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标题:【转帖】【分享帖】制药技术精华帖汇总(二)

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(三) 为考查验证方法的稳定性和重现性,验证至少需3个不同批次的同类样品,分别进行3次验证试验。

无菌检查方法验证试验设计

薄膜过滤法:按照药典的要求取每种培养基规定接种的样品总量按薄膜过滤法过滤、冲洗,在最后一次的冲洗液中加入小于100cfu的试验菌,过滤。取出滤膜接种至硫乙醇酸盐流体培养或改良马丁培养基中,或将培养基加至滤桶内。另取一装有同体积培养基的容器,加入等量试验菌,作为对照。按照药典的要求的温度和时间进行培养。

直接接种法:取符合直接接种法培养基用量要求的硫乙醇酸盐流体培养基8管,分别接入小于100cfu的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、生孢梭菌各2管;取符合直接接种法培养基用量要求的改良马丁培养基4管,分别接入小于100?cfu的白色念珠菌、黑曲霉各2管。其中1管接入每支培养基规定的供试品接种量,另1管作为对照,按照药典的要求的温度和时间进行培养。

结果判断

同对照管比较,如含供试品各容器中的试验菌均生长良好,则说明验证通过;如含供试品的任一容器中的试验菌生长微弱、缓慢或不生长,验证失败,应采用增加冲洗量、增加培养基的用量、使用中和剂和灭活剂、更换滤膜等方法,消除供试品的抑菌作用,重新进行验证。

二、新GMP检查重点

首先要检查方法验证方案设计的科学性和完整性,是否有与药典方法相悖的地方,尤其是产品本身的抑菌性,检查方法的选择,是直接接种法还是薄膜过滤法等。

无菌检查方法验证的硬件是否具备及是否已经进行了相关的确认。如使用黑曲霉菌是否具有生物安全柜并进行确认,无菌室的确认及日常监测,培养箱的型号及数量和进行确认的情况等,智能集菌器、全封闭无菌试验过滤培养器的型号、性能,滤膜是否符合规定等。

验证中各个环节有关数据的真实性,如产品本身抑菌性试验数据,菌种回收率和培养基适用性和灵敏度检查数据,菌种的传代、销毁和使用记录,无菌检查操作记录、培养记录等。

无菌检查中偏差的处理是否真的找到了根本原因,是否在没有确切的原因前就对样品重新检查并依据新的检查结果放行产品。

验证的方法与无菌检查操作规程和无菌检查记录是否完全一致,如操作步骤、检查方法、检查环境、试验耗材均需与实际检查操作规程及验证过程完全相符。

为了考查验证方法的稳定性和重现性,验证时是否至少采用了3个不同批次的同类样品,分别进行了3次验证试验。

使用新的滤膜或过滤器(不同厂家或批号、型号)是否重新进行样品试验组、蛋白胨对照组和阳性对照组的验证确认。

除非样品不能采用过滤的方法(难溶解),企业是否采用全封闭的薄膜过滤法。

菌液的保存条件和保存期限是否符合药典的要求,对于黑曲霉孢子悬液是否有验证的资料。

无菌检查的注意事项

培养基的适用性检查包括培养基的无菌性检查和培养基的灵敏度检查。

中国药典附录中规定的检验数量不包括阳性对照用样品量,虽然附录另处有专门说明,仍然容易忽略。

无菌检查时应强调“检验数量”,主要是保证试验结果的代表性,而阳性对照试验和验证时仅须满足“检验量”总量要求即可,以保证试验结果的可靠性,验证试验可以由此减少大量的样品;

工作菌株的传代次数不得超过5代,以防止过度的传代增加菌种变异的风险。这里“代”的定义是指,活的培养物接种到微生物生长的新鲜培养基中培养,任何亚培养的形式均被认为是转种或传代一次。

菌液加入,按规定应在最后一次冲洗液中加入阳性菌液,主要是考虑过滤器的有效性。过滤器的有效性应由提供企业控制,用户可采用适当方法抽查(如检查阳性菌液通过滤筒的流出液)。

实验室菌种的处理和保存的程序应标准化,以尽可能减少菌种污染和变异。

试验时菌悬液并不是只要活的菌体就行,而是要保持旺盛的生命力,所以菌悬液存放时间不能太长。

菌液制备后若在室温下放置,应在2?h内使用,若保存在2~8℃,可在24?h内使用。黑曲霉孢子悬液可保存在2~8℃,在验证过的贮存期内使用。

薄膜过滤法采用大样品量集菌的方法,具有代表性,不易漏检,仪器操作相对简单。该系统是全封闭过滤系统,避免了操作过程中外源性微生物的污染,对试验结果的可信性影响较小。因此无菌试验采用薄膜过滤法还是直接接种法并不依赖于验证结果,而是取决于样品的特性,如能采用过滤的方法均应采用薄膜过滤法检查。

若样品含有抑菌成分,当采用薄膜过滤法时,应先将供试液稀释后在过滤,这样可以减少滤膜对样品的吸附,减少冲洗量,进而减少微生物的损失或伤害。

无菌检查应作为稳定性考察的项目进行,以便对产品有效期的制定和合理的确定储存条件提供重要的依据。

阳性结果的调查:在无菌检查中必须小心防止任何可能污染样品的行为。一旦发现微生物生长,该批产品就被判断非无菌,必须进行调查。只有可以造成微生物生长的明确原因被找出,方可认为最初的阳性测试结果无效。只有确定且书面记载的证据清楚地证明污染发生在测试过程中,方可进行重新测试。如果已有证据不明确,产品也必须按照不符合无菌需求的产品那样拒绝放行并报废。在综合考虑所有与产品制造和样品测试相关的因素后,必须汇总成为书面的调查报告,涵盖确切的结论和整改措施。

