Thiết kế phòng thí nghiệm

Thiết kế phòng QA/QC nhà máy dược phẩm

thiết kế phòng thí nghiệm nhà máy dược phẩm

Bài học từ một dự án 60.000 feet vuông hoàn thành trong 11 tháng

 Cơ sở sản xuất mới của Shire, gần Atlanta.

– Shire, công ty công nghệ sinh học hàng đầu thế giới tập trung vào việc phục vụ những người có bệnh hiếm và điều kiện chuyên môn hoá cao khác, xây dựng và vận hành của một cơ sở sản xuất dược phẩm mới nằm 35 dặm về phía đông của Atlanta, Georgia vừa hoàn thành. Nhà máy này là một khu phức hợp rộng một triệu mét vuông được xây dựng trên một khu đất xanh rộng 100 mẫu Anh. Các hoạt động được dành riêng để sản xuất các liệu pháp protein có nguồn gốc từ huyết tương của con người được sử dụng để điều trị cho bệnh nhân bị rối loạn miễn dịch và các bệnh hiếm gặp khác. Các chuyên gia phòng thí nghiệm có thể học hỏi từ kinh nghiệm thiết kế và khởi nghiệp của Shire vì nhà máy này bao gồm một tòa nhà phòng thí nghiệm rộng 60.000 feet vuông.

thiết kế phòng thí nghiệm nhà máy dược phẩm

Thiết kế phòng thí nghiệm

– Tòa nhà phòng thí nghiệm ba cấp được thiết kế với khái niệm không gian mở giống như toàn bộ cơ sở. Các cửa sổ từ sàn đến trần bao phủ hai mặt đầy đủ của tòa nhà, cho phép lượng ánh sáng tự nhiên hào phóng vào không gian làm việc. Tầng đầu tiên bao gồm các phòng thí nghiệm hóa học và miễn dịch để kiểm tra kiểm soát chất lượng sản phẩm và nguyên liệu thô, bộ kiểm soát mẫu và các phòng lưu trữ vật tư tiêu hao và dàn chất thải. Tầng thứ hai bao gồm một phòng thí nghiệm khắc phục phương pháp, phòng thí nghiệm vi sinh và phòng để lưu trữ lạnh và kiểm soát tài liệu. Tầng thứ ba chứa một hệ thống và thiết bị nước tinh khiết dành riêng cho tòa nhà để phân phối nitơ, chân không và không khí.

– Tòa nhà phòng thí nghiệm được thiết kế để có tầm nhìn tối đa. Cơ sở được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu quy định cho sản xuất dược phẩm ở Hoa Kỳ, Châu Âu và các thị trường khác. Cuối cùng, các phòng thí nghiệm rất thân thiện với các cửa sổ do các cửa sổ lớn ngăn cách khu vực văn phòng và phòng thí nghiệm. Điều này làm cho công việc đang được thực hiện rất rõ ràng, dễ quản lý và an toàn hơn.

– Thiết kế của tòa nhà phòng thí nghiệm cũng đáp ứng các quy định về an toàn và môi trường nghề nghiệp với các tính năng hiện đại. Các tính năng an toàn độc đáo bao gồm các trạm rửa mắt được nhúng trong các bức tường hoạt động tự động khi kéo xuống và vòi sen an toàn tại các phần sàn được mã hóa màu để dễ dàng xác định vị trí trong trường hợp khẩn cấp.

– Các cống trong phòng thí nghiệm chảy trực tiếp vào nhà máy xử lý nước thải của cơ sở, và tường lửa tự động có thể cách ly các tòa nhà và sàn nhà trong toàn bộ cơ sở khi cần thiết. Bộ cách ly vô trùng bao gồm các báo động hình ảnh và âm thanh để kiểm soát hydro peroxide bốc hơi. 

– Thử nghiệm vô trùng tại cơ sở sản xuất mới của Shire. Tòa nhà phòng thí nghiệm bao gồm máy tạo nước thẩm thấu ngược (RO) và vòng phân phối. Vòng lặp cung cấp nước chất lượng RO cho 17 điểm sử dụng trong toàn bộ tòa nhà. Mười một trong số những điểm này cung cấp chất đánh bóng nước làm sạch thêm nước dùng để phân tích.

