Summary
Manglen på en veldefineret procedure, der konsekvent rengjort kupon overflader blev identificeret som den største bidragyder til lav og variabel inddrivelser i rengøring verifikation. Dette manuskript beskriver den korrekte protokol af rengøring rustfrit stål kuponer.
Abstract
Dette arbejde sigter mod at identificere de parametre, der påvirker inddrivelse af farmaceutiske rester fra overfladen af rustfrit stål kuponer. En række faktorer er blevet vurderet, herunder narkotika produkt spike niveauer, spiking procedure, narkotika-hjælpestof nøgletal, analytiker til analytiker variabilitet, intradag variabilitet og rengoeringen af kuponer. Manglen på en veldefineret procedure, der konsekvent rengjort kupon overfladen blev identificeret som den største bidragyder til lav og variabel inddrivelser. Vurdering af rensning overfladen af kuponer med ren-in-place løsninger (CIP) gav høj inddrivelse (> 90%) og reproducerbare resultater (Srel≤4%) uanset de betingelser, der tidligere er blevet vurderet. Tilgangen blev anvendt til rengøring verifikation af små molekyler (MW < 1.000 Da) samt store biomolekyler (MW op til 50.000 Da).
Introduction
Renholdelse af ikke-dedikeret udstyr skal kontrolleres før dens efterfølgende frigivelse til brug ved fremstilling af mellemprodukter og aktive farmaceutiske ingredienser (API'er), på produkt ændres til at undgå krydskontaminering. Rengøring procedurer skal indeholde tilstrækkelige oplysninger til at give de erhvervsdrivende til at rense hver type udstyr i en reproducerbar og effektiv måde, og disse procedurer bør være valideret efter den amerikanske Food and Drug Administration (FDA) krav1. Talrige advarselsbreve på grund af utilstrækkelig rengøring2,3,4, manglende evne til at validere metoden rengøring kontrol og manglende rengøring fremgangsmà ¥5 er blevet udstedt af FDA. 21 CFR §211.67 skitserer de krav, der er nødvendige for vellykket rengøring verifikation.
Det er standard i branchen at validering af analysemetoder til rengøring verifikationen udføres på rustfrit stål kuponer med den samme overflade/finish som fremstillingsudstyr. Rustfrit stål Kuponer (fx, 50 cm2) bruges til at repræsentere udstyr overflader til rengøring verifikation eksperimenter i laboratoriet. I løbet af udvikling og validering af disse analysemetoder spidse prøven af interesse (dvs., de restprodukter, der skal inddrives fra overfladen af udstyr) på target rester på rustfrit Kuponen bestemmes af den maksimale tilladte fremførsel (MACO) grænse. Dette niveau bestemmes baseret på acceptable eksponeringsgrænse, der defineres som den grænse, hvor en patient kan få udsat med ingen sundhedsskadelige virkninger (ingen observeret-negative-effekt-niveau, NOAEL).
Analytiker eller fremstilling operatør udfører den svaberprøven skal følge et struktureret procedure for at sikre, at tilbagebetalinger er reproducerbare uanset hvem udfører den svaberprøven. Proceduren bør udtrykkeligt detalje vatpind type, antal svaberprøver brugt, fortyndingsvæsken, mængden af opløsningsmiddel anvendes, den nøjagtige fejende mønster, antallet af streger anvendes prøveudtagning overflade, mængden af tid brugt svaberprøven/udvinding af prøverne, metoden til detektion (Ultra-violette, fluorescens, massespektrometri, samlet mængde organisk kulstof, etc.), udvinding teknik af materiale fra vatpind hoved , osv.
