無菌檢查隔離器的設(shè)備與應(yīng)用要求

文/吳文蕾

無菌檢查隔離器的設(shè)備與應(yīng)用要求

文/吳文蕾

2015年12月中國藥典首次以指導(dǎo)性文件形式專門對隔離器的驗(yàn)證要求進(jìn)行說明——本文通過對無菌檢查隔離器的實(shí)際應(yīng)用，提出了無菌檢查隔離器的設(shè)備要求，并在隔離器的使用要求上出了看法和意見。

2015年12月正式實(shí)施的中國藥典四部中，新增了通則9206-無菌檢查用隔離系統(tǒng)驗(yàn)證指導(dǎo)原則，這是中國藥典首次以指導(dǎo)性文件形式專門對隔離器的驗(yàn)證要求進(jìn)行說明，該文件以美國藥典為參考，結(jié)合了國內(nèi)當(dāng)前技術(shù)條件，詳述了無菌檢查隔離器的相關(guān)驗(yàn)證要求。無菌檢查隔離器能有效降低無菌檢查中發(fā)生假陽性的概率，同時(shí)由于其可以放置在中國藥典中推薦的D 級(jí)環(huán)境，降低了對QC 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制的要求，簡化了人員更衣等程序。無菌檢查隔離器以其可控的、先進(jìn)的、低能耗的優(yōu)勢，在QC無菌檢查實(shí)驗(yàn)室中越來越得到關(guān)注。

表1 硬墻式隔離器與軟艙體隔離器的優(yōu)缺點(diǎn)比較

然而，國內(nèi)用戶對無菌檢查隔離器的理解程度不一，國內(nèi)設(shè)備廠家的技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。目前業(yè)內(nèi)無相對明確統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指南，這為無菌檢查測試本身帶來了很多隱患。另一方面，國內(nèi)多數(shù)用戶對隔離器使用也存在許多誤區(qū)，這為我們國家藥品質(zhì)量控制帶來了很大的隱患。本文通過對無菌檢查隔離器的實(shí)際應(yīng)用，提出了無菌檢查隔離器的設(shè)備要求，并在隔離器的使用要求上出了看法和意見。

無菌檢查隔離器的發(fā)展階段

早在20世紀(jì)80年代以來，隔離技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而作為制藥行業(yè)內(nèi)最早引入隔離技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室無菌檢查行業(yè)，在國際市場上已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)代變更。

第一代：以PVC等軟性材料作為主體結(jié)構(gòu)材料，空氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)為紊流結(jié)構(gòu)；操作部件以手套/袖套組件、半身服為主，并以臭氧或過氧乙酸等消毒方式對控制微生物的主流手段。

第二代：隨著對無菌隔離技術(shù)和滅菌技術(shù)的發(fā)展，隔離器發(fā)展為以不銹鋼材料為主體結(jié)構(gòu)材料，但結(jié)構(gòu)上仍然保留了艙體內(nèi)紊流設(shè)計(jì)。滅菌方式以連接外置的汽化或噴霧的過氧化氫設(shè)備為主。

第三代：為加強(qiáng)無菌檢查隔離器使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制和基于操作人員職業(yè)健康方面的考慮，隔離器發(fā)展為以不銹鋼為主體材料，單向流設(shè)計(jì)，集成在線環(huán)境監(jiān)測裝置，汽化過氧化氫滅菌系統(tǒng)與隔離器集成。具備符合21CFR Part11的電子簽名和電子記錄要求，實(shí)現(xiàn)記錄的災(zāi)難恢復(fù)、審計(jì)追蹤等數(shù)據(jù)完整性的法規(guī)要求。

無菌檢查隔離器技術(shù)要求

隔離器的材質(zhì)

無菌檢查隔離器目前國內(nèi)市場最常見的有兩種材質(zhì)的隔離器，一種是以不銹鋼、鋼化玻璃為主要材料的“硬艙體”隔離器；另一種是PVC膜為艙體結(jié)構(gòu)的“軟艙體”隔離器。與硬墻式隔離器相比，PVC作為主體材料設(shè)計(jì)制造的軟艙體隔離器存在以下的優(yōu)缺點(diǎn)，如表1所示。使用PVC材料作為主體結(jié)構(gòu)的軟艙體隔離器時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考量隔離器殘留汽化過氧化氫對無菌檢查過程的影響。

