Development of innovative management strategy for pharmaceutical continuous manufacturing processes

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製薬産業では，確実な製品品質保証を必須条件としつつ，需要に応じた柔軟な生産と生産性向上を実現するために，バッチ生産から連続生産への移行が進められている．本研究では，医薬品製造（特に固形製剤）において連続生産が持つ能力を最大限に引き出すために，最高レベルの品質と生産性を実現できる最適な管理戦略について検討し，その実現に必要なモデル構築・制御・監視手法等を開発することを目的としている．連続生産プロセスのモデル構築については，粉体供給工程と混合工程のモデリングを実施した．粉体供給工程においては，時間と共に粉体の流動特性が変化することを考慮してモデルを構築することにより，操作変数を適切に決定しやすくなった．また，混合工程のモデリングでは，実験データ取得にかかる時間や原料費を低減することができる方法を開発した．制御については，これまでに開発した「貪欲なデザインスペース」設計手法に基づいて，滞留時間分布を考慮することで，重要品質特性がデザインスペースから逸脱しにくい重要品質特性の設定値設定方法を開発し，その有効性を示した．また，連続造粒プロセスを対象とした異常検出システムも開発した．さらに，固形剤製造において，連続生産を要素として含むプロセスの設計手法と，経済性評価に基づいてプロセス選択を支援できるツールの開発に取り組んだ．また，重要工程の一つである造粒を対象に，物理モデルのシミュレーション結果を用いたサロゲートモデルを構築し，迅速かつ簡便なプロセス設計の手段を提案した．これらの研究成果は，医薬品連続生産の発展とさらなる効率化に向けて重要な役割を果たす．