Techniques de stérilisation des préparations injectables

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Zone conventionnelle

La zone conventionnelle est une salle blanche également appelée salle propre. « Salle dans laquelle la concentration de particules en suspension dans l’air est maîtrisée et qui est construite et utilisée de façon à minimiser l’introduction, la production et la rétention de particules à l’intérieur de la pièce et, dans laquelle d’autres paramètres pertinents tels que la température, l’humidité et la pression sont maîtrisés comme il convient. ».
Caractéristiques fonctionnelles d’une zone conventionnelle 9:
– Contact possible entre le personnel et le produit,
– Barrière non étanche,
– Habillage du personnel devant être adapté aux fabrications et aux zones de travail,
– Consommation d’énergie importante liée à l’utilisation de pressions différentielles et de systèmes de traitement d’air complexes,
– Grande liberté de manipulation du matériel de procédé.

RABS (Restricted Access Barrier Systems)

Le RABS est une évolution de la salle blanche traditionnelle avec pour objectif, l’amélioration du niveau d’assurance de stérilité. Cette technologie, consiste à installer des séparations rigides entre la zone critique du procédé et la zone réservée aux opérateurs. Cette séparation est cependant non stricte et l’environnement reste identique à une salle conventionnelle.
Il existe différents types de RABS : ouvert ou fermé, actif ou passif. Les caractéristiques fonctionnelles restent identiques.
Caractéristiques fonctionnelles d’un RABS (ouvert actif sur la figure 5) 10 :
– Barrière physique avec flux d’air unidirectionnel,
– Environnement intérieur classe A (ISO 4.8),
– Environnement extérieur classe B (ISO 7),
– Décontamination avec agent sporicide possible mais en même temps que la salle,
– Refoulement de l’air dans la salle,
– Gants pour intervention dans la zone critique du procédé,
– Ouverture possible des portes en production sous conditions.

Isolateur

L’isolateur, à la différence des précédentes enceintes, crée un espace de confinement aseptique maîtrisé dans lequel les étapes critiques du procédé se déroulent avec une sécurité maximale ; en effet, l’isolateur sépare clairement le procédé de l’opérateur. Il constitue une barrière physique entre le produit et l’opérateur, il est utilisé pour protéger le produit, l’opérateur et l’environnement. En règle générale, il intègre un système automatique de décontamination avec un agent sporicide comme le peroxyde d’hydrogène qui garantit la décontamination de toutes les surfaces internes ce qui renforce la maîtrise des risques de contamination donc le niveau d’assurance de stérilité.
Caractéristiques de l’isolateur (schématisé en figure 6) 10:
– Barrière physique et étanche avec flux d’air unidirectionnel,
– Centrale de traitement d’air dédiée permettant des conditions spécifiques pour la température et l’humidité,
– Environnement intérieur classe A (ISO 4.8),
– Environnement extérieur C / D (ISO 8),
– Décontamination automatique avec agent sporicide,
– Surpression ou dépression dans la zone critique possible par rapport à l’extérieur,
– Ouverture interdite des portes durant la production.
Le niveau d’assurance de stérilité augmente avec le RABS et davantage encore avec l’isolateur, cependant pour des raisons économiques et historiques les zones conventionnelles demeurent utilisées.

Le processus de fabrication des solutions injectables

Les opérations stériles sont constituées de différentes étapes successives :
– La préparation du matériel,
– La fabrication de la solution,
– Le remplissage des seringues.

Préparation du matériel

Tout le matériel en contact avec le produit ou entrant en zone aseptique doit au préalable de son utilisation être lavé avec de l’eau purifié puis rincé avec de l’EPPI et séché. Ces étapes peuvent être précédées d’un bain à ultrasons afin de décoller d’éventuelles particules. Le matériel est ensuite monté si besoin, et ensaché. Toutes ces étapes ont lieu en ZAC de classe D. Une fois prêt, le matériel est stérilisé. La méthode la plus commune est l’autoclavage. Une fois autoclavé, le matériel est déchargé en ZAC de classe B où il est stocké en attente d’utilisation.
Des tests d’intégrité sont menés, avant autoclavage et après utilisation, sur les évents (pour la filtration des gaz) et cartouches filtrantes (1ère et 2nde filtration de la solution) utilisés lors de la préparation de la solution et du remplissage.
Les médias filtrants qui composent les cartouches et évents sont :
– Le polytétrafluoroéthylène (PTFE)
– Le fluorure de polyvinylidène hydrophobe (PVDF)
Les méthodes qui existent pour le contrôle de l’intégrité sont les tests de point de bulle, de diffusion ou de maintien de pression. Le matériel est ensuite envoyé dans les blocs de division via des sas à différentiel de pression pour éviter la contamination du bloc.
Remarque : L’intégrité des filtres stérilisés est également contrôlée directement sur la ligne de répartition, au démarrage de la division. Ce test est appelé TIL (Test d’Intégrité en Ligne). Il permet de s’assurer que la cartouche n’a pas été dégradée lors de l’autoclavage.

