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注射剂配制系统与配制系统的CIP、SIP
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注射剂配制系统与配制系统的CIP、SIP

制药流体工艺实施手册》学习笔记

简介:注射剂配制系统的组成、目的,配制过程,配制工艺,过滤工艺;在线清洗(CIP)技术;消毒灭菌(在线灭菌SIP)技术;无菌质量保障措施;配制/CIP/SIP系统的验证配制/CIP/SIP系统的风险管理

 

注射剂配制系统

无菌药品的冷冻干燥、输液的浓配与稀配、水针剂药液的配制,以及原料药结晶前的原药和溶媒的配制、滴眼剂的配制、生物制剂、疫苗、血液制品等灌装前的配制都涉及到药液的配制操作。它是药品尤其是无菌制剂生产不可缺少的工序,也是无菌制剂生产的源头。

注射剂(溶液)的配制是指按工艺规程要求把各种活性成分、辅料及溶剂进行配制,按顺序进行混合并制成批配制溶液,以待进一步灌装。

2010年版GMP规范的发布旨在“大限度地降低药品生产过程中的污染、交叉污染、混淆及差错的发生”,保证药品的“安全、有效、质量可控”。根据ICH Q8中“关于质量源于设计”的理念,质量保证措施覆盖药品设计和生产全过程,从注射剂生产的步“溶液配制工序”开始,按照GMP规范的要求设计,可以有效地规避注射剂配制时潜在的质量风险,降低各类异物及微生物对药品的污染,从而从源头抓起保障注射剂的质量。

 

、配制系统组成:

配制容器及搅拌装置、固液分离过滤装置、洁净药液输送装置、计量装置、辅助装置组成。配制系统凡与物料接触的内表面均应符合GMPASME-BPE要求。

1.1 配制容器及搅拌装置:配料罐、浓配罐、稀配罐、混合罐、贮液罐、缓冲罐(所有罐体作为卫生级容器的设计制造应符合GMPASME-BPE-2009标准);卫生型磁力搅拌器。

1.2 固液分离过滤装置:离心机、预过滤装置、精过滤装置、除菌过滤装置。

1.3 洁净药液输送装置:泵、阀门、管道、管道配件(凡与物料接触的内表面Ra0.4μmRa0.m,无死角、无残留)。

1.4 计量装置:液位计、流量计、pH计、压力计、称重模块、浓度传感器和电导率传感器,参数显示与记录装置。

1.5 辅助装置:

1.5.1 安全装置、加料装置、取样装置、放料装置;

1.5.2 工艺(洁净)压缩空气、仪表(控制用)压缩空气、氮气(洁净)、真空系统(无油);

1.5.3 自动控制系统;

1.5.4 CIP、SIP系统;

1.5.5冷热媒介、纯化水、注射用水、工业蒸汽、纯蒸汽;

 

二、配制系统的目的:

2.1 保持药液的终产品质量符合法规要求和企业内控指标。

2.2 采用合适的CIP和SIP方式实现系统的清洗与消毒/灭菌。

2.3 保证初期投资和运行费用的合理匹配。

 

三、配制过程:

配制可以包括固体活性成分的溶解、简单的液体混合,还可以包括更为复杂的操作,例如乳化或者脂质体的形成,液体制剂以注射用水或适量的有机溶剂作为溶剂。

配制前,应对工艺器皿和包材进行清洁和灭菌,以大程度降低混合操作给后续工艺带来的微生物污染和内毒素。配制操作要考虑空气洁净度的要求和交叉污染的预防。配制的准确性包括组分的准确性、终浓度的准确性和pH值等,必须严格执行规范的工艺流程,保证药液得到充分、均匀的混合。同时,配制全过程应有防污染的措施,并对配制过程进行时限规定。

注射剂配制过程中,按照批生产记录对每一工序进行目测控制,确保仪器和过滤器的清洗以及灭菌步骤正确执行,标签正确,而且负责控制的操作人员应在记录的指定地方签名。溶剂通常事先按照重量或体积计算后放入配料罐中。当每一个操作步骤完成后,应有操作人员的即时签名,以确保完成操作步骤。天平或称量仪器、加热时间与温度、F0值、搅拌速度与时间等任何打印记录都应附在批生产记录上。应由操作人进行检查及复核人监测、复核和QA进行确认。将事先称量的一个批次的原辅料进行投料,同时须对特定参数、方法和某一时间下的数据(如温度、搅拌时间、搅拌器旋转、压力反应时间、取样和测量值)进行复核,以保证生产过程符合质量要求。

固体物料在加入配料罐时应大限度地减少产尘。如果成分的流动性和管路直径允许,可采用真空吸料方式,药液转移所用的卫生泵应能耐受高温灭菌。当管路传输药液时,由于可能存在的密封问题和颗粒物脱落,宜采用过滤后的氮气或压缩空气进行压料。在药液配制过程中,所有设备和工器具准备充分、标识正确并清楚、重要的是设备功能可靠,如果出现故障,应有清洁且经消毒的可替换设备并要求撰写“程序偏差”报告。在生产过程中,设备故障处理所耗费的时间较长,以致批生产的操作时间无法满足预定的时间要求。

 

四、配制工艺:

注射剂分为可终灭菌和不可终灭菌两大类。《中国药品生产质量管理规范》2010年版附录1无菌药品规定:“对于可终灭菌产品,产品的配制和过滤(指浓配或采用密闭系统的稀配) 环境至少为D级;对于不可终灭菌产品,灌装前可除菌过滤的药液、产品的配制与过滤环境至少为:C级。”

4.1 可终灭菌注射剂常用的配制流程为:

4.1.1 检查所有要求的设备(称量和检测仪器)、容器和起始物料是否齐全且符合规定要求;

4.1.2 检查所有溶剂供应,检查所有中间控制实验室数据;

4.1.3 投入起始物料,确认标签或名称无误,确保投料顺序正确,投料完全;

4.1.4 调至设定温度,保证溶解持续时间,完全溶解;

4.1.5 中控实验室数据完整,根据中控实验数添加调节pH、密度、含量等指标用的成分;

4.1.6 进行过滤,过滤后进行过滤器完整性测试;

4.1.7 计算收率。

4.2 不可终灭菌的小容量注射剂多采用0.22μm除菌过滤作为终灭菌措施。生产过程中质量风险比可终灭菌产品大,其常用的配制流程为以下步骤:

4.2.1 检查已灭菌配件的包装完整,不要接触与产品接触的表面,须用已灭菌的工器具与产品表面进行接触;

4.2.2 在使用后0.22μm孔径的除菌过滤器,须进行过滤器的完整性测试;

4.2.3 检查所有要求的设备(称量和监测仪器)、容器和起始物料是否齐全,且符合规定要求;

4.2.4 溶剂准备,检查所有中控实验室数据;确认标签或名称无误,投入起始物料,确保投顺序正确,投料完全;

4.2.5 调至设定温度,搅拌并保证原料完全溶解;

4.2.6 中控实验室数据完整,如必要,添加调节PH、密度、含量等指标用的附加剂;

4.2.7 微生物污染水平在合格范围,除菌过滤器前端药液的微生物负荷不高于10cfu /100ml;

4.2.8 将C级洁净区的容器内药液通过检测的0.22μm孔径除菌过滤器过滤至储存容器内(连接程序应在A级洁净环境、层流下进行),储存容器若有呼吸器,且呼吸器应在A级环境保护之下;药液转移完毕,断开管路,进行0.22μm过滤器的完整性检测;

4.2.9 计算收率。

 

典型配制罐图

4.3 注射剂的配制工艺主要有两步配制法和一步配制法两种。

4.3.1 两步配制法:包含浓配制罐和稀配制罐两个配料工段。首先,在浓配制罐中加入浓配体积的注射用水,投入原辅料,经下置磁力搅拌器搅拌混匀,制成符合要求的浓溶液,加热至工艺温度,搅拌溶解后保温一定的时间,在浓配制中加入一定量的药用活性炭,放置一定的时间,药液经循环脱碳过滤,并且经预过滤后输送至稀配制罐中。然后,在稀配制罐中用注射用水搅拌稀释至全量,测pH值应在合格范围内,如果超出范围需调整pH值;检测各种组分的标示含量,并应在合格范围内。药液经循环脱碳过滤,并且经预过滤、除菌过滤至药液可见异物合格,并检测含量、pH值合格后方可灌封。

配制中所有工具应注意处理洁净,防止污染微生物及热原;严格执行双人复核投料制度,防止差错,保证含量准确;所用各种原辅料必须经化验合格后,方可投料。所有组分含量必须合格,杂质项应符合相应的质量标准。注射液中树脂、鞣质等高分子杂质在水中呈胶体状态,很难凝聚或沉淀,从而导致澄清度不合格。配成浓溶液时可采用变温法解决澄清度问题,经加热处理(115℃,30min115℃,1520min)能破坏高分子杂质的胶体状态并使之凝聚,再经低温冷藏一段时间,降低其动力学稳定性,使之沉淀析出,然后通过过滤可除去杂质。当原料性质不同导致溶解度有差异时,可分别进行溶解后再混合,后加溶剂进行定容。

两步配制法适用于原料质量一般、剂量较大的注射剂配制,如硫酸镁注射液、氨茶碱注射液等。不过,该工艺也有其缺点,例如,活性炭中的可溶性杂质进入药液后不易滤除、活性炭的使用易污染洁净区和空调净化系统等。

4.3.2 一步配制法:只需稀配制罐配制工段,将原料加入所需的溶剂中,一次配成注射剂所需的浓度。该法常用于原料质量较好、剂量较小的注射剂配制,如维生素B12注射液等。采用一步配制法的前提是原料已采用可靠的去除细菌内毒素污染的工艺,如粗品溶解后加活性炭处理后结晶,使活性炭带入的可溶性杂质留在母液中,配制投料过程应通过收集核对物料标签等措施进行投料复核,保证原辅料按要求加入。《中国药品生产质量管理规范》2010年版附录1 无菌药品第九十一条规定:“对可终灭菌的产品不得以除菌过滤工艺替代终灭菌工艺,如果药品不能在其终包装容器中灭菌,可用孔径为0.22μm(或更小)的除菌过滤器将药液滤入预先灭菌的容器内,由于除菌过滤器不能将病毒或支原体全部滤除,可采用热处理方法来弥补除菌过滤的不足。”

细菌的繁殖会随着时间推移而增长,以注射剂产品中的细菌为例,时间越久,药液中的细菌总数越多,产品发生微生物污染的风险也会随之增加。

因此,《中国药品生产质量管理规范》2010年版附录1 无菌药品第五十八条规定:“应尽可能缩短药液从开始配制到灭菌(或除菌过滤)的间隔时间,应建立各产品规定贮存条件下的时限控制标准。

