Octobre 2007 - n°125

Respect des critères de la prochaine version révisée de la monographie <467> de l’USP : solvants résiduels

Sky Countryman
Chef de produit, Produits de chromatographie en phase gazeuse
Phenomenex Inc., Torrance (Californie)

Introduction

En 1988, la Pharmacopée des États-Unis (USP) a fourni des limites de contrôle et des critères pour le test de sept impuretés organiques volatiles (IOV) dans la monographie officielle <467>. Les composés ont été sélectionnés en fonction de leur toxicité relative et appliqués uniquement aux substances pharmaceutiques et à quelques excipients.(1) Désireuse d’harmoniser le processus avec la Conférence internationale sur l’harmonisation (CIH), l’USP a proposé l’adoption d’une version légèrement modifiée de la méthodologie pour la norme de Qualité 3C (Q3C), dont la mise en application est prévue pour le 1er juillet 2008.

La méthodologie Q3C de la CIH prévoit une approche axée sur l’analyse des risques face aux solvants résiduels qui prend en compte l’exposition du patient à un résidu de solvant dans le produit pharmaceutique.(2) Les solvants ont été classifiés en trois catégories principales en fonction de leur éventuelle nocivité :
• Catégorie 1 : les solvants ne doivent pas être utilisés en raison de toxicités inacceptables ou d’effets nocifs sur l’environnement ;
• Catégorie 2 : l’emploi des solvants doit être limité en raison de toxicités inhérentes ;
• Catégorie 3 : les solvants peuvent être considérés comme moins toxiques et présentant un risque moins élevé pour la santé humaine.

Seuls les solvants utilisés dans le processus de fabrication ou de purification de substances, d’excipients ou de produits pharmaceutiques seront soumis à des tests. Cela permet à chaque société de déterminer les solvants utilisés en production et de mettre au point des procédures d’essai qui répondent à ses besoins particuliers.

Il incombe au fabricant de produits pharmaceutiques de qualifier la pureté de tous les composants utilisés lors de la fabrication du produit. Cette condition concerne des éléments tels que les excipients, dont certains contiennent des niveaux résiduels de solvants de catégorie 1, en raison du processus de fabrication et/ou de la nature des produits de départ (par ex., l’éthylcellulose).3 Dans ce document, nous allons traiter des principaux avantages et inconvénients présentés par la technique de l’espace de tête comparée à celle de l’injection directe de liquide pour satisfaire aux directives <467>.Une approche stratégique de contrôle des solvants résiduels qui satisfait aux directives <467>

Bien que le nombre total des solvants devant être désormais testés ait augmenté, chaque société est seulement tenue de tester les solvants susceptibles d’être présents dans la formulation du médicament. Comme les solvants utilisés dans le développement des procédés diffèrent probablement d’une société à l’autre, chaque entreprise doit envisager de développer un système d’analyse par chromatographie qui répondra à ses besoins particuliers.

Globalement, la stratégie consiste à développer une méthode générale d’essai des solvants résiduels, qui :
• Identifie tous les solvants présentant un intérêt et susceptibles d’être présents dans leurs substances, excipients et/ou produits pharmaceutiques
• Réduit la durée d’analyse pour un débit maximum d’échantillons
• Permet d’obtenir un degré élevé d'exactitude et de précision indépendant de la matrice ;
• Détecte les composés au niveau ou en deçà de leurs limites de contrôle ;
• Fournit des données qualitatives et quantitatives qui sont cohérentes avec les impératifs des d’essais de l’USP/PhEur.

Afin de déterminer les solvants utiles à votre société, vous devrez consulter vos chercheurs impliqués dans le développement des procédés ainsi que les fournisseurs des excipients et/ou des substances pharmaceutiques inclus dans votre formulation. Dès que cette liste a été établie, comparez-la à la liste USP des solvants <467> afin de déterminer la présence éventuelle des solvants des catégories 1, 2 et 3. En vous fondant sur la liste des solvants de votre société, vous pourrez concevoir la stratégie nécessaire qui déterminera avec précision le niveau de solvants résiduels de cette formulation pharmaceutique.

Techniques d’injection – espace de tête ou injection directe d’un liquide

Le principal avantage de l’injection d’espace de tête concerne seulement la partie volatile de l’échantillon qui est introduit dans la colonne. Les produits pharmaceutiques contiennent souvent des composants non volatils qui peuvent endommager la colonne CPG et provoquer des problèmes d’analyse. Il existe cependant certains solvants de catégorie 2 qui ne sont pas détectés par injection de l’espace de tête.4 C'est en fonction des solvants utilisés par une société pour la fabrication d’une formulation pharmaceutique que des injections de liquide peuvent s’avérer nécessaires.