Préparation de la solution

La fabrication, schématisée dans la figure 7, est l’étape de pesée du principe actif et de mise en solution de ce dernier avec un solvant dans une cuve de fabrication en ZAC classe C. La solution doit être préparée aseptiquement afin de limiter au maximum le biodurden mesuré avant la filtration. La conformité de l’eau pour préparation injectable doit également être contrôlée. La cuve est ensuite mise en filtration stérilisante sous flux classé A à l’aide d’une cartouche filtrante, constituée d’un filtre de 0,22µm qui permet de retenir les particules et les microorganismes. L’intervalle de temps entre le début de la préparation de la solution et sa filtration sur un filtre est validé. La durée de filtration d’un volume connu de solution et la différence de pression entre l’entrée et la sortie du filtre doivent être suivis. Ces facteurs sont déterminés pendant la validation. Toute divergence significative durant le processus habituel de fabrication doit être noté et examinée.
Pour la maîtrise de la stérilisation par filtration stérilisante, 3 conditions principales sont requises :
– Assurer un niveau de contamination du produit à filtrer le plus faible possible en contrôlant sa biocharge,
– Garantir pendant la filtration le maintien des paramètres en dessous des maximas validés pour la pression, le débit et la durée de filtration,
– Effectuer la vérification de l’intégrité des filtres en place après stérilisation selon les paramètres validés (point de bulle ou test de diffusion) avant et après usage.

Répartition aseptique en zone conventionnelle

Elle est composée de 4 sous-étapes :
– La pulvérisation,
– L’introduction tub,
– La répartition,
– La sortie poumon.
Lors du remplissage, les seringues sont livrées dans un conditionnement temporaire appelé le tub comme montré en figure 8. C’est un support qui permet le transport et l’identification des seringues. Le tub contient une grille appelée nest supportant les seringues.

La pulvérisation

La pulvérisation correspond à l’étape pendant laquelle le tub se prépare à entrer en zone classée.
Il passe sous un tunnel-convoyeur pulvérisant des désinfectants sur sa sache. Cette 1ère étape, réalisée en zone non classée, permet de diminuer la charge microbienne présente sur la sache externe du tub.

L’introduction tub

L’introduction tub correspond à l’étape d’entrée du tub ensaché dans le bloc de répartition. Il est amené via le convoyeur jusque dans la boîte à gants, endroit où il sera défait de sa sache. L’opérateur est en classe D alors que la boîte à gants, une enceinte étanche, permet des manipulations via des gants en néoprène appelés « manchettes » dans une atmosphère de classe B. Dans cette boîte à gants, les tubs sont débarrassés de leur sache puis envoyés en bloc stérile via un convoyeur.

La répartition

La répartition est l’étape pendant laquelle les seringues seront remplies avec la solution. Une fois passé par la boîte à gants, le tub arrive en répartition via un convoyeur. Ensuite, en classe A dans la doseuse, il est débarrassé de son opercule afin de découvrir les seringues encore vides, désormais totalement exposées à l’environnement classe A. Les tubs sont identifiés dès leur entrée dans la doseuse.
La solution précédemment filtrée se situe dans la cuve de division qui est connectée à la doseuse. La solution alimentée par aspiration passe dans une 2nde cartouche filtrante, aussi appelée filtre de sécurité, immédiatement avant répartition. Un prélèvement de solution pour mesure de la charge bioburden doit également être réalisé pour cette 2nde filtration stérilisation. La solution est ensuite acheminée vers les aiguilles en passant par un pot à niveau régulé ou « PNR » à l’aide de pompes à piston. Le PNR, dont le plan d’implantation est présenté en figure 9, est un réservoir intermédiaire dont le volume de remplissage est régulé par des sondes mini et maxi. La solution peut être placée sous barbotage d’azote afin de limiter son oxydation. Afin de s’assurer de l’intégrité de la cartouche filtrante après autoclavage, un TIL est réalisé au démarrage de la division avec de l’air. Pour garantir la stérilité du circuit, tout gaz entrant en contact du produit doit passer par un évent ayant une porosité de 0,22 micromètre.
Les seringues sont remplies dans la doseuse puis le joint de piston ou bouchon est inséré pour assurer son étanchéité et le maintien de la stérilité du produit. La mise en place des joints de piston est permise grâce à la fourchette de retournement et à des couples de tubes et poussoirs. Le fonctionnement du bouchage est schématisé avec la figure 10 :
Au-dessus du tube d’enfoncement, le poussoir descend sur le joint de piston présenté par la fourchette de retournement. Alors que la fourchette se retire, le poussoir maintenant le joint de piston en place descend encore plus pour qu’il entre dans l’intérieur du tube. Ensuite, l’ensemble formé par le joint de piston, le tube et le poussoir poursuit le mouvement de descente jusqu’à atteindre une position dans la seringue à laquelle le tube doit remonter. A cet instant, le poussoir reste immobile, obligeant ainsi le joint de piston à rester en place à l’intérieur. Le tube remonte ainsi tout en laissant le joint de piston à sa position, maintenu par le poussoir, et enfin le poussoir remonte.

