יציבות פוטוכימית של תרופות: בדיקה לפי ICH Q1B

הנחיית ICH Q1B מתארת בדיקת יציבות פוטוכימית לחומרים פעילים חדשים ולתכשירים רפואיים. היא קובעת חשיפות מזעריות לאור נראה ולקרינת UV קרובה, ומבחינה בין שתי אפשרויות חשיפה. לצורך בדיקה שניתנת לשחזור, יש לשלוט יחד בהתפלגות הספקטרלית, בחשיפה המצטברת, בטמפרטורת הדגימה, במצב האריזה ובתיעוד. עמוד זה מציב את הדרישות ואת יישומן המדידתי בהקשר הנכון.

הזדקנות של חומרים וצבענים שאינה קשורה לשאלה התרופתית נסקרת בעמוד הזדקנות בקרינת UV ועמידות צבע.

מבחן היציבות הפוטוכימית בוחן תגובות פוטוכימיות: מולקולה בעלת כרומופור מתאים (למשל טבעת ארומטית, קבוצת קרבוניל, מערכת צמודה) קולטת פוטון בטווח ה-UV או הטווח הנראה, ובכך עוברת למצב מעורר אלקטרוני. ממצב זה עלולות להתרחש תגובות המשך – פוטוליזה, פוטו-חמצון (המערבות לעתים קרובות חמצן מומס), איזומריזציה, או ניתוק קשרים – המובילות לתוצרי פירוק, שינוי צבע, או אובדן חומר פעיל. השאלה אם וכמה עוצמה תגובת חומר תלויה בספקטרום הבליעה שלו, בנצילות הקוונטית שלו, ובמטריצה שבה הוא נמצא.

ICH Q1B מחייב שהחומר הפעיל והתכשיר המוגמר יוקרנו בחשיפת אור מוגדרת המכסה גם את הטווח הנראה וגם את טווח ה-UV הקרוב (320–400 nm), משום שכרומופורים פרמצבטיים רבים בולעים בדיוק באזור מעבר זה. במקביל, דגימת בקרה המוגנת מאור (עטופה בדרך כלל בנייר אלומיניום) מופעלת בתנאים תרמיים זהים. רק ההפרש בין הדגימה המוקרנת לבין בקרת החושך נחשב כאפקט פוטוליטי – כך מבודדים אפקטי פירוק תרמי טהורים המתרחשים במהלך החשיפה, שאורכת פעמים רבות שעות רבות. מראה, בהירות/צבע התמיסות, תקן הכמות (assay) ותוצרי פירוק מוערכים באמצעות שיטה שאומתה לתוצרי פירוק פוטוכימיים.

הליך הבדיקה בשישה שלבים

1. הגדרת פריט הבדיקה ורמת האריזה.
2. תיעוד האפשרות המתאימה לפי ICH Q1B ומקורות הקרינה.
3. מדידת חשיפה נראית וחשיפת UV בנפרד.
4. התייחסות לטמפרטורת הדגימה, ובמידת הצורך, לבקרת חושך.
5. תיעוד אחידות, מיקומי המדידה ומצב הכיול של החיישנים.
6. תיעוד נקודת הסיום, החריגות והתוצאה באופן עקיב.

ICH Q1B מגדיר שתי אפשרויות מותרות למקור אור, שתיהן מיועדות לדמות אור יום או אור יום עקיף בתוך מבנים, אך שונות מבחינה טכנית באופן משמעותי (הנחיית ICH Q1B, EMA/ICH):

אפשרות 1 משתמשת במקור אור בודד שפליטתו דומה לתקן D65/ID65 - לדוגמה שילוב של מנורת פלואורסצנט לאור יום, מנורת קשת קסנון, או מנורת הלוגן מתאלי. D65 הוא התקן המוכר בינלאומית לאור יום בחוץ - לעניין זה מפנה ICH Q1B, בגרסתו משנת 1996, לתקן ISO 10977 (1993). תקן זה בוטל מאז, כך שהקובע הוא תיאור מקור האור ב-ICH Q1B עצמו. ID65 הוא המקביל המתאים לאור יום עקיף בתוך מבנים. קרינה מתחת ל-320 nm מוסרת באמצעות מסננים במקרים הנדרשים.

אפשרות 2 משלבת שני מקורות אור נפרדים: מנורת פלואורסצנט לבנה-קרירה עם המאפיין הלבן-הקריר המתואר ב-ICH Q1B, ומנורת פלואורסצנט נפרדת בטווח UV-קרוב עם פיזור ספקטרלי של 320-400 nm ומקסימום פליטה בין 350 ל-370 nm, עם חלק ניכר של אנרגיית קרינה הנדרש גם בטווח 320-360 nm וגם בטווח 360-400 nm. תאים מודרניים מיישמים פונקציות אלה יותר ויותר באמצעות מודולי LED לבנים (בטווח הנראה) בשילוב עם LED מסוג UV-A, או ממשיכים להשתמש במנורות פלואורסצנט קלאסיות בטווח UV-קרוב.

