FDA cGMP apsvērumi: sterilitātes nodrošināšana un aprīkojuma kvalifikācija šūnu kultūras bioreaktoriem
Procesa kontrole un riska pārvaldība: sterilizācija, noplūdes pārbaude un bioreaktoru specifiskā kvalifikācija
Lai ievērotu FDA cGMP norādījumus, farmaceitiskajām uzņēmumiem ir jāizstrādā validācijas protokoli, kas ir specifiski uzņēmuma šūnu kultūru bioreaktoru sistēmām. Izmantojot Geobacillus stearothermophilus sporu bioburden testēšanas validācijas norādījumus kā validācijas organismus un/vai indikatorus USP <1229> vai citiem ISO 14937 norādījumiem, tvaika vietā (SIP) ciklam jāsasniedz sterilitātes nodrošinājuma līmenis (SAL), kas nav lielāks par noteikto vērtību, un pēc sterilizācijas spiediena krituma maksimālais caurums jānosaka, lai apstiprinātu bioreaktora trauka integritāti, jo pat viens caurums ar izmēru 0,5 mikroni — kas ir vidējais cauruma rādītājs — var būt incidenta galvenā iemesls, un rūpniecībā katras šādas cauruma incidents novēršanas vidējā izmaksu summa ir aptuveni 740 000 ASV dolāru (Ponemon Institute, 2023).
Bioreaktoram specifiska kvalifikācija ietver rūpnīcas pieņemšanas testēšanu (FAT) kā arī trīs citas atsevišķas fāzes:
1. Instalācijas kvalifikācija (IQ) – sistēmu pārbaude, ietverot komponentu izsekojamību.
2. Darbības kvalifikācija (OQ) – veiktspējas novērtējums, piemēram, temperatūras regulēšana ar precizitāti ±0,5 °C.
3. Veiktspējas kvalifikācija (PQ) – novērtējums, lai apstiprinātu atkārtoti reproducējamu veiktspēju bioreaktora ekspluatācijas apstākļos.
Cilvēka iejaukšanās bioreaktoru ekspluatācijā — galvenokārt paraugu ņemšanas un materiālu pārvadāšanas dēļ — ir atbildīga par 78 % bioreaktoru piesārņojuma gadījumu, kas dokumentēti PDA Tehniskajā ziņojumā 68 (2022). Dažādu apstiprinātu asceptisko savienojumu izmantošana, kas ļauj veikt atvērtās sistēmas manipulācijas, piemēram, sterilus metinātājus un ātrās pārvades portus (RTP), rada aptuveni desmitkāršu manipulāciju skaitu bioreaktoru iejaukšanās jomā. Automatizētu paraugu ņemšanas sistēmu izmantošana un paraugu sterilitātes uzturēšana, izmantojot tvaika sterilizējamās sistēmas un caurlaides, iebūvētus filtrus, lai noņemtu paraugu piesārņojumu, kā arī reāllaika paraugu ņemšanu pilnīgai izsekošanai un reģistrēšanai, samazina piesārņojuma risku līdz pat 90 % salīdzinājumā ar manuālo paraugu ņemšanu.
Ja runa ir par paraugu ņemšanas iejaukšanos — bieži veicamām paraugu ņemšanas iejaukšanām maksimālā šūnu blīvuma periodā — procesa validācija ir jāveic, un visā ražošanas cikla laikā ir jāievieš un jāuztur izcilas dizaina prasības.
Šūnu kultūras bioreaktori veido būtisku elementu bioreaktoru sistēmā. Pārskatītā 2022. gada ES GMP pielikuma Nr. 1 versija par piesārņojuma kontroles stratēģijām (CCS) ierosina bioreaktoru sistēmu, kas projektēta zinātniski pamatotā un risku balstītā pieejā piesārņojuma kontrolei. Bioreaktori ir stingri regulēti, tostarp prasot vairākas detalizētas un uzticamas validācijas gan sistēmas projektēšanas, gan izvades posmos, kā norādīts tālāk:
Filtru integritātes pārbaude, izmantojot ASTM F838-22 standartu, bioreaktora filtrācijas sistēmā un tās spēja aizturēt 0,2 µm filtru, joprojām ietilpst cikliskās ražošanas jomā un ir obligāta.
Dinamiskās plūsmas verifikācija izmanto vielu izsekošanas analītiskās pētījumus un CFD modelēšanu, lai noteiktu, vai maisīšanas un gāzēšanas sistēmas nodrošina pietiekami viendabīgu barotni, neveidojot daļiņas un neveidojot biofilmu veidojošas mirušās zonas.
Šis integrētais pieejas veids pārnes atbilstības uzmanību no retrospektīvām vides novērtēšanām uz reāllaika, aprīkojumam balstītām riska kontroles pasākumiem. Piemēram, moderniem vienreizlietojamajiem bioreaktoriem ir iebūvēti spiediena sensori un automatizēta reģistrācija, kas nodrošina nepārtrauktu garantiju, kā arī 40 % samazinājumu riskā, kas saistīts ar cilvēka iejaukšanos atvērtos asceptiskos procesos (ES GMP pielikums 1, 2022). Konstrukcijas elementi, piemēram, paraugu ņemšanas porti slēgtajos sistēmās, šķidruma ceļi bez savienojumiem un piesārņojuma kontroles sistēmas, jāorientē uz aprakstīto telpu rezultātu, kurā tiek novērsta piesārņojuma iespēja, ko izraisa gaisā esošie piesārņotāji, veicot produkta izgūšanu.
