凍干機(jī)過濾器濾芯完整性檢測方法探究

徐 君

（上海東富龍科技股份有限公司，上海201109）

0 引言

無菌制劑種類主要包括最終滅菌的無菌制劑和非最終滅菌的無菌制劑，使用凍干機(jī)生產(chǎn)的無菌制劑絕大多數(shù)都是非最終滅菌的無菌制劑。對于非最終滅菌的無菌制劑而言，制劑的無菌性保證主要依賴于生產(chǎn)過程中的無菌控制。

無菌制劑在進(jìn)入凍干機(jī)之前的生產(chǎn)過程控制主要包括器具（灌裝泵、清潔抹布等）清洗和滅菌、設(shè)備（隧道烘箱、灌裝機(jī)、配料系統(tǒng)等）清洗和滅菌、包材（西林瓶、膠塞、鋁蓋等）清洗和滅菌、料液無菌過濾等。除此以外，還需要保證凍干機(jī)本身的無菌性，例如，凍干箱在清洗和滅菌過程中需要保持其無菌性；凍干機(jī)的外置CIP呼吸器濾芯需要保證其完整性檢測合格；凍干機(jī)的小門充氣系統(tǒng)過濾器濾芯需要保持其完整性；凍干機(jī)的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器濾芯需要保持其完整性。因此，保證凍干機(jī)上各過濾器濾芯的完整性顯得尤為重要。

1 法規(guī)對過濾器完整性的要求

1.1 我國GMP（2010版）對過濾器完整性的要求

我國GMP（2010版）附錄第四十二條明確規(guī)定：進(jìn)入無菌生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)用氣體（如壓縮空氣、氮?dú)?，但不包括可燃性氣體）均應(yīng)經(jīng)過除菌過濾，應(yīng)當(dāng)定期檢查除菌過濾器和呼吸過濾器的完整性。

我國GMP對于過濾器濾芯的完整性檢測沒有明確規(guī)定是滅菌前檢測還是滅菌后檢測，是使用前檢測還是使用后檢測。目前，對于實(shí)際藥品生產(chǎn)而言，建議在一批藥品生產(chǎn)結(jié)束后、滅菌前檢測過濾器濾芯的完整性，這樣既符合GMP要求，操作又相對簡單，可以判斷每一批產(chǎn)品的無菌性是否得到保障。

1.2 歐盟GMP對過濾器完整性的要求

歐盟GMP（2008版）無菌藥品附錄1要求：除菌過濾膜應(yīng)該在使用前及使用后立即采取合適的方法確認(rèn)其完整性，可以采用起泡點(diǎn)、擴(kuò)散流或壓力保持的方法進(jìn)行檢測。

1.3 FDA（FoodandDrug）頒布的cGMP對過濾器完整性的要求

FDA對于過濾器完整性也有明確要求：完整性測試可以在過濾前進(jìn)行，并應(yīng)當(dāng)在過濾后進(jìn)行日常測試。過濾后，通過完整性測試，檢測過濾過程中可能出現(xiàn)的泄漏或破損是非常重要的。可見，F(xiàn)DA也強(qiáng)調(diào)過濾器完整性檢測的重要性。

1.4 PDA對過濾器完整性的要求

PDA也明確規(guī)定：在過濾前后需要對過濾器完整性進(jìn)行檢測。

1.5 WHO（WorldHealthOrganization）對過濾器完整性的要求

WHO無菌藥品附件6明確規(guī)定：過濾器使用前應(yīng)進(jìn)行完整性測試，使用后應(yīng)立即采用適當(dāng)?shù)姆椒?，如起泡點(diǎn)、擴(kuò)散流或壓力保持法檢驗(yàn)其完整性。

綜合上述各種法規(guī)要求，對于過濾器的完整性檢測都有明確規(guī)定，雖然要求測試的時(shí)間點(diǎn)稍有區(qū)別，但是都強(qiáng)調(diào)需要檢測過濾器的完整性，可見過濾器完整性對于無菌藥品生產(chǎn)的重要性。

2 過濾器濾芯的完整性檢測方法

2.1 過濾器濾芯的分類

過濾器濾芯按照膜形式劃分，主要分為膜式濾芯和非膜式濾芯；按照濾芯材料與水的關(guān)系劃分，主要分為親水性濾芯和疏水性濾芯。其中，親水性濾芯的材料主要用于水或水/有機(jī)混合溶液的過濾和非最終滅菌產(chǎn)品料液的除菌過濾；疏水性濾芯是通過水被截流或“引導(dǎo)”進(jìn)入濾膜。一般而言，水不容易通過疏水性濾芯，其主要用于溶劑、酸、堿和化學(xué)品（乙醇、甲醇、丙酮等）的過濾，工藝所需的無菌空氣、無菌氮?dú)?、發(fā)酵進(jìn)氣和排氣的過濾等。