השוואה בין אפשרות 1 ואפשרות 2

הנתונים מציגים את הפרשנות המקובלת של ההנחיה. הקובע הוא המהדורה התקפה של ICH Q1B והמפרט בתוכנית הבדיקה הרלוונטית.

עוצמת תאורה (לוקס) ומנת אור מצטברת (לוקס-שעות). לוקס הוא גודל פוטומטרי המשוקלל לפי רגישות העין האנושית, V(λ). הוא אינו מתאם ישירות עם נצילות פוטוכימית, מכיוון שספקטרום הבליעה של חומר פעיל אינו תואם בדרך כלל את ספקטרום הרגישות הלוקאלית האנושית. עם זאת, לוקס-שעות הוא הגודל המהווה סימוכין לפי דרישת ICH Q1B בתחום הנראה (מינימום 1,200,000 לוקס-שעות), משום שניתן למדוד אותו באופן אחיד באמצעות מדי עוצמת תאורה מכוילים וזמינים באופן נרחב.

עצמת קרינת UV-A (W/m²) ומנת UV (Wh/m²). התחום 320–400 nm מציג את הריאקטיביות הפוטוכימית הגבוהה ביותר עבור כרומופורים תרופתיים רבים. ICH Q1B דורש לפחות 200 Wh/m² של אנרגיה מצטברת בתחום זה. מכיוון שגודל זה מוגדר ישירות במונחים רדיומטריים (ולא משוקלל חזותית), ניתן לקשר אותו ישירות לספקטרום הבליעה של החומר הפעיל.

התפלגות ספקטרלית של מקור האור. שני מקורות אור בעלי מנת קרינה מצטברת זהה עשויים לגרום להשפעות פוטוכימיות שונות אם ההתפלגות הספקטרלית שלהם אינה תואמת – למשל אם למנורה אחת יש שיא אנרגיה ב-355 nm במקום 370 nm והחומר הפעיל בולע באופן שונה מאוד בתחום זה. לכן ICH Q1B מגדיר לא רק מנת קרינה כוללת, אלא גם התפלגות מינימלית בין תת-הפסים 320–360 nm ו-360–400 nm.

טמפרטורת הדגימה. ללא בקרת טמפרטורה (בדרך כלל 25 °C ± 5 °C), לא ניתן להפריד בין השפעות תרמיות לפוטוליטיות; בקרת החושך מספקת את ערך הייחוס לצורך כך.

עובי שכבת הדגימה. לפי ICH Q1B, חומרים מוצקים נפרשים בדרך כלל בעובי שאינו עולה על כ-3 mm, שכן ככל שעובי השכבה גדל, בהתאם לחוק בير-למברט, רק השכבות המולקולריות הקרובות לפני השטח מקבלות את עצמת הקרינה המלאה (הצללה עצמית).

אחידות ההקרנה בתא הדגימות. בעיקר בתאים גדולים או ניתנים לכניסה, עצמת הקרינה עלולה להשתנות באופן משמעותי בין מיקומי הקצה למרכז; ללא הדגמת אחידות, לא ברור איזו מנת קרינה קיבלו בפועל מיקומי הדגימה השונים.

הספק חשמלי של המנורה אינו מנת קרינה אופטית. ההספק בוואט של מנורה מתאר את ההספק החשמלי הנצרך, לא את עצמת הקרינה שמגיעה בפועל למיקום הדגימה. זיהום המחזירור, הזדקנות המנורה, המרחק וגיאומטריית ההתקנה משנים באופן משמעותי את עצמת הקרינה בפועל ללא כל שינוי בהספק הנקוב. ההצהרה האמינה היחידה מתקבלת ממדידה במיקום הדגימה בפועל באמצעות רדיומטר או ספקטרורדיומטר מכויל.

ערך זמן בלבד אינו מספיק ללא בקרת מנת קרינה. משך חשיפה קבוע תקף רק כל עוד עצמת הקרינה נותרת קבועה. מכיוון שהמנורות מזדקנות והמחזיררים מתלכלכים, עצמת הקרינה פוחתת במהלך חיי השירות – ובבקרת זמן קבועה, מנת הקרינה המוחלת בפועל תרד מתחת לערך המטרה ללא כל התראה. לכן ICH Q1B מתיר במפורש שתי גישות שוות ערך: חשיפה במקביל לאקטינומטר כימי מאושר, או מעקב רציף עם רדיומטרים/מדי-לוקס מכוילים עד להשגת מנת המטרה.

