Produits pharmaceutiques
Activité de l'eau USP 922 standard en pharmacie
Though rarely mentioned in industry headlines, new water activity technologies and applications have steadily accumulated and gained acceptance. In recent years, water activity has joined the ranks of long-favored methods like Karl Fischer titration, HPLC, GC, and others in the pharma industry – and the development pipeline is more productive because of it. With water activity’s greater popularity has come new regulations and standards. The latest related standard—US Pharmacopeia (USP) General Chapter <922> “Water Activity”—has been finalized and will be published in May 2021.
Pourquoi l'activité de l'eau ?
Plutôt que de mesurer la quantité totale d'eau dans un système, l'activité de l'eau mesure la quantité d'eau non liée et libre de réagir avec d'autres substances.
À première vue, les implications peuvent sembler insignifiantes. Dans la pratique, elles sont considérables. L'activité de l'eau a une influence claire et directe sur la croissance microbienne, la dégradation des API, la stabilité des produits et les taux de dissolution. En outre, l'activité de l'eau est généralement une méthode plus accessible et plus directe pour comprendre ces facteurs que d'autres mesures analytiques nécessitant plus de temps et d'expertise.
Une nouvelle réglementation reconnaît la polyvalence de l'activité aquatique
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:
- Fournir un outil permettant de justifier la réduction de la fréquence des tests de limites microbiennes et du dépistage des micro-organismes indésirables
- Optimisation des formulations de produits pour améliorer l'efficacité antimicrobienne des systèmes de conservation
- Réduire la dégradation des ingrédients pharmaceutiques actifs dans les formulations de produits sensibles à l'hydrolyse chimique
- Réduire la sensibilité des formulations (en particulier les liquides, les pommades, les lotions et les crèmes) à la contamination microbienne.
Le chapitre fait également référence à plusieurs méthodes de détermination de l'activité de l'eau dans les méthodes officielles d'analyse de l'AOAC International.
Soutenant la reconnaissance de l'activité de l'eau par l'USP, l'ICH a fourni des informations supplémentaires à l'appui de l'utilisation de l'activité de l'eau dans les questions Q1A et Q6A et dans les arbres de décision qui leur sont associés.
Au fil du temps, l'acceptation s'est accrue et l'on s'est rendu compte que si l'activité de l'eau permet de gagner beaucoup de temps dans les tests microbiens, le potentiel d'applications rentables dans les tests de qualité, la R&D et d'autres domaines est tout aussi important.
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.”
Nouvelles technologies acceptées, nouvelles applications découvertes
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.
L'une de ces avancées est l'adoption du laser à diode accordable (TDL). Capable d'isoler la signature de l'eau au niveau moléculaire, le TDL permet aux spécialistes des matériaux d'effectuer des mesures rapides et directes de substances hautement volatiles auparavant illisibles. Les chercheurs peuvent ainsi utiliser un plus grand nombre de substances pour tester la formation d'hydrates et la stabilité des API sans les risques associés à l'utilisation de données théoriques.
D'autres nouveaux instruments intègrent l'apprentissage automatique et l'IA pour fournir des relevés en beaucoup moins de temps - alors que les anciens instruments nécessitaient jusqu'à 20 minutes, les nouveaux produisent des mesures précises en un peu plus d'une minute. Dans les applications nécessitant des mesures répétées, les gains de temps sont considérables.
Au-delà de la réduction du risque microbien et de l'accélération de la recherche sur la stabilité des IPA, l'activité de l'eau est désormais utilisée pour maximiser l'efficacité des excipients, développer et évaluer l'emballage, atteindre une dureté idéale des comprimés, influencer les taux de dissolution et bien plus encore.
Remplacement de Karl Fischer et d'autres méthodes
À mesure que les applications de l'activité de l'eau se multiplient, certaines commencent à se superposer à des méthodes de mesure plus anciennes. Souvent, l'investissement dans la formation et la validation entrave l'adoption de l'activité de l'eau dans un nouveau rôle, mais à long terme, la vitesse, la précision et l'utilité de l'activité de l'eau apportent des bénéfices significatifs.
Le remplacement du titrage Karl Fischer est l'exemple le plus évident, mais peut-être le plus mal compris. Les études scientifiques concluent que l'activité de l'eau est un bien meilleur indicateur de la sécurité et de la stabilité des produits que la teneur en eau selon Karl Fischer. Malgré cela, des idées fausses persistent, peut-être parce que la relation entre la teneur en eau et l'activité de l'eau peut être contre-intuitive.
Un produit dont la teneur globale en eau est élevée peut avoir une activité de l'eau très faible, ou l'inverse, ce qui est un facteur clé en ce qui concerne les taux de réaction chimique et biologique.
L'activité de l'eau ne fournit pas les mêmes informations que Karl Fischer, mais elle fournit des informations plus utiles. Les résultats seront différents, mais une fois compris, ils fourniront de meilleures corrélations avec la sécurité microbienne, la stabilité chimique et les propriétés physiques. De plus, les instruments de mesure de l'activité de l'eau ne nécessitent généralement pas de formation approfondie et laissent relativement peu de possibilités d'erreurs pendant les tests.
Bien que la relation entre l'activité de l'eau et d'autres mesures telles que la HPLC ou la GC soit différente, bon nombre des mêmes avantages s'appliquent : moins de formation, des résultats plus rapides, des mesures plus directes, moins de risque de mauvaise utilisation de l'instrument et pas de nécessité d'utiliser des produits chimiques dangereux.
Potentiel de nouvelles applications
L'activité de l'eau est plus qu'un outil permettant de respecter les normes réglementaires. Au cours des dernières années, elle a contribué à stimuler l'innovation, à améliorer la productivité scientifique et à raccourcir le pipeline de médicaments dans plusieurs des plus grandes entreprises pharmaceutiques du monde - et il reste encore beaucoup d'autres applications à découvrir.
Références connexes
Enigl, Davin C., et Kent M. Sorrells. "Water activity and self-preserving formulas" (Activité de l'eau et formules d'auto-préservation). Cosmetic Science And Technology Series (1997) : 45-74.
Friedel, R. R. "The application of water activity measurement to microbiological attributes testing of raw materials used in the manufacture of non sterile pharmaceutical products". In Pharmacopeial forum, vol. 25, no. 5, pp. 8974-8981. Convention pharmacopée des États-Unis, 1999. Lien vers l'article.
Heidemann, D. R., et P. J. Jarosz. "Preformulation Studies Involving Uptake in Solid Dosage Forms" (Études de préformulation impliquant l'absorption dans les formes de dosage solides). Pharmaceutical Research 8, no. 3. (1991) : 292-97. Lien vers l'article.
Pader, Morton. Produits et pratiques d'hygiène bucco-dentaire. Dekker, 1988. Lien vers le livre.
Pader, M. "Glycerine in oral care products". Cosmetic science and technology series 11 (1991) : 381-393. Lien vers l'article.
