30
PAGE 1 Pharmaceutical Manufacturing Technology Centre (PMTC) Enterprise Ireland & IDA Ireland an industry led, industry driven research programme Detailed Description of Needs Document April 2012

Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  1  

Pharmaceutical Manufacturing Technology Centre (PMTC) 

Enterprise Ireland & IDA Ireland 

‐ an industry led, industry driven research programme 

 

 

Detailed Description of Needs Document 

April 2012  

 

 

 

 

 

 

Page 2: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  2  

  

Contents 

1.  Introduction and Background 

2.  Vision and Goals 

3.  Research Programme 

4.  Governance and Management 

5.  IPR Framework 

6.  Impacts and Metrics 

7.  Financial Model 

Appendices 

A. Other research areas of interest to the Irish Pharmaceutical sector 

Page 3: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  3  

   

1 Introduction and Background  

The  Irish Pharmaceutical  industry  is a very significant and  important sector of the  Irish economy with an estimated 50,000  employees  and  accounting  for over 50% of  Irelands exports.  Eight of  the  ten  largest pharmaceutical companies in the world have manufacturing operations in Ireland.  

Cost  competitiveness  and  patent  expiry  are  the  two  most  critical  issues  facing  the  international Pharmaceutical  industry  generally  and  Irish  manufacturers  in  particular.  Irish  sites  of  Multinational companies are increasingly anxious to improve the value proposition to corporate and late stage Research and Development as well as commercial stage Research & Development. This is a key mandate of the Irish operations. 

Analytics and in particular Process Analytical Technology (PAT) has had an increasing focus in the industry in recent years. Better understanding and control of the manufacturing process can lead to improved cost competitiveness through 

• Reduced reworking and batch rejections 

• Reduced sampling and laboratory costs 

• Improved process yields 

• Reduced cycle and changeover  times 

• Shorter development times 

The regulatory agencies have been supporting and promoting these industry initiatives under the ‘Quality by Design’ (QbD) framework and there have been several successful improvements and regulatory filings in recent years.  

However, there remains considerable technical and research challenges in developing and adopting these technologies and this work will be the early focus of the Pharmaceutical Manufacturing Technology Centre (PMTC). 

The  initial focus of the centre will be on the development of advanced analytical technology solutions to provide real time, relevant data and information which enables high levels of process and product quality control, with faster concurrent and end product testing with consequent benefits to the competitiveness of the pharmaceutical industry sector. With more process control comes more process understanding and opportunities  invariably arise  for better yields,  shorter  cycle  time,  fewer mis‐operations, all  resulting  is cost savings that add immediate value to the Irish operations. 

In particular in its first year of operation the centre will look to examine how PAT can be applied to: 

Page 4: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  4  

1) Advanced Rapid Micro Analytical Techniques 

2) Powder Processing control through PAT  

3) Enabling and control of continuous processing  

4) Soft sensor modelling tools 

5) API (Active Pharmaceutical Ingredient)  Real time release PAT 

6) Pharmaceutical packaging design for product traceability, utility and integrity protection 

These research themes are outlined in further detail in Section 3.  

The companies supporting  the establishment of  this Technology Centre have a series of wider  research interests which  are  detailed  in  Appendix  A.  Some  of  these  are  currently  being  investigated  by  other publicly  funded  research organisations  in  Ireland and  it  is proposed  that  the PMTC would play a  role  in leveraging this research work for the benefit of the Pharmaceutical Industry in Ireland. 

The PMTC is funded under the EI/IDA Technology Centre Programme, ‐ an industry led research initiative. 

 

Page 5: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  5  

  

2 Vision and Goals 

The vision of the PMTC  is to support and develop the  Irish pharmaceutical  industry  (small and  large molecule) by improving manufacturing competitiveness and enhancing the research and development mandate and activity of Irish pharmaceutical manufacturing sites and companies. 

The Goals of the Centre are 

1) The  PMTC  will  conduct  and  coordinate  research  in  advanced  pharmaceutical  manufacturing technologies which have a wide application across the Irish pharmaceutical industry. 

2) The PMTC will assist in the coordination and be an easy access point for the Irish pharmaceutical industry to other pharmaceutical related research facilities and researchers in Ireland. 

3) The PTMC will work closely with other Irish research centres and academic institutions to source additional  funding  for Pharmaceutical Manufacturing  related research through company specific projects, EI and IDA research funding and EU framework programmes. 

4) The PTMC will be a one stop shop to showcase advanced pharmaceutical manufacturing expertise and  support  academic‐industry  collaboration  in  relation  to  advanced  pharmaceutical manufacturing  technologies  and  know‐how  for  manufacturing  industry  and  related  service providers. 

5) The PMTC will liaise with regulatory authorities to provide assistance to Irish pharmaceutical sites on the research and introduction of new manufacturing technologies. 

6) The PMTC will provide a global Technology Watch  function  for  its members and will  liaise with global networks in pharmaceutical manufacturing innovations to ensure that Irish pharmaceutical sites are updated on research trends. 

Page 6: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  6  

 

3   Initial research programme  

Process Analytical Technology (PAT) has had increasing focus from Industry over the last 10 years and in the  last 5 years the number of PAT devices  installed  in commercial manufacturing equipment has increased considerably.   This  investment  in PAT was carried out because  it delivers value  in process understanding and control thus maximising operating efficiency and confidence in quality.  Increased interest in the introduction of continuous manufacturing to replace batch processes has also led to the need for better process analytical technologies.  