圖1 隔離器計(jì)算機(jī)氣流模擬

氣流形式

雖然法規(guī)中沒有明確要求無菌檢查隔離器中氣流的要求，單向流隔離器能維持動(dòng)態(tài)下的A級(jí)，進(jìn)一步提高無菌檢查工藝操作的可靠性，避免假陽性的產(chǎn)生。相對于紊流設(shè)計(jì)，單向流隔離器氣流均勻分布，滅菌氣體分布擴(kuò)散均勻。另外，在排殘過程中，汽化過氧化氫殘留濃度相對紊流設(shè)計(jì)隔離器更為均一穩(wěn)定，便于測試，更具代表性。

當(dāng)選用紊流隔離器時(shí)，應(yīng)測試隔離器的換氣次數(shù)和自凈時(shí)間，一方面確保設(shè)備在使用前能以較快的速度達(dá)到靜態(tài)下的A級(jí)，另一方面保證汽化過氧化氫的在滅菌后的通風(fēng)效果滿足要求。

不同的進(jìn)排風(fēng)口位置，不同的風(fēng)量大小/換氣次數(shù)，都會(huì)影響內(nèi)部氣流。因此對紊流隔離器需要進(jìn)行氣流流型測試來確認(rèn)氣流死角。這些氣流死角可能并不會(huì)對滅菌效果產(chǎn)生影響，但是對隔離器使用過程中微生物的控制產(chǎn)生盲區(qū)，如圖1所示。

隔離器的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

無菌檢查操作通常在4～5h或者更長時(shí)間，因此合理的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)能有效減輕操作者的長時(shí)間操作的疲勞及操作的便利性。

無菌檢查隔離器制造商應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的隔離器進(jìn)行人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，從設(shè)備高度、手套/袖套組件的位置、操作平臺(tái)高度、操作視窗尺寸，集菌儀與手套口相對位置等多個(gè)因素考量，保證其適應(yīng)國內(nèi)多數(shù)操作人員的需求。圖2說明了在人體工程學(xué)上相應(yīng)的尺寸要求。

由于無菌檢查隔離器自身結(jié)構(gòu)的原因，隔離器內(nèi)部應(yīng)設(shè)置有相應(yīng)的輔助工具來彌補(bǔ)隔離器內(nèi)相對受限的操作空間，保證無菌檢查操作的便利性。

無菌檢查隔離器的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下幾點(diǎn)：（1）穿戴無菌檢查隔離器的手套/袖套組件或半身衣能接觸到或充分利用隔離器中的工具進(jìn)行無菌檢查操作；（2）無菌檢查過程中，沒有對手套產(chǎn)生過分拉伸，并手套應(yīng)接觸最少的表面；（3）無菌檢查過程中，操作者不會(huì)產(chǎn)生局部肌肉長時(shí)間用力；（4） 無菌檢查過程中，操作者的操作視野不受阻擋，能在自然狀態(tài)下觀察到關(guān)鍵工藝位置；（5）對于標(biāo)準(zhǔn)的無菌檢查隔離器，能適應(yīng)較廣范圍的人群操作。一般對于定制化的隔離器，應(yīng)執(zhí)行MOCK-UP模擬操作過程。

汽化過氧化氫滅菌

汽化過氧化氫滅菌是隔離器最常用的表面滅菌的方式，根據(jù)PDA TR51，提到過氧化氫滅菌循環(huán)開發(fā)驗(yàn)證過程中的關(guān)鍵影響因素有：滅菌前的隔離器艙體的溫濕度，過氧化氫溶液的濃度，過氧化氫的蒸發(fā)效率，總蒸發(fā)的過氧汽化量，過氧汽化其他進(jìn)入待滅菌艙體的溫度，過氧化氫在艙體中的分布以及艙體中物品的擺放。因此至少應(yīng)該對過氧汽化的用量，蒸發(fā)溫度，滅菌前溫濕度，艙體中的物品擺放進(jìn)行控制。確保滅菌效果的可重演性。

隔離器的應(yīng)用要求

背景環(huán)境

就法規(guī)的角度而言，9206無菌檢查用隔離系統(tǒng)驗(yàn)證指導(dǎo)原則中提到：“建議不低于我國現(xiàn)行GMP中D級(jí)空氣潔凈度要求，……”而國外主流法規(guī)，PIC/S，USP等均不要求無菌檢查隔離器的背景環(huán)境級(jí)別，僅要求對進(jìn)入的人員進(jìn)行控制。