Solvants de catégorie 2 non détectés par l'injection de l’espace de tête
Formamide
2-éthoxyéthanol
2-méthoxyéthanol
Éthylèneglycol
N-méthylpyrrolidone

SulfolaneInjection de l’espace de tête

Pour être compatible avec la méthodologie <467>, l’injection de l’espace de tête doit être utilisée autant que faire se peut. Avertissement : une préparation d’échantillons incorrecte et des conditions de fonctionnement inadéquates constituent la source d’erreur la plus courante relative à la directive <467>. Les échantillons doivent être préparés soit dans une solution aqueuse soit dans une solution organique. Comme la plupart des solvants et des composants des produits pharmaceutiques réglementés sont plus solubles dans un solvant organique, un solvant de dilution organique est habituellement recommandé pour la méthode générale.

La sensibilité de la méthode est fortement affectée par la concentration de l’analyte en phase gazeuse. Pour atteindre les limites de détection imposées par la directive <467>, il est important de chasser autant d’analyte que possible hors de la solution dans l’espace de tête. Il existe plusieurs stratégies couramment employées pour y parvenir :
1. augmentation de la température du flacon ;
2. augmentation de la durée d’équilibration ; et/ou
3. ajout de modificateurs de la matrice (sels) pour augmenter la force ionique du solvant.

Lorsque la technique d’injection de l’espace de tête est employée, la matrice d’échantillon peut sensiblement affecter les performances quantitatives de la méthode CPG. Dans une matrice donnée, chaque analyte détiendra un coefficient unique de partage (K), qui est une distribution à l’équilibre de l’analyte entre la phase liquide et la phase gazeuse. Pour éliminer cet effet de matrice, de nombreuses sociétés ont exploré l'utilisation de méthodes d’ajout d'étalons. Ces méthodes offrent également une certaine souplesse en cas de changement de dernière minute de solvant pendant les formulations.

Optimisation de la méthode CPG

Selon les conditions spécifiées dans la monographie, la durée d’analyse totale pour les trois échantillons serait > 3 heures. La plupart des sociétés ne peuvent pas se permettre de consacrer 3 heures par échantillon pour établir l’identification et la quantification de tous les analytes cibles. Dans un service de contrôle de la qualité, le débit des échantillons et la stabilité des instruments constituent les principales préoccupations, c’est pourquoi la plupart des laboratoires ont validé leurs propres méthodes d’essai fondées sur les impératifs de la directive <467>.

Lorsqu’il s’agit de choisir les dimensions de colonne appropriée pour une série spécifique d’analytes cibles, quatre variables principales doivent être prises en considération : 1) la longueur (L), 2) le diamètre interne (DI), 3) l’épaisseur du film (ép) et 4) la composition de la phase stationnaire. Parmi ces quatre variables, c’est la phase stationnaire qui aura le plus grand impact sur la sélectivité de la colonne. Pour rester cohérent avec la monographie <467>, un laboratoire doit essayer de travailler avec les phases répertoriées dans la section <621> des directives de l’USP. Les phases G43 et G16 conviennent bien à l’analyse des solvants et en choisissant des dimensions de colonne plus efficaces, un laboratoire doit pouvoir résoudre tous les analytes cibles en moins de 20 minutes.

La Figure 2 présente la séparation de 18 solvants des catégories 1, 2 et 3 à l’aide d’une phase équivalente à G16 (Zebron ZB-WAXPLUS). La longueur et le diamètre interne de la colonne ont été choisis afin d’obtenir un pouvoir de résolution maximum pour une durée minimum d’analyse. En sélectionnant ces conditions, il a été possible de compléter la méthode en moins de 8 minutes avec une durée de cycle totale inférieure à 10 minutes.

Si cette méthode est utilisée, les résultats devront être confirmés à l’aide d’une phase G43, puis quantifiés. Bien que la durée d’analyse totale soit inférieure avec cette méthode, elle nécessite encore trois tests séparés pour confirmer et quantifier tous les composés. Cette approche à trois tests sera toujours nécessaire si l’on utilise le détecteur par ionisation de flamme (FID) spécifié dans la méthode, car elle ne donne aucune information sur l’identité des pics. Pour éliminer l’approche des trois tests, l’utilisation des deux phases G43 et G16 en parallèle serait nécessaire ou simplement l’emploi d’un spectromètre de masse (SM).

