Executive Summary
È sempre consigliabile valutare le prestazioni dei contenitori caso per caso. Tuttavia, per le aziende farmaceutiche che devono superare specifiche difficoltà nello sviluppo di vaccini a mRNA, è cruciale avere maggiori garanzie riguardo alla compatibilità dei contenitori in vetro con le condizioni di refrigerazione necessarie per conservare questi prodotti. Per questa applicazione, che si fa sempre più complessa, i flaconi in vetro di Stevanato Group restano una soluzione collaudata in grado di risolvere i problemi dei clienti.
Questo studio ha lo scopo di dimostrare a livello sperimentale le prestazioni meccaniche e quelle relative all’integrità di chiusura del contenitore (CCI) dei flaconi 2R in vetro Fina® in diverse situazioni.
Le prestazioni meccaniche sono state valutate con due metodi quantitativi, il test di compressione verticale (VT) e il test di scoppio (BT), misurando la sollecitazione meccanica massima che un singolo flacone è in grado di tollerare prima di cedere; in termini statistici, le configurazioni valutate non hanno evidenziato alcuna differenza significativa tra le prestazioni prima e dopo il raffreddamento.
La CCI è stata valutata con un metodo deterministico, ovvero l’analisi laser del gas nello spazio di testa (Headspace-Gas Analysis - HGA), che misura la concentrazione di CO2 gassoso presente nello spazio di testa del flacone. In questo studio, sono stati valutati flaconi assemblati sia manualmente che automaticamente, con diverse configurazioni di chiusura e in diversi punti temporali in seguito alla conservazione a temperatura ambiente e alla temperatura di -80 °C. Sono state collaudate sette combinazioni, ciascuna con 30 campioni, a T0 (0 mesi), T6 (6 mesi) e T24 (24 mesi), e tutte le configurazioni hanno superato il test, dimostrando il mantenimento della CCI.
Dal momento che la configurazione finale di chiusura del contenitore dipende dai processi e dai materiali utilizzati, è necessario uno studio mirato per garantire l’adeguatezza della configurazione selezionata per l’applicazione desiderata.
Modalità di test
Verifica della resistenza meccanica mediante test di compressione verticale e test di scoppio
L’obiettivo di questi test era individuare e (se presente) determinare l’impatto sulla resistenza meccanica dei flaconi in vetro del carico assiale e della pressione interna nelle condizioni di conservazione a -80 °C per un periodo di 7 giorni. Per i test VT e BT sono stati utilizzati flaconi 2R non tappati al fine di valutare l’impatto sul solo contenitore in vetro.
I test VT e BT sono stati eseguiti su flaconi vuoti con e senza raffreddamento a temperature ultra-basse per verificare l’eventuale presenza di differenze nel comportamento dovute al raffreddamento stesso.
I test VT e BT sono stati eseguiti con una macchina di prova universale ZwickRoell Z050.
Figura 1: a) Esempio di campione prima della compressione verticale. b) Esempio di campione dopo la compressione verticale.
Figura 2: a) Esempio di campione prima del test di scoppio. b) Esempio di campione dopo il test di scoppio.
Sono state testate due categorie di campioni di flaconi 2R secondo lo standard ISO 8362-1, in due diverse configurazioni:
2R Fina® flaconi 2R senza rientranza interna e con fondo standard, prodotti per soddisfare i requisiti di qualità della linea Fina®.
2R Fina®: flaconi 2R con rientranza interna conforme agli standard europei e con fondo ottimizzato per la liofilizzazione, prodotti per soddisfare i requisiti di qualità della linea Fina®.
Figura 3: camera climatica con flaconi 2R posizionati all’interno per il ciclo di DF.
Per studiare la potenziale influenza del volume di riempimento (FV) sulla resistenza meccanica dei flaconi durante il processo di congelamento, è stato condotto uno studio di fattibilità volto a identificare un FV “ottimale” che non causasse incrinature, crepe o fratture nei flaconi dopo il ciclo di raffreddamento a temperature ultra-basse (deep freeze, DF).
Dal momento che non è emerso alcun danno ai flaconi, neanche con un FV di 3,0 ml, è stato scelto questo valore come FV “ottimale”. I campioni “post-congelamento” sono stati ottenuti utilizzando un FV pari a 3,0 ml e applicando un ciclo di DF.
