Retos de la ingeniería farmacéutica

Hace ya mucho tiempo que los conocimientos necesarios para la fabricación industrial de medicamentos requieren la participación de diferentes ramas de la ciencia. En este campo, farmacéuticos e ingenieros colaboran muy estrechamente.

Los farmacéuticos son los especialistas en el medicamento, en sus propiedades y en sus efectos bioquímicos y fisiológicos sobre las personas. El principal campo de actuación de los farmacéuticos industriales es el desarrollo, producción, análisis, conservación y distribución de medicamentos, basado en el cumplimiento de la legislación que permite fabricar y poner un medicamento en un mercado.

Los ingenieros buscan soluciones a problemas técnicos utilizando una combinación de matemáticas, ciencia y tecnología. En el pasado, se podría dividir la ingeniería en cuatro ramas principales: mecánica, civil, química y eléctrica. Hoy en día, existen muchos otros tipos diferentes de ingeniería, ya que ingeniería es un término muy amplio que cubre varias industrias y sectores.

La ingeniería farmacéutica es una rama de la ingeniería que se centra principalmente en el diseño, construcción y mejora de instalaciones de fabricación para producir medicamentos. Algunos ingenieros farmacéuticos también trabajan en el descubrimiento y la formulación de medicamentos y otros se centran en ofrecer soluciones para optimizar procesos de fabricación. La ingeniería farmacéutica utiliza los campos de la ingeniería química, la ingeniería biomédica, las ciencias farmacéuticas y la ingeniería industrial.

Ingeniería, diseño y GMP

Una de las diferencias más importantes entre la ingeniería farmacéutica y otras ramas de la ingeniería son los estrictos requisitos de la industria farmacéutica en materia de buenas prácticas de fabricación (GMP). Un ingeniero farmacéutico debe conocer y cumplir normas GMP cada vez más complejas para garantizar que el medicamento producido es seguro para los pacientes.

Es vital incorporar los requisitos GMP en todas las fases de un proyecto de ingeniería, desde el diseño conceptual inicial, siguiendo por las ingenierías básicas y de detalle, la etapa de construcción y la de puesta en marcha y cualificación, hasta la entrega final de la instalación.

Durante la etapa de diseño y optimización del proceso de fabricación se definen los atributos críticos de calidad (CQAs) que debe tener el producto, y se identifican los correspondientes parámetros críticos del proceso (CPPs) que los generan, sus consignas y sus rangos de aceptación (Ver figura 1).

Es el proceso de fabricación quien determina a partir de ese momento todas las actividades posteriores. Edificios, servicios y equipos se diseñan, construyen y verifican para asegurar que satisfacen todos los requisitos del proceso y garantizan la capacidad operativa requerida por la fabricación de rutina.

El conocimiento científico de los atributos críticos de calidad del producto, los parámetros críticos del proceso, y el diseño y automatización de los equipos, determina cuales son los aspectos críticos (CAs) a considerar, y estos a su vez marcan los elementos críticos de diseño (CDEs) a verificar durante el proceso de puesta en marcha y cualificación.

Es importante incluir en los requisitos de diseño de ingeniería, estudios estadísticos de los parámetros del proceso que aseguren la capacidad (valores de Cpk y Ppk superiores a 1,33) y el control estadístico del proceso.

Para asegurar el cumplimiento de los requisitos regulatorios que autorizan la puesta en el mercado de un medicamento, todas las actividades que se realizan bajo la responsabilidad de la ingeniería farmacéutica deben ejecutarse siguiendo Buenas Prácticas de Ingeniería (GEP), y registrarse siguiendo Buenas Prácticas de Documentación (GDP), bajo la supervisión de la Unidad de Calidad (QA), y deben estar integradas en el Sistema de Calidad Farmacéutico (PQS).

Conocer y controlar los riesgos

Es muy importante que tanto farmacéuticos como ingenieros conozcan y utilicen criterios, estrategias y herramientas de análisis de riesgos para asegurar que todos los ajustes, ensayos y verificaciones que se realizan son adecuados y permiten controlar los posibles puntos de fallo de los sistemas.

La valoración de riesgos (Risk Assessment) se utiliza para determinar cuáles equipos y componentes tienen impacto en alcanzar y mantener los parámetros del proceso y las condiciones operativas que puedan afectar a la calidad del producto.

Esta información permite definir pruebas de puesta en marcha, protocolos de cualificación, ensayos de funcionamiento y criterios de aceptación adecuados.

Farmacéuticos e ingenieros deben comprender muy bien las etapas y los parámetros del proceso que afectan a la calidad del producto, el modo en el que la afectan, y la correlación entre el comportamiento de los equipos y el control de las variables del proceso (Ver figura 2).

