Consideraciones sobre la reutilización de filtros de grado esterilizante

58 Edición Sudamérica 2009 - N º 97Pharmaceutical Technology

Los filtros de membrana diseñados para esterilizar líquidos y gases han sido empleados con éxito en una am-plia gama de aplicaciones de proceso. La re-utilización de filtros de grado esterilizante puede ser tenida en cuenta en la medida en que las condiciones económicas y del mercado llevan a los elaboradores farmacéuticos, de bio-tecnología y vacunas a buscar formas de mejorar la rentabilidad mediante la reducción de costos de proceso. Aunque los filtros de grado esterilizante para líquidos son generalmente desarrollados y recomendados para uso en un solo lote o campaña, hay muchas aplicaciones donde pueden ser sometidos a múltiples usos (es decir, re-utilizarse). Este artí-culo se enfoca sobre la re-utilización de filtros de grado esterilizante de membrana hidrofílica o hidrofóbica em-

Consideraciones sobre la re-utilización de filtros de grado esterilizante

Jerold Martin

del riesgo de re-utilización y los efectos que pueden comprometer la capacidad del filtro para retener completamente las bacterias y, así esterilizar el fluido de proceso.

Se acepta generalmente que cuando una prueba de integridad física no des-tructiva (por ejemplo, una prueba del tipo de difusión de flujo o de punto de burbuja) de un filtro de grado esterili-zante se correlaciona con la retención de bacterias, puede confiarse en los filtros re-utilizados para proporcionar un efluente estéril siempre y cuando los mismos continúen demostrando su integridad bajo pruebas repetidas. Los métodos de ensayo de flujo difusivo y punto de burbuja son altamente efecti-vo en detectar defectos de fabricación en los filtros, tales como orificios en las membranas o bypass en los sellos

pleados en aplicaciones de esterilización de líquidos. El autor revisa las diferentes metodologías que pueden ser definidas como re-utilización, debate sobre los factores a considerar cuando se de-cide si re-utilizar los filtros de grado esterilizante, y proporciona el estudio de un caso que subraya los riesgos potenciales y las consideraciones para la validación de proceso en aplicaciones de re-utilización de filtros.

La adecuación de la re-utilización de filtros de grado esterilizante en aplicaciones de esterilización de lí-quidos depende en esencia de los requisitos de la aplicación específica, de los estudios de validación básicos del filtro producido realizados por el proveedor, y la validación del proceso de filtración por el usuario final. Esta evaluación incluye la determinación

En la medida en que las con-diciones del mercado conducen a los elaboradores de fármacos a buscar formas de reducir los costos, puede considerarse la reutilización de filtros de grado esterilizante. El autor examina la re-utilización de filtros de grado esterilizante de membra-na hidrofílica o hidrofóbica en aplicaciones de esterilización de líquidos. El autor también revisa las diferentes metodologías para la re-utilización y los factores a considerar cuando se decide si re-utilizar filtros de grado este-rilizante y proporciona el estudio de un caso que pone de relieve los riesgos potenciales y consi-deraciones para la validación de procesos en la re-utilización de filtros.

Jerold Martin es vicepresidente senior de Asuntos Científicos en Pall Life Sciences, 2200 Northern Blvd.. East Hills, NY 11548, tel 526.801.9086, jerold_martin @pall.com. Este artículo fue publicado anterior-mente en Pharmaceutical Technology USA Supplement Advances in Sterile Manufacturing and Aseptic Proces-sing (2008).Traducido por A&C Traducciones


del cartucho de la membrana debido a instalación inadecuada. Sin embargo, a menudo se pasa por alto que puede ocurrir la degradación de la membrana bajo condiciones incompatibles de re-utilización que pueden comprometer las propiedades de retención de bacterias del filtro. Dichos casos de degradación de la membrana no son modelados por los estudios de validación básicos realizados por el fabricante y pueden no ser detectables mediante pruebas de integridad de producción comunes correlacionadas con la retención bajo esas condiciones modelo. El estudio del caso proporcionado en este artículo ilustra este punto.

El uso y la re-utilización de filtros de membranas de grado esterilizante, en el rango de 0,2 μm y aún 0,1 μm, a menudo se produce en aplicaciones de servicio no esterilizantes de líquidos tales como las llevadas a cabo para la reducción o el control de carga biológica o partículas. En estas aplicaciones, los filtros pueden o no ser probados para integridad, debido a que no se espera

necesariamente que eliminen el 100% de las bacterias incidentes con asegu-ramiento validado (es decir, esterilizar) y no se pretende que los filtrados sean estériles. Estos pueden ser utilizados como prefiltros o como filtros finales para el control de una carga biológica que puede ya ser muy baja en el líquido ingresante. Aunque dichos filtros han sido validados por sus fabricantes para la eliminación cuantitativa de bacterias cuando están íntegros en condiciones estándares, el riesgo de falla marginal, o en algunos casos, grosera, conlleva mucho menos consecuencias que un riesgo de falta de esterilidad en la producción de un fármaco estéril o el mantenimiento de un proceso estéril. A pesar de la naturaleza menos crítica de estas aplicaciones, muchos de los riesgos asociados al uso de filtros de grado esterilizante en procesos de es-terilización pueden aplicarse y utilizarse en la evaluación del riesgo.

Los filtros de membrana hidrofóbica de grado esterilizante para servicios de aire, gas o ventilación, habitualmente

de membrana con poro en el rango de 0,2 μm fabricada de politetrafluoroeti-leno (PTFE) o fluoruro de polivinilideno (PVDF) también han sido tradicio-nalmente reutilizados en servicios de múltiples lotes con esterilización con vapor de autoclave o vapor in situ (es decir, vapor in situ (steam in place - SIP)) entre lotes o campañas. Debido a que este artículo se centra en la aplicaciones de filtración esterilizante de líquidos, no se abordará la re-utilización de filtros de aire, gas y ventilación.

