Processanalytisk teknik

Processanalytisk teknologi ( PAT ) har definierats av United States Food and Drug Administration (FDA) som en mekanism för att designa, analysera och kontrollera farmaceutiska tillverkningsprocesser genom mätning av kritiska processparametrar (CPP) som påverkar de kritiska kvalitetsattributen ( CQA).

Konceptet syftar faktiskt till att förstå processerna genom att definiera deras CPP och följaktligen övervaka dem i tid (helst in-line eller on-line) och på så sätt vara mer effektiva i testning samtidigt som överbearbetning minskar, vilket ökar konsekvensen. och minimera avslag.

FDA har skisserat ett regelverk för PAT-implementering. Med detta ramverk – enligt Hinz – försöker FDA motivera läkemedelsindustrin att förbättra produktionsprocessen. På grund av de snäva regulatoriska kraven och den långa utvecklingstiden för ett nytt läkemedel är produktionstekniken "fryst" vid tidpunkten för genomförande av kliniska fas-2-prövningar.

I allmänhet är PAT-initiativet från FDA bara ett ämne inom det bredare initiativet "Farmaceutiska cGMPs för 2000-talet – En riskbaserad strategi".

Det grundläggande

PAT är en term som används för att beskriva en bredare förändring inom läkemedelstillverkning från statisk batchtillverkning till ett mer dynamiskt tillvägagångssätt. Det innebär att definiera de kritiska processparametrarna (CPP) för den utrustning som används för att tillverka produkten, som påverkar produktens kritiska kvalitetsattribut (CQA) och sedan kontrollera dessa CPP:er inom definierade gränser. Detta gör det möjligt för tillverkare att producera produkter med jämn kvalitet och bidrar också till att minska avfallet och de totala kostnaderna.

Denna mekanism för att producera konsekvent produktkvalitet och minska avfall utgör ett bra argument för att använda kontinuerlig tillverkningsteknik. Styrningen av en steady state-process när du förstår uppströms- och nedströmseffekterna är en enklare uppgift eftersom variabiliteten av vanliga orsaker är lättare att definiera och övervaka.

Variablerna

Det skulle vara acceptabelt att anse att råvaror som används för att tillverka farmaceutiska produkter kan variera i sina egenskaper, t.ex. fukthalt, kristallstruktur etc. Det skulle också vara acceptabelt att anse att tillverkningsutrustning inte alltid fungerar på exakt samma sätt på grund av den inneboende tolerans för utrustningen och dess komponenter. Det är därför logiskt att säga att variabilitet i råvaror som är förenade med en statisk batchprocess med inneboende variation i processutrustning ger varierande produkt. Detta är baserat på att en statisk batchprocess producerar produkt genom att följa ett fast recept med fasta börvärden.

Med detta i åtanke är PAT-driften att ha en dynamisk tillverkningsprocess som kompenserar för variation både i råmaterial och utrustning för att producera en konsekvent produkt.

PAT-implementering

Utmaningen hittills med PAT för läkemedelstillverkare är att veta hur man ska börja. Ett vanligt problem är att välja en komplex process och fastna i utmaningen att samla in och analysera data.

Följande kriterier fungerar som ett grundläggande ramverk för framgångsrika PAT-utrullningar: (Från A PAT Primer )

Att välja en enkel process. (Tänk vatten för injektion (WFI) eller byggnadsövervakningssystem (BMS)
Alla detaljer och nyanser är väl förstådda och förklarade för den processen.
Bestäm vilken information som lätt samlas in och är tillgänglig genom nuvarande instrumentering.
Förstå lämpliga intervall för att samla in dessa data.
Utvärdera de tillgängliga verktygen för att läsa och synkronisera data.

PAT-verktyg

För att implementera ett framgångsrikt PAT-projekt är en kombination av tre huvudsakliga PAT-verktyg avgörande:

Multivariat datainsamling och dataanalysverktyg: vanligtvis avancerade mjukvarupaket som hjälper till vid design av experiment , insamling av rådata och statistisk analys av dessa data för att avgöra vilka parametrar som är CPP.
Process analytical chemistry (PAC)-verktyg: in-line och on-line analytiska instrument som används för att mäta de parametrar som har definierats som CPP. Dessa inkluderar huvudsakligen nära infraröd spektroskopi (NIRS); men inkluderar också biosensorer , Raman-spektroskopi , fiberoptik och andra.
Kontinuerliga förbättringar och/eller kunskapshanteringsverktyg : papperssystem eller mjukvarupaket som ackumulerar kvalitetskontrolldata som förvärvats över tid för specifika processer i syfte att definiera processsvagheter och implementera och övervaka processförbättringsinitiativ. Dessa produkter kan vara samma eller åtskilda från de statistiska analysverktygen ovan.

Långsiktiga mål

De långsiktiga målen för PAT är att:

minska produktionscykeltiden
förhindra avvisning av partier
aktivera realtidssläpp
öka automatisering och kontroll
förbättra energi- och materialanvändningen
underlätta kontinuerlig bearbetning

För närvarande dominerar NIR-spektroskopitillämpningar PAT-projekten. En möjlig nästa generations lösning är Energy Dispersive X-Ray Diffraction (EDXRD). För en detaljerad genomgång av PAT-verktyg se Scott eller Roggo. För ett exempel på tillämpning se Gendre.

Även om FDA:s PAT-initiativ uppmuntrar processkontroll baserad på realtidsinhämtad data, går en liten del av PAT-applikationerna utöver att övervaka processerna och följer PACT-metoden ('Process Analytically Controlled Technology').

MVA i PAT

Grundläggande för initiativ för processanalytisk teknologi (PAT) är grunderna för multivariat analys (MVDA) och design av experiment (DoE). Detta beror på att analys av processdata är en nyckel för att förstå processen och hålla den under multivariat statistisk kontroll.

Fotnoter