo sono fondamentali.

"In un'organizzazione altamente regolamentata come la nostra, dobbiamo avere un buon rapporto con i nostri fornitori. Dobbiamo effettuare gli audit QA dei fornitori e assicurarci che siano compatibili con il nostro SGQ, quindi non è consigliabile avere una vasta gamma di fornitori", afferma Jeremy. "L'ampiezza dei processi offerti da Materialise, insieme alla credibilità e all'esperienza nel settore che si acquisisce solo con il tempo, ci attrae molto".

"Quando dobbiamo industrializzare i prodotti, il rapporto è stato molto produttivo. Il nostro team di qualità può andare a Lovanio e mettersi in contatto con il vostro: noi vi diremo di cosa abbiamo bisogno e voi ci mostrerete cosa potete fare per assicurarci di ottenerlo", continua. "È stata una conversazione, mentre altri fornitori lavorano solo a modo loro o non lo fanno affatto. È questo che contraddistingue Materialise".

Per saperne di più su Sartorius e sulle sue apparecchiature, consultare il sito ufficiale .