Analyse sur deux colonnes

L’analyse sur deux colonnes, où deux phases sont connectées en parallèle à l’aide d’une colonne de garde de 5 à 10 mètres et un raccord en « Y », fait partie des pratiques courantes pour tester les substances environnementales. En faisant une injection et en divisant l’échantillon dans deux colonnes, les deux procédures A et B peuvent être réalisées simultanément. Si une courbe d’étalonnage est dressée avant chaque lot d’échantillons et qu’un contrôle approprié de l’étalonnage est effectué après chaque lot d’échantillons afin de vérifier la stabilité de l’étalonnage, alors la procédure C peut aussi être menée en même temps. Le principal obstacle à l’emploi de ce type de système est qu’il impose l'utilisation d'un programme avec un four pour séparer les analytes cibles en phases sur deux colonnes.

Analyse CPG/SM

Alors que l’approche à double colonne est largement utilisée et acceptée, le système CPG/SM pour laboratoire s’impose comme une solution plus viable à long terme vu la baisse de ses coûts. Le principal avantage de l’analyse CPG/SM reste la confirmation spectrale qu’elle fournit pour chaque pic. Les données de détection SM sont largement utilisées et acceptées dans le monde entier, éliminant en effet toutes les possibilités d’erreurs d’identification.

L’avantage chromatographique du système CPG/SM concerne sa capacité à distinguer les pics de coélution en se basant sur un modèle de fragmentation de masse. Cette méthode permet de séparer un plus grand nombre de composés sur une durée plus courte. En choisissant la phase et les dimensions appropriées de la colonne, il est possible de développer une méthode rapide, sensible, précise et définitive de tests simultanés pour tous les solvants de catégorie 1, 2 et 3 (Figure 3). Le Tableau 1 présente les composants de coélution et leurs ions positifs. Seuls les pics 17 et 18 possèdent la même masse, mais tous deux sont des solvants de catégorie 3 et ils ne doivent être confirmés que si leur niveau atteint 5 000 ppm.

Les nouvelles réglementations de l’USP visent à améliorer la sécurité du patient et devront être mises en application pour tous les produits, existants ou nouveaux. Même si l’USP a fourni une méthode d’essai qui peut être utilisée pour identifier et quantifier les solvants des catégories 1 et 2, cette méthode peut être améliorée en fonction des besoins de chaque société.

Seuls les solvants utilisés lors du processus de fabrication doivent être contrôlés sous la forme du dernier dosage. Pour chaque société, la meilleure solution consiste à envisager le nombre d’échantillons, la durée d’analyse, la validation de la méthode, l’exactitude, la précision et le coût de l’équipement. Dès que les performances de la méthode ont été obtenues, il est également important de déterminer si cette méthode peut être transférée aux autres unités de production. Ont-ils les connaissances et les instruments nécessaires pour mettre en œuvre cette méthode ?

Les modifications apportées à la monographie <467> ne seront officielles qu’en juillet, mais il est important de commencer à formuler une stratégie dès maintenant pour s’y conformer. Pour de plus amples informations à ce sujet ou pour connaître d’autre méthodes de mise en conformité, contactez votre représentant local Phenomenex ou visitez le site www.Phenomenex.com.

Références :
1. Cecil, T. Residual Solvents USP History. Présenté lors de la conférence conjointe de l'USP/PDA en 2007 : Residual Solvents, North Bethesda, Maryland, 2007.
2. Osterberg, R.E. Impurities: Residual Solvents ICH: Q3C. Présenté lors de la conférence conjointe de l'USP/PDA en 2007 : Residual Solvents, North Bethesda, Maryland, 2007.
3. Schoneker, D.R. Excipients Manufacturer Perspective. Présenté lors de la conférence conjointe de l'USP/PDA en 2007 : Residual Solvents, North Bethesda, Maryland, 2007.
4. <467> Organic Volatile Impurities. General Notices and Requirements: Applying to Standards, Tests, Assays, and Other Specifications of the United States Pharmacopeia. Documentation fournie lors de la conférence conjointe
de l’USP/PDA en 2007 : Residual Solvents, North Bethesda, Maryland, 2007.
5. Kazeminy, A.J. ICH Q3C Impurities: Residual Solvents: Contract Laboratories Perspectives. Présenté lors de la conférence conjointe de l'USP/PDA en 2007 : Residual Solvents, North Bethesda, Maryland, 2007.