注射剂灌装时间相对较长,为降低终料液的微生物和热原负荷,可将配制后的料液一次性、快速过滤至等体积的缓冲罐中。缓冲罐可实现药液微生物负荷指标的取样监控。缓冲罐内料液经终端除菌过滤后输送至灌装机进行灌装。结合企业的质量控制要求,缓冲罐可设计为控制微生物负荷的药液储罐,也可设计为药液无菌罐。

 

五、过滤工艺

过滤是保证注射液澄清度、无热原与无菌性的重要操作,一般分为预过滤和精滤。当药液中沉淀物较多时(特别是添加活性炭处理的药液),须先进行预过滤后才能进行精滤,以免沉淀物堵塞精过滤器滤膜。常用于预过滤的滤材有滤纸、长纤维脱脂棉、绸布、绒布和尼龙布等。助滤剂具有多孔性和不可压缩性,可阻止沉淀物接触并堵塞过滤介质,如纸浆、硅藻土、滑石粉和活性炭等均是常用的助滤剂。

5.1 常用的过滤器:三角玻璃漏斗、布氏漏斗、钛棒过滤器和板框压滤机。常用的精过滤器有垂熔玻璃漏斗和以各类微孔滤膜为介质的膜过滤方式。常用规格有1.0μm0.8μm0.45μm等膜。

5.1.1 板框压滤机只适用于预过滤,常用于过滤黏性、颗粒较大的浸出液,一般采用滤纸和绸布等滤材。砂滤棒适用于大规模生产的预过滤。垂熔玻璃滤器包括垂熔玻璃漏斗、垂熔玻璃滤球和垂熔玻璃棒,号数越大,则孔径越小。垂熔玻璃滤器具有化学稳定性强、无脱落、无吸附、易于清洗和可以热压灭菌等优点,但其价格相对较高且易破碎。垂熔玻璃滤器中G3为常压过滤;G4为加压或减压过滤;G6为除菌过滤,该过滤器可热压灭菌,用后要用水抽洗,并以清洁液浸泡处理。中国GMP2010年版要求药液在精滤前后,好在密闭环境下进行灌装封口。因此,开放式的垂熔玻璃漏斗在注射剂生产过程中的应用已越来越少。

5.1.2 钛棒过滤器有钛滤棒与钛滤片两种,它是用粉末冶金工艺将钛粉末加工制成过滤元件。钛棒过滤器抗热性能好、强度大、质量轻且过滤阻力小,其过滤孔径一般在1μm以上,多用于注射剂配制过程中的活性炭过滤。活性炭为细微黑色颗粒,处理不当将导致产品的澄清度不合格,使用钛棒过滤器去除活性炭时,推荐采用循环脱碳法,该法能有效保证活性炭粉末在烧结钛棒上形成致密的过滤层,而不会发生活性炭泄露问题。

5.1.3 不锈钢烧结网是一种应用广泛的标准结构烧结网,它是将五层不锈钢丝网按顺序叠放在一起并经过真空烧结而成的一种新型过滤材料。该材料具有过滤精度稳定、强度高和易于反清洗等特性。不锈钢烧结网具有极高的机械强度和耐压强度,加工、焊接与组装性能良好,使用方便,选用316L材质,耐腐蚀性和耐热性均非常良好,可用于-200480℃的温度及酸碱环境的过滤。不锈钢烧结网具有表层过滤结构,其逆流清洗效果佳,可反复使用,寿命长,过滤精度一般在0.5-50μm。

5.1.4 微孔膜滤器主要用于精滤或无菌过滤。微孔滤膜过滤器孔径为0.025-14μm其特点为孔径小、均匀、截留能力强、过滤面积较大、滤阻小和滤速快。微孔膜滤器不影响药液pH值、吸附少、不产生交叉污染,但易于阻塞。常见的微孔滤膜有醋酸纤维与硝酸纤维混合脂膜、聚四氟乙烯膜、尼龙膜、聚偏氟乙烯膜和聚醚砜膜等。

5.2 除菌过滤:

除菌过滤是指从液体中分离除了病毒以外的所有微生物的过程。除菌过滤器必须截留所有在料液中的微生物,而不影响产品质量。一种普遍采用的方法是将组分溶于溶剂(如注射用水)制成溶液,再将溶液通过0.22μm除菌过滤器进行过滤,此方法适用于水溶性好但稳定性较差的组分;另一种操作方法是将滤液进行无菌结晶、沉淀(或冻干)并制成无菌粉末,该方法的处理和操作比较复杂,因此,在生产中污染的风险也比较高。

5.3 除菌过滤应用:

除菌过滤广泛应用于终灭菌产品和不可终灭菌产品。两种应用的目的不同,对于不可终灭菌产品,除菌过滤属于药典规定的灭菌措施,必须保证过滤后的药液不含任何活的微生物;对于可终灭菌产品,可采用除菌过滤与湿热灭菌组合的方式进行终灭菌处理,经过除菌过滤后的料液再进行湿热灭菌,其微生物风险将得到有效保证,同时,过滤还可去除料液中的一些颗粒物杂质。

5.4终灭菌药品生产过程示意图:

 

5.5不可终灭菌药品生产过程示意图(免洗胶塞、免洗免灭菌铝盖):

 

 

5.6 注射剂的除菌过滤工艺可分为序列过滤法(Serial filtration)、冗余过滤法(Redundant filtration)和双重过滤法(Double filtration)三种。

(a)序列过滤法:由预过滤器和除菌过滤器组成,多用于可终灭菌注射剂产品的生产。预过滤器的主要功能是控制药液的微生物负荷,以保护除菌过滤器。预过滤器通常为表面过滤器,采用聚丙稀等材质加工制得,过滤孔径通常有0.3μm;0.45μm和0.65μm等多个规格。除菌过滤器也称终端过滤器,常用材质为PVDF、PES和尼龙等,过滤孔径通常为0.22μm过滤器组使用后,只需要检测0.22μm除菌过滤器的完整性。

(b)冗余过滤法:由两个0.22μm除菌过滤器串联组成,多用于不可终灭菌注射剂产品的生产。前端的过滤器为冗余过滤器,它是后端除菌级过滤器的“候补”,避免终端过滤器完整性失败导致的整批产品损失。在过滤器组使用后,只有终端过滤器完整性检测失败,才需要检测冗余过滤器的完整性。

(c)双重过滤法:也是由两个0.22μm除菌过滤器串联组成,多用于不可终灭菌注射剂产品的生产。两个除菌过滤器共同发挥除菌作用,以提高滤出液的无菌保障水平。过滤器组使用后,两个过滤器均需进行完整性检测。

在注射剂的生产过程中,为了有效评估除菌效果,掌握灭菌前产品的污染水平是十分重要的。对于过滤除菌而言,必须在申请文件中注明过滤之前容许的微生物污染水平的大值。大多数情况下,药品中可以接受的水平为10cfu/100ml。如果待过滤的药液达不到上述要求,有必要利用细菌截留过滤器进行预过滤,以达到足够低的微生物污染水平。除了微生物数量的评估外,还应对微生物的种类

进行评估,以确定是否可以使用B.diminuta细菌作为微生物挑战试验的指示剂。

《中国药品生产质量管理规范》2010年版附录1 无菌药品第九十二条规定:与其他灭菌方法相比,除菌过滤的风险大。因此,宜安装第二只已灭菌的除菌过滤器再过滤一次药液,终的除菌过滤器应尽可能接近灌装点。

 

配制系统的在线清洗(CIP)技术

在线清洗(Clean in placeCIP) 也称原位清洗,是指不拆卸设备且在密闭的条件下采用循环清洗模式将设备清洗干净的方法,它属于典型的TCAC清洗设备,同时也是一种优化清洗管理技术。

温度(Temperature)、机械作用( Mechanical action )、化学作用( Chemical action) 和时间(Time)是清洗过程中的四个基本要素,在清洗技术领域称为TCAC模型。

 

温度是指清洗用水与清洗液所需的温度,清洗温度与污物的类型和黏固程度有关;机械作用主要通过流速、流量和压力来实现;化学作用与选择的清洗剂类型和浓度有关;时间是指与被清洗表面的充分接触与作用时间。为实现设备的有效清洗,上述四要素相互影响且互为补充,当某一个要素不足时,可通过增强其他要素的形式加以弥补。TACA理论从基本原理角度介绍了设备表面清洗的影响因素,对于复杂的制药配制系统,除了温度、化学作用、机械作用和时间四个因素外,死角、坡度、表面粗糙度等因素对整个系统的清洗效果、成本和运行费用均有较大影响。

 

、清洗系统

清洗系统由清洗介质、污物和被清洗物三部分组成。清洗介质是指水或以水为溶剂的清洗剂,如纯化水、注射用水、碱液和酸液等。污物是希望从被清洗物表面去除的异物,包括有机物、无机物和微生物等。被清洗物是指待清洗的对象,如配制罐体、输送泵和管阀件等。清洗的基本原理是指向被清洗物的表面污物施加热能、机械能和化学能,通过溶解作用、热作用、机械作用、界面活性作用和化学作用等机制的相互作用,在一定时间内实现被清洗物的有效清洗。

 

、工作原理

在线清洗系统的工作原理主要是根据设置好的程序,由CIP系统自动配制清洗液,经气动控制阀与CIP供给泵、CIP回流泵等组件来完成清洗液的输送及回流,采用加热、单通路清洗、循环清洗和回收等多个步骤组成完善的清洗过程。通过流量、压力、电导率、温度和酸碱浓度等参数的设定实现自动在线清洗。              

CIP系统可以对每一步清洗程序的时间、流量、电导率、浓度等关键参数进行检测和打印记录,同时能确保清洗液温度和浓度在相应清洗过程中自动恒定。系统的清洗终点由在线电导率传感器进行自动判断。

 

三、在线清洗系统的主要特点包括如下内容:

3.1 模块化设计,安装、维护和调试方便快捷,可实现工厂验收测试。

3.2 自动判断清洗终点,清洗时间可调,节省清洗用水。

3.3 采用清洗剂循环清洗方式,节省清洗剂,环保节能。

3.4 清洗结果重复性好,有效避免了批次间的交叉污染。

3.5 全自动操作,节省劳动力,降低操作失误,有利于生产计划合理化,提高产品质量和生产效率。 

3.6 可实现在线清洗,被清洗设备无须拆卸,安全可靠。

3.7 程序中的设定参数可调,便于性能确认的执行与运行成本的优化。

3.8 完全符合GMP的要求,实现清洗工序的验证。

 

四、在线清洗系统分类:

在线清洗系统分为开放式CIP系统和循环式CIP系统。

4.1开放式CIP属于比较简单的原位清洗系统,主要用于清洗任务相对简单的制药配制系统,例如可终灭菌的大输液配制系统、水针配制系统等。开放式CIP的清洗用水通常会直接取自于制药用水循环管网,采用喷淋方式实现罐体内表面的清洗,清洗后残液依靠重力直接排放或自吸泵排放,排放管网上可安装取样阀或电导率传感器进行清洗终点的判断;如果配制罐体需要碱液等清洗剂清洗,可在配制罐体中直接配制清洗剂,并利用药液输送管网实现配制罐体的自身循环清洗。与循环式CIP相比,开放式CIP的大优势为节省了CIP工作站,但同样实现了在线清洗功能。

4.2循环式CIP采用闭式循环清洗的方式实现在线清洗功能,主要用于清洗任务相对复杂、生产操作更苛刻的制药配制系统,例如生物制药配制系统、中药注射剂配制系统和冻干配制系统等。

循环式CIP主要由CIP工作站(也称为CIP SKID)CIP供给管网、被清洗单元和CIP回流管网等四部分组成。

闭式循环CIP清洗系统图:

 

4.2.1 CIP工作站。是一套固定的在线清洗装置,它是整个在线清洗系统的核心。CIP工作站采用触摸操作模式,可自动调节清洗时间、清洗剂浓度、清洗温度、清洗流速等参数,所有操作均可记录在案,便于认证。清洗剂浓度、CIP流量、CIP压力、终淋水电导率、清洗剂温度和清洗时间等均是CIP工作中需打印记录的关键数据。

4.2.2 CIP供给管网是指从CIP工作站出口到被清洗单元之间的管道、管件、阀门、转换板及其控制组件等。CIP供给管网单元的主要功能是将清洗溶液从CIP工作站输送到被清洗单元。

4.2.3 被清洗单元。是指CIP工作站的清洗目标,同一台CIP工作站的清洗目标往往不止一个,因此,如何控制CIP供给管网的流量、流速和死角是在线清洗的设计要点。对配制系统而言,被清洗单元是指制药配制工艺生产中的核心组成部分,主要包括配制罐和药液输送管网两部分。配制罐包含移动罐、发酵罐、反应罐、培养基配制罐、缓冲液配制罐、浓配罐、稀配罐和各种无菌储罐等,同时还包括工艺生产、清洗和消毒所需的罐体附件,如人孔、视镜灯、取样阀、搅拌器、喷淋器、液位传感器、温度传感器、压力传感器、安全爆破片和呼吸器等;药液输送管网包括用于药液输送和过滤的管道、管件、阀门、钛棒过滤器、微孔膜筒式过滤器和药液输送泵等。

4.2.4 CIP回流管网是指从被清洗单元到CIP工作站之间的CIP回流泵、管道、管件、阀门、转换板及其控制组件等。CIP回流管网单元的主要功能是将清洗后的回流液从被清洗单元输送到CIP工作站。根据清洗工艺的不同,输送到CIP站的回流液会被直接排放(例如预冲洗水)、循环回流(例如清洗剂)或者回收使用(例如终淋水)。一般情况下,CIP回流泵的安装位置以靠近被清洗单元为宜,根据实际需求,在某些特定工况下,也可将CIP回流泵集成在CIP工作站的分配框架中。

 

五、清洗流程

常规的清洗流程主要分为“ 三步法” 清洗和“ 五步法” 清洗两大类。

5.1 “三步法”清洗主要包含预冲洗、清洗剂清洗和终淋等3个步骤,主要适用于只需要一种清洗剂的清洗工况。

5.2 “五步法”清洗主要包含预冲洗、清洗剂清洗1、冲洗、清洗剂清洗2和终淋等5个步骤,主要适用于需要多种清洗剂的清洗工况。

每生产批次结束后,制药配制系统可进行在线清洗。清洗对象主要包括罐体(搅拌桨叶、投料管、取样阀等)及其配件的阀门、管道管件、卫生泵、过滤器套筒等。企业在选择清洗流程时,需完全考虑清洗对象的理化性质。CIP系统的正确设计对制药配制系统成功与否,至关重要。

 

消毒灭菌技术(含SIP)

在药品生产环节,消毒灭菌技术是控制微生物指标基本、重要的技术。制药配制系统在清洗后,还应采取合适的微生物抑制手段并进行定期消毒或灭菌,以保证系统中微生物满足药典与生产质量指标要求。消毒(Sanitation)与灭菌(Sterilization)是两种快速降低制药配制系统微生物负荷的手段。

消毒是指用物理或化学方法杀灭或清除传播媒介上的病原微生物,使其达到无害化。通常是指杀死病原微生物的繁殖体,但不能破坏其芽孢,所以消毒是不彻底的,不能代替灭菌。

灭菌是指以化学剂或物理方法消灭所有活的微生物,包括所有细菌的繁殖体、芽孢、真菌及病毒,从而达到完全无菌的过程。制药行业将百万分之一微生物污染率作为灭菌产品“无菌”的相对标准,它和蒸汽灭菌后产品中微生物存活的概率为10-6 (即产品的无菌保证水平为6)是同一标准的不同表示法。

 

一、灭菌的法规要求

灭菌与药典:《中国药典》2010年版在附录X Ⅶ灭菌法中规定:无菌物品是指物品中不含任何活的微生物。常用的灭菌方法有湿热灭菌法、干热灭菌法、辐射灭菌法、气体灭菌法和过滤除菌法。可根据被灭菌物品的特性采用一种或多种方法组合灭菌。只要物品允许,应尽可能选用终灭菌法灭菌;若物品不适合采用终灭菌法,可选用过滤除菌法或无菌生产工艺达到无菌保证要求;只要可能,应对不可终灭菌的物品做补充性灭菌处理(如:流通蒸汽消毒)。

在灭菌程序的验证中,尽管可通过灭菌过程某些参数的监控来评估灭菌效果,但生物指示剂的被杀灭程度是评价一个灭菌程序有效性的、直观的指标。生物指示剂是一类特殊的活微生物制品,可用于确认灭菌设备的性能、灭菌程序的验证、生产过程灭菌效果的监控等。用于灭菌验证中的生物指示剂一般是细菌的孢子。

 

二、灭菌与GMP

采用安全、可靠的清洗技术去除制药配制系统中的残留物至关重要,它是预防药品生产过程中污染和交叉污染为关键的手段之一。制药配制系统是药品生产过程中为关键的工艺系统,该系统直接接触终产品,属于直接影响系统,除必须遵循GMP的相关规定之外,制药配制系统还应符合验证的相关原则。中国GMP对设备消毒与灭菌的要求可参见《药品生产质量管理规范(2010版)》的相关条款,具体如下:

“第七十一条设备的设计、选型、安装、改造和维护必须符合预定用途,应当尽可能降低产生污染、交叉污染、混淆和差错的风险,便于操作、清洁、维护,以及必要时进行的消毒或灭菌。”

《药品生产质量管理规范(2010年版)》附录1 无菌药品规定:

“第四条无菌药品按生产工艺可分为两类:采用终灭菌工艺的为终灭菌产品;

部分或全部工序采用无菌生产工艺的为不可终灭菌产品。

第五十七条应当尽可能缩短药液从开始配制到灭菌(或除菌过滤) 的间隔时间。应当根据产品的特性及贮存条件建立相应的间隔时间控制标准。

第五十八条应当根据所用灭菌方法的效果确定灭菌前产品微生物污染水平的监控标准,并定期监控。必要时,还应当监控热原或细菌内毒素。

第五十九条无菌生产所用的包装材料、容器、设备和任何其他物品都应当灭菌,并通过双门灭菌柜进入无菌生产区,或以其他方式进入无菌生产区,但应当避免引入污染。

第六十一条无菌药品应当尽可能采用加热方式进行终灭菌,终灭菌产品中的微生物存活概率(即无菌保证水平,SAL)不得高于10-6 。采用湿热灭菌方法进行终灭菌的,通常标准灭菌时间的F0值应当大于8分钟,流通蒸汽处理不属于终灭菌。对热不稳定的产品,可采用无菌生产操作或过滤除菌的替代方法。

第六十二条可采用湿热、干热、离子辐射、环氧乙烷或过滤除菌的方式进行灭菌。每一种灭菌方式都有其特定的适用范围,灭菌工艺必须与注册批准的要求相一致,且应当经过验证。

第六十三条任何灭菌工艺在投入使用前,必须采用物理检测手段和生物指示剂,验证其对产品或物品的适用性及所有部位达到了灭菌效果。

第六十四条应当定期对灭菌工艺的有效性进行再验证(每年至少一次)。设备重大变更后,须进行再验证。应当保存再验证的记录。

第六十五条所有的待灭菌物品均须按规定的要求处理,以获得良好的灭菌效果,灭菌工艺的设计应当保证符合灭菌要求。

第六十六条应当通过验证确认灭菌设备的腔室内的待灭菌产品和物品装载方式。

第六十七条应当按照供应商的要求保存和使用生物指示剂,并通过阳性对照试验确认其质量。使用生物指示剂时,应当采取严格管理措施,防止由此所致的微生物污染。

第六十八条应当有明确区分已灭菌产品和待灭菌产品的方法。每一车(盘或其他装载设备)产品或物料均应贴签,清晰地注明品名、批号并标明是否已经灭菌。必要时,可用湿热灭菌指示带来加以区分。

第六十九条每一次灭菌操作应当有灭菌记录,并作为产品放行的依据之一。

第七十条热力灭菌通常有湿热灭菌和干热灭菌,应当符合以下要求:

( 一)在验证和生产过程中,用于监测或记录的温度探头与用于控制的温度探头应当分别设置,设置的位置应当通过验证确定。每次灭菌均应记录灭菌过程的时间- 温度曲线。采用自控和监测系统的,应当经过验证,保证符合关键工艺的要求。自控和监测系统应当能够记录系统以及工艺运行过程中出现的故障,并有操作人员监控。应当定期将独立的温度显示器的读数与灭菌过程中记录获得的图

谱进行对照。

( 二) 可使用化学或生物指示剂监控灭菌工艺,但不得替代物理测试。

( 三) 应当监测每种装载方式所需升温时间,且从所有被灭菌产品或物品达到设定的灭菌温度后开始计算灭菌时间。

( 四)应当有措施防止已灭菌产品或物品在冷却过程中被污染。除非能证明生产过程中可剔除任何渗漏的产品或物品,任何与产品或物品相接触的冷却用介质(液体或气体) 应当经过灭菌或除菌处理。

第七十一条湿热灭菌应当符合以下要求:

( 一) 湿热灭菌工艺监测的参数应当包括灭菌时间、温度或压力。腔室底部装有排水口的灭菌柜,必要时应当测定并记录该点在灭菌全过程中的温度数据。灭菌工艺中包括抽真空操作的,应当定期对腔室作检漏测试。