Udover spille alle de ovennævnte faktorer, der påvirker prøve opsving, overfladen af Kuponen, og dermed overfladen af udstyr også en rolle. Overfladen af Kuponen kan ændres på grund af aflejring af en tynd film af materiale på overfladen eller på grund af ændringen i oxidationstrin af en eller flere af elementerne i rustfrit stål (f.eks., Fe, Cr og Ni)6,7,8. Regenerering af overfladen af rustfrit stål Kuponer tilbage til sin oprindelige tilstand er afgørende for succes af den kvantitative swapping proces. Undersøgelser, hvor rustfrit stål Kuponer ikke blev er ordentligt rengjort, viste variation i genoprettelse herunder analytiker til et andet, forskellige stoffer, eller forskellige spike niveauer9,10,11. Standardafvigelsen i inddrivelse af ti replikater på en kupon kan være op til 14% og 26% på fem kuponer9. Det er vigtigt at bemærke, at de relative standardafvigelse (Srel) værdier øges med stigende antal flergangsbestemmelser eller øge antallet af kuponer anvendes (dvs.fem kuponer i stedet for spiking fem gange på den samme kupon)11. I sådanne tilfælde kan ikke variabiliteten fortolkes som tilfældige udsving. Ikke desto mindre deres resultater kan forklares ved vores konstatering at renholdelse af overfladen af Kuponen vil påvirke inddrivelsen. Resultaterne er beskrevet i dette dokument illustrerer en betydelig stigning i opsving resultater og fald i variabilitet efter korrekt rensning overfladen af rustfrit stål kuponer.
Rense-in-place (CIP) er en automatiseret måde at rense overfladen af udstyr, som indebærer en minimal eller ingen adskillelse af udstyr. Under CIP rengøring proces, er en defineret procedure af på hinanden følgende vask med en base efterfulgt af en syre udført for at fjerne organiske og uorganiske rester. Overfladeaktive stoffer, chelaterende forbindelser eller kompleksdannere tilføjes normalt til CIP-løsninger til at øge effektiviteten af rengøring ethvert produkt fra overfladen af udstyr. Effektiviteten af rengøring afhænger af flere parametre, herunder et valg og en koncentration af CIP-løsninger (dvs., type og sammensætning af base, syre og overfladeaktivt stof), rengøring tid, temperatur (typisk 60-80 ° C), forurening type og tilstedeværelsen af svært at rense dele12. Baseret på typen narkotika produkt, blevet CIP løsninger 100 og 200 valgt at bruge til rengøring af rustfrit stål Kuponer bruges til rengøring kontrol, fordi det simulerer CIP proces anvendes til rengøring af fremstillingsudstyr.
Denne undersøgelse rapporterer påvirkning af forskellige faktorer, der påvirker inddrivelse af farmaceutiske rester fra overfladen af rustfrit stål kuponer og anbefaler den bedste praksis for analytisk rengøring metodeudvikling til små molekyler, terapeutiske proteiner og antistoffer. Manglen på en veldefineret procedure, der konsekvent rengjort kupon overflade var identificeret som den største bidragyder til lav og variabel inddrivelser. Høj og reproducerbare opsving blev opnået når overfladen af Kuponen blev renset ordentligt13.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. prøveopløsningen
- Beregne den rengøring grænse (CL) for et lægemiddel, der er baseret på den maksimale tilladte fremførsel (MACO) kriterier terapeutiske dosis.
Bemærk: Her, rengøring grænsen (CL) for stof A har været beregnet til 2.4 µg pr. 50 cm2 baseret på den maksimale tilladte fremførsel (MACO) kriterier terapeutiske dosis. Rengøring kontrollen udføres på 50%, 100% og 150% rengøring grænse. Rengøring kontrollen er blevet vurderet til to formuleringer (2,5% og 60% w/w drug belastning).
2. rengøring Procedure for Kuponer
- Oprindelige tilgang
- Ren kuponer ved skylning og aftørring overfladen for 10-15 s to gange med vand og to gange med methanol til at fjerne enhver resterende depositum. Udføre denne proces i kalechen, som methanol er giftigt og stærkt svingende.
- Avanceret tilgang
- Ved hjælp af ren-in-place løsninger
- Angiv sonikator ved stuetemperatur. Sonikator har ingen magt indstilling justering, derfor tid er indstillet til at give tilstrækkelig rengøring resultater.
- Fordyb kuponer i højtydende væskekromatografi (HPLC) klasse vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i 0,1% alkalisk rengøringsmiddel i vand af HPLC-renhed og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i HPLC vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i 0,1% syre rengøringsmiddel i HPLC vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i HPLC vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Ved hjælp af syre-base-peroxid
Bemærk: Dette er en alternativ metode medtaget ved hjælp af syre, base og peroxid frem for alkaliske og sure rengøringsmidler.- Angiv sonikator ved stuetemperatur. Sonikator har ingen magt indstilling justering, derfor tid er indstillet til at give tilstrækkelig rengøring resultater.
