Points à considérer lors de la cryodessiccation dans le flacon

Nous fournissons des solutions à certaines des complications les plus courantes associées à la cryodessiccation dans le flacon.

Consultez nos conseils pratiques avant de démarrer votre prochain projet de lyophilisation.

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Pourquoi lyophiliser les produits pharmaceutiques?

De nombreux produits pharmaceutiques conservés à l’état liquide sont susceptibles de se dégrader en raison de leurs caractéristiques physico-chimiques et de stabilité thermique, ainsi que leur sensibilité à des facteurs externes comme la lumière, la chaleur et l’oxygène. De tels produits peuvent devenir instables, d’où une perte d’efficacité. Cela représente un défi de taille pour le stockage et la logistique, et peut avoir un effet néfaste sur la durée de conservation.

La lyophilisation, ou cryodessiccation est un procédé utilisé dans les secteurs pharmaceutique et biotechnologique pour stabiliser le produit en congelant initialement la formulation à l’état liquide et en éliminant ensuite l’eau par le biais d’une série d’étapes d’adsorption et de désorption. Le produit lyophilisé résultant, ou « lyophilisat » peut généralement être stocké pendant de plus longues périodes à des températures plus élevées, ce qui réduit grandement les coûts associés à l’expédition, au transport et au stockage. Il est ensuite possible de reconstituer le produit lyophilisé avec un diluant, immédiatement avant son administration.

La lyophilisation est particulièrement intéressante pour les produits pharmaceutiques qui sont instables sous forme liquide, car ce procédé est relativement doux comparé à d’autres méthodes de dessiccation, permettant d’augmenter la stabilité et la durée de conservation du produit avec un risque minimal pour les produits thermolabiles.

Procédé de cryodessiccation

Le procédé de cryodessiccation consiste en trois étapes clés : la congélation, la dessiccation primaire et la dessiccation secondaire

Congélation

Au cours de la première étape, le médicament et ses excipients sont soumis à des températures inférieures au point de congélation jusqu’à ce qu’ils soient totalement congelés. Au cours de cette étape, la plus grande partie de l’eau présente forme une phase cristalline séparée des solutés qui demeurent généralement dans un état amorphe. On peut avoir recours à des étapes de traitement thermique supplémentaires, comme la recuisson, pour favoriser la croissance des cristaux de glace et le réseau cristallin de la glace, ou pour promouvoir la cristallisation d’autres composants de la formulation afin de créer une composition à l’état gelé qui est plus favorable à la cryodessiccation.

Dessiccation primaire

L’étape suivante est la dessiccation primaire, au cours de laquelle la pression dans la chambre renfermant le produit gelé est réduite au point que la glace présente dans le produit se sublime en vapeur d’eau et s’échappe du flacon. Cette vapeur est ensuite déposée dans un « condenseur » situé ailleurs dans le lyophilisateur.

Dessiccation secondai

Au cours de l’étape finale, la température du produit est augmentée afin d’éliminer l’eau résiduelle par désorption. Une fois les étapes de dessiccation terminées, la poudre séchée restante est connue sous le nom de « lyophilisat ».

Embuage

L’embuage est un problème fréquemment rencontré lors de la cryodessiccation. Il se présente comme des dépôts de poudre sur les parois internes du flacon, donnant un aspect « embué » au verre, et survient lorsque le liquide résiduel adhère à la surface interne du flacon avant la lyophilisation. Les conjugués anticorps-médicaments (ADC) sont particulièrement susceptibles de s’embuer au cours de la lyophilisation.

À part le fait que ce problème soit peu esthétique et qu’il risque de conduire à des rejets sur la base du défaut cosmétique, l’embuage entraîne des conséquences plus graves.

Le liquide qui adhère aux parois du verre aura séché à une vitesse différente de celle de la solution au fond du flacon. On peut se demander si cela risque d’affecter la qualité et le comportement de reconstitution dans la zone d’embuage par rapport au lyophilisat.

Peut-être plus grave encore, un embuage important qui atteint l’épaule ou le col du flacon peut potentiellement compromettre l’intégrité de fermeture du conteneur qui, à son tour, remet en question la stérilité du produit pharmaceutique fini.

Comment éviter l’embuage?

La solution la plus efficace pour éviter ou réduire l’embuage consiste à utiliser un flacon doté d’un revêtement interne hydrophobe lisse qui va résister au fluage du produit, comme le flacon SCHOTT TopLyo®.

Spécialement conçu pour des applications de cryodessiccation, le flacon TopLyo® est doté d’une surface interne SiOCH à liaison covalente qui repousse le liquide et contribue à la formation d’un lyophilisat correct.

Pour une plus grande protection, nous recommandons que le bouchon utilisé présente également des qualités hydrophobes.

Les bouchons de cryodessiccation FluroTec® de West bénéficient d’un laminage FuroTec® hydrophobe inerte qui empêche le liquide d’adhérer à la zone d’obturation du bouch

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Levage des flacons dans le lyophilisateur

À la fin du cycle de cryodessiccation, les bouchons partiellement insérés sont enfoncés par pression, en utilisant généralement un mécanisme d’obturation hydraulique intégré qui comprime les étagères ensemble et permet l’obturation des flacons sans aération de la chambre. Lors du relâchement des étagères après la compression, il arrive que de bouchons restent temporairement collés à l’étagère, soulevant ainsi le flacon qui tombe ensuite et risque de se casser.

Comment éviter que les bouchons adhèrent aux étagères du lyophilisateur?

Pour éviter ce problème, les fabricants de bouchons pharmaceutiques ont développé des bouchons dotés
d’une surface supérieure antiadhésive.

Les bouchons de cryodessiccation FluroTec® de West bénéficient non seulement d’un laminage FluroTec® de la zone de contact du produit, mais également du dessus du bouchon, fournissant une surface ETFE antiadhésive qui ne va pas coller aux étagères du lyophilisateur.

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Taille de flacon incorrecte

Il peut sembler logique d’utiliser un flacon de 2 ml pour un remplissage de liquide de 2 ml. Ce serait vrai si votre produit devait rester sous forme liquide. Toutefois, cela n’est pas idéal pour des contenus qui doivent être lyophilisés.

La cryodessiccation s’opère du haut vers le bas et, au cours du procédé, une couche du produit lyophilisé s’accumule en haut du produit gelé restant. Cette couche sèche présente une résistance à l’écoulement de la vapeur sublimée à partir du produit, qui augmente au fur et à mesure que la couche sèche s’épaissit.

Une plus grande résistance à l'écoulement de la vapeur résulte en une vitesse de sublimation réduite et une diminution de l’effet de refroidissement du produit issu de la sublimation. Non seulement cela diminue l’efficacité du procédé de lyophilisation, mais peut également conduire à un apport d’énergie excessif au produit, ce qui a pour effet d’augmenter la température et de causer potentiellement un effondrement de la structure de lyophilisation.

Comment savoir quel flacon utiliser?

Pour une cryodessiccation dans le flacon, il est recommandé de disposer d’une profondeur de remplissage de liquide maximum se situant entre 12 et 15 mm. En conséquence, vous devez utiliser un flacon d’un diamètre suffisamment large.

Nous vous fournirons volontiers des flacons de différents diamètres pour évaluation.

Demandez des échantillons.

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Parmi les produits couramment lyophilisés

Vaccins et anticorps

Cellules et tissus

Virus et bactéries

Protéines

Enzymes

Sérums