Verifica della CCI mediante Test del Gas Presente nello Spazio di Testa
L’obiettivo di questo test era determinare la CCI in una situazione stabile a 25 °C con il 60% di umidità relativa (RH) e a -80 °C in tre diversi punti temporali (T0, T6 e T24 mesi) ipotizzando un periodo di conservazione complessivo di 24 mesi.
I campioni per la valutazione della CCI erano flaconi 2R con diversi metodi di chiusura: con stopper più tappo in alluminio a crimpare e con tappo a pressione “press-fit”.
La valutazione della CCI è stata eseguita mediante analisi del gas nello spazio di testa basata sulla misurazione del diossido di carbonio contenuto nello spazio di testa dei campioni dopo l’esposizione a un ambiente arricchito di diossido di carbonio alle temperature oggetto del test.
È stata testata una sola categoria di campioni, corrispondente ai flaconi 2R secondo lo standard ISO 8362-1, in una sola configurazione:
2R Fina®: flaconi 2R senza rientranza interna e con fondo standard, prodotti per soddisfare i requisiti di qualità della linea Fina®.
Risultati dei test e conclusioni
Prestazioni meccaniche emerse dai test di compressione verticale e di scoppio
I risultati per le due categorie sottoposte a VT e BT sono riassunti di seguito:
È possibile affermare quanto segue:
- Per entrambe le categorie “2R_Fina_dwq1” e “2R_Fina_dwq2” è emersa una riduzione minima o assente del valore medio della forza massima che determina la rottura dopo il raffreddamento, e non è emersa alcuna differenza significativa delle prestazioni meccaniche post-DF.
- Non è emerso alcun impatto dovuto alla forma dell’imboccatura (assenza di rientranza interna o rientranza interna secondo gli standard europei) o alla forma del fondo (fondo standard o fondo ottimizzato per la liofilizzazione) sui risultati del test di compressione verticale.
- Per i flaconi con rientranza interna e fondo ottimizzato per la liofilizzazione sono state evidenziate proprietà meccaniche migliori nel BT rispetto ai flaconi senza rientranza interna e fondo standard.
- Per le categorie testate non è emersa alcuna differenza su base statistica dopo il raffreddamento a -80 °C.
Test della CCI: Analisi del Gas nello Spazio di Testa (con CO2)
Nella Tabella sono riassunti i risultati del test della CCI mediante HGA per ciascuna configurazione testata in tutte le condizioni esaminate.
È possibile affermare quanto segue:
- Tutti i campioni testati hanno mantenuto la CCI per l’intero periodo di conservazione, sia a 25 °C sia a -80 °C, indipendentemente dal metodo di chiusura e dal tipo di assemblaggio.
- Per tutti i controlli positivi, sia con perforazioni evidenti che con perforazioni laser, sono stati evidenziati valori elevati di penetrazione del CO2 (dati non riportati in figura). Il metodo di test è quindi in grado di rilevare la presenza di fori dell’ordine dei 5 µm a temperatura ambiente e a -80 °C.
- Nessun problema di rottura del flacone è stato osservato per alcuna delle categorie testate.
- Le categorie testate hanno mantenuto la CCI a -80 °C e a temperatura ambiente nei punti temporali T0, T6 e T24.
Conclusioni
Questo studio ha analizzato e verificato il comportamento dei flaconi 2R in vetro di qualità Fina® di Stevanato Group dopo il condizionamento a -80 °C per un periodo di tempo prolungato.
I risultati di tale analisi evidenziano che i flaconi 2R possono essere processati nelle condizioni specificate senza alcun impatto sulle prestazioni meccaniche; inoltre, la struttura del flacone, combinata con diversi sistemi di chiusura, è in grado di garantire la CCI per un periodo di tempo prolungato nelle condizioni di prova specificate.
I flaconi 2R in vetro di qualità Fina® sono pertanto adeguati all’uso con molecole sensibili che richiedano la conservazione a temperature ultra-basse allo scopo di mantenere il farmaco stabile fino al momento dell’uso: è il caso, per esempio, dei vaccini a mRNA e a DNA, dei vettori virali e delle terapie geniche.
