Le tecniche spettroscopiche nella produzione commerciale

Dopo due anni di lavoro il gruppo AFI che si occupa di product lifecicle e process innovation presenta i risultati relativi all'implementazione delle tecniche spettroscopiche nella produzione di lotti commerciali

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Tecnologie come NIR e RAMAN hanno grandi potenzialità in campo farmaceutico. Ecco perché il gruppo di lavoro AFI dedicato al product lifecicle e alla process innovation si è occupato per due anni di un progetto relativo allo sviluppo di queste tecniche spettroscopiche nella produzione commerciale. Si tratta di un gruppo eterogeneo, composto da realtà farmaceutiche e università, e i risultati ottenuti sono stati raccolti in un articolo pubblicato sull’International Journal of Pharmaceutics. Il compito di presentare lo studio nell’ambito del Simposio AFI 2021 spetta a Cristina Sabatini, manager nel reparto qualità di Janssen Italia, e Andrea Brogi, responsabile del laboratorio impurezze genotossiche di Menarini.

NIR e RAMAN lasciati in secondo piano

Tecniche spettroscopiche come NIR e RAMAN sono molto diffuse nelle università e nella letteratura scientifica, ma poco rappresentate nelle aziende. Perché? E come ribaltare la situazione? Questi interrogativi sono interessanti se si pensa che queste tecniche pongono notevoli vantaggi rispetto alle analisi con gli strumenti classici.

Nonostante la complessità degli strumenti e i costi elevati, si tratta infatti di tecniche non distruttive, che non necessitano di preparazione del campione e che sono utili sia in laboratorio che in produzione, dove possono essere le protagoniste di analisi real time. Le applicazioni possono quindi essere declinate in termini di PAT (Process Analytical Technology) e RTRT (Real Time Release Testing), tendenze sempre più presenti nell’industria farmaceutica. Le analisi in tempo reale permettono infatti di ridurre i tempi di analisi e di raccogliere dati senza spreco di prodotto e perturbazione del sistema, caratteristica quest’ultima molto utile soprattutto per le produzioni sterili.

Il gruppo di lavoro si è quindi concentrato su diverse aree relative all’implementazione industriale di NIR e RAMAN: fattibilità e valutazione pre-screening, sviluppo del modello chemometrico, mantenimento del modello nella produzione commerciale e gestione delle sfide poste dal suo inserimento all’interno di processi industriali già esistenti. Co-protagonisti dello studio, i prodotti farmaceutici da analizzare. Per la ricerca sono stati presi in considerazione farmaci sterili, liquidi orali e solidi orali.

I casi studio

I casi studio sono stati quattro e si sono snodati lungo tutto il ciclo di vita del prodotto: dallo sviluppo analitico ai primi stadi di sviluppo del processo produttivo, fino alla produzione commerciale vera e propria.

Nel primo caso studio ci si è concentrati sulle compresse. L’obiettivo è stato la costruzione di un modello chemometrico per l’analisi dell’uniformità di contenuto e del titolo utilizzando NIR e RAMAN. Nel secondo invece si è voluto applicare il modello chemometrico alle tecniche spettroscopiche all’interno di un ambiente produttivo maturo. Lo scopo era dare un nuovo volto alle analisi di controllo qualità introducendo l’RTRT. Successivamente è toccato allo sviluppo di un modello di calibrazione per il NIR volto ad analizzare il contenuto di acqua in una soluzione di etanolo. Infine, l’ultimo caso studio. Questa volta ci si è concentrati sull’implementazione della tecnologia NIR per individuare l’endpoint di miscelazione di un API sterile.

Per condurre lo studio l’approccio ha previsto diversi passaggi di tipo tecnico, come la preparazione di set di calibrazione e di validazione e la convalida del metodo. Necessaria è stata quindi una preparazione specifica sia per implementare lo strumento, sia per gestirne i risultati. NIR e RAMAN infatti, utilizzando la statistica multivariata per elaborare i dati analitici, risultano più complessi degli strumenti tradizionali. Ma prima di tutto questo c’è stata una domanda fondamentale a cui rispondere. Su quale prodotto lavorare?

Una valutazione a tutto tondo

Valutare attentamente i prodotti a disposizione è stato fondamentale. In questo modo infatti si è potuto capire su quale focalizzarsi e quali potevano essere le difficoltà di implementazione delle tecniche spettroscopiche nella produzione commerciale. Problemi per lo sviluppo del metodo possono infatti essere causati dalle caratteristiche stesse del prodotto. Una concentrazione di API troppo alta o troppo bassa, eccipienti che possono produrre fluorescenza, caratteristiche particolari del rivestimento, sono tutti esempi di parametri che possono interferire con la lettura dello strumento. Fondamentale inoltre per una valutazione consapevole è stata anche la conoscenza approfondita dello stato solido dell’API considerato.

Scelto il prodotto, il lavoro di valutazione non si è certo concluso. Si è passati infatti a coinvolgere tutti coloro che potevano avere interessi correlati al nuovo metodo. Oltre alle specificità tecniche ed operazionali, infatti, non si possono dimenticare gli aspetti regolatori e men che meno quelli finanziari. Per valutarli e integrarli nel processo decisionale, il gruppo ha utilizzato un approccio basato su risk analysis e risk ranking. Solo in questo modo è stato possibile completare la valutazione della sostenibilità del metodo.

Il gruppo di lavoro AFI ha quindi proposto un approccio olistico e multidisciplinare, dove industria, università e regolatorio hanno collaborato per raggiungere un obiettivo comune: rendere il processo di innovazione più veloce. A beneficio del paziente.

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