试验操作流程及数据的关联性、衔接及可追溯性。如仪器使用记录和试验记录的一致,智能集菌器型号数量与试验记录一致,菌种收、存、使用记录与试验记录的一致。
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冻干工艺配制中的称量



一、原、辅料的称量

    原、辅料的称量通常在冻干生产线的洁净称量室内进行。称量中,按照药品处方和生产批量的大小,选择适当称量精度的计量装置分别对不同药物原料和辅料或冻干赋型剂进行称量配伍。原辅料称量室是应防止人为差错的首要地方,位置在配料室附近,设置固定的称量室是防止差错。

    溶液配制操作前,操作人员应先对原辅料、名称、批号、化验报告进行核对,检查其外观质量,再按处方称取原料,然后进行配制操作,溶液在供灌装前进行除菌过滤,过滤完后再次对过滤器进行完整性试验,完整性试验合格后滤液才能够投入使用。
二、称量室和称量过程的管理
    (1)冻干药品生产中,原辅料使用的称量室内环境要求具有动态10,000级的空气洁净度,原料、辅料或赋型剂进入称量室以前,应对其原有的外包装进行清洁处理,并对用于盛放称量后的原、辅料的容器或器具采用工艺用水清洁干燥处理;
    (2)原料采用无菌制剂适用的注射级产品;
    (3)原、辅料和赋型剂物料的称量计量器具要具有与药品批量相适应的计量精度;
    (4)原、辅料和赋型剂的称量应依据批生产指令进行,批生产指令中应包括品名、批号,称取数量;
    (5)称量的物料名称必须标示在容器上,并按照称量的SOP妥善保存。
三、称量器具的管理
    (1)一般情况下,物料的称量可使用电子天平、普通天平、台称等,称量用计量器具应具有满足药品生产的精度和量程;
    (2)计量器具应方便校验和清洁,例如,药液贮罐采用落地称量的计量台称(地磅),不应防碍洁净室内的清洁消毒。称量用的计量器具每年应有具有法定资格的部门校验一次,还应建立日常自己校验的规定。
四、称量的环境管理
    (1)在这个区域内完成活性药物和辅料的称量,并对污染较大的辅料(如活性炭等)进行控制处理,通常设置专门的活性炭处理装置。
    (2)称量是粉尘散发较严重的场所,故布置中要加强除尘措施,这个岗位尽可能采用独立小空间,有利于排风和除尘的高效率,也有利于不同品种原料的加工和称量,在称量室的空调系统设计中特别要注意保持负压状态。
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冻干制剂经验谈



一、冻干制剂并不难
冻干机体积硕大,动辄充栋盈屋。庞然如斯,总不免让人产生难以驾驭的错觉。其实,从冻干机理来看,冻干机无非就是一种两台大冰箱加一个真空泵的结构。其中一个冰箱首先负责把药品冻成冰块,然后开动真空泵营造一种低真空的环境。在此减压环境下,物体的沸点、熔点等热常数都相应降低,因而,箱内的药品轻微受热后即能在低温条件下从固体升华为气体。这些气体随即流向另外一个大冰箱,被捕捉下来重新凝结成冰块。当药品的水分完全抽干以后,便完成了一个冻干过程。

冻干操作中最为关键的环节当数对制品共熔点(或共晶点)温度的把握。如果能够在制品温度上升到共熔点之前把大部分的水分抽去,那么成功也就为期不远了。所谓共熔点,就是溶液全部凝结的温度。
常用的共晶点测量仪器主要是基于相变过程中电阻率突变的原理来制作的。但不少品种对共熔点(或共晶点)温度的要求并不需要过于精确,一般来说,我们可以在预冻阶段通过视窗来观察制品性状的变化来获得。当制品开始结冰的时候,浸入制品中的电热偶所探测到的温度会突然回升,这是因为结冰过程的放热现象所造成的。这时候,我们录得的温度就大致接近于共熔点(或共晶点)温度。

在共熔点(或共晶点)之前抽去90%以上的水分的过程在专业术语上称为一次干燥期。判断一次干燥结束的时间也是比较重要的。过早或过晚判断,都会造成冻感、干品质的降低或能量和时间的消耗。
最直观的方法,是根据制品的形状来判断。一次干燥后期,大部分水分被抽去。就好象随着洪水退去,墙面的水线不断下降一样,我们可以观测到制品上面也有一条水线不断下降,直至消失。水线消失,也就意味着一次干燥即将结束了。第二种方法,可以根据箱内压力的变化趋势来加以判断,当大部分被抽去以后,箱内的压力将不断下降,直至呈现线形。第三种方法,可以根据制品温度的变化来判断。当大部分被抽去以后,我们会发现,制品的温度与搁板的温度会越来越接近。

为了缩短干燥时间,除了可在预冻阶段的晶形做文章以外,还可以在升华阶段适当地掺入气体,使真空值在一定范围内波动(一般不宜超过30Pa)。这种办法使热传递方式不再是靠热传导来主打,还增强了热对流的方式,加快了水分解析的速度,每每奏效。

二、预冻速率

我服膺于这样一种说法,即,预冻过程在很大程度上决定了干燥过程的快慢和冻干产品的质量。

通常介绍冻干理论的书籍都会提到,降温速率越大,溶液的过冷度和过饱和度愈大,临界结晶的粒度则愈小,成核速度越快,容易形成颗粒较多尺寸较小的细晶。因而冰晶升华后,物料内形成的孔隙尺寸较小,干燥速率低,但干后复水性好;相反,慢速冻结容易形成大颗粒的冰晶,冰晶升华后形成的水气逸出通道尺寸较大,有利于提高干燥速率,但干后复水性差。

