Съображения относно FDA cGMP: Гарантиране на стерилността и квалификация на оборудването за биореактори за култивиране на клетки
Контрол на процеса и управление на риска: стерилизация, тестване за течове и специфична за биореакторите квалификация
За да останат в рамките на насоките на FDA за текущи добри производствени практики (cGMP), фармацевтичните компании трябва да разполагат с протоколи за валидация, специфични за системите си за култивиране на клетки в биореактори. Използвайки насоките за валидация на тестовете за бионатоварване със спори на Geobacillus stearothermophilus като организми и/или индикатори за валидация според USP <1229> или други насоки ISO 14937, цикълът за стерилизация на място чрез пара (SIP) трябва да постигне ниво на стерилност (SAL), което не надвишава допустимата стойност, а след стерилизацията максималното падане на налягането трябва да бъде определено, за да се потвърди цялостта на резервоара на биореактора; дори една-единствена пробойна точка с диаметър 0,5 микрона — която представлява средната честота на пробойни точки — би била основната причина за инцидент, а средната цена за отстраняване на всеки такъв инцидент в промишлеността е приблизително 740 000 щ.д. долара (Институт Понемон, 2023 г.).
Квалификацията, специфична за биореактора, включва изпитания за приемане на завода (FAT), както и още три отделни фази:
1. Квалификация на инсталирането (IQ) – инспекция на наличните системи, включително проследяване на компонентите.
2. Квалификация на експлоатацията (OQ) – оценка на производителността, например регулиране на температурата в рамките на допустимото отклонение ±0,5 °C.
3. Квалификация на производителността (PQ) – оценка за потвърждаване на възпроизводима производителност при условията на използване на биореактор.
Човешкото намесване в операциите на биореакторите — предимно поради вземане на проби и прехвърляне на материали — е причина за 78 % от събитията на контаминация в биореакторите, документирани в Технически доклад № 68 на PDA (2022 г.). Използването на различни валидирани асептични връзки, които позволяват манипулации в открита система, като стерилизиращи заваръчни устройства и бързи преносни пристанища (RTP), води до десетократно увеличение на броя манипулации в рамките на интервенциите при биореакторите. Рискът от контаминация може да се намали до 90 % чрез използване на автоматизирани системи за вземане на проби и поддържане на стерилността на пробите чрез системи и пътища, които могат да се стерилизират чрез пара, ин-лайн филтри за премахване на контаминацията в пробите и вземане на проби в реално време за всеобхватно проследяване и регистриране, спрямо ръчното вземане на проби.
Когато става дума за интервенции при вземане на проби — интервенции с висока честота, извършвани по време на периоди с максимална плътност на клетките — е необходимо да се извърши валидация на процеса и да се внедри устойчив дизайн, който трябва да се поддържа през целия жизнен цикъл на производството.
Биореакторите за култивиране на клетки представляват ключов елемент от биореакторната система. Преработената през 2022 г. Приложение 1 към EU GMP относно стратегиите за контрол на контаминацията (CCS) предлага биореакторна система, чиято конструкция се основава на научен и базиран на риска подход към контрола на контаминацията. Биореакторите са строго регламентирани, включително чрез множество устойчиви валидации, както по време на проектирането, така и при изходните параметри на системата, както следва:
Изпитването на цялостността на филтрите чрез стандарта ASTM F838-22 върху филтрационната система на биореактора и неговата способност да задържа филтър с размер 0,2 µm остава част от цикличното производство и е задължително.
Динамичната проверка на потока използва аналитични изследвания с трасьори и моделиране чрез CFD, за да се определи дали системите за разбъркване и спарджинг осигуряват достатъчно хомогенност на средата, без образуване на твърди частици и без зони с застояло течение, които могат да доведат до образуване на биоплёнки.
Този интегриран подход премества фокуса на съответствието от ретроспективните екологични оценки към реалновремеви, базирани на оборудването контроли на риска. Съвременните биореактори за еднократна употреба, например, са осигурени с вградени датчици за налягане и автоматизирано регистриране, които подпомагат непрекъснатото гарантиране на съответствие, както и с намаляване с 40 % на риска, свързан с човешкото участие в откритите асептични процеси (Приложение 1 към EU GMP, 2022 г.). Елементите на конструкцията – като например пробоотборни пристанища в затворени системи, течностни пътища без съединения и системи за контрол на замърсяването – трябва да са насочени към постигането на описаната цел: предотвратяване на замърсяване чрез присъствието на въздушни замърсители по време на събиране.
