Simulador de extraíbles de Sartorius: Simplificación de E&L mediante la modelización en simulación por computadora - Parte II

Una vez identificados y proporcionados los datos necesarios, el algoritmo calcula la concentración de cada compuesto en todos los métodos analíticos (es decir, GC-MS, HPLC-UV, LC-MS, etc.). Este provee la concentración acumulada más alta para el dispositivo o ensamble investigado según la Ecuación 4 o la Ecuación 7.

Rastreabilidad
Las cantidades de extraíbles determinadas mediante el cálculo de escalamiento y combinado pueden provenir de múltiples métodos analíticos o componentes. Para asegurar la trazabilidad de los resultados, las fuentes que afectan a las cantidades y las operaciones se registran y se conservan en un archivo. Para cada cálculo, se documenta el esquema de cálculo completo, incluyendo todos los coeficientes utilizados, así como los módulos de cálculo. Esto permite una reconstrucción completa de todas las decisiones algorítmicas realizadas en el cálculo de escalamiento.

Además, garantiza que la verificabilidad de las predicciones no se vea afectada si la información de origen disponible en la base de datos cambia con el tiempo. El recurso persistente conserva para el futuro la información crítica empleada en los cálculos para proporcionar una comprensión holística de los resultados.

c) Generación de informes
Los resultados del cálculo de escalamiento se muestran en la aplicación web como se ve en la Figura 3. Nuestros informes permiten al usuario leer la concentración de cada compuesto en función del tamaño del dispositivo, el volumen del lote, y el tiempo de contacto de acuerdo con el proceso del cliente.

Además, una función de descarga permite el procesamiento posterior de los datos. Los datos se proporcionan en formato tabular y pueden integrarse en nuestras Evaluaciones de Extraíbles Confidence ®.
 
Estas evaluaciones contienen información similar a la de un estudio de extraíbles realizado en el laboratorio.

Sin embargo, están disponibles en el plazo de una semana y a un costo significativamente menor. Nuestras evaluaciones son documentos calificados que pueden utilizarse como soporte para la presentación de medicamentos ante las autoridades reguladoras.

Perspectiva general de la implementación técnica
 Para proporcionar precisión y trazabilidad de los resultados del ExSim, el antecedente se construye sobre la base de la plataforma Java OpenJDK para una escritura sólida y validación robusta. La aplicación se encuentra accesible para aquellos usuarios que hayan tenido una capacitación mediante una aplicación web interna. Con el fin de poder garantizar un manejo calificado y exactitud de los resultados, los usuarios deben estar familiarizados con la estructura del número de artículo depositado y los experimentos de extraíbles realizados, así como tener un conocimiento general de los extraíbles.
 
Nuestra aplicación web es un sistema interactivo basado en la nube que permite un uso óptimo, interrupciones menores, y tiempos de carga reducidos (gracias a una interfaz de usuario React), al tiempo que transmite los datos de forma interactiva a través de una conexión socket web para un funcionamiento sin complicaciones. Este enfoque permite la colaboración en vivo de múltiples usuarios y fomenta la integración de los laboratorios internos de extraíbles y lixiviables de Sartorius con otros departamentos de expertos. También proporciona una interfaz para integrar datos de extractables verificados de terceros, por ejemplo, de un protocolo BPOG.


Figura 3: Interfaz ExSim: cálculo de análisis de extraíbles

Calificación operativa del simulador de extraíbles
La aplicación se desarrolló bajo procesos controlados. Para este propósito, durante y después del desarrollo, se realizaron pruebas complementarias de integridad de datos y algoritmos. Además, el acceso a la base de datos y la programación se definieron mediante permisos de acceso. Durante el uso, se asegura que todos los cálculos sean trazables mediante cadenas de auditoría (historial de acceso y datos, así como archivos de registro).
 
El resultado de la calificación operacional es que el ExSim calcula correctamente las concentraciones mediante la recuperación correcta de los datos de entrada de los reportes de laboratorio, y seleccionando los algoritmos correctos.

Ejemplos de cálculos de extraíbles
A continuación, mostramos tres ejemplos de ejercicios típicos de combinación y escalamiento, que pueden realizarse con el ExSim utilizando modelos de extraíbles como los que se muestran en la Tabla 3. Se asumió el etanol puro como solvente de extracción y un tiempo de contacto de un día para los componentes con tiempos de contacto cortos, y de 21 días para aquellos con tiempos de contacto largos.

Dos ecuaciones son la clave de los algoritmos de escalamiento utilizados para la predicción flexible del riesgo potencial de extraíbles con el Simulador de Extraíbles:

Escalamiento de un cartucho filtrante estéril
La base de todos los cálculos de escalamiento son los datos de extraíbles generados experimentalmente con una pequeña muestra de prueba de laboratorio. La ecuación 4 se utiliza para calcular la concentración específica del proceso para tiempos de contacto cortos, tomando en consideración el área efectiva de la membrana (SA_p) y el volumen de filtración (V_l). En los procesos reales, se espera una concentración menor (véase la Tabla 3). Esto se debe a una relación superficie-volumen reducida, que en nuestros ejemplos disminuye de 1 cm²/mL, en el peor caso de aplicación a escala de laboratorio, a 0.6 cm²/mL.

Escalamiento de una bolsa de almacenamiento
Se dispone de datos de extraíbles de bolsas para tiempos de contacto de 21 o 70 días, y una relación S/V mayor en comparación con los filtros de 6 cm²/mL. En nuestro segundo ejemplo de cálculo, hemos supuesto un volumen de líquido (V_l) de 45 L durante 21 días a 40°C. Además del volumen de líquido, el volumen de polímero (V_p) y los valores individuales de Kp/l se consideran en la Ecuación 7 para calcular los datos de extraíbles específicos del proceso.

Escalamiento de un conjunto
El tercer ejemplo considera un ensamble de una cápsula filtrante, manguera, y un sistema de bolsa con el siguiente escenario típico de aplicación. La cápsula filtrante se utiliza brevemente para llenar la bolsa, y el filtrado se almacena durante 21 días en la bolsa después de desconectar el filtro de la fase líquida.

El tiempo de contacto con la cápsula filtrante es inferior a un día y, en consecuencia, los extraíbles obtenidos del cartucho filtrante y de la carcasa plástica se calculan con la Ecuación 4.

La cantidad de extraíbles del ejercicio de escalamiento de la cápsula filtrante se suma a la masa total de extraíbles (mtot) del sistema de bolsa y manguera. A continuación, se inicia un cálculo de equilibrio con la Ecuación 7 para los componentes que están en contacto por tiempo prolongado con la fase líquida (bolsa y manguera).

Los tres ejemplos arrojarán datos de extraíbles escalados y combinados, como si se hubiera realizado un experimento de extraíbles estático.

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