Summary
Bristen på en väl definierad procedur som konsekvent rengöras kupong ytor identifierades som en stor bidragsgivare till låg och varierande återvinningar i rengöring verifiering. Detta manuskript beskriver rätt protokollet av rengöring rostfritt stål kuponger.
Abstract
Syftet med detta arbete är att identifiera de parametrar som påverkar återvinning av farmaceutiska rester från ytan av rostfritt stål kuponger. En rad faktorer bedömdes, inklusive drog produkt spike nivåer, tillsatta förfarande, drog-hjälpämne nyckeltal, analytiker-till-analytiker variabilitet, intraday variabilitet och rengöringen av kuponger. Bristen på en väl definierad procedur som konsekvent rengöras kupong ytan identifierades som en stor bidragsgivare till låg och varierande återvinningar. Bedömning av rengöring av ytan av kuponger med lösningar för ren-in-place (CIP) gav hög återhämtning (> 90%) och reproducerbara resultat (Srel≤4%) oavsett de förhållanden som bedömdes tidigare. Metoden tillämpades för rengöring verifiering av små molekyler (MW < 1 000 Da) samt stora biomolekyler (MW upp till 50 000 Da).
Introduction
Städningen av icke-dedikerad utrustning bör kontrolleras innan dess efterföljande release för användning vid tillverkning av intermediärer och aktiva farmaceutiska ingrediens (API), på produkten förändras över för att förhindra korskontaminering. Rengöringsprocedurer skall innehålla tillräckliga uppgifter för att aktörerna ska städa varje typ av utrustning i en reproducerbar och effektivt sätt, och dessa förfaranden bör valideras enligt den amerikanska Food and Drug Administration (FDA) krav1. Talrika varningsbrev på grund av otillräcklig rengöring2,3,4, underlåtenhet att validera den rengöring verifieringsmetoden och underlåtenhet att följa rengöring förfaranden5 har utfärdats av FDA. 21 CFR §211.67 beskriver de krav som behövs för framgångsrik rengöring verifiering.
Det är standard i branschen att validering av analysmetoderna för rengöring verifiering utförs på rostfritt stål kuponger med samma yta/finish som tillverkningsutrustning. Rostfritt stål kuponger (t.ex., 50 cm2) används för att representera utrustning ytor för rengöring verifiering experiment i laboratoriet. Under utveckling och validering av dessa analysmetoder, är urvalet av intresse (dvs., de restsubstanser som bör återställas från ytan av utrustningen) spetsade på target återstoden på rostfritt kupongen avgörs av den maximala tillåtna överföring (MACO) gränsen. Denna nivå bestäms utifrån godtagbar exponeringsgräns som definieras som den gräns där en patient kan få exponeras med några negativa hälsoeffekter (nr-observerade-negativa-effekt-nivå, NOAEL).
Analytikern eller tillverkning operatören genomför de badda måste följa ett strukturerat förfarande för att säkerställa att återställningar reproducerbara oavsett som utför de badda. Förfarandet bör uttryckligen detalj provstickan typ, antal kompresser används, spädningsvätskan, mängden lösningsmedel används, det exakta svepande mönstret, antalet simtag appliceras utvärtes på provtagning, mängden tid badda/extrahera proverna, metoden för identifiering (ultraviolett fluorescens, masspektrometri, totalt organiskt kol, etc.), extraktionsteknik av materialet från pinnen huvudet , etc.