( 二)除已密封的产品外,被灭菌物品应当用合适的材料适当包扎,所用材料及包扎方式应当有利于空气排放、蒸汽穿透并在灭菌后能防止污染。在规定的温度和时间内,被灭菌物品所有部位均应与灭菌介质充分接触。

第七十二条干热灭菌符合以下要求:

( 一) 干热灭菌时,灭菌柜腔室内的空气应当循环并保持正压, 阻止非无菌空气进入。进入腔室的空气应当经过高效过滤器过滤,高效过滤器应当经过完整性测试。 

( 二)干热灭菌用于去除热原时,验证应当包括细菌内毒素挑战试验。

( 三)干热灭菌过程中的温度、时间和腔室的内外压差应当有记录。

第七十三条 辐射灭菌应当符合以下要求:

( 一) 经证明对产品质量没有不利影响的,方可采用辐射灭菌。辐射灭菌应当符合《中华人民共和国药典》和注册批准的相关要求。

( 二)辐射灭菌工艺应当经过验证。验证方案应当包括辐射剂量、辐射时间、包装材质、装载方式,并考察包装密度变化对灭菌效果的影响。

( 三)辐射灭菌过程中,应当采用剂量指示剂测定辐射剂量。

( 四)生物指示剂可作为一种附加的监控手段。

( 五)应当有措施防止已辐射物品与未辐射物品的混淆。在每个包装上均应有辐射后能产生颜色变化的辐射指示片。

( 六)应当在规定的时间内达到总辐射剂量标准。

( 七)辐射灭菌应当有记录。

第七十四条环氧乙烷灭菌应当符合以下要求:

( 一)环氧乙烷灭菌应当符合《中华人民共和国药典》和注册批准的相关要求。

( 二)灭菌工艺验证应当能够证明环氧乙烷对产品不会造成破坏性影响,而且针对不同产品或物料所设定的排气条件和时间,能够保证所有残留气体及反应产物降至设定的合格限度。

( 三)应当采取措施避免微生物被包藏在晶体或干燥的蛋白质内,保证灭菌气体与微生物直接接触。应当确认被灭菌物品的包装材料的性质和数量对灭菌效果的影响。

( 四)被灭菌物品达到灭菌工艺所规定的温、湿度条件后,应当尽快通入灭菌气体,保证灭菌效果。

( 五)每次灭菌时,应当将适当的、一定数量的生物指示剂放置在被灭菌物品的不同部位,监测灭菌效果,监测结果应当纳入相应的批记录。

( 六)每次灭菌记录的内容应当包括完成整个灭菌过程的时间、灭菌过程中腔室的压力、温度和湿度、环氧乙烷的浓度及总消耗量。应当记录整个灭菌过程的压力和温度,灭菌曲线应当纳入相应的批记录。

( 七)灭菌后的物品应当存放在受控的通风环境中,以便将残留的气体及反应产物降至规定的限度内。

第七十五条不可终灭菌产品的过滤除菌应当符合以下要求:

(一)可终灭菌的产品不得以过滤除菌工艺替代终灭菌工艺。如果药品不能在其终包装容器中灭菌,可用0.22µm(更小或相同过滤效力)的除菌过滤器将药液滤入预先灭菌的容器内。由于除菌过滤器不能将病毒或支原体全部滤除,可采用热处理方法来弥补除菌过滤的不足。

( 二)应当采取措施降低过滤除菌的风险。宜安装第二只已灭菌的除菌过滤器再次过滤药液,终的除菌过滤滤器应当尽可能接近灌装点。

( 三)除菌过滤器使用后,必须采用适当的方法立即对其完整性进行检查并记录。常用的方法有起泡点试验、扩散流试验或压力保持试验。

( 四)过滤除菌工艺应当经过验证,验证中应当确定过滤一定量药液所需时间及过滤器二侧的压力。任何明显偏离正常时间或压力的情况应当有记录并进行调查,调查结果应当归入批记录。

( 五)同一规格和型号的除菌过滤器使用时限应当经过验证,一般不得超过一个工作日。

 

三、灭菌的基本原理

制药配制系统的微生物污染分为外源性微生物污染和内源性微生物污染。

原辅料与制药用水是制药配制系统中主要的外源性微生物污染源。原辅料与制药用水的质量至少必须符合《中国药典》的有关质量标准,其他潜在的外源性微生物污染有:配制管道系统形成负压并倒吸脏空气,罐体呼吸器滤膜破损,在污染的排水口处形成倒吸等。对制药配制系统的设计和维修保养应予足够重视,以大限度地减少外源性微生物污染。

单元操作可能是内源性微生物污染的主要根源原辅料与制药用水中的微生物可吸着在罐体内壁、管道内壁以及滤膜等其他单元的运行表面,诱发生成生物膜。有些微生物为在低营养环境下生存,以生物膜作为适应性反应。常规灭菌方法对已形成的生物膜没有作用。当生物膜中的微生物脱落下来并进入制药配制系统的其他区域,在下流可发生菌落。微生物也可依附在微孔过滤膜上,它是随后的过滤灭菌工艺的主要污染源。无菌制药配制系统是内源性微生物污染的另一根源,微生物可在管道壁、阀门以及其他区域形成菌落,并增殖形成生物膜。这样,生物膜就成为了不断的微生物污染源。

通常制药配制系统中的微生物多为革兰阴性菌和嗜热菌。内毒素为它们释放出来的代谢物,故控制制药配制系统中的微生物负荷有助于控制产品的细菌内毒素指标。生物膜是微生物相互黏结并附着在管道表面形成的黏性物质,它是复杂和多样化的活微生物和死微生物的聚集体,包括多糖-蛋白质复合物、吸附的有机物以及夹带的颗粒。生物膜的形成是长期微生物污染繁殖的结果,一旦形成,很难用常规加热、机械或者化学处理方法去除。

掌握制药配制系统中细菌生长规律,有助于我们合理确认制药配制系统的消毒或灭菌周期。可结合统计学的方法,对每套制药配制系统进行有针对性的科学分析并把握其变化规律,为实现“质量的过程控制”提供科学依据,我们可通过风险评估手段,结合系统的微生物水平合理确认消毒或灭菌周期。例如,在生物制药、血液制品等不可终灭菌的无菌产品生产中,产品的无菌保证取决于整个生产过程,无菌配制系统的微生物负荷控制非常关键,为保证有良好的微生物控制,每批药品生产后,均会实现及时清洗与灭菌; 

 

四、死角的影响

死角检是系统进行安装确认时的一项重要内容。在制药配制系统中,死角为微生物繁殖提供了“温床”,引起微生物或内毒素指标超标,导致终成品不符合质量要求;死角会导致系统消毒或灭菌不彻底引发的二次微生物污染。在制药配制系统中,任何死角的存在均可能导致整个系统的污染。因此,中国GMP2010年版要求“管道的设计和安装应避免死角、盲管”。

死角的消毒验证表明,小于3D死角的支路很快能达到预定的消毒温度,支路垂直向下或向上的大于3D死角在流速为0.4m/s和1.2m/s时,支路处始终无法达到预定的消毒温度,当流速提高到2.0m/s时,除垂直向下的L/D等于4.0的支路能达到消毒温度外,其他支路处始终无法达到预定的消毒温度。上述实验说明:死角是影响支路清洗的主要关键因素,而流速是影响支路清洗的次要关键因素。

虽然GMP法规并未对死角标准做一个大值的硬性规定,但基于上述研究结论,死角的“3D”规则还是得到了制药行业的普遍认同和推广。例如,中国GMP、欧盟GMP和美国FDA c GMP的大多数企业均以3D规则(L<3D)作为安装确认的死角检查标准;而在生物发酵等交叉污染风险更大的制药配制系统中,ASME BPE标准要求生物制药企业以更加严格的2D规则(L<2D)作为死角的安装确认检查标准。生物制药企业常采用无死角的多通路阀门设计理念来有效杜绝系统交叉污染。同时,世界卫生组织在《药品生产质量管理规范》(WHO GMP)中明文规定:系统应尽量避免出现大于1.5D的安装死角。

 

五、消毒与灭菌法

5.1巴氏消毒法

巴氏消毒法(Pasteurization)也称低温消毒法,它是一种杀死各种病原菌的热处理方法,其对象主要是病原微生物及其他生长态菌。

巴氏消毒的工作原理是:在一定温度范围内,温度越低,细菌繁殖越慢;温度越高,繁殖越快,但温度太高,细菌就会死亡。不同的细菌有不同的适宜生长温度和耐热、耐冷能力。

巴氏消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点,用适当的温度和保温时间处理,将其全部杀灭,但经巴氏消毒后,仍保存小部分较耐热的细菌或细菌芽孢。因此,巴氐消毒不是“无菌”处理过程。

巴氏消毒的标准工况主要是61.162.8℃,30min,71.7℃,l530min。目前,该消毒法已得到了广泛的推广,其工作温度和时间也得到了扩展。例如,在制药行业,80℃,60120min的巴氏消毒可用于非无菌产品的制药配制系统消毒和CIP 工作站的消毒等。选择巴氏消毒手段的制药配制系统须采用不锈钢材质进行安装,其微生物污染水平通常能有效地控制在较低水平。由于巴氏消毒能有效地控制系统的内源性微生物污染,一个设计合理的制药配制系统,细菌内毒素可控制在5 EU/ml的水平。

5.2化学消毒法

化学消毒试剂能够影响细菌的化学组成、物理结构和生理活动,从而发挥消毒或灭菌的作用。化学消毒试剂的工作机制主要包括促进菌体蛋白质变性或凝固、干扰细菌的酶系统和代谢、损伤细菌的细胞膜、降低细胞表面张力并增加其通透性、胞外液内渗并致使细菌破裂等。

化学消毒试剂可分为灭菌剂和消毒剂两大类,前者可以杀灭包含芽孢、病毒等在内的一切活的微生物;后者可杀死微生物的繁殖体,但不能破坏其芽孢。常用的化学消毒试剂包括过氧化物类消毒剂、酚类消毒剂、双胍类和季铵盐类消毒剂、醇类消毒剂、含碘消毒剂、含氯消毒剂、醛类消毒剂和环氧乙烷等。

5.3湿热灭菌法

湿热灭菌法属于热力灭菌的一种。广义的湿热灭菌法是指利用饱和水蒸气或过热水进行灭菌的方法,例如纯蒸汽灭菌和过热水灭菌均属于湿热灭菌法。药典认可的湿热灭菌法特指物品置于灭菌柜内利用高压饱和水蒸气、过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。该法灭菌能力强,为热力灭菌中有效、应用广泛的灭菌方法。药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇高温和潮湿不发生变化或损坏的物品,均可采用本法灭菌。《中国药典》2010年版规定:“湿热灭菌条件通常采用121℃、15min, 121℃、30min 116℃、40min的程序,也可采用其他温度和时间参数,但无论采用何种灭菌温度和时间参数,都必须证明所采用的灭菌工艺和监控措施在日常运行过程中能确保物品灭菌后的SAL<106”。流通蒸汽消毒法虽不能有效杀灭细菌孢子,但可作为不耐热无菌产品的辅助灭菌手段。

