Công nghệ phân tích quy trình (PAT)- Bước đột phá trong ngành công nghiệp dược phẩm

Trungtamthuoc.com - Công nghệ phân tích quy trình (PAT) là một phương pháp hiện đại trong sản xuất dược phẩm nhằm cải thiện hiểu biết và kiểm soát quy trình. Bằng cách tích hợp các công cụ và chiến lược phân tích hiện đại, PAT giúp theo dõi các tham số quan trọng, từng bước của quy trình sản xuất, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu suất. Vậy để hiểu thêm về công nghệ phân tích quy trình hãy cùng Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1 Công nghệ phân tích quy trình (PAT) là gì?

Công nghệ phân tích quy trình (PAT) là một loại hệ thống kiểm soát quy trình tiên tiến sử dụng các kỹ thuật phân tích tiên tiến để để đánh giá và kiểm soát các quy trình sản xuất, kiểm định chất lượng. Nó liên quan đến việc sử dụng kỹ thuật mô hình hóa để tối ưu hóa hiệu suất quy trình, dự đoán lỗi thiết bị và nâng cao hiệu quả quy trình. 

PAT được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dược phẩm, dược phẩm sinh học và chế biến hóa chất. Công nghệ này mang lại những lợi ích đáng kể, bao gồm giảm chi phí sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng độ an toàn trong quy trình.

2 Sự ra đời của công nghệ phân tích quy trình (PAT)

Năm 2002, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ FDA đưa ra một sáng kiến mang tên 'cGMP dược phẩm cho thế kỷ 21: Phương pháp tiếp cận dựa trên rủi ro' với mục tiêu cải thiện quá trình phát triển, sản xuất và kiểm định chất lượng của dược phẩm thông qua việc áp dụng kiến thức khoa học và kỹ thuật tiên tiến trong quá trình phát triển sản phẩm, phân tích quy trình và kiểm soát quy trình. Dựa trên sáng kiến này, FDA đã công bố hướng dẫn cho ngành công nghiệp dược phẩm có tên 'PAT - Thúc đẩy sự phát triển, sản xuất và đảm bảo chất lượng Dược phẩm đổi mới,' mô tả một khung pháp lý nhằm thúc đẩy sự đổi mới và phát triển trong ngành dược phẩm.

Khung công nghệ phân tích quy trình (PAT) được FDA đề xuất lần đầu tiên vào năm 2002 và xuất hiện dưới dạng hướng dẫn dự thảo vào năm 2003, trước khi được công bố như hướng dẫn cuối cùng vào năm 2004. Sau đó, tài liệu cuối cùng đã được Tổ chức Hợp tác Quốc tế về Đăng ký Dược phẩm (ICH) xem xét và chấp thuận dưới tên gọi ICH-Q8 vào năm 2005, nhằm sử dụng toàn cầu.^[1]

3 Mục tiêu của công nghệ phân tích quy trình (PAT)

Mục tiêu của Công nghệ phân tích quy trình (PAT) là cải thiện, kiểm soát các quy trình sản xuất dược phẩm, bao gồm:
:

Giám sát theo thời gian thực: PAT nhằm mục đích cho phép giám sát theo thời gian thực các thông số quy trình quan trọng (CPP) và các biến số liên quan khác trong quá trình sản xuất dược phẩm. Dữ liệu thời gian thực này cho phép hiểu rõ hơn và kiểm soát các quy trình sản xuất.

Đảm bảo chất lượng: PAT nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đảm bảo chất lượng trong toàn bộ quá trình sản xuất. Bằng cách liên tục theo dõi và kiểm soát các thông số quan trọng, PAT giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm, giảm khả năng xảy ra lỗi và sai lệch so với các thông số kỹ thuật mong muốn.

Phương pháp tiếp cận dựa trên rủi ro: PAT thúc đẩy cách tiếp cận dựa trên rủi ro trong phát triển và sản xuất dược phẩm. Nó khuyến khích việc xác định và hiểu biết về các rủi ro tiềm ẩn trong các quy trình và tập trung nguồn lực vào việc kiểm soát và giảm thiểu những rủi ro đó để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Hiểu rõ và tối ưu hóa quy trình: PAT khuyến khích sự hiểu biết sâu sắc hơn về mối quan hệ giữa nguyên liệu thô, thông số quy trình và sản phẩm cuối cùng. Sự hiểu biết này tạo điều kiện tối ưu hóa quy trình, dẫn đến cải thiện hiệu quả, tính nhất quán trong sản xuất

Tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất liên tục: PAT hỗ trợ việc áp dụng các quy trình sản xuất liên tục trong ngành dược phẩm. Sản xuất liên tục mang lại những lợi thế như tăng tính linh hoạt, giảm chất thải và chu kỳ sản xuất nhanh hơn, đồng thời PAT đóng vai trò quan trọng trong việc cho phép và tối ưu hóa các quy trình liên tục này.

