La lyophilisation active facilite la validation pharmaceutique
La lyophilisation active est une méthode innovante destinée à la production de poudres pharmaceutiques en vrac. Développée par Hosokawa Micron, cette technologie réalise la congélation et le séchage dans une seule cuve fermée et stérilisable. Elle produit une poudre fine, homogène et sans agglomérats, tout en réduisant les manipulations, les besoins en équipements et les risques de contamination.
La validation constitue une étape critique de la production pharmaceutique, y compris pour les procédés de lyophilisation. Les fabricants de principes actifs pharmaceutiques (API) doivent respecter les exigences des autorités réglementaires telles que l’EMA et la FDA, ainsi que les référentiels cGMP et GAMP. Ils doivent pouvoir démontrer et documenter que leur procédé fournit systématiquement les résultats attendus.
La technologie de lyophilisation active de Hosokawa Micron facilite cette validation en produisant des lots homogènes de matière stérile dans des conditions de procédé précisément contrôlées.
Congélation et séchage dans une seule cuve fermée
Dans un procédé traditionnel, le produit est réparti dans des flacons placés sur les étagères du lyophilisateur. Il peut alors être difficile de démontrer que tous les flacons ont été exposés exactement aux mêmes conditions de température et de pression. La validation nécessite donc généralement de nombreuses sondes de température et des campagnes de mesure longues et complexes.
La lyophilisation active réalise au contraire la congélation et le séchage aseptiques dans une seule cuve fermée. Cette configuration permet de produire des API stériles en vrac, y compris par lots de quelques centaines de grammes. Elle simplifie la surveillance des paramètres et garantit des conditions homogènes dans l’ensemble du lot.
Le lyophilisateur AFD peut traiter des solutions, des dispersions, des pâtes et des solides humides. Ses applications comprennent notamment :
- les principes actifs pharmaceutiques ;
- les formulations parentérales ;
- les probiotiques ;
- les produits à base de macromolécules, tels que le PLGA et l’acide hyaluronique.
Le système comprend une cuve agitée à double enveloppe et un filtre de récupération. Le produit est rapidement congelé sous agitation à l’intérieur de la cuve. L’énergie nécessaire à la sublimation est apportée par la double enveloppe, puis répartie efficacement dans le produit par l’agitateur. Le procédé produit ainsi une poudre fine, non agglomérée et fluide.
Une poudre homogène sans agglomérats
La lyophilisation traditionnelle sur étagères produit généralement une matière dure et compacte. La lyophilisation active permet d’obtenir directement une poudre fine, homogène et fluide, présentant une structure ouverte et poreuse. Cette poudre ne nécessite généralement aucune étape supplémentaire de concassage, de broyage ou de classification. Sa structure poreuse facilite également sa dissolution dans l’eau, ce qui représente un avantage important pour des applications telles que les solutions injectables.
L’absence de broyage préserve l’intégrité des structures les plus fragiles et sensibles, y compris certains organismes vivants. Le produit peut ainsi être séché sans être inutilement dégradé.
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Images microscopiques d’un API broyé après lyophilisation traditionnelle sur étagères (à gauche) et du même API après lyophilisation active (à droite).
Une conception adaptée au traitement aseptique
Le système de lyophilisation active est conçu pour maintenir la stérilité du produit pendant tout le procédé. Sa configuration entièrement fermée limite les risques de contamination, de la charge du produit jusqu’à sa décharge. Les surfaces lisses de la cuve et l’absence de zones de rétention facilitent le nettoyage et réduisent les risques de développement microbien. Des vannes stériles permettent de charger le produit sans compromettre les conditions aseptiques.
À la fin du cycle de séchage, le vide est rompu au moyen d’un gaz stérile. La poudre sèche est ensuite déchargée de manière aseptique dans un récipient stérilisé. Celui-ci peut être directement raccordé à une remplisseuse de flacons, ce qui limite les manipulations et les équipements de confinement supplémentaires lors du conditionnement.
Nettoyage et stérilisation en place
Le système intègre des fonctions de nettoyage en place (CIP) et de stérilisation en place (SIP). Après chaque lot, des buses placées dans la chambre de séchage assurent le nettoyage des surfaces internes. La stérilisation peut ensuite être réalisée avec de la vapeur sous pression ou du peroxyde d’hydrogène vaporisé.
Les transferts thermiques élevés permettent de réduire la durée du séchage. La rapidité du chargement, de la décharge et des cycles de nettoyage contribue également à augmenter la capacité de production. La conception fermée limite les interventions manuelles et réduit la nécessité de faire intervenir des opérateurs portant des équipements de protection dans la zone de production.
Un procédé exploitable par un seul opérateur
Par rapport à la lyophilisation traditionnelle sur étagères, la lyophilisation active nécessite moins de manipulations et de main-d’œuvre. La congélation, le séchage et la production d’une poudre fluide sont réalisés dans un seul équipement.
Cette approche permet :
- de réduire les temps de manipulation ;
- d’éviter certaines étapes de traitement aval ;
- de diminuer les besoins en équipements ;
- de limiter l’emprise au sol de l’installation ;
- de simplifier la conduite du procédé.
Selon la configuration de l’installation, le cycle complet peut être géré par un seul opérateur.
Essais et développement du procédé
Notre centre d’essais aux Pays-Bas dispose de lyophilisateurs AFD de 1, 5, 60 et 800 litres. Ces différentes capacités permettent d’effectuer des essais sur le produit, d’évaluer le changement d’échelle et de déterminer les conditions de procédé appropriées.
Les essais permettent notamment d’étudier la congélation, la sublimation, l’agitation et les propriétés de la poudre obtenue. Les résultats servent ensuite à définir la configuration et les paramètres de fonctionnement de l’installation industrielle.
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Technologies de traitement durable
Hosokawa Micron conçoit des systèmes de traitement des poudres et des solides en vrac axés sur l’efficacité énergétique, l’optimisation des procédés et la performance à long terme des installations. Nous contribuons ainsi à rendre les procédés industriels plus durables.