Definiciones de re-utilizaciónen servicios de líquidosEn general, uno puede considerar la

re-utilización de filtros de grado este-rilizante como aplicada a la filtración de múltiples lotes de producto o de otro fluido de proceso. Este enfoque es compatible con las aplicaciones de la re-utilización de filtros esterilizantes de aire, gas y ventilación en campañas o lotes múltiples. Sin embargo, en el caso de la filtración esterilizante de líquidos, hay muchas interpretaciones

AC-DI-SOL®(Superdesintegrante de Croscarmelosa Sódica)AVICEL® PHPH101 - PH102 - PH103 - PH105 - PH112PH200 - PH301 - PH302 - PH200 LM - HFE-102AVICEL® RC/CLRC501 - RC581 - RC591 - CL611(MCC + Carboximetil Celulosa Sódica)AVICEL® CE15(Celulosa Microcristalina + Goma Guar)GELCARIN® GP - VISCARIN® GP - SEASPEN®(Carragenatos / Coloides Marinos)PROTANAL®(Alginatos de Sodio, Potasio y Propilen glicol)PROTACID®(Acido algínico)LUSTRECLEAR®(Recubrimiento clear para tabletas)LUSTRESUGAR®(Innovador proceso de grajeado, de simple y rápida aplicación)AQUACOAT® - ECD - CPD(Recubrimiento funcional Acuoso)PROTASAN®Sales de Chitosan

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de re-utilización. Cada interpretación tiene diferentes implicancias sobre el rendimiento del filtro. Los filtros pueden considerarse como re-utilizados cuando son empleados para múltiples lotes en las siguientes instancias: • Sin elimina-ción, enjuague, limpieza, sanitización o re-esterilización • Con enjuague entre lotes solamente • Con enjuague y re-es-terilización entre lotes • Con enjuague, limpieza y re-esterilización entre lotes • Uso intermitente con secado entre lotes • Sin limpieza o re-esterilización.

En el primer caso de re-utilización, que se define como “sin eliminación, enjuague, limpieza, sanitización, o re-esterilización”, los filtros son ini-cialmente esterilizados y dejados en su lugar sin interferencia a medida que múltiples lotes de líquido pasan a través de ellos. Aunque la carga adicional en el filtro por la re-utilización es mínima con esta metodología, un factor de riesgo significativo es que las bacterias del primer lote y lotes subsiguientes pueden permanecer viables sobre la membrana durante los ciclos de re-

utilización. Estas bacterias podrían potencialmente producir células más pequeñas mientras se dividen y migrar a través de los poros más grandes del medio de filtración hasta contaminar el filtrado y comprometer la esterilidad de los lotes más tardíos. Esta penetración bacteriana dependiente del tiempo, a veces denominada “crecimiento a través”, se ha informado para filtros íntegros de grado esterilizante en el rango de 0,2 μm, incluso para lotes individuales que son ejecutados durante periodos de tiempo prolongados (> 8 hs). El resultado no sería diferente si un lote único simplemente fuera sub-dividido en múltiples lotes de producto, cada uno procesado a través del mismo filtro instalado en periodos de tiempo más cortos consecutivos. Este riesgo se hace mayor, sin embargo, cuando se permite que los filtros permanezcan sin uso por tiempo adicional entre el procesamiento de lotes consecutivos. El riesgo de penetración bacteriana dependiente del tiempo no puede ser evaluado por pruebas de integridad del

filtro porque no hay carga adicional sobre el filtro.

Con enjuague entre lotes. Un segun-do y similar proceso de re-utilización de filtros de grado esterilizante se produce cuando los filtros son sometidos a en-juague con agua u otro solvente entre cada uso para minimizar el arrastre de componentes del fluido de proceso desde un producto al próximo, o un lote al próximo. Si bien este tipo de re-utilización se beneficia de la reducción de la contaminación cruzada lote a lote y puede retardar la capacidad de bacterias retenidas para multiplicarse mediante la eliminación de algunos nutrientes derivados del líquido del proceso, el riesgo de la penetración bacteriana en función del tiempo per-siste. Este riesgo se mantiene porque la carga biológica viable retenida puede continuar dividiéndose incluso bajo condiciones de falta de nutrientes, formando biofilms compuestos de cé-lulas y secreciones adhesivas derivadas de células que son difíciles de eliminar por enjuague. Si la cantidad de la carga

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biológica del lote anterior es significativa, o se desarrolla un biofilm en la membrana del filtro, hay riesgo adicional de contaminación corriente abajo con derivados bacterianos tales como endotoxinas, en caso que el líquido de enjuague pueda presionar las bacterias retenidas.

Con enjuague entre lotes y re-esterilización. El tercer tipo de re-utilización (enjuague entre lotes y re-esterilización) puede limitar el riesgo de penetración bacteriana en función del tiempo extendida, más allá del tiempo de procesamiento de un lote único y controlar el posible desarrollo del biofilm. Sin embargo, si el filtro no es suficientemente enjuagado después de cada ciclo de re-utilización antes de la re-esterilización y la introducción del siguiente lote, la re-esterilización puede degradar bacterias retenidas y dejar niveles elevados de endo-toxinas bacterianas lixiviables y de otros derivados celulares que pueden contaminar el lote procesado subsiguientemen-te. Este tipo de re-utilización también impone estrés físico adicional en el filtro durante la re-esterilización. La mayoría de los filtros de grado esterilizante están calificados por su proveedor para soportar varios ciclos de vapor de autoclave o de SIP sin compromiso para la integridad o la capacidad de retención de bacterias. Cabe notar, sin embargo, que las calificaciones del filtro del proveedor se realizan generalmente en filtros intactos humedecidos sólo con agua, sometidos a múltiples ciclos de vapor de laboratorio y, a continuación, probados. Estas pruebas, aunque indicativas de la robustez del filtro, no necesariamente modelan las presiones de de-gradación química adicionales que pueden ocurrir en el filtro cuando los residuos del producto o del agente de limpieza no son enjuagados suficientemente antes de someter el filtro al vapor. Las pruebas tampoco toman en cuenta que el ciclo de esterilización de un usuario final en particular puede ser más estresante para el filtro que las esterilizaciones controladas de laboratorio realizadas por el fabricante del filtro para apoyar las garantías del producto.