過濾器濾芯的材質(zhì)主要有醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、混合纖維素酯、聚丙烯（PP）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚酰胺（尼龍）等。各種不同材質(zhì)的濾芯比較如表1所示。

2.2 不同濾芯的完整性檢測方法

完整性檢測方法主要分為破壞性完整性檢測法和非破壞性完整性檢測法。對于無菌生產(chǎn)使用的過濾器，一般不適合使用破壞性完整性檢測法，都使用非破壞性的過濾器完整性檢測方法。

目前藥廠認(rèn)同的過濾器完整性檢測設(shè)備主要有PALL完整性檢測儀和MILLIPORE完整性檢測儀，并且PALL完整性檢測儀的應(yīng)用廣泛度要高于MILLIPORE完整性檢測儀。完整性檢測的方法一般主要有起泡點(diǎn)、水侵入、前進(jìn)流三種。其中，起泡點(diǎn)測試一般適用于親水性的濾芯；水侵入測試一般適用于疏水性的濾芯，其優(yōu)點(diǎn)是適用于注射用水的過濾，濾芯容易干燥，不容易引入雜質(zhì)。

(3)采用歷時(shí)熱負(fù)荷曲線最大矩形法、歷時(shí)電負(fù)荷曲線最大矩形法或基于基本電負(fù)荷的系統(tǒng)的方法，按照以熱定電的原則，選定燃?xì)廨啓C(jī)的容量；

表2為幾種常風(fēng)的過濾器濾器完整性檢測方法的比較。

表1 不同材質(zhì)的濾芯比較

表2 幾種常見的過濾器濾芯完整性檢測方法比較

3 過濾器在凍干機(jī)中的運(yùn)用

3.1 進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器

進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器適用于過濾潔凈空氣和氮?dú)?，確保進(jìn)入凍干箱內(nèi)的氣體是潔凈和無菌的。按照新版GMP要求，凍干機(jī)的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)一般使用兩個(gè)過濾器，建議兩個(gè)過濾器串聯(lián)，發(fā)揮雙重保險(xiǎn)的作用。凍干機(jī)上的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器如圖1所示。

圖1 進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器

3.2 小門充氣系統(tǒng)過濾器

自動進(jìn)出料的凍干機(jī)（包括目前沒有配備自動進(jìn)出料系統(tǒng)，但是凍干機(jī)已經(jīng)預(yù)留了與自動進(jìn)出料系統(tǒng)對接小門的凍干機(jī)）、半自動進(jìn)出料的凍干機(jī)均有小門，用于進(jìn)出物料。

小門上有M型密封圈和O型密封圈兩種。其中，M型密封圈在清洗和滅菌過程中，通過充氣來保持箱體和小門的密封效果；O型密封圈的密封可保證真空狀態(tài)下小門與箱體的密封性。由于充入M型密封圈的氣體或多或少會泄漏到凍干箱內(nèi)（絕對不泄露是不存在的），因此充入小門的氣體也需要進(jìn)行無菌過濾，保證氣體的無菌性。由于小門充氣只發(fā)生在產(chǎn)品清洗和滅菌過程中，產(chǎn)品凍干過程中并不需要給小門充氣，因此，小門充氣系統(tǒng)過濾器對于產(chǎn)品無菌性的影響要小于進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器。凍干機(jī)的小門充氣系統(tǒng)過濾器如圖2所示。

3.3 外置CIP呼吸器

圖2 小門充氣系統(tǒng)過濾器

外置CIP水罐用于儲存清洗用水（PW或WFI）。外置CIP清洗站的好處是可以提高清洗的水壓，確保清洗效果。PW或WFI注入外置CIP水罐的時(shí)候，需要將罐中的空氣排出，這時(shí)候呼吸器的電磁閥打開，排出水罐中的空氣。在清洗及水罐液位下降的過程中，呼吸器的電磁閥也打開，外面的空氣通過呼吸器進(jìn)入罐體，維持水罐中的壓力與大氣壓平衡。由于水罐進(jìn)水的過程中，呼吸器需要排氣，而具有壓力的PW或WFI進(jìn)入水罐的時(shí)候，會有水花濺起，呼吸器就會被水浸濕，如果不及時(shí)滅菌干燥，就會導(dǎo)致呼吸器中的微生物滋生。因此，該呼吸器需要進(jìn)行完整性檢測，并且能夠及時(shí)滅菌干燥，保持濾芯干燥，確保進(jìn)入外置CIP水罐的氣體無菌。外置CIP呼吸器如圖3所示。

