В этой статье мы делимся выводами на основе более чем 13 000 кейсов валидации.
Почему проверка целостности фильтра провалилась, но качество жидкого лекарственного препарата было в норме?
Почему повторно использованный фильтрующий элемент прошел проверку на целостность, но жидкий лекарственный препарат все равно был заражен бактериями?
В процессах фильтрации данные проверки являются основой безопасности. Но из-за незначительных упущений в деталях процесса все усилия могут оказаться напрасными.
Центр валидации Cobetter выявил пять сценариев с высоким уровнем риска, проведя более 13 000 исследований по валидации процессов, включая проверку на химическую совместимость, экстрагируемые/выщелачиваемые вещества, проверку целостности, воздействие бактерий и многое другое. Каждое исследование показывает, как незначительные проблемы в процессе могут привести к серьёзным сбоям, и, что ещё важнее, как прогнозировать риски на основе результатов проверки и избегать потерь за счёт корректного выбора фильтров.
Библиотека валидации
За последние 14 лет мы поработали с более чем 1500 клиентами и провели более 13 000 валидационных исследований, а также подготовили более 30 000 отчётов. Они охватывают широкий спектр решений — от низкомолекулярных препаратов до биологических препаратов и промежуточных продуктов. Около 5 % исследований касаются более сложных продуктов, таких как липосомы, высоковязкие жидкости и микросферы. Валидация распространяется на этапы осветления, ультрафильтрацию, удаление вирусов, стерильную фильтрацию и одноразовые сборки.
Надежная база данных
Мы создали обширную базу данных, охватывающую исследования экстрактивных веществ USP <665> / BPOG для всех наших продуктов. Комплексная внутренняя база данных по масс-спектрометрии и токсикологии экстрактивных и выщелачиваемых веществ.
Полный спектр возможностей для анализа
Наша лаборатория оснащена современным оборудованием и имеет аналитические возможности для проведения хроматографии, масс-спектрометрии, спектроскопии, анализа поверхности, эксплуатационных испытаний и микробиологического анализа.
Пять сценариев высокого риска при валидации процесса: От пассивного решения проблемы до активного ее предотвращения
Риск 1: Химическая совместимость – Неправильный выбор материала приводит к скрытым сбоям
Случай 1. Компания A выбрала картриджный фильтр PES для обработки раствора, содержащего более 80 % бензилового спирта, исходя из таблицы совместимости, в которой указано, что PES подходит для работы со спиртами, такими как метанол и этанол. Но во время проверки в Cobetter мембрана сжалась и деформировалась после контакта с жидкостью.
Случай 2. Компания B использовала мембранный фильтр PES для обработки инъекционного раствора, содержащего N,N-диметилформамид (ДМФ). Проверка Cobetter показала, что мембрана фильтра была растворена растворителем.
Как избежать риска:
Органические растворители высокой концентрации: При производстве API для растворения, кристаллизации или промывки используются обычные растворители, такие как этилацетат, ацетон и дихлорметан. Для этих решений предпочтительнее использовать фильтры из ПТФЭ, чтобы избежать рисков несовместимости и высокого содержания экстрагируемых веществ.
Растворы на спиртовой основе с подогревом: Предпочтительны мембраны из PVDF или PTFE, поскольку в таких условиях мембрана из PES может разбухать или деформироваться.
Выбор специального уплотнительного материала: Для сложных эфиров и кетонов при низких температурах подходят уплотнения из EPDM. При длительном воздействии высокой температуры используйте уплотнители с покрытием из фторполимера или полностью фторированные (FFKM). В этих случаях избегайте использования силикона или фторэластомера (FKM). Для более агрессивных растворителей, таких как тетрагидрофуран, дихлорметан или диэтиловый эфир, настоятельно рекомендуется использовать фторполимеры.
Риск 1: Химическая совместимость – Неправильный выбор материала приводит к скрытым сбоям
Рекомендуемые решения:
Органическая фаза > 50%: Настоятельно рекомендуется использовать мембраны из ПТФЭ или ПВДФ. Используйте полиэтилен и нейлон с осторожностью, так как в этих материалах, как правило, содержится больше добавок, что может привести к увеличению количества извлекаемых веществ и потенциальным проблемам с безопасностью.
Решения с высокой степенью риска (например, терапия нуклеиновыми кислотами, препараты крови, антитела).: Эти биологические препараты часто требуют более тщательной проверки на совместимость из-за их сложной молекулярной структуры, чувствительности к технологическим процессам, меньшей стабильности или более строгих требований. Для таких растворов рекомендуется проводить расширенный анализ с помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии (при необходимости) для более точного контроля потенциальных выщелачиваемых веществ.
Риск 3. Неудачный тест на бактериальную нагрузку (Bacterial Challenge Test, BCT). Параметры процесса определяют успех или неудачу
Цель теста на бактериальную нагрузку — показать, что в условиях, имитирующих технологический процесс, фильтр может стабильно удерживать высокие концентрации стандартных бактерий или родственных микроорганизмов, взвешенных в продукте или суррогатной жидкости. Однако характеристики продукта могут повлиять на результаты. На основе реальных случаев проникновения бактерий в фильтр мы выявили три сценария с высоким риском, в которых используются технологические жидкости со сложными характеристиками.