Con enjuague entre lotes, limpieza y re-esterilización. El cuarto tipo de re-utilización (que incorpora enjuague entre lotes, limpieza y re-esterilización) reduce aún más el riesgo de contaminación cruzada o lixiviación de derivados de las bacterias retenidas durante el enjuague y la limpieza. A pesar de la reducción del riesgo de contaminación, este tipo de re-utilización se hace más grave en términos de estrés potencial para el filtro y riesgo de daños al mismo que pueden no ser detectables mediante las pruebas de integridad de rutina. Además de enjuagar el líquido de proceso con un solvente adecuado, este tipo de re-utilización somete al filtro a un líquido de limpieza agresivo destinado a disolver o degradar los contaminantes retenidos. Debe determinarse la compa-tibilidad de la membrana del filtro y otros materiales com-ponentes no sólo para el líquido de proceso de lotes en esta situación sino que también deben considerarse los fluidos y regímenes de limpieza, el tiempo acumulado de contacto, etc. Los productos o agentes de limpieza residuales retenidos en el filtro debido a la falta de enjuague después de la limpieza y antes de la exposición al vapor de re-esterilización pueden ser más agresivos a la elevada temperatura de las condicio-nes del proceso de re-esterilización. Un ejemplo del impacto potencial de estas condiciones se presenta en el estudio del

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caso que se describe más adelante en este artículo.Uso intermitente. La quinta categoría de la re-utilización

implica una forma diferente de estrés ocasionada por el seca-do de la membrana entre lotes. Algunas membranas pueden ser dañadas por los reiterados ciclos de secado, en particular si son secadas en hornos de aire caliente. Los contaminantes residuales, fluidos de limpieza, o residuos pueden concentrarse en el filtro durante el secado, ejerciendo aún más estrés quí-mico sobre la membrana y comprometiendo su funcionalidad sin ser detectados por pruebas de integridad de rutina.

En cada uno de estos casos en que un usuario final considera la reutilización para economizar en los costos de filtración, corresponde que todas las condiciones de proceso y reutilización sean validadas apropiadamente en cuanto al desempeño del filtro y los lixiviables. Es de importancia crítica que no se encuentren comprometidas la capacidad del filtro para retener las bacterias y la capacidad de las pruebas de integridad del filtro para predecir la integridad del mismo.

Aplicaciones de reutilizaciónen servicios de líquidosEl riesgo de re-utilización, incluyendo la importancia

crítica del proceso de filtración, debe evaluarse para cada aplicación, además de las condiciones del proceso. Algunos procesos pueden ser considerados menos críticos que otros y pueden no requerir los niveles más altos de aseguramiento de la esterilización. Dichos procesos utilizan filtros de grado esterilizante para control de partículas y/o de carga biológica, pero no garantizan la esterilidad de los efluentes. En estas aplicaciones, un usuario puede considerar la reutilización de aquellos filtros de forma más agresiva. Otros procesos requie-ren un nivel razonable de aseguramiento de la esterilización, sugiriendo un mayor riesgo en la reutilización. Las aplicaciones más críticas requieren los más altos niveles de garantía de la esterilización alcanzables y se hacen a menudo mediante la combinación de filtros de grado esterilizante con el efluente de los filtros de control de carga biológica y, en algunos ca-sos, el uso de la filtración en serie con doble filtro de grado esterilizante de 0,2 μm, 0,2 μm a 0,1 μm, o doble de 0,1 μm. Con tal redundancia, puede haber un equilibrio entre la reuti-lización de filtros de corriente aguas arriba y filtros finales de uso único, o la re-asignación de los filtros finales del lote previo como filtros corriente arriba para lotes subsiguientes. En cada caso, cualquier percepción de ventaja económica por la reutilización de los filtros debe sopesarse contra el riesgo de falla, la que puede ser causada por conexión prematura, pérdida de la integridad, aumento de la contaminación de lixiviables o penetración bacteriana.

Ejemplos de aplicaciones para filtros de grado esterilizante utilizados tanto como filtros no esterilizantes de control de carga biológica o de partículas como esterilizantes o ambos, incluyen la filtración de: • Medios de cultivo para fermen-tadores o biorreactores de cultivos celulares • Aditivos para fermentadores o biorreactores • Suero para medios de cultivos celulares • Agua de proceso • Soluciones buffers de cro-matografía • Soluciones buffers de diafiltración • Solventes • Desinfectantes • Reserva de productos intermedios • Principios activos farmacéuticos no estériles (Active Pharma-


ceutical Ingredients - API) • Granel final de APIs estériles • Medios de cultivo estériles para validación de llenado aséptico • Inyectables esterilizados en forma terminal • Inyectables estériles llenados asépticamente • Soluciones tópicas y oftálmicas estériles llenadas asépticamente.

Cada una de estas aplicaciones tiene sus propios requerimientos y factores de riesgo para el control de carga biológica y/o filtración esterilizante. Además de las condiciones de reutilización (enjua-gue, limpieza, re-esterilización, secado), cada aplicación de re-utilización debe considerarse independientemente ba-sándose en su importancia crítica para el aseguramiento de la esterilización y cualquier otra influencia en el efluente filtrado.

