Tecnología analítica de procesos

La tecnología analítica de procesos (PAT) ha sido definida por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) como un mecanismo para diseñar, analizar y controlar los procesos de fabricación farmacéutica a través de la medición de parámetros críticos de proceso (CPP) que afectan los atributos críticos de calidad (CQA).

El concepto apunta a comprender los procesos definiendo sus CPP y, en consecuencia, monitorearlos de manera oportuna (preferiblemente en línea o en línea) y, de esta manera, ser más eficiente en las pruebas y, al mismo tiempo, reducir el sobreprocesamiento, mejorar la consistencia y minimizar los rechazos.

La FDA ha diseñado un marco regulatorio para la implementación de PAT. Con este marco, según Hinz, la FDA intenta motivar a la industria farmacéutica para que mejore el proceso de producción. Debido a los estrictos requisitos regulatorios y al largo tiempo de desarrollo de un nuevo medicamento, la tecnología de producción se "congela" en el momento de realizar los ensayos clínicos de fase 2.

En general, la iniciativa PAT de la FDA es solo un tema dentro de la iniciativa más amplia de "Buenas Prácticas de Manufactura Farmacéuticas para el siglo XXI: un enfoque basado en el riesgo".

PAT es un término que se utiliza para describir un cambio más amplio en la fabricación farmacéutica, desde la fabricación estática por lotes a un enfoque más dinámico. Implica definir los parámetros críticos del proceso (CPP) del equipo utilizado para fabricar el producto, que afectan a los atributos críticos de calidad (CQA) del producto y luego controlar estos CPP dentro de límites definidos. Esto permite a los fabricantes producir productos con una calidad constante y también ayuda a reducir los desechos y los costos generales.

Este mecanismo para producir una calidad de producto constante y reducir los desechos es un buen argumento a favor de la utilización de tecnologías de fabricación continua. El control de un proceso en estado estable cuando se comprenden los efectos anteriores y posteriores es una tarea más sencilla, ya que la variabilidad de causa común es más fácil de definir y controlar.

Sería aceptable considerar que las materias primas utilizadas para fabricar productos farmacéuticos pueden variar en sus atributos, por ejemplo, contenido de humedad, estructura cristalina, etc. También sería aceptable considerar que el equipo de fabricación no siempre funciona exactamente de la misma manera debido a la tolerancia inherente del equipo y sus componentes. Por lo tanto, es lógico decir que la variabilidad en las materias primas combinada con un proceso estático por lotes con variabilidad inherente en el equipo de proceso produce un producto variable. Esto se basa en que un proceso estático por lotes produce un producto siguiendo una receta fija con puntos de ajuste fijos.

Teniendo esto en mente, el objetivo de PAT es contar con un proceso de fabricación dinámico que compense la variabilidad tanto de las materias primas como de los equipos para producir un producto consistente.

El desafío actual de los fabricantes farmacéuticos con PAT es saber cómo empezar. Un problema habitual es elegir un proceso complejo y quedar atrapado en el desafío de recopilar y analizar los datos.

Los siguientes criterios sirven como marco básico para la implementación exitosa de PAT: (de A PAT Primer)

• Escoger un proceso simple. (Agua de tinta para inyección (WFI) o sistema de monitoreo de edificios (BMS)
• Todos los detalles y matices son bien entendidos y explicados para ese proceso.
• Determinar qué información es fácilmente recopilada y accesible a través de la instrumentación actual.
• Comprender los intervalos apropiados para recopilar esos datos.
• Evaluar las herramientas disponibles para leer y sincronizar los datos.

Para implementar un proyecto PAT exitoso, es esencial una combinación de tres herramientas PAT principales:

• Herramientas multivariables de adquisición de datos y análisis de datos: generalmente paquetes de software avanzados que ayudan en el diseño de experimentos, la recopilación de datos brutos y el análisis estadístico de estos datos para determinar qué parámetros son CPP.
• Herramientas de química analítica del proceso: instrumentos analíticos en línea y on-line utilizados para medir los parámetros que se han definido como CPP. Estos incluyen principalmente espectroscopia infrarroja (NIRS); pero también incluyen biosensores, espectroscopia Raman, fibra óptica y otros.
• Mejora continua y/o herramientas de gestión de conocimientos: sistemas de papel o paquetes de software que acumulan datos de Control de Calidad adquiridos a lo largo del tiempo para procesos específicos con el objetivo de definir debilidades de procesos e implementar y supervisar iniciativas de mejora de procesos. Estos productos pueden ser los mismos o separados de las herramientas de análisis estadístico anteriores.

Los objetivos a largo plazo de PAT son:

• reducir el tiempo de ciclismo de producción
• prevenir el rechazo de lotes
• habilitar la liberación en tiempo real
• aumentar la automatización y el control
• mejorar la energía y el uso de materiales
• facilitar el procesamiento continuo

Actualmente, las aplicaciones de espectroscopia NIR dominan los proyectos PAT. Una posible solución de próxima generación es la difracción de rayos X por dispersión de energía (EDXRD). Para una revisión detallada de las herramientas PAT, consulte Scott o Roggo. Para un ejemplo de aplicación, consulte Gendre.

Aunque la iniciativa PAT de la FDA fomenta el control de procesos en base a los datos adquiridos en tiempo real, una pequeña parte de las aplicaciones de PAT van más allá de la supervisión de los procesos y siguen el enfoque PACT (‘Tecnología de proceso controlada analíticamente’).

Los conceptos básicos del análisis multivariante (MVDA) y del diseño de experimentos (DoE) son fundamentales para las iniciativas de tecnología analítica de procesos (PAT). Esto se debe a que el análisis de los datos del proceso es clave para comprender el proceso y mantenerlo bajo control estadístico multivariante.

• FDA: PAT Iniciativa
• EMEA: Inspecciones – Tecnología analítica del proceso
• ASTM PAT Comité
• Proceso Web de recursos de tecnología analítica
• PAT Seminarios y Eventos