אין סוג יחיד של מקור אור מאופציה 1 שיכול לעמוד בשני ערכי המטרה במדויק באותו הזמן. היחס בין תכולת ה-UV-A לתכולה הנראית באור יום D65/ID65 אמיתי אינו תואם את היחס הנגזר משני ערכי המטרה של ICH (1.2 מיליון שעות-לוקס VIS לעומת 200 Wh/m² UV). אם ההקרנה ממשיכה עד להשגת ערך המטרה של VIS, מקורות קסנון מסוננים בסטנדרט D65/ID65 גורמים לרוב לחשיפת יתר משמעותית של UV (בפועל דווח על חשיפות יתר של מנת UV בשיעור של מאות אחוזים מעל המטרה, בהתאם למקור), בעוד שגישת בקרה הפוכה משאירה את מטרת VIS בלתי מושגת (Atlas Application Guide AG103, n.d.). בפועל יש לקבל הכרעה מכוונת לגבי איזה ערך מטרה נקבע כמגביל, או – כפי שמקובל באופציה 2 – להשתמש בשני ערוצי מינון עצמאיים.

חוק ההדדיות (חוק Bunsen–Roscoe) אינו תקף ללא יוצא מן הכלל. החוק מניח שהאפקט הפוטוכימי תלוי רק במכפלת עצמת הקרינה והזמן (המנה), ללא קשר לשאלה אם עצמה נמוכה פועלת לאורך זמן רב או עצמה גבוהה לזמן קצר. עם זאת, עבור מספר רב של חומרים פעילים תרופתיים הוכח שהקינטיקה הפוטוכימית תחת הקרנה פוליכרומטית חורגת מסדרי תגובה פשוטים, עם אפקטים התלויים בעצמה שיכולים לנבוע מתגובות המשך מתחרות, אפקטי רוויה של מצבים נרגשים, או צריכת חמצן בקצבי מנה גבוהים (Maafi & Al-Qarni, 2022). מנה כוללת זהה משני משטרי עצמה שונים אינה מייצרת בהכרח מידת פירוק זהה.

מדידה מחוץ למיקום הדגימה בפועל אינה מספקת. חיישן שממוקם על קיר התא או בקרבת המנורה אינו מודד את אותה עצמת קרינה כמו פני הדגימה, בייחוד כאשר המרחק, זווית הפגיעה, או הצללה על ידי דגימות אחרות משתנים. חיישנים בעלי תיקון קוסינוס במיקום הדגימה הם תנאי הכרחי לכך.

חומר המכל והאריזה נוטה להיות מוערך בחסר. מכל המתואר כ"שקוף" מסנן חלק משתנה מטווח ה-UV הקרוב, בהתאם לחומר – אם הדבר לא נלקח בחשבון בבחירת מכל הדגימה, מתקבל אפקט הגנה מלאכותי שאינו קיים בתרחיש האריזה האמיתי.

ההעברה הספקטרלית של מכל הדגימה קובעת אילו חלקים מהספקטרום הנפלט ממקור האור מגיעים בפועל אל הדגימה – ללא תלות בעצמת הקרינה הנופלת הנמדדת על ידי הרדיומטר מחוץ למכל. זכוכית קוורץ מעבירה כמעט ללא אובדן גם בתחום UV-C, ולכן היא מתאימה לבדיקת החומר הפעיל הלא ארוז; תקן ICH Q1B דורש לשם כך מכלים שקופים ואינרטיים כימית. לזכוכית בורוסיליקט יש קצה העברה ברור סביב 300 nm, ולכן היא מעבירה את רוב תחום ה-UV הקרוב (320 עד 400 nm), תוך ספיגה של קרינת UV קצרת אורך גל יותר. לזכוכית סודה-ליים (זכוכית סטנדרטית) קצה ההעברה נמצא באורכי גל גבוהים יותר, סביב 310 עד 320 nm, ולכן היא כבר מחלישה חלק ניכר מתחום ה-UV הקרוב הנמוך. זכוכית ענבר סופגת קרינה רחבת-פס עד לתחום הנראה (לעיתים קרובות עד 450 עד 500 nm) ומשמשת בכוונה להגנה מפני אור. פלסטיקים שקופים כגון PET או PVC מציגים אורכי גל חיתוך UV התלויים בחומר, אשר יכולים להיות מוסטים בנוסף על ידי מייצבי UV הנמצאים בפלסטיק. לבדיקת החומר הפעיל הלא ארוז מחוץ לאריזה הראשית, תקן ICH Q1B דורש אפוא מכלים שקופים החדירים לתחום הספקטרלי הרלוונטי (בדרך כלל קוורץ); לבדיקת המוצר המוגמר באריזתו הראשית והשיווקית, ההעברה של האריזה עצמה מהווה חלק מפריט הבדיקה, שכן היא עונה על השאלה המוצגת בעץ ההחלטות של ICH Q1B, האם האריזה מספקת הגנה נאותה מפני אור.