Table1 below shows the types of PAT technology which the pharmaceutical industry is currently using in batch and continuous manufacturing.  

TABLE 1 – Process Analytical Technology currently in use by industry 

API synthesis Formulation Packaging Distribution

Raw material ID hand held raman Raw material ID hand held raman  Raw material ID hand held NIR Raw material ID hand held NIR  RM QC (NIR, MIR) RM QC (NIR, MIR) Vaccuum integrity

Reaction monitoring (NIR, Raman)Crystallisation (FBRM)Drying ‐NIR Drying ‐NIR/Mass SpecMass spectroscopy Granulation control NIR/FBRMFTIR Blending control NIRAPI RTL 

Electronic lab notebooks Electronic lab notebooksBar coding Bar coding Bar coding Bar coding     DP RTR ‐ Solid dose Product based

Energy usage optimisation Energy usage optimisationEnergy usage optimisation

Enviromental protection Enviromental protectionEnviromental protection

Operator safety Operator safety Operator safetyCycle time reduction Cycle time reduction Cycle time reductionLean manufacturing Lean manufacturing Lean manufacturingProcess Knowledge Process Knowledge Process Knowledge 

PAT Mon

itoring Techno

logy

Advanced control/Autom

ation

Bene

fits

 

 

 However  there are  important areas  for  industry where  further analytical  technology  improvements are required. Progress on novel PAT devices and methodology has been slower because the technical challenges and  instrumentation capability are  limiting  factors.   Progress has also been slow because 

Page 7: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  7  

many  interested parties (end users,  instrumentation and control companies, academics) are working in  isolation.    There  is  a  compelling  case  to  pool  all  the  know‐how  and  resources  and  collectively develop and apply the next wave of PAT technology.  

For Ireland there is an equally compelling case to lead the way in this research and confirm our status as the premier  location for advanced pharmaceutical manufacturing.    Industry has  identified several areas where further PAT development is required. (shown in table 2 below).  

TABLE 2 – Areas where industry believes PAT could be used if developed 

API synthesis Formulation Packaging Distribution

    Counterfeit proofing Counterfeit ID

   

Blisterpack tablet location/presence confirmation Patient diagnostics

      Custom dosingReaction monitoring (NMR, MS)Soft sensors Soft sensors Soft sensorsLow cost rxn monitoring solutionsCrystallisation (MIR)Drying ‐packaging‐sizing Drying ‐packaging‐sizingBio process API ‐ Bio sensorsReal time impurity monitoring and controlSpectroscopic cleaning verification/swab replacement

Spectroscopic cleaning verification/swab replacement

Continuous process monitoring Continuous process monitoringin line Rapid micro testing

   

Model predictive control/Advanced Process control

Model predictive control/Advanced Process control

Model predictive control/Advanced Process control

API  CQV RTR

DP RTR ‐ Platform/ease of transferParametric release/RTR aseptic processes

Eliminate sampling for high potency, low volume, high cost products

Eliminate sampling for high potency, low volume, high cost products

PAT enabled rapid, flexible manufacturing for new product launch

PAT enabled rapid, flexible manufacturing for new product launch

Flexibility to move within design space

Flexibility to move within design space

Patent extension based on novel technology

Patent extension based on novel technology

 

PAT Mon

itoring Techno

logy

Advanced control/Autom

ation

Value

 statemen

ts

 

 Industry  also  recognises  that  some  of  these  are  very  challenging  targets  but  with  industry  and academia working as one focused centre the probability of success is significantly enhanced. 

 

Page 8: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  8  

Research themes for Initial Call for Proposals 

The Centre will focus on advanced pharmaceutical manufacturing technologies with an initial focus on process analytical  technologies  (PAT) and  continuous manufacturing. These  themes have been specified by the pharmaceutical companies in Ireland who are interested in becoming members of the Pharmaceutical Manufacturing Technology Centre. The chosen research themes for the initial research programme  are  shown  below.  The  themes  are  necessarily  broad  and  intended  to  underpin  the research direction of the centre long term. 

 

1) Advanced rapid micro analytical techniques 

2) Powder processing control through PAT   

3) Enabling and control of continuous processing  

4) Soft sensor modelling tools to maximise process robustness and operational efficiency 

5) Active pharmaceutical ingredient API real time release PAT 

6) Pharmaceutical packaging technologies for product traceability, utility and integrity protection 

 

 

 

Page 9: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  9  

Research Theme 1 ‐ Advanced Rapid Micro Analytical Techniques 

Objective: The aim of this theme is to research new analytical approaches for the microbial control of Pharmaceutical  ingredients,  intermediates  and  finished  products.  Research  should  focus  on quantitative and qualitative tests which could ultimately replace the standard Pharmacopoeia tests for total  counts  and  sterility  testing  respectively  and  be  applied  in  the  monitoring  and  control  of pharmaceutical processes. 

Background and Significance: Total microbial  count  testing and  sterility  testing  is employed widely across the pharmaceutical and food industry to control the quality of end products and precursors.  

The microbiological methods described in the current Pharmacopoeias for the detection, enumeration and  identification  of micro  ‐  organisms  have  been  in  use  for  almost  a  century  and  are  very  slow. Typical microbial count tests take up to 7 days and typical sterility tests range from 14 – 21 days. Thus the  results  from  conventional methods  seldom  enable proactive  corrective  action  to be  taken  and increase product throughput times and lead‐time to the patient. Rapid techniques would facilitate real time or near real time release with earlier intervention for corrective action. 