– Tất cả các thiết bị quan trọng trong toàn bộ cơ sở, bao gồm các đơn vị nhiệt độ được kiểm soát (CTU), hệ thống nước RO và hệ thống xử lý không khí, được giám sát bởi hệ thống tự động hóa tòa nhà (BAS). Đặt điểm trong BAS kiểm soát các hệ thống này và xác định phạm vi hoạt động cho thông báo cảnh báo.

Các tính năng độc đáo

– Thiết kế phòng thí nghiệm tạo điều kiện cho dòng chảy mẫu. Các mẫu được đưa vào thông qua một trạm thả ở một đầu của tòa nhà và chảy qua quy trình thử nghiệm đến đầu kia nơi xử lý chất thải được quản lý. Ở các khu vực giữa, các phòng được dành riêng để cân hóa chất, rửa kính, ủ mẫu và lưu trữ CTU. Tòa nhà cũng có vị trí thuận tiện, phòng sao chép, khu vực văn phòng, phòng hội nghị, phòng vệ sinh và thang máy.

Bài viết liên quan: Top 5 chiến lược thiết kế phòng thí nghiệm miễn phí

– Bảy phòng ổn định đủ điều kiện theo các điều kiện được xác định bởi Hội đồng hài hòa quốc tế được đặt trong nhà kho chỉ cách một hành lang ngắn kết nối tất cả các tòa nhà của cơ sở. Nhiệt độ và độ ẩm của buồng ổn định được theo dõi bởi BAS và hiển thị trên màn hình theo dõi thời gian thực trong phòng thí nghiệm.

– Một tính năng độc đáo khác của không gian phòng thí nghiệm là băng ghế di động có thể được phân phối lại khi cần thiết. Ngoài ra, các nhà cung cấp dịch vụ trên cao cung cấp khí và năng lượng cho mỗi máy trạm và có thể được tùy chỉnh cho các nhu cầu hiện tại. Argon, helium, oxy, hydro và nitơ được chuyển đến các chất mang từ các tủ khí và máy phát điện đặc biệt được đặt khắp tòa nhà. Tùy chọn nguồn có thể được cấu hình thông qua các ổ cắm được mã hóa màu tại mỗi máy trạm và cung cấp tới 300 V và nguồn điện không bị gián đoạn khi cần thiết.

– Băng ghế di động và nhà cung cấp dịch vụ trên cao làm cho phòng thí nghiệm có cấu hình cao. Ở cấp độ đầu tiên, thử nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng khoảng 100 phương pháp phân tích cụ thể theo sản phẩm. Nguyên liệu thô và tiện ích được kiểm tra bằng cách tóm tắt USP-NF và EP. Tất cả các phương pháp đã được xác thực, chuyển từ các trang web khác hoặc được xác minh theo kế hoạch triển khai phương pháp chi tiết.

– Trước khi chiếm đóng tòa nhà, các phân tích về dòng công việc phân tích cụ thể đã được thực hiện để đảm bảo vị trí tối ưu của thiết bị và vật tư. Những đánh giá này bao gồm các sơ đồ spaghetti để đánh giá sự di chuyển của tế bào làm việc và lập kế hoạch 5S cho việc sắp xếp các công cụ và vật tư tiêu hao.

– Trong các phòng thí nghiệm vi sinh ở cấp độ thứ hai, các mẫu được kiểm tra tại các khu vực được chỉ định về bioburden, endotoxin và vô trùng. Ngoài ra, có một bộ nhận dạng vi sinh vật chuyên dụng sử dụng phép đo phổ khối MALDI-TOF. Cấp độ thứ hai cũng bao gồm một bộ nồi hấp và bộ làm mát đi bộ lớn để lưu trữ phương tiện và mẫu.