ניתן לתאר את השלב הפוטוכימי הראשוני באמצעות אנרגיית הפוטון:

E_photon = h · c / λ

כאשר h הוא קבוע פלאנק, c היא מהירות האור, ו-λ הוא אורך הגל. אורכי גל קצרים יותר נושאים פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה יותר; בטווח ה-UV הקרוב (320 עד 400 nm), אנרגיית הפוטון נעה בסביבות 3.1 עד 3.9 eV, די והותר כדי לעורר אלקטרונית קשרים אורגניים רבים, אך בדרך כלל לא די כדי לפרק אותם ישירות ובאופן הומוליטי – פירוק הקשר בפועל מתרחש בדרך כלל דרך תגובות פוטוכימיות נוספות ממצב מעורר.

עד כמה יעילים הפוטונים הנקלטים בהמרה כימית בפועל, מתואר על ידי הנצילות הקוונטית הפוטוכימית:

Φ = (מספר המולקולות שהומרו) / (מספר הפוטונים שנקלטו)

מספר הפוטונים הנקלטים עצמו נגזר, עבור תמיסות דלילות אופטית, מחוק ביר-למברט (A = ε · c · l, כאשר ε הוא מקדם הבליעה המולרי, c הוא הריכוז, ו-l הוא אורך מסלול האור); ניתן לקרב את קצב הפירוק הפוטוכימי ההתחלתי כפרופורציוני ל-Φ, לשטף הפוטונים הספקטרלי של מקור האור באורך הגל הרלוונטי, ולבליעה של הדגימה.

הנחות המודל: הדבר תקף בצורה מדויקת רק לדגימות דלילות אופטית, הומוגניות ומעורבבות היטב, בעלות נצילות קוונטית קבועה בטווח הספקטרלי הרלוונטי. במוצקים, תמיסות מרוכזות או תרחיפים עכורים, הקירוב הפשוט של ביר-למברט נכשל בשל הצללה עצמית – ולכן ICH Q1B קובע עומק שכבה מוגבל למוצקים, במקום להחיל את חישוב המודל ישירות.

המשמעות המעשית: התאמה מספרית בלבד של מנת הקרינה המוחלת (lux-hours, Wh/m²) בין שני מקורות אור שונים אינה מבטיחה השפעה פוטוכימית זהה אם הספקטרום או קצבי המנה שלהם שונים. התאמה ספקטרלית למפרט Option 1 או Option 2 אינה אפוא רק פורמליות רגולטורית, אלא הכרח פיזיקלי כדי להפוך את התוצאות להשוואות בין מעבדות בדיקה וסוגי תאים שונים.

1. הנחות. תא הקרנה מסוג Option 2 מספק עצמת קרינה נופלת בתחום ה-UV הקרוב של 40 W/m² בעמדת הדגימה (שווה ערך ל-4 mW/cm², ערך אופייני בפועל לשילובים של מנורות פלואורסצנט בתחום ה-UV הקרוב או מודולי LED מסוג UV-A), וכן עוצמת האור בתחום הנראה של 75,000 lux.

2. המודל. מנת הקרינה H = עצמת הקרינה E × הזמן t, מחושבת בנפרד עבור UV (מטרה: 200 Wh/m²) ועבור VIS (מטרה: 1.2 מיליון lux-hours).

3. החישוב.
ערוץ UV: t(UV) = 200 Wh/m² ÷ 40 W/m² = 5 h
ערוץ VIS: t(VIS) = 1,200,000 lux·h ÷ 75,000 lux = 16 h

4. התוצאה. מטרת ה-UV מושגת כבר לאחר 5 שעות, בעוד שמטרת ה-VIS מושגת רק לאחר 16 שעות.