- Fordyb kuponer i vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i 0,1 M natriumhydroxid og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i 0,1 M saltsyre og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i 0,1 mg/mL NaNo2 og Rens med ultralyd i 2 min.
- Fordyb kuponer i vand og Rens med ultralyd i 2 min.
- Ved hjælp af ren-in-place løsninger
3. svaberprøven Procedure
- Montere rustfrit stål Kuponer på bunden af en 250 mL (eller 500 mL) plastik bæger bruge en dobbeltklæbende tape.
- Holde fast i bægerglasset at gøre spiking og svaberprøven processer nemt. Dette minimerer også nogle uønskede ulykker som overskridelse hjørnet når svaberprøven.
- Indgyde et defineret volumen ved en bestemt koncentration og formulering (fx, 200 µL af 12 µg/mL 2,5% w/w stof A belastning) i et whirly mønster på overfladen af den kupon, ved hjælp af en positiv forskydning pipette.
- Vent, indtil overfladen af Kuponen er tørt (~ 3-10 min. afhængig af volatiliteten i eksemplet).
- Dyp en tør vatpind i et hætteglas med 2 mL fortyndingsvæske (methanol: myresyre 100:0.2 volumen/bind).
- Fjern overskydende opløsningsmiddel ved at trykke på vatpind mod indersiden af hætteglasset.
- Fast tørre overfladen af Kuponen med selv, overlappende strøg, side til side, indtil området samlede 50 cm2 test tørres med en side af en våd vatpind.
- Gentag aftørring processen (trin 3.7) ved hjælp af den samme side af svaber.
- Svaber kupon fire kanter to gange.
- Flip vatpind til anden siden og rotere kupon 90° med uret eller mod uret; således, roterende retning af svaberprøven af 90°.
- Gentag den swabbing bevægelse som beskrevet i trin 3.7-3.9. Efter prøvetagning af overfladen, skære vatpind hovedet ved hjælp af saks i opløsningsmiddel hætteglasset.
- Gentag swabbing processen med en anden podepind mens roterende kupon 90° mod samme retning valgt før.
- Der sonikeres hætteglasset indeholdende to vatpind hoveder i 5 min, så vortex for 10 s.
- Opløsningen overføres til en HPLC hætteglas og mærke det som brugsopløsning.
4. beregning af Recovery
- Prøve opsving
- Forberede adgangskontrol løsninger ved at blande 200 µL af Kuponen spiking løsninger med 1.800 µL af fortyndingsmiddel.
- Køre kromatografi systemet efter de betingelser, der er anført i tabel 1.
- Beregne inddrivelse af vatpind brugsopløsning baseret på det relative areal under toppen af de arbejdende løsninger (AW) og styringsløsning (enC).
- Gentag processen på tre kuponer og beregne den gennemsnitlige inddrivelse sammen med Relativ standardafvigelse (Srel).
Bemærk: Alle de analytiske metoder, der anvendes her blev valideret efter ICH Q2(R1) retningslinjer. Kromatografi betingelser er angivet i afsnittet materiale.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Repræsentative resultater fra de indledende forsøg til rengøring verifikation for stof A er opsummeret i tabel 2. Før kuponer blev rengjort efter den detaljerede fremgangsmåde i den eksperimentelle sektion, blev inkonsistente resultater opnået på forskellige spike niveauer, for forskellige nøgletal for API/hjælpestoffet, forskellige analytikere, og selv for den samme analytiker på forskellige dage. Den observerede variation i inddrivelser skulle tages, da nogle af resultaterne ikke valideringskravene (60% < recovery < 150%), som recovery for 60% stof indlæse på alle rengøring grænser.