在同样的温度下,湿热的灭菌效果比干热好,其原因有:

1. 蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关,含水量愈大,发生凝固所需的温度愈低。湿热灭菌的菌体蛋白质吸收水分,较同一温度的干热空气中易于凝固。

2. 湿热灭菌过程中蒸汽放出大量潜热,加速提高湿度,因而湿热灭菌比干热灭菌所需温度低,如在同一温度下,则湿热灭菌所需时间比干热灭菌短。

3. 湿热的穿透力比干热大,使物品深部也能达到灭菌温度,故湿热灭菌比干热灭菌的收效好。

5.3.1湿热灭菌器分类:

在制药行业中,常见湿热灭菌器包括脉动真空式蒸汽灭菌器、蒸汽-空气混合灭菌器和过热水灭菌器等。

(a) 脉动真空式蒸汽灭菌器也称湿热灭菌柜或预真空灭菌器,它是药品生产中应用为广泛的高压蒸汽灭菌器,通常由灭菌腔体、密封门、控制系统、管路系统等组成,并连接压缩空气、蒸汽/ 纯蒸汽、真空泵等。在灭菌阶段开始之前通过真空泵或其他系统将空气从腔室移除,然后通入饱和蒸汽,反复进行真空、通入蒸汽,将空气彻底置换后进行灭菌。脉动真空式蒸汽灭菌器设有真空系统和空气过滤系统。灭菌程序由计算机控制完成,腔体内冷空气排除比较彻底,具有灭菌周期短、效率高等特点。脉动真空式蒸汽灭菌器对物品包装、放置要求较宽,且真空状态下物品不易氧化损坏的特点,常用于对空气难以去除的多孔/坚硬装载进行灭菌,尤其适用于可以包藏或夹带空气的装载物,比如软管、过滤器和灌装机部件。

(b) 蒸汽-空气混合灭菌器(Steam-air mixture sterilizer, SAM灭菌器)配有灭菌腔体、离心风机、换热器、隔板,并连接压缩空气、蒸汽/ 纯蒸汽、真空泵等。当蒸汽进入灭菌柜时,风机将蒸汽和灭菌器内的空气混合并循环,将产品和空气同时灭菌。蒸汽中加入空气,即可产生一个高于一定温度下饱和蒸汽压的压力。与饱和蒸汽灭菌相比,蒸汽-空气混合灭菌器的热传递速率较低,通常采用风扇来使蒸汽-空气混合物循环。蒸汽-空气混合物程序在灭菌后,可以使用多种方法来冷却产品。常用的方法是向灭菌器夹套或盘管上通冷却水,保持空气循环冷却。有些蒸汽-空气灭菌器通过在产品上方的喷淋冷却水使其降温。

(c) 高压过热水喷淋灭菌器也称水浴灭菌柜,它主要是利用过热循环水作为灭菌加热载体,对物品进行过热水喷淋的灭菌操作。在整个工作过程中,过热水运行于一个相对封闭的循环系统,该设备具有热效高、温度均匀性、温度调控范围宽等一系列优点,并且能有效防止工作过程中的二次污染。

虽然药典认可的湿热灭菌法主要适用于制剂、原料、辅料及医疗器械等物品的灭菌,且必须在灭菌柜内进行,但在制药流体工艺系统中,为控制系统的微生物负荷,纯蒸汽灭菌法和过热水灭菌法得到了广泛的应用,例如,纯蒸汽灭菌常被用于纯化水系统、注射用水系统、CIP系统和制药配制系统的周期性灭菌;过热水灭菌常被用于注射用水系统的周期性灭菌。

 

5.4干热灭菌法

干热灭菌法属于另外一种热力灭菌法。它是指在干燥环境中进行灭菌的技术,分为火焰灭菌法和干热空气灭菌法。

5.4.1 火焰灭菌法是指用火焰直接烧灼的灭菌方法,该方法灭菌迅速、可靠、简便,适合于耐火焰材料(如金属、玻璃及瓷器等)物品与用具的灭菌,但不适合药品的灭菌。

5.4.2 干热空气灭菌法是指用高温干热空气灭菌的方法,该法适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿热气体穿透的油脂(如油性软膏基质、注射用油等)和耐高温的粉末化学药品的灭菌。

药典认可的干热灭菌法是指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中,利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法。适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭菌,如玻璃器具、金属制容器、纤维制品、固体试药、液状石蜡等均可采用本法灭菌。干热灭菌条件一般为160170120min以上、170180℃60min以上或25045min以上,也可采用其他温度和时间参数,但无论采用何种灭菌温度和时间参数,都必须证明所采用的灭菌工艺和监控措施在日常运行过程中能确保物品灭菌后的SAL<10-6。采用干热过度杀灭后的物品一般无须进行灭菌前的污染微生物测定。

 

5.5 辐射灭菌法

辐射灭菌法是指将物品置于适宜放射源辐射的ϒ射线或适宜的电子加速器发生的电子束中进行电离辐射而达到杀灭微生物的方法。本法常用的为60CO-ϒ射线辐射灭菌。医疗器械、容器、生产辅助用品、不受辐射破坏的原料药及成品等均可用本法灭菌。

 

5.6 气体灭菌法

气体灭菌法是指用化学消毒剂形成的气体杀灭微生物的方法。常用的化学消毒剂有环氧乙烷、气态过氧化氢、甲醛、臭氧等。本法适用于在气体中稳定的物品灭菌。采用气体灭菌法时,应注意灭菌气体的可燃可爆性、致畸性和残留毒性。

 

5.7 过滤除菌法

过滤除菌法是指利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理以除去气体或液体中微生物的方法。常用于气体、热不稳定的药品溶液或原料的除菌。除菌过滤器采用孔径分布均匀的微孔滤膜作过滤材料。微孔滤膜分亲水性和疏水性两种。滤膜材质依过滤物品的性质及过滤目的而定。药品生产中采用的除菌滤膜孔径一般不超过0.22µm。过滤器的孔径定义来自过滤器对微生物的截留,而非平均孔径的分布系数。所以,用于终除菌的过滤器必须选择具有截留实验证明的除菌级过滤器。过滤器对滤液的吸附不得影响药品质量,不得有纤维脱落,禁用含石棉的过滤器。过滤器的使用者应了解滤液过滤过程中的析出物性质、数量并评估其毒性影响。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做在线灭菌。更换品牌和批次时,应先清洗滤器,再更换滤芯或滤膜或直接更换滤器。

 

5.8 在线灭菌(SIP)

在无菌药品生产环节,任何接触产品的设备进行工艺生产并得到清洗后还应得到及时灭菌。从被灭菌物品是否需要转移的角度来看,制药行业的灭菌方式可分为离线灭菌和在线灭菌两大类。离线灭菌是指被灭菌物件必须进行拆卸或转移才能得到有效灭菌的方式;在线灭菌(Sterilization in place, SIP)是指被灭菌设备或系统无须拆卸或仅存在少量拆卸的原位灭菌方式。现代生物制药配制系统常采用在线灭菌方式来实现系统的完全灭菌。中国GMP2010年版附录3 生物制品第二十五条中规定:“管道系统、阀门和呼吸过滤器应当便于清洁和灭菌。宜采用在线清洁、在线灭菌系统;密闭容器(如发酵罐)的阀门应当能用蒸汽灭菌。”与传统的离线灭菌方法相比,在线灭菌在微生物污染控制、验证、安全和生产效率等方面的优势都非常显著。在线灭菌系统的工作原理主要是根据设置好的程序,自动开启纯蒸汽补气阀,通过温度与时间等参数的设定实现自动在线灭菌。温度检测点一般为配制罐体、呼吸器、液体过滤器及管路的末端或低点等。系统可以对每一步灭菌程序的时间、温度等关键参数进行曲线监测和打印记录。

系统的灭菌终点由PLC进行自动判断。

5.8.1在线灭菌系统的主要特点包括如下内容:

 系统无须拆卸,安全节能。

 自动判断灭菌终点,节省纯蒸汽。

 灭菌结果重复性好,有效避免了批次间的交叉污染。

 全自动操作,节省劳动力,降低操作失误,有利于生产计划合理化,提高产品质量和生产效率。

 程序中的设定参数可调,便于性能确认的执行与运行成本的优化。

 完全符合GMP的要求,实现灭菌工序的验证。

5.8.2纯蒸汽灭菌法

在制药配制系统中,纯蒸汽灭菌法是在线灭菌系统的方法。纯蒸汽灭菌时,制药配制系统在进行纯蒸汽灭菌时须及时关闭呼吸器,并在系统的低点安装疏水器,以实现所有低点的冷凝水均得到及时排放。热静力疏水器是用于纯蒸汽灭菌时的理想疏水器(图6.14)。该疏水器采用316L材质进行加工,采用卫生型卡箍连接方式,有效地保证了在线灭菌系统的无菌性。

空气会在待灭菌物品的表面形成一层“保护膜”阻碍饱和蒸汽接触物品表面。因此,纯蒸汽灭菌时一定要尽可能排掉容器内的不凝性空气,否则会大大降低灭菌效果。例如,湿热灭菌柜在灭菌前会采用脉动真空的方法去除腔室中的不凝性空气。为方便验证灭菌过程,可在关键设备或部件处(如罐体、呼吸器、药液过滤器)安装温度传感器或温度表进行监控,当系统冷点的温度均达到灭菌温度时才能开始计时。温度传感器一般安装于疏水器之前,在可能的情况下,在线灭菌截断阀与疏水器的间距保持在1000mm以上为佳,疏水器与温度传感器的间距保持在600mm以上为佳,以免待排放的冷凝水影响温度监测(图6.15)

为节省安装空间,也可采用特殊设计的疏水装置来保证冷凝水的及时排除。

任何采用纯蒸汽灭菌的流体工艺系统均需确保有100%的可排尽性,以便灭菌过程中的冷凝水能依靠重力及时排放。系统的“重力全排尽”可通过安装确认中的坡度检查予以验证。绝大多数制药配制系统都是采用纯蒸汽进行系统的SIP。整个系统的设计和安装须遵循“重力全排尽” 原则。ASME BPE标准将流体工艺系统的管道坡度分为GSD0GSD1GSD2GSD3级别。该标准于管道坡度的要求主要包括如下内容:对于制药用水、CIP或制药配制系统等流体工艺系统,其输送管道的坡度不应低于GSD2 (相当于1%);对于进入无菌工艺范围的洁净气体系统和排出无菌工艺范围的废气排放系统,其输送管道的坡度不应低于GSD3 (相当于2% )。制药配制系统中会涉及变径的安装,为保证系统的可排尽性,对于垂直管网,可安装同心变径或偏心变径;对于水平管网,同心变径会导致冷凝水无法排尽,管网上必须安装偏心变径(图6.16)