Förutom spela alla ovan nämnda faktorer som påverkar provet återhämtning, ytan på kupongen och således ytan av utrustningen också en roll. Ytan av kupongen får ändras på grund av nedfallet av en tunn film av material på ytan eller på grund av ändring i oxidationstillståndet av ett eller flera element i rostfritt stål (t.ex., Fe, Cr och Ni)6,7,8. Regenerering av ytan av rostfritt stål kuponger tillbaka till dess ursprungliga skick är avgörande för framgången av kvantitativa byta processen. Studier, där rostfritt stål kuponger inte var ordentligt rengjorda, visade variationer i återhämtning inklusive analytiker till en annan, olika droger, eller olika spike nivåer9,10,11. Standardavvikelsen i återvinning av tio replikat på en kupong kan vara upp till 14% och 26% på fem kuponger9. Det är viktigt att notera att de relativa standardavvikelsen (Srel)-värdena ökade med ökande antal replikat eller med ökande antalet kuponger används (dvsfem kuponger istället för tillsatta fem gånger på samma kupong)11. I sådana fall tolkas inte variabiliteten som slumpmässig fluktuation. Trots deras resultat kan förklaras av vår slutsats att städningen av ytan av kupongen kommer att påverka återhämtningen. Resultaten beskrivs i detta dokument illustrera en betydande ökning av återhämtning resultat och minskad variabilitet efter ordentligt rengöring av ytan av rostfritt stål kuponger.
Ren-in-place (CIP) är en automatiserat sätt att rengöra ytan av utrustning som innebär en minimal eller ingen demontering av utrustningen. Under CIP rengöring process, körs ett definierat förfarande av på varandra följande tvätta med en bas som följt av en syra för att ta bort organiska och oorganiska restprodukter. Tensider, kelaterande föreningar eller komplexbildare läggs vanligtvis till de CIP-lösningarna för att effektivisera rengöring någon produkt från ytan av utrustningen. Av rengöring effektivitet beror på flera parametrar inklusive val och koncentration av CIP lösningar (dvs, typ och sammansättning av base, syra och tensid), rengöringstiden, temperatur (vanligtvis 60-80 ° C), förorening typ och förekomsten av svåra att rengöra delar12. Baserat på typ av narkotika produkt, har CIP lösningar 100 och 200 valt att använda för rengöring rostfritt stål kuponger används för rengöring kontroll, eftersom den simulerar den CIP-process som används för rengöring av tillverkningsutrustning.
Denna studie rapporterar påverkan av olika faktorer som påverkar återvinning av farmaceutiska rester från ytan av rostfritt stål kuponger och rekommenderar de bästa metoderna för analytisk rengöring metodutveckling för små molekyler, terapeutiska proteiner och antikroppar. Bristen på en väl definierad procedur som konsekvent rengöras kupong ytan identifierades som en stor bidragsgivare till låg och varierande återvinningar. Hög och reproducerbara återhämtning erhölls när ytan på kupongen var rengöras ordentligt13.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. provlösningen
- Beräkna den rengöring gränsen (CL) för ett läkemedel baserat på den maximala tillåtna överföringen (MACO) enligt kriterierna som terapeutisk dos.
Obs: Här, rengöring gräns (CL) för läkemedel A har beräknats vara 2,4 µg per 50 cm2 baserat på den maximala tillåtna överföringen (MACO) enligt kriterierna som terapeutisk dos. Rengöring kontrollen körs på 50%, 100% och 150% rengöring gräns. Rengöring kontrollen har utvärderats för två formuleringar (2,5% och 60% w/w drog belastning).
2. rengöring för kuponger
- Inledande inställning
- Ren kuponger genom att skölja och torka ytan för 10-15 s två gånger med vatten och två gånger med metanol att eliminera eventuella återstående insättning. Utföra denna process i huven som metanol är giftiga och mycket volatila.
- Avancerad metod
- Med ren-in-place lösningar
- Ange den någon sonikator vid rumstemperatur. Den någon sonikator har ingen makt inställning justering, därför ställs tiden att ge adekvat städresultat.
- Fördjupa kuponger i högpresterande vätskekromatografi (HPLC) grade vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i 0,1% alkalisk rengöringslösning i vatten av HPLC-kvalitet och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i HPLC vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i 0,1% sura rengöringsmedel i HPLC vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i HPLC vatten och Sonikera i 2 min.
