Transformando la calidad farmacéutica a través del enfoque QbD

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El enfoque QbD revoluciona la industria farmacéutica al integrar la calidad desde el diseño del producto hasta su fabricación, garantizando eficiencia y reducción de defectos.

La Calidad por Diseño (QbD), impulsada inicialmente por el Dr. Joseph M. Juran en el año 1992, es un enfoque fundamental en la industria farmacéutica moderna. Este concepto sostiene que la calidad debe ser incorporada intrínsecamente desde la fase de diseño del producto y proceso, en lugar de depender únicamente de las pruebas finales. 

Esta perspectiva ha sido adoptada y promovida por organismos regulatorios como la FDA (Food and Drug Administration), la cual sostiene que el aumento de pruebas de control no garantiza una mayor calidad, sino que esta debe estar integrada en todo el proceso de desarrollo.

El marco regulatorio internacional ha formalizado QbD a través de guías clave del ICH (International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use), incluyendo ICH Q8 (Desarrollo Farmacéutico), ICH Q9 (Gestión de Riesgos de Calidad) e ICH Q10 (Sistema de Calidad Farmacéutico). A pesar de establecer los principios generales, la falta de detalles específicos sobre su aplicación práctica ha generado desafíos en su implementación.

Del concepto al control, los fundamentos del QbDQbD es un método sistemático, científico y basado en la gestión de riesgos que hace énfasis en la comprensión y el control profundos, tanto del producto como del proceso. Sus objetivos principales son:

  • Definir especificaciones fundamentadas: Establecer especificaciones de calidad del producto (incluyendo atributos físicos de genéricos) basadas directamente en su desempeño clínico y el beneficio terapéutico para el paciente.

Desde el inicio de la QbD farmacéutica, la FDA ha avanzado hacia especificaciones de calidad basadas en el rendimiento, como lo demuestran políticas sobre puntuación de comprimidos y tamaños de microesferas en cápsulas. Las recientes discusiones incluyen límites de potencia para fármacos de índice terapéutico estrecho y atributos físicos de los genéricos. Sin embargo, los documentos de la ICH no establecieron explícitamente estas especificaciones como objetivo de la QbD, aunque un artículo científico reciente sí lo reconoció.

  • Mejorar la robustez del proceso: Aumentar la capacidad del proceso y reducir la variabilidad y los defectos a través de un diseño de proceso y producto más robusto. Esto se logra mejorando el conocimiento y control de los factores críticos.

El segundo objetivo de la calidad farmacéutica basada en datos (QbD) es mejorar la eficiencia del proceso y reducir la variabilidad del producto, minimizando defectos y retiradas. Para ello se exige un diseño sólido en productos y procesos, así como una comprensión profunda de los factores que afectan la calidad. Tras la autorización regulatoria, el proceso debe seguir perfeccionándose para disminuir problemas.

  • Incrementar la eficiencia: Optimizar la eficiencia en el desarrollo y la fabricación, permitiendo la transferencia de recursos hacia la prevención proactiva de fallos.

QbD aplica un método sistemático en el desarrollo de productos, lo que acelera la formulación y mejora el diseño. Además, favorece la prevención sobre la corrección, facilitando la identificación de causas de fallos y optimizando tanto el desarrollo como la producción. Este enfoque constituye el tercer objetivo principal de QbD farmacéutica.

  • Optimizar la gestión post-aprobación: Mejorar el análisis de causa raíz y facilitar la gestión de cambios tras la aprobación regulatoria, gracias a una profunda comprensión de las interacciones entre producto y proceso.

El objetivo de QbD es optimizar el análisis de causa raíz y facilitar la gestión de cambios posteriores a la aprobación. Sin un buen entendimiento del producto y proceso, escalar y analizar causas requiere más datos a mayor escala. Las guías de cambio de la FDA establecen el marco para estos ajustes. Recientemente, la FDA publicó una guía que simplifica los requisitos regulatorios para ciertos cambios de fabricación de bajo riesgo en CMC tras la aprobación.