Những thách thức xây dựng và khởi nghiệp

– Thách thức khởi nghiệp mà nhóm phòng thí nghiệm phải đối mặt là sẵn sàng hỗ trợ tất cả các tiện ích quan trọng, xác nhận làm sạch, giám sát môi trường, phát hành nguyên liệu và thử nghiệm sản phẩm cho ba tòa nhà sản xuất riêng biệt. Mốc thời gian sẵn sàng là 11 tháng kể từ ngày bước vào tòa nhà QC trống. Trong khung thời gian này, nhóm phải cài đặt và đủ điều kiện 600 thiết bị và thiết bị phân tích, thuê và đào tạo khoảng 50 nhân viên mới, thực hiện hàng trăm thủ tục và chuyển giao hoặc xác nhận 100 phương pháp phân tích.

– Có lẽ khía cạnh chưa từng có đối với thử thách khởi nghiệp là cần phải đủ điều kiện 22 hệ thống phòng thí nghiệm máy tính khác nhau theo các yêu cầu của 21CFR Phần 11, Hồ sơ điện tử. Nhóm nghiên cứu đã tuân theo hướng dẫn hệ thống chất lượng nghiêm ngặt để đáp ứng các yêu cầu liên bang này. Làm điều này cho rất nhiều hệ thống trong một khoảng thời gian ngắn như vậy đòi hỏi một nỗ lực nhóm chuyên sâu với một kế hoạch chi tiết cho từng hệ thống.

– Mỗi hệ thống máy tính phải trải qua một loạt các đánh giá, từ trình độ thiết kế đến thông số kỹ thuật yêu cầu của người dùng đến đánh giá rủi ro. Mỗi trình độ sau đó yêu cầu để cài đặt, vận hành và hiệu suất. Thông thường, một phòng thí nghiệm hoạt động đầy đủ sẽ coi đó là một thành công để hoàn thành các yêu cầu này cho một hệ thống máy tính mới trong khoảng thời gian sáu tháng. Sự khởi đầu của các phòng thí nghiệm Shire Georgia đòi hỏi phải có trình độ của 22 hệ thống máy tính trong khoảng chín tháng. Bài học kinh nghiệm

– Nhìn chung, khởi nghiệp xây dựng phòng thí nghiệm là một nỗ lực chưa từng có, và bài học được rút ra là sự chia sẻ bảo đảm với cộng đồng quản lý phòng thí nghiệm, bao gồm:

– Khi khởi động phòng thí nghiệm là một phần của khởi động cơ sở tổng thể, điều quan trọng là các nhà hoạch định phải nhận ra tác động rộng lớn của hoạt động phòng thí nghiệm. Để hỗ trợ các tiện ích quan trọng như cung cấp nước và không khí hoặc giám sát môi trường cho cơ sở, phòng thí nghiệm phải được ưu tiên trong trình tự thực hiện.

– Đại diện phòng thí nghiệm phải phối hợp chặt chẽ với các nhà thầu xây dựng để hoàn thành việc xây dựng, bao gồm tất cả các hạng mục danh sách đục lỗ. Sự phối hợp này phải bao gồm thỏa thuận về quyền sở hữu các nhiệm vụ đào tạo và trình độ cho tất cả các thiết bị do nhà thầu trang bị như máy rửa kính, máy hút khói, máy cách ly vô trùng và nồi hấp.

– Thiết kế tòa nhà nên được xem xét để thay đổi các yêu cầu quy định khi dự án tiến hành, bởi vì việc sử dụng cơ sở có thể bị ảnh hưởng. Ví dụ, các phòng ban đầu được thiết kế để tích lũy chất thải có thể không còn đáp ứng các yêu cầu tại thời điểm chiếm đóng, và có thể cần phải sửa đổi quy trình phòng hoặc giai đoạn cuối.

– Nhà thầu để vận hành và trình độ chuyên môn có lợi trong trường hợp cần chuyên môn cao. Tuy nhiên, kế hoạch về cách các nhân viên và nhà thầu làm việc cùng nhau nên được xem xét cẩn thận, dựa trên sự khác biệt vốn có trong các mục tiêu kinh doanh. Các nhà thầu không bao giờ nên dẫn dắt dự án, và nên có những sản phẩm được giao rõ ràng.

