Formulation de milieux et solutions pour les procédés Pharmaceutiques : extrapolation par Computational Fluid Dynamics et validation expérimentale

Formulation of media and solutions for Pharmaceutical processes: extrapolation by Computational Fluid Dynamics and experimental validation

Manufacturing Sciences, Analytics and Technology (MSAT) department, Sanofi, France

Résumé

La fabrication des vaccins et de leurs produits intermédiaires est strictement réglementée et régie par les Directives des autorités sanitaires (European Medicines Agency en 2014). Dans le cadre de son projet EVolutive Facility (EVF) (Sanofi en 2020), Sanofi a mis en place une stratégie de validation de ses milieux et solutions pour assurer leur homogénéité, leur stérilité et leur stabilité. En appui des approches expérimentales traditionnelles, l’utilisation de la Mécanique des Fluides Numérique a été intégrée très tôt dans cette stratégie. La dissolution de poudres en cuve agitée pour la formulation de tampon tréhalose est l’une des composantes de ce plan de validation, pour lequel la vitesse d’agitation et le temps de séjour sont deux paramètres critiques. L’objectif de ce travail est triple : (i) une carte phénoménologique des régimes de dissolution est proposée sur la base des rapports des temps caractéristiques qui découlent de la modélisation mécanistique des phénomènes (ii) le transfert technologique d’un procédé de dissolution de tréhalose est réalisé en utilisant cette carte et la CFD (iii) la stratégie de transfert technologique est validée par une campagne d’essais sur le nouveau système. A l’avenir, cette méthodologie sera appliquée à nos autres procédés.

Abstract

The manufacture of vaccines and their intermediate products is strictly regulated and governed by the Guidelines of the health authorities (European Medicines Agency in 2014). As part of its EVolutive Facility (EVF) project (Sanofi in 2020), Sanofi has implemented a validation plan strategy for its media and solutions to ensure their homogeneity, sterility, and stability. In support of traditional experimental approaches, the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) was incorporated early in this strategy. Powder dissolution in a stirred tank for the formulation of an osmolyte is one of the components of this validation plan, for which the stirring speed and residence time are two critical parameters. The objective of this work is threefold: (i) a novel phenomenological mapping of the dissolution regimes is build based on ratios of the characteristic times that derives from mechanistical modelings (ii) the technology transfer of an existing dissolution process is performed using this map and Computational Fluid dynamics (iii) the technology transfer strategy is validated comparing to experimental campaign on the new process. Further work will allow us to deploy the methodology to all our media buffer preparation.