这样说当然没有错,可是不要忘记,这种理论是在受热均匀的前提下得出来的,然而我们厂里的医药冻干机所提供的冻干条件却没有这么理想,所谓快冻慢冻,可不是导热油降温快慢一句话可以了得的。相对而言,我还是比较赞成医药网络论坛丁香园战友tinybayonet的提法。他把快冻慢冻分为以下几类:1、板温降得较快,且板温比品温低很多,则制品底部先冻结产生结晶,但上部液体仍较热,所以不至于瞬间全部结晶,结晶会缓慢生长,就得到了慢冻的效果。2、板温降得较慢,板温与品温相差不大,则制品整体均匀降温,并形成过冷,当能量积累足够时,瞬间全部结晶,得到了快冻的效果。3、板温降得很慢,并在低于共熔点的适宜温度保持(或缓慢降温),则制品形成较小的过冷度,液体中先出现少量结晶,继续降温结晶生长,得到大结晶,这即是真正的慢冻。4、制品浸入超低温环境(如液氮),整体瞬间结晶,形成极细小的晶体(或处于无定形态),这即是真正的快冻。对于tinybayonet提到的这几种现象,我都在试验过程中发现过,因此,我还是比较赞成这种划分方法的。

更何况,企业大多数情况下还是采用瓶冻的冻干方法的,瓶冻的受热不均匀现象就更明显了。根据对瓶装制品搁板预冻过程的研究,样品初温越高,样料液上下部分的温度梯度越大,冰晶生长速度越慢。溶液若慢速降温,则形成冰晶比较粗大,冰界面由下向上推进的速度慢,溶液中溶质迁移时间充足,溶液表面冻结层溶质积聚也就多。因而导致上表层的溶质往往较多,密度较高,而下底层密度较小,结构疏松。同时,在不同的预冻温度下冻结的样品,干燥后支架孔径人小有明显差异。预冻温度愈低,支架孔隙直径愈小。这种分层现象,在骨架差的制品上体现得最为明显,或者底部萎缩,或者中间断层,或者顶部突起,或者顶部脱落一层硬壳,不一而足。

为了瓶冻分层的现象,在实践中,有人提倡使用三步法,即将样品从室温先冷却至样品的初始冻结温度;停止降温过程,使样品内温度自动平衡,消除其内的温度梯度;然后再迅速降温,由于此时样品整体温度离结晶温度较近,且样品在冻结过程中,样品温度下降较慢,故样品在冻结过程中温度梯度会相对较小,冰晶生长速度必相对较快。如此,便提高了预冻速率,解决了溶质聚集在上层的问题。不过,并不是所有的品种使用了三步法后都能取得明显效果的。
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三、溶媒结晶品和冻干品的优劣

商务部有位同事曾经问我,溶媒结晶品和冻干品,孰优孰劣?我当时都不知道如何回答。在我看来,很难一言以蔽之。

理论上,冻干品中的活性成分以结晶态或无定形态(非晶态)的形式存在。一般对于抗生素来讲,以晶态存在时,具有更高的稳定性。在储存过程中,无定形态总有向晶态转变的趋势。因此,我只能说在许多情况下溶媒结晶的抗生素类稳定性可能要好一些。不过,这种差别有时候不是特别大,而且溶媒结晶品的价格可能数倍冻干品,两相权衡,有些人还是会选择冻干品的。

只是,我有一点困惑。理论上,晶态结构的溶解性要比无定形态差,可是有人研究发现,对于某些抗生素药物,溶媒结晶品的溶解性优于冻干品。关于这种现象,我一时间找不到理论支持,甚为困惑。

至于生物类制品就不一定欢迎结晶态了,因为冻结过程中冰晶的生长会对组织和结构造成损坏。顺便提一下,非晶态材料主要有金属、无机物和有机物三类。玻璃态原来专指硅酸盐类的无定形态,可是后来泛而用之,所有的无定形态(非晶态)也称为玻璃态了。

四、关于澄清度和可见异物

有位第四军医大的网友包老师,很喜欢跟人切磋冻干问题。他认为,浑浊、乳光或可见异物的出现与不溶性微粒的大小有关。小于10nm的微粒才是清澈透明的;当微粒大于100nm时,微粒出现在溶液中,可以引起浑浊;在10-100nm范围内,产生光散射,就可以观察到乳光、浑浊;微粒再大一些,就有沉淀和结晶析出了,这就是μm级的了。

我不知道他这种说法出处在哪,可是根据我自己的体会,我是赞成的。
至于形成微粒的原因,林林总总。聊举数例,点到即止。

1、配料工艺。
如配料的水温、加料的顺序、活性炭的吸附时间和温度、料液放置时间,等。

2、物料稳定性
有的原料存在多晶型,不同晶型的稳定性是不一样的;有的原料对温度敏感;有的原料对pH敏感;有的原料对氧化敏感,等。不稳定性物质的分解物很可能就是异物的来源。

3、料液性质
料液的浓度是个很重要的因素,这个恐怕不需要强调了。
此外,对于料液的 pH稳定性也要给予足够的重视。比如,使用缓冲对时,分析课本上的三大原则要谨记:pka尽量接近于pH,尽量使缓冲比接近于1,浓度适当地大。