圖3 外置CIP呼吸器

4 PALL驗(yàn)證儀在凍干機(jī)過濾器完整性檢測中的運(yùn)用

根據(jù)各法規(guī)對過濾器完整性檢測的明確要求，上述過濾器均需要進(jìn)行完整性檢測。目前，藥廠通用的完整性檢測設(shè)備有PALL完整性檢測儀、MILLPORE完整性檢測儀，其他設(shè)備也可以檢測濾芯完整性，但是認(rèn)可度等各方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上PALL和MILLPORE這兩種品牌的完整性檢測儀。經(jīng)過前面分析，凍干機(jī)上的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器、小門充氣系統(tǒng)過濾器、外置CIP呼吸器都需要進(jìn)行完整性檢測。本文主要討論P(yáng)ALL完整性檢測儀在凍干機(jī)過濾器完整性檢測中的運(yùn)用。

凍干機(jī)上所使用的過濾器材質(zhì)均為聚四氟乙烯，屬疏水性材質(zhì)。前進(jìn)流、起泡點(diǎn)、水侵入等測試方法均可以用來檢測這種濾芯的完整性。由于水侵入測試方法在測試時(shí)需要濾芯注滿純化水或者注射用水，不用引入乙醇或者氣體有機(jī)溶劑潤濕濾芯，而且用純化水或者注射用水浸潤過的濾芯比較容易干燥，故推薦使用水侵入測試方法對凍干機(jī)上的過濾器進(jìn)行完整性檢測。在線水侵入測試原理如圖4所示。

凍干機(jī)在線水侵入測試的步驟主要包括：

（1）給水罐注滿水；

（2）對系統(tǒng)進(jìn)行保壓，確保系統(tǒng)不泄漏；

（3）進(jìn)水潤濕濾芯，水從上游進(jìn)入濾芯，充滿濾殼，確保濾芯被完全潤濕；

（4）完整性檢測儀對濾芯進(jìn)行完整性檢測，出具檢測報(bào)告；

（5）排出浸潤濾芯的水；

（6）對濾芯進(jìn)行干燥。

4.1 進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器的完整性檢測

凍干機(jī)的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器材質(zhì)主要是聚四氟乙烯，是疏水性材質(zhì)。

凍干機(jī)的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)分為1個(gè)過濾器和2個(gè)過濾器兩種。GMP推薦的是2個(gè)過濾器串聯(lián)，這樣2個(gè)過濾器同時(shí)壞掉的可能性非常低，可以大大降低因過濾器損壞導(dǎo)致的無菌性遭破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

無論是1個(gè)過濾器，還是2個(gè)過濾器，均既可以設(shè)計(jì)成為在線完整性檢測，又可以設(shè)計(jì)成為離線完整性檢測。

4.2 小門充氣系統(tǒng)過濾器的完整性檢測

凍干機(jī)的小門充氣系統(tǒng)過濾器材質(zhì)主要是聚四氟乙烯，是疏水性材質(zhì)。

由于將小門充氣系統(tǒng)過濾器設(shè)計(jì)成在線完整性檢測相對比較復(fù)雜，故目前一般都是采用離線檢測的方法，一般可以采用水侵入測試的方法進(jìn)行完整性檢測。

4.3 外置CIP呼吸器的完整性檢測

外置CIP呼吸器材質(zhì)主要是聚四氟乙烯，是疏水性材質(zhì)。

外置CIP呼吸器的完整性測試完成以后，和外置CIP水罐一起進(jìn)行在線滅菌測試，測試完成以后，啟動過濾器的電加熱，將過濾器干燥，確保過濾器不會滋生微生物。

5 結(jié)語

凍干機(jī)上的進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器、小門充氣系統(tǒng)過濾器以及外置CIP呼吸器，均需要進(jìn)行完整性測試，均可以使用水侵入測試的方法進(jìn)行完整性檢測。其中，進(jìn)氣復(fù)壓系統(tǒng)過濾器比較適合采用在線自動完整性檢測方法，既方便，又可靠，應(yīng)該加以推廣和應(yīng)用；小門充氣系統(tǒng)過濾器完成離線完整性檢測以后，離線進(jìn)行滅菌測試，然后再安裝回系統(tǒng)上；外置CIP呼吸器離線進(jìn)行完整性檢測，在線進(jìn)行滅菌測試，并且在線加熱干燥，能夠有效保證過濾器的無菌性。