Water for Injection (WFI), what’s in a name?

Water for Injection (WFI) is steriel water bestemd voor injectie in het lichaam en voor de vervaardiging van parenterale en oogheelkundige producten door de biotechnologische en farmaceutische industrie. Om hoogwaardige en veilige eindproducten te garanderen, moet WFI uiteraard voldoen aan strenge kwaliteitseisen die vastgelegd werden in de verschillende farmacopees wereldwijd. De zuiverheid van het water is duidelijk gedefinieerd, met drempelwaarden voor de microbiologische belasting in de vorm van microbiële kolonievormende eenheden (KVE), geleidbaarheid (Conductivity), endotoxines en de totale hoeveelheid organische koolstof (TOC).

Veranderende Europese wetgeving

In april 2017 werd de productiemethode van Water for Injection (WFI) en Purified Water (PW) herzien binnen de Europese Farmacopee (EF). Terwijl WFI tot die tijd uitsluitend geproduceerd mocht worden met behulp van distilleerketels, worden nu ook alternatieve productiemethoden toegestaan, meestal gebaseerd op Reverse Osmose (RO), vaak gecombineerd met elektrodeïonisatie, ultrafiltratie of nanofiltratie, op voorwaarde dat dezelfde kwaliteit en veiligheid van het eindproduct gegarandeerd kan worden als bij distillatie.

Door af te stappen van het gebruik van energieverslindende distilleerketels, kunnen producenten hun energieconsumptie (en dus ook hun energierekening) en koolstofvoetafdruk drastisch verlagen. De productie van cold WFI is dus niet alleen milieuvriendelijker maar ook veel goedkoper. Bovendien is de initiële kapitaalsinvestering in apparatuur voor membraantechnologie vele malen kleiner dan bij thermische productieapparatuur.

Er is echter een keerzijde aan de medaille. Omdat de productie van PW en WFI via Reverse Osmose op lagere temperatuur gebeurt – meestal vinden de processen plaats bij een watertemperatuur van nog geen 20°C – is het risico op contaminatie (de formatie van een zogenaamde bio-film) en microbiële verontreiniging groter dan bij distillatie. Het is daarom van het grootste belang dat deze cold WFI-productie-installaties voorzien zijn van technologieën om micro-organismen te detecteren, te doden of hun vermenigvuldiging tegen te gaan.  Daarom werd er al vroeg gehamerd op het belang van het bepalen van de TOC en de geleidbaarheid van WFI geproduceerd met behulp van RO, omdat ze een betrouwbare indicatie geven van potentiële microbiële verontreiniging.

Vanaf 25 augustus 2023 treedt de herziende Annex-1 van de GMP van de EP in werking. Het verplicht de producenten van steriele producten zoals WFI om een Contamination Control Strategy (CCS) te implementeren. Als onderdeel daarvan wordt ook de online TOC en conductivity-analyse een verplichting.

Total Organic Carbon (TOC) en Conductivity

TOC-analyse is de meting van de koolstof die gevonden wordt in een organische verbinding in het water. Het bepalen van de TOC gebeurt met behulp van een relatief eenvoudige rekensom: de totale anorganische koolstof (TIC) en de totale koolstof (TC) worden gemeten en na aftrek van de ene waarde van de andere bekom je de TOC. TC – TIC = TOC.

Een TOC-analyzer van farmaceutische kwaliteit gebruikt ultraviolet licht (UV) om de aanwezige organische moleculen te oxideren zodat de aanwezige koolstofatomen vrijkomen, en meet vervolgens het verschil in geleidbaarheid van het water dat wordt veroorzaakt door de vrijgekomen CO2.

De bepaling van het TOC is niet-specifiek, en kan met andere woorden niet vertellen welk soort organische molecule aanwezig is, maar fluctuaties in TOC en conductivity zijn wel een belangrijke indicatie van het feit dat de integriteit van het waterzuiveringssysteem gecompromitteerd kan zijn of kunnen een vroege waarschuwing zijn voor een dreigende microbiële uitbraak. Verder onderzoek via klassieke grab-sampling en testen in het QC-lab zijn in dat geval noodzakelijk om de bron van de (al dan niet tijdelijke) excursies te achterhalen.