Guías normativas sobre reutilización de los filtros de grado esterilizanteDirectrices de la FDA y la ICH. Una

revisión de las guías de la Administra-ción de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU. (Food and Drug Administra-tion - FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos (European Medicines Agency - EMEA), indica que no se tratan específicamente el uso y la reutilización de los filtros de grado esterilizante para APIs no estériles o productos farma-céuticos terminados no estériles (1-2). Esta orientación también se aplicaría a la utilización de filtros de grado es-terilizante en la fabricación de AIs no estériles y APIs de biotecnología desde la fermentación hasta la purificación corriente abajo, incluyendo los medios esterilizados por filtración, aditivos, buffers e intermediarios de proceso. Aunque el uso de filtros de grado es-terilizante en la elaboración de APIs no estériles y fármacos no estériles (es decir, para el control de carga biológi-ca) puede considerarse buena práctica de fabricación actual (cGMP), sólo se proporciona orientación específica para el uso y la reutilización de los filtros de grado esterilizante como guía para fármacos estériles.

Hay un aspecto de la ICH Q7A: Guía de Buenas Prácticas de Fabricación de Principios Activos Farmacéuticos que puede considerarse aplicable para la reutilización de los filtros de grado

esterilizante incluso con APIs no es-tériles. ICH Q7A establece: “El equipo debe estar construido de manera que las superficies de contacto con las materias primas, productos intermedios o APIs no alteren la calidad de los APIs y los productos intermedios más allá de la especificaciones oficiales u otras establecidas” (2). En virtud de esta orientación, el impacto potencial de los filtros de grado esterilizante en el API, incluidos los datos de sustancias extraíbles que pueden ser proporcio-nados por el fabricante del filtro, en los casos en que los filtros son reutilizados en la fabricación de la API, el usuario final también debería considerar el impacto potencial sobre el producto de las bacterias retenidas y del producto o residuos de agente de limpieza insufi-cientemente retirados de la superficie de filtro.

Con respecto a la fabricación de fármacos estériles, puede encontrarse en 21 CFR 211.65 (a) una declaración correspondiente sobre cGMP para los productos farmacéuticos terminados, que afirma:“El equipo debe construirse de manera tal que las superficies de con-tacto con los componentes, materiales en proceso, o los fármacos no sean reac-tivas, aditivas, o absortivas de modo que puedan alterar la seguridad, identidad, fuerza, calidad o pureza del fármaco más allá de los requisitos oficiales u otros establecidos“ (3).

La misma consideración se aplicaría para el impacto potencial de las super-ficies de los filtros re-utilizados.

La Guía para la Industria de Fárma-cos Estériles Producidos por Procesa-miento Aséptico – GMP actuales de la FDA presenta dos puntos de vista con respecto al uso y re-utilización de los filtros esterilizantes. Para los fármacos estériles, la guía establece, “Los filtros esterilizantes deben descartarse de for-ma rutinaria después del procesamiento de un lote único” (4). Aunque esta afir-mación parece no apoyar la reutilización de filtros, es seguida por la premisa, “Sin embargo, en aquellas instancias en las que el uso repetido pueda ser justificado, la validación del filtro estéril debe incorporar el número máximo de lotes a ser procesados”. Este concesión indica que cuando los filtros de grado esterilizante van a ser reutilizados, la


validación del proceso de esterilización por filtración debe evaluar el impacto de la limpieza y la re-esterilización en el proceso del usuario final. La guía continúa afirmando, “Es importante que la prueba de integridad sea realizada después de la filtración para detectar cualquier tipo de fugas o perforaciones del filtro que pudieran haber ocurrido durante la filtración”. Esta guía se apli-ca a lotes individuales y campañas de lotes. Es de interés crítico que la guía sugiere que las fugas o perforaciones del filtro presumiblemente capaces de comprometer el rendimiento de la esterilización serán detectadas por la prueba de integridad.

Guías europeas. La Comisión Eu-ropea en sus Guías para las Buenas Prácticas de Fabricación de Productos Medicinales para Uso Humano y Vete-rinario (Anexo I, sobre la Fabricación de Productos Medicinales Estériles), establece: “No debe utilizarse el mismo filtro durante más de un día de trabajo a menos que tal uso hubiera sido valida-do“ (5). Si bien esta afirmación parece permitir un uso prolongado y la reutili-zación potencial de filtros, la validación de proceso debe tomar en consideración cualquier efecto de la reutilización so-bre el filtro. La guía continúa afirmando, como en las Guías API, que, “El filtro no debe afectar el producto por eliminación de componentes desde el mismo o por la liberación de sustancias hacia él”. De nuevo, aquí debe considerarse la lixi-viación de contaminantes o residuos de limpieza desde los filtros usados antes de la re-utilización y debe validarse la ausencia de cualquiera de los efectos mencionados.

Recomendaciones de la Asociación de Fármacos Parenterales (Parenteral Drugs Association - PDA). Las reco-mendaciones para la industria sobre la re-utilización de filtros de grado este-rilizante hasta la fecha ha sido limitada. La primera edición del Informe Técnico 26 de la PDA, “Filtración de Líquidos de Grado Esterilizante” en 1988 se enfocó exclusivamente sobre la esterilización del fármaco final y no abordó la re-utilización de filtros de grado esterili-zante (6). La revisión de este documento de 2008 considera aplicaciones de los filtros de grado esterilizante en bio-tecnología y productos farmacéuticos

elaborados fuera de los EEUU, y esta-blece, “Los filtros esterilizantes deben descartarse en forma rutinaria después del procesamiento de un único lote”. Pero la revisión también amplía la guía de la FDA de procesamiento aséptico sobre la re-utilización declarando, “Sin embargo, en aquellas instancias donde el uso repetido pueda ser justificado, la validación del filtro estéril, incluyendo las pruebas de integridad del filtro, desafío bacteriano y limpieza, deben incorporar el número máximo de lotes a ser procesados” (6).

Como co-autor de ambos docu-mentos de la PDA, este autor apoya las recomendaciones de ésta de someter a los filtros en la medida de sus ciclos de re-utilización y de limpieza a un desafío bacteriano.