Alternative analytical  techniques  for  rapid micro analysis  are  suggested  in  the Pharmacopoeias but due  to  their  limitations  (i.e. mainly qualitative  and  very difficult  to  validate) have not been widely adopted within the Pharmaceutical sector. 

Research scope: Project duration is expected to be 12‐24 months with research focus as follows: 

To  research  new  analytical  approaches,  including  nanosensing  technologies,  to  develop  alternative rapid micro  testing  solutions which  deliver  valid  results  that  are  equal  to  or more  accurate  than current methods, and reduce the reliance on removing samples for lab analysis.  

Methods  should  be  quantitative  and  very  sensitive  due  to  the  low  bioburden  of  pharmaceutical ingredients and finished products i.e. typical  level of detection should be 1CFU/g for Sterile products and 100CFU/g for bioburden testing. Note Sterility tests are normally qualitative.  

Methods should be rugged and be applicable to a wide range of sample matrices including single and multicomponent powders, semi solids and liquids.  

Methods should be able to identify if possible any viable organisms detected. 

Expected results: Rugged, robust alternative rapid analytical techniques  for the microbial count and sterility testing of Pharmaceutical materials. 

Rugged robust biosensors to monitor biocatalysis and pharmaceutical processes 

Methods are reviewed and approved by industry and regulatory approval bodies 

New methods are adopted by the Pharmacopoeias 

Page 10: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  10  

Research Theme 2 ‐ Powder Processing Control through PAT 

Objective: To gain a better understanding of the root cause of powder processing issues and define in line analytical techniques to measure performance during processing 

Background  and  significance:  Solid  Phase  Powder  Processing  is  carried  out  widely  within  the Pharmaceutical industry but  lack of understanding of key material attributes / variability  in materials results in processing problems which in turn results in downtime, loss of product.  Powder processing involves activities such as milling, blending of different powder materials, drying, conveying metered doses into equipment such as reactors, hoppers, tablet presses, dosing into final packs. 

Problems consistently arise and  result  in  interrupted manufacturing operations due  to blockages or quality  problems  with  product  uniformity  leading  to  process  down  time,  lengthy  and  costly investigations and  loss of product.   The scientific  root causes of  these often  intermittent  issues are rarely  understood  and  often  repeat  themselves  across  different  products.    Ideally  such  problems should be designed out of the process for new products. Several international research consortia, e.g. in the USA Rutgers ‐ Purdue, and in Europe, University of Eastern Finland have been focussing on the development  of  continuous  manufacturing  platforms  and  PAT  analysers  with  the  pharmaceutical industry.  

Research scope: Project duration is expected to be 12‐24 months with the following focus: 

1) Technology Watch function is an overarching activity for this theme with the Lead Research Group liaising  with  international  research  consortia  to  inform  the  companies  in  Ireland  of  advances  in international research and industry implementation of commercially available PAT systems for powder control.  The  Lead  research  group will determine  the most  effective,  inexpensive  tests which  could generate a model with which one could determine how much of a problem existing / new materials are likely to pose. 

2)  Evaluate  available  PAT  tools  to  characterize powder properties,  flowability  and  segregation  (de‐mixing).  Select  the  most  relevant  tools  and  characterize  a  number  of  widely  used  materials individually, e.g. API and carrier and as formulated mixtures. (One paste formulation to be included in the  sample  set).  Determine  the  critical  parameters  to  be  measured  as  predictors  of  powder flowability, blend performance, blend uniformity, segregation risk etc. Compare laboratory and PAT in‐line tools where necessary.  

3)  Integrate a PAT  solution  following GMP and QbD  for a defined process, e.g.  roller  compaction  / milling at a pharmaceutical site as agreed by the companies.  

Expected  results: Better understanding of what and how  to measure material  characteristics which affect  various  process  steps  for milling,  blending,  equipment  feeding  and  tableting  operations.  A model developed to use as a predictor of problems. 

Demonstration  and  integration of  a  PAT  solution  in  cooperation with  the pharmaceutical  group of companies and in liaison with the regulatory authorities. 

Page 11: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  11  

Research Theme 3 – Enabling and control of continuous processing  

Objective: This theme aims to define the particular attributes which enable dry granulation (DG) to be used as a green manufacturing approach with consequent benefits in terms of process efficiency and energy usage. 

Background  and  significance:  Granulation  is  a  widely  used  process  step  in  pharmaceuticals formulation  in order to  improve the flow properties of active  ingredients thus enabling accurate and repeatable dosing  into  tableting or other dose  filling equipment. Dry granulation avoids  the use of wetting agents such as water or solvents to bind the ingredients, by compacting mixtures of powders at high pressure to form a solid flake which when milled forms a free flowing granular powder suitable for tableting, capsule filling or other dose filling. Dry granulation is an old technology which predates more sophisticated alternatives such as wet granulation and Fluid Bed Granulation. Its advantages are its  relative  simplicity  compared  to wet  granulation  (no  addition of  solvents  and/or heat),  requiring more  compact  equipment,  facilitates  (semi)  continuous  processing with  resultant  lower  operating costs. The challenge  is that  it  is not always applicable and depends on the physical attributes of the components being granulated both individually and as a mixture although the precise impacts of these are  not well  characterized  using modern  analytical  tools.  Process  development  tends  to  focus  on particular  features of different compaction equipment and operating parameters of same. With  the application  of  good  science  this  approach  could  be  more  widely  applied  as  a  cost  efficient manufacturing process. 