5. פרשנות טכנית. אם שני הערוצים מנוטרים באופן עצמאי ומכובים אוטומטית כאשר כל אחד מהם מגיע למנת המטרה שלו, אין בכך בעיה. אם, לעומת זאת, מיושמת משך חשיפה קבוע יחיד של 16 שעות עבור שני הערוצים, הדגימה מקבלת כ-640 Wh/m² בתחום ה-UV – יותר משלוש פעמים ממנת המטרה הנדרשת. זוהי סיבה רלוונטית מהבחינה המעשית להבדלים בפרופילי ההתכלות בין מעבדות שלכאורה עובדות "לפי ICH Q1B" אך משתמשות בלוגיקת בקרה שונה. הדבר מדגיש מדוע ערוצי מנת קרינה נשלטים בנפרד ונמדדים באופן רציף עדיפים על בקרת זמן קבועה, כפי שמיושם ב-BS-02+.

רישום תרופות (ICH Q1B). עבור כל חומר פעיל חדש וכל תרופה מוגמרת חדשה, נתונים הנוגעים ליציבות פוטוכימית הם חלק מתיק הרישום. משתנה התהליך הקריטי כאן הוא ההשוואה בין מחקר ההשפלה המואצת (Forced Degradation, לצורך פיתוח שיטה, המתבצע במכוון בחריגה מהיעד) לבין המחקר האישושי (המנוזק בדיוק ליעדי ICH), שכן שני המחקרים משרתים מטרות שונות - זיהוי מסלולי השפלה לעומת הפקת נתון שמיש רגולטורית.

ביוטכנולוגיה ותרופות ביולוגיות. חלבונים ומולקולות גדולות אחרות מתפרקות לעיתים קרובות פוטוכימית במסלולים שונים מאלה של מולקולות קטנות קלאסיות (חמצון שאריות חומצות אמינו ארומטיות, אגרגציה). מה שחשוב כאן הוא לעיתים קרובות פחות מנת ה-UV הטהורה ויותר החשיפה המצטברת לאור נראה (VIS), שכן תרופות ביולוגיות רבות מאוחסנות באמפולות עם העברה מוגבלת של UV אך העברה נמדדת בתחום הנראה.

וטרינריה (VICH GL5). בדיקת יציבות פוטוכימית לתרופות וטרינריות פועלת לפי הנחיה עצמאית אך זהה כמעט מבחינה מתודולוגית; מה שקריטי כאן הוא ההיגיון הנפרד של הרישום בהשוואה לתרופות למבני אדם, על אף מתקן בדיקה זהה טכנית (EMA, VICH GL5).

קוסמטיקה ותרכובות דרמו-פרמצבטיות. בדיקת יציבות פוטוכימית מתבצעת כאן באופן דומה מתודולוגית, אך מחוץ למסגרת ICH מחייבת, לדוגמה לאישוש יציבות מסנני UV או שינוי צבע. משתנה התהליך הקריטי הוא לעיתים קרובות סימולציה של חשיפה אמיתית לאור שמש ולא יעדי לוקס/UV ספציפיים ל-ICH.

מעבדות קבלניות (CROs/CDMOs). ככל שחלקם של מחקרי היציבות המבוצעים במיקור חוץ גדל, כך גדלה חשיבותם של תאי הקרנה סטנדרטיים, מתועדים בהתאם ל-GMP, עם כיול בעל עקיבות מטרולוגית, שכן התוצאות צריכות להישאר השוות בין אתרים שונים.

פיתוח אריזה. עבור בדיקת האריזה הראשית ואריזת השוק, כפי שנקבע בעץ ההחלטות של ICH Q1B, ההעברה הספקטרלית של חומר האריזה עצמו היא משתנה התהליך הקריטי - היא קובעת אם ניתן לאשר תכשיר ללא הצהרת הגנה מפני אור נוספת.

פיתוח שיטות אנליטיות. מחקרי השפלה מואצת מייצרים במכוון תוצרי השפלה כדי לאשש שיטות HPLC המעידות על יציבות; מה שחשוב כאן הוא מנת עודף גבוהה מספיק אך מבוקרת ומתועדת, כדי לייצר תוצרי השפלה רלוונטיים בריכוז הניתן להערכה אנליטית.

יציבות פוטוכימית בתנאי שרשרת קור. תרכיבים ביולוגיים המאוחסנים בטמפרטורת הפעלה של 2 עד 8 °C דורשים לעיתים קרובות בדיקת יציבות פוטוכימית תוך הפעלה מקבילה של קירור, שכן פלט החום ממקורות אור קלאסיים היה גורם לחפיפה בלתי רצויה בין התדרדרות תרמית להתדרדרות פוטוליטית.

מוצקים אופקיים וצבועים. במוצקים לא שקופים, רק השכבה הקרובה לפני השטח חשופה לעצמת הקרינה הנופלת המלאה; שכבות מולקולריות עמוקות יותר אינן חשופות כלל בפועל בשל הצללה עצמית. תוצאות מבדיקות כאלה מאפיינות אפוא בעיקר התדרדרות פני השטח (למשל שינוי צבע), ולא את החומר הפעיל בנפח כולו.