La sortie poumon

Après bouchage, le tub sort du bloc de répartition via un convoyeur et est stocké dans une zone tampon appelée « poumon » en attendant qu’un manutentionnaire mette en chariot ce produit semi-ouvré (PSO).
Ce PSO sera ensuite miré, conditionné et libéré avant expédition.

Inspection visuelle et conditionnement

Une fois les seringues remplies et bouchées, elles sont retirées du nest pour passer à l’inspection visuelle. L’inspection visuelle permet de détecter des défauts tels que :
– Les particules,
– La dose, grâce à la hauteur de liquide dans la seringues,
– Les fissures sur la seringue,
– La présence / l’endommagement des joints de piston et de la collerette de la seringue. Les mireuses peuvent être automatiques ou manuelles. Dans le cas des mireuses automatiques, les seringues passent devant une dizaine de caméras par convoyeur. Les caméras sont prévues pour repérer des défauts différents répertoriés ci-dessus. En cas de rejets importants, les rebuts sont mirés une deuxième fois à l’aide d’une mireuse manuelle où des opérateurs sont formés à repérer les défauts à l’œil nu dans des conditions particulières, notamment de luminosité comme décrit dans la Pharmacopée Européenne 12.
Le conditionnement est la dernière étape de la production. Le piston est ajouté à la seringue, avec son système de sécurité, puis cette dernière est étiquetée et conditionnée en blister via une thermoformeuse. Une encartonneuse ajoute l’étui et la notice et enfin l’encaisseuse arrive en dernière étape avant la mise sur palette, le filmage et l’envoi au magasin. Le produit fini est alors prêt à être libéré et expédié. L’inspection visuelle et le conditionnement sont schématisés sur la figure 12 .

Contrôles de la qualité des injectables

Selon les BPF chapitre 1 13: « Le contrôle de la qualité concerne l’échantillonnage, l’établissement de spécifications et l’analyse, ainsi que l’organisation, l’établissement des documents et des procédures de libération qui garantissent que des essais nécessaires et appropriés ont bien été effectués, que les matières premières et les articles de conditionnement ne sont pas libérés pour la fabrication, ni les produits finis libérés en vue de leur vente ou de leur distribution, avant que leur qualité n’ait été jugée satisfaisante. »
De nombreux contrôles qualité ont ainsi lieu avant, pendant et après la production d’un médicament stérile, afin de garantir la qualité des produits et la sécurité du patient.

Contrôles en cours de production

Les contrôles en cours ou In Process Control (IPC), sont des contrôles effectués en cours de production par les opérateurs.

Contrôle de masse

Un contrôle de masse est réalisé sur des seringues prélevées à périodicité définie. La solution qu’elles contiennent est pesée sur une balance qualifiée. Les masses sont reportées sur le dossier de lot avec une valeur cible et un écart type à respecter.

Contrôle de la hauteur de bulle

Un contrôle de la hauteur de bulle est réalisé sur une seringue prélevée périodiquement pour chacun des couples pompe/aiguille. La distance entre le joint de piston et le haut de la solution est mesurée. Le résultat est reporté sur le dossier de lot et doit être compris dans les limites de spécifications.

Contrôle des débits d’azote

L’azote est utilisé dans le circuit de remplissage afin d’éviter l’oxydation de la solution. Un débit trop élevé peut cependant entraîner un assèchement et donc une surconcentration de la solution. Un contrôle des débits d’azote est donc réalisé en cours de production. Le résultat est reporté sur le dossier de lot et doit être compris dans les limites de spécifications.