 

纯蒸汽灭菌时,系统温度须达到121℃以上,系统处于正压状态,因不同部件的温度传导与系统设计和安装等原因,不同容器或管道间的压力可能会有所差异。图6.17(a)为两个容器或管网共用同一个疏水器,若同时进行灭菌,很可能因为灭菌压力的不同导致灭菌失败。因此,当整个配制系统的所有部件同时进行纯蒸汽灭菌时,为保证系统灭菌彻底,每个容器底部或每段管道末端均需安装疏水器[6.17(c)],否则,需采用分时间段的灭菌方式进行[6.17(b) ]

5.8.3过热水灭菌法是另外一种常用的在线灭菌方法。但容易发生“汽蚀现象”。

 

配制系统的无菌质量保障措施

、药液配制时对药液(物料)造成污染的主要污染源:物料带入的污染物;设备设施运转时产生的污染物;人为因素带入的污染物;生产环境对药液产生的污染;包装材料附着带入的污染物。主要污染物种类可分为不溶性颗粒物(微粒、异物)和各种微生物。

 

1 物料带入的污染

如果先加入的固体物料或液体物料处理不正确,均会对药液产生物理和化学性质的污染。

1.1 物理性质的污染源

主要指夹带在固体物料和液体物料中的杂质,不溶性微粒、非纯正的物质,这些异物均应事先挑出来或除去,以保证投入配料罐中物质的纯正性。

1.2 化学性质的污染源

指在药液配制时使用的各种溶媒试剂,例如:乙醇、丙酮、助溶剂等各类溶剂。CIP工作站使用的清洁剂,此外还有药物本身的降价物或析出物。

 

2 设备运转时对药液产生的污染

配制罐上转动部件磨损落下的微屑,润滑和密封油脂的泄漏或渗出物,容器内表面抛光处理不彻底的粒状附着物,料液对容器内壁腐蚀散落的片(屑)状物,以及管接件密封圈(垫片)磨损散落的微小颗粒状物体等。

 

3 人为因素带入的污染

操作人员自净不彻底,从衣服、头发、胡须、皮肤散落出的皮屑、毛发、长短纤维等均为不溶性异物。据文献记载及测试,处于A级操作区的工作人员在进行一系列动作后几分钟可使工作人员身边A级的环境变为C/D级的环境。

 

4 包装材料及工器具带入的污染其中以碎纸屑(片)、玻璃屑(片)、胶带片()和木箱碎屑各种各类大小不等的不溶性颗粒为主。

 

5 操作环境对药液配制造成的污染

配制岗位工艺平面布置不合理,净化空调(HVAC)功能段配置不合理而引起的交叉污染,或者由于现场管理不当出现尘埃粒子数超标,气流方向倒流使生产

环境的洁净度降低从而影响洁净药液的质量。

上述污染为药液配制时主要的异物来源,有的是外源性的,也有内源性的。尤其是不溶性微粒度和飘游于空气中的微生物也是无菌灌装岗位产生异物和微生物污染的主要源头。

 

二、药液配制系统防污染无菌质量保障措施

    药液配制系统在设计制造、安装确认时的防污染措施“大限度降低微生物,各种微粒和热原的污染”是药液配制时必须遵循的基本原则。尤其是对不可终灭菌药品的配制更应从源头抓起,防止污染的发生。

2.1 药液配制岗位操作环境的防污染措施:药液配制操作区域的环境“应达到适当的动态洁净度标准”,以尽可能降低产品或被处理物料被微粒或微生物污染。

2.1.1依据2010年版 中国GMP附录1的相关规定,药液配制及过滤工序的环境标准参考如表1与表2所示:

1 加入吸附剂的配制工序

净化环境级别

D级区

C级区

B级区

设备名称

配料罐;活性炭过滤器

精滤;无菌过滤

灌装前贮液缓冲罐

 

2 常规配制工序

净化环境级别

C级区

B/C级区

B级区

设备名称

配料罐;精滤器

二级无菌过滤

灌装前贮液缓冲罐

 

2.1.2各种物料、工器具进入药液配制区域前均应先除去外包装,然后自净干净经过缓冲区再进入配制区也是预防污染的有效措施。药液配制区域应考虑设置:去外包装间、称量间及备料间(中转)以保证不把污染物带入配料区,保持配

料区的整洁、干净,杜绝外源性污染源。

 

2.2 药液配制时设备设施的防污染措施

2.2.1 设备设施的防污染措施(表3):

设备(施)名称

宜采取的防污染措施及要求

配料罐

罐体的制作应符合ASME-BPE 标准。做到无死角,不积液和不吸附物料。焊接处应打磨光滑做到无斑点、无凹凸不平。各类工艺功能接口应该做圆弧过渡处理。内部表面处理,尤其与物料接触表面,建议采用先机械抛光再进行电解抛光(EP),Ra0.4 μm,便于清洗

搅拌装置

建议采用磁力下搅拌的型式。无机械密封能对低液位的料液进行混合均匀。容易进行CIP/SIP操作。做到搅拌装置无物料粘附,使配料罐能排尽物料不积液。该类型搅拌装置具备低污染风险。

计量装置

为防止积淀粘附物料,滋生污染源。对配料罐宜采用称重模块的方式对罐内的物料进行称重计量而不宜采用液位计尤其是玻璃管液位计

管件与管接件

选用安装符合ASME-BPE 标准的部件。其内表面处理:电抛光Ra0.4 μm。尽可能使用快形式连接,减少直接焊接或螺纹连接。放料阀宜采用手动或气动隔膜罐底阀,能排尽物料不积液,便于CIP/SIP 操作。喷淋球安装后应测试水流喷射的覆盖率。工艺管接口的连接尽量做到L/D2.0

过滤装置

粗滤:除碳过滤器(钛棒或碟片式压滤机)应能清洗干净。快形式卡口安装,壳体内壁光滑、无死角、无粘附积沉物料。

精滤及无菌过滤:壳体设计合理,快形式安装,内表面Ra0.4μm。合理选用滤芯的材质。重视滤材(芯)的承载量。不宜多次重复使用,使用前应进行完整性测试。

安装于系统上的呼吸器也应经常更换滤芯以防失效。

输液泵

常用的有卫生型离心泵、旋转柱塞泵或隔膜泵。

内部结构设计应无缝隙、无死角,与物料接触的部件均应作圆弧或斜面式处理。做到无残留料液积沉,即保证CIP 后可以清空物料。

应依据配料的料液粘度、比重,以及含有固型物(颗粒或粉末)的程度决定输液泵的型式。

 

2.3 药液输送分配系统防污染措施

配制完成后的药液为洁净流体。输送该流体的动力源为压缩气体或泵。

2.3.1采用洁净压缩气体作为动力输送洁净流体是在配料系统中常采取的方式。这是一种防止可见异物(微粒)污染的好方式。经常作为使用,也可使用洁净压缩N2

2.3.2另一种是选用泵为动力,选用时应注意泵的叶轮结构应易清洗、密封性好、无泄漏、易排尽料液。便于CIP操作,泵内不积沉物料,易清空。内部无凹缝、无死角,操作稳定可靠。

2.4 药液系统中关键的公用介质防污染措施

2.4.1 供给配制使用的公用介质有:压缩空气、真空、纯水、注射用水、纯蒸汽、惰性气体等。凡进入配料罐中的水、汽(气)均需予于处理,过滤后清除杂质和微生物,以洁净状态再进入配料罐。

2.4.2 纯水、注射用水(WFI)按GMP规定的方式处理使用。

2.4.3 压缩气体(空气、惰性气体):除水去油经0.45 μm过滤后方可使用(必要时经0.22 μm过滤)。

2.4.4 用于SIP的纯蒸汽,随用随产生,并及时排除罐及管道中的冷凝水。

2.4.5用于加热或冷却的冷热媒体,应处于密闭的回路中确保这些热交换流体不泄漏,不对环境及药液产生污染。

 

2.5配制岗位的其他防污染措施

2.5.1 不可终端灭菌的药品(液)无菌过滤器按GMP要求应设置两个串联使用。滤芯规格选用0.22 μm,并进行完整性测试。

2.5.2工艺平面布置方面,无菌过滤后的药液尽可能布置在靠近灌装区,减少输送的距离。

2.5.3经过无菌过滤后的药液进入灌装机高位贮罐后,应直接灌装一般不宜进行循环。

2.5.4药液输送系统应完整密闭。在输送过程中能维持系统内的正压状态,在进行SIP时可以使系统管路中纯蒸汽维持一定压力保障灭菌的可靠性。

2.5.5 采用自动化控制对配制工序的关键工艺参数进行PAT分析。尽量减少人为活动不当产生的偏差或污染,保证配制后的药液符合预定的质量标准。

 

配制/CIP/SIP系统的验证

配制/CIP/SIP系统被认为是一套对产品质量有直接影响的生产系统,因此应当考虑对其进行确认。在考虑对配制系统进行确认时,主要考虑的是其用途,根据用途的不同,配制系统对产品质量的影响也会不同,比如用于不可终灭菌的产品的半成品配制的系统和在生物制品原液生产的上游缓冲液配制的配制系统的关键性就会有些不同。大部分液体制剂在配制时关注内毒素、生物负荷和产品含量( 含均匀性),而上游缓冲液配制时则通常控制温度、含量(含均匀性),很多生物制品的上游缓冲液也需要考察内毒素和生物负荷;同理,对于口服液来说,控制的指标则会大不相同,特别是粘稠液体和混悬剂,混合均匀度则是关注的主要信息。

一、配制系统类型

 

二、配制系统确认的内容:

2.1 与料液接触的所有部件的材质。

2.2 仪器仪表校验(初次使用时应对所有仪器仪表校验,再校验则根据风险分析的结果确定)。

2.3 坡度及排空(包括管道和阀门)。

2.4 控制(PLC或计算机系统)及权限。

2.5 维修空间(使用情况)。

2.6 培训(供应商对业主进行的设备使用和注意事项的培训,及业主内部相关文件如偏差、变更、记录及其他SOP的培训)。

2.7 相关文件确认(URSFSDS、使用及维护说明书)。

2.8 OQ时应当有使用者自己编写的操作、清洁和维护保养SOP的初稿。

2.9 PQ时应当有使用者自己编写的操作、清洁和维护保养SOP的批准版。

 

三、设计确认

设计确认适用于新的关键设备和系统。对于所有直接影响系统,应该进行设计确认,用以在设计完成后对URS要求进行确认。一份设计审核的报告将以可追溯的URS要求为基础,检查设计文件是否满足URS要求、是否需要确认活动等对设计的执行情况形成报告。