- Med hjälp av syra-bas-peroxid
Obs: Detta är en alternativ metod som ingår med syra, bas, och peroxid snarare än alkaliska och sura rengöringsmedel.- Ange den någon sonikator vid rumstemperatur. Den någon sonikator har ingen makt inställning justering, därför ställs tiden att ge adekvat städresultat.
- Fördjupa kuponger i vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i 0,1 M natriumhydroxid och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i 0,1 M saltsyra och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i vatten och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i 0,1 mg/mL NaNo2 och Sonikera i 2 min.
- Fördjupa kuponger i vatten och Sonikera i 2 min.
- Med ren-in-place lösningar
3. badda förfarande
- Montera rostfritt stål kuponger på botten av en 250 mL (eller 500 mL) plast bägare med hjälp av ett dubbelhäftande tejp.
- Håll fast bägaren att göra tillsatta och badda processer lätt. Detta minimerar också vissa oönskade olyckor såsom överskridande hörnet när badda.
- Ingjuta en definierad volym vid en viss koncentration och formulering (t.ex., 200 µL 12 µg/mL 2,5% w/w drog A belastning) i ett whirly mönster på ytan av kupongen med positiv förskjutning pipett.
- Vänta tills ytan på kupongen är torr (~ 3-10 min beroende på volatiliteten av provet).
- Doppa en torr kompress i en injektionsflaska med 2 mL spädningsvätska (metanol: myrsyra 100:0.2 volym/volym).
- Avlägsna överskottslösningsmedel genom att trycka på pinnen mot insidan av injektionsflaskan.
- Fast torka av kupongen med jämn, överlappande sida-till-sida drag tills området totalt 50 cm2 test är torkas med ena sidan av en våt kompress.
- Upprepa avtorking processen (steg 3,7) använder samma sida av pinnen.
- Svabba kanter kupong två gånger.
- Flip med pinnen till andra sidan och rotera kupongen 90° medurs eller moturs; Således, roterande riktning badda 90 °.
- Upprepa swabbing rörelse som beskrivs i steg 3,7-3,9. Efter provtagning av ytan, skär provstickan huvudet med sax i injektionsflaskan med spädningsvätska.
- Upprepa swabbing processen med en andra tuss samtidigt vrida kupongen 90° mot samma riktning valt innan.
- Sonikera injektionsflaskan med två tops huvuden för 5 min, sedan virvel för 10 s.
- Överför lösningen till en HPLC-injektionsflaska och etiketten som fungerande lösning.
4. beräkning av återhämtning
- Prov återhämtning
- Förbered de kontroll-lösningarna genom att blanda 200 µL varje kupongen tillsatta lösningar med 1 800 µL spädningsvätska.
- Köra kromatografisystemet enligt de villkor som anges i tabell 1.
- Beräkna återvinning av pinnen arbetslösning baserat på den relativa arean under peak av fungerande lösningar (AW) och kontrollösningen (C).
- Upprepa processen på tre kuponger och beräkna den genomsnittliga återhämtningen tillsammans med relativ standardavvikelse (Srel).
Obs: Alla de analysmetoder som används här har validerats enligt ICH Q2(R1) riktlinjer. Kromatografi villkoren anges i avsnittet material.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representativa resultat från de inledande försöken för rengöring verifiering för drog en är sammanfattade i tabell 2. Innan kupongerna rengjordes enligt detaljerade förfarandet i avsnittet experimentella, erhölls inkonsekventa resultat på olika spike nivåer, olika nyckeltal av API/hjälpämnen, olika analytiker, och även för samma analytiker på olika dagar. Den observerade variationen i återkrav som behövs åtgärdas, som några av resultaten misslyckades valideringskrav (60% < återhämtning < 150%), såsom återvinning av 60% drogen Ladda alls rengöring gränser.
