冻干工艺配制过滤系统设计操作指导
2010-12-27 10:46:59   来源：本站原创   评论：0 点击：

  一般情况下，药品需经冻干是因为其溶液状态下的不稳定性。许多抗生素：如某些半合成的青霉素、头孢菌素和红霉素、强力霉素、氯霉素的盐类都是由冻干工艺制造的。可以预计在生产过程中这类产品的污染水平很低，因为它们是抗生素。而其他一类冻干剂，如氢化可的松琥珀酸钠盐、甲基泼尼松龙琥珀酸钠盐及许多生物制品在溶液状态下却毫无抗菌作用。为尽量降低这类药品的微生物污染程度，通常需要在药液灌注在内步骤容器内之前，将溶液中含有的杂质和细菌用过滤的方法去除。

    1 配制药液的过滤除菌要求

    在冻干制剂的生产中，利用细菌不能通过致密小孔滤材的原理，过滤除去工艺过程中使用的气体或液体中微生物的方法。主要应用于热不稳定的药品溶液或原料的除菌。

    1.1药液过滤器的孔径选择

    配制好的药液需要使用适当孔径的过滤器进行过滤，以去除药液总的杂质和细菌。通常的药液过滤采用两级以上不同孔径的过滤器串联过滤。在实际生产过程中，通常采用不同孔径的滤器对药液分级过滤，有时还需要脱炭处理，去除热原物质，最后通过一个孔径为0.22μm的微孔过滤器对药液过滤除菌。药液过滤时，要特别注意确认除菌过滤器的孔径及其在生产过程中完整性，即除菌过滤器滤膜要进行气泡点试验，试验合格后使用。调配操作前，操作人员先对原辅料、名称、批号、化验报告进行核对，检查外观质量，再按处方称取原料，然后进行调配操作，溶液在供充填前进行无菌过滤，过滤完后对过滤器进行完整性试验。当药液配制系统使用的方法是一边过滤，一边灌装时，这种系统则应该使用两个除菌过滤器串联使用，以保证即便是过滤灌装过程中出现一个过滤器滤膜损坏，也不会影响滤液的无菌性。

    为了从工艺中有效地去除活的微生物并获得无菌药液，使用过滤器的名义孔径通常为0.22mm或更小。在某些情况下，要考虑使用双重除菌过滤器，尤其是药液灌装过程中或灌装完成前，没有条件对过滤器进行完整性试验的情况下。

    药品生产中采用的除菌滤膜孔径一般不超过0.22μm。过滤器不得对被滤过成分有吸附作用，也不能释放物质，不得有纤维脱落，禁用含石棉的过滤器。滤器和滤膜在使用前应进行洁净处理，并用高压蒸汽进行灭菌或作在线灭菌。更换品种和批次应先清洗滤器，再更换滤膜。

    1.2滤材

    过滤器材通常有滤柱、滤膜等。滤柱系用矽藻土或垂熔玻璃等材料制成。滤膜大多是聚合物制成，种类较多，如醋酸纤维素、硝酸纤维素、丙烯酸多聚物、聚氯乙烯、尼龙等，除菌级的滤膜孔径为0.22μm。

    1.3过滤效率

    过滤过程中的无菌保证程度，与过滤液体的初始生物负荷及过滤器的对数下降值LRV(LogReductionValue)有关。LRV系指规定条件下，被过滤液体过滤前的微生物数量与过滤后的微生物数量比的常用对数值。即：

    LRV=lgN0-LgN

    式中:N0为产品除菌前的微生物数量，N为产品除菌后的微生物数量。

  LRV用于表示过滤器的过滤除菌效率，对孔径为0.22μm的过滤器而言，要求每1cm2有效过滤面积的过滤除菌效率LRV值应不小于7。因此过滤除菌时，被过滤产品总的污染量应控制在规定的限度内。为保证过滤除菌效果，可使用两个过滤器串连过滤，或在灌装前用过滤器进行再次过滤。

    1.40.22μm除菌级过滤器的特殊要求

    (1)过滤器滤膜和结构材料，要求与制品药液具有良好的相溶适应性；

    (2)过滤器能够通过泡点试验证明其孔径的大小和滤器的完整性（FDA SterileDrugProductsProducedbyAsepticProcessing September,2004）；

    (3)滤材应经过恰当而有效的细菌挑战试验，即生物性质应确认（微生物截留试验）:要求在实际药液而非水的生产条件下，使用缺陷性假单胞菌（菌种ATCC19146，缺陷性假单胞菌的尺寸：0.68µm×0.31µm）验证对微生物截留性能（Brevundimonasdiminuta）；

