Perfectionnement des process de transfert de solvant avec les données de tendance de l'indice de réfraction

Ce blog est le premier d'une série en trois parties sur la façon dont les réfractomètres de procédé en ligne peuvent optimiser les process de fabrication des API.

La création d'ingrédients pharmaceutiques actifs (API) est une partie essentielle de la production pharmaceutique. La formulation d'un API commence généralement par le chargement des produits chimiques dans un réacteur où les liaisons chimiques sont rompues pour former de nouvelles liaisons. Après la réaction, l'ingrédient actif est mis à part par des étapes de purification en aval, telles que la centrifugation et la filtration. En général, l'API est récupéré sous forme solide à partir de la phase liquide et le solvant utilisé est récupéré dans des unités de récupération de solvant dédiées.  La récupération du solvant est importante dans l'industrie pharmaceutique, car elle permet de réduire les coûts et l'impact environnemental. L'API solide final est ensuite séché pour pouvoir être utilisé comme intermédiaire ou pour formuler le médicament final.

Le développement et l'optimisation des process de fabrication pharmaceutique peuvent être complexes et longs, prenant plusieurs années. Pour simplifier ces process et accélérer la mise sur le marché des médicaments, il est important que les groupes pharmaceutiques se concentrent sur la création de process efficaces, évolutifs et reproductibles à l'échelle commerciale. L'équivalence de processus est une façon de faciliter la mise à l'échelle.

L'équivalence de processus fait référence à la cohérence et à la comparabilité des différents process de fabrication utilisés pour produire le même produit. Par exemple, la Food & Drug Administration (FDA) des États-Unis exige que les entreprises valident les process pour prouver la cohérence de leurs process de fabrication. La validation des process est réalisée dès le développement et tout au long de la mise à l'échelle pour établir des contrôles et assurer une production cohérente. L'équivalence de processus est un aspect crucial des directives de la FDA sur la validation des process. 

Utilisation de l'indice de réfraction dans le cadre de la PAT

L'indice de réfraction (IR) s'avère être un outil utile de technologie analytique des procédés (PAT) pour le développement, la conception et l'optimisation continue des process de fabrication des API. La mesure continue et en ligne de l'IR fournit des données et des informations sur les process qui aident à comprendre et à concevoir les différentes étapes de fabrication. Les données permettent de créer des profils de process qui peuvent être utilisés pour détecter des écarts et garantir l'équivalence de processus. Le réfractomètre Vaisala fournit des données de tendance avec la fiabilité et la reproductibilité élevées requises dans la fabrication pharmaceutique. Les mesures de l'indice de réfraction ne sont pas affectées par la présence de bulles de gaz, de particules solides ou de couleur du liquide. Ces caractéristiques de l'indice de réfraction le rendent idéal pour beaucoup d'applications dans les process de fabrication des API.  

L'indice de réfraction est une propriété physique fondamentale des liquides et ne dépend généralement pas de la quantité d'échantillons mesurée. Cela simplifie la mise à l'échelle du laboratoire au pilote, puis jusqu'à la production à grande échelle.  

Les données de tendance arrivent en temps réel et peuvent être comparées au profil de process de conception obtenu par l'IR, ce qui détermine l'équivalence de processus et aide à évaluer et à déterminer d'autres paramètres critiques, les tolérances et les conditions de fonctionnement optimales. De plus, les profils de process extraits des données de l'IR permettent d'identifier les problèmes lors de la mise à l'échelle et d'optimiser en continu les process existants.

Optimisation du transfert de solvant

Le transfert de solvant, une étape de purification courante dans la production d'API, vise à remplacer le solvant d'origine de la réaction par un solvant plus adapté à l'étape de traitement suivante. Le transfert de solvant est généralement effectué par distillation. Pendant la distillation, les mesures de l'IR servent à surveiller les concentrations liquides de produit en haut (après le condenseur) et en bas, par exemple, pour vérifier que la concentration correcte de l'API ou du solvant est obtenue, pour savoir précisément à quel moment rajouter plus de solvant et pour réduire la consommation globale de solvant. Pendant le développement du process, l'IR permet aussi d'obtenir des données importantes pour la conception, telles que les données d'équilibre vapeur-liquide (VLE). 

Les mesures en ligne sont également utiles pour identifier les problèmes au niveau du process. Par exemple, dans un cas client, les données de tendance du réfractomètre Vaisala ont servi lors de la mise à l'échelle du processus pour établir l'équivalence de processus de deux installations (une aux États-Unis et une en Europe) et le profil de process du laboratoire. Grâce aux données en ligne du réfractomètre, le client a découvert que l'usine américaine ne se comportait pas comme prévu et avait besoin d'une étape supplémentaire de transfert pour obtenir la même pureté que dans la conception en laboratoire et dans l'installation pilote européenne. Ainsi, les données de tendances de l'IR ont constitué un outil de dépannage incomparable et ont permis de garantir des conditions de fonctionnement optimales dans toutes les installations. 

En utilisant les mesures de l'indice de réfraction, notre client a identifié des écarts entre le laboratoire et le pilote. Il a ainsi pu prendre des mesures correctrices immédiates, ce qui a permis de réduire la consommation de solvant et d'augmenter le rendement du produit. Le client avait utilisé les mesures de l'indice de réfraction très tôt dans le laboratoire pour étudier le mélange, obtenir les données VLE et un profil de process, et concevoir le process de transfert. La mise à l'échelle du laboratoire au pilote a été simplifiée par les mesures de l'indice de réfraction en ligne.

Les mesures de l'indice de réfraction sont un outil de PAT puissant pour la conception, la surveillance et l'optimisation des process de transfert de solvant et un outil de tendance précieux pour obtenir les informations sur les process et dépanner.