Депирогенизация

Депирогенизация

ВВЕДЕНИЕ

Производство парентеральных препаратов требует не только стерильности, но и отсутствия недопустимых концентраций пирогенных веществ. Депирогенизацией называют процедуры устранения и разрушения пирогенов. Для целей настоящей и последующих глав серии <1228> термин «депирогенизация» относится к разрушению или удалению бактериальных эндотоксинов, наиболее распространенных и поддающихся количественному определению пирогенов в парентеральных препаратах. В главах этой серии обсуждаются процессы депирогенизации, применимые к потокам продукции, оборудованию, контейнерам и укупорочным средствам лекарственных препаратов.

Серия <1228> основана на положениях, описанных в главе <1211> Обеспечение стерильности, впервые опубликованной в USP 20 – NF 15. За время, прошедшее после этой публикации, наука о депирогенизации продвинулась вперед, как и контроль над производственными процессами. Производители осознают воздействие, которое могут оказать помещения, оборудование и технологическая подготовка производства на уровни эндотоксинов и депирогенизацию, и учитывают последствия повышенного содержания эндотоксинов в сырье и системах водоснабжения. Инструменты управления рисками, в том числе инструменты оценки технологического процесса, такие как Анализ рисков и критические контрольные точки (HACCP), помогают определять критические контрольные точки (CCP) для контроля эндотоксинов и других примесей или загрязняющих веществ в производственном процессе. В результате этих достижений в области науки и технологий серия <1228> также предложит альтернативные пути историческим или традиционным взглядам.

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЭНДОТОКСИНЫ И липополисахариды

Бактериальный эндотоксин является компонентом наружной клеточной мембраны грамотрицательных бактерий. Природный комплекс эндотоксинов содержит множество компонентов клеточной стенки, включая фосфолипиды, липопротеины и липополисахарид (ЛПС), который является биологически активным компонентом эндотоксина. Очищенный эндотоксин химически определяется как ЛПС. ЛПС состоит из трех различаемых областей:

В силу амфипатической природы молекулы ЛПС [т.е. имеющие как полярный (гидрофильный), так и неполярный (гидрофобный) конец], препараты на основе очищенных ЛПС (стандартный образец эндотоксина (СОЭ) и контрольный стандарт эндотоксина (КСЭ)) имеют предрасположенность образовывать двойные слои, мицеллы и другие фрагменты в растворе, они также могут адсорбироваться или «прилипать» к поверхностям, что затрудняет их извлечение и обнаружение. Степень адсорбции ЛПС на твердых поверхностях зависит от состава и внешнего покрытия депирогенируемого материала. Степень агрегации ЛПС в растворе зависит от множества показателей состава матрицы, таких как температура, pH, концентрация солей, концентрация двухвалентных катионов, детергенты или эмульгаторы и хелатирующие агенты.

Если парентеральные препараты контаминированы эндотоксином, посторонняя примесь представляет собой не очищенный ЛПС, а, скорее, цельные клетки или фрагменты клеточной стенки, образующиеся во время нормального цикла роста бактерий или разрушения бактерий, где ЛПС остается встроенным в другие компоненты клеточной стенки или связанным с ними. Очищенный ЛПС и нативный эндотоксин во многих отношениях различаются, и эти два термина не следует использовать как синонимы. В зависимости от материала изготовления или состава препарата, подлежащего депирогенизации, использование нативного эндотоксина может рассматриваться в качестве испытуемого материала в исследованиях депирогенизации, поскольку препарат на основе нативного эндотоксина лучше отражает фактическое состояние, особенно в случае депирогенизации потоков продукции, и, поскольку молекулы ЛПС в естественном эндотоксине встроены в комплексы клеточной стенки, они могут быть гораздо менее подвержены механизмам агрегации и адсорбции, наблюдаемым при использовании очищенного ЛПС.