Contrôle particulaire

Un monitoring particulaire du bloc de division est effectué durant la production. Des capteurs mesurent la quantité de particules présente dans l’air puis envoient les données à un poste informatique dédié. Lorsque la quantité de particules en suspension est trop importante, une alarme retentie et les opérateurs présents doivent cesser leurs mouvements jusqu’au retour au niveau spécifié. Les tubs présents dans la doseuse pendant l’alarme sont alors éliminés.

Contrôles analytiques

Le laboratoire d’analyse physico-chimique a pour rôle de déterminer si les caractéristiques physico-chimiques des produits finis correspondent aux spécifications établies. Les contrôles sont réalisés sur des seringues prélevées statistiquement sur le lot. Plusieurs paramètres sont mesurés, parmi lesquels les caractéristiques des produits administrés par voie parentérale détaillés dans la partie 1.2.3. : « Qualités requises pour les préparations parentérales ». Parmi les paramètres mesurés, on peut cependant citer les paramètres suivants :
– Caractères organoleptiques : Aspect, couleur du produit,
– Identification spécifique : Techniques de précipitation spécifique de la molécule de principe actif, analyse sous spectre UV,
– Limpidité, coloration de la solution au 2/3, Détermination du pH de la solution, détermination de sa densité, tests d’intégrité, volume extractible des seringues selon les essais de la pharmacopée européenne.

Contrôles biologiques

Le laboratoire de biologie est en charge de déterminer et suivre l’état de contamination microbiologique de l’environnement des salles classées (surfaces, eaux, air) et du personnel, mais également des limites et mesures à prendre en cas de dépassement. La libération du produit fini sur le marché ne pourra s’effectuer qu’une fois tous ces tests achevés et conformes.
En comparaison à d’autres produits, le contrôle de l’environnement est aussi important que le contrôle du produit en lui-même car garant de sa stérilité. Ce sujet sera développé dans le cadre de la partie II : « Maîtrise de la contamination » de cette thèse.

Table des matières

Introduction
Partie I – Production aseptique des préparations injectables
1. Les préparations injectables
1.1. Généralités
1.2. Caractéristiques
1.3. Techniques de stérilisation des préparations injectables
2. Les Zones à Atmosphère Contrôlée
2.1. Différentes classes de propreté
2.2. Différentes enceintes
3. Le processus de fabrication des solutions injectables
3.1. Préparation du matériel
3.2. Préparation de la solution
3.3. Répartition aseptique en zone conventionnelle
3.4. Inspection visuelle et conditionnement
4. Contrôles de la qualité des injectables
4.1. Contrôles en cours de production
4.2. Contrôles analytiques
4.3. Contrôles biologiques
Partie II – Maîtrise de la contamination
1. La contamination
1.1. Définition
1.2. Types de contamination
1.3. Sources et vecteurs de contamination
2. Monitoring environnemental associé au travail en ZAC
2.1. Monitoring des paramètres non viables
2.2. Monitoring des paramètres viables
2.3. L’analyse des tendances
3. Moyens de maîtrise
3.1. Normes et textes de référence pour la maîtrise de la contamination
3.2. Principes généraux de la maîtrise de la contamination
3.3. Nettoyage et désinfection
3.4. Validation du procédé et de l’aseptie
4. Gestion des anomalies
4.1. Emission, gestion et suivi des déviations qualité
4.2. Mise en place de CAPA en réponse à ces anomalies
Partie III –Cas d’un Test de Remplissage Aseptique non conforme
1. Le médicament
1.1. Propriétés pharmacodynamiques
1.2. Ses indications
1.3. Le principe actif
2. Description de l’évènement
3. Investigation
3.1. Rappel sur le process
3.2. Rappel sur les TRA
3.3. La revue du dossier de TRA
3.4. Les microorganismes
3.5. Monitoring microbiologique de l’environnement et du personnel
3.6. Monitoring particulaire
3.7. Analyse de la cause racine
3.8. Conclusion sur les causes probables
3.9. Revue des déviations et réclamations
3.10. Conclusions de l’investigation
4. Plan d’actions
4.1. Actions à court terme
4.2. Actions à long terme
5. Suivi du plan d’actions
6. Conclusion
Conclusion générale
ANNEXE 1 – Liste des interventions
ANNEXE 2 – Tableaux de criticité
Table des figures
Table des tableaux
Bibliographie

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