Anatel PAT 700 Total Organic Carbon and Conductivity Analyzer: een onmisbare schakel in uw CCS-strategie

De Anatel PAT700 TOC and Conductivity Analyzer van Beckman Coulter Life Sciences® is onmisbaar in elke WFI-producerende omgeving. Het is het enige online monitoringsysteem dat ontworpen is om te voldoen aan alle wereldwijde farmacopie-eisen (USP <643> voor TOC, USP<645> voor geleidbaarheid, EP2.2.44 en JP XV<60>). Het toestel vereenvoudigt de toepassing van Proces Analytische Technologie (PAT) in life science watersysteemtoepassingen en verhuist de TOC-analyse van het QC-lab naar de productie-omgeving. Permanente online monitoring heeft vele voordelen, denk maar aan de tijdswinst die geboekt wordt dankzij Real-Time-Release-Testing waarmee batches sneller kunnen worden vrijgegeven, en aan de kostenbesparing doordat dure laboratoriumanalyses van grab-samples beperkt of geheel overbodig worden.

De Anatel PAT700 is de meest complete en meest conforme (compliant) TOC en Conductivity Analyzer op de markt en overkomt een aantal obstakels waar andere TOC analyzers mee worstelen:

• Net zoals de meeste TOC analyzers werkt de PAT700 met UV-licht om de organische moleculen te oxideren. Voor een correcte bepaling van de TOC is het essentieel dat deze UV-lamp perfect werkt en een constante hoeveelheid UV-licht afgeeft. Dankzij een uniek systeem met dubbele UV-lamp wordt de uptime van het systeem beter gegarandeerd dan bij andere TOC analyzers. Als het UV-licht van de hoofdlamp onder een aanvaardbare intensiteit voor correcte TOC-analyse valt, wordt de reservelamp automatisch geactiveerd en wordt een alarm ingeschakeld om de gebruiker te waarschuwen.
• Voor een nauwkeurige TOC-analyse is de volledige oxidatie van de organische verontreiniging van het grootste belang. Bij de oxidatie van langere ketens en complexere organische moleculen kunnen echter organische zuren ontstaan. Deze beïnvloeden de geleidbaarheidsmeting soms meer dan de uiteindelijke CO2 van de volledig geoxideerde organische stof, wat kan resulteren in een onjuiste TOC-waarde. De PAT700 controleert de verandering in de geleidbaarheidsmeting en wacht tot er geen variatie meer is om te detecteren dat de oxidatie compleet is, waardoor een nauwkeurige TOC-analyse gegarandeerd is.
• TOC- of geleidbaarheidsexcursies kunnen van voorbijgaande aard zijn en snel verdwijnen (bijvoorbeeld door verdunning in het grote watervolume van de opslagtank). Hierdoor kan een verontreiniging aan de aandacht ontsnappen en mogelijk tot een ernstig probleem leiden. De PAT700 kan heel nauwkeurig worden geprogrammeerd om een watermonster te nemen van zodra een minimale TOC-excursie wordt gedetecteerd, zodat het staal in het labo verder kan worden geanalyseerd om de oorzaak van de afwijking te achterhalen (root-cause analysis). De PAT700 heeft vier flessen ingebouwd voor het nemen van grab-samples.
• Onderhoud- en kalibratie-intervallen van twaalf maanden beperken de cost of ownership. De PAT700 werkt bovendien zonder peristaltische pomp, waardoor er geen pompkoppen of leidingen te onderhouden of te vervangen zijn. Doordat het toestel tegelijkertijd de TOC, geleidbaarheid én watertemperatuur valideert, is hiervoor geen bijkomende apparatuur nodig. Bij de analyse wordt enkel krachtig UV-licht gebruikt om het organisch materiaal te oxideren en geen dure chemicaliën/reagentia.

Trescal’s Clean Room Management

Trescal, sinds eind 2021 onderdeel van Trescal, is voor vele producenten in de biotechnologische en farmaceutische industrieën een onmisbare partner. In deze sterk gereguleerde sectoren is Trescal verantwoordelijk voor de verkoop, kalibratie, onderhoud en reparatie van heel wat GMP-kritische analytische en QC instrumenten. Zo is Trescal de officiële en exclusieve verdeler van de Anatel TOC700 Analyzer voor Beckman Coulter Life Sciences®.

Om de uitvaltijd zo kort mogelijk te houden, staan onze ervaren field-technici on-site in voor het onderhoud en de verplichte kalibratie van uw apparaat. Hiervoor worden enkel de officiële gelicencieerde kalibratiesoftware en onderdelen van de producent gebruikt. Als onafhankelijk bedrijf kunt u ook op ons rekenen voor de inbedrijfstelling, kwalificatie en validatie van uw volledige clean room faciliteiten of specifieke apparatuur.

Overtuigd van de meerwaarde van Anatel PAT700 TOC and Conductivity Analyzer en/of onze services voor uw clean room? Neem gerust contact met ons op.