    (4)滤材应能够耐受121℃的蒸汽灭菌。

    1.5药液过滤器使用的基本要求

    在过滤除菌中，一般无法对全过程中过滤器的关键参数（滤膜孔径的大小及分布，滤膜的完整性及LRV）进行监控。因此，在每一次过滤除菌前后均应作滤器的完整性试验，即气泡点试验或压力维持试验或气体扩散流量试验。确认滤膜在除菌过滤过程中的有效性和完整性。一般情况下，除菌过滤器的使用时间不应超过一个工作日。

    2 过滤工艺的控制要点

    2.1过滤前药液带菌量测定

    应在除菌过滤前(灌装前)对待过滤药液的带菌量进行测定。配料或药液的配制应严加控制，以防止药液在除菌过滤前可能出现的微生物污染程度的增加。因药液内毒素的增加与微生物污染的严重程度有关。

    药液通过预过滤后最终过滤前对药液进行的生物负荷测试，对于确定该溶液在除菌过滤时的带菌量是有用的，但它无法提供药液中内毒素的形成及其污染水平等信息情况。通常，可取0.1ml已经过滤的溶液样品，使用鲎试剂法(LAL)测定其内毒素的数量，对预过滤前的溶液至少取100ml的样品进行检验(尤其是在有革兰氏阴性菌存在时)，从而对生产工艺进行评价。

    2.2药液细菌内毒素控制

    某些同时使用其它药物的患者（如婴儿），或注射剂体积或剂量特别大的患者，很容易出现热原反应，通常，会比正常健康人按体重确定的热原控制标准预计的反应严重得多。从这类临床来考虑，要求适当强化生产工艺过程的控制，以防止细菌内毒素的产生。对此应着重对药品原辅材料、容器、密封件、贮存时限、生产设备的细菌内毒素加以控制。

    在过滤工艺中，过滤设备的清洁、干燥和贮存应能有效地控制生物负荷（微生物污染水平）及细菌内毒素的污染水平。

过滤设备应便于拆装、清洁、消毒或灭菌。如没有适当的控制措施，过滤设备的上游及下游均有可能被细菌内毒素污染。
    除菌过滤器及湿热灭菌能去除细菌内毒素。一般情况下，设备表面的细菌内毒素可采用高温法灭活，或通过清洗去除。某些在线清洁程序，在粗洗阶段可用适当纯度的水和/或清洁剂进行淋洗，此后，再用热的注射用水作最终淋洗。设备完成清洁后，一般应作干燥处理，除非立即灭菌。

    为有效控制生产过程中潜在的细菌内毒素污染，必须规定无菌工艺每一步操作的控制时限。应设定时限控制的步骤包括：药液的配制至灭菌，除菌过滤，产品在生产线上的暴露时间，已灭菌设备、容器和密封件存放的时间。不同生产阶段的控制时限应根据试验数据来确定。在制订时限标准（例如确定配制阶段的控制时限）时，应评估微生物污染总数及细菌内毒素的污染水平。

    对配制工序的药液过滤操作，应规定产品过滤过程耗用的总时间长度的上限（最长时限），以防止微生物穿透除菌过滤器。采用时限控制还能够防止过滤器上游微生物污染及细菌内毒素污染的明显增加。微生物和热原污染水平的增加将会给下游带来不利因素，因此，应确定药液澄清或去除粒子的最长允许时限并说明设定标准的依据。

    2.3过滤工序的质量控制

    主要的质量控制措施为：药液中活性成分的含量、药液的pH、色泽、澄清度、原料称量两人互相复核、准确的记录等。

    3 药液过滤单元设置

    药液通过除菌过滤，能够明显地降低配料溶液中的杂质和微生物的浓度，并且，可以维持生产流管道系统的无菌。

    当无菌生产过程中的液体产品经过证明可以过滤除菌时，应需要针对产品特有的除菌过滤。应证实除菌过滤和产品配方的兼容性，即应可能过滤器滤材对药液的相容性，并考虑其最差的操作条件影响。非最终灭菌方法生产无菌药品，使用的无菌生产在有边过滤，边灌装的情况下，也需要采用两个过滤器串联使用的过滤方法，确保过滤过程中绝对不会因过滤器的滤膜损坏导致过滤失败。

    最终灭菌的无菌产品也可能需要特有的除菌过滤，在最终灭菌之前，有充足的理由进行有效的生物负载控制，产品需不需要除菌过滤，必须以产品和生产过程特有的基础数据来进行有效的评估。

    传统上，除菌过滤工艺的实现是通过无菌压缩空气压滤药液，即将配料罐或药液贮存容器中的原料液体利用压缩空气的压力压滤到药液的接受容器中，在配料罐和无菌药液受器之间安装除菌过滤器。图1为一典型的无菌室内滤液接受容器结构示意图。