Для целей серии <1228> термин «испытуемый материал» будет применяться для общего описания материала (эндотоксина или ЛПС), используемого в качестве анализируемого образца при исследованиях депирогенизации. «Эндотоксин» будет относиться к фрагменту в его естественном состоянии, имея в виду части клеточной стенки грамотрицательных бактерий точно охарактеризованного материала. ЛПС будет относиться к очищенному материалу.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭНДОТОКСИНА ДО И ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ

Основной процедурой, используемой для определения содержания бактериальных эндотоксинов, является <85> Испытание на бактериальные эндотоксины (ИБЭ). Строго контролируемое ИБЭ может гарантировать получение точных показаний для расчета снижения активности испытуемого материала до и после обработки, а также обеспечить надлежащее количественное определение нативного эндотоксина в сырье и CCP в процессе производства и в готовых лекарственных средствах.

В структуре исследования и методе испытаний существует множество переменных, которые могут повлиять на результат исследования депирогенизации. Разработка метода испытаний зависит от испытуемого материала, определения подходящего исследуемого препарата и метода, используемого для экстрагирования извлекаемой активности до обработки и остаточной активности после обработки. После разработки тест-системы, включающей определение подлинности источника испытуемых материалов, инокуляцию препаратов, подлежащих депирогенизации (в т.ч. процедуры сушки), экстракцию или методы извлечения, а также соответствующую методику испытания и чувствительность метода БЭТ, рекомендуется, чтобы последующие испытания проводились в тех же условиях для обеспечения сопоставимости результатов. При проведении исследования депирогенизации следует учитывать следующие аспекты:

Эффективность процесса депирогенизации традиционно измерялась с точки зрения уменьшения логарифма большого количества «известной добавки» или болюса очищенного эндотоксина, который добавляется или высушивается на материале перед обработкой. Хотя уменьшение логарифма является удобным способом измерения, более актуальным и практичным показателем эффективности депирогенизации является показатель тот, который основан на возможности технологического процесса и безопасности пациентов, и представляет собой снижение измеренного или предполагаемого в худшем случае естественного содержания контаминирующего эндотоксина до безопасных уровней, определенных в соответствии с расчетными предельными значениями эндотоксина для материала.

С внедрением принципов «планируемого качества» трехкратное логарифмическое уменьшение, впервые введенное в 1984 году, может оказаться неподходящим в качестве универсального критерия для современных процессов депирогенизации. Например, материалы с высоким содержанием естественного эндотоксина, такие как ферментационные бульоны, могут потребовать более чем трехкратного логарифмического уменьшения для достижения безопасного уровня, тогда как депирогенизация материалов сухим жаров обычно с низким или необнаруженным содержанием естественного эндотоксина (промытые флаконы из стекла) потребуют существенно меньше, чем трехкратное логарифмическое уменьшение. Соответствующее уменьшение количества эндотоксинов должно определяться пользователем на основе полного понимания продукта и возможностей процесса, включая источники входящего потока, уровни активности эндотоксина, эффективность методов депирогенизации и требования к выходным характеристикам эндотоксина (специфичные для конкретного процесса/продукта). Эффективный контроль процесса требует знания уровней активности эндотоксина на входе, в процессе (при необходимости) и на выходе. В этих обстоятельствах, при соответствующей разработке процесса, обоснование уменьшения сложностей с эндотоксинами может быть сделано на основе ранее полученных данных и демонстрации постоянного контроля.

КОНТРОЛЬ ЭНДОТОКСИНОВ В ПАРЕНТЕРАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТАХ

Наилучший контроль содержания эндотоксинов в парентеральных препаратах – это контроль грамотрицательной микробиологической нагрузки в сырье, оборудовании, технологических потоках, производственных условиях и среди персонала. Производители парентеральных препаратов могут осуществлять три категории контроля для поддержания содержания эндотоксина в лекарственных препаратах на безопасном уровне.

Первая категория это «косвенный контроль», включающий в себя ряд предупредительных мер, с помощью которых контролируются микробиологическая нагрузка, возможный внос эндотоксинов компонентами состава ЛП (сырьём, АФИ, вспомогательными веществами), водой, первичными упаковочными материалами, оборудованием, производственной средой, в т.ч. персоналом.