Приложение 1 подчертава, че мониторингът на биореакторите в чисти стаи е недостатъчен предвид специфичните за биореакторите рискове, включително образуването на биоплёнка по овлажнените повърхности и измиването на вещества от полимерната облицовка. Следователно е необходимо да се работи при предположението за най-неблагоприятните сценарии на употреба — с продължително разбъркване, отклонения в температурата и периоди на покой, за да се валидират системите за контрол спрямо аналитичната им устойчивост.
Включване на операциите с биореактори за култивиране на клетки в изискванията на ISO 14644-1 и EU GMP Клас C/D
Операционни граници за биореактори за култивиране на клетки при асептична обработка
Биореакторите за култивиране на клетки могат да бъдат конфигурирани безопасно за работа в съответствие с ISO Клас 7 (EU GMP Клас C), особено при обработка на напълно затворени системи, при които няма излагане на атмосферния въздух по време на експлоатация, вземане на проби или прехвърляне.
• Подготовка на хранителни среди и буферни разтвори (в линия/терминална стерилизация); сглобяване и
• SIP на предварително стерилизирани и запечатани биореакторни системи
Обработка на затворени стерилизирани единици (оборудване) преди дезинфекция.
За затворените системи трябва да се спазват много операционни граници: ограниченията включват ≤ 352 000 частици/м³, ≥ 0,5 µм/м³, латентност, микробни граници според §175 и Приложение 1 към EU GMP (2022 г.) от ≤ 100 CFU/м³ (въздух) и (≤ 50 CFU) за контактни пластина (повърхности), както и латентност (по време на покой). Пълно и едностранно разделяне на системите.
Експлоатацията на биореакторните системи трябва да е затворена/потвърдена от производителите и да включва изпитания за „целостта на филтъра и деградацията“.
Глобална хармонизация и документация, готова за одит, за биореактори за култивиране на клетки
Най-малко време, пари и ресурси са необходими, ако за валидацията, контрола на промените и изискванията към документацията за операциите с биореактори се приложи глобална хармонизационна система като ICH Q10. Във фармацевтичната индустрия глобалните хармонизационни системи опростяват процесите на FDA, ЕС и страново-специфичните регулаторни изисквания. Липсата на задължителни изпитвания намалява времето до излизане на пазара с до 40 % и улеснява технологичните трансфери в множество региони, както е документирано в рамките, съгласувани с ICH, и Ръководството за добра практика на ISPE, 2023 г.
Реалновременните параметри на процеса, протоколите за партиди според 21 CFR част 11, както и документацията за промени, калибриране на оборудването и поддръжката са включени във взаимосвързана цифрова система, което осигурява готовност за ревизия. Когато тези интегрирани системи се комбинират с искане за ревизия чрез блокчейн, те нямат равни по способността си да запазват данните и да осигуряват неизменни записи. Съвременните производствени обекти използват система, която включва технология за непрекъснато проследяване на отклонения и е интегрирана, за да извършва автоматичен анализ на коренната причина. Средното време за работа на системата в отрасъла намалява с 35 %. Внедрените рамки демонстрират напълно интегрирани, автоматизирани и цифрово подпомогнати системи за качество, които подкрепят EEAT по време на ревизията.
Често задавани въпроси
Какво означава съответствие с FDA cGMP за индустрията на културите на клетки в биореактори?
Операциите на културата от клетки в биореактор осигуряват безопасността и качеството на продукта. Продуктът трябва да е свободен от замърсяване, а операциите на биореакторите за култури от клетки отговарят на строгите изисквания за контрол на замърсяването, квалификация на оборудването и стерилност.
Какво е значението на провеждането на тест за течове чрез спад на налягането в биореактор?
Провеждането на тест за течове чрез спад на налягането е единственият начин да се гарантира стерилността на процеса за култури от клетки чрез непрекъснато потвърждаване на цялостта на съда за съдържание.
Какви са компонентите на квалификацията на оборудването за биореактор?
Има три компонента: квалификация на инсталирането (IQ), квалификация на експлоатацията (OQ) и квалификация на производителността (PQ). Те се отнасят съответно до монтажа на биореактора, експлоатацията на биореактора и резултатите от производството с биореактора.
Какви са Стратегиите за контрол на замърсяването (CCS) в контекста на Приложение 1 към Европейските принципи за добра производствена практика (GMP)?
CCS се основава както на научни, така и на рискови методи за оценка на функционирането на биореактора с цел минимизиране на вероятността от контаминация в клетъчната култура.
Кога един напълно затворен биореактор може да изисква само чиста стая от ISO клас 7 (клас C)?
Когато напълно затвореният биореактор никога не влизат в контакт с външната среда за целите на вземане на проби, прехвърляне или експлоатация, е достатъчна само чиста стая от ISO клас 7 (или клас C).