הכישלון של ניקוי אימות בתעשיית התרופות בשל חוסר ניקיון משטח נירוסטה
11 באוגוסט 2017
חוסר שגרה מוגדר היטב באופן עקבי לנקות משטחים קופון זוהה את התורם העיקרי ושחזורים נמוך ומשתנה בנקיון אימות. כתב יד זה מתאר את הפרוטוקול הנכון של ניקוי נירוסטה קופונים.
המטרה הכוללת של עבודה זו היא להשיג התאוששות גבוהה וניתנת לשחזור של שאריות תרופות מפני השטח של קופונים מנירוסטה על ידי יישום שיטות העבודה המומלצות לפיתוח שיטות ניקוי אנליטיות עבור מולקולות קטנות, חלבונים טיפוליים ונוגדנים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום אימות הניקיון בתעשיית התרופות, כגון מדוע אימות ניקוי של ציוד ייצור נכשל. היתרון העיקרי של מחקר זה הוא בכך שהוא מציג את ההליך לניקוי נכון של פני השטח של קופוני הנירוסטה המשמשים לאימות שיטה אנליטית.
כדי להתחיל בניסוי זה, הכינו תמיסות לדוגמה של התרופה המומסת בדילול הבחירה לאחר חישוב מגבלת הניקוי לתרופה. נקו את קופוני הנירוסטה על ידי שטיפה במים וניגוב המשטח פעמיים למשך 10 עד 15 שניות. לאחר מכן, חזור על שלב השטיפה והניגוב הזה עם מתנול כדי לחסל כל משקע שנותר.
כדי לבצע את גישת הניקוי המתקדמת באמצעות פתרונות נקיים במקום, טבלו את הקופונים בכרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים או במים וסוניקט בדרגת HPLC למשך שתי דקות. טבלו את הקופונים בתמיסת ניקוי אלקליין של 0.1% במים בדרגת HPLC וסוניקט למשך שתי דקות. טבלו שוב את הקופונים במי HPLC וחזרו על סוניקציה של שתי דקות.
לאחר מכן, טבלו אותם בתמיסת ניקוי חומצה של 0.1% במי HPLC וסוניקציה למשך שתי דקות. סיים עם סוניקציה של שתי דקות במי HPLC. לאחר מכן, בעזרת סרט דו צדדי, הרכיבו את קופוני הנירוסטה בתחתית פלסטיק של 250 מיליליטר.
החזק את הכוס במהלך ההליך כדי להקל על הזינוק והדגימה וכדי למנוע תאונות. השתמש בפיפטה תזוזה חיובית כדי להחדיר נפח תרופה מוגדר, בריכוז ובניסוח הרצויים, בתבנית מערבולת על משטח הקופון. לאחר שמשטח הקופון יבש, טבלו ספוגית יבשה בבקבוקון עם שני מיליליטר מדלל.
לחץ את הספוגית על החלק הפנימי של הבקבוקון כדי להסיר עודפי ממס. השתמש במשיכות אחידות וחופפות מצד לצד כדי לנגב היטב את משטח הקופון עם צד אחד של הספוגית הרטובה, עד למחיקת שטח הבדיקה הכולל של 50 סנטימטרים רבועים. השתמש באותו צד של הספוגית כדי לחזור על תהליך הניגוב.
ספוגי כל אחד מארבעת הקצוות של הקופון פעמיים. סובב את הקופון ב-90 מעלות והשתמש בצד השני של הספוגית, וכעת סובב את כיוון הניגוב ב-90 מעלות. חזור על הניקוי באמצעות צד זה של הספוגית באותו אופן, הקפד לנגב את כל ארבעת קצוות הקופון פעמיים.
לאחר ניגוב פני השטח, השתמש במספריים כדי לחתוך את ראש הספוגית לתוך בקבוקון הממס. לאחר מכן, חזור על כל הליך הדגימה באמצעות ספוגית שנייה, תוך סיבוב הקופון 90 מעלות לכיוון שנבחר קודם. לאחר מכן, סוניקציה של הבקבוקון המכיל שני ראשי ספוגית למשך חמש דקות.
