Création d'une installation de cellules souches

Défi

Les produits de cellules souches sont extrêmement difficiles à cultiver et produire. Pluristem détient un certain nombre de brevets pour des procédés et des appareils destinés à traiter le problème du développement cellulaire, du dosage en production et du remplissage. Ces installations de production doivent respecter des réglementations rigoureuses, comme celles de la FDA aux États-Unis et des autorités de la zone EMEA.

Le nouveau site est conçu et entièrement construit à l'intérieur d'un bâtiment existant. Ce projet porte notamment sur le système de chauffage, de ventilation et d'air conditionné, et les salles blanches des catégories A et B les plus élevées, les utilités, les systèmes critiques, par exemple l'eau purifiée (PuW), l'eau pour préparation injectable (WFI) et la vapeur pure (PS), ainsi que la production de tampons et milieux.

Pluristem est une start-up qui, avec ce projet, se lance en passant de l'étape R&D à la production industrielle. L'optimisation des coûts d'investissement et d'exploitation représente un enjeu majeur pour le concepteur et il est donc très important de proposer au client ces avantages. En outre, les plans d'extension ultérieure doivent être envisagés et la solution doit faciliter un projet d'agrandissement futur transparent.

Les cellules souches sont actuellement considérées comme le summum du secteur des biotechnologies. Dans la mesure où il s'agit d'un domaine relativement nouveau et que le processus et les produits sont extrêmement délicats, elles nécessitent un traitement spécial. Le processus de développement cellulaire est relativement long (parfois plusieurs semaines), ce qui augmente le risque et l'impact financier dus à la perte de lots qui résulterait d'une défaillance liée aux conditions ambiantes.

Solution

Le système s'appuie sur une solution d'automates programmables Allen-Bradley ControlLogix. Le recours à EtherNet/IP et une combinaison d'E/S décentralisées et de communication par liaison série permettent à Biopharmax de relever ces défis. Toutes les zones de service correspondent à des salles blanches de catégorie C, la production tombant dans les catégories A et B avec une empreinte au sol minimum. Cela permet de réduire de manière considérable la consommation d'énergie et les coûts d'investissement. Autre critère de conception très important : la séparation entre les chaînes de production doit être complète afin d'éviter le risque de contamination croisée.

Le réseau EtherNet/IP situé entre les automates programmables et la commande du variateur de vitesse, ainsi que la communication par liaison série avec les modules de décharge FIFO, permettent d'analyser les données très détaillées qui sont envoyées par ces composants et d'engager des mesures correctives si nécessaire. Cette méthode permet d'augmenter considérablement les performances du système en réponse aux variations des conditions, et d'optimiser la consommation d'énergie. En outre, une fonction d'alertes SMS a été rajoutée pour offrir aux collaborateurs la possibilité de réagir immédiatement à des écarts indésirables.

La fonction d'E/S décentralisées a été choisie non seulement pour sa mise en œuvre simple, sa vitesse accrue et sa fiabilité élevée, mais aussi pour faciliter l'intégration d'une extension future sans intervenir inutilement au niveau de l'infrastructure susceptible de perturber l'exploitation et de nuire à la propreté.

« Nous avons réussi à concevoir une installation de production avec des chaînes séparées pour éviter les risques de contamination croisée », explique-t-il. « Toutefois, nous sommes parvenus à réduire l'empreinte au sol et la consommation d'énergie élevée des salles blanches de catégorie A et B, et à proposer au client une solution globale rentable. »

« Lorsque nous travaillons à la conception d'une installation », ajoute-t-il, « nous envisageons toujours la possibilité d'une extension avec le recours à un système de commande pour contrôler l'usine entière, y compris un futur élargissement, et nous avons bien veillé à ce que cette possibilité future soit disponible.

« Nous entretenons une collaboration étroite avec Rockwell Automation », conclut-il. « Nous pouvons toujours discuter de solutions à des problèmes spécifiques et nous bénéficions d'une grande assistance pour rechercher et mettre en place des solutions pour nos clients. Lorsque le choix se présente, nous privilégions Rockwell Automation sur qui nous pouvons compter en matière d'approvisionnement et de logistique ».

Résultats

Gahtan souligne fièrement : « En ce qui nous concerne, ce projet a conduit à la création du laboratoire le plus efficace et le plus rentable dans le secteur de la thérapie cellulaire. « Avec la solution Rockwell Automation », poursuit-il, « nous avons été en mesure de mettre en place pour Pluristem un système de commande entièrement intégrée qui prend en compte les différentes unités de l'usine. Cette solution permet de réagir très rapidement à des variations inattendues, de déclencher les alarmes appropriées et prendre les mesures correctives adéquates afin d'assurer la protection de processus et de produits extrêmement importants.