Вторая категория – «контроль процесса», при котором эндотоксин отслеживается на критических контрольных точках во время обработки, чтобы гарантировать отсутствие увеличения содержания эндотоксина. Эти элементы управления процессом подлежат валидации или квалификации.

Третьей категорией является «непосредственный контроль», или прямое разрушение или удаление эндотоксинов из потоков продукции, оборудования и материалов первичной упаковки. Как и в случае контроля за обработкой, прямые показатели уничтожения или удаления эндотоксинов должны быть валидированы.

КОСВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ

Ограничение возможностей для роста грамотрицательных микроорганизмов на любой стадии производства позволит снизить вероятность контаминации эндотоксинами следующим образом:

КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА

Специфический для препарата контроль технологического процесса требует определения критических контрольных точек для введения или удаления эндотоксина. Управление процессом требует надлежащего проектирования процесса и оборудования в соответствии с качеством, закладываемым при разработке, с использованием инструмента управления рисками, такого как HACCP. Меры по управлению технологическим процессом включают в себя, в частности:

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ

Эти процессы требуют валидации для обеспечения того, чтобы эндотоксины были удалены или снижены до безопасных уровней. Непосредственный (прямой) контроль может быть осуществлен с помощью различных методов и процессов, которые могут быть объединены для обеспечения снижения уровня эндотоксинов до безопасного уровня. Наиболее часто используемые процессы депирогенизации и связанные с ними меры контроля являются предметом серии <1228>.

ВЫБОР ПОДХОДЯЩЕГО МЕТОДА ДЕПИРОГЕНИЗАЦИИ

Основные принципы контроля и валидации процесса депирогенизации с использованием методов жизненного цикла включают в себя:

Известные или ожидаемые уровни эндотоксина могут быть определены таким образом, чтобы соответствующие косвенные или прямые меры контроля, согласуемые с продуктом или материалом изготовления, обеспечивали устранение или снижение эндотоксина до уровней, гарантирующих безопасность препарата и пациента.

Если для контроля эндотоксинов в изделии или на его поверхности потребуются прямые методы депирогенизации, важным фактором при разработке производственного процесса является выбор подходящего метода из возможных вариантов: сухой жар, химическое, фильтрационное или физическое удаление. В некоторых случаях этот выбор ограничен потенциальным воздействием депирогенизации на сами материалы. Выбор подходящего процесса для рассматриваемого препарата требует знания методов депирогенизации и информации о влиянии процесса на обрабатываемый материал. Выбор той или иной обработки (и подробности её выполнения) часто представляет собой компромисс между теми условиями, которые необходимы для разрушения эндотоксина или его удаления до желаемого уровня, и влиянием процесса на материалы. Процессы депирогенизации должны быть не более агрессивными, чем это требуется для эффективного управления технологическим процессом во избежание неблагоприятных последствий для характеристик качества материала.

ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДОВ ДЕПИРОГЕНИЗАЦИИ

Программа валидации включает несколько официально задокументированных этапов, позволяющих установить, что процесс депирогенизации может функционировать в рамках заданных параметров производственного оборудования, что независимые измерения критических параметров возможны и точны, и что критерии приемлемости для удаления или разрушения испытуемого материала соблюдены.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ

После того, как процесс депирогенизации прошел валидацию, он должен выполняться в этом же состоянии, чтобы гарантировать постоянную приемлемость своего функционирования. Это достигается с помощью ряда соответствующих мер, необходимых для дальнейшего использования процесса.

СТАНДАРТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Испытания – это не механизм контроля, а скорее инструмент оценки эффективности показателей управления. В зависимости от специфики конкретного процесса депирогенизации могут существовать дополнительные требования к подтверждению непрерывной эффективности процесса.

Они могут включать в себя испытания сырья, предметов водоснабжения и отбор образцов в процессе производства. Эти рабочие параметры контролируются относительно установленных пределов, разработанных для обеспечения соответствия готовой продукции приемлемым уровням эндотоксинов. Мониторинг рабочих параметров и средств управления играет важную роль в поддержании процесса депирогенизации в валидированном состоянии.