Vurderinger i henhold til FDA sin cGMP: Sikring av sterilitet og utstyrskvalifikasjon for bioreaktorer for cellekultur
Prosesskontroll og risikostyring: Sterilisering, lekkasjetesting og bioreaktorspesifikk kvalifikasjon
For å forbli innenfor rammen av FDA sine cGMP-veiledninger må farmasøytiske selskaper ha valideringsprotokoller som er spesifikke for selskapets cellekultur-bioreaktorsystemer. Ved å bruke bioburden-testvalideringsveiledningene for Geobacillus stearothermophilus-spor som valideringsorganismer og/eller indikatorer i henhold til USP <1229> eller andre ISO 14937-veiledninger, må en damp-på-plass (SIP)-syklus oppnå en SAL på maksimalt, og en maksimal trykkfall etter sterilisering må fastsettes for å validere bioreaktorbeholderens integritet, da selv én brist på 0,5 mikrometer – som er den gjennomsnittlige bristfrekvensen – vil være årsaken til en hendelse, og den gjennomsnittlige kostnaden for industrien til å rette opp hver slik bristhendelse er ca. 740 000 USD (Ponemon Institute, 2023).
Kvalifisering spesifikt for bioreaktorer består av fabrikksgodkjenningsprøving (FAT) samt tre andre tydelige faser:
1. Installasjonskvalifikasjon (IQ) – inspeksjon av de på plass værende systemene, inkludert sporbare komponenter.
2. Driftskvalifikasjon (OQ) – ytelsesevaluering, for eksempel temperaturregulering innen en toleranse på ±0,5 °C.
3. Ytelseskvalifikasjon (PQ) – evaluering for å bekrefte gjentagbar ytelse under bruksforhold for bioreaktor.
Menneskelige inngrep i bioreaktordrift – hovedsakelig på grunn av prøvetaking og materialeoverføringer – står for 78 % av dokumenterte forurensningshendelser i bioreaktorer i PDA Technical Report 68 (2022). Bruken av ulike validerte aseptiske tilkoblinger som tillater manipulasjoner i åpne systemer, for eksempel sterile sveiseutstyr og hurtige overføringsporter (RTP-er), fører til en ti ganger større mengde manipulasjoner innenfor omfanget av bioreaktorinngrep. Bruk av automatiserte prøvetakingsystemer samt opprettholdelse av prøvesterilitet gjennom dampsteriliserbare systemer og veier, inline-filter for fjerning av prøveforurensning og sanntidsprøvetaking for omfattende sporing og logging reduserer risikoen for forurensning med opptil 90 % sammenlignet med manuell prøvetaking.
Når det gjelder prøvetakingsinngrep – særlig hyppige prøvetakingsinngrep utført under perioder med maksimal celletetthet – må prosessvalidering utføres, og en robust design må implementeres og vedlikeholdes gjennom hele produksjonslivssyklusen.
Celldyrkningsbioreaktorer utgör en avgörande del av bioreaktorramverket. Den reviderade EU-GMP-vedlegget 1 fra 2022 om strategier för kontamineringskontroll (CCS) föreslår ett bioreaktorramverk som strukturerar designen utifrån en vetenskaplig och riskbaserad ansats till kontamineringskontroll. Bioreaktorer är kraftigt reglerade, inklusive flera robusta valideringar, genom hela ramverkets design och resultat, enligt följande:
Testning av filterintegritet enligt ASTM F838-22 på en bioreaktors filtreringssystem och dess förmåga att hålla kvar ett 0,2 µm-filter ingår fortfarande i den cykliska produktionen och är obligatorisk.
Dynamisk flödesverifiering använder spårsubstansanalytiska studier och CFD-modellering för att fastställa om blandnings- och spargningssystemen håller mediet tillräckligt homogent utan bildning av partiklar och utan biofilmbildande döda zoner.
Denne integrerte tilnærmingen flytter fokuset for etterlevelse bort fra tilbakevendende miljøvurderinger og inn i sanntidsbaserte, utstyrsbaserte risikokontroller. Moderne engangsbioreaktorer har for eksempel innebygde trykktransdusere og automatisk loggføring for å støtte kontinuerlig sikkerhet, samt en 40 % reduksjon i risikoen knyttet til menneskelige inngrep i åpne aseptiske prosesser (EU GMP-vedlegg 1, 2022). Konstruksjonselementer, som prøvetakingsporter i lukkede systemer, væskebaner uten skjøter og kontaminasjonskontrollsystemer, bør ha som mål resultatet av de beskrevne områdene, der kontaminasjon gjennom tilstedeværelse av luftbårne forurensninger under høsting forebygges.