4、辅料性质(如挥发性等)
最明显的就是盐酸、碳酸氢钠等例子。

5、预冻
关于快冻、慢冻等老生常谈的话题不提也罢,倒是反复预冻有点意思。反复预冻可以减小由于成核温度差异造成的冰晶尺寸差异及干燥速率的不均匀性,提高干燥效率和制品均匀性;强化结晶,使结晶成分和未冻结水的结晶率提高。大家可以在实践中揣摩一下它的妙处。

6、升华
升华速度和温度对澄清度会有影响,我了解到的情况主要有以下两点。
第一,主要是一次升华期。如果率先干燥的上层物料温度上升得过快,达到坍塌温度时,多孔性骨架刚度降低,干燥层内的颗粒出现脱落,会封闭已干燥部分的微孔通道,阻止升华的进行,使升华速率减慢,甚至使下层部分略微萎缩,影响制品残留水分的含量,导致复水性、稳定性和澄清度同时变差。
第二,主要是二次升华期。小晶体由于具有很高的表面能,在热力学上是不稳定的,尤其是快速冷却过程中形成的小冰晶,在加热时有可能会发生再结晶,小冰晶之间相互结合形成大冰晶,使其表面积与体积之比达到最小,而大冰晶使冻干品外观不好,复水性差。因此,过高温度或过长时间地升华或保温,有时候会对某些品种不利,最明显的例子就是澄清度不合格。

7、制品成型性、残留水
有的品种,不怕空气,就是怕温度或水分。一旦获得了水和温度,变化就很迅速了。

8、真空、充氮
有没有抽真空,有没有充氮,能否将制品与氧气彻底隔离起来,避免缓慢氧化,有时候显得格外重要的。
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9、内包材
最常见的例子就是胶塞。
胶塞不仅可能吸附主药,还可能含有许多助剂,比如硫化剂。
丁基橡胶药用瓶塞的生产过程中少不了硫化。在其硫化过程中,不同的硫化体系,其生成的交联键型和可迁移物质的不同,这样胶塞在储存、高温消毒、药品封装中,低聚物的迁移性分子键联的稳定性均不同,从而影响药物的相容性。

此外,在瓶塞的生产、加工, 包装、储运等过程中,均不可避免地会发生瓶塞与设备之间,瓶塞与瓶塞之同曲摩擦,这些摩擦不可避免地产生了微粒。因此,作为制剂企业,如何避免胶塞清洗过程中的过多摩擦,也是车间技术人员需要注意的地方。

还有瓶塞的透气性,透水性易造成对水份敏感的制剂吸潮变质。作为制剂厂,我们至少要保证清洗以后的胶塞能得到良好的烘干。

10、结晶原理
无论是小水针还是冻干品,都经常听见谁在求助某某品种出现澄清度或可见异物不合格。我猜想,有一部分原因可能与结晶有关。一般来说,浓度较高的料液中的可溶性粒子都具有成为结晶理论中的核前缔结物的可能,当具备一定的形成结晶的条件时,这些核前缔结物就会不断合并,形成晶核。晶核一旦产生,晶体就生长起来了。

结晶原理告诉我们,无论是晶体生长线速率,或是晶体生长的质量速率,都取决于溶液的过饱和度或熔体的过冷度,取决于温度、压力、液相的搅拌强度及特性、杂质的存在等。

(1)搅拌能促进扩散加速晶体生长,但同时也能加速晶核的形成。
(2)温度升高有利于扩散,也有利于表面化学反应速度提高,因而使结晶速度增快。
(3)过饱和度增高一般会使结晶速度增大,但同时引起黏度增加,结晶速度受阻。
(4)至于杂质,其作用机理则是比较复杂的。下面重点阐述:

无机的和有机的可溶性杂质,可以对过饱和度、新相晶核形成以及晶体生长产生很大的影响。这些作用的机理也许是不同的,它既取决于杂质和结晶物质的性质,也取决于结晶的条件。

当杂质存在时,物质的溶解度可能发生变化,因而最终导致溶液的过饱和度发生变化。溶解度变化的原因可能不同,既可能是出现盐析效应,溶液的离子力作用,也可能出现化学相互作用。

杂质也可能与所生成的新相晶粒直接作用。可能是杂质粒子直接参与核前缔合物的长大过程,也可能吸附于结晶中心的表面上。同时,成核的速度可能因此而减慢,也可能加快。

杂质还可能导致结晶物质的晶形的变化,具体地说,导致晶面大小比例的变化。举例来说,从不含杂质的氯化铵溶液中结晶得到的是数枝状晶体,但是在含有杂质的氯化铵溶液中,树枝状的晶体分解为单独的箭形和十字形的连生体,甚至渐变为荷叶形、玫瑰花瓣形晶体,至于最终变成哪种形状的晶体,取决于杂质的浓度。晶面形状开始发生变化时的杂质浓度,称为限界浓度。(注意:晶形不同于晶体型,晶形的变化是指晶面大小比例的变化,晶面大小比例的变化无论如何也不会影响晶格结构,也就是晶型,无论晶面形状发生什么变化,晶格结构都是一样的。)
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浅谈过氧化氢蒸汽灭菌与验证的相关问题