Pielikums 1 uzsvēr, ka tīrās telpas bioreaktoru uzraudzība ir nepietiekama, ņemot vērā bioreaktoriem specifiskos riskus, tostarp biofilmu veidošanos mitrinātajās virsmās un izplašināmās vielas no polimēra iekšējās apvalka. Tāpēc ir nepieciešams darboties, pieņemot visnepatīkamākos iespējamos izmantošanas scenārijus ar ilgstošu maisīšanu, temperatūras svārstībām un atpūtas periodiem, lai validētu kontroles sistēmas analītiskās izturības nodrošināšanai.
Šūnu kultūru bioreaktoru darbības iekļaušana ISO 14644-1 un ES GMP C/D prasībās
Šūnu kultūru bioreaktoru ekspluatācijas robežas asceptiskajā apstrādē
Šūnu kultūru bioreaktorus var droši konfigurēt ISO klases 7 (ES GMP pakāpe C) bioreaktoru darbībai, īpaši pilnīgi noslēgtu sistēmu apstrādei, kurās darbības laikā, paraugu ņemšanas vai pārvadāšanas laikā nav kontaktēšanās ar apkājējo vidi.
• Barotnes un buferšķīdumu sagatavošana (tiešajā līnijā/vienreizējā sterila apstrādē), montāža un
• Priekšsterilizēto un noslēgto bioreaktoru sistēmu SIP (sterilizācija vietā)
Apgriešana ar noslēgtām sterilizētām vienībām (iekārtām) pirms dezinfekcijas.
Noslotiem sistēmām jāievēro daudzas operacionālās robežas: ierobežojumi ietver ≤ 352 000 daļiņas/m³, ≥ 0,5 µm/m³, latentās perioda ilgumu, Eiropas Savienības GMP pielikuma 1 (2022) mikrobioloģiskos ierobežojumus ≤ 100 CFU/m³ (gaisā) un (≤ 50 CFU) kontaktplāksnē (virsmās), kā arī latentās perioda ilgumu (miera stāvoklī). Kopēja un vienvirziena sistēmu atdalīšana.
Bioreaktoru sistēmu ekspluatācija jāveic noslēgtā veidā, ko apstiprina ražotāji, kā arī jāveic „filtru un degradācijas integritātes” pārbaudes.
Globālā harmonizācija un revīzijai gatava dokumentācija šūnu kultūru bioreaktoriem
Vismazākais laiks, nauda un resursi ir nepieciešami, ja bioreaktoru darbībai tiek ieviests globālās harmonizācijas sistēmas standarts, piemēram, ICH Q10, kas attiecas uz validāciju, izmaiņu kontroli un dokumentācijas prasībām. Farmācijas industrijā globālās harmonizācijas sistēmas vienkāršo FDA, Eiropas Savienības un valstīm specifiskās regulatīvās prasības. Nepieciešamo testēšanu trūkums samazina laiku līdz tirgum līdz pat 40 % un veicina tehnoloģiju pārnesi vairākos reģionos, kā to dokumentējuši ICH atbilstošie rāmji un ISPE Labās prakses vadlīnijas, 2023. gads.
Procesa reāllaika parametri, 21 CFR 11. daļas partijas reģistri, kā arī izmaiņu un aprīkojuma kalibrēšanas un apkopēs saistītā dokumentācija visi ietilpst savstarpēji saistītā digitālā sistēmā, tādējādi nodrošinot gatavību revīzijai. Kad šīs integrētās sistēmas tiek apvienotas ar revīzijas pieprasījumu no blokķēdes, tās ir neiespējami efektīvas datu saglabāšanai un neatgriezeniski neizmaināmu ierakstu veidošanai. Mūsdienu ražotnes izmanto sistēmu, kas ietver tehnoloģijas nepārtrauktai noviržu uzraudzībai un ir integrēta, lai veiktu automatizētu galvenās cēloņu analīzi. Vidējais nozares sistēmas laiks samazinās par 35%. Ieviestās sistēmas demonstrē pilnībā integrētās, automatizētās un digitāli atbalstītās kvalitātes sistēmas, kas auditas laikā atbalsta EEAT.
Bieži uzdotie jautājumi
Ko nozīmē atbilstība FDA cGMP prasībām bioreaktoru šūnu kultūru rūpniecībā?
Bioreaktora šūnu kultūras darbības nodrošina produkta drošību un kvalitāti. Produkts ir jābūt brīvam no piesārņojuma, un šūnu kultūras bioreaktoru darbības atbilst stingrajiem kritērijiem piesārņojuma kontrolei, aprīkojuma kvalifikācijai un sterilitātei.
Kāda ir spiediena samazināšanās noplūdes testa veikšanas nozīme bioreaktorā?
Spiediena samazināšanās noplūdes testa veikšana ir vienīgais līdzeklis šūnu kultūras procesa sterilitātes aizsardzībai, nepārtraukti nodrošinot ierobežojošā trauka integritāti.
Kādi ir bioreaktora aprīkojuma kvalifikācijas komponenti?
Ir trīs komponenti: uzstādīšanas kvalifikācija (IQ), ekspluatācijas kvalifikācija (OQ) un veiktspējas kvalifikācija (PQ). Tie attiecas uz bioreaktora montāžu, bioreaktora darbību un bioreaktora ražošanas rezultātiem.
Kas ir piesārņojuma kontroles stratēģijas (CCS) ES GMP pielikuma 1 kontekstā?
CCS balstās gan uz zinātniskajām, gan uz riska novērtēšanas metodēm bioreaktora darbības novērtēšanai, lai minimizētu kontaminācijas varbūtību šūnu kultūrā.
Kad pilnīgi noslēgtam bioreaktoram nepieciešams tikai ISO klases 7 (klase C) tīrā telpa?
Ja pilnīgi noslēgts bioreaktors nekad nesaskaras ar ārējo vidi paraugu ņemšanas, pārvadāšanas vai ekspluatācijas nolūkos, tad pietiek ar ISO klases 7 (vai klases C) tīro telpu.