PUPSIT (partie 1/2)

Qu'est-ce que le PUPSIT ?

Ces dernières années, la nécessité des tests d'intégrité pré-utilisation/post-stérilisation (PUPSIT) pour les filtres de stérilisation a fait l'objet de nombreux débats, l'objectif étant de détecter d'éventuels dommages avant la mise en service des filtres. La raison d’être du PUPSIT, par opposition à un simple test post-utilisation du filtre, réside dans le fait qu’il est possible qu’un filtre passe avec succès le test post-utilisation, tout en ayant laissé passer des micro-organismes lors de la filtration stérile elle-même. Ce phénomène est appelé « masquage des défauts du filtre » : cela signifie qu’un défaut du filtre, causé par exemple par la stérilisation du filtre lui-même, permet le passage de micro-organismes, mais qu’il se referme pendant le processus de filtration, de sorte que le filtre puisse passer avec succès le test après utilisation. Pour que ce phénomène de masquage puisse se produire, deux conditions doivent être remplies :

1) Il doit y avoir un défaut dans le filtre, suffisamment grand pour permettre la pénétration bactérienne, mais suffisamment petit pour se boucher pendant la filtration ;

2) Le produit filtré doit pouvoir obstruer ce défaut dans une mesure suffisante pour que le filtre passe avec succès le test après utilisation.

Bien que le concept de PUPSIT semble théoriquement logique, il présente également des inconvénients qui pourraient bien l'emporter sur les avantages.

Figure 1: Exemples de filtres stériles (via www.merckmillipore.com)

Annexe 1 sur le PUPSIT

La version précédente de l’annexe 1 (2008) stipule ce qui suit concernant les tests des filtres avant utilisation :

«113. L’intégrité du filtre doit être vérifiée avant utilisation, puis confirmée immédiatement après utilisation à l’aide d’une méthode appropriée, telle qu’un test au point de bulle, un test de débit diffusif ou un test de maintien de pression. Le temps nécessaire pour filtrer un volume connu de solution en vrac, ainsi que la différence de pression à appliquer sur le filtre, doivent être déterminés lors de la validation ; tout écart significatif par rapport à ces valeurs lors de la production de routine doit être documenté et examiné. Les résultats de ces contrôles doivent être consignés dans le dossier de lot. L’intégrité des filtres critiques de gaz et de purge doit être vérifiée après utilisation. L’intégrité des autres filtres doit être vérifiée à des intervalles appropriés. »

Grâce à cette formulation, il était facile pour les fabricants de produits stériles de se considérer en conformité avec les exigences relatives aux essais avant utilisation, notamment en testant le filtre hors ligne avant son utilisation et donc avant la stérilisation. De même, dans le cas des filtres à usage unique, qui sont traités par irradiation gamma, ils pouvaient se considérer comme conformes en reprenant la certification du fournisseur de filtres concernant les essais avant utilisation. Cette certification ne couvre toutefois pas les dommages pouvant survenir pendant le transport, la réception et le stockage sur site, ainsi que lors de la mise en œuvre et de l’installation par l’utilisateur final. La récente mise à jour de l’annexe 1 (2022) ne laisse toutefois pas beaucoup de place à l’interprétation, même si elle reconnaît également que le recours au test PUPSIT n’est pas toujours réalisable et qu’une approche alternative sous la forme d’une évaluation des risques est autorisée :

«8.87 L’intégrité du filtre stérilisé doit être vérifiée avant utilisation au moyen d’un test d’intégrité (pre-use post-sterilisation integrity test ou PUPSIT), afin de détecter tout dommage ou perte d’intégrité causé par la préparation du filtre en vue de son utilisation. Un filtre utilisé pour stériliser un liquide doit, après utilisation, être soumis à un test d’intégrité non destructif avant d’être retiré de son boîtier. Le processus de test d’intégrité doit être validé et les résultats des tests doivent correspondre à la capacité de rétention microbienne du filtre, telle qu’établie lors de la validation. Parmi les tests utilisés, on peut citer notamment les tests du point de bulle, du débit diffusif, de l’intrusion d’eau et de maintien de la pression. Il est toutefois reconnu que le test PUPSIT n’est pas toujours possible après stérilisation en raison de contraintes de procédé (par exemple, la filtration de très petits volumes de solution). Dans ces cas, une approche alternative peut être envisagée, à condition qu’une évaluation approfondie des risques ait été réalisée et que les exigences soient respectées grâce à la mise en place de contrôles appropriés visant à limiter les risques éventuels liés à un système de filtration non intégral. »