For  clarity  a DG process  includes premixing of  ingredients,  compaction  to dry  flake,  and milling  to produce a free flowing powder fit for further processing to tablet, capsule or powder for rehydration form.  Several  international  research  consortia,  e.g.  –  University  of  Purdue,  University  of  Bonn  & Atacama Labs, Abo Akademi University, Finland, etc have been focussing on the development of dry granulation technologies with the pharmaceutical industry.  

This  theme  is  intended  to  apply  the  principles  of  Quality  by  Design  (QbD)  as  defined  in  ICH  Q8 Pharmaceutical Development to Dry Granulation (DG) processing which systematically aims to  

•  Define  the  desired  product  performance  required  from  the  process. Define  Critical Quality Attributes (CQA’s) 

•  Design the formulation and process to achieve these product CQA’s 

•  Understand the material attributes and process parameters to achieve these CQA’s 

•  Identify and control the sources of variability in the materials and process 

•  Monitor process and adjust the process to optimize control. 

The  result will define a  set of operating parameters and  controls  for  the process which will ensure consistent product quality output, less waste, and eliminate or reduce the need for end of line testing. 

Page 12: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  12  

The  potential  also  to  implement  semi‐continuous  processing  offers  significant  cost  advantages  to industry over batch methods. 

Research scope: Project duration  is expected  to be 12‐24 months  involving  the  following suggested tasks: 

Define  the principles which enable  the selection of DG as a  first choice process option  for oral solid dosage drug product forms. 

Define  an  appropriate  set  of  characteristics which  appropriately  define  the  properties  of materials relevant to dry granulation processing.  

Identify  process  analytical  technologies  (PAT) which  can measure  variation  in  critical material  and process parameters and enable  feedback control to adjust equipment such that the desired process performance is maintained. To prove this approach at a pilot scale  level examining any  issues arising during scale up from the bench. 

Expected  results  : By building a coherent body of scientific principles which model  this process and defining the tool kit of modern analytical technologies which enable good process design and control, this  will  create  a  centre  for  OEM’s  of  relevant  equipment,  instrumentation  and  control,  and manufacturing technologies to collaborate and innovate more openly with industrial partners.  

The approach developed and outputs delivered from the above challenges will establish a template to be  applied  to develop  similar  expertise  in other  relevant processes widely  applied  in drug product formulation, especially for solid and semi solid forms where physical properties play a significant role in process performance. 

Page 13: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  13  

Research Theme 4  ‐ Soft Sensor modelling  tools  to maximise process  robustness and operational efficiency 

Objective: Modelling using existing process data to provide improved process control and robustness 

Background and significance: Process robustness is critical in the Pharmaceutical industry yet it is an ongoing challenge and leads to operational inefficiency.  

Manufacturing in the pharmaceutical industry is supported by the most advanced automation controls and monitoring available.  A lot of this capability is not fully used in the industry because the tools to extract maximum value are not available. 

As  part  of  the  manufacturing  process,  multiple  “routine”  measurements  are  collected  (e.g. temperatures,  pressures,  pH,  torque,  power  consumption  etc.).   With  the  continuing  adoption  of Process Analytical Technology, the ability to monitor direct and indirect product quality attributes and process  parameters  in  real‐time  is  also  expanding.    The  evaluation  of  any  of  these measurements univariately  may  provide  some  information,  however,  adopting  a  more  holistic  approach  and monitoring these parameters multivariately may provide significantly more. 

The creation of soft sensors (or virtual sensors), combining the available parameters in either an open‐loop or as part of closed loop controls could greatly enhance operational efficiency.  The sensors can be used as diagnostic  tools  to  rapidly  identify multivariate process deviations.   They  can  further be used as inputs for control to ensure required process performance. 

Multivariate  analysis  is  still  regarded  as  a  specialist  tool  and will  remain  so  unless we  release  its potential and add additional value through real demonstrations. 

Research scope: Project duration is expected to be 12‐24 months, focussed as follows:  

Develop  a user  friendly methodology or  system  that  can be used by operators  and  supervisors on plant  floors that will provide a step up  in process control and  robustness.   Statisticians, automation engineers, modellers, mathematicians, programmers may be required to collaborate to bring forward a solution. 

It may be valuable to identify a specific manufacturing process for demonstration.  Accurate data must be available for the specific process to develop the model, which may require data cleaning prior to use.  Offline data is also required to verify the performance of the soft sensor. 

Expected  results:  A  software  solution  that  sits  on  an  automation  system  that  takes  data  from  all measuring  devices  (including  agitation,  torque,  pressure,  PAT  etc)  and  translates  it  to  process performance. 

Page 14: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  14  

Research Theme 5 ‐ API Real Time Release PAT 

Objective: Extend the successful application of real time release in solid dose drug product into active pharmaceutical ingredient (API) manufacturing with consequent benefits for manufacturing flexibility and control. 

Background and significance: Real time release of solid dose drug product is now well established in the  pharmaceutical  industry with  a  number  of  commercial  examples.  Real  time  release  has  been achieved  not  only  by  replacing  end  product  testing with  online  testing  but  also  by  elimination  of testing  requirements  using  process  knowledge  derived  from  the  application  of  Quality  by  Design principles. 

To date real time release has proven difficult to apply to the release of active ingredients (API). While process  monitoring  using  existing  technology  can  give  the  ability  to  understand  and  control  our processes the elimination of offline tests has proven difficult primarily due to the requirement to test for low levels of specific impurities.  Today, with lean practices in QC laboratories, very often there are multiple  batches  – maybe  even  a  full  campaign  of  20  batches,  awaiting  analysis.    If  a  problem  is identified during testing there could be a market stockout or significant plant rescheduling to rework batches. 

