Kvalitet gennem design (QbD)

Quality by Design (QbD) er en strategisk tilgang, der anvendes i forskellige brancher, herunder lægemidler, fremstilling og produktudvikling, for at sikre ensartet levering af produkter af høj kvalitet. Det indebærer en systematisk og proaktiv proces med at integrere kvalitetshensyn gennem hele produktets livscyklus, fra idé til produktion.

I forbindelse med lægemidler fokuserer Quality by Design på at optimere udviklings-, fremstillings- og kontrolprocesserne for lægemidler for at forbedre deres sikkerhed, effektivitet og overordnede kvalitet. Det kræver en dyb forståelse af produktets kritiske kvalitetsegenskaber (CQA'er), som er de målbare egenskaber, der bestemmer dets ydeevne, og de kritiske procesparametre (CPP'er), som er de variabler, der påvirker fremstillingsprocessen.

Kerneprincippet i Quality by Design er at identificere og forstå forholdet mellem produktets CQA'er og de CPP'er, der påvirker dem. Denne viden opnås gennem en kombination af videnskabelige eksperimenter, risikovurdering og statistisk analyse. Ved grundigt at studere disse forhold kan producenterne etablere et designrum, hvor produktet konsekvent kan opfylde de ønskede kvalitetsstandarder.

Designområdet definerer rækken af CPP'er, der sikrer, at produktets CQA'er er inden for acceptable grænser. Det giver fleksibilitet til procesoptimering, samtidig med at de nødvendige kvalitetsegenskaber opretholdes. Inden for dette designområde kan producenter etablere passende proceskontroller, overvågningsteknikker og kvalitetssikringssystemer for at sikre konsistens og forudsigelighed i produktets ydeevne.

Implementering af Quality by Design giver flere fordele. Det gør det muligt for producenter bedre at forstå deres processer, reducere variabilitet og mindske risici. Ved at integrere kvalitet i produktudviklings- og fremstillingsfaserne kan potentielle kvalitetsproblemer identificeres og løses tidligt, hvilket reducerer sandsynligheden for problemer efter produktionen. Derudover faciliterer QbD løbende forbedringer ved at give en ramme for løbende procesoptimering og innovation.

Quality by Design-udviklingsprocessen begynder med en nøje definition af kravene til det endelige produkt, herunder brugsmål, sikkerhedsprofiler og produkteffektivitetsmål. 

• Definition af en produktkvalitetsprofil, der repræsenterer in vitro, hvordan produktet vil fungere in vivo. Denne profil er en kvantitativ repræsentation af de kliniske sikkerheds- og effektivitetsmål for produktudviklere.
• Opsummering og centralisering af, hvad der er kendt om den aktive farmaceutiske ingrediens (API), hjælpestoffer og proces, og identificering af videnshuller for at prioritere undersøgelser baseret på risikovurdering
• Design af produktets sammensætning og omhyggelig definition af de kvalitetsegenskaber, der skal kontrolleres for at opnå produktkvalitetsprofilen
• Udvikling af en fleksibel proces for det produkt, der har de definerede kvalitetsegenskaber
• Fastlæggelse af centrale processpecifikationer og udgangsmaterialeegenskaber, der skal håndteres for at opnå de ønskede slutproduktegenskaber. At have en fleksibel proces kræver, at processens acceptable præstationsramme er veldefineret, og grænserne for acceptabilitet er velforståede. En metode, såsom Design of Experiments (DoE), kan bruges til at hjælpe med procesydelse.
• Etablering af en overordnet kontrolstrategi for alle aspekter af fremstillingsprocessen. Risikovurdering for de forskellige trin bør overvejes i kontrolprocessen. PAT-metoden kan anvendes som en del af den overordnede kontrolstrategi.
• Konstant revision af fremstillingsprocessen og revision efter behov for at opretholde slutproduktets kvalitet

Historisk set blev Quality by Testing (QbT) brugt til at udvikle processer. Denne tilgang har dog følgende udfordringer:

Produktkvalitet og ydeevne understøttet af slutprodukttest fører til:

• Begrænset forståelse af processen eller centrale procesparametre baseret på risikovurdering
• Begrænset videnskabeligt baseret forståelse af processen, styring af nøglevariabler og deres effekt på slutproduktets kvalitet.
• Begrænset forståelse af procesdesignrum og forhold til produktkvalitet

Generelt er der mindre tid afsat til at forstå, hvorfor processer fejler, og mere vægt på at teste og omarbejde produkter, der ikke er specificeret, efter behov. Kvalitetssikring gennem test og inspektion resulterer også i:

• Dataintensiv indsendelse, usammenhængende information uden hensyntagen til hele processen
• Specifikationer baseret på batchhistorik
• En valideret og godkendt proces modvirker ændringer
• Fokuser på reproducerbarhed, undgå eller ignorer ofte variationer 

Quality by Design omfatter alle vigtige aspekter af farmaceutisk produktion. I lægemiddeludvikling bruges en metodisk, multivariat tilgang til at konstruere et effektivt procesdesign baseret på vurdering af risikoen forbundet med forskellige trin. I fremstillingsprocessen tillader en QbD-strategi procesfleksibilitet inden for det definerede designrum. Processtyring bruger effektivt procesanalytisk teknologi til at spore procestendenser, og kvalitetssikring er en nødvendighed for risikobaserede kontrolprocesser, hvilket sikrer mindre sandsynlighed for batchfejl.

• Kvalitet indbygget i produkt og proces ved design, baseret på videnskabelig forståelse
• Vidensrig indsendelse – viser produktkendskab og procesforståelse
• Specifikationer baseret på krav til produktets ydeevne
• Fleksibel proces inden for designrum – giver mulighed for løbende forbedringer
• Fokus på robusthed – forståelse og kontrol af variationer

Design, analyser og kontroller produktionen gennem rettidige målinger af kritiske kvalitets- og ydeevneegenskaber for råmaterialer og procesmaterialer.

• Definer designrum via multivariat dataanalyse, der omfatter kritiske procesparametre (CPP'er)
• Brug inline eller online procesanalytisk teknologi (PAT) til at spore CPP'er (f.eks. ReactIR, ReactRaman, EasySampler, ParticleTrack, EasyViewer, pH, kalorimetri)
• Bekræft, at processen fungerer inden for designrummet via procesovervågning og trending
• Brug viden fra overvågning af procesydelse til løbende at forbedre processen inden for designområdet
• Aktiver frigivelse i realtid af mellemprodukter eller et slutprodukt

1. In-situ Raman-spektrometer — in-situ analyse af multifasiske reaktioner, polymorfer
2. In-situ FTIR-spektrometer — in-situ reaktionskinetik, mekanismer og veje
3. PVM Particle Size Analyzer — inline billeddannelse og analyse af partikeldannelse og vækst
4. FBRM Particle Size Analyzer - inline partikelstørrelsesanalyse med FBRM-teknologi®
5. Automatiseret kemisk syntesereaktor - præcis og automatiseret udførelse og dokumentation af procesforhold
6. Reaktionsprøvetagningssystem — automatiseret, repræsentativ prøveudtagning
7. Software, modellering og simulering til procesudvikling – opskaler effektivt med software til dataanalyse og -kontrol, modellering og simulering

Hvis du har spørgsmål eller brug for hjælp til din tekniske applikation, står vores team af tekniske applikationskonsulenter klar til at guide dig i den rigtige retning.