En outre, plusieurs points sont également précisés, dont les fabricants doivent tenir compte lors d’une telle évaluation des risques. Ceux-ci comprennent la connaissance du procédé, la connaissance du type de produit spécifique et le potentiel du produit à masquer le filtre. Par ailleurs, il convient également de prendre en considération, entre autres, la chaîne d’approvisionnement du filtre et le processus de stérilisation lui-même.

Études sur le masquage des défauts

Des études ont été menées afin de déterminer si et dans quelles circonstances ce que l’on appelle le « masquage du débit du filtre » peut se produire. Ces études permettent à l’industrie de mieux comprendre le masquage des défauts des filtres et fournissent ainsi les connaissances nécessaires pour effectuer correctement les évaluations des risques requises, comme indiqué dans la récente mise à jour de l’annexe 1.

Dans le cadre de ces études, des scénarios les plus défavorables ont été simulés, dans lesquels des filtres à cartouche présentant des défauts marginaux (issus de lignes de production de filtres) ont été masqués à l’aide de solutions protéiques, afin de permettre la réussite du test d’intégrité du filtre après utilisation. Il est important de noter que ces conditions sont rares, car la plupart des filtres rejetés présentent des défauts catastrophiques (des défauts importants qui empêchent de tester l’intégrité du filtre). De plus, les défauts mineurs peuvent potentiellement bloquer totalement le passage des bactéries. Les résultats montrent que sur les 24 filtres testés – qui ont été soumis à une concentration de polluants de 24 g/L et à un ralentissement du débit de 90 % ou plus – seuls 2 filtres présentaient un « masquage » (= échec au test avant utilisation et réussite au test après utilisation). Dans une autre série d’expériences, des filtres à disques présentant des défauts créés par le perçage au laser de trous de 10 µm ont été utilisés. Pour ces filtres, un testeur d’intégrité automatisé a pu détecter tous les filtres endommagés à chaque niveau d’encrassement jusqu’à 75 %.

Les données recueillies lors de ces études de masquage montrent clairement que, bien qu’il y ait effectivement une variation du taux de masquage, il est peu probable que cette variation se produise dans des conditions de routine lors de la fabrication de médicaments. Seuls les liquides présentant des concentrations inhabituellement élevées de contaminants, associés à une utilisation atypique des filtres (par exemple, des temps de filtration très longs), peuvent entraîner des niveaux se rapprochant d’un risque accru de masquage. Cela entraînera toutefois très probablement une baisse excessive du débit, ce qui n’est pas acceptable. C’est pourquoi l’évaluation des caractéristiques du produit et de la baisse de débit constitue un paramètre crucial pour les fabricants lorsqu’ils évaluent la nécessité d’utiliser le PUPSIT.

Étude d’exploration de données issue d’un test de provocation bactérienne

Le risque minimal de masquage des filtres dans l’industrie pharmaceutique a également été démontré par une étude d’exploration de données issues de tests de provocation bactérienne (BCT). Cette étude reposait sur le principe selon lequel tout liquide susceptible de provoquer un colmatage devrait également entraîner une augmentation de la valeur du point de bulle en raison de ce colmatage excessif des pores. En d’autres termes, le rapport entre le point de bulle du test après utilisation et celui du test avant utilisation peut indiquer la présence d’un liquide susceptible de masquer des points faibles.

