Aumentando o ritmo - desenvolvimento e produção de vacinas
GSK, Siemens e Atos fazem parceria para digitalizar o desenvolvimento e a produção de vacinas usando um gêmeo digital. Isso reduzirá drasticamente os tempos de desenvolvimento, proporcionando uma entrega mais rápida de vacinas de alta qualidade.
Digitalização da cadeia de valor de vacinas para otimização
No momento, o desenvolvimento de vacinas normalmente progride em muitos pequenos silos, cada um digitalizado até certo ponto em seu próprio ambiente, mas com poucas conexões entre eles. É aqui que há potencial para otimização. Ser capaz de considerar o processo como um todo e digitalizar toda a cadeia de valor representaria uma melhoria significativa.
Gêmeo digital: os mundos real e digital em um circuito fechado
Oferecemos um portfólio inovador de Digital Enterprise soluções — abrange o design do produto, que consiste aqui em desenvolver a vacina e fabricar o ingrediente ativo, também conhecido como processamento primário, e fabricar o próprio produto farmacêutico, ou processamento secundário. Colaboramos com a GSK e a ATOS para desenvolver um conceito inovador chamado digital twin, que combina os mundos real e digital em um circuito fechado.
Concentre-se nas tecnologias adjuvantes na GSK
Como a primeira aplicação para testar o gêmeo digital, a GSK, a Siemens e a ATOS desenvolveram um gêmeo digital de prova de conceito especificamente para o desenvolvimento e fabricação de tecnologias adjuvantes. Os adjuvantes são aditivos vacinais que estimulam a resposta imune. Isso pode desempenhar um papel essencial para ajudar a proteger pessoas com sistemas imunológicos mais fracos, como idosos e pessoas imunodeprimidas. Os adjuvantes também ajudam a reduzir o volume de antígeno necessário para cada dose de vacina, permitindo o fornecimento de mais doses de vacina quando a demanda é alta.
Software robusto para uma tarefa desafiadora
Para a simulação, a “caixa preta” das partículas dos adjuvantes teve que ser decodificada primeiro. Usando modelos mecânicos e inteligência artificial (IA), os parceiros desenvolveram um modelo híbrido para simular e monitorar o processo. Dessa forma, o gêmeo digital vincula os parâmetros do processo à qualidade do adjuvante. Os sensores e a tecnologia analítica de processo (PAT) fornecem informações que alimentam o gêmeo para prever a qualidade do produto. Qualquer desvio da qualidade ideal é antecipado e o gêmeo atua nos parâmetros do processo para corrigir e atender aos requisitos desejados. Várias soluções de software entram em ação aqui:
o- PAT é fornecido pela Simatic SIPAT, que garante transparência irrestrita dos dados, começando com o desenvolvimento do produto, e devolve os dados correlacionados ao processo.
- O portal de automação totalmente integrado (TIA Portal) integra hardware, software e serviços, facilitando o acesso completo a todo o sistema de automação digitalizado e formando a base para o processo de engenharia usado na implementação.
- O software de simulação foi usado na modelagem e visualização de processos. O processo também é suportado pelo Machine Learning.
Simulação: dinâmica computacional de fluxo (CFD)
O fator tempo, no entanto, representou um desafio particular para a simulação adjuvante. Como a simulação de partículas dos adjuvantes exige muita computação, o processo de computação pode levar várias horas. Esse é um problema para a interação em tempo real entre o gêmeo digital e o mundo real.
Os parceiros do projeto, portanto, extraíram o processo ilustrado aqui e o simularam usando dinâmica de fluxo computacional (CFD). Isso permitiu que eles gerassem e salvassem arquivos de simulação para todos os tipos de casos com antecedência. Em combinação com dados do planejamento estatístico de ensaios (DoE) e do aprendizado de máquina, isso lhes dá a capacidade de prever as partículas dos adjuvantes que serão criadas com cada alteração nos parâmetros críticos. Como resultado, o modelo é compatível em tempo real.
Digitalização: um ritmo mais rápido para o desenvolvimento e fabricação de novas vacinas
Com gêmeos digitais, agora é possível coletar dados para entender exatamente o que está acontecendo em tempo real durante a produção da vacina, permitindo a otimização das operações. Ele permite não apenas o monitoramento de processos complexos, mas também prevê como as mudanças os afetariam.
Resumindo, recorrer à digitalização ajuda a acelerar as coisas na GSK. Na próxima etapa, a GSK quer trabalhar conosco para apoiar sua visão de estabelecer e introduzir novos gêmeos digitais para todo o processo de desenvolvimento de vacinas para novas vacinas. Assim, os gêmeos digitais de produto, produção e desempenho serão interligados.
maio de 2021