配制系统设计确认的目的是确认系统是按照GMP法规以及客户要求或采购标准进行设计,并正式授权相关的设计文件得以批准并发布,以用于配制系统的制造。设计确认主要是对配制系统选型和技术规格、技术参数和图纸等文件的适用性的审查,通过审查确认URS中的各项内容得以实施;并考察配制系统是否适合该产品的生产工艺、维修保养、清洗等方面的要求,同时设计确认也将提供有用的信息以及必须的建议,以利于配制系统的制造、安装和验证。

以下列出了配制系统的设计确认报告中应该包含的内容:

3.1  设计确认需要的文件

3.1.1由质量部门批准的设计确认方案。

3.1.2用户需求说明(URS)

3.1.3设计资料文件包:包含FDS、P&ID、工艺流程图、管道仪表图、部件清单及参数手册、电路图等。

3.2  设计确认的测试项目

3.2.1设计文件的审核:配制系统的所有设计文件(URSFDS, P&ID、设备清单、仪表清单等)内容是否完整:保证其可用而且是经过批准的。

3.2.2 材料和表面粗糙度确认:确认机械部件清单中设计的与产品直接接触的材料材质和表面抛光是否符合URS要求。

3.2.3 仪器仪表确认:确认所配置的仪器仪表符合设计要求,布置合理。设备仪表安装的位置是否合适,数量是否足够。所选择的仪器仪表具有适当的量程,同时具有适合的精度、线性度等要求。仪器仪表是否具有方便的、卫生的联结方式,在联结处不应产生死角等问题。

3.2.4 系统操作性能确认:对配制系统的设计文件和URS中对系统操作性能方面的要求进行比较,确认设备操作性能是否与URS的要求一致。

配制时间包括:对罐体和管道的CIP和SIP时间、配料时间和溶液降温时间。系统的设计制造是否符合中国GMP 2010年版的规范要求。外观是否美观大方、洁净光亮,焊缝是否经过抛光等。

3.2.5 设计和运行参数确认:确认配制系统设计/运行参数与URS要求一致。如设计是否能保证配制重量准确,称量精度是否不低于千分之三。是能否保证CIP/SIP后配制系统无残留。能否保证WFI出水温度达到预设温度。当停产及SIP时,罐夹套内的热水或冷媒是否能够全部排净等。系统对罐体温度控制系统、料液输送系统、CIP系统、SIP系统的设计和运行参数都应该满足URS的要求。

3.2.6 控制系统确认:控制系统的设计是否符合URS中规定的使用要求。如权限管理是否合理,是否有关键参数的报警,关键参数数据的存储。

 

四、调试

配制系统安装完成时,应该首先进行调试,调试也是需要文件记录的。调试通常可以分为工厂验收测试(FAT)静态测试和现场验收测试(SAT)动态测试两个阶段。调试文件通常属于GEP管理的范畴而不属于GMP管理的范畴,但是应该按照确认的流程。执行首先由质量部审批方案,方案中测试的内容根据URS和验证计划来编写。在进行调试之前,有必要对系统进行一次全面的检查以确认调试可以正常进行。如系统是否彻底清洗,管路是否连接完好、固定牢固,电气连接和仪表气管连接是否完好,阀门仪表是否有明显的损坏,管路和部件是否经过标识等。

FAT的目的是证实系统及其相关的组件符合设计标准、合格的图纸以及工艺和仪表流程图,设备或系统及其相关的组件操作是根据特定的要求来进行的。FAT允许在设备设施运输之前对系统的故障进行修理,对问题进行解决。另外,工厂调试也能帮助在设备设施运输之前确保所有的文件都是有效的。当确认系统机械完工后,用安全和受控的方法给系统供能,启动系统。依据所有相关客户和供应商的安全步骤进行动态测试,完成SAT中要求的所有项目。

FAT和SAT的某些测试项目可以在系统的安装确认和运行确认中引用而不必重复进行测试。同时FAT和SAT中发现的问题和偏差如果得到妥善解决,将会大大节约系统验证花费的时间。所以,好的调试记录有利于安装和运行确认的顺利进行。

 

五、安装确认(IQ)

配制系统安装确认的目的是检查和证明配制系统是按照相应设计文件设计,并按照生产商/供应商提供的安装手册的要求进行安装,各部件安装正确,能够满足GMP法规的要求。安装确认将确认支持文件、质量文件存在;仪器仪表已经过校准,安装确认检查的结果将按照验证方案的要求进行记录。

5.1 配制系统安装确认需要的文件

5.1.1 由质量部门批准的安装确认方案。

5.1.2 竣工文件包。包含工艺流程图、管道仪表图、部件清单及参数手册、电路图、材质证书、焊接资料、压力测试及清洗钝化记录等。

5.1.3 关键仪表的技术参数及校准记录。

5.1.4 安装确认中用到的仪表的校准报告。

5.1.5 系统操作维护手册。

5.1.6 系统调试记录,如FATSAT记录。

5.1.7 系统设计确认记录及偏差报告。

 

5.2 配制系统安装确认一般包括如下内容。

5.2.1 安装预确认:检查配制系统安装位置是否同竣工版配制系统平面布局图的要求一致。目测检查安装现场是否安全牢固,确认没有明显的主要设备部件空缺。检查管道流体方向以及公用系统管道标识是否正确。目测检查是否有明显的仪表和阀门、管路等的破损。目测检查安装现场是否有连接在系统中但未连接完全的电缆、管路等。检查配制系统四周是否有足够的空间进行操作维修。目测检查系统表面是否清洁。检查水平/垂直放置状况是否符合安装要求。检查排水管道能否同地面排水系统对齐。检查保温层是否按照供应商提供图纸进行安装,安装情况是否良好等。

5.2.2 竣工版的工艺流程图、管道仪表图或其他图纸的确认:应检查竣工版配制系统图纸与安装状态是否一致。设备、阀门、管道、仪表等按照P&ID安装。部件、阀门、仪表等按照P&ID正确标识。管道是否已经正确标识公用系统的名称以及流体流向。管道内容物名称和流向是否与P&ID—致等。

5.2.3 系统部件的确认:首先取得经过质量部门确认的部件清单。检查配制系统主要部件的名称、部件编号、规格型号、技术参数、制造商是否同部件清单一致。检查滤芯完整性证书。

5.2.4 材料材质确认:取得经过质量部门确认的部件清单和供应商提供的材料材质证书,检查部件的材质证书的信息是否满足部件清单的要求。

5.2.5 表面粗糙度确认:取得经过质量部门确认的部件清单和供应商提供的材料表面粗糙度证书,检查部件的材质证书的信息是否满足部件清单的要求。表面粗糙度确认的过程也可以同材质确认同时进行。

5.2.6 焊接确认:取得配制系统焊接程序标准作业指导书、焊缝图、焊工证及焊机证书、焊接样记录、焊接记录、内窥镜检查记录等。确认焊接工作是否按照施工方已经批准的焊接规程由有资质的人员进行。确认配制系统的焊接及检查工作正确记录、文件齐全。检查焊接工作是否按照配制系统焊接程序标准作业指导书进行并记录。检查所有焊接文件是否齐全可用;检查焊接记录是否包含以下信息:系统名称/编号、焊缝编号、焊接日期、焊接材料信息、焊接人员签字、检查人员的签字、自动焊机打印条。

5.2.7 仪器仪表校准:系统关键仪表和安装确认用的仪表是否经过校准并在有效期内,非关键仪表校准如果没有在调试记录中检查,那么就在安装确认中进行检查。

5.2.8 管路压力测试、清洗钝化的确认:压力测试、清洗钝化是需要在调试过程中进行的,安装确认需对其是否按照操作规程成功完成并且有文件记录进行确认。

5.2.9 系统坡度和死角的确认:系统管网的坡度应该保证能在低点排空,根据轴测图检查配制系统的低点是否安装排放阀。用坡度仪测量水平管路的坡度,将检查结果在轴测图上标出。水平管线有足够的倾斜度(一般要求>0.5%) 以保证系统的完全排放。死角应该满足3D或者更高的标准以保证无清洗死角。

5.2.10 润滑剂的确认:目测判定润滑剂是否泄漏,确认泄漏后是否可能接触产品(必要时可拆卸系统),确认配制系统可能接触产品的润滑剂是否满足食品级要求。注:如系统应用磁力搅拌则可以省略此项目。

5.2.11 公用工程的确认:检查公用系统包括电力连接、压缩空气、氮气、工业蒸汽、冷却水系统、供水系统等是否已经正确连接和标识,并且其参数符合设计要求。

5.2.12 自控系统的确认:自控系统的安装确认请参考自控系统验证,一般包括硬件部件的检查、电路图的检查、输入输出的检查等。

 

六、运行确认(OQ)

配制系统进行运行确认的目的是通过记录在案的测试,确定配制系统所有主要组件按照设计在已定的限度和容许范围内能够正常使用、稳定可靠,能够满足GMP 法规的要求。运行确认的测试和检查的结果应该按照配制系统的运行确认方案进行记录。

6.1 配制系统运行确认需要的文件

6.1.1 由质量部门批准的运行确认方案。

6.1.2 供应商提供的功能设计说明、系统操作维护手册。

6.1.3 系统操作维护标准规程。

6.1.4 系统设计确认记录及偏差报告、系统安装确认记录及偏差报告。

 

6.2 配制系统运行确认一般包括以下内容

6.2.1 系统标准操作规程的确认:系统标准操作规程(包含使用、维护和消毒标准操作规程)在运行确认开始时应具备草稿,在运行确认过程中审核其准确性、适用性,对不准确和不适用的地方应进行修改。

6.2.2 检测仪器的校准:对OQ测试中需要使用的测试仪器进行检查,确认测试仪器在校准有效期内。

6.2.3 过滤器完整性确认:确认配制系统的过滤器完整性测试合格。

6.2.4 操作顺序确认: 根据操作手册描述操作方法运行系统,执行一个操作周期。通过观察控制系统显示状态或在线仪表指示确认每个运行阶段的运行状态。确认配制系统按照配制系统操作手册描述顺序操作,配制系统运行正常,同配制系统操作手册描述结果一致。

6.2.5 断电再恢复确认:确认配制系统正常运行时如果断电将停止运行。确认配制系统断电后再送电将不再自动运行。确认配制系统断电后,再送电后是否处于待机状态。确认断电期间设定参数没有丢失。