Afin de transposer ce concept à l’échelle industrielle, les auteurs ont utilisé les résultats historiques des tests d’intégrité de plus de 2 000 filtres utilisés dans les BCT pour évaluer s’il existe un mécanisme d’augmentation du point de bulle – et donc un risque de masquage des défauts – pour une combinaison donnée de fluide et de filtre. Tout comme pour les études sur la dissimulation des défauts, les résultats de ces BCT correspondent au scénario le plus défavorable, puisque les filtres de qualité stérilisation (0,2 µm) sont exposés au produit, ainsi qu’à une concentration élevée de l’organisme bactérien, ce qui contribue à l’obstruction des pores et à un effet potentiel de masquage des défauts. De même, des paramètres tels que la durée de la filtration, les volumes et le débit ont généralement été abordés selon le scénario le plus défavorable lors des BCT, par rapport au processus en cours de validation. Parallèlement aux essais de performance (BCT) des filtres de stérilisation, un filtre présentant une taille de pores plus grande (généralement 0,45 µm) est généralement testé en tant que contrôle positif afin de confirmer que des bactéries viables et suffisamment petites, capables de traverser le filtre, sont utilisées. Ces filtres, qui sont également testés avant et après utilisation, présentent des résultats de point de bulle plus faibles en raison de la taille plus grande de leurs pores et peuvent être considérés comme un modèle pour les filtres présentant des défauts marginaux. Si le filtre de 0,45 µm s’encrasse au point que le résultat après utilisation dépasse la valeur minimale de perméabilité du filtre de stérilisation de 0,2 µm, la dissimulation des défauts constituerait un risque pour cette combinaison liquide/filtre.

Les résultats de l’étude d’exploration de données ont montré que le rapport moyen entre le test de point de bulle après utilisation et celui avant utilisation était de 1,00 ± 0,15, ce qui indique qu’il n’existe généralement pas de tendance à la surestimation du point de bulle au sein de l’industrie. En examinant les combinaisons liquide/filtre individuelles, l’équipe chargée de l’exploration de données a constaté que seule une petite partie (1,5 %) des conditions de test des filtres présentait des rapports indiquant un risque théorique de masquage. Malgré ce faible pourcentage, le risque réel est probablement encore plus faible, car les tests de point de bulle (BCT) sont réalisés dans les conditions les plus défavorables imaginables et avec un apport substantiel de bactéries. Par ailleurs, cette étude montre également que les rapports BP observés lors des tests de rétention bactérienne de routine constituent un moyen d’évaluer le risque de masquage de combinaisons spécifiques de liquides et depeuvent donc être pris en compte pour déterminer s’il convient de mettre en place un PUPSIT.

Risques liés au PUPSIT

Comme mentionné précédemment, la mise en œuvre du PUPSIT a fait l’objet de nombreux débats, car elle peut également – et cela peut paraître controversé – ajouter des risques au processus de production stérile. Le principal inconvénient de l’intégration du PUPSIT dans un processus de filtration est l’augmentation de la complexité de ce dernier, en particulier pour les systèmes de filtration redondants (voir figure 2). Cette complexité accrue s’accompagne de risques et d’inconvénients supplémentaires dont il faut tenir compte avant de mettre en œuvre le PUPSIT. Les inconvénients les plus courants sont les suivants :

• Pour effectuer un test d’intégrité du filtre en ligne, le système doit maintenir une pression beaucoup plus élevée, souvent supérieure à 60 psi. Cela augmente le risque de fuites stériles, en particulier lors de l’utilisation d’équipements à usage unique qui font souvent appel à des raccords/vannes moins résistants que les conduites en acier inoxydable. Le nombre plus important de vannes et de poches/récipients de rinçage contribue également à ce risque accru de fuites.
• L’humidification du filtre avec un tampon, nécessaire pour effectuer le test avant utilisation, peut entraîner une dilution du produit final, à moins que le filtre ne soit séché ou que le premier volume ne soit éliminé.
• Allongement des durées de traitement en raison de l’ajout d’étapes supplémentaires telles que l’humidification du filtre, le séchage et la nécessité de s’adapter à des situations non standard, comme la réhumidification du filtre. De plus, tous les filtres d’aération de protection supplémentaires fournis avec les systèmes PUPSIT doivent être testés.
• La nécessité d’intervenir sur le système (par exemple, ouvrir/fermer des vannes) du côté stérile du filtre, ce qui rend le système PUPSIT plus vulnérable aux erreurs humaines. Il convient toutefois de noter que ce risque peut être éliminé par l’utilisation de systèmes automatisés.

Figure 2: Vue d'ensemble schématique des systèmes non-PUPSIT (A) et des systèmes PUPSIT (B), illustrant la complexité du système PUPSIT en matière de filtrations redondantes (source : www.pda.org)