Den första typen av variabilitet som observerats i tabell 2 är variationerna i precision som kan ses från hög Srel associerade med majoriteten av återhämtning resultaten (numren inom parentes). Förutom att det förväntade analytiker-till-analytiker variabilitet (data visas i referens 13), är variation också observerats för en analytiker med alla andra villkor som inte förändrats, som kan ses i de två första experiment i tabell 2 (vid 2,5% drog belastning). Inkonsekvent återvinningar observerades vid olika spike nivåerna av 50%, 100% och 150% av rengöring gränsen (Srel upp till 16% av 60% drogen Ladda på 150% rengöring gräns), oavsett drog lasten eller analytiker gör experimentet. Utbildningsanstalter, det fanns variationer även vid olika API/hjälpämne nyckeltal, 2,5% och 60% drog belastning (tabell 2) och 50% drog belastning redovisas i referens 13). Låg formuleringen gav högsta återhämtningen i genomsnitt tyder på att hjälpämnet var ökad återvinning av läkemedlet från kupongen. Möjligtvis 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-fosfokolin (DSPC), en tensid, skärmad organiska läkemedlet sammansatt från metall kelering interaktion och förbättrad borttagning av läkemedlet från kupong ytan när drogen/hjälpämne förhållandet var lägre.
Baserat på typerna av variabilitet som diskuterats ovan, var den ursprungliga strategin för att förbättra återhämtning att sanera metoden utvinning och experimentella förutsättningar för att få enhetlig och hög återvinningar. Justerade parametrar som ingår: badda teknik, spädningsvätska (olika lösningsmedel, olika organiska/vattenlösning nyckeltal, olika syror och syrakoncentration), tillsatta lösningsmedel, pH-värdet i spetsen och spädningsvätskan, tillsatta tekniken och extraktionsteknik av läkemedel från pinnen. De genomsnittliga återvinningar på fyra olika kuponger tillsammans med relativ standardavvikelse visas i figur 1 för några experiment. Den viktigaste slutsatsen var att ingen av de ovan nämnda förändringarna elimineras den tidigare observerade variationen i tabell 2. Oavsett den experimentella faktorn som har ändrats, framgick av variabiliteten i återhämtning (Srel) från en kupong till en annan och i vissa fall var > 20%. Inom experimentella fel ansågs nästan alla av dessa experiment inte statistiskt olika. Skillnaden mellan enskilda återhämtningen på varje kupong yta och den genomsnittliga återhämtningen (ΔRecovery) visas i figur 2. Det är tydligt att den genomsnittliga återhämtningen är annorlunda från en kupong yta till en annan. Därför är kupong ytan väntat till vara en stor bidragsgivare till den observerade variationen.
Fanns det en hög sannolikhet att den tidigare observerade variationen i återhämtning berodde på kupong-till-kupong variabilitet. Rengöring verifiering experimenten för 60% drog Last var upprepas sex gånger, med varje formulering som spetsade på fyra kuponger av samma material och yta, allt från samma leverantör. Det stod klart från de resultat som visas i figur 3 att återhämtningen för 60% formulering inte var mycket reproducerbara från en provprenumeration till en annan, med en allmän trend mot lägre återvinningar som experimenten fortskred. Dessutom observerades vissa skillnader mellan kuponger på denna formulering (figur 2). Den observerade variationen föreslog att ytan av olika kuponger inte var identiska och interagerande annorlunda med matrisen.
Den första metoden att minimera skillnaden mellan kuponger var att grundligt rengöra ytorna av kuponger. Kuponger som används för att få återhämtning i figur 3 rengjordes enligt proceduren presenteras i avsnittet experimentella. Återhämtning resultaten efter rengöring kuponger presenteras i figur 3. Det är tydligt att återhämtningen är praktiskt taget reproducerbara från en provprenumeration till en annan och att skillnaden i återhämtning mellan kuponger minimeras.
Tabell 2 visar en jämförelse av återhämtning resultat före och efter rengöring kuponger på samma experimentella villkor. Följande slutsatser kan dras: (1) alla återkrav som var hög (90-100%); 2) Srel värdena på varje tillsatta nivå var acceptabla och mycket mindre än tidigare rapporterade resultaten på ej rengjorda kuponger, 3) variationen i återhämtningen från en spike nivå till en annan var minimeras, 4) skillnaden i formulering inte påverkade återhämtningen.