近年来,过氧化氢蒸汽灭菌技术越来越受无菌制药界的重视。但是,统观国内绝大多数的过氧化氢蒸汽灭菌技术应用案例,不难发现众多过氧化氢蒸汽灭菌技术开发商或者使用者对过氧化氢灭菌技术及过氧化氢的灭菌验证的认识存在一定的误区。本文将对过氧化氢蒸汽灭菌及验证所面对的相关问题进行探讨。
过氧化氢是一种具有高消毒能力、无毒副残留的消毒剂,常被用来对具有潜在生物危害的场所或空间进行消毒或灭菌。近年来,过氧化氢蒸汽灭菌技术越来越受制药界的重视,因此市面上涌现了大量的过氧化氢蒸汽发生装置,有称为“干”式的,有称为“湿”式的,还有称为“真空”式的,甚至还有称为“干雾”式的等等。面对如此众多的过氧化氢灭菌新设备和新工艺,如何科学全面地验证过氧化氢的灭菌是当前过氧化氢灭菌技术应用的一个棘手问题。统观国内绝大多数的过氧化氢蒸汽灭菌技术应用案例,诸如灭菌要求不明确、验证程序不规范及常规监测不重视等问题是屡见不鲜,本文将对过氧化氢蒸汽灭菌及验证所面对的相关问题进行探讨。
一、过氧化氢灭菌验证的问题
(1)过氧化氢灭菌效果的要求
灭菌是指杀灭细菌及其细菌繁殖体、芽孢、病毒和真菌孢子等一切形式的微生物的过程。它是不能由随后的产品检验和试验来充分证实其结果的特殊过程。国际上,为了量化“无菌”的标准,提出“无菌保证水平”的概念,并以此来评价灭菌的杀灭效果。我国及欧美药典都将无菌保证水平值不大于百万分之一作为最终灭菌产品的无菌保证要求。
关于过氧化氢蒸汽灭菌的灭菌效果的要求,国内外对此一直争论不休。通常而言,国际上将过氧化氢蒸汽的净化处理过程视为“除染”,而不是“灭菌”。因此,要求过氧化氢蒸汽的灭菌效果达到最终灭菌产品的灭菌要求似乎是不太明智的。正是如此,不难发现在国际权威的相关法规和指南上,如表1所示,过氧化氢灭菌效果的要求不是要求该工艺的无菌保证水平值低于SAL(10-6),而相替代的是达到孢子对数降值为6 SLR是足够的。
就应用过氧化氢蒸汽灭菌技术于隔离器或其他设备的而言,“美国注射药物协会”(PDA)第34号技术报告提到:“不与药品直接接触的部件或设备的灭菌要求与直接和药品相接触的部件或设备的灭菌要求是不相同的。通过完全杀灭具有较强抗性的孢子量为103的生物指示剂(相当于杀死5-log或更高的灭菌水平),能足够保证隔离器内部没有可检测的微生物”。而“美国食品及药物管理局”(FDA)则推荐到,应用过氧化氢蒸汽对无菌制药领域的隔离器进行灭菌,其灭菌能力达到4~6log是比较合适的。
就过氧化氢灭菌水平要求而言,作者认为除了考虑无菌保证水平外,还应考虑实际应用条件、人员安全、环境破坏及灭菌验证方法等条件。目前,过氧化氢蒸汽灭菌应用的场合有洁净室、实验室、疾控中心、航天飞机舱、救护车、传递窗、隔离器、生物安全柜等区域,而这些区域的内部表面并未与药品或产品直接接触。而在应用过氧化氢蒸汽对这些区域进行灭菌的验证过程中,要求该灭菌工艺的非无菌单元概率值(PNSU)低于千分之一是可以接受的。
但是,仅要求过氧化氢蒸汽灭菌处理的效果致使挑战生物指示物的孢子对数降值为6 SLR是远远不够的。对于不同灭菌场合或灭菌区域而言,初始生物负载水平参差不齐。而且,也难以保持初始生物负载水平稳定。因此,就特定区域进行过氧化氢蒸汽灭菌的灭菌验证而言,如果初始生物负载的数量及抗性超出预期,那么,最终的非无菌单元概率值(PNSU)是远远高于无菌保证水平值的。