צורות מינון חצי-מוצקות ולא שטוחות. קרמים, ג'לים או מדבקות עוריות לא ניתן לפרוש בקלות לשכבה הדקה המיועדת למוצקים; כאן נדרשות הכנות דגימה מותאמות (למשל עובי שכבה מוגדר על מנשא שקוף) כדי לקרב באופן משמעותי את גיאומטריית ההקרנה הנדרשת לפי ICH Q1B.

מוצרים משולבים. במזרקים מוכנים מראש, במזרקים אוטומטיים או במוצרים משולבים אחרים של תרופה והתקן, גם חומר הבית עשוי להגיב פוטוכימית לצד החומר הפעיל (הצהבה, התבססות שבירה), מה שמחייב הערכה מורחבת מעבר לניתוח החומר הפעיל בלבד.

נקודת המוצא לכל תוכנית מדידה אינה ציוד כלשהו, אלא השאלה אילו גודל פיזיקלי נדרש בפועל להחלטה הנדונה. הוכחת תאימות ל-ICH Q1B מחייבת שני גדלים בסיסיים: עוצמת האור הפוטומטרית (לוקס) לתחום הנראה, ועצמת קרינה נופלת רדיומטרית בתחום 320–400 nm (ב-W/m²) לרכיב ה-UV הקרוב, שכל אחד מהם משתלב בזמן כדי לתת את מנת הקרינה המצטברת.

היכן למדוד: בעמדת הדגימה בפועל, לא במנורה או בקיר התא, ובאמצעות חיישן מתוקן קוסינוס כדי לתפוס נכון אפקטים התלויים בזווית.

אילו אי-ודאויות מדידה רלוונטיות: אי-ודאות הכיול של החיישן (בדרך כלל כמה אחוזים, עם עקיבות מטרולוגית לתקנים לאומיים כמו PTB/NIST), חוסר התאמה ספקטרלית בין עקומת התגובה של החיישן למקור האור בפועל, ואי-ודאות מדידה מרחבית הנובעת מסטייה במיקום בתוך תא הדגימות.

מתי מדידה רחבת-פס מספיקה: לפיקוח שוטף על מנת הקרינה במהלך בדיקות שוטפות, כאשר תאימות ספקטרלית של מקור האור הוכחה כבר במהלך אישור הציוד ולא השתנתה באופן משמעותי מאז – רדיומטר דיגיטלי RMD Pro מכויל מספיק לצורך זה.

מתי נדרשת מדידה ספקטרלית: באישור ראשוני של תא הקרנה, בעת שינוי סוג המנורה או היצרן, כאשר קיים חשד לסחיפה ספקטרלית במהלך חיי המנורה, ובעת השוואת תאים או סוגי מקורות אור שונים (מנורת פלואורסצנט לעומת LED), שכן רק אז ניתן לאמת את ההתפלגות בין תת-הפסים 320–360 nm ו-360–400 nm, דבר שחיישן רחב-פס אינו מסוגל לעשות באופן עקרוני – לצורך זה מתאים ספקטרורדיומטר כגון UVpad או UVpad E.

בתאי הקרנה מאושרים, מנת הקרינה נשלטת לא על ידי פרק זמן קבוע, אלא על ידי חיישנים המשתלבים באופן רציף ומפקחים על כל ערוץ ספקטרלי (VIS ו-UV קרוב) בנפרד, ומסיימים את ההקרנה באופן אוטומטי כאשר מגיעים לערך המטרה. לכך יש חשיבות טכנית משתי סיבות: ראשית, הדבר הופך את מנת הקרינה המוחלת לבלתי תלויה בהזדקנות המנורה, בזיהום או בתנודות טמפרטורה, שאחרת יגרמו למינון חסר או עודף מבלי שיורגש, בשליטה מבוססת-זמן טהורה. שנית, רישום רציף מפיק תיעוד מלא, מתאים ל-GMP, של מנת הקרינה שהוחלה בפועל (עקומת מנה כתלות בזמן, ולא ערך סופי בודד), הרלוונטי לדרישות שלמות הנתונים ולתיעוד IQ/OQ של ציוד הבדיקה שבו נעשה שימוש. בנוסף, נדרש כיול מחדש תקופתי ואישור מחדש של החיישנים המשמשים, שכן חיישני מדידה עצמם כפופים לסחיפה הנובעת מהזדקנות – מעגל בקרה "אוטומטי" שאינו מכויל, לעומת זאת, מספק בצורה מהימנה ערכים שגויים באופן שחזורי, אך עקבי. כיול מוכר בהתאם ל-DIN EN ISO/IEC 17025:2018-03 מבסס עקיבות מטרולוגית זו.