    在小规模的密封状态进行过滤下操作时，可选择使用密封的无压容器和带硅橡胶管得到蠕动泵装置压滤药液。在大规模生产条件下进行过滤操作时，可将容器和相连接的管道系统进行清洁和灭菌。而较小规模操作时，药液容器和过滤组件都可以进行适当的人工清洁和清洗，然后对其进行高压灭菌和消毒，并在100级单向流洁净空气的保护下进行无菌组装。

    除菌过滤用的滤膜是否完整，以及滤膜在容器之间的安装可靠与否，应通过过滤器的完整性实验方法的证明。

完整性试验在过滤前进行，也可以在灭菌前进行，但过滤之后必须再次进行过滤器的完整性试验，以确认本批药液的过滤过程的完整可靠的，半成品准予放行。
    过滤完整实验假如能够在设备的原始位置进行（即在线进行）将更好。

    4 冻干药液配制过滤系统设置的相关问题

    4.1配制量的大小

    大多数冻干粉针制剂的情况是量小品种多，在配制罐选型与配套时应尽量考滤将配制罐的容量和结构型式的适用范围加大一些，同时也应注意批号与配制系统的关系应按照GMP相匹配。

    4.2除菌过滤器的设置

    大多数情况下，在稀配系统的末端，总是配置有含有孔径为0.22μm的薄膜过滤器，作为除菌工艺设备。工艺中会出现两种情况：一种是配制工艺为满足生产线的连续、大规模生产。即药液一边过滤，一边灌装；另一种为中、小规模，间隙式过滤灌装，即药液全部过滤完毕后再灌装。

    (1)药液边过滤，边灌装。在这种情况下，由于不可能对过滤过程中含量过滤器滤膜，随时进行在线的完整性验证，以确认滤膜使用过程中没有被损坏。为确保滤液的可靠性，此时需在系统中采用两个0.22μm过滤器串联使用。只要两个除菌过滤器在使用以前均通过完整性测试合格，则在过滤灌装过程中，两个过滤器同时损坏的可能性几乎没有。因此，可以极大地保证最终滤液的无菌性。

    (2)药液全部过滤完毕后再灌装。由于可以在药液全部过滤完毕后，对使用后的0.22μm除菌过滤器再次进行完整性确认，合格后药液才灌装。因此，系统可以只设置一个0.22μm除菌过滤器。

    4.3药液配制后输送方式的选择

    配料后药液一般采取用二种方式进行输送：一种采用泵（卫生级）输送；另一种是采用洁净压缩空气或洁净惰性气体压料输送。通常，水溶性物料可采用压缩空气输送，若为含有有机溶媒的药液或为容易氧化的药液，则应采用惰性气体进行压料输送。

    4.4配料步骤

    某个抗生素冻干药品批配料的配料程序如下：经过孔径为10μm的钛棒脱炭过滤，再经过孔径为0.45μm聚砜过滤器过滤转至稀配罐，加全量注射用水致处方规定的容量（定容），然后搅拌20min。经2只串联的孔径为0.22μm聚砜过滤器过滤，从第二级过滤器取样口取样，测含量、pH、色泽、澄明度等。合格后经0.22μm微孔滤膜过滤至灌装间，含量应在内控范围内(pH4.5~5.5)。

    要求灌装过程中，所配制溶液应在8hr内灌装完毕。在药液灌装全过程中，应严格控制液体的装量。

    4.5药液的输送

    药物配料后料液通常采取用二种方式进行输送：一种是采用不锈钢泵输送；另一种是采用洁净压缩空气或洁净惰性气体压料输送。一般情况下，水溶性物料可采用压缩空气。若有溶媒的料液或怕氧化的料液，则宜采用惰性气体进行压料输送。

配料后的药液应以无菌、无热原的状态进入灌装工序，灌装到玻璃瓶或托盘中。因此，配制系统中应设置过滤装置。通常，药液在除炭过滤后在输送系统中再经过二级无菌过滤，前级选用0.45μm孔径滤芯，后级选用0.22μm孔径滤芯。过滤器的外壳及管件材质应为316L，密封垫圈（片）为医药级PTFE。过滤器的流通量根据每批物料而定。二级过滤器在使用前应进行气泡点检测，每一级均要安装卫生型隔膜式压力表、取样阀和放流阀。
    配料后的药液应以洁净流体输送条件来处理，整个系统也要依据GMP要求进行清洗和灭菌，配料输送系统应具有在线清洗CIP和在线灭菌SIP的处理功能。处理范围应涉及整个配料系统（包括：罐、体、过滤器、卫生级管道、管接件及阀门）。