Technology that could,  in real time, evaluate key product quality attributes without sampling, would represent  a  significant  advance  for  API  manufacturing.  In  particular,  a  device  that  could  detect, identify and quantify impurities in API would be invaluable. 

Research  scope:  Combine  latest  technologies,  process  analytic  /  spectroscopic  /  process chromatographic  technologies  and develop new  technologies  to  assemble  robust  PAT device(s)  for rapid at line/in line API impurity monitoring 

Expected  results:  Development  of  new  applications  of  existing  technology,  or  completely  new technology that would facilitate real time release of API. 

Page 15: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  15  

Research  Theme  6  ‐  Pharmaceutical  packaging  technologies  for  product  traceability,  utility  and integrity protection 

Objective: This theme  is aimed at supporting ongoing efforts by the pharmaceutical  industry and  its regulators to ensure that product integrity is maintained over the supply chain to the end user. 

Background and Significance:  It  is estimated by the main global regulatory agencies that counterfeit medicines account for more than 10% of pharmaceutical sales and  is a major  illegal industry globally today. A particular  source  is  the  introduction of  counterfeit packs of product  into  the  supply  chain after  the  product  leaves  the manufacturer  and  up  to  the  point  of  sale.  The  European Medicines Agency  currently  have  a  guidance  document  out  for  consultation  to  industry  which  will  aim  to implement regulations and better control in this area. They specify what is needed but not how to get there. 

Packaging costs represent a significant portion of the cost of a drug product and the above mentioned moves to increased controls and prevent counterfeiting will add further to this. Input at the pre launch stage of drug development  is critical since any such design features must be presented to regulators for approval in advance of implementation. 

Given the  importance of  this  industry  to  Ireland  Inc,  it makes sense that  relevant  ICT and advanced analytical expertise and know how be developed by the Centre and made available to companies to enable technically elegant , cost efficient, solutions to be devised which will embed this important last step  of  pharmaceutical  processing  in  this  country.  Recent  advances  have  been  reported,  e.g. “Sproxil’s” item‐unique 2D variable bar‐coding which can be scanned using smartphones.  Novel anti‐counterfeiting solutions could also be applicable to the Medtech sector. 

Research Scope:   Project duration  is expected  to be 12‐24 months and might  include  the  following approaches:  

Design and selection of unique Physical‐Chemical  Identifiers  (PCID’s) which would be embedded  in the  drug  product  and/or  primary  packaging  as  a  verification  that  the  product  is  genuine  and  not counterfeit. A PCID  is defined by US FDA as a substance or combination of substances possessing a unique physical or chemical property used to  identify and authenticate a drug product or dosage.  In addition to inks, pigments, and flavours, specific chemicals may be used as molecular tags in a PCID.  In some cases, the PCID may be easily detected by wholesalers or pharmacists to determine if they have authentic  products.    In  other  cases,  special  analytical  instruments  may  be  necessary  to  identify whether the PCID is present. Define widely available detection tools/technologies (NIR, Raman etc) for the PCIDs which verify product authenticity at plant and retail levels and in between. 

Assessment and selection of technologies (RFID, 2‐D matrix barcoding, etc) to manage serialization of product packaging  to  the single package  level uniquely defining  the pack  in  terms of batch, date of manufacture, position within the lot and encoded printing of such data on each box and at secondary pack level. Integration of same with packaging PAT data management and analysis to capture the full batch history during the manufacturing cycle and facilitate QA overview. 

Page 16: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  16  

Integration with (existing or new) point of sale scanning technologies, such that  it can be read and verified at the pharmacy level as the genuine article, preferably in conjunction with PCID detection as per above. 

Consultation with and involvement of the Irish Medicines Board with respect to the compliance of any proposed solutions to regulatory expectations will also be sought and will enhance the global roll out of same. 

Expected  Results:  By  addressing  the  challenges  presented  by  the  particular  driver  for  innovation which  is to prevent counterfeiting of medicines a one stop shop of expertise can coherently advance the application of  technologies  in  this area which  is a global need, and will benefit  Ireland by being located close to the Irish pharmaceutical manufacturing sector. 

It will  help  embed  anti‐counterfeiting  pharmaceutical  packaging  technology  know‐how  in  Ireland, which is a critical activity during product launch and ongoing supply. Close involvement of the IMB in supporting  the  work  of  the  centre  will  also  benefit  the  sector.  Test  facilities  for  new  packaging developments will be provided by the packaging companies in the Centre. 

 

 

Page 17: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  17  

4   Centre Governance and Management  

The centre will be an  independent,  industry‐driven entity to carry out research of  importance to the Irish Pharmaceutical industry, with a view to the commercialization of that research. 

It is envisaged that the centre will be hosted at a Third Level Institution, with other third level partners also participating  in  the projects. Once  the  initial  research projects have been awarded,  the call  for applications to Host the Centre will be advertised.   This two‐stage approach will provide a means of getting  the  centre  started  reasonably  quickly  with  the  initial  research  agenda,  while  a  parallel negotiation process takes place on the longer term hosting of the centre and development of the full business plan. 