從風(fēng)險(xiǎn)分析的角度考慮，背景潔凈度越高，在物品傳遞過程中背景環(huán)境的物品表面的生物負(fù)載也更低，則發(fā)生污染風(fēng)險(xiǎn)的概率就相對更低。但一般在隔離器物品傳遞進(jìn)入隔離器前，都會(huì)對物品表面進(jìn)行擦拭消毒，在隔離器內(nèi)會(huì)進(jìn)行汽化過氧化氫滅菌。經(jīng)過驗(yàn)證的滅菌過程都能夠下降超過6log的對數(shù)值。使用隔離器進(jìn)行測試時(shí)也始終保持隔離器的密封，不會(huì)受到來自于背景環(huán)境的影響。

物品的擺放

在隔離器的選用中，如何選擇與自身測試批量相匹配的容積的隔離器很重要。用戶應(yīng)首先明確列舉每日的測試量所用供試品的數(shù)量、包裝、尺寸規(guī)格，以及培養(yǎng)基、緩沖液的數(shù)量包裝和尺寸規(guī)格。并考慮日常工作排班情況選擇合適的隔離器容積，確保隔離器能裝載相應(yīng)的物料。照經(jīng)過驗(yàn)證的裝載方式放入隔離器中。一般針對不同的供試品包裝應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的框架進(jìn)行放置。物料之間不能緊貼在一起，避免滅菌死角。如下圖所示為裝載后的隔離器腔體。一旦經(jīng)過驗(yàn)證，各種物品的擺放位置與擺放形式就應(yīng)該固定，并且寫入SOP。

隔離器的清潔

隔離器在使用前應(yīng)進(jìn)行清潔和消毒。通常使用不脫落纖維的抹布以酒精或者異丙醇潤濕后進(jìn)行擦拭。清潔的順序是從高到低，從相對清潔的區(qū)域到相對臟的區(qū)域，從干燥的區(qū)域到濕的區(qū)域。每次擦拭使用抹布的清潔面，擦拭的路徑有一定重疊。不能以圓周方式進(jìn)行清潔。

手套除了要進(jìn)行完整性測試外，還要對手套進(jìn)行清潔和消毒?？梢杂媚ú加孟緞櫇窈髮κ痔妆砻孢M(jìn)行擦拭，從手的部分向袖套部分的方向擦拭，使用手套時(shí)也可用消毒劑噴灑在手掌，然后搓揉手套的手指部分表面，直到消毒劑干燥。隔離器的清潔的方法、使用的清潔劑或消毒劑，清潔的頻率應(yīng)形成標(biāo)準(zhǔn)程序。

●H1 ：操作者坐姿時(shí)，大腿高度距離地面的高度應(yīng)不受隔離器的約束。

●H2 ：手套中心離地面的高度應(yīng)能保證操作者在使用隔離器時(shí)肘部可輕松地架在手套口上。

●H3 ：視窗高度在結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)能保證操作者在無菌檢查隔離器內(nèi)部的視野。

●α ：隔離器視窗傾斜角度，應(yīng)符合操作者正常坐姿上身自然傾斜的角度。

汽化過氧化氫滅菌

在實(shí)際應(yīng)用中，滅菌驗(yàn)證要考慮的有以下3個(gè)方面：（1）滅菌效果以及其重演性：實(shí)驗(yàn)室的溫濕度雖然沒有特殊要求，一般滿足操作人員的舒適即可；但必須保證實(shí)驗(yàn)室的溫濕度條件不受季節(jié)氣候因素而有大幅的波動(dòng)；（2）包裝完整性：隔離器在風(fēng)險(xiǎn)分析中除了考慮假陽性的風(fēng)險(xiǎn)外，還要評(píng)估假陰性的風(fēng)險(xiǎn)。假陽性的發(fā)生除了考慮產(chǎn)品本身抑菌成分影響外，還可能源于不當(dāng)?shù)谋砻嫦竞蜏缇Ｔ谒芰匣蚱渌袧B透風(fēng)險(xiǎn)的包裝方式，在經(jīng)過表面滅菌的過程中，過氧化氫的滲透會(huì)提高微量微生物的無法檢出的風(fēng)險(xiǎn)。因此對這類包裝需要進(jìn)行包裝完整性測試；（3）殘留的過氧化氫：另外，過氧化氫滅菌循環(huán)結(jié)束后，隔離器腔體中殘留過高的過氧化氫濃度，同樣可能導(dǎo)致假陰性，也會(huì)影響環(huán)境微生物培養(yǎng)基的恢復(fù)生長性能。無菌檢查隔離器內(nèi)部應(yīng)設(shè)置有低濃度的汽化過氧化氫濃度傳感器或其他適當(dāng)?shù)臋z測手段，對排殘結(jié)束后隔離器內(nèi)部的汽化過氧化氫殘留濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控或測試。為保證操作人員的健康安全，實(shí)驗(yàn)室空間中過氧化氫殘留濃度應(yīng)不高于1ppm。

