Wasseraktivität 922 – Standard in der Pharmabranche

Warum Wasseraktivität?

Anstatt die Gesamtwassermenge in einem System zu messen, Wasseraktivität , wie viel von diesem Wasser ungebunden ist und frei mit anderen Stoffen reagieren kann.

Auf den ersten Blick mögen die Auswirkungen unbedeutend erscheinen. In der Praxis sind sie jedoch beträchtlich. Wasseraktivität hat einen eindeutigen und direkten Einfluss auf Mikrobielles Wachstum, den Abbau von Wirkstoffen, die Produktstabilität und die Auflösungsraten. Darüber hinaus Wasseraktivität im Allgemeinen eine leichter zugängliche und direktere Methode zum Verständnis dieser Faktoren als andere, zeit- und fachkenntnisintensivere analytische Messungen.

Neue Vorschriften würdigen die Vielseitigkeit Wasseraktivität

More than a decade ago, the USP introduced General Chapter <1112>, the pharmaceutical industry’s first significant approval of water activity. The chapter describes water activity as an aid to:

• Bereitstellung eines Instruments zur Begründung der Reduzierung der Häufigkeit von mikrobiellen Grenzwerttests und Screenings auf unerwünschte Mikroorganismen
• Optimierung von Produktformulierungen zur Verbesserung der antimikrobiellen Wirksamkeit von Konservierungssystemen
• Verringerung des Abbaus von pharmazeutischen Wirkstoffen in Produktformulierungen, die anfällig für chemische Hydrolyse sind
• Verringerung der Anfälligkeit von Formulierungen (insbesondere Flüssigkeiten, Salben, Lotionen und Cremes) für mikrobielle Kontamination

In diesem Kapitel wird zudem auf mehrere Methoden zur Bestimmung Wasseraktivität verwiesen, die Wasseraktivität den „Official Methods of Analysis“ der AOAC International beschrieben sind.

Zur Unterstützung der Anerkennung der Wasseraktivität durch die USP hat die ICH Wasseraktivität Q1A, Q6A und den dazugehörigen Entscheidungsbäumen zusätzliche Informationen bereitgestellt, die die Verwendung der Wasseraktivität untermauern.

Im Laufe der Zeit hat die Akzeptanz zugenommen, und damit ist auch die Erkenntnis gewachsen, dass Wasseraktivität zwar bei mikrobiologischen Untersuchungen erhebliche Wasseraktivität , das Potenzial für gewinnbringende Anwendungen in der Qualitätsprüfung, der Forschung und Entwicklung sowie in anderen Bereichen jedoch ebenso groß ist.

More recently, USP has introduced two more water activity-related chapters – USP <795> and a draft of <922>. The former focuses on microbial growth and preservative efficacy, while the latter “is intended to provide guidance for performing measurements of water activity,” and will “specify methods for qualification of instruments, calibration of instruments, methods for performing water activity measurements, and reporting of results.”

Neue Technologien akzeptiert, neue Anwendungen entdeckt

Technological innovation hasn’t slowed its pace since the introduction of USP <1112>, and water activity instruments have seen the benefits. Significant advances have been made – both adding new methods for measurement and improving existing ones.

Ein solcher Fortschritt ist der Einsatz des regelbarer Diodenlaser TDL). Da der TDL in der Lage ist, die charakteristischen Merkmale von Wasser auf molekularer Ebene zu isolieren, ermöglicht er Materialwissenschaftlern schnelle und direkte Messungen von bisher nicht messbaren, hochflüchtigen Substanzen. Dadurch können Forscher ein breiteres Spektrum an Substanzen nutzen, um die Hydratbildung und die API-Stabilität zu untersuchen, ohne die Risiken, die mit der Verwendung theoretischer Daten verbunden sind.

Andere neue Geräte nutzen maschinelles Lernen und KI, um Messwerte in viel kürzerer Zeit zu liefern – während ältere Geräte bis zu 20 Minuten benötigen, liefern die neueren Geräte präzise Messwerte in etwas mehr als einer Minute. Bei Anwendungen, die wiederholte Messungen erfordern, ist die Zeitersparnis erheblich.