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(2)生物指示剂
就挑战微生物而言,2010版中国药典提到,过氧化氢蒸汽的灭菌验证的生物指示剂的挑战微生物常选择嗜热脂肪芽胞杆菌的孢子。不仅是因为该类微生物对过氧化氢蒸汽显示相当强的抗性,而且还因该类微生物可有效地减少交叉污染的风险(培养温度在55~60℃)。正是如此,市面上的用于过氧化氢灭菌验证的生物指示剂大多数都选择该细菌孢子作为标准挑战微生物。
目前,就挑战所选择的生物指示剂的孢子量的问题,国内外尚有很多争议。作者认为在微生物致死过程遵循一级动力学的前提下(换言之,过氧化氢的灭菌致死性与挑战微生物数目无关),过氧化氢灭菌效果的确定与孢子量之间没有必然的联系。过氧化氢蒸汽灭菌工艺的灭菌能力是由“灭菌验证方法”所决定的。因此,而为了达到6 SLR的灭菌要求,没有必要选择孢子量为10^6的生物指示剂进行验证。
据研究发现,在同等过氧化氢灭菌条件作用下,相比具有同种孢子但孢子量较低的生物指示剂,较高孢子量的生物指示剂的抗性要高一些。因此,如果选择较高孢子量的生物指示剂进行灭菌工艺开发所获得的灭菌循环是相对“保守”且“过度”的。
市面上适用于过氧化氢蒸汽灭菌验证和监测的生物指示剂多种多样,它们的主要不同之处在于其基底载体的差异。有的是用纸条做载体、有的是玻璃纤维,有的是不锈钢片等等。一些学者认为,鉴于过氧化氢所灭菌区域的表面材质差异,因此应选择目标灭菌区域最具抗性的材质作为挑战指示剂的基底材质。尽管在不同基底材质上的生物指示物的抗性有所差异。但是,事实证明,以所谓的“最差”基底材质进行灭菌工艺开发所获得的灭菌效力与以其他基底材质所获得的结果没有多大的差异。而真正问题的实质在于生物指示剂上的孢子相对于在生物负载的抗性差异。
无容置疑,生物指示剂供应商应提供该指示剂的相应的菌种数目稳定性及抗性数据(D值)。如图1所示,为1999~2005年间Apex实验室公司所生产的生物指示剂的标签上标注的D值与实际应用所测量的D值的对比图。由此可知,生物指示剂供应商所提供的D值数据与实际复核测试所得结果有很大的出入。就指示剂的抗性复核测试而言,即使在生物指示剂供应商同样的灭菌条件下进行抗性测试,但由于与供应商测定的方法的不同或者过氧化氢灭菌设备的差异,最终测试所获得的抗性结果可能与指示剂供应商所提供的D值仍有所差异。那么对生物指示剂的抗性数据进行测试的意义何在?作者认为,对每批的生物指示剂进行抗性测试和孢子计数是比较严谨的做法,通过此测试可追溯并评价不同批次的生物指示剂的抗性差异,并为再验证的灭菌能力的评估提供参考。
(3)挑战位点
就过氧化氢蒸汽灭菌验证而言,灭菌的最不利位点的确定是灭菌工艺开发和灭菌验证的关键所在。然而,在目前可获得的方法中,很难科学直观的确立过氧化氢灭菌的最不利条件和位置。正是如此,在过氧化氢气体较难扩散的位置处放置足够多的生物指示剂以进行灭菌挑战也是无奈之举。
近年来,有不少案例报道了通过物理参数实时评估(诸如温度分布、湿度分布、烟雾测试及浓度分布)及“计算机工程模拟技术”(CFD)对过氧化氢蒸汽灭菌的最不利位点进行研究。但是,其高昂的成本,复杂的数据分析让众多热衷于过氧化氢灭菌应用的终端使用者望而生畏。因此,通过分布较多的生物指示剂和化学指示剂进行工艺挑战以确定灭菌不利位点和灭菌致死率是比较主流的验证方法。
就生物指示剂挑战位点的数目而言:PDA第34号技术报告中提到,在隔离器腔体内部空间内,每平方米放置5~10个的生物指示剂是足够的。为了确认灭菌剂是否充分分布整个腔体,生物指示剂需充分分散放置在隔离器的表面上。James Agalloco和James Akers提到,就大型系统设备或区域而言(大于4m3),至少需要30个生物指示剂放置位点以进行灭菌验证,而就较小的体积的灭菌区域而言(小于1m3),10~15个生物指示剂验证位点是比较合适的,而体积大小介于两者的情况,25~30个生物指示剂是足够的。