Có thể nói ngành công nghiệp dược phẩm đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người, do đó tính chính xác, an toàn và sự nghiêm ngặt trong quy trình sản xuất được đặt lên hàng đầu. Công nghệ phân tích quy trình (PAT) ra đời nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó giúp giảm thiểu sự rủi ro, nâng cao tính chính xác, chất lượng của sản phẩm cũng như tăng hiệu suất sản xuất sản phẩm.

4 Các công cụ được sử dụng trong công nghệ phân tích quy trình PAT

Công nghệ phân tích quy trình (PAT) sử dụng nhiều công cụ khác nhau để giám sát, kiểm soát và tối ưu hóa quy trình sản xuất dược phẩm. Những công cụ này cung cấp dữ liệu theo thời gian thực và thông tin chuyên sâu về các thông số quy trình quan trọng (CPP) cũng như các biến số liên quan khác, góp phần cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả quy trình. Dưới đây là một số công cụ PAT phổ biến được sử dụng trong sản xuất dược phẩm:

4.1 Quang phổ

   - Quang phổ cận hồng ngoại (NIRS): Đo độ hấp thụ của ánh sáng cận hồng ngoại, cung cấp thông tin về thành phần hóa học và nồng độ các thành phần trong nguyên liệu thô và thành phẩm.

   - Quang phổ Raman: Phân tích ánh sáng tán xạ để xác định các rung động phân tử, hỗ trợ xác định đặc tính của các hợp chất hóa học và theo dõi các phản ứng.

- Hình ảnh siêu phổ (HSI): HSI cung cấp dữ liệu hình ảnh không gian và hóa học đáng tin cậy về hàm lượng và phân phối API và tá dược trong quá trình trộn, tạo hạt và tạo viên 

- Quang phổ cộng hưởng âm thanh (ARS): Đây là công cụ PAT phát hiện và phân tích âm thanh được tạo ra trong quá trình sản xuất dược phẩm.  m thanh được ARS phát hiện cao hơn nhiều so với tần số mà tai người có thể phát hiện được. Nó thường được áp dụng cho các quá trình gây ra sự phát ra âm thanh và được áp dụng cho việc kiểm tra các phản ứng hóa học, nghiền thành bột và tạo hạt tầng sôi của thuốc.

4.2 Phương pháp khối phổ

   - Sắc ký lỏng-Khối phổ (LC-MS) và Sắc ký khí-Khối phổ (GC-MS): Kết hợp sắc ký với khối phổ để xác định và định lượng các hợp chất trong hỗn hợp phức tạp.

4.3 Máy phân tích quy trình

   -  Cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Cung cấp thông tin theo thời gian thực về các phản ứng hóa học, cho phép giám sát trong quá trình.

4.4 Kỹ thuật hình ảnh

   - Hình ảnh cận hồng ngoại (NIRI): Trực quan hóa sự phân bố của các thành phần trong công thức dược phẩm, hỗ trợ kiểm soát chất lượng.

   - Đo phản xạ chùm tia tập trung (FBRM): FBRM là một kỹ thuật cung cấp thông tin về phân bố độ dài mã của quần thể các hạt phân tán dựa trên sự tán xạ ngược của ánh sáng laser. Trong ngành dược phẩm, nó phù hợp để nghiên cứu tính chất hạt trong huyền phù, nhũ tương và kết tinh

4.5 Kỹ thuật chụp X-quang

 Huỳnh quang tia X (XRF): Cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể và thành phần nguyên tố của vật liệu, hỗ trợ kiểm soát chất lượng.

5 Ưu điểm và thách thức của công nghệ phân tích quy trình (PAT) 

5.1 Ưu điểm

Cải thiện chất lượng sản phẩm và tính đồng nhất của sản phẩm

Tối ưu hóa và tăng hiệu quả của quy trình sản xuất

Giảm tính biến đổi của quy trình

Giảm thử nghiệm sản phẩm cuối

Cải thiện việc tuân thủ quy định

5.2 Thách thức

Chi phí đầu tư ban đầu: Cài đặt hệ thống PAT có thể đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, đặc biệt là khi cần phải thay đổi cơ sở hạ tầng hiện có.

Phức tạp trong triển khai: Thiết lập và triển khai hệ thống PAT có thể phức tạp, đòi hỏi sự chuyên sâu về công nghệ và quy trình sản xuất.

Quản lý dữ liệu: Số lượng lớn dữ liệu sinh ra từ hệ thống PAT đôi khi có thể làm khó khăn trong việc quản lý và xử lý thông tin

Đào tạo chuyên sâu cho người lao động: Sự đổi mới và tích hợp PAT có thể đối mặt với sự khó khăn trong việc đào tạo chuyên sâu liên tục cho người lao động.

Tài liệu tham khảo