לאחר מכן, מערבב את הבקבוקון למשך 10 שניות. לבסוף, העבירו את התמיסה לבקבוקון HPLC ותייגו אותה כפתרון העבודה. כדי לשחזר את הדגימה, הכינו את תמיסות הבקרה על ידי ערבוב של 200 מיקרוליטר מכל קופון או תמיסת דגימה עם 1,800 מיקרוליטר של מדלל.
השתמש בפתרונות אלה כדי להריץ כרומטוגרפיה בהתאם לפרוטוקול הטקסט. חשב את ההתאוששות של פתרון העבודה של המקלון על סמך השטח היחסי מתחת לשיאים של פתרונות העבודה והבקרה. חזור על תהליך זה עבור שלושה קופונים כדי לחשב את ההתאוששות הממוצעת ואת סטיית התקן היחסית.
לפני ניקוי הקופונים, תוצאות ההתאוששות עבור רמות זינוק שונות לא היו עקביות, ללא קשר למרכיב התרופתי הפעיל או יחס עזר ה-API, אנליסטים שונים, או אפילו יום שונה עבור אותו אנליסט. לרוב תוצאות השחזור הייתה סטיית תקן יחסית גבוהה. השונות שנצפתה בהתאוששות לא בוטלה כאשר הותאמו מספר פרמטרים שונים, כולל טכניקת הדגימה, המדלל, הממס הזורם, ה-pH של הספייק והמדלל, טכניקת הזינוק וטכניקת המיצוי.
ההבדל בין השחזור האישי בכל משטח קופון לבין ההתאוששות הממוצעת מראה שההתאוששות הממוצעת שונה ממשטח קופון אחד למשנהו, לכן סביר מאוד שהשונות הנצפית נובעת מההבדלים בין משטחי הקופון. לאחר ביצוע ניקוי הקופונים המתואר בפרוטוקול זה, תוצאות השחזור היו ניתנות לשחזור מניסוי אחד למשנהו, עם הבדל מינימלי בשחזור בין הקופונים. ניקוי הקופונים שבוצע כאן הביא לכך שההתאוששות הייתה גבוהה מ-90%יתר על כן, ערכי סטיית התקן היחסיים עבור כל רמת זינוק היו מקובלים וקטנים יותר מהתוצאות שהתקבלו לפני הניקוי.
לאחר השליטה, ניתן לבצע את ניקוי הקופונים תוך פחות מ-30 דקות, אם הוא מבוצע כראוי. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור כיצד לזנק ולהתאושש כראוי מבלי לאבד את ניתוח העניין. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב עד כמה משטחי נירוסטה נקיים כראוי כדי להשיג התאוששות גבוהה וניתנת לשחזור של השאריות.
לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתעשיית התרופות לספק נתוני ניקוי אמינים לתהליכי ייצור.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה עוסק באתגרים הכרוכים באימות ניקיון של שאריות תרופתיות מלוחיות פלדת אל-חלד. הוא מציג פרוטוקול שעבר ולידציה להשגת שיעורי התאוששות גבוהים וניתנים לשחזור של השאריות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- אימות ניקיון תרופתי
- פיתוח שיטות אנליטיות
- טכניקות לניקוי משטחים
רקע
- אימות ניקיון הוא קריטי בתעשיית התרופות.
- נהלי ניקיון לא עקביים מובילים לשיעורי התאוששות משתנים.
- דגימות פלדת אל-חלד (coupons) משמשות בדרך כלל לצורך תיקוף.
- שיטות ניקיון נאותות חיוניות לקבלת תוצאות אנליטיות מדויקות.
מטרת המחקר
- לקביעת פרוטוקול ניקוי מהימן עבור דגימות נירוסטה.