Observancia coercitiva de la FDA. La FDA ha hecho cumplir activamente sus directrices sobre la re-utilización de filtros bajo GMP. Una Carta de Adver-tencia de la FDA a un establecimiento de elaboración de productos farmacéuticos ha declarado: “Falla en validar el período extendido de re-utilización de los filtros (editado) utilizados para varias formu-laciones y lotes de diferentes productos inyectables. Los datos de la validación de enjuague fueron inadecuados para probar que los componentes residuales del lote previo fueron eliminados. Su respuesta (al 483) falla en asegurar que los productos (editado) no contienen residuos inaceptables de lotes previos de diferentes productos que utilizaron los mismos filtros. La inspección encontró datos inadecuados de validación de en-juague para apoyar que el residuo de fár-maco de los lotes previos fue eliminado. Estamos preocupados por la posibilidad de contaminación cruzada” (7).

Otra Carta de Advertencia de la FDA a un elaborador de productos oftálmicos estériles enuncia: “De acuerdo con el informe de la inspección del estable-cimiento, Ud. reutiliza los filtros este-rilizantes en la medida en que cumplen los estándares de integridad del filtro del fabricante de (editado) o por un máximo de su especificación interna de 50 re-utilizaciones.

Estamos preocupados acerca de la efectividad de sus filtros después de haber sido utilizados y autoclavados 50 veces. Entendemos que Ud. realiza


una prueba de integridad del filtro por el método (editado) antes y después de cada lote. Sin embargo, a fin de justi-ficar 50 re-utilizaciones nos gustaría ver estudios de validación de retención de bacterias utilizando el producto tanto bajo el uso inicial del filtro como después de la 50º re-utilización. Ade-más, no está claro para nosotros si Ud. ha realizado pruebas de sustancias extraíbles y lixiviables del filtro con producto. Si Ud. tiene estos datos, le pedimos que nos los proporcione. Si no, háganos saber cuando nos los podrá proporcionar” (8).

Un revisor de la FDA ha declarado públicamente que la re-utilización de filtros esterilizantes está “desaconse-jada para fármacos estériles”, mientras que simultáneamente reconoce que la re-utilización de filtros de grado este-rilizante es “común en la producción de API” (9). El revisor recomienda, “La validación de la retención microbiana debería incorporar procesos múltiples de esterilización y filtración” y “corre-lacionar la validación de la retención

microbiana, la prueba de integridad del filtro siguiente a múltiples ciclos de esterilización/re-utilización y la es-terilidad del API/producto” (9). La FDA está actualmente solicitando que los registros de lote indiquen cuando los filtros estériles hayan sido previamente re-utilizados, tal como lo declara en la observación 483 de Octubre de 2008 (10).

Validación de la re-utilización de filtrosSiguiendo las recomendaciones de

PDA y FDA, está indicado un programa de estudio multifase sobre la retención bacteriana para la validación de la filtración esterilizante con filtros re-utilizados. El Informe Técnico 26 de PDA (7,8) y las guías de procesamiento asép-tico de la FDA (4) actualmente requieren estudios de carga biológica preliminar de productos o fluidos de proceso para determinar la adecuabilidad de conducir estudios de retención bacteriana sobre discos de filtro de membrana utilizando tanto la bacteria de desafío estándar

Brevundimonas diminuta (ATCC19146) como un aislamiento de carga biológica bajo las condiciones del caso más desfa-vorable. Estas pruebas de desafío deben incluir lotes múltiples de membranas de filtros (habitualmente tres) y “al menos uno de los tres lotes de membrana utilizados para el estudio de validación de retención bacteriana deben tener un valor de pre-estudio o de prueba de integridad pre-utilización cercano a las especificaciones de prueba del fabricante” (es decir, representando la membrana menos retentiva) (6).

Un estudio de esta extensión debería ser suficiente para demostrar la capaci-dad de la membrana del filtro para este-rilizar el fármaco o el fluido de proceso en un solo uso. El estudio, sin embargo, no debería predecir el desempeño del filtro después de ciclos múltiples de lavado, re-esterilización y re-utilización. El desafío bacteriano debe realizarse sobre filtros de producción sujetos a las condiciones actuales, o preferentemen-te las más desfavorables que incorporen la extensión completa de ciclos de


limpieza, enjuague, o re-esterilización y re-utilización.

Los procesos de reutilización que vinculan lotes múltiples, tanto sin en-juague de filtro entre lotes como con enjuague con solvente entre lotes, pue-den a menudo llevarse a escala menor y modelarse en la mesada del laboratorio. Sin embargo, procesos de re-utilización más complejos, tales como los que abar-can ciclos múltiples de limpieza y re-esterilización, o secado entre campañas, son difíciles de simular en el laboratorio con filtros de disco, cápsula o aún de cartucho. En tales casos es preferible suplementar las pruebas de desafío de disco de lote único con una serie de desafíos bacterianos conducidos en filtros de cartucho de producción que hayan sido expuestos a la extensión completa del proceso actual de ciclos de uso, limpieza, re-esterilización y re-utilización.

Los cartuchos de producción ha-bituales son apropiados para esta se-gunda fase dado que la “membrana en el caso más desfavorable” es evaluada en el estudio inicial de disco y la prueba de los cartuchos de producción usados sirve para confirmar la compatibilidad del proceso tal como se mide mediante el mantenimiento de las propiedades de retención bacterianas. Tales pruebas pueden ser el único medio para determi-nar si las propiedades esterilizantes de un filtro permanecen sin afectarse por las condiciones de los múltiples ciclos de proceso de re-utilización. Las pruebas de integridad pueden ser insuficientes tal como lo demuestra el siguiente estudio de un caso.

Estudio de un caso: Riesgo de re-utilizaciónEl estudio de caso aquí descripto

pone de relieve un ejemplo del riesgo de la reutilización de los filtros de esterilización sin la realización de una validación completa de la re-utilización a escala de proceso Los detalles de los procesos específicos se excluyen para mantener la confidencialidad.