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2015-3-12 15:33
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(4)灭菌工艺开发
几乎所有的过氧化氢灭菌设备或系统的供应商都可提供相应的灭菌工艺开发的辅助服务。然而,在国内众多的过氧化氢灭菌应用案例中,“灭菌工艺开发”过程常被忽略并以所谓的“内部经验”取而代之。
不管选择何种灭菌剂或灭菌设备,以科学的测试方法评估和规范日常灭菌操作程序,并以此最终确立稳健的日常灭菌参数的过程是非常必要的。而灭菌工艺开发正是该规范化过程,目前,传统的主流灭菌工艺开发流程如下:
a. 初始生物负载评估与分析:确立灭菌目标;
b. 温度分布、气流分析、关键区域评估等:确立灭菌不利位点;
c. 化学指示剂分布、浓度分布、气流模拟等:确立气流分布特征;
d. 参数设置与D值测试:确立灭菌致死率和灭菌参数;
e. 参数优化与确认:灭菌挑战与性能确认;
f. 通风与残留:安全评估;
许多学者主张使用“阴性分数法”以确定过氧化氢灭菌循环的灭菌致死率。执行阴性分数法的前提是保证灭菌工艺稳定,并且要求关键灭菌作用条件恒定。然而,对于现行的过氧化氢蒸汽灭菌工艺而言,在灭菌过程中,控制过氧化氢的气液平衡是非常困难的。因为,在灭菌过程中,温度,相对湿度、过氧化氢气体浓度、压力及过氧化氢凝结等都是不断变化的。正是如此,FDA并不十分支持此类通过测定D值以确立灭菌致死性能的做法。但是,而使用类似于在环氧乙烷灭菌验证中所用的“半周期法”以建立的过氧化氢灭菌循环时间的提议更是非常不可取的。因为通过此法所确立的灭菌循环的灭菌循环周期非常长。此外,由此方法所产生的安全和经济问题也是不可预知的。
虽然,严格控制过氧化氢关键灭菌变量在恒定的水平是不太现实的。但是,在相同的灭菌设备和灭菌区域、相同的灭菌环境及相同的灭菌参数条件下,获得一致的“灭菌作用模式”不是不可能的。现行的报告或文章提到,过氧化氢蒸汽灭菌过程是一个受多参数影响的物理及化学综合作用过程,其灭菌效力主要受过氧化氢浓度、温度、相对湿度、表面的过氧化氢的凝结量影响[7]。因此,可通过控制过氧化氢蒸汽灭菌过程的气流参数以获得相对一致的“灭菌作用模式”。
尽管灭菌环境条件(温湿度)本身控制难度大,但是国际相关学者及相关论著提到环境条件本身对VPHP工艺的影响不是很大。Unger等人较早对影响过氧化氢的杀孢子能力的灭菌条件进行研究,结果表明,汽态过氧化氢对微生物灭活的主要因素是在灭菌过程中在微生物表面所分布的水和过氧化氢分子,而气体中的过氧化氢浓度并不起关键性作用。
为了克服因灭菌工艺波动或者设备变数所造成的灭菌性能差异,许多学者建议在灭菌工艺开发所得到的灭菌暴露时间基础上增加20%。据2001 年ISPE所统计,在应用过氧化氢蒸汽对隔离器进行灭菌的483个案例中,通过使用孢子量为10^6的生物指示剂所验证的灭菌工艺都是合格的。
(6)“再验证”的注意事项
灭菌是保证无菌作业设备或系统的无菌性能的一个重要步骤,可通过使用生物指示剂对灭菌效果的再确认。如果在再验证过程中所使用的生物指示剂的抗性比“前验证”的生物指示剂抗性高,尽管灭菌工艺并没有改变,然而仍有可能会得到非预期的灭菌失败的结果。因此,在进行再验证之前,对挑战测试的生物指示剂的抗性进行测试和评估,并因此对灭菌的预期目标(期望)进行相应的调整,然后再执行再验证是比较科学的做法。
二、过氧化氢灭菌应用的相关问题
(1)材料兼容性与腐蚀
作为一种强化学作用的化学物品,过氧化氢的腐蚀性一直是一个“老生常谈”的问题。除尼龙、碳钢、环氧树脂彩钢板、塑钢以及部分橡胶(乳胶橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等)等材料外,过氧化氢蒸汽可与大多数材料良好兼容。
在某些特定条件下,过氧化氢凝结的多少和作用时间的长短影响着灭菌的效果。但是,高浓度的过氧化氢凝结及作用时间关联着灭菌表面材质的腐蚀问题。故在灭菌工艺的开发过程中,需要权衡和协调凝结量(时间)与灭菌效果的平衡。而采用过度杀灭法所确立的灭菌循环的作用时间和剂量都远远超出实际所需,正是如此,因过度灭菌所给材质带来的腐蚀或者影响是大大增加的。
(2)残留与安全
许多过氧化氢灭菌系统的使用者都比较担心过氧化氢的残留对人、工艺、产品及使用设备的影响,因此要求对过氧化氢灭菌残留进行验证。作者认为,对于遗留在与药品直接接触的材料的灭菌剂残留而言,残留水平是必需鉴定的。然而,就不与药品直接接触的表面进行净化处理而言,一定限度的过氧化氢残留并非会对依赖于产品特性的“无菌作业”产生多大的影响。因此,不必“过分纠结”遗留在不与药品直接接触的材料上过氧化氢残留。
就职业危害和人员安全而言,现行的美国职业安全及健康管理署对过氧化氢的“允许暴露浓度值”要求为8h“加权平均值”低于1ppm(或表述为1.4mg/m3)。与此类似,美国国家职业安全与健康研究所推荐过氧化氢的“暴露浓度值”要求为10h(40h/周)“加权平均值”低于1ppm。此外,就污染安全排放标准而言,美国国家工业卫生学家会对过氧化氢的“污染排放临界值”定义为1ppm。
对于那些残留灭菌剂会阻碍微生物生长的使用环境,上述的残留限度要求是比较合适的。国际上一些知名药企也对过氧化氢的残留问题进行了较为细致的研究,他们所使用的检测仪器可以对极低浓度的过氧化氢进行检测。
然而,就仅进行无菌作业及过氧化氢工艺本身不与人员直接接触(被隔离器屏蔽)的环境而言,过氧化氢气体的残留限度值低于5ppm是可以接受的。因为在仅进行不与无菌注射药品直接相接触的无菌作业的环境下,该限度水平下的的残留不会对产品产生影响,而且在8h的通风过程中,过氧化氢残留量是随时间逐渐下降的。
灭菌区域内表面的结构材质可能是导致通风时间较长的罪魁祸首。诸如PVC、Perspex、聚乙烯等材质可吸收过氧化氢,从而致使通风过程非常缓慢。在某种程度上而言,通过增加风量和换气次数的做法对通风排残效率的提高有一定的作用。但是对吸附有过氧化氢的材质而言,脱气和排残效果有限。因此,限制过氧化氢灭菌的作用时间可以减少此类材质对过氧化氢的吸收,从而提高灭菌效率并减少灭菌剂残留。
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(3)无菌维持与灭菌间隔
在使用过氧化氢蒸汽对待灭菌区域进行“除染”处理后,使用诸如环境压差控制或其他环境控制技术对该净化环境进行无菌维护是非常必要的。其中需要注意的是“除染”与“灭菌”有所差异,经除染处理的灭菌表面并非与药品直接接触(不用注射到病人体内)。因此,过度要求经过氧化氢蒸汽灭菌处理后的所有灭菌区域达到无菌要求是没有任何意义的。
如何确定不同灭菌批次间的灭菌间隔是当前过氧化氢灭菌应用的另一个重要的问题。灭菌间隔的时长与灭菌区域内的日常活动、无菌维持及环境控制等因素有关。众所周知,应用于无菌制药工业的灌装隔离器的无菌要求是比较重要的,下面就该隔离器的无菌维持和灭菌间隔的时间确定方法进行举例说明。
传统做法是通过在预期的生产活动期间内进行培养基模拟灌装,以该不同时间段灌装的培养基的培养结果以确定日常灭菌的间隔时长。该方法是对整个无菌制药系统的无菌保证的综合性测试结果。大量事实证明,通过培养基灌装检测出无菌环境出现阳性染菌结果的概率要比隔离器环境监测测试所获得的染菌概率低得多。因此,传统的培养基灌装以确定的灭菌间隔是有风险的。而通过诸如持续的正压维持、在线的粒子监测及日常微生物评估等方法以对无菌环境进行维持,在此基础上确立的灭菌间隔是比较稳妥的做法。
三、小结
目前,有多种灭菌方法可选择以除去各种物品表面的“生化污染”。过氧化氢蒸汽灭菌技术作为一种新兴灭菌技术,其本身特有的无毒副残留、快速、易于验证、可靠安全等优点越来越被国内外制药界及生物技术领域的普遍青睐。无论是设备供应商,还是终端的使用者,他们面临的最大的问题不是如何正确理解过氧化氢的灭菌机制和原理,而是如何科学地应用和验证该新兴的灭菌工艺。
在当前国内市场日益增高的质量诉求下,规范的灭菌工艺、科学的验证手段成为制药界乃至生物医疗领域的当务之急。不管采用何种过氧化氢灭菌工艺,不能简单地认为达到预定的灭菌目标就判定灭菌工艺验证合格。只有配合使用物理或化学监测手段,通过合理的灭菌周期开发和确定以获得预期所需的物理、化学及微生物结果时,才能判定过氧化氢灭菌工艺的合格。
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高效过滤器DOP检漏法在制药企业中的应用