- לשיפור שיעורי ההשבה של שאריות תרופתיות.
- לטיפול בכשלים בתהליכי אימות ניקוי.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הכנת תמיסות דגימה של תרופות במדלל נבחר.
- חישוב גבולות ניקיון עבור תרופות ספציפיות.
- שטיפת קופונים של פלדת אל-חלד במים.
- ניגוב המשטח עם מטלית למשך 10 עד 15 שניות.
- חזרה על השטיפה והניגוב באמצעות מתנול להסרת שאריות.
תוצאות עיקריות
- השיטה המתוארת מנקה ביעילות משטחים של פלדת אל-חלד.
- הושגו שיעורי התאוששות גבוהים וניתנים לשחזור של שאריות תרופות.
- הפרוטוקול נותן מענה לסוגיות מרכזיות באימות ניקיון.
- הבנה משופרת של תהליכי ניקיון בהקשר הפרמצבטי.
מסקנות
- יישום פרוטוקול ניקוי נכון משפר את שיעורי ההתאוששות.
- מחקר זה מספק מסגרת למחקרי אימות ניקוי עתידיים.
- שיטות ניקוי נאותות חיוניות לתיקוף של שיטות אנליטיות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
אי-עקביות באימות הניקיון, הנובעת מהשבה משתנה של שאריות ממשטחי פלדת אל-חלד, מהווה סיכון משמעותי בייצור תרופתי, ועלולה להוביל לתוצאות שגויות שליליות (false negatives) בתיקוף הניקיון ולפגיעה בבטיחות המוצר. מחקר זה מזהה ניקיון לא מספק של המשטח כמקור העיקרי לשונות, ומציג פרוטוקול סטנדרטי לניקוי במקום (CIP) המבטיח השבה גבוהה (>90%) וניתנת לשחזור עבור מולקולות קטנות וביומולקולות גדולות עד 50,000 Da. באמצעות ביסוס הליך ניקיון אמין עבור קופונים אנליטיים, השיטה תומכת בהערכה מדויקת של תהליכי ניקיון, מאפשרת קבלת החלטות מבוססת נתונים בתחום חיטוי הציוד ומפחיתה את הסיכון לזיהום כתוצאה מהעברה (carryover contamination).
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מבטיח שנתוני השבת השאריות משקפים נוכחות אמיתית של האנליט ולא שונות הנגרמת מהמשטח, ובכך תומך בפירוש מדויק של התנהגות התרכובת בסריקה ראשונית.
- ערך תפעולי: מספק שלב ניתן לשחזור להכנת קופון (coupon), הממזער שונות בין אנליסטים שונים ושונות בתוך אותו יום במדידות של השבת שאריות.
סקר ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מאפשר השבה עקבית הן של תרופות ממולקולות קטנות (<1,000 Da) והן של ביו-מולקולות גדולות (עד 50,000 Da), מה שמאפשר יישום אחיד במערכי סריקה של מודליות מגוונות.
- ערך תפעולי: מספק סטיית תקן יחסית נמוכה (Srel ≤4%) לאחר ניקוי CIP, מה שמבטיח דיוק ואמינות של הבדיקה עבור אנליזת שאריות בסריקה רב-מסית (high-throughput).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך בתרגום של ממצאים אנליטיים משלבי הגילוי לשלבים הפרה-קליניים על ידי אספקת שיטה סטנדרטית להכנת פני השטח, המפחיתה ייחוס שגוי של הבדלי התאוששות לגורמים של פורמולציה או גורמים ביולוגיים.
- ערך תפעולי: מקל על השוואה של נתוני אימות ניקיון בין מחקרים שונים באמצעות הליך ניקוי קופונים מוגדר היטב וניתן לשחזור.