מתי נדרשות מדידות מרחביות או מדידות מוגדרות-זמן: מיפוי מרחבי של עצמת הקרינה הנופלת נדרש באישור תאים גדולים יותר או מותקנים לאחרונה, כדי להדגים אחידות; מדידה מוגדרת-זמן הופכת רלוונטית כאשר קצבי מנת הקרינה (לא רק המנה הסופית) חשובים לפרשנות אפקטים התלויים בעצמה.

המאמר המקיף של אחמד ועמיתיו מסכם את המכניזמים הפוטופיזיקליים והפוטוכימיים של פירוק תרופות בהשפעת אור ומקשר אותם לדרישות ICH:

"Photostability and Photostabilization of Drugs and Drug Products", I. Ahmad, M. A. Sheraz, Sofia Ahmed, Zubair Anwar, M. Sikorski, International Journal of Photoenergy, 2016, DOI: 10.1155/2016/8135608.

מעאפי ואל-קרני בחנו את הפוטוקינטיקה של דקרבזין וניפדיפין תחת הקרנה פוליכרומטית והראו ששני החומרים אינם פועלים לפי סדר תגובה קלאסי, אלא לפי מה שמכונה קינטיקת סדר-η – עדות ניסויית ישירה למגבלות עקרון ההדדיות הפשוט בטווח ה-UV:

"Photokinetics of Dacarbazine and Nifedipine under polychromatic light irradiation and their application as new reliable actinometers for the ultraviolet range", M. Maafi, Mohammed Ahmed Al-Qarni, Scientific Reports, 2022, DOI: 10.1038/s41598-022-11570-5.

רואיו ועמיתיו בדקו פינסטריד, דיקלופנק ונפרוקסן תחת אור שמש מדומה בהתאם לדרישות ICH, וכימתו במפורש את אפקט ההגנה הפוטוכימית של אריזות שונות – אחד המאמרים הבודדים שמאשש בניסוי את השפעת האריזה המתוארת בעמוד זה:

"Photostability and toxicity of finasteride, diclofenac and naproxen under simulating sunlight exposure: evaluation of the toxicity trend and of the packaging photoprotection", D. Ruiu, L. Campanella, M. Sammartino, M. Castrucci, G. Visco, Chemistry Central Journal, 2013, DOI: 10.1186/1752-153X-7-181.

מנוע החיפוש לפרסומים מציג את כל הפרסומים בנושא תרופות המוכרים לנו – ניתן לחפש לפי מכשיר, תחום ומילת מפתח.

• ICH Q1B – Photostability Testing of New Drug Substances and Products, ICH Harmonised Tripartite Guideline, Step 4, 1996 (מסמך EMA)
• ICH Q1A(R2) – Stability Testing of New Drug Substances and Products (הנחיית EMA)
• VICH GL5 – Stability Testing: Photostability Testing of New Veterinary Drug Substances and Medicinal Products (הנחיית EMA)
• Ahmad, I. et al. (2016): Photostability and Photostabilization of Drugs and Drug Products. International Journal of Photoenergy. DOI: 10.1155/2016/8135608
• Maafi, M.; Al-Qarni, M. A. (2022): Photokinetics of Dacarbazine and Nifedipine under polychromatic light irradiation and their application as new reliable actinometers for the ultraviolet range. Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-022-11570-5
• Ruiu, D. et al. (2013): Photostability and toxicity of finasteride, diclofenac and naproxen under simulating sunlight exposure. Chemistry Central Journal. DOI: 10.1186/1752-153X-7-181

כיצד פועל מבחן היציבות הפוטוכימית לפי ICH Q1B?
החומר הפעיל והתכשיר המוגמר נחשפים לכמויות מוגדרות של אור נראה וקרינת UV קרוב, בעוד שדגימת ביקורת מוגנת מפני אור פועלת תחת אותם תנאים תרמיים. לאחר מכן משווים את המראה, את בדיקת התוכן ואת תוצרי הפירוק של שתי הדגימות כדי להפריד בין האפקט הפוטוליטי לאפקט התרמי.

איזה מקור אור מתאים למבחן לפי ICH Q1B?
מותרים הן מקורות אופציה 1 בעלי ספקטרום דמוי D65/ID65 (למשל מנורות קסנון או הלוגן-מתכת עם פילטר), והן שילובי אופציה 2 של מקור אור לבן קר ומקור UV קרוב נפרד עם שיא בין 350 ל-370 nm. שתי האופציות שקולות מבחינה רגולטורית אך שונות בבקרת המנה בפועל.