The  overall  structure  will  be  such  that  the  centre  is  run  by  a  Board  with  a  majority  industry membership‐  in  order  to maintain  the  commercial  focus  and  ensure  that  the  centre  is  operated independently. The Technology Leader of  the centre will  report directly  to  the Board. There will be other  committees  appointed  by  the  Board,  as  deemed  necessary  for  the  operation  of  the  centre. These committees will also report to the Board. 

The Centre Board 

When  the  centre  is  fully  established  the  centre  will  be  managed  by  a  Board  made  up  of representatives  of  the  participating  companies,  an  independent  Chair  and,  where  applicable,  the research institutions. The membership of the Board will be chosen by the initial participants, but it is recommended that it should not initially exceed 11 members. For the Initial Research Programme an Interim Steering Committee will be put in place.  

Board membership will be  rotated amongst  the general membership on a  regular basis, with board members serving a two or three year term.  It  is anticipated that a third or half the board members would rotate every two years. These detailed board arrangements will be decided by the initial board in conjunction with EI/IDA and the participating research institutions. 

The Board will be in charge of all matters relating to the centre and its activities, including, by way of example: 

Strategic planning of all aspects of the centre 

Direction and scope of the research programme 

Selection of key positions within the centre 

Authorization of centre expenditures 

Support increased interactions with the greater industry and academic community. 

The establishment of other committees as are needed  for  the operation of  the centre‐ e.g.: Intellectual Property Committee; Scientific Advisory Board. 

Page 18: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  18  

The Chair of the Board is a key position in the operation of the centre, and it is recommended that an independent person be chosen carefully for this position. The Chair will be a respected industry figure and will ideally not be associated directly with any participating company or research institute.  

The Board will meet quarterly. Standard agenda items will be 

Review of work programme 

Research  & Project updates & new proposals 

IP update 

Budget review 

Public awareness issues  

Market developments 

Technology Developments 

Brokerage activity 

A representative from SFI will be invited to be an observer at the board (together with observers from EI  and  IDA)  to ensure  alignment of  the  centre’s  activity with other publicly  funded pharmaceutical related research. 

Functions of the Centre Board 

The  Centre  Board will  be  in  charge  of  all matters  relating  to  the  Centre  and  the  Centre Activities including, by way of example:‐ 

 (a) Policy matters and strategic planning in respect of all aspects of the Centre Activities; 

 (b) Direction and scope of the Research Programme, and any changes to same; 

 (c) Selection of the Technology Leader;       

 (d) Development of networks with  the greater academic and  industrial community  (both nationally and internationally) through workshops and such other ways as may be appropriate; 

(e) Monitoring  compliance  by  the  Participants  with  this  Agreement  and  the  Grant  Agreement, specifying the steps which the Participants need to take in order to ensure compliance with same, and approving actions to be taken against a defaulting Participant; 

(f) Authorisation of Centre expenditures; 

(g) Identification of potential new industry and university members to the Consortium; 

(h) Valuation of non‐cash component of the Participant Contributions of each Participant; 

Page 19: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  19  

(i) Issuing instructions to the TL, the IP Committee, the Programme Committee,; and 

(j) All  other matters,  decisions  and  other  acts  and  things which  the  Grant  Agreement  and/or  this Agreement  specifies  should be made, dealt with or carried out  (as  the case may be) by  the Centre Board. 

In carrying out  its  functions,  the Centre Board may establish such other procedures, committees or offices as it considers necessary in order to ensure the proper management of the Centre and of the Centre Activities  including, by way of example, a scientific advisory committee and/or a commercial director. 

Industry Involvement in Management of the Centre 

The  involvement  of  industry  at  the  strategic  and  operational  levels  within  the  Centre  is  a  key characteristic  of  the  Centre  and  a  major  asset  when  developing  and  delivering  services  to  the commercial sector. 

At the board of management level, industry is represented by a majority of full voting members of the board. The  role of  industry board members  is to ensure  that  the type of services  that the Centre  is offering, and the service models which are being used, are commercially realistic and attractive. The policies and procedures which govern the working of the Centre are developed at board level; industry members  of  the  board  are  tasked  to  ensure  that  these  policies  and  procedures  are  enablers  for industry cooperation, rather than obstacles. 

Industry  partners  are  actively  involved  in  the  review  of  research  agendas.  Industrial  partners  are encouraged  to  identify  research  areas  and  specific  research  topics  which  will  be  of  strategic  or competitive  value  to  them;  these  are  then  integrated  into  the  research  agenda. Where  industrial researchers are already addressing these areas, collaborative research  initiatives can be put  in place. These may include the placement of industrial researchers in centre premises, where appropriate.   

Technology Leader 

The Board will appoint the Technology Leader. He/she will act as the public face of the organisation and  will  be  the  top‐level  management  liaison  with  industrial  partners,  with  funding  agencies, regulatory  authorities,  with  PIs  (Principal  Investigators)  within  the  Centre  and  with  academic collaborators. The TL must have 

Credibility and profile with companies and researchers in the sector 

Extensive industrial experience 

Political and policy awareness 

Management and people skills 

The ability to balance research, financial, social and political imperatives 

Page 20: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  20  

The TL’s most important role is to provide the centre with the industry profile which it needs in order to optimally develop its relationships with commercial partners. The TL will be a senior industry figure with a proven track record of success  in the sector. The ability of the TL to fully understand the Irish and International Pharmaceutical Industry context and to network smoothly with senior management of Pharmaceutical companies in Ireland is a priority.  