Kuponger rengöras med CIP lösningar användes sedan för rengöring verifiering av föreningar B (en annan liten molekyl) C och D (stora molekyler, dvs, biologics) på olika formuleringar och spike nivå. Samma slutsatser dras från experiment för drog A var tillämpliga för läkemedel B, C och D (detaljerade resultat visas i referens 13). Höga återvinningar erhölls över molekylstorlek och fysikalisk-kemiska egenskaper genom att tillämpa en systematisk rengöring metod för kuponger.
Figur 1 . Genomsnittlig återhämtning erhålls från fyra kuponger. Felstaplar representera relativa standardavvikelsen från fyra studier på fyra kuponger. Experimentera nummer: (1) normala spike, 2) 10% myrsyra, 3) ingen myrsyra, 4) inget vatten i spike lösning, 5) hög placebo procent (97%), (6) ingen placebo, 7) klämma pinnen med spatel, 8) att lägga till ett centrifuging steg, och 9) 0,1% HCL. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 . Skillnaden i Recovery (ΔRecovery) erhålls från fyra kuponger. ΔRecovery är skillnaden mellan återhämtningen på kupongen och den genomsnittliga återhämtningen av fyra kuponger. Experimentera nummer: (1) normala spike, 2) 10% myrsyra, 3) ingen myrsyra, 4) inget vatten i spike lösning, 5) hög placebo procent (97%), (6) ingen placebo, 7) klämma pinnen med spatel, 8) att lägga till ett centrifuging steg, och 9) 0,1% HCL. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 . Variabilitet i återvinning av läkemedlet A vid 2,5% drog/hjälpämne baserat före och efter rengöringen. Solid trianglar motsvarar återhämtning värden före rengöring kuponger, medan öppna symboler motsvarar värdena som återhämtning efter rengöring kuponger. Felstaplar representera relativa standardavvikelsen från fyra studier på fyra kuponger. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Tabell 1: Kromatografi villkor.
Tabell 2. Spetsade återställningar för olika narkotika Last före och efter rengöring kuponger enligt proceduren i avsnittet experimentella.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den stora bidragsgivaren till låg och varierande återvinningar av API rester från rostfritt stål kuponger spårades till bristen på en väl definierad procedur för rengöring av kupong ytor. Rengöring av ytan av kuponger resulterade i konsekventa, exakta spetsade återhämtning och reproducerbara resultat. Med demonstration av höga återvinningar från rostfritt stål kuponger, bör faktiska rengöring verifieringsresultat från tillverkningsutrustningen använder validerade metoder vara korrekt och exakt, reflekterande av resthalten på utrustning med minsta möjliga risk för falska negativa för produkter överföring som kan äventyra patientsäkerheten.
Den första metoden följt av analytiker att felsöka den låga och inkonsekvent återhämtningen var genom att ändra de experimentella förhållandena såsom: procent organiskt i spädningsvätskan, tillsatta processen, typ och styrka av syra som används i den tillsatta lösning, etc. Detta tillvägagångssätt löste inte problemet låg och inkonsekvent återhämtning. Detta ovannämnda problem löstes dock helt när rostfritt var tillräckligt rengöras med ren-in-place lösning. Denna prestation resulterar i kraftigt ökar chanserna att lyckas passera av rengöring kontroll av fabriks utrustningen. Det är viktigt att notera att de CIP-lösningar som används här är begränsade till läkemedelsindustrin och därmed lämpliga CIP lösningar bör väljas för andra typer av industrier (bearbetade livsmedel, mejeri, kosmetika, etc.). Valet av CIP lösningar och reningsprocessen är kritiska steg för att lyckas med denna process. Det protokoll som presenteras här hjälper analytiker i läkemedelsindustrin samt andra industrier att bättre design och köra framgångsrik rengöring verifiering. Arbetet hjälper också minimera sats till sats och/eller produkt till produkt korskontaminering som kan påverka människors hälsa negativt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Inga ekonomiska intressen eller intressekonflikt finns.