隔離器手套

手套完整性測試：無菌檢查隔離器手套應(yīng)在使用前及無菌檢查完成后進(jìn)行完整性檢測。手套的檢查方法有兩種，目測是最簡單，也最有效的測試方法。一般將手套最容易損壞的部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦欤瑱z查是否有明顯破損。同時(shí)檢查手套是否有龜裂、老化現(xiàn)象。一般在使用前后進(jìn)行檢查，也可過程中進(jìn)行檢查。用手套檢漏儀檢查手套完整性，利用保壓法來對手套進(jìn)行檢查。一般要求定期檢查。無論使用何種方式檢查手套，都需要對測試結(jié)果進(jìn)行記錄。

手套的清潔消毒：使用手套在無菌操作前，需要對手套進(jìn)行清潔和適當(dāng)?shù)南?。使用無塵抹布蘸取適量的消毒酒精，IPA或其他要求的消毒液對手套暴露在隔離器一側(cè)的表面進(jìn)行擦拭。擦拭的方向應(yīng)該從手指向著手掌和袖套方向單向擦拭。每擦一次，應(yīng)將抹布翻一面沒使用過的表面再進(jìn)行擦拭。

必要時(shí)，在操作前，穿戴好隔離器手套，用IPA或酒精直接噴到手的部分，然后像洗手一樣搓手掌、手背以及交叉雙手的手指，搓洗兩指間的部位。用戶應(yīng)根據(jù)自身的工藝特點(diǎn)，明確手套清潔消毒的SOP，嚴(yán)格按照SOP進(jìn)行操作。

隔離器的手套不能隨意接觸隔離器內(nèi)部的任意表面，例如應(yīng)該避免接觸關(guān)鍵無菌表面，密封圈等滅菌風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，以及容易對手套表面造成磨損或破壞的物體或表面。必要時(shí)可以在戴好隔離器的手套后，再戴一層無菌手套進(jìn)行某些工藝操作。

隔離器的手套可隨隔離器腔體內(nèi)部一起用汽化過氧化氫進(jìn)行滅菌。在滅菌過程中，要使用手套支撐架將手套最大程度的撐開，使得手套的表面（主要手的部分）能夠暴露在滅菌蒸汽中。

環(huán)境檢測

隔離器中應(yīng)對沉降菌，浮游菌和關(guān)鍵表面的微生物進(jìn)行檢測。環(huán)境微生物檢測應(yīng)該在SOP中明確以下問題：（1）浮游菌采樣量，以及采樣；（2）沉降菌的采樣位置，每塊培養(yǎng)皿的暴露時(shí)間；（3）表面微生物取樣位置確定，在測試過程中取樣，還是在測試結(jié)束后取樣。用接觸碟取樣還是用拭子進(jìn)行取樣；（4）建立微生物的警告限和行動(dòng)限，以及采取的措施和原因結(jié)果的排查；（5）對表面取樣后，接觸過培養(yǎng)基的表面如何處理。（6）對于隔離器上的管道，廢液管道、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)管道的微生物控制需要建立。

隔離器內(nèi)的無菌操作規(guī)范

隔離器內(nèi)部的操作人須遵守最基本的無菌操作。在隔離器中還需針對隔離器的特點(diǎn)注意以下問題：（1）隔離器中的所有動(dòng)作都不能幅度過大或動(dòng)作過快。如快速的在隔離器中揮動(dòng)手套，會(huì)造成隔離器內(nèi)部壓力的巨大波動(dòng)?？焖俚膶⑹謴母綦x器手套中抽走會(huì)引起隔離器內(nèi)部瞬時(shí)的負(fù)壓；（2）手套不能接觸任何與工藝操作無關(guān)的表面；（3）必須由微生物專業(yè)并經(jīng)過隔離器操作培訓(xùn)合格的人員操作無菌檢查隔離器。

總結(jié)

本文從隔離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隔離器的操作使用等方面提出了意見和說明。應(yīng)該基于無菌檢查工藝需求，風(fēng)險(xiǎn)的角度，法規(guī)的要求等多方面對隔離器的設(shè)備功能和性能進(jìn)行要求與規(guī)范。同時(shí)，隔離器不僅僅是一個(gè)工藝設(shè)備，而是與無菌檢查相結(jié)合的一種工藝。因此在進(jìn)行無菌檢查工藝驗(yàn)證時(shí)，需要將隔離器的因素進(jìn)行充分考慮。

本文作者系上海東富龍愛瑞思科技有限公司職員。