En este caso, una empresa farma-céutica estaba utilizando un cartucho filtrante de membrana de grado este-rilizante de gran área, plegado, para preparar un API estéril a granel de anti-bióticos en un disolvente para el cual el

filtro de membrana seleccionado tenía una compatibilidad algo limitada. La ca-pacidad limitada se estimó aceptable y no relacionada. Los filtros se enjuagaron con agua después de cada uso, seguido de limpieza con una solución cáustica. El cáustico fue enjuagado del filtro con agua (el grado de eliminación no fue cuantificado o validado). El filtro fue sometido luego a un ciclo de SIP entre cada uno de los lotes para los que fue re-utilizado. La integridad del filtro fue probada antes y después de cada lote y cumplió consistentemente el límite recomendado de la prueba de integridad para el número máximo de ciclos de reutilización especificados. Las pruebas de esterilidad de cada lote filtrado no tuvieron nada fuera de lo común, y no hubo informes sobre falta de esterilidad del producto.

Para suplementar el nivel de con-fianza proporcionado por pruebas de integridad del filtro y las pruebas de esterilidad de los lotes, el fabricante del fármaco llevó a cabo un desafío bacteriano en un filtro que había alcan-zado su vida máxima de reutilización especificada. Siguiendo las condiciones de desafío basadas en el Método de Prueba Estándar ASTM para la Deter-minación de la Retención Bacteriana de Filtros de Membrana Utilizados para la Filtración de Líquidos (11), se demostró la penetración bacteriana en el filtro. Se determinó que el filtro utilizado ya no cumplía la definición de un filtro de grado esterilizante (es decir, el 100% de retención bacteriana de B. diminuta a un nivel de desafío de > 107 UFC / cm2 de área efectiva de filtración) (4). La prueba de retención bacteriana del filtro reutilizado falló a pesar del hecho de que el filtro continuaba pasando las pruebas de integridad correlacionadas al 100% de retención bacteriana bajo condiciones de desafío comparables llevadas a cabo previamente en filtros sin uso por el fabricante del filtro.

Se hicieron varias observaciones claves a partir de este estudio. En primer lugar, después de la reutilización, el filtro aún mostraba una alta eficien-cia de retención de bacterias, pero ya no era capaz de cumplir la retención pretendida del 100% de B. diminuta y la definición normativa de filtro de grado esterilizante. En segundo lugar,

la baja carga biológica controlada en el producto, junto con las propiedades de retención del filtro reducidas, pero todavía significativas, fueron suficien-tes para prevenir la penetración bacte-riana detectable en el proceso, como lo evidencia el éxito de las pruebas de esterilidad y la ausencia de eventos de no esterilidad en el producto. En tercer lugar, el daño producido al filtro por el proceso de reutilización no fue detectable por una prueba estándar de integridad del filtro.

Esta tercera observación puede parecer contradictoria a quienes creen que la pruebas de integridad del filtro pueden detectar cualquier caso de po-ros agrandados, fugas, o defectos que pueden comprometer el rendimiento del filtro esterilizante. La correlación de dichas pruebas como flujo difusivo o punto de burbuja se basan en desafíos bacterianos realizados en filtros intac-tos y en membranas o cartuchos con daños o defectos reales ocasionados durante la fabricación, manipulación y la instalación del filtro. La población de filtros sometida a validación de re-tención bacteriana del fabricante para el filtro y los estudios de correlación de pruebas de integridad no incluye los filtros con daños causados por incompatibilidades de proceso por la reutilización realizada por el usuario fi-nal. Estas incompatibilidades se pueden producir con limpieza, re-esterilización y re-utilización no validadas.

Limitaciones de las pruebas de integridadLas membranas de los filtros a me-

nudo son consideradas como capilares cilíndricos múltiples, en los cuales la retención de bacterias se rige única-mente por el tamaño de exclusión de las bacterias incidentes que son más grandes que los poros más grandes de la membrana.

En virtud de este modelo, los ensayos del tipo punto de burbuja pueden indicar la presencia de poros excesivamente grandes o defectos (es decir, agujeros, bypass de sello) en la membrana y las pruebas de flujo difusivo pueden pro-porcionar una medición cuantitativa del flujo que demuestre la ausencia de poros excesivamente grandes o defectos.


La retención de bacterias a través de membranas microporosas, sin em-bargo, no es únicamente una función de la exclusión por tamaño por poros cilíndricos más pequeños que la bac-teria incidente. Otras propiedades de las membranas pueden contribuir a la retención, tales como la forma y la tortuosidad de la estructura porosa, el espesor de la membrana (es decir, la longitud de la trayectoria del flujo a través de los poros de la membrana desde aguas arriba arriba hacia aguas abajo), y las fuerzas de adsorción, que pueden producirse entre las bacterias y las paredes de cualquier poro lo su-ficientemente grande para la inserción de las bacterias. Los ensayos de tipo de flujo difusivo y de punto de burbuja no son completamente capaces de detectar cambios en estos factores secundarios de retención. La degradación de estas condiciones habitualmente no ocurre en un proceso de fabricación validado de membrana y la limitación de las pruebas de integridad para detectar las desvia-ciones en estas variables de retención puede ser menospreciada.

El análisis de la fallas de los cartu-chos filtrantes plegados re-utilizados identificó finalmente la causa raíz de la penetración del filtro. El daño in-currido durante los múltiples ciclos de reutilización se manifestó mediante de-gradación química de la membrana, los que resultó en un adelgazamiento que se localizó en la cresta de los pliegues del cartucho filtrante, como se muestra en la Figura 1.