The  TL  will  have  proven  experience  in  managing  research  teams  and  technology/product development, managing external collaborations including industrial collaborations, strategic planning, business  development,  input  into  the  commercialisation  of  research  and  new  technologies, identification  of  intellectual  property,  leadership  of  people  and  project  teams  in  complex organisations, pursuit of national and international grant support, publishing and patenting.  

The TL will report to the Chair and Board of Management.   

 

 

 

 

 

Centre Membership 

A  Process will  be  implemented  to  bring  in  additional members  to  the  centre.  These new member companies will be proposed and approved by the Board. An annual cost of membership will be agreed and the privileges of this membership will include inclusion at programme meetings, access to non IP 

Technology Steering 

Committee 

IP Committee 

Page 21: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  21  

sensitive data, access to alerts of centre activities. The  following companies have already confirmed their willingness  to participate  in  the Centre. Some of  these companies have agreed  to nominate a representative to serve on the interim board of management for the Centre.  

Multinational Pharmaceutical companies 

• Allergan  

• Alkermes 

• BMS Swords 

• Helsinn Birex 

• Leo Pharma 

• Janssen J&J 

• Pfizer 

• Servier 

• Teva Pharma 

 

Indigenous companies 

• Applied Process Consulting, APC 

• Innopharmalabs 

• Steripack 

• Topchem Pharma 

 

Linking and building on the work of other related research groups 

The PMTC will develop strong links to other centres and research groups currently supporting research for  the Pharmaceutical  industry.  In particular  the  current  activities  and  research of  the  SSPC  (Solid State Pharmaceutical Cluster), NIBRT (National  Institute of Bioprocessing Research and Training) and IDDN  (Irish Drug Delivery Network) have been  identified by  the participating companies as being of relevance. 

It  is proposed  that  the PMTC could play an  important coordinating  role, with  the agreement of  the main funding agencies (EI/SFI/IDA) to simplify industry’s access to the Irish research community and to 

Page 22: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  22  

put together multi group proposals and projects for EU Framework research or other publicly funded research schemes. 

 

Page 23: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  23  

5) Intellectual Property Management ‐IPR Framework Agreement 

This section sets out the understanding regarding the IP generated by the Centre. It has the support of the companies currently planning to be members of the Centre. A similar  IP model has been used  in other publicly funded research undertaken by a number of the supporting companies in Ireland and so the legal agreement to underpin the model should be reasonably straightforward to agree with both the multinational and Irish member companies and any participating research organisations. 

 A member  is a company who signs the Centre’s Agreements and pays  the annual membership  fee. The  IPR model  is  interdependent with the funding arrangements therefore the following  IPR models will apply: 

Platform Projects, 100% State funded 

Projects in the Initial Research Programme of the Technology Centre are Platform projects which have a wide applicability to all companies involved. These initial projects are 100% State funded and do not include any company funding contributions. The IP will be owned by the Public Research Organisation (PRO)  as  outlined  in  the  National  Code  of  Practise  for  Management  of  IP  from  Publicly  funded Research, and in compliance with EU State Aid Rules. Industry members will have first right to licence the IP at fair market rate. 

Should the industry members decide not to exercise their right to licence the IP, the Centre may offer an option to Irish or European non‐member companies at fair market rate.  

Platform Projects, industry co‐funded  

As  the Centre becomes  fully established,  industry co‐funded projects will be  introduced with access rights relating to the funding contribution provided by the members.  Platform multi‐industry member projects  are  seen  as  the  preferred  mechanism  to  leverage  inter‐member  collaboration,  as  these projects have the potential to provide the most widely applicable results. Common, non‐competing, research  themes will  be  outlined  for  Platform  Projects which may  be  carried  out  by  one  PRO  or multiple PROs.   

One or multiple PROs + multiple industry members 

One PRO + multiple industry members  

The PRO which generates the IP will own it, and the co‐funding industry members will have first option to license it. The licensing fee will be based on fair market value less the cash and in‐kind contribution which the member has made to the project. Should the co‐funding  industry members decide not to exercise their right to exploit the IP, the Centre may offer an option to other Centre members at fair market rate. If none of the industry members wish to exploit the IP, the Centre may offer an option to Irish or European non‐member companies at fair market rate.  

Page 24: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  24  

Where  the  co‐funding  industry members of  a  project  group determine  that  an  exclusive  licence  is agreeable  and  preferable  for maximum  exploitation,  a  process  will  be  agreed  in  the  consortium agreement for this. Such exclusive licence shall be at fair market rate.  

Targeted Projects, industry co‐funded  

While most projects  in  the Centre  are expected  to be Platform multi‐industry member  /  single  (or multiple) PRO projects, provision will also be made  for sole‐industry member projects,  i.e. Targeted projects.  

Targeted projects for a sole industry member must seek advance approval from the Board through the facilitation of the Technology Leader. The funding contribution to be provided by the industry member will be in line with EU State Aid Rules and the industry member may negotiate exclusive rights to the results of the targeted project at market rate.  

IP Committee   

The IP Committee will be set up during the Initial Research Phase after the Hosting contract has been awarded. The Host PRO, though the facilitation of the Technology Leader shall act as sole agent for all IP negotiations and shall make appropriate arrangements with collaborating PROs. The Host PRO is the sole agent for the exploitation of all IP generated under the Centre for the term of the Centre. The IP Committee  will  be  led  by  the  Host  PROs  TT  Office  and  will  comprise  the  Technology  Leader,  a representative from each PRO, an industry member and a funding agency observer. 