Den første type af variabilitet observeret i tabel 2 er variation i præcision, som kan ses fra højt Srel tilknyttet størstedelen af opsving resultater (numre anført i parentes). Desuden til den forventede analytiker til analytiker variation (data vist i reference 13), er den daglige variation også observeret for en analytiker hos alle de øvrige betingelser ikke ændres, som det ses i de to første forsøg i tabel 2 (på 2,5% stof belastning). Inkonsekvent inddrivelser blev observeret på de forskellige spike niveauer af 50%, 100% og 150% af den rengøring grænse (Srel op til 16% til 60% stof indlæses på 150% rengøring grænse), uanset drug belastning eller analytiker gør forsøget. In addition, der var variabilitet selv ved forskellige API/hjælpestoffet nøgletal, 2,5% og 60% stof belastning (tabel 2) og 50% stof belastning rapporteret i reference 13). Lav formuleringen gav den højeste opsving i gennemsnit, tyder på, at hjælpestoffet var forbedring af inddrivelsen af stoffet fra Kuponen. Helt muligvis 1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), et overfladeaktivt stof, afskærmet det organiske stof sammensatte fra metal kelation interaktion og forbedret fjernelse af stof fra Kuponen overfladen når stof/hjælpestoffet forholdet var lavere.
Baseret på typerne af variabilitet diskuteret ovenfor, var den oprindelige tilgang til at forbedre inddrivelsen at sanere ekstraktion metode og de eksperimentelle betingelser at opnå ensartet og høj inddrivelser. Justerede parametre inkluderet: svaberprøven teknik, fortyndingsmiddel (forskellige opløsningsmidler, forskellige økologiske/vandig nøgletal, forskellige syrer og syrekoncentration), spiking opløsningsmidlet, pH i spidsen og fortyndingsvæsken, spiking teknikken og udvinding teknik af stof fra vatpind. De gennemsnitlige inddrivelse på fire forskellige Kuponer sammen med relative standardafvigelse er vist i figur 1 for nogle eksperimenter. Hovedkonklusionen var, at ingen af de ovennævnte ændringer elimineret det tidligere observerede variation i tabel 2. Uanset den eksperimentelle faktor, der blev ændret, variation i genoprettelse (Srel) fra en kupon til en anden var tydeligt og i nogle tilfælde var det > 20%. Inden for eksperimentel fejl, næsten alle af disse eksperimenter blev ikke anset for statistisk forskellig. Forskellen mellem de enkelte opsving på hver kupon overflade og den gennemsnitlige inddrivelse (ΔRecovery) er vist i figur 2. Det er klart, at den gennemsnitlige inddrivelse er forskellig fra en kupon overflade til en anden. Kupon overfladen forventes derfor, at være en stor bidragyder til den observerede variation.
Der var stor sandsynlighed for at den tidligere observerede variation i genoprettelse skyldtes kupon til kupon variabilitet. Rengøring verifikation eksperimenter for 60% stof belastning blev gentaget seks gange, med hver formulering spidse på fire Kuponer identisk materiale og overfladefinish, alle fra den samme leverandør. Det var klart fra resultaterne vist i fig. 3 , recovery for 60% formulering ikke var meget reproducerbare fra en prøveversion til en anden, med en generel tendens til lavere inddrivelser som forsøgene skred frem. Desuden, nogle forskelle blev observeret mellem Kuponer på denne formulering (figur 2). Den observerede variation antydet, at overfladen af forskellige Kuponer ikke var identiske og kommunikerede forskelligt med matrix.
Den første tilgang til at minimere forskellen blandt kuponer blev at rengøre overflader af kuponer. Kuponer anvendes for at opnå bedring i figur 3 blev rengjort efter den procedure, der er præsenteret i den eksperimentelle sektion. Opsving resultater efter rengøring kuponer er præsenteret i figur 3. Det er klart at opsvinget er næsten reproducerbare fra en prøveversion til en anden og at forskellen i recovery kuponer er minimeret.
Tabel 2 viser en sammenligning af opsving resultaterne før og efter rensning Kuponer under de samme forsøgsbetingelser. Kan der drages følgende konklusioner: 1) alle tilbagebetalinger var høj (90-100%); 2) Srel værdierne på hver spiking plan var acceptabel og meget mindre end de tidligere rapporterede resultater på urensede Kuponer, 3) variationen i genoprettelse fra én spike niveau til en anden blev minimeret, 4) forskellen i formuleringen ikke påvirkede opsvinget.