– Vệ sinh hàng tuần vòng lặp nước RO của tòa nhà bao gồm một chu trình tự động đóng van tại tất cả các điểm sử dụng trong khi nước siêu nóng đi qua trong một khoảng thời gian. Các thông số của chu trình khử trùng phải được xem xét cẩn thận đối với hoạt động của các bộ phận đánh bóng nước được lắp đặt tại các điểm sử dụng. Sử dụng không chính xác có thể gây ra sự cố của các chất đánh bóng.

– Bất kỳ thiết bị nào, dù đơn giản đến đâu, đều có thể gây khó khăn trong việc cài đặt và trình độ nếu không cẩn thận để xem xét các khuyến nghị của nhà sản xuất để sử dụng. Ví dụ, lập bản đồ nhiệt độ của tủ lạnh phòng thí nghiệm hoạt động thông qua lưu thông không khí cưỡng bức, có thể đưa ra những thách thức với cấu hình điểm đặt và vị trí đầu dò.

– Đánh giá rủi ro cho các hệ thống máy tính không đáp ứng tất cả các yêu cầu 21CFR Phần 11 ngoài giá phải thực hiện các hành động giảm thiểu. Ví dụ, khi một hệ thống không có khả năng chữ ký điện tử, các bản ghi kết quả phải được in và ký bởi nhà phân tích và người đánh giá, và các giảm thiểu như vậy cần phải được ghi lại trong các quy trình vận hành.

– Để giảm số lượng hệ thống phần mềm được sử dụng, hệ thống dữ liệu sắc ký (CDS) đã được chọn để vận hành năm loại dụng cụ khác nhau: GC, HPLC, sắc ký ion, điện di mao quản và LC-MS (TQD). Nhóm đã nhanh chóng biết rằng việc triển khai CDS cho các công cụ của bên thứ ba được bán trên thị trường là tương thích là một thách thức, vì cả nhà cung cấp CDS lẫn nhà cung cấp dụng cụ đều không sẵn sàng chịu trách nhiệm cho việc kết hợp hoạt động. Chi tiết về những bài học kinh nghiệm về vấn đề này có thể rất có giá trị đối với các nhà quản lý phòng thí nghiệm trong các tình huống tương tự.

– Các máy trạm tự động điều khiển hoạt động của nhiều dụng cụ phân tích theo trình tự có thể khó mang lại hoạt động và hoạt động đáng tin cậy. Các máy trạm tập trung vào các phương pháp ELISA hoặc endotoxin bao gồm phần mềm và robot điều khiển xử lý chất lỏng tự động, đọc mã vạch, pha loãng mẫu, rửa đĩa và đọc đĩa. Mặc dù sự phối hợp cẩn thận với nhà cung cấp có thể khiến tất cả cùng hoạt động, việc xác định hệ thống và các phương pháp liên quan đòi hỏi nhiều thời gian và lao động. Trong những trường hợp như vậy, sử dụng một nhà thầu có kinh nghiệm sẽ giúp.

– Shire phấn đấu để phát triển các sản phẩm tốt nhất cho bệnh nhân mắc các bệnh hiếm gặp và để làm được điều đó đòi hỏi các phòng thí nghiệm hiện đại, có chức năng cao. Covington, Georgia, các phòng thí nghiệm cung cấp một môi trường làm việc tuyệt vời, cả về chức năng và thẩm mỹ. Việc thực hiện thành công đã dẫn đến các chức năng kiểm soát chất lượng đưa nhà máy sản xuất mới vào vị trí tốt để cung cấp cho bệnh nhân các liệu pháp protein rất cần thiết. Chia sẻ kinh nghiệm và bài học kinh nghiệm với các chuyên gia phòng thí nghiệm khác là một bước nữa để giúp đỡ bệnh nhân trên toàn thế giới.