Tillegg 1 understreker at overvåking av bioreaktorer i rengjøringsrom er utilstrekkelig med tanke på de risikoen som er spesifikke for bioreaktorer, inkludert biofilm dannet på våte overflater og utvaskbare stoffer fra polymerbelegget. Derfor er det nødvendig å drive under antagelsen om verste tenkelige bruks-scenarier med vedvarende røring, temperaturavvik og hvileperioder, for å validere kontrollsystemer med hensyn til analytisk robusthet.
Inkludering av cellekultur-bioreaktordrift i henhold til ISO 14644-1 og EU GMP C/D-krav
Driftsgrenser for cellekultur-bioreaktorer i aseptisk prosessering
Cellekultur-bioreaktorer kan konfigureres trygt for drift i henhold til ISO-klasse 7 (EU GMP-kvalitet C), spesielt ved behandling av fullstendig lukkede systemer uten eksponering for omgivelser under drift, prøvetaking eller overføring.
• Forberedelse av næringsmedier og bufferløsninger (i linje/terminal steril prosessering) Montering og
• SIP (sterilisering i stasjonær posisjon) av forsteriliserte og forseglete bioreaktorsystemer
• Håndtering av lukkede steriliserte enheter (utstyr) før desinfeksjon.
Mange operative grenser må overholdes for lukkede systemer: Begrensninger inkluderer ≤ 352 000 partikler/m³, ≥ 0,5 µm/m³, latens, §175, EU GMP-vedlegg 1 (2022) mikrobiologiske grenseverdier på ≤ 100 CFU/m³ (luft) og (≤ 50 CFU) kontaktplate (overflater), samt latens (i hviletilstand). Total og ensidig separasjon av systemer.
Drift av bioreaktorsystemer må være lukket/verifisert av produsentene, samt testet for «filterintegritet og nedbrytning».
Global harmonisering og revisjonsklar dokumentasjon for cellekultur-bioreaktorer
Minst tid, penger og ressurser kreves hvis et globalt harmoniseringsystem, som ICH Q10, implementeres for validering, endringskontroll og dokumentasjonskrav for bioreaktordrift. I farmasøytisk industri forenkler globale harmoniseringsystemer prosessene til FDA, EU og landsspesifikke reguleringer. Fraværet av obligatoriske tester reduserer tid til markedet med opptil 40 % og letter teknologioverføringer på tvers av mange regioner, som dokumentert i ICH-justerte rammeverk og ISPEs veiledning om god praksis, 2023.
Sanntidsparametere for prosessen, batchdokumentasjon i henhold til 21 CFR del 11, samt dokumentasjon for endringer og utstyrskalibrering og vedlikehold er alle integrert i et sammenkoblet digitalsystem, noe som sikrer klarhet for revisjon. Når disse integrerte systemene kombineres med en revisjonsforespørsel fra blockchain, er de uten sidestykke når det gjelder bevaring av data og uforanderlige registreringer. Moderne anlegg bruker et system som inkluderer teknologi for kontinuerlig overvåking av avvik og som er integrert for å utføre automatisk analyse av rotårsak. Gjennomsnittlig systemtid i bransjen reduseres med 35 %. De implementerte rammeverkene demonstrerer fullt integrerte, automatiserte og digitalt støttede kvalitetssystemer som støtter EEAT på tidspunktet for revisjonen.
Ofte stilte spørsmål
Hva betyr det å være i samsvar med FDA sine cGMP-krav for bioreaktorcellekulturindustrien?
Driften av bioreaktorcellekultur sikrer produktets sikkerhet og kvalitet. Produktet må være fritt for forurensning, og driften av cellekulturbioreaktorer oppfyller de strenge kravene for kontroll av forurensning, kvalifisering av utstyr og sterilitet.
Hva er betydningen av å utføre en trykkfall-lekkasjetest på en bioreaktor?
Å utføre en trykkfall-lekkasjetest er den eneste måten å sikre steriliteten i cellekulturprosessen ved å sikre beholderens integritet kontinuerlig.
Hva er komponentene i kvalifisering av bioreaktorutstyr?
Det er tre komponenter: installasjonskvalifisering (IQ), driftskvalifisering (OQ) og ytelseskvalifisering (PQ). Disse omfatter montering av bioreaktoren, driften av bioreaktoren og bioreaktorens produksjonsresultater.
Hva er strategier for kontroll av forurensning (CCS) i forbindelse med EU GMP-vedlegg 1?
CCS stoler på både vitenskapelige og risikobaserte metoder for å vurdere bioreaktorfunksjon, med målet om å minimere sannsynligheten for forurensning i cellekulturer.
Når kan en fullstendig lukket bioreaktor nøye med et renrom av ISO-klasse 7 (klasse C)?
Når en fullstendig lukket bioreaktor aldri kommer i kontakt med det ytre miljøet for prøvetaking, overføring eller drift, er kun et renrom av ISO-klasse 7 (eller klasse C) tilstrekkelig.