The reporting and documenting of results will be the responsibility of each PRO reporting to the Host PRO  in  accordance  with  the  IP  Schedule.  PROs  are  responsible  for  the  keeping  of  records, documenting of background  IP, protection of foreground  IP and for  informing the  industry members of  project  results  through  the  facilitation  of  the  Technology  Leader.  As  part  of  the  IP  Schedule, background  IP being non‐exclusively made  available  for projects will be  registered on  a project by project basis. PROs will provide an option to non‐exclusively licence background they introduce to the project where that background is needed and necessary to exploit foreground IP. Such licence shall be at fair market rate. 

Page 25: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  25  

6) Impacts and metrics  

The impacts and metrics expected of the centre will be a critical measure of  its success. The impacts and metrics detailed here will be considered in more detail by the centre board during its initial first year of operation and modified, quantified and developed further as required. 

Company Impacts 

• Extent to which the companies involved in the centre are sustaining or increasing employment numbers. 

• Amount of R & D  investment and activity secured by  Irish sites of MNC’s and engaged  in by Irish companies. 

• Cost competitiveness of the Irish Pharmaceutical Industry 

• Extent of contact and liaison with the regulatory authorities on centre projects. 

IP and Research Quality 

• The  number  of  invention  disclosures,  patents  filed,  prototypes  developed  and  new technologies demonstrated. 

• The effectiveness of the centre’s IP Steering Committee and IP Agreements in managing new intellectual property developed by the research partners thus facilitating effective and timely technology transfer for centre members. 

Technology Transfer 

• The number of licenses completed with company members  

• The number of  knowledge  transfers,  including  researcher  to  company  knowledge  transfers, company to researcher knowledge transfers and company to company knowledge transfers  

• Technology adoption rate for completed licences, resulting in full commercial implementation 

Industry Engagement – Membership and Governance 

• The extent to which centre membership is growing and developing each year. 

• The level of engagement by industry members with the centre, as measured by the number of co‐funded platform and co‐funded targeted projects. 

• The  extent  of  company  to  company  cooperation  and  networking  arising  from  the  centres activities. 

Page 26: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  26  

• The  number  of  exchanges,  visits  and  recruitment/staff  placements  between  industry  and academic members. 

• Number of wider industry events (conferences and open meetings) organised by the centre. 

• Satisfaction of membership with the overall activities and running of the centre. 

Leveraged Funding 

• The number of EU Framework research projects developed by the centre. 

• The amount of other industrially relevant projects developed by the centre assisted by funding agencies (EI/IDA/SFI). 

The centre board will provide funding agencies with a comprehensive report on an annual basis. This report must include progress against metrics and deliverables for the previous year, a financial report for the previous year, work‐programmes for the next year, metrics and deliverables for the next year, and a detailed budget for the next year. 

A major review of the progress of the centre will be carried out  in year 3. This review will include all the  annual  reports  in  addition  to  a  site  visit by  an  international  panel  of  experts,  and  an  industry survey to gauge the reputation of the centre in the industrial sector.  

 

 

 

Page 27: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  27  

7)  Financial model  

A detailed financial model will be developed based on the EI/IDA commitment of €1m per annum over five  years,  funding  including overhead  contribution, once  the  initial  engagement with  the  research organisations occurs. 

It is also the expectation of the industry group that the centre would look at other sources of project funding (EU Framework, company contributions, other EI funding mechanisms, IDA research funding) in addition to the EI/IDA core funding.  

A more detailed budget and  funding model will be developed as part of  the year 2‐6 Business Plan which will be prepared once the centre is fully established. 

 

Page 28: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  28  

Appendix A – Summary of all research themes of interest to Irish Pharmaceutical Manufacturers (as identified at the Industry workshop in January 2012) 

 

Synthesis/ Biosynthesis  (Small molecule and biomolecule) 

 

Catalysis (inorganic and enzymatic, biocatalysis), ionic liquids 

Continuous manufacturing 

Single use/Modular/portable manufacturing technologies (Wave reactions / plug and play) 

Biological manufacture of API 

Anti‐counterfeiting technology 

Reducing raw material variability – analytics for fingerprinting 

Interaction with material aggregation 

Elimination of a process step 

Research on novel equipment/ plant set up/design/system integration 

Lean manufacturing 

 

Isolation/ Purification  ( Small molecule and biomolecule) 

 

Continuous crystallization 

Downstream bioprocessing 

 

Analytics 

(Includes in‐process testing and finished product , development and routine) 

 

PAT –in line/at line 

Process control 

Page 29: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  29  

Process modelling – predictive modelling 

Science of scale up – modelling approach to scale up 

Automation – data analytics 

Real time release 

High throughput chromatography 

Rapid sterility/micro assays 

 

Formulation 

(Includes solids, liquids, semi solids, sterile/non‐sterile, primary packaging/filling) 

 

Oral delivery of biologics 

Primary contact materials 

Combination meds 

Dry granulation 

Flavours and taste masking 

Oral delivery of large molecules 

Extended release 

How to integrate API and formulation – QbD – connecting development and manufacturing 

Adaptable scale up centre for novel drug delivery systems 

 

Packaging technology 

(Secondary packaging, printed components, bulk packing and transport) 

 

Automation 

Serialization and traceability 

Page 30: Enterprise Ireland IDA Ireland an industry led, industry ... · ‐ an industry led, industry driven research programme ... Pharmaceutical packaging design for product traceability,

PAGE  30  

Anti counterfeiting 

Cold chain 

Patient friendly packs for compliance 

Integrate with healthcare to deliver market needs 

Patient centric/friendly packaging development