Neben der Verringerung mikrobiologischer Risiken und der Beschleunigung der Stabilitätsforschung für Wirkstoffe Wasseraktivität mittlerweile auch genutzt, um die Wirksamkeit von Hilfsstoffen zu maximieren, Verpackungen zu entwickeln und zu bewerten, die ideale Tablettenhärte zu erreichen, die Auflösungsgeschwindigkeiten zu beeinflussen und vieles mehr.

Ersatz für Karl Fischer und andere Methoden

Da die Anwendungsbereiche der Wasseraktivität , überschneiden sich einige davon zunehmend mit bereits seit längerem etablierten Messverfahren. Oftmals behindern die Investitionen in Schulungen und Validierung die Einführung Wasseraktivitätin einer neuen Rolle, doch langfristig Wasseraktivität die Geschwindigkeit, Genauigkeit und Nützlichkeit der Wasseraktivität erhebliche Vorteile Wasseraktivität .

Das Ersetzen der Karl-Fischer-Titration ist das offensichtlichste Beispiel, wird aber vielleicht am meisten missverstanden. Wissenschaftliche Untersuchungen kommen zu dem Schluss, dass Wasseraktivität ein weitaus besserer Indikator für die Produktsicherheit und -stabilität Wasseraktivität als der Karl-Fischer-Wassergehalt. Dennoch halten sich die Missverständnisse hartnäckig – möglicherweise, weil der Zusammenhang zwischen Feuchtigkeitsgehalt und Wasseraktivität nicht intuitiv Wasseraktivität .

Ein Produkt mit einem hohen Gesamtwassergehalt kann eine sehr niedrige Wasseraktivität aufweisen oder umgekehrt – ein entscheidender Faktor, wenn es um chemische und biologische Reaktionsgeschwindigkeiten geht.

Wasseraktivität dieselben Informationen wie die Karl-Fischer-Methode, bietet jedoch nützlichere Erkenntnisse. Die Ergebnisse sehen zwar anders aus, liefern aber – sobald man sie verstanden hat – bessere Korrelationen zur mikrobiologischen Sicherheit, zur chemischen Stabilität und zu den physikalischen Eigenschaften. Darüber hinaus erfordern Wasseraktivität in der Regel keine umfangreiche Einweisung und lassen vergleichsweise wenig Raum für Fehler bei der Messung.

Auch wenn sich Wasseraktivitätvon anderen Messverfahren wie HPLC oder GC unterscheidet, gelten doch viele der gleichen Vorteile: geringerer Schulungsaufwand, schnellere Ergebnisse, direktere Messungen, geringeres Risiko einer falschen Bedienung der Geräte und kein Bedarf an gefährlichen Chemikalien.

Potenzial für neue Anwendungen

Wasseraktivität mehr als nur ein Instrument zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. In den letzten Jahren hat sie dazu beigetragen, Innovationen voranzutreiben, die wissenschaftliche Produktivität zu steigern und die Entwicklungspipeline bei vielen der weltweit größten Pharmaunternehmen zu verkürzen – und es gibt noch viele weitere Anwendungsmöglichkeiten, die es zu entdecken gilt.

Verwandte Referenzen

Enigl, Davin C. und Kent M. Sorrells.Wasseraktivität selbstkonservierende Rezepturen.“ Cosmetic Science And Technology Series (1997): 45–74.

Friedel, R. R. „Die Anwendung der Wasseraktivität bei der Prüfung mikrobiologischer Eigenschaften von Rohstoffen, die bei der Herstellung nichtsteriler pharmazeutischer Produkte verwendet werden.“ In: Pharmacopeial Forum, Bd. 25, Nr. 5, S. 8974–8981. United States Pharmacopeial Convention, 1999. Link zum Artikel.

Heidemann, D. R. und P. J. Jarosz. „Preformulation Studies Involving Uptake in Solid Dosage Forms” (Vorformulierungsstudien zur Aufnahme in festen Darreichungsformen). Pharmaceutical Research 8, Nr. 3. (1991): 292–97. Link zum Artikel.

Pader, Morton. Mundhygieneprodukte und -praxis. Dekker, 1988. Link zum Buch.

Pader, M. „Glycerin in Mundpflegeprodukten.“ Kosmetikwissenschaft und -technologie, Reihe 11 (1991): 381–393. Link zum Artikel.

‍