¿Qué hace funcionar al enfoque QbD?El enfoque QbD se basa en la identificación y control de las características que impactan la calidad del medicamento desde la perspectiva del paciente. Los elementos principales son:

  1. El Perfil de Producto Objetivo de Calidad (QTPP) es el punto de partida; resume prospectivamente los atributos deseados del medicamento para garantizar su seguridad y eficacia. Actúa como guía para el desarrollo y define criterios esenciales como el uso clínico, la dosificación, la vía de administración, el sistema de cierre, la liberación terapéutica, la esterilidad y la estabilidad.
  2. Los Atributos Críticos de Calidad (CQA) son las características físicas, químicas, biológicas o microbiológicas que deben mantenerse dentro de un rango o límite aceptable para asegurar la calidad, seguridad y eficacia deseadas. La criticidad de un atributo depende del impacto negativo potencial que tendría su desviación en el paciente.
  3. La fase del diseño y comprensión del producto garantiza que el medicamento cumplirá sus requisitos durante toda su vida útil, apoyado por estudios de estabilidad y clínicos. Implica la caracterización completa del principio activo, la selección adecuada de excipientes y la optimización de la formulación. Los excipientes deben seleccionarse mediante estudios sistemáticos, ya que cumplen funciones clave y pueden afectar la estabilidad y biodisponibilidad. Los Atributos Materiales Críticos (CMA) de las materias primas y excipientes deben priorizarse mediante evaluación científica y vincularse con los CQA.
  4. Diseño y comprensión de Procesos. Un proceso de fabricación se considera entendido cuando se han identificado todas las fuentes de variabilidad, se controla dicha variabilidad, y la calidad del producto puede predecirse de forma confiable:
  • Parámetros Críticos de Proceso (CPP): Son aquellos parámetros de proceso (como temperatura, velocidad o presión) que deben controlarse para asegurar que el producto cumple con los CQA.

  • Estrategia de Control: Una vez identificados los CMA, CPP y CQA, se establece una estrategia de control exhaustiva que incluye especificaciones para materias primas, excipientes y todos los pasos de fabricación, asegurando una producción consistente de lotes de calidad.

Transformando la calidad farmacéutica a trabés del enfoque QbD

La aplicación de QbD se facilita mediante el uso de herramientas científicas y metodológicas:

  1. La familiaridad y experiencia obtenida internamente por una compañía, también conocido como know-how, no disponible en la literatura pública. En el contexto QbD, este conocimiento se utiliza para justificar la omisión de ciertos estudios experimentales y para guiar la priorización de variables de alto riesgo.
  2. La Gestión de Riesgos de Calidad (QRM), detallada en la ICH Q9, es fundamental. La evaluación de riesgos debe basarse en el conocimiento científico y ser proporcional al nivel de riesgo para el paciente.

El propósito es identificar y priorizar las variables de formulación y proceso potencialmente de alto riesgo que podrían afectar la calidad del medicamento. Este proceso dará como resultado la evaluación de riesgos ayuda a priorizar los estudios experimentales necesarios. Solo las variables identificadas como críticas o de alto riesgo se investigarán experimentalmente.

Entre las herramientas más comunes se incluye el Análisis de Modos de Falla, Efectos y Criticidad (FMECA) y el Análisis de Operatividad de Riesgos (HAZOP), entre otras de carácter estadístico.

  1. El Diseño de Experimentos (DoE) es una herramienta clave para la comprensión de productos y procesos. Permite la manipulación sistemática de factores de entrada según un diseño preespecificado.

A diferencia del enfoque univariante tradicional, DoE descubre cómo los factores de entrada afectan conjuntamente las respuestas de salida, permitiendo cuantificar los términos de interacción entre variables. Las variables de entrada incluyen los CMA (ej. tamaño de partícula) y los CPP (ej. velocidad de compactado), mientras que las salidas son los CQA del producto final (ej. uniformidad de contenido, disolución). Como resultado, el DoE ayuda a identificar condiciones óptimas, CMA, CPP y, crucialmente, el Espacio de Diseño (Design Space).

Conclusión

La implementación de la QbD farmacéutica es un enfoque holístico para el desarrollo de medicamentos. Sus objetivos primordiales son reducir la variabilidad y los defectos, mejorando la eficiencia de la fabricación y la gestión de cambios. Esto se logra mediante la construcción de un proceso y una formulación inherentemente robustos, y el establecimiento de especificaciones clínicamente relevantes.

Los pilares de este enfoque son el QTPP, la comprensión del producto y del proceso, el escalado, la estrategia de control y el compromiso con la mejora continua. El conocimiento previo, la evaluación de riesgos, el DoE y otras herramientas son los facilitadores que permiten llevar QbD de un concepto teórico a una práctica industrial. Finalmente, la capacidad del proceso se evalúa y mejora continuamente a lo largo del ciclo de vida del producto, incluso después de su aprobación regulatoria.

Artículo escrito por:
Francisco Arguimbau CEO IDI ingeniería