Quality by Design – Jakość w fazie projektowania

Quality by Design (QbD) to strategiczne podejście stosowane w różnych branżach, w tym farmaceutycznej, produkcyjnej i rozwoju produktów, w celu zapewnienia konsekwentnego dostarczania produktów wysokiej jakości. Obejmuje ona systematyczny i proaktywny proces uwzględniania kwestii jakości w całym cyklu życia produktu, od koncepcji do produkcji.

W kontekście farmaceutyków Quality by Design koncentruje się na optymalizacji procesów opracowywania, produkcji i kontroli leków w celu zwiększenia ich bezpieczeństwa, skuteczności i ogólnej jakości. Wymaga to głębokiego zrozumienia krytycznych atrybutów jakości produktu (CQA), które są mierzalnymi cechami decydującymi o jego wydajności, oraz krytycznych parametrów procesu (CPP), które są zmiennymi wpływającymi na proces produkcyjny.

Podstawową zasadą Quality by Design jest identyfikacja i zrozumienie relacji między CQA produktu a CPP, które na nie wpływają. Wiedza ta jest zdobywana poprzez połączenie eksperymentów naukowych, oceny ryzyka i analizy statystycznej. Poprzez dokładne zbadanie tych zależności, producenci mogą stworzyć przestrzeń projektową, w której produkt może konsekwentnie spełniać pożądane standardy jakości.

Przestrzeń projektowa określa zakres CPP, które zapewniają, że CQA produktu mieszczą się w akceptowalnych granicach. Zapewnia elastyczność w zakresie optymalizacji procesów przy zachowaniu wymaganych atrybutów jakościowych. W tej przestrzeni projektowej producenci mogą ustanowić odpowiednie kontrole procesów, techniki monitorowania i systemy zapewnienia jakości, aby zapewnić spójność i przewidywalność wydajności produktu.

Wdrożenie Quality by Design ma kilka zalet. Umożliwia producentom lepsze zrozumienie ich procesów, zmniejszenie zmienności i ograniczenie ryzyka. Poprzez włączenie jakości do faz rozwoju produktu i produkcji, potencjalne problemy z jakością mogą być identyfikowane i rozwiązywane na wczesnym etapie, zmniejszając prawdopodobieństwo wystąpienia problemów poprodukcyjnych. Ponadto QbD ułatwia ciągłe doskonalenie, zapewniając ramy dla ciągłej optymalizacji procesów i innowacji.

Proces opracowywania Quality by Design rozpoczyna się od starannego zdefiniowania wymagań produktu końcowego, w tym celów użycia, profili bezpieczeństwa i celów dotyczących skuteczności produktu. Etapy procesu obejmują:

• Definicja profilu jakości produktu reprezentującego in vitro, w jaki sposób produkt będzie zachowywał się in vivo. Profil ten jest ilościową reprezentacją docelowych parametrów klinicznych w zakresie bezpieczeństwa i skuteczności dla podmiotów opracowujących produkty.
• Podsumowanie i centralizacja tego, co wiadomo o aktywnym składniku farmaceutycznym (API), substancjach pomocniczych i procesie, a także identyfikacja luk w wiedzy w celu ustalenia priorytetów badań w oparciu o ocenę ryzyka
• Opracowanie składu produktu i staranne określenie cech jakościowych, które muszą być kontrolowane w celu osiągnięcia profilu jakości produktu
• Opracowanie elastycznego procesu dla produktu, który ma określone cechy jakościowe
• Określenie kluczowych specyfikacji procesu i charakterystyk materiału wyjściowego, którymi należy zarządzać, aby osiągnąć pożądane cechy produktu końcowego. Posiadanie elastycznego procesu wymaga, aby akceptowalna obwiednia wydajności procesu była dobrze zdefiniowana, a granice akceptowalności były dobrze zrozumiane. Metodologia, taka jak Design of Experiments (DoE), może być wykorzystana do pomocy w wydajności procesu.
• Ustanowienie ogólnej strategii kontroli dla wszystkich aspektów procesu produkcyjnego. W procesie kontroli należy uwzględnić ocenę ryzyka dla poszczególnych etapów. Metodyka PAT może być stosowana jako część ogólnej strategii kontroli.
• Stały audyt procesu produkcyjnego i rewizja, w razie potrzeby, w celu utrzymania jakości produktu końcowego

