Adoblando el ritmo: desarrollo y producción de vacunas

Gemelo digital: el mundo real y digital en bucle cerrado

Ofrecemos una innovadora cartera de Digital Enterprise soluciones: abarca el diseño del producto, que es 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 gemelo digital, que combina el mundo real y digital en un bucle cerrado.

Enfoque en tecnologías adyuvantes en GSK

Como la primera aplicación para probar el gemelo digital, GSK, Siemens y ATOS han desarrollado un gemelo digital 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, permitiendo el suministro de más dosis de vacuna cuando la demanda es alta.

Software fuerte para una tarea desafiante

Para la simulación, primero tuvo que decodificarse la “caja negra” de partículas de adyuvantes. Utilizando modelos mecánicos e inteligencia artificial (IA), los socios desarrollaron un modelo híbrido para simular y monitorear el proceso. Como tal, el gemelo digital 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. Se anticipa cualquier desviación de la calidad óptima y el gemelo actúa sobre los parámetros del proceso para rectificar y cumplir con los requerimientos objetivo. Aquí entran en juego varias soluciones de software:

• SIPAT es proporcionado por Simatic SIPAT, que garantiza una transparencia de datos sin restricciones a partir del 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 es soportado por Machine Learning.

Simulación: dinámica de flujo computacional (CFD)

El factor tiempo, sin embargo, planteó un reto particular para la simulación adyuvante. Debido a que la simulación de partículas de los adyuvantes es altamente intensiva en computación, el proceso de cálculo puede tomar varias horas. Eso es un problema para la interacción en tiempo real entre el gemelo digital y el mundo real.

Por lo tanto, los socios del proyecto extrajeron el proceso aquí ilustrado y lo simularon utilizando dinámica de flujo computacional (CFD). Esto les permitió generar y guardar archivos de simulación para todo tipo de casos con anticipación. 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 capaz en tiempo real.

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

Con 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 sólo 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. De esta manera, los gemelos digitales de producto, producción y performance se vincularán entre sí.

mayo 2021