Im heutigen Blogbeitrag möchte ich ein wenig über den Tellerrand schauen und meinen Eindruck zum Buch „Arzneiformenlehre kompakt“ von Uwe Weidenauer (2. Auflage von 2019, veröffentlicht in der wissenschaftlichen Verlagsgesellschaft Stuttgart, ISBN: 978-3-8047-3187-5) schildern.

Dieses Buch hat mich mit in den letzten Urlaub begleitet und manchen relaxten Tag am Pool habe ich einen Blick hineingeworfen. Da ich bislang vorwiegend im Parenteralia-Bereich unterwegs war, dachte ich, es sei sinnvoll, sich auch ein wenig mit der Herstellung anderer Arzneiformen wie beispielsweise Tabletten, Tropfen oder Salben vertraut zu machen. Dafür bietet dieses Buch eine Möglichkeit, auch wenn mich der Blickwinkel etwas überrascht hat. So wird vielfach aus Sicht der Herstellung in der Apotheke geschrieben, was durchaus interessant ist, ich aber nicht erwartet hatte.

Für die Freigabe von Arzneimitteln ist nicht nur entscheidend, dass der Wirkstoff in angegebener Konzentration und Wirksamkeit vorhanden ist, sondern auch, dass das Arzneimittel möglichst wenig Verunreinigungen aufweist. Solche Verunreinigungen können z.B. herstellungsbedingt sein. Ein Beispiel ist die biotechnologische Herstellung des Arzneimittels (z.B. eines therapeutischen Proteins) mit Hilfe von Bakterien. Bei sterilen, z.B. parenteral verabreichten Arzneimitteln sollten nicht nur keine Keime mehr im Produkt vorhanden sein, sondern auch keine bakteriellen „Rückstände“. Darunter sind z.B. fieberauslösende Bestandteile der Zellmembran bestimmter Bakterien zu verstehen, sogenannte Endotoxine. Diese können mit verschiedenen Methoden nachgewiesen werden, eine davon ist der Limulus-Amöbozyten-Lysat (LAL) Test.

Im Rahmen von Methodenvalidierungen ist es bei Reinheitstests erforderlich, die Nachweisgrenze (Limit of detection, LOD; oder auch DL = detection limit) bzw. die Bestimmungsgrenze (Limit of quantification, LOQ) zu ermitteln. Dies kann z.B. unter Anwendung der Kalibriergeraden erfolgen und wird dann in der Literatur als „Kalibriergeradenverfahren“ bezeichnet.

Kürzlich bin ich mit der Frage konfrontiert worden, ob ich wisse, warum beim Bakterienrückhaltetest gemäß ASTM F838 ein Maximaldruck von 30 psi (= 2,07 bar) vorgegeben sei. Dürfte der nicht überschritten werden, weil dann keine Bakterienrückhaltung des Filters mehr gegeben sei? Diese Frage ist klar zu verneinen, Filtermembranen sind auch bei deutlich höheren Drücken noch bakterienzurückhaltend.

Zwei Beispiele

Beginnen wir mit einem Beispiel. Während der Validierung einer analytischen Methode soll die Linearität evaluiert werden. Dazu werden 5 Konzentrationen mit je 3 Replikaten untersucht (um neben der Linearität auch die Richtigkeit in einem Ansatz zu erschlagen). Bei der Konzentration, die 120% der Testkonzentration entspricht, ist ein Wert deutlich höher als die beiden anderen. Dennoch kann auch unter Berücksichtigung dieses Wertes das Akzeptanzkriterium eingehalten werden. Jetzt stellt sich die Frage, was man tun soll. Muss man die gesamte 120%-Konzentration mit allen 3 Replikaten wiederholen, kann man den auffälligen ausschließen und nur den Mittelwert aus den beiden anderen bilden oder muss man gar alle Experimente zur Linearität wiederholen?

Bei Pharma-Unternehmen, deren Produktherstellung unter aseptischen Bedingungen erfolgt, gehört die Sterilfiltration im letzten Schritt vor der Abfüllung einfach dazu. Die Validierung des Herstellprozesses umfasst dabei auch den Schritt der Sterilfiltration. Entsprechend muss im Rahmen der Filtervalidierung nachgewiesen werden, dass der Filter in der Lage ist, Bakterien zurück zu halten und damit die Keimfreiheit des Produkts zu gewährleisten. Dieser Nachweis wird mit einem Bakterienrückhaltetest oder auch bakteriellem Belastungstest gemäß ASTM F838-20 erbracht. Bevor dieser Bakterienrückhaltetest jedoch durchgeführt werden kann, muss zuvor mit einem Viabilitätstest geprüft werden, dass die zu testende Produktlösung keinen negativen Effekt auf das im Bakterienrückhaltetest eingesetzte Bakterium hat. Das hört sich kompliziert an? Das soll es nicht – stellen Sie sich einfach vor, was wäre, wenn Ihre Produktlösung das Testbakterium töten würde…

Eine Anfrage über unsere Homepage hat mich dazu veranlasst, mich einmal intensiver mit den Begriffen „dilution integrity“, „dilution linearity“ und „parallelism“ zu beschäftigen. Sie alle entstammen dem Bereich der Validierung bioanalytischer Methoden, also solcher, bei denen eine biologische Probe wie beispielsweise menschliches oder tierisches Blut oder Urin untersucht wird. Solche Analysen sind im Rahmen präklinischer und klinischer Studien bei der Entwicklung von Arzneimitteln notwendig.

Bei der pharmazeutischen Produktion, insbesondere der aseptischen Herstellung von Parenteralia, werden Sterilfilter eingesetzt. Im Rahmen der Filtervalidierung muss der Nachweis erbracht werden, dass der zur Sterilfiltration eingesetzte Filter in der Lage ist, Bakterien und potentielle unerwünschte Bestandteile wie Partikel oder Fasern zurückzuhalten und damit die Sterilität des Produktes zu gewährleisten. Die entsprechende Prüfung erfolgt als Bakterienrückhaltetest (Bacterial Challenge Test, "Bakterielle Belastungsprüfung") gemäß ASTM F838-20. Dabei wird der Filter mit einer definierten Anzahl an besonders kleinen Bakterien (Brevundimonas diminuta) in Lösung angeströmt und das Filtrat anschließend auf Bakterienwachstum untersucht. Ein steriles Filtrat zeigt, dass der Filter in der Lage ist > 10⁷ KBE/cm² Filterfläche zurückzuhalten und damit für seinen Einsatzzweck geeignet ist.