Adoblando el ritmo: desarrollo y producción de vacunas

Gemelo digital: los mundos real y digital en un circuito cerrado

Ofrecemos una cartera innovadora de soluciones para empresas digitales: cubre el diseño del producto, que es aquí el desarrollo de la vacuna y la fabricación del ingrediente activo, también conocido como procesamiento primario, y la fabricación del producto farmacéutico en sí, o procesamiento secundario. Colaboramos con GSK y ATOS para desarrollar un concepto innovador llamado digital twin, que combina los mundos real y digital en un bucle cerrado.

Enfoque en tecnologías adyuvantes en GSK

Como la primera aplicación para probar el digital twin, GSK, Siemens y ATOS han desarrollado un digital twin de prueba de concepto específicamente para el desarrollo y fabricación de tecnologías adyuvantes. Los adyuvantes son aditivos de vacunas que estimulan la respuesta inmune. Esto puede desempeñar un papel esencial para ayudar a proteger a las personas con sistemas inmunológicos más débiles, como los adultos mayores y las personas inmunodeprimidas. Los adyuvantes también ayudan a reducir el volumen de antígeno requerido para cada dosis de vacuna, lo que permite el suministro de más dosis de vacuna cuando la demanda es alta.

Software sólido para una tarea desafiante

Para la simulación, primero tuvo que decodificarse la “caja negra” de partículas de adyuvantes. Usando modelos mecánicos e inteligencia artificial (IA), los socios desarrollaron un modelo híbrido para simular y monitorear el proceso. Como tal, el digital twin vincula los parámetros del proceso a la calidad del adyuvante. Los sensores y la tecnología analítica de procesos (PAT) proporcionan información que alimenta al gemelo para predecir la calidad del producto. Cualquier desviación de la calidad óptima se anticipa y el gemelo actúa sobre los parámetros del proceso para rectificar y cumplir con los requisitos objetivo. Varias soluciones de software entran en juego aquí:

• SIPAT es proporcionado por Simatic SIPAT, que garantiza una transparencia de datos sin restricciones comenzando con el desarrollo del producto y devuelve los datos correlacionados al proceso.
• El Portal de Automatización Totalmente Integrado (TIA Portal) integra hardware, software y servicios, facilitando el acceso completo a todo el sistema de automatización digitalizado y formando la base para el proceso de ingeniería utilizado en la implementación.
• Se utilizó software de simulación en modelado y visualización de procesos. El proceso también está respaldado por Machine Learning.

Simulación: dinámica de flujo computacional (CFD)

Sin embargo, el factor tiempo planteó un desafío particular para la simulación adyuvante. Debido a que la simulación de partículas de los adyuvantes es muy intensiva en computación, el proceso de cálculo puede tardar varias horas. Eso es un problema para la interacción en tiempo real entre el digital twin y el mundo real.

Por lo tanto, los socios del proyecto extrajeron el proceso ilustrado aquí y lo simularon utilizando dinámica de flujo computacional (CFD). Esto les permitió generar y guardar archivos de simulación para todo tipo de casos por adelantado. En combinación con los datos de la planificación estadística de ensayos (DoE) y el aprendizaje automático, esto les da la capacidad de predecir las partículas de los adyuvantes que se crearán con cada cambio en los parámetros críticos. Como resultado, el modelo es apto para tiempo real.

Digitalización: un ritmo más rápido para el desarrollo y la fabricación de nuevas vacunas

Con los gemelos digitales, ahora es posible recopilar datos para comprender exactamente lo que está sucediendo en tiempo real durante la producción de vacunas, lo que permite la optimización de las operaciones. Permite no solo el monitoreo de procesos complejos, sino que también predice cómo los cambios los afectarían.

En resumen, recurrir a la digitalización ayuda a acelerar las cosas en GSK. En el siguiente paso, GSK quiere trabajar con nosotros para apoyar su visión de establecer e introducir nuevos gemelos digitales para todo el proceso de desarrollo de vacunas para nuevas vacunas. Por lo tanto, los gemelos digitales de producto, producción y rendimiento estarán vinculados entre sí.

mayo de 2021