Tecnología analítica de procesos

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

El concepto tiene como objetivo comprender los procesos definiendo sus CPP y, en consecuencia, monitorizarlos de manera oportuna (preferiblemente en línea o en tiempo real), logrando así una mayor eficiencia en las pruebas, al tiempo que se reduce el sobreprocesamiento, se mejora la consistencia y se minimizan los rechazos.

La FDA ha delineado un marco regulatorio ^{[ 1 ]} para la implementación de PAT. Con este marco, según Hinz ^{[ 2 ]} , la FDA busca incentivar a la industria farmacéutica a mejorar el proceso de producción. Debido a los estrictos requisitos regulatorios y al largo tiempo de desarrollo de un nuevo fármaco, la tecnología de producción se "congela" al 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 Fabricación Farmacéuticas para el siglo XXI: un enfoque basado en el riesgo". ^{[ 3 ]}

PAT es un término que describe un cambio más amplio en la fabricación farmacéutica, pasando de la producción por lotes estática a un enfoque más dinámico. Implica definir los parámetros críticos del proceso (PCP) del equipo utilizado para fabricar el producto, los cuales afectan los atributos críticos de calidad (ACQ) del mismo, y luego controlar estos PCP dentro de límites definidos. Esto permite a los fabricantes producir productos con una calidad constante y, además, ayuda a reducir los residuos y los costos generales.

Este mecanismo para lograr una calidad de producto constante y reducir los residuos constituye un buen argumento para utilizar tecnologías de fabricación continua. El control de un proceso en estado estacionario, cuando se comprenden los efectos aguas arriba y aguas abajo, resulta más sencillo, ya que la variabilidad de causa común es más fácil de definir y monitorizar.

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

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

El principal desafío para los fabricantes farmacéuticos en el ámbito de las pruebas de aceptación en procesos (PAT, por sus siglas en inglés) radica en saber cómo empezar. Un problema común es elegir un proceso complejo y verse inmerso en la tarea de recopilar y analizar los datos.

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

• Elegir un proceso sencillo. (Piense en agua para inyección (WFI) o en un sistema de monitorización de edificios (BMS)).
• Todos los detalles y matices de ese proceso se comprenden y explican a la perfección.
• Determinar qué información se puede recopilar y acceder fácilmente mediante la instrumentación actual.
• Comprender los intervalos adecuados para recopilar esos datos.
• Evaluar las herramientas disponibles para la lectura y sincronización de los datos.

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

• Herramientas de adquisición y análisis de datos multivariados : 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 de procesos (PAC): instrumentos analíticos en línea y en tiempo real utilizados para medir los parámetros definidos como CPP. Estos incluyen principalmente espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), pero también biosensores , espectroscopia Raman , fibra óptica y otros.
• Herramientas de mejora continua y/o gestión del conocimiento : sistemas en papel o paquetes de software que acumulan datos de control de calidad adquiridos a lo largo del tiempo para procesos específicos, con el fin de identificar las debilidades de los procesos e implementar y supervisar iniciativas de mejora. Estos productos pueden ser los mismos o distintos de las herramientas de análisis estadístico mencionadas anteriormente.

Los objetivos a largo plazo de PAT son:

• reducir el tiempo del ciclo de producción
• evitar el rechazo de lotes
• habilitar la liberación en tiempo real
• aumentar la automatización y el control
• mejorar el uso de energía y 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 de energía dispersiva (EDXRD). ^{[ 4 ]} Para una revisión detallada de las herramientas PAT, véase Scott, ^{[ 5 ]} o Roggo. ^{[ 6 ]} Para un ejemplo de aplicación, véase Gendre. ^{[ 7 ]}

Aunque la iniciativa PAT de la FDA fomenta el control de procesos basado en datos adquiridos en tiempo real, una pequeña parte de las aplicaciones PAT va más allá de la monitorización de los procesos y sigue el enfoque PACT ('Tecnología de Control Analítico de Procesos'). ^{[ 8 ]}

Los fundamentos de las iniciativas de tecnología analítica de procesos (PAT, por sus siglas en inglés) son esenciales para el análisis multivariante (MVDA, por sus siglas en inglés) y el diseño de experimentos (DoE, por sus siglas en inglés). Esto se debe a que el análisis de los datos del proceso es clave para comprenderlo y mantenerlo bajo control estadístico multivariante.

• FDA: Iniciativa PAT
• EMEA: Inspecciones – Tecnología analítica de procesos
• Comité PAT de ASTM
• Sitio web de recursos sobre tecnología analítica de procesos
• Seminarios y eventos de PAT