CrosslinkingDegreeCalculator
Crosslinking Degree Calculator
Crosslinking Degree Calculator — Степень сшивки гиалуроновой кислоты (ISO 13485, Ph. Eur.)
ℹ️ Утилита рассчитывает степень сшивки по данным ЯМР/химии, проверяет остаточный BDDE, корреляцию с реологией (G') и устойчивостью к деградации.
ℹ️ Не использует машинное обучение — только правила и расчетные формулы.
⚠️ КРИТИЧНО! Свободный BDDE токсичен (≤2 ppm). Степень сшивки определяет срок действия филлера и риск гранулем!
Использование:
CrosslinkingDegreeCalculator.exe → демо-режим
CrosslinkingDegreeCalculator.exe input.csv output.json → оценка данных
Формат input.csv:
BatchNumber,NMR_Peak_Ratio,Free_BDDE_ppm,Total_BDDE_Added_mg,Bound_BDDE_Calculated_mg,HA_Weight_mg,Moisture_Percent,Gel_Modulus_G_prime_Pa,Viscosity_Pa_s,Swelling_Ratio,Degradation_Time_Hours,pH_Value,SterilityTest,Endotoxin_EU_ml
Пример:
HA-XL-2026-001,0.12,1.2,25.0,23.8,1000.0,0.5,450.0,25.0,12.0,180.0,7.1,0,0.1
— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Степень сшивки гиалуроновой кислоты (ГК) — ключевой параметр качества дермальных филлеров:
• Определяет устойчивость геля к биодеградации (срок действия эффекта)
• Влияет на вязкость, эластичность (G') и способность поднимать ткани (lifting capacity)
• Контролирует количество свободного сшивающего агента (BDDE), который токсичен
• Низкая сшивка → быстрая деградация, короткий эффект. Высокая сшивка → риск гранулем, твердость
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Степень сшивки 0.5–4.0% — оптимальный диапазон для большинства филлеров
• Свободный BDDE ≤ 2 ppm — строгий токсикологический лимит (остаточный сшиватель)
• ЯМР соотношение пиков 0.05–0.25 — подтверждает правильность структуры сшивки
• Модуль упругости (G') должен коррелировать со степенью сшивки (выше сшивка → выше G')
• Набухание (Swelling Ratio) обратно пропорционально сшивке (выше сшивка → меньше набухание)
• Время деградации ≥ 100 часов (in vitro) — минимальная устойчивость к гиалуронидазе
• Стерильность и эндотоксины — обязательны для инъекционных форм
⚠️ Особенность: Расчет степени сшивки производится косвенно через соотношение связанного BDDE к массе ГК или напрямую через интегралы пиков ЯМР. Важно проверять корреляцию: если расчетная степень сшивки высокая, а G' низкий — возможно нарушение технологии синтеза. Свободный BDDE удаляется диализом или промывкой, его контроль критичен для безопасности пациента.
input.csv
BatchNumber,NMR_Peak_Ratio,Free_BDDE_ppm,Total_BDDE_Added_mg,Bound_BDDE_Calculated_mg,HA_Weight_mg,Moisture_Percent,Gel_Modulus_G_prime_Pa,Viscosity_Pa_s,Swelling_Ratio,Degradation_Time_Hours,pH_Value,SterilityTest,Endotoxin_EU_ml HA-XL-2026-001,0.12,1.2,25.0,23.8,1000.0,0.5,450.0,25.0,12.0,180.0,7.1,0,0.1
URS & FS — пользовательские требования и функциональная спецификация
Этот документ описывает требования пользователя и функциональную спецификацию для утилиты контроля качества. Он предназначен для обсуждения внедрения, подготовки IQ/OQ и интеграции в контур ОКК/QC.
1. Область применения
Утилита Crosslinking Degree Calculator применяется для объекта Crosslinking Degree Calculator. Источником истины для структуры входных данных является фактический input.csv; критерии контроля задаются исполняемым модулем и предметным описанием.
Утилита не использует машинное обучение; решение формируется детерминированными правилами.
Категории: Dermal fillers
Теги: dermal fillers, endotoxins, hyaluronic acid, particles, rheology, sterility
2. Режимы запуска
CrosslinkingDegreeCalculator.exe → демо-режим CrosslinkingDegreeCalculator.exe input.csv output.json → оценка данных
3. Ключевые контролируемые области
- чистота и примеси
- микробиология и патогены
- pH и физико-химические параметры
4. Предметные ограничения и критические параметры
- ⚠️ КРИТИЧНО! Свободный BDDE токсичен (≤2 ppm). Степень сшивки определяет срок действия филлера и риск гранулем!
- ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
- Степень сшивки 0.5–4.0% — оптимальный диапазон для большинства филлеров
- Свободный BDDE ≤ 2 ppm — строгий токсикологический лимит (остаточный сшиватель)
- ЯМР соотношение пиков 0.05–0.25 — подтверждает правильность структуры сшивки
- Модуль упругости (G') должен коррелировать со степенью сшивки (выше сшивка → выше G')
- Набухание (Swelling Ratio) обратно пропорционально сшивке (выше сшивка → меньше набухание)
- Время деградации ≥ 100 часов (in vitro) — минимальная устойчивость к гиалуронидазе
- Стерильность и эндотоксины — обязательны для инъекционных форм
- ⚠️ Особенность: Расчет степени сшивки производится косвенно через соотношение связанного BDDE к массе ГК или напрямую через интегралы пиков ЯМР. Важно проверять корреляцию: если расчетная степень сшивки высокая, а G' низкий — возможно нарушение технологии синтеза. Свободный BDDE удаляется диализом или промывкой, его контроль критичен для безопасности пациента.
5. URS — пользовательские требования
| ID | Требование | Критичность | Критерий приемки |
|---|---|---|---|
| URS-001 | Система должна принимать файл input.csv для Crosslinking Degree Calculator с точным набором колонок, перечисленным в разделе «Контракт входных данных». | High | Файл с корректным заголовком читается без ручного редактирования; отсутствие обязательной колонки приводит к FAIL/ошибке импорта. |
| URS-002 | Система должна обрабатывать запуск без аргументов в демонстрационном режиме и запуск с аргументами input.csv output.json для пользовательских данных. | Medium | Оба сценария запуска дают предсказуемый результат или понятное сообщение об ошибке. |
| URS-003 | Система должна выполнять rule-based контроль по областям: чистота и примеси, микробиология и патогены, pH и физико-химические параметры. | High | Каждый контролируемый параметр получает статус и сообщение; результат не зависит от скрытых Excel-формул или ML. |
| URS-004 | Система должна сохранять трассируемость между серией/партией, исходными значениями, применёнными правилами и итоговым вердиктом. | High | В выходе присутствуют идентификатор серии, исходные значения, статусы параметров и критические находки. |
| URS-005 | Система должна формировать машинно-читаемый output.json для LIMS/ELN/MES, batch record и QA/QC review. | High | JSON содержит общий статус, массив проверок, предупреждения, отказы и ссылку на исходный файл. |
| URS-006 | Система должна поддерживать применение в валидационном пакете клиента: URS/FS, IQ/OQ-подготовка, проверка установки и операционных сценариев. | High | Документ, тестовые сценарии и воспроизводимый CSV/JSON-поток пригодны для аудита и внутреннего согласования. |
| URS-007 | Система должна явно отделять технические ошибки данных от предметных несоответствий спецификации. | Medium | Ошибки схемы/типов не смешиваются с фармакопейными отклонениями и отображаются отдельно. |
6. Контракт входных данных input.csv
Источник истины для схемы входа — фактический заголовок input.csv. Имена колонок технические и не переводятся.
| # | Колонка | Тип | Ед. | Описание | Пример | Правило контроля |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | BatchNumber | идентификатор | as specified | Batch Number | HA-XL-2026-001 | обязательное поле; используется для трассируемости серии/партии |
| 2 | NMR_Peak_Ratio | десятичное число | as specified | NMR Peak Ratio | 0.12 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 3 | Free_BDDE_ppm | десятичное число | ppm | Free BDDE ppm | 1.2 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 4 | Total_BDDE_Added_mg | десятичное число | as specified | Total BDDE Added mg | 25.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 5 | Bound_BDDE_Calculated_mg | десятичное число | as specified | Bound BDDE Calculated mg | 23.8 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 6 | HA_Weight_mg | десятичное число | as specified | HA Weight mg | 1000.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 7 | Moisture_Percent | десятичное число | % | Moisture % | 0.5 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 8 | Gel_Modulus_G_prime_Pa | десятичное число | as specified | Gel Modulus G prime Pa | 450.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 9 | Viscosity_Pa_s | десятичное число | as specified | Viscosity Pa s | 25.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 10 | Swelling_Ratio | десятичное число | as specified | Swelling Ratio | 12.0 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 11 | Degradation_Time_Hours | десятичное число | h | Degradation Time Hours | 180.0 | число; сравнивается с индивидуальным или суммарным пределом примесей |
| 12 | pH_Value | десятичное число | pH | p H Value | 7.1 | обязательное числовое значение; сравнение с правилом выполняет утилита |