6.2.6 自控系统的确认:配制系统中的自控系统的运行确认可参考自控系统验证,一般包括以下内容。

a .系统访问权限。检查不同等级用户密码可靠性和相应的等级的操作权限是否符合设计要求。

b .人机界面显示导航确认。确认人机界面显示信息符合软件设计标准。确认所有导航界面均存在,且画面显示、操作及导航切换均正确。

c .报警测试。系统的关键报警是否能够正确触发,其产生的行动和结果和设计文件一致。尤其注意公用系统失效的报警和行动。

d .连锁确认。确认连锁功能与功能设计相符,其产生的行动和结果和设计文件一致。

6.2.7 CIP系统运行确认:确认CIP系统能正常运行。确认喷淋球喷淋液体能覆盖罐内的所有表面。可以采用核黄素测试的方法来验证。

6.2.8 SIP系统运行确认:运行SIP程序,检查SIP程序运行情况及过程中的保温和降温情况。记录SIP温度变化的情况,确认SIP系统运行情况正常,确认SIP升温及降温的情况正常。

6.2.9 系统密封性确认:确认系统密封性符合要求。测试方法为首先向罐内充入氮气并保压一段时间。向夹套内注入满容积的一定压力的纯化水,然后关闭所有的密封接口及阀门,保持压力一段时间。确认压降在可接受范围内。

6.2.10 空载确认:确认系统在空载情况下运行稳定。首先检查减速机的油位是否在规定的范围之内。点动电源开关,检查搅拌的运行方向后关闭。向罐内加入一定量的纯化水,淹没搅拌的位置即可。打开电源开关,运行10min后,关闭电源。检查搅拌器是否顺时针转动,转动有无异常声响,电机电源控制按钮是否灵敏有效,减速机有无异常声响和振动,减速机运行过程是否漏油等。

6.2.11 负载确认:确认系统在负载的情况下的运行是否正常。对搅拌转速和设定转速的一致性进行确认。确认设备在负载情况下运行稳定,无异常噪音,运行参数符合URS要求。

6.2.12 排尽确认:确认系统能够完全排空。打开罐底阀将罐内负载时的注射水排净,同时打开管路排空将管路中的注射水排尽。确认罐内和管路能够完全排空。

6.2.13 加热冷却系统确认:确认加热冷却系统的运行正常。将罐内加入工艺要求液位的注射水。加热配制罐的罐体到工艺要求的所需温度,然后打开冷却循环。要求升温温差和降温温差均符合URS要求。

 

七、性能确认(PQ)

性能确认方案的目的是提供文件证据证明配制系统能基于批准的工艺方法和产品标准,作为组合或分别进行有效的重复的运行。性能测试应在真实生产条件或模拟生产条件下进行,应收集确认数据并记录在附件的测试报告上。性能确认是正式测试的后步骤,以及确认需求矩阵中识别为进行性能确认测试的系统正式运行前正确性能的文件证据。当终性能确认报告批准后,系统可用于正常生产

操作或用于工艺验证。

7.1 配制系统性能确认需要的文件

7.1.1 由质量部门批准的性能确认方案。

7.1.2 供应商提供的功能设计说明、系统操作维护手册。

7.1.3 系统操作维护标准规程。

7.1.4 系统安装确认记录及偏差报告;系统运行确认记录及偏差报告。

 

7.2 配制系统性能确认一般包括以下内容。

7.2.1 系统标准操作规程的确认:系统标准操作规程(包含使用、维护和消毒、灭菌标准操作规程)在性能确认开始时,文件名称、编号、版本号、发布日期正确,且已经生效。

7.2.2 检测仪器的校准:对PQ测试中需要使用的测试仪器进行检查,确认测试仪器在校准有效期内。

7.2.3 缓冲液及产品配制性能确认:确认配制系统及其附属设施指标可以满足产品配制工序中对各项性能参数的运行要求,确认各项性能参数的符合性。按照缓冲液配制工艺规程,在配制系统中进行常规批量缓冲液的配制。按照工艺要求的投料量依次加入物料。控制过程温度、搅拌转速和配制时间等工艺参数。使用洁净取样器取样,分别在每批配制过程完成后取样。分别在液面下降10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%时取样。将样品贴好状态标识,标明样品信息送QC进行检验。检验结果附于验证报告中。连续进行三次测试。

7.2.4 设备运转状态确认:确认系统在负载情况下运行稳定,无异常噪声,运行参数符合URS要求。按照缓冲液配制工艺规程,在配制系统中进行常规批量缓冲液的配制。将变频器的频率设定至50Hz,时间分别设置为20min,使用转速仪测定不同频率下的搅拌转速以及使用秒表记录搅拌时间。使用声级计在1m远的距离测量设备的噪声。使用红外测温仪测量运行开始和结束时的电机、减速机和机械密封温度。连续进行3次测试。

7.2.5 参数波动确认:确认系统设定体积和实际体积的偏差范围符合要求。在控制面板中输入设定注入注射用水体积,运行,记录液位计数值。连续进行三次测试。

7.2.6 SIP性能确认:按照标准操作程序执行SIP程序。在适当的位置放置生物指示剂,通过培养基颜色变化来反应嗜热脂肪芽孢杆菌是否存活,从而判断灭菌生物监测结果,连续进行3次测试。确认SIP灭菌的性能。确认过滤器灭菌后的完整性。

7.2.7 CIP性能确认:按照标准操作程序执行CIP程序。分别准备TOC、电导率仪、pH计和微生物取样瓶,打开清洗后的罐底阀门,依次取微生物样品、TOC样品、电导率样品、pH样品,将样品送至QC实验室检测。连续进行3次测试。本测试确认CIP的性能。

 

八、再验证

配制系统遇到以下情况需进行再验证,可以是部分测试项目的局部验证。

8.1 系统关键设备、部件、使用点更换及变更等。

8.2 系统长时间停机后重新启动。

8.3 系统运行过程中出现重大性能偏差,维护后重新启用。

 

九、验证总结报告

配制/CIP/SIP系统所有的验证活动完成后需要完成验证总结报告,该报告是一个对所有验证方案内提到的与验证活动相关的验证工作的详细总结。验证报告通过对所有的验证活动进行总结,对验证过程和结论有清晰的理解。验证报告包括但不限于以下内容。

9.1 设计确认总结:描述设计确认的主要结论,记录其中同验证方案不一致内容。

9.2 安装确认总结:描述安装确认的主要结论,记录其中同验证方案不一致内容。

9.3 运行确认总结:描述运行确认的主要结论,记录其中同验证方案不一致内容。

9.4 性能确认总结:描述性能确认的主要结论,记录其中同验证方案不一致内容。如涉及验证批次的放行必须遵守在性能确认中定义的放行方法,验证批次要在性能确认报告批准后才能放行。

9.5 未完成的工作:列出在验证方案里规定但没有完成的工作。这些工作必须是有微小的或没有GMP相关性的。应列出对所有未完成的工作的完成计划和这些未完成工作对目前验证结论没有影响的理由。

9.6 偏差和变更情况:列出在执行验证方案过程中所发生的所有偏差和变更情况,并且总结这些偏差和变更是否已经关闭。

 

十、验证状态维护

配制/CIP/SIP系统的验证状态维护对于设备、工艺或系统始终处于“验证的”和“受控的”状态是非常关键的,同样也是GMP所要求的,必须通过采用有效的变更控制和支持性程序来维护系统的验证状态,此过程将通过GMP程序和规程来实现。所涉及到的主要程序包含与变更控制、校准、预防性维护和培训等相关的已批准规程。制订和使用这些规程的目的是为了保持工厂长期持续地符合GMP要求。应定期对这些规程进行审查和更新,应有相关的控制体系保证所有的设备/系统处于验证状态。验证状态的维护是验证的持续过程。

 

配制/CIP/SIP系统风险管理

、风险管理流程

风险管理流程是指质量风险管理过程中,对用于支持风险决策的信息进行组织的过程,包含危害的确认,以及这些危害相关风险的分析和评估。

随着当今企业内外部风险环境的日趋复杂,风险管理技术的不断提高,以及国际组织及各国风险管理协会的大力推动,有效的风险评估已成为一个企业能够良好经营及发展的前提。中国GMP2010年版将质量风险管理(QRM) 作为质量管理中的单独一节进行了要求,具体内容如下:

“第十三条质量风险管理是在整个产品生命周期中采用前瞻或回顾的方式,对质量风险进行评估、控制、沟通、审核的系统过程。

第十四条应当根据科学知识及经验对质量风险进行评估,以保证产品质量。

第十五条质量风险管理过程所采用的方法、措施、形式及形成的文件应当与存在风险的级别相适应。”

在配制系统中,为管理已确认的风险与确定每一生产周期阶段活动的严密性和范围,应选择恰当的风险管理流程并在整个生命周期中贯彻实施。通过风险评估的方法消除或降低某系统或设备对产品质量和人员安全的危害,采取一定的措施,使存在的风险降到可接受的水平。风险管理流程主要包含风险识别、风险分析和风险评估。

 

二、风险识别

风险识别主要是指了解系统或设备的工艺流程,识别可能出现的风险、产生的原因以及带来的影响。企业可以根据系统影响性评估的方法来确定风险识别的范围,一般通过评估将系统分为直接影响系统、间接影响系统以及无影响系统。配制系统对产品质量有直接影响,因此,配制系统属于直接影响系统,该系统设计和实施既要符合GEP要求,又要服从确认管理规范。风险识别的方法主要有流程图、因果关系图(又称“头脑风暴法”)、故障模式效应分析、故障树分析、危害分析与关键控制点等。

 

三、风险分析

风险分析是指对已识别的风险及其问题进行分析,进而确认将会出现问题的可能性有多大,出现的问题能否被及时地发现以及造成的后果有多大。通过分析每个风险的严重性以及发生的可能性,对风险进行深入的描述,然后在风险评估中综合上述因素确认该风险的等级。进行风险分析时,可用定性或定量方法描述质量危害发生的可能性和严重性,主要工具包含非正式管理工具和正式管理工具。

非正式管理工具以历史数据为基础进行风险分析,如产品质量趋势分析、偏差处理、纠正与预防措施(Corrective action Preventive action, CAPA)等。

正式管理工具是指在足够数量的基础数据支持下,可定量或半定量地进行风险管理,主要应用于生产过程控制、厂房设备设施的验证、生产关键工艺参数的确定等可量化的过程中。

 

四、风险评估

风险评估是指根据给定的风险标准对所识别和分析的风险进行比较与判别,从考虑风险的严重程度和发生的可能性进行风险管理。

风险评估的目的是确定一个组分中相关的所有可能的危害和排名,图16.3是目前常用的一种风险评估方法。

 

风险评估有助于企业把注意力集中在公司容易受到危害的方面。这应该和风险容忍度联系起来考虑。不同的企业有着不同的风险优先级和风险容忍度,因为不同的企业有不同的产品和不同的法规要求。应注意,如果详细设计发生了变更,必须重新按照风险评估的方法对系统、功能和部件进行关键性评估。以配制系统为例,表16.12为关键性判定矩阵的示例,表16.13为风险判定矩阵的示例,表16.14为关键性部件风险控制矩阵的示例。

 

 

 

 

 

 

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