Kuponer rengøres med CIP løsninger blev derefter brugt til rengøring verifikation af forbindelser B (en anden lille molekyle) C og D (store molekyler, dvs, biologics) på forskellige formuleringer og spike niveauer. De samme konklusioner fra eksperimenter for stof A var gældende for drug B, C og D (detaljerede resultater vist i reference 13). Høj inddrivelser blev indhentet på tværs af molekylære størrelse og fysisk-kemiske egenskaber ved at anvende en systematisk rengøring tilgang til kuponer.
Figur 1 . Gennemsnitlig opsving fremstillet fire kuponer. Fejllinjer udgør relative standardafvigelse fra fire forsøg på fire kuponer. Eksperimentere antal: 1) normale spike, 2) 10% myresyre, 3) ingen myresyre, 4) ingen vand i spike løsning, 5) høj placebo procentdel (97%), 6) ingen placebo, 7) klemme svaber med spatel, 8) tilføjer et centrifuging skridt, og 9) 0,1% HCL. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 . Forskellen i Recovery (ΔRecovery) fremstillet af fire kuponer. ΔRecovery er forskellen mellem gendannelse på Kuponen og den gennemsnitlige inddrivelse af de fire kuponer. Eksperimentere antal: 1) normale spike, 2) 10% myresyre, 3) ingen myresyre, 4) ingen vand i spike løsning, 5) høj placebo procentdel (97%), 6) ingen placebo, 7) klemme svaber med spatel, 8) tilføjer et centrifuging skridt, og 9) 0,1% HCL. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 . Variation i genoprettelse af stof A på 2,5% stof/hjælpestoffet forhold før og efter rensning. Solid trekanter svarer til recovery værdier før rengøring Kuponer, mens åbne symboler svarer til recovery værdier efter rengøring kuponer. Fejllinjer udgør relative standardafvigelse fra fire forsøg på fire kuponer. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Tabel 1: Kromatografi betingelser.
Tabel 2. Spidse regresbeløb for forskellige stof belastning, før og efter rensning Kuponer ifølge fremgangsmåden i afsnittet eksperimentelle.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den største bidragyder til lav og variabel inddrivelser af API rester fra rustfrit stål kuponer blev sporet til manglen på en veldefineret procedure for rengøring af kupon overflader. Rengøring overfladen af kuponer resulteret i konsekvent, nøjagtig spidse opsving og reproducerbare resultater. Med demonstration af høj tilbagebetalinger fra rustfrit stål Kuponer, skal de faktiske rengøring verifikation resultaterne opnået fra fremstillingsudstyr ved hjælp af validerede metode(r) være nøjagtige og præcise, reflekterende af grænseværdi på udstyr med minimal risiko for falske negativer for at produktets udligningsordninger, der kan bringe patienternes sikkerhed.
Den oprindelige tilgang efterfulgt af analytiker til fejlfinding i forbindelse med en lav og inkonsekvent inddrivelse var ved at ændre de eksperimentelle betingelser såsom: procent af økologisk i fortyndingsvæsken spiking processen, type og styrken af syre i spiking løsning, osv. Denne fremgangsmåde ikke løse lav og inkonsekvent opsving spørgsmålet. Ikke desto mindre, denne ovennævnte problem var helt løst når rustfrit stål var tilstrækkeligt rengjort ved hjælp af ren-in-place løsning. Denne præstation resulterer i enormt øge chancerne for vellykket passet af rengøring kontrol af fremstillingsudstyr. Det er vigtigt at bemærke, at CIP-løsninger, der anvendes her er begrænset til den farmaceutiske industri og dermed egnet CIP løsninger bør vælges for andre typer af brancher (forarbejdede fødevarer, mejeri, kosmetik, osv.). Valget af CIP løsninger og renseprocessen er kritiske trin til succes i denne proces. Protokollen præsenteres her vil hjælpe analytikere i den farmaceutiske industri samt andre industrier til bedre design og udføre vellykkede rengøring verifikation. Arbejdet vil også hjælpe minimere batch til batch og/eller til produktets cross-kontaminering, der kan påvirke menneskers sundhed negativt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Findes ingen finansielle interesser eller interessekonflikter.
Acknowledgments
Ingen finansielle organer støttet dette arbejde.
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).