Риск 4. Проверка целостности фильтра в смоченном состоянии — часто упускаемая из виду «ловушка тестирования»
Зачем проводить испытания на целостность фильтра в условиях, приближенных к реальным?
Цель состоит в том, чтобы установить стандарт целостности на основе реального раствора, чтобы избежать ложноположительных или ложноотрицательных результатов. Это означает, что фильтр смачивается реальной технологической жидкостью (а не водой или другим растворителем), а затем проверяются такие показатели целостности, как точка пузырька и диффузионный поток. Это гарантирует, что результат действительно отражает эффективность удержания фильтра.
В каких случаях следует проводить испытания на целостность фильтра в условиях, приближенных к реальным?
Если фильтр трудно очистить после фильтрации из-за свойств раствора — рекомендуется
Если вы хотите упростить или сократить процесс промывки — рекомендуется
Если состав нестойкий или склонен к выпадению осадка — не рекомендуется
В таблице ниже приведены примеры типичных растворов, которые помогут вам принять решение.
| Тип раствора | Примеры | Риски, связанные с использованием стандартного теста на целостность на водной основе | Проверка целостности на основе реального продукта |
| Содержит поверхностно-активные вещества | Инъекции с полисорбатом 80, адъювантами вакцин | Трудно смывается → остатки снижают поверхностное натяжение → значительно снижается точка кипения → ложный отказ | Рекомендована |
| Высокая вязкость | Сиропы | Трудно смывается → остатки повышают поверхностное натяжение → более высокая точка пенообразования → ложное срабатывание | Рекомендована |
| Содержит белки/биомолекулы | Антитела, рекомбинантные белки, продукты клеточной терапии | Адсорбция белков, сложность очистки → влияет на поверхностное натяжение → аномальная точка образования пузырьков или диффузионный поток → ложные результаты | Рекомендована |
| Содержит несмешивающиеся с водой растворители | Поли-L-молочная кислота (растворитель — дихлорметан) | Не смывается водой → более низкое поверхностное натяжение → значительно более низкая точка кипения → ложный отказ | Рекомендована |
| Высокая концентрация электролита | Гипертонические инъекции, инфузии аминокислот | Неполное ополаскивание → более высокое поверхностное натяжение → более высокая точка образования пузырьков → ложное срабатывание | Опционально (может сократить этапы фильтрации) |
| Кристаллизация → неравномерное смачивание → ложный отказ | Не рекомендована |
Риск 5: повторное использование фильтров — выглядит экономичным, но таит в себе скрытые риски
Предупреждающий знак: В ходе исследования срока службы повторно используемых фильтров, проведённого компанией A, были взяты образцы мембран из уменьшенных тестовых фильтров и исследованы с помощью сканирующего электронного микроскопа. Результаты показали наличие видимых трещин на мембране (см. рис. 5).
Рис. 5. Мембрана фильтра PES в исследовании срока службы при повторном использовании
Стерильные фильтры, прошедшие проверку на целостность после повторного использования, могут не пройти тест на бактериальную нагрузку (ТБН). Это не просто теория — такое случается на практике. Это несоответствие в основном связано с различиями в принципах тестирования: при проверке на целостность используются косвенные физические индикаторы, а ТБН напрямую проверяет удержание микроорганизмов.
В таблице ниже приведены реальные примеры и их основные причины. Для стерильной фильтрации настоятельно рекомендуется использовать одноразовые фильтры в соответствии с нормативными стандартами.
| Реальный случай | Сценарий | Результат | Анализ причин |
| Незначительные дефекты мембраны, не выявленные при проверке целостности | После многократного использования (например, при стерилизации паром или механическом воздействии) на поверхности мембраны образовались микротрещины (не сквозные). Тест на диффузию прошел успешно. | Тест на целостность прошел успешно (микротрещины были неглубокими и не оказывали существенного влияния на общую газопроницаемость). Но повторный тест на бактериальный рост не прошел — Brevundimonas diminuta проникла через микротрещины. | Поверхностные микродефекты не влияют на результаты проверки целостности, но микробы могут проникать через эти слабые места или деформироваться в них. |
| Частичная закупорка пор мембраны | После повторного использования оставшиеся частицы или микробы закупорили некоторые поры, но проверка на точку пузырька прошла успешно. | Проверка целостности прошла успешно (поры не были полностью закупорены), но повторная проверка на точку пузырька не удалась | Закупоренные поры могут маскировать более крупные дефекты мембраны и даже улучшать результаты проверки на наличие пузырьков. Но во время такой проверки поток проходит через незакупоренные участки, что повышает вероятность проникновения микробов. |
| Изменения в производительности, вызванные износом компонентов фильтра. | После многократной очистки некоторые участки мембраны истончились. Оба теста на точку пузырька и диффузионный поток прошли успешно. | Тест на целостность пройден, но повторный тест на точку пузырька не пройден. | Истончение не повлияло на минимальную точку пузырька или общий расход газа. Однако локальное истончение мембраны снижает эффективность удержания микроорганизмов, позволяя им проходить через фильтр. |