Acknowledgments
Ingen finansiärer stödde detta arbete.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| stainless steel coupons | GlobePharma (New Brunswick, NJ ). | SS316-20RA-50cm2 | |
| Clean in place solutions (CIP100 and CIP200) | were obtained from Steris Corporation (Mentor, OH) | 1D10BG | Alkaline detergent and acid detergent, respectively |
| Positive displacement pipettes | Gilson (Middleton, WI). | ||
| HPLC grade water | Millipore Milli-Q Advantage Water Purification System (Darmstadt, Germany) or from Honeywell Burdick & Jackson (Muskegon, Michigan) | 7732-18-5 | |
| HPLC grade Methanol | EMD | MX0475-1 | |
| glacial acetic acid | EMD | MAX0073P5 | |
| HPLC grade Acetonitrile | J.T. Baker (Avantor Performance Materials, Center Valley, PA) | 75-05-8 | |
| Trifluoroacetic acid | J.T. Baker (Avantor Performance Materials, Center Valley, PA) | 75-05-8 | |
| Chromatography column Zorbax Eclipse | XDB-C18, 4.6 x 100 mm, 3.5 µm HPLC column | UNSPSC – 41115709 | |
| Vanquish UHPLC system | Thermo Fisher Scientific, Germering, Germany | ||
| Branson B8510 Ultrasonic cleaner | Branson Ultrasonics (Danbury, CT, USA) | model (8510-D7H) |
References
- Validation of cleaning processes (7/93). Guide to inspections validation of cleaning processes. , United States Food and Drug Administration. (2004).
- Warning Letter: 320-12-08, Gulf Pharmaceuticals. , U.S. Department of Health and Human Services. (2012).
- Warning Letter: 320-12-058, Novartis Internationsl AG. , U.S. Department of Health and Human Services. (2012).
- Warning Letter: 05-10, Teva Parenterals Medicines, Inc. , U.S. Department of Health and Human Services. (2009).
- Warning Letter: 320-14-09, Tianjin Zhongan Pharmaceutical Co., Ltd. , U.S. Department of Health and Human Services. (2014).
- Mantel, M., Wightman, J. Influence of the surface chemistry on the wettability of stainless steel. Surf Interface Anal. 21, 595-605 (1994).
- Odaka, K., Ueda, S. Dependence of outgassing rate on surface oxide layer thickness in type 304 stainless steel before and after surface oxidation in air. Vacuum. 47, 689-692 (1996).
- Kerber, S. J., Tverberg, J. Stainless Steel Surface Analysis. Adv. Mater. Processes. , 33-36 (2000).
- Kusumaningrum, H. D., et al. Survival of foodborne pathogens on stainless steel surfaces and cross-contamination to foods. Int J Food Microbiol. 85, 227-236 (2003).
- Liu, L., Pack, B. W. Cleaning verification assays for highly potent compounds by high performance liquid chromatography mass spectrometry: Strategy, validation, and long-term performance. J Pharmaceut. Biomed. 43, 1206-1212 (2007).
- Lambropoulos, J., Spanos, G. A., Lazaridis, N. V. Development and validation of an HPLC assay for fentanyl, alfentanil, and sufentanil in swab samples. J Pharmaceut. Biomed. 23, 421-428 (2000).
- Chisti, Y., Moo-Young, M. Clean-in-place systems for industrial bioreactors: Design, validation and operation. J. Ind. Microbiol. 13, 201-207 (1994).
- Haidar Ahmad, I. A., et al. Cleaning verification: Exploring the effect of the cleanliness of stainless steel surface on sample recovery. J Pharmaceut. Biomed. 134, 108-115 (2017).