Puesta en marcha y cualificación

Las inspecciones y los ensayos sobre los equipos se utilizan para verificar que han sido diseñados, construidos e instalados siguiendo las especificaciones de ingeniería y los requisitos del proceso. La información de estas verificaciones debe ser exacta, confiable y útil para que pueda utilizarse como soporte de las actividades de cualificación.

Los trabajos de ingeniería aseguran el correcto funcionamiento de los equipos en las condiciones de proceso definidas previqmente, y durante la puesta en marcha se confirma que los equipos funcionan correctamente según su diseño.

Cuando se requieran ajustes para alcanzar las condiciones operativas, se deben documentar estas modificaciones y comunicarlas al equipo de cualificación para que pueda adecuar los protocolos a la nueva situación (Ver tabla 1).

El objetivo final es realizar la puesta en marcha y la cualificación de la forma más eficiente y en el menor tiempo posible, sin repetición de ensayos y garantizando el total cumplimiento regulatorio.

La base para alcanzar ese objetivo es garantizar que cualquier documentación generada durante la puesta en marcha (ingeniería) ha de ser válida para la cualificación (calidad), sin necesidad de repetir ningún ensayo.

Buenas prácticas de ingeniería (GEP)

Las buenas prácticas de ingeniería son los métodos de trabajo y los estándares de ingeniería que se establecen y aplican durante todo el ciclo de vida de un proyecto. Se utilizan desde el diseño, la instalación, el funcionamiento y la validación, hasta el mantenimiento de rutina de instalaciones y equipos.

Adoptar GEP proporciona a la ingeniería farmacéutica un equilibrio entre gasto y beneficio, ya que facilitan que los recursos se concentren en los aspectos de mayor riesgo para poder controlarlos más exhaustivamente. Esto permite conseguir entregas eficientes de instalaciones, servicios y equipos de fabricación con altos estándares de calidad.

El objetivo de las GEP es que los diseños e instalaciones incluyan aspectos de seguridad, salud, ambiente, ergonomía y operaciones reconocidos por estándares internacionales, además de contar con documentación apropiada de respaldo de los proyectos incluyendo aspectos de diseño, diagramas técnicos, manuales de operación y certificados.

Las GEP también tienen un gran impacto sobre los programas de mantenimiento durante la explotación de rutina, reconocidos hoy como un elemento crítico para el éxito de las operaciones, pues es necesario que los modelos aplicados además de ser costo-efectivos y rápidos en su respuesta, cumplan con los requerimientos regulatorios asociados.

Buenas prácticas de documentación (GDP)

El objetivo de las buenas prácticas de documentación es crear documentos claros y concisos que puedan presentarse sin inconvenientes en una inspección regulatoria, y que garanticen la calidad e integridad de los datos.

Los registros de ingeniería, siguiendo GDP, se utilizan para soportar las actividades de puesta en marcha de los equipos. Los registros farmacéuticos, siguiendo GMP, se utilizan para soportar las actividades de cualificación.

Requisitos para la documentación generada durante la puesta en marcha (Ingeniería - GEP)

• Se registran adecuadamente los resultados finales de pruebas y ajustes repetitivos (Ej.: Balance de sistema HVAC).
• Se definen los criterios de aceptación en las especificaciones, y los planes de pruebas se realizan siguiendo los estándares de ingeniería.
• Se realiza bajo criterios de ingeniería la verificación de especificaciones y diseños no críticos (Ej: presión del anillo de distribución de WFI).
• Se utilizan buenas practicas de documentación.
• El nivel de rigor está en línea con el control del riesgo relacionado con la funcionalidad de los equipos.

Requisitos para la documentación generada durante la cualificación (Calidad - GMP)

• Se siguen exactamente los protocolos y se registran todos los eventos que suceden. Se documentan todos las desviaciones, excepciones y repeticiones de ensayos.
• Se realiza la ejecución de los ensayos siguiendo protocolos específicos con criterios de aceptación predefinidos.
• La unidad de calidad revisa los resultados y aprueba que los equipos son adecuados para su uso previsto, lo que incluye la confirmación de los aspectos críticos y los elementos críticos del diseño.
• Se utilizan documentos específicos de cualificación (protocolos).
• El nivel de rigor está en línea con el control del riesgo relacionado con el cumplimiento de GMP.

Ingenieros y farmacéuticos

Como dijimos al inicio, el conocimiento necesario para la fabricación industrial de medicamentos requiere que ingenieros y farmacéuticos trabajen juntos, cada uno aportando su conocimiento técnico específico y conociendo los requisitos, capacidades y necesidades el otro.

Y repito: El objetivo final es realizar la puesta en marcha y la cualificación de la forma más eficiente y en el menor tiempo posible, sin repetición de ensayos y garantizando el total cumplimiento regulatorio.

Datos del autor

Nombre	Fernando Tazón Alvarez
Empresa	Grupo ASINFARMA
Cargo	CEO