שילוב תהליכי עבודה (Pipeline & Workflow)
השיטה משולבת בתהליך הגילוי והפיתוח כשלב קדם-עיבוד קריטי עבור בדיקות אימות ניקיון, והיא ממוקמת לאחר הוספת התרכובת (spiking) ולפני השחלוף באמצעות מטוש והניתוח הכרומטוגרפי, כדי להבטיח שההשבה הנמדדת משקפת רמות שאריות אמיתיות ולא תוצרים של ניקיון שטח לא מספק.
- ביולוגיה של הגילוי (Discovery Biology): מבטלת רעשים הקשורים לפני השטח בנתוני השחזור, ובכך מאפשרת לחוקרים להתמקד בפירוש של "דביקות" אמיתית של תרכובות או השפעות של פורמולציה במהלך הפיתוח המוקדם.
- סריקה (Screening): מבטיחה את מוכנות הבדיקה באמצעות אספקת משטחים עקביים בעלי שיעור שחזור גבוה, התומכים בהערכה מהימנה של תרכובות בעלות תכונות פיזיקו-כימיות משתנות.
- אנליטיקה: מייצרת מדידות שחזור כמותיות עם שונות נמוכה (Srel ≤4%), המאפשרות השוואה מדויקת של תנאי ניקוי והשפעות פורמולציה.
- מחקר תרגומי (Translational Research): שומרת על רצף בנתוני אימות הניקוי מהפיתוח המוקדם ועד לשלבים הפרה-קליניים, על ידי סטנדרטיזציה של משתנה מפתח — ניקיון פני השטח — לאורך המחקרים.
- שימוש חוזר בארגון (Enterprise Reuse): מבססת הליך סטנדרטי וניתן לשימוש חוזר להכנת קופוני פלדה אל-חלודה שניתן לאמץ במעבדות ובפרויקטים מרובים, ובכך מפחיתה סטיות מתודולוגיות ומשפרת את שלמות הנתונים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי באימות ניקיון על ידי הבחנה בין רמות שאריות אמיתיות לבין שונות הנגרמת מהמשטח, ובכך מפחית עמימות מכניסטית בהערכת תהליך הניקיון.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה והשחזוריות של בדיקות אימות ניקיון באמצעות הליך CIP מוגדר היטב המבוסס על סוניקציה, הממזער את השונות התלויה במבצע.
- ערך אסטרטגי: תומך בקבלת החלטות טובה יותר לגבי המשך התהליך (go/no-go) בפיתוח פורמולציות ותהליכים על ידי אספקת נתוני ניקיון מהימנים, ובכך מפחית סיכוני זיהום וסיכונים ביולוגיים בשלבים מאוחרים.
- השפעה על תיק המוצרים: מאפשר תיעדוף של מועמדים לתרופות ותהליכי ייצור מותאם-סיכון, בהתבסס על תוצאות אימות ניקיון ברות-הסבר בעלות שונות נמוכה.
שיקולי יישום
- נדרשת הכשרה בטכניקת סבוב (swabbing) נכונה, תזמון סוניקציה וטיפול בתמיסות כדי להבטיח ביצוע עקבי של שלבי הניקוי וההשבה.
- תלוי בגישה למים בדרגת HPLC, אמבטיות אולטרסוניות, תמיסות דטרגנט בסיסיות וחומציות, ופיפטות דחיקה חיובית (positive displacement pipettes) לצורך הוספה מדויקת של חומר (spiking).
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של תזמוני הניקוי, ריכוזי התמיסות ותבניות הסבוב כדי לשמור על הדירות (reproducibility) בין מעבדות ומשמרות.
- כולל שיקולי התאמה בעת יישום הפרוטוקול על גאומטריות או חומרים שונים של קופונים, אם כי השיטה תוקפה עבור משטחי פלדת אל-חלד המשמשים בוולידציה אנליטית.
- מגבלות מעשיות כוללות את הצורך בטיפול זהיר כדי למנוע זיהום חוזר לאחר הניקוי, ואת החשיבות של ייבוש מלא של הקופונים לפני ההוספה (spiking) כדי למנוע אפקטים של דילול.