El daño químico localizado y el adel-gazamiento de las crestas del pliegue es típicamente indicativo de secado

parcial del filtro por medio del cual los componentes del fluido capaces de atacar químicamente a la membrana bajo condiciones de vapor caliente es-tán concentrados en las crestas de los pliegues durante la evaporación desde esos puntos. En este caso, la degrada-ción parcial del grosor de la membrana fue atribuida a exposición a cáusticos calientes durante la fase de re-esteri-lización SIP del ciclo de re-utilización. La presencia de cáusticos residuales previa a la SIP fue atribuida a enjuague insuficiente del agente cáustico de lim-pieza, por medio del cual la subsiguiente evaporación del agua desde el cartucho antes de la re-esterilización causó con-centraciones aumentadas del cáustico en las crestas del pliegue durante la fase de re-esterilización SIP del ciclo de re-utilización. La elevada temperatura del vapor sobre el cáustico residual concentrado en las crestas del pliegue causó luego la degradación química acelerada de la cara de la superficie en las ubicaciones antes mencionadas.

El compromiso en el espesor de la membrana en estas regiones locali-zadas fue suficiente para permitir la penetración bacteriana. Sin embargo, dado que el daño no se extendió a toda la membrana (no había agujeros ni poros agrandados), y las áreas delgadas estaban limitadas a un área total muy pequeña en las crestas de los pliegues, las medidas de las pruebas del tipo punto de burbuja y la prueba de difusión de flujo no excedieron sus límites de aprobación/falla.

Como se ilustra en la Figura 2, la prueba de punto de burbuja sólo puede detectar defectos del tipo de un orificio

en todo el espesor. Las pruebas del tipo de flujo difusivo pueden proporcionar valores que se relacionan en principio, al espesor de la membrana, pero fueron in-capaces de detectar las limitadas áreas adelgazadas aisladas en algunas de las crestas de los pliegues en este caso. Las áreas delgadas no fueron detectadas porque no elevaron la difusión del flujo en forma que excediera el límite de la prueba de flujo.

Limpieza de cartuchos filtrantesLa limpieza es un tema complejo

que va más allá de un simple enjuague y re-utilización. La limpieza involucra la remoción de todos los materiales residuales del lote previo del sistema completo, incluyendo todas la tubu-laduras, tanques, válvulas y filtros. Un flujo de agua para inyección (WFI) (o flujo de solvente puro) siguiente al en-juague final debe mostrar que el sistema está limpio a un nivel pre-definido de limpieza utilizando métodos analíticos validados. Si se utiliza cualquier material de limpieza in situ (clean in place - CIP), éste también debe ser enjuagado por completo.

Debe tenerse en mente que la limpie-za puede conducir a que el material de los tanques y tubos corriente arriba sea filtrado y permanezca sobre los filtros. Esta retención puede dar como resul-tado una lixiviación en el próximo lote de producto. Es responsabilidad de cada usuario desarrollar y validar un método apropiado de limpieza. Los usuarios de-ben consultar a los fabricantes de filtros sobre la adecuabilidad de los protocolos de limpieza previstos.

Diagrama de la sección de un filtro de membrana plegado mostrando las ubicaciones de degradación parcial del espesor de la membrana sobre las crestas de los pliegues ocurrida durante la limpieza y re-esterilización inadecuadas.

FIGU

RA 1

El daño de la membrana durante la re-utilización puede ser detectable o no detectable mediante las pruebas de integridad de filtros del tipo de flujo difusivo (Forward-Flow,FF) o punto de burbuja (Bubble Point, BP)

FIGU

RA 2

Núcleo

Estructura externaCapa

soporte

Capa de drenaje

Medio de filtración

Flujo

Membrana intacta confirmada por FF o BP

Defecto por orificio / fisura / bypass detectable por FF o BP

Adelgazamiento grosero detectado por FF pero no BP

Áreas adelgazadas limitadas no detectables por FF ni BP


Con respecto a la CIP de un filtro utilizado para procesamiento de lí-quidos, hay varios puntos adicionales a considerar: • Algunos líquidos de proceso pueden promover el desarrollo bacteriano, los cual puede provocar la aparición de endotoxinas pirógenas bac-terianas en el filtro como un producto de degradación derivado de las células bacterianas retenidas. Los niveles de en-dotoxina deben mantenerse bajos. Por consiguiente, el arrastre de cualquier fluido que promueva el crecimiento bacteriano de un ciclo de producto al próximo es problemático. • Toda vez que el filtro tiene cualquier cantidad apreciable de obstrucción (es decir, bajo caudal o elevada diferencial de presión), los poros tapados no permiten el pasaje fácil de líquido y debido a esto dificultan el acceso de las soluciones de limpieza a los poros obstruidos. • El líquido de limpieza fluirá preferentemente a través de las trayectorias limpias, dejando los recorridos “más sucios” virtualmente sin afectar. • Algunos residuos de pro-ductos y componentes de soluciones de

limpieza siempre permanecen sobre el filtro en alguna medida. Cualquier pro-ceso de limpieza necesita ser definido en términos de los límites aceptables de material residual lixiviable detectado por una prueba definida validada.

La limpieza y re-utilización de de un filtro en aplicaciones farmacéuticas puede ser más o menos dificultosa dependiendo de la magnitud de los siguientes factores: • Niveles de carga biológica bacteriana en la alimentación • Actividad de apoyo del crecimiento del producto • Obstrucción del filtro • Actividad biológica del producto, com-ponentes del producto o derivados. • Resistencia del producto, componentes del producto o derivados a la solubi-lización • Adherencia del producto, componentes del producto o derivados al material del filtro • Dificultad para seleccionar un método aséptico o inhibidor del crecimiento compatible con el producto para la conservación del filtro.

Estos riesgos proporcionan una base racional para el uso único de filtros

descartables. A menudo, cuando se toman en consideración los riesgos, el fármaco o el fluido de proceso es signi-ficativamente más costoso que el filtro y el riesgo de la calidad del producto o la seguridad del paciente es demasiado grande para hacer que la re-utilización del filtro sea atractiva.

