Procedure design and development of chromatographic test procedures according to the analytical method lifecycle approach

Abstract

Quality by Design ist bereits seit Jahren ein wichtiges Thema in der pharmazeutischen Entwicklung, wobei die Qualität des Produkts über Prozesswissen und kontinuierliche Verbesserungen in einem ständigen Kreislauf gesichert wird.Dieses Konzept ist zum Beispiel durch die USP (United States Pharmacopeia) <1220> etabliert, hingegen gibt es für die Entwicklung analytischer Verfahren nur Entwürfe von Richtlinien, die zukünftig zu rechtlichen Vorgaben werden könnten.Um ein besseres Verständnis der Strategie zu erhalten, wurden die Entwürfe des analytischen Lifecycles mit den bereits etablierten Richtlinien der Produkt- und Prozessentwicklung abgestimmt, um eine schnelle und effiziente Methodenentwicklung aufzustellen, die für eine große Range an pharmazeutischen Produkten verwendet werden kann.Das Ergebnis ist ein Leitfaden einer Methodenentwicklung am Beispiel der RP-HPLC (Reverse Phase Hochleistungsflüssigkeitschromatographie), einer der komplexesten und am häufigsten verwendeten Analysetechniken zur Analyse von Arzneimitteln. Basierend auf einem besseren Verständnis des Ziels der Methode im Vorfeld und während der Entwicklung, sowie Risikobewertungen und Robustheitsuntersuchungen mit Hilfe der Software DryLab und Design Expert für eine möglichst effiziente und effektive Nutzung der gesammelten Daten, wurde die Methodenentwicklung durchgeführt.Dadurch kann zukünftig schneller auf eine mögliche gesetzliche Vorgabe der Richtlinien reagiert werden und gleichzeitig sichert das Konzept die schnellere Umsetzung der Entwicklung neuer analytischer Methoden.

Quality by Design has been an important topic in Pharmaceutical Development for the last years.It is about assuring quality by understanding the process and sources of variation and controlling variables through the knowledge gathered in the lifecycle of the product.This concept is already formally established in product and process development, but there is only a draft for the implementation in the analytical procedure development.For a better understanding of the strategy (Analytical) Quality by Design, this thesis addresses the theory behind the question What is the analytical method lifecycle? and describes the commonly used abbreviations and terms in the draft guidelines like the USP <1220> and their implementation in the analytical approach.The outcome is a method development guideline for the example of reversed phase high performance liquid chromatography, one of the more complex and very commonly used analytical techniques in the analysis of small molecules drug substances, with tools for better understanding the aim of the method beforehand and throughout the development, as well as descriptions of the softwares DryLab and Design Expert, for a most efficient and effective use of the gathered data.So, this thesis is mostly for readers aiming for a faster analytical method development with more robustness understanding, to get more reliable data. And also, for understanding the (analytical) method lifecycle and how to implement the idea behind it in the laboratory.