高效过滤器(HEPA)一般是指对粒径大于等于0.3um粒子的捕集效率在99.97% 以上的过滤器,通常作为制药企业洁净车间的末端过滤装置,用以提供洁净的空气。洁净室是否能达到和保持设计的洁净级别在一定程度上与高效过滤器的性能及其安装有关。因此对洁净车间的高效过滤器进行检漏测试,确保其符合要求,是保证车间洁净环境的重要手段之一。FDA在无菌药品生产指南中也指出在高效过滤器安装后应进行检漏测试,以检查过滤器密封垫、框架及过滤器滤材等处的密封性,对于无菌制剂生产车间应定期进行高效过滤器的检漏试验。

1 高效过滤器检漏目的
高效过滤器本身的过滤效率一般由生产厂家检测,出厂时附有滤器过滤效率报告单和合格证明。对制药企业来说,高效过滤器检漏是指高效过滤器及其系统安装后的现场检漏,主要是检查过滤器滤材中的小针孔和其他损坏,如框架密封、垫圈密封以及过滤器构架上的漏缝等。检漏的目的是通过检查高效过滤器及其与安装框架连接部位等处的密封性,及时发现高效过滤器本身及安装中存在的缺陷,采取相应的补救措施,保证区域的洁净度。

2 DOP 检漏法原理

高效过滤器的检漏通常采用PAO发生器在滤器上游发尘,使用光度计(photometer)检测滤器上下游气溶胶浓度来判定滤器是否有泄漏。发尘的目的是因高效过滤器上游尘粒浓度较低,仅用粒子计数器在不发尘的情况下检测,较难发现有泄漏,需补充发尘才能明显、容易地发现泄漏。

人工气溶胶DOP已有近40 年历史, 一段时间以来,因被怀疑对人有致癌作用,现常以DOS(Dioctylsebaeate癸二酸二辛脂)亦称DEHS[di(2-ethylexyl)sebacate]及PAO(polyaphaolefin聚a烯烃)等代替,但实验方法仍称“DOP法”。大气尘由于其浓度随地点及时间等变化,有时较大,有时较低,一般不用来作为检漏用。FDA指出在进行检漏时,选用的气溶胶应符合一定的理化要求,不应使用会引起微生物污染、造成微生物滋生的气溶胶。

PAO发生器可分为热发生和冷发生两种,热发生器是利用蒸发冷凝的原理,被雾化的气溶胶粒子用加热器蒸发,并在特定条件下冷凝成微小液滴,去掉过大和过小的液滴后留下0.3um左右的雾状DOP进入风道,粒径分布在0.1~0.3um。冷发生器是指利用压缩空气在液体中鼓气泡,经laskin喷管飞溅产生物态的多分散相DOP气溶胶,最大分布粒径在0.65um左右。在对过滤器进行扫描检漏时,经常使用冷DOP检测仪器有两种,一种是气溶胶光度计,另一种是粒子计数器,高效过滤器检漏中常用的检测仪器是气溶胶光度计(以下简称光度计),是一种前散射线性光度计,它由真空泵、光散射室、光电倍增管、信号处理转换器和微处理器等组成。其工作原理是:当气流被真空泵抽至光散射室时,其中的颗粒物质散射光线至光电倍增管。在光电倍增管中,光被转换成电信号,此信号经放大和数字化后由微处理器分析,从而测定散射光的强度。通过与参比物质产生的信号的对比,可以直接测量气体中颗粒物质的质量浓度,因此其用途十分广泛。而粒子计数器,它的测试值反映的是气流中粒子个数的浓度/粒"并规定粒径范围,其灵敏度较高,对所有尘源气溶胶适用,选择余地较大,但在高效过滤器检漏中较少使用,两种仪器测试结果难以定量对比。

3 检测方法

确定高效过滤器本身及其安装是否有明显的渗漏,必须在现场对以下几处进行测试:过滤器的滤材;过滤器的滤材与其框架内部的连接;过滤器框架的密封垫和过滤器组支撑框架之间;支撑框架和墙壁或顶棚之间。

DOP检漏的材料、仪器有:尘源(PAO溶剂)、气溶胶发生器、气溶胶光度计。

我公司使用的气溶胶发生器为ATI TDA-6C.手持式Laskin喷嘴型气溶胶生器,它直接使用空气而不需要压缩气体作为动力。在20Pa工作压力下, 气流速度为50~2025f3/min时,可产生10~100ug/mL 浓度的多分散性亚微米级油尘气溶胶。使用的气溶胶光度计为ATI 2H型光度计,动态测量范围为0.00005~120ug/L,采样流量为1F3/min(28.3L/min)。
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