ConclusiónLa re-utilización de cualquier equipo

descartable está sujeta a riesgos y pe-ligros que deben ser controlados para asegurar que el equipamiento permanece seguro y efectivo y continúa cumplien-do las especificaciones del fabricante y los requerimientos para su uso. Las consideraciones siguientes pretenden solamente identificar algunos de los riesgos asociados con la re-utilización de filtros de grado esterilizante. Estos conceptos no deben interpretarse como universalmente aplicables en todas las circunstancias, dado que no liberan al usuario de la responsabilidad completa por la re-utilización múltiple de estos productos.


Los sistemas de reprocesamiento para filtros de grado esterilizante pue-den incluir equipamiento para lavar, limpiar y re-esterilizar los filtros.

Cada pieza de equipamiento utili-zada para el reprocesamiento debe ser apropiadamente diseñada, construida y validada. Los grados del agua y otros fluidos utilizados en el reprocesamien-to deben especificarse en el archivo maestro. Todos los productos químicos utilizados en el reprocesamiento y to-dos los efluentes del filtro, incluyendo residuos de fármaco, deben ser manipu-lados y desechados en cumplimiento de los requerimientos locales, nacionales y regionales para seguridad ambiental y del operador. La documentación debe registrar con exactitud los procesos llevados a cabo y los resultados de las pruebas de desempeño y seguridad del filtro.

Deben realizarse pruebas de inte-gridad, ausencia de pirógenos y eli-minación de los residuos de fluidos o derivados previos para filtros validados antes de la re-utilización. La prueba de validación se ejecuta para establecer el rendimiento y los límites de tiempo para filtros esterilizantes re-utilizados en cada proceso de elaboración. La va-lidación debe seguir las guías de la FDA para procesamiento aséptico en el cual factores tales como el pH, viscosidad, caudal, presión, temperatura, compa-tibilidad química y efectos de shock hidráulico deben considerarse cuando se establecen límites para la re-utilización múltiple de filtros.

Además, deben instituirse los con-troles y mantener los documentos para asegurar que los filtros que contengan residuos de producto o de agentes de limpieza que pudieran afectar adversa-mente la calidad, seguridad o eficacia

del fármaco efluente no sean utilizados en lotes subsiguientes. A diferencia de los datos del fabricante del filtro, los datos de las propiedades de retención, pirogenicidad y residuos lixiviables del filtro re-utilizado son específicos para cada usuario de proceso y condiciones de uso. A pesar de estas precauciones y de los riesgos involucrados, algunas compañías farmacéuticas practican actualmente la re-utilización de filtros esterilizantes porque han desarrollado protocolos específicos de producto y proceso para la re-utilización.

Las directrices regulatorias des-alientan la re-utilización de filtros, particularmente para fármacos esté-riles. Cuando se justifique, los filtros esterilizantes pueden ser re-utilizados en algunos casos, pero su re-utilización debe estar validada para no comprome-ter el rendimiento del filtro esterilizante o la calidad del filtrado. Además de los estudios básicos de validación de esterilización, como se recomienda en el Informe Técnico 26 de la PDA y las guías de procesamiento aséptico de la FDA, la validación de filtros con re-utilización múltiple debe incluir el estudio completo de los filtros expues-tos al número máximo de ciclos de limpieza, re-esterilización, secado y re-utilización especificados. Tales pruebas deben incluir desafíos bacterianos así como también pruebas de integridad del filtro. Estas pruebas deben evaluar la compatibilidad química del filtro con los fluidos del proceso y las condiciones del ciclo de re-utilización, la validez de los límites de las pruebas de integridad bajo las condiciones de re-utilización, e incluir un análisis químico de los efluen-tes de enjuague para calificar cualquier lixiviado de residuos de bacterias, pro-ducto o agentes de limpieza.

Sudamerica

No se puede confiar en las pruebas de integridad solas para predecir el rendimiento de esterilización de los filtros re-utilizados sin una validación adecuada de desafío bacteriano utili-zando cartuchos filtrantes.

Finalmente, los usuarios deben consi-derar cuidadosamente el nivel de riesgo y los costos de validación involucrados en la re-utilización satisfactoria de filtros esterilizantes versus la economía aparente de la re-utilización de filtros cuando se diseñan y califican procesos de esterilización por filtración PT

Referencias1. FDA, Q7A: Guidance for Industry: Good Manufactu-

ring Practice Guidance for Active Pharmaceutical Ingredients (Rockville, MD, August 2001).

2. EMEA, Note for Guidance on Good Manufacturing Practice for Active Pharmaceutical Ingredients (London, November 2000).

3. “Current Good Manufacturing Practice for Finished Pharmaceuticals: Equipment Construction” in Code of Federal Regulations, Title 21, Food and Drugs (Government Printing Office, Washington, DC), Part 211, Subpart D, Section 211.65.

4. FDA, Guidance for Industry: Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing: Good Manufactu-ring Practice (Rockville, MD, Sept. 2004).

5. Comisión Europea, EU Guidelines to Good Manu-facturing Practice—Medicinal Products for Human and Veterinary Use, Annex 1, Manufacture of Steri-le Medicinal Products (Rev., Brussels, Feb. 2008).

6. PDA, “Sterilizing Filtration of Liquids,” Technical Report No. 26 (1998), Revised, 2008, in press.

7. FDA, CDER Warning Letter, Sept. 24, 1999, acces-sible en www.fda.gov/foi/warning_letters/archive/M3132n.pdf , accedido Oct. 20, 2008.

8. FDA, CDER Warning Letter, Aug. 16, 2005, accessible en www.fda.gov/foi/warning_letters/archive/g5463d.htm , accedido Oct. 20, 2008.

9. N. Sweeney, “Sterility Assurance: Optimization of Sterility Assurance Submissions,” presentado en Generic Pharmaceutical Association (GPhA) Fall Technical Conference, Bethesda, MD, Oct. 11, 2007.

10. Comunicación personal.11. ASTM, “F838-83 Standard Test Method for Deter-

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Documents

Consideraciones sobre la reutilización de filtros de grado esterilizante