איזו מנת קרינה נדרשת למבחן יציבות פוטוכימית מאשר?
לפחות 1.2 מיליון lux-hours בתחום הנראה ולפחות 200 Wh/m² של אנרגיית UV קרוב מצטברת (320–400 nm), נמדד בעמדת הדגימה.

מה ההבדל בין פירוק כפוי (forced degradation) למבחן מאשר (confirmatory)?
מחקרי פירוק כפוי משתמשים במכוון במנות גבוהות יותר כדי לזהות נתיבי פירוק ולפתח שיטות אנליטיות. מחקרים מאשרים עומדים בדיוק ביעדי ICH ומספקים את הנתונים ההשוואתיים הניתנים לשימוש בתיק רישום התרופה.

מדוע תא הקרנה אינו פועל באופן אמין למרות הספק מנורה נומינלי מספיק?
משום שההספק החשמלי של המנורה אינו מעיד דבר על עצמת הקרינה הנופלת בפועל בעמדת הדגימה. הזדקנות המנורה, זיהום וגיאומטריה משנים את המנה בפועל ללא תלות בהספק הנקוב; רק מדידה בעמדת הדגימה מספקת תשובה אמינה. מדוע דירוג הספק אינו גודל נמדד מעיקרו - ניתן ללמוד תחת גדלים רדיומטריים.

כיצד נמדדת מנת הקרינה המופעלת?
באמצעות רדיומטרים מכוילים (עצמת קרינה, תחום 320–400 nm) ומדי לוקס (עוצמת תאורה) בעמדת הדגימה, לחלופין או בנוסף למערכת אקטינומטר כימי מאומתת (למשל תמיסת קווינין הידרוכלוריד), המציינת את המנה המצטברת באמצעות שינוי מוגדר בבליעה.

איזה תפקיד ממלא חומר האריזה ביציבות הפוטוכימית?
ההעברה הספקטרלית של האריזה קובעת איזה חלק מהאור בכלל מגיע לדגימה. זכוכית קוורץ שקופה כמעט לחלוטין עד לתחום ה-UV, זכוכית סודה-ליים מחלישה את תחום ה-UV הקרוב התחתון, וזכוכית ענבר חוסמת באופן רחב טווח עד לתחום הנראה - ולכן בחירת האריזה קובעת ישירות את תוצאת המבחן.

האם חוק ההדדיות (reciprocity) חל גם על מבחן היציבות הפוטוכימית?
רק במידה מוגבלת. החוק מניח שהאפקט נקבע אך ורק על ידי מכפלת עצמת הקרינה והזמן. עם זאת, עבור מספר חומרים פעילים שנבדקו, הודגמו סטיות תלויות-עוצמה ממודלים קינטיים פשוטים, כך שמנות כוללות זהות בקצבי מנה שונים אינן בהכרח מייצרות פרופילי פירוק זהים.

בדיקת יציבות פוטוכימית גובלת בכמה תחומים סמוכים: פוטוביולוגיה וביוטכנולוגיה בוחנת את השפעת הקרינה על מערכות חיות ולא על מוצר מוגמר, והדבקה, יציקה ואנקפסולציה ב-UV משתמשת באור UV כאמצעי ייצור ולא כמכשיר בדיקה. עקרונות היסוד של הזדקנות חומרים מואצת מעבר למסגרת ICH הפרמצבטית מסוכמים בעמוד הזדקנות בקרינת UV, עמידות צבע ויציבות פוטוכימית. אותם חוקים במטרה הפוכה – מאזן פוטונים ונצילות קוונטית בסינתזה – מתוארים בעמוד פוטוכימיה.

לא בטוחים אם מנת קרינת ה-UV-A והאור הנראה שמוגדרת בפרוטוקול הבדיקה מגיעה בפועל לעמדת הדגימה בתצורה הנבחרת – או שרק הספק המנורה מתועד? לבדיקות אישור לפי ICH Q1B/VICH GL5 עם ניתוק מנה אוטומטי ונפרד עבור UV-A ותחום האור הנראה, זמין BS-02+; למחקרי פירוק מואץ ובדיקות חומרים בקרינת UV/אור יום עם תחומים ספקטרליים הניתנים להגדרה גמישה, זמין BS-02. לאישור ספקטרלי ראשוני של מקור אור ולהדגמת ההתפלגות בין תת-הפסים של ICH Q1B, מתאימים UVpad ו-UVpad E, ולמעקב שוטף אחר מנת קרינה רחבת-פס בתפעול שוטף של תאים מאושרים, מתאים RMD Pro. נשמח אם תפנו אלינו בנוגע למשימת הבדיקה שלכם.