Historycznie rzecz biorąc, jakość przez testowanie (QbT) była wykorzystywana do opracowywania procesów. Podejście to wiąże się jednak z następującymi wyzwaniami:

Jakość i wydajność produktu poparta testami produktu końcowego prowadzi do:

• Ograniczone zrozumienie procesu lub kluczowych parametrów procesu w oparciu o ocenę ryzyka
• Ograniczone, oparte na podstawach naukowych zrozumienie procesu, zarządzania kluczowymi zmiennymi i ich wpływu na jakość produktu końcowego.
• Ograniczone zrozumienie przestrzeni projektowania procesów i ich związku z jakością produktu

Ogólnie rzecz biorąc, mniej czasu poświęca się na zrozumienie, dlaczego procesy zawodzą, a większy nacisk kładzie się na testowanie i przerabianie produktów niezgodnych ze specyfikacją, jeśli to konieczne. Jakość zapewniona przez testy i inspekcje skutkuje również:

• Przesyłanie dużej ilości danych, chaotyczne informacje bez uwzględnienia całego procesu
• Specyfikacje oparte na historii partii
• Zweryfikowany i zatwierdzony proces zniechęca do zmian
• Skoncentruj się na odtwarzalności, często unikając lub ignorując różnice 

Jakość w fazie projektowania obejmuje wszystkie główne aspekty produkcji farmaceutycznej. W opracowywaniu leków stosuje się metodyczne, wielowymiarowe podejście do konstruowania skutecznego projektu procesu opartego na ocenie ryzyka związanego z różnymi etapami. W procesie produkcyjnym strategia QbD pozwala na elastyczność procesu w zdefiniowanej przestrzeni projektowej. Sterowanie procesami skutecznie wykorzystuje technologię analizy procesów do śledzenia trendów procesowych, a zapewnienie jakości jest koniecznością w procesach kontroli opartych na ryzyku, co zapewnia mniejsze prawdopodobieństwo awarii partii.

• Jakość wbudowana w produkt i proces już z założenia, oparta na wiedzy naukowej
• Składanie wniosków bogatych w wiedzę – pokazujących wiedzę o produkcie i zrozumienie procesu
• Specyfikacje oparte na wymaganiach dotyczących wydajności produktu
• Elastyczny proces w przestrzeni projektowej – umożliwiający ciągłe doskonalenie
• Skoncentruj się na niezawodności – zrozumienie i kontrolowanie zmian

Projektuj, analizuj i kontroluj produkcję dzięki terminowym pomiarom krytycznych atrybutów jakości i wydajności surowców i materiałów w trakcie procesu.

• Definiowanie przestrzeni projektowej za pomocą wielowymiarowej analizy danych obejmującej krytyczne parametry procesu (CPP)
• Korzystaj z technologii analizy procesów (PAT) na linii produkcyjnej lub online do śledzenia CPP (np. ReactIR, ReactRaman, EasySampler, ParticleTrack, EasyViewer, pH, kalorymetria)
• Potwierdź, że proces działa w przestrzeni projektowej poprzez monitorowanie procesu i wyznaczanie trendów
• Wykorzystaj wiedzę pochodzącą z monitorowania wydajności procesu, aby stale ulepszać procesy w przestrzeni projektowej
• Umożliwienie uwalniania w czasie rzeczywistym półproduktów lub produktu końcowego

1. Spektrometr Ramana in-situ — analiza in-situ reakcji wielofazowych, polimorfów
2. Spektrometr FTIR in-situ — kinetyka, mechanizmy i szlaki reakcji in situ
3. Analizator wielkości cząstek PVM — obrazowanie i analiza powstawania i wzrostu cząstek w linii produkcyjnej
4. Analizator wielkości cząstek FBRM — analiza wielkości cząstek w linii produkcyjnej z technologią FBRM®
5. Zautomatyzowany Reaktor Syntezy Chemicznej – precyzyjne i zautomatyzowane wykonywanie i dokumentowanie warunków procesu
6. System pobierania próbek reakcyjnych — zautomatyzowane, reprezentatywne pobieranie próbek
7. Oprogramowanie do opracowywania procesów, modelowania i symulacji — efektywne skalowanie dzięki oprogramowaniu do analizy i kontroli danych, modelowania i symulacji

Jeśli masz pytania lub potrzebujesz pomocy z aplikacją techniczną, nasz zespół konsultantów ds. zastosowań technicznych jest gotowy, aby poprowadzić Cię we właściwym kierunku.