| 13 | SterilityTest | логический флаг | 0/1 | Sterility Test | 0 | значение должно быть допустимым флагом; для запрещённых микроорганизмов и роста обычно ожидается 0 / отсутствие |
| 14 | Endotoxin_EU_ml | десятичное число | as specified | Endotoxin EU ml | 0.1 | число; критический показатель безопасности, сравнивается с лимитом эндотоксинов |
Пример CSV
BatchNumber,NMR_Peak_Ratio,Free_BDDE_ppm,Total_BDDE_Added_mg,Bound_BDDE_Calculated_mg,HA_Weight_mg,Moisture_Percent,Gel_Modulus_G_prime_Pa,Viscosity_Pa_s,Swelling_Ratio,Degradation_Time_Hours,pH_Value,SterilityTest,Endotoxin_EU_ml HA-XL-2026-001,0.12,1.2,25.0,23.8,1000.0,0.5,450.0,25.0,12.0,180.0,7.1,0,0.1
7. FS — функциональная спецификация
| ID | Функция | Описание реализации |
|---|---|---|
| FS-001 | CLI entry point | Исполняемый файл CrosslinkingDegreeCalculator.exe принимает режим демонстрации и режим обработки input.csv output.json. |
| FS-002 | CSV parser | Модуль импорта читает CSV, проверяет заголовок, порядок/наличие колонок, количество значений и кодировку. Для десятичных значений ожидается точка. |
| FS-003 | Field conversion | Для каждой колонки выполняется преобразование к ожидаемому типу: идентификатор, текст, десятичное число, дата/время или логический флаг. |
| FS-004 | Domain rule engine | Для объекта Crosslinking Degree Calculator применяются явные правила: диапазон, минимум, максимум, отсутствие запрещённого признака, полнота данных или расчётная проверка. |
| FS-005 | Criticality handling | Критичные нарушения формируют FAIL; некритичные отклонения и неполные данные формируют WARNING; соответствие всем правилам формирует PASS. |
| FS-006 | JSON writer | output.json сохраняет общий статус, результаты по каждому параметру, исходные значения, предупреждения, отказы и диагностические сообщения. |
| FS-007 | Integration contract | Формат CSV → JSON стабилен для вызова из LIMS/ELN/MES, планировщика задач или wrapper-сервиса. |
| FS-008 | Error handling | При ошибке схемы, отсутствующем файле, нечисловом значении или невозможности записи JSON возвращается диагностируемая ошибка без тихого PASS. |
8. Выходной контракт output.json
Выходной файл должен быть пригоден для автоматической обработки, аудита и сопоставления с исходной строкой input.csv.
{
"utility": "CrosslinkingDegreeCalculator",
"api": "Crosslinking Degree Calculator",
"batchNumber": "HA-XL-2026-001",
"overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
"checkedAtUtc": "2026-05-18T00:00:00Z",
"checks": [
{
"parameter": "BatchNumber",
"value": "HA-XL-2026-001",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "NMR_Peak_Ratio",
"value": "0.12",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Free_BDDE_ppm",
"value": "1.2",
"unit": "ppm",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Total_BDDE_Added_mg",
"value": "25.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Bound_BDDE_Calculated_mg",
"value": "23.8",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "HA_Weight_mg",
"value": "1000.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Moisture_Percent",
"value": "0.5",
"unit": "%",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
},
{
"parameter": "Gel_Modulus_G_prime_Pa",
"value": "450.0",
"unit": "as specified",
"status": "PASS|WARNING|FAIL",
"message": "Результат проверки по правилу"
}
],
"criticalFindings": [],
"sourceFile": "input.csv"
}9. Тестовые сценарии OQ/PQ
| ID | Сценарий | Ожидаемый результат |
|---|---|---|
| TC-001 | Валидный CSV с заголовком и строкой из примера | Все строки обработаны; результат содержит PASS/WARNING/FAIL и детализацию по параметрам. |
| TC-002 | Отсутствует обязательная колонка из input.csv | Импорт отклоняется или строка получает FAIL со ссылкой на схему. |
| TC-003 | Числовое поле содержит текст или пустое значение | Фиксируется ошибка преобразования типа; результат не маскируется как PASS. |
| TC-004 | Параметр выходит за предел спецификации / критического лимита | Для критического параметра формируется FAIL; для некритического — WARNING согласно правилу. |
| TC-005 | Положительный патогенный/микробиологический флаг или превышение микробиологического лимита | Формируется критический FAIL с указанием параметра. |
10. QA/QC, CSV и управление изменениями
- Перед применением на производстве клиент фиксирует версию исполняемого файла, контрольную сумму, версию спецификации/монографии, тестовый CSV, ожидаемый JSON и результаты IQ/OQ.
- Нельзя менять имена колонок без обновления валидатора и тестовых сценариев.
- Исходный CSV, output.json и версия утилиты должны храниться вместе как пакет доказательств.
- Любое изменение правил контроля должно проходить change control и повторную проверку OQ-сценариев.
Входит в пакеты
Dermal Fillers QC Suite
Пакет для контроля качества инъекционных имплантатов и дермальных филлеров: гиалуроновая кислота, CaHA, PLLA, PMMA, коллаген и смежные испытания.
Открыть