Des flacons en verre moulé pour sécuriser l’approvisionnement en vaccins contre la COVID-19
4 décembre 2020 - Manufacturing Chemist - https://manufacturingchemist.com/news/article_page/Moulded_glass_vials_s...
Bien que différents matériaux aient été essayés et testés, le verre reste le type de contenant primaire le plus utilisé pour les médicaments parentéraux, explique le Dr Jingwei Zhang, directeur R&D de SGD Pharma
L’industrie pharmaceutique a fait face en 2020 à une demande sans précédent, alors que des efforts considérables étaient déployés pour mettre au point un vaccin contre la COVID-19 le plus rapidement possible.
Au-delà des entreprises en première ligne dans la création de vaccins et de nouveaux médicaments, d’autres facteurs — comme l’emballage primaire — jouent un rôle essentiel dans la chaîne d’approvisionnement mondiale des vaccins.
Le verre offre une meilleure stabilité thermique pour la stérilisation, une transparence accrue, une imperméabilité supérieure, d’excellentes propriétés barrières et une grande résistance chimique, une meilleure acceptation réglementaire et un impact environnemental plus faible.
Alors que les essais vaccinaux, notamment ceux de Pfizer et BioNTech, de Moderna et d’AstraZeneca/Université d’Oxford, laissent entrevoir une issue très favorable à brève échéance, l’industrie a pris conscience d’un risque de pénurie de flacons pour conditionner le vaccin — en particulier si celui-ci nécessite plusieurs doses par personne.
Selon les estimations, 15 milliards de doses seraient nécessaires pour une campagne de vaccination mondiale. Les fabricants d’emballages en verre relèvent aujourd’hui le défi de fournir ces contenants indispensables.
Pourquoi le verre moulé ?
Il existe une large gamme de solutions d’emballage primaire en verre, et les laboratoires pharmaceutiques fondent généralement leur choix sur des critères tels que la composition du verre, le traitement de surface, le procédé de fabrication et la géométrie.
Ces dernières années, la géométrie et la composition des flacons en verre ont été affinées pour répondre aux besoins des laboratoires qui fabriquent des produits biologiques, des médicaments complexes et des vaccins.
Les emballages en verre peuvent être fabriqués soit en injectant du verre en fusion dans un moule, soit en découpant et en façonnant du verre tubulaire. Chaque procédé, et le produit qui en résulte, présente des avantages et des inconvénients.
Les procédés de moulage offrent une plus grande liberté de conception, et les produits finis présentent une résistance mécanique élevée qui réduit le risque de casse.
Les fabricants de médicaments peuvent ainsi éviter les problèmes de particules générées par des bris de verre sur une ligne de production ou, pire, à l’intérieur d’un lyophilisateur, et prévenir les pertes de produit ou de productivité en cours de fabrication.
Ce point sera particulièrement crucial pour la fabrication du vaccin contre la COVID-19 : la réussite de la vaccination mondiale reposera sur un remplissage/finition rapide et un déploiement sans retards liés à la casse.
L’emballage en verre est en contact direct avec la formulation parentérale et peut donc influer sur la sécurité, la qualité et la stabilité du produit.
Il est essentiel que les autorités réglementaires maîtrisent le risque de contamination des opérations de remplissage/finition aseptique, afin que l’emballage en verre soit le plus sûr possible pour les patients.
Le verre borosilicaté de Type I est utilisé dans le monde entier pour l’emballage primaire des parentéraux ; ce matériau contient une proportion importante (~10 %) d’oxyde de bore, associée à une résistance hydrolytique intrinsèquement élevée et à un faible coefficient de dilatation thermique.
La résistance hydrolytique mesure le degré d’inertie chimique du verre ; elle est déterminée selon les méthodes définies par la Pharmacopée européenne (EP) 3.2.1 et le chapitre général <660> de la Pharmacopée américaine (USP).1
Ces méthodes quantifient (par titrage) la quantité d’alcalins libérée par un flacon en verre rempli d’eau ultra-pure à température élevée. Un faible taux de relargage traduit une grande stabilité chimique et un haut niveau de résistance hydrolytique.
Le faible coefficient thermique du verre de Type I le rend particulièrement adapté aux procédés thermiques qui améliorent la stabilité et la durée de conservation, comme la stérilisation avant et après remplissage dans des conditions relativement sévères (si nécessaire) et la lyophilisation, étape essentielle pour de nombreux biomédicaments.
La résistance chimique est également supérieure pour les produits moulés — une qualité précieuse pour toutes les formulations, et souvent déterminante pour celles à pH élevé.
Le tableau I présente les profils d’extractibles de flacons en verre tubulaire et en verre moulé de Type I (composition Type I, SGD Pharma) pour le silicium, le sodium, le potassium, le calcium, l’aluminium, le bore, le baryum et le zinc, dans différentes conditions chimiques.
Il met en évidence la résistance chimique accrue des flacons en verre moulé. À l’inverse, les flacons tubulaires offrent un aspect cosmétique de grande qualité, ce qui facilite les inspections. Les flacons en verre moulé constituent donc une solution complémentaire idéale pour les laboratoires utilisant déjà des flacons tubulaires.
Tableau I : extractibles mesurés sur des flacons en verre moulé et tubulaire de Type I (silicium, sodium, potassium, calcium, aluminium, bore, baryum, zinc) ; *essais réalisés sur des flacons injectables de 10 mL pour 1 cycle
Outre des propriétés physico-chimiques améliorées, le verre moulé permet une cadence de production supérieure à celle du verre tubulaire.
En plus d’augmenter le chiffre d’affaires, cela constitue un avantage majeur pour approvisionner rapidement le monde entier en flacons en cas de besoin urgent : une seule ligne de moulage peut produire plus de 400 000 flacons de 10 mL par jour.
Par ailleurs, la traçabilité des flacons en verre moulé — assurée par des marquages sur le fond indiquant le type de verre, le numéro de moule et souvent le lieu de production — offre des avantages significatifs.
Perspectives
Face à l’énorme demande générée par la COVID-19, le recours au verre moulé souligne l’importance de garantir la sécurité, la stérilisation et la conformité des matériaux fournis pour les vaccins. La santé des patients doit rester la priorité de l’industrie de l’emballage.
Si les flacons en verre tubulaire aident l’industrie à répondre aux besoins des programmes de vaccination mondiaux, les avantages des flacons en verre moulé sont désormais mis à profit pour sécuriser la chaîne d’approvisionnement en emballages du futur vaccin contre la COVID-19.
Outre les propriétés physico-chimiques favorables des flacons en verre moulé, parfaitement adaptées aux flacons de vaccins multidoses, leur procédé de production est environ 10 fois plus rapide que celui des flacons tubulaires.
Pfizer, Moderna et AstraZeneca ayant tous récemment annoncé une efficacité supérieure à 70 % de leurs vaccins contre la COVID-19 lors des essais préliminaires, bon nombre de ces vaccins devraient bientôt être disponibles dans le monde entier.
Dans ce contexte, et alors que les pays commandent au plus vite le maximum de doses, la rapidité de production des flacons par les verriers pharmaceutiques et la capacité des produits en verre moulé à protéger efficacement leur contenu pendant le transport constitueront des atouts considérables.