化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺现行要求及考虑

化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺现行要求及考虑

王玉珍1  许江涛2

1.浙江康吉尔药业有限公司

  2.浙江普洛康裕制药有限公司

摘要：现如今，随着我国经济的加快发展，化学药品注射剂是临床上应用较广的一类无菌药品，鉴于其较高的安全性风险，确保注射剂的无菌性尤为关键。结合中国、美国和欧盟对注射剂的无菌保障监管及药品生产质量管理规范（GMP）指南的现行要求，进一步探讨化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺的控制。目前，我国化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺的选择要求与欧美国家基本一致，美国和欧盟对于湿热灭菌注射药品已实施参数放行。通过阐述注射剂灭菌或无菌工艺的评估及研究，为制药企业化学药品注射剂无菌保障控制策略及无菌风险管控的不断完善提供参考，以更好地提高注射剂的无菌保障水平。

关键词：化学药品注射剂;灭菌;无菌工艺;现行要求

引言

注射剂是将主药成分用适宜的溶剂溶解、混悬、乳化包合等制备得到的无菌溶液，或者再次冷冻干燥后的无菌粉末，是用于肌内、血管静脉、椎管等注射给药的剂型，一般分为注射液和注射用无菌粉末。由于注射剂注射给药后直接进入人体组织、甚至直接进入血液循环系统，达到快速起效的目的，所以注射剂对安全性要求更加严格，其中无菌检查就是注射剂最为重要的一项质量控制指标。注射液的无菌生产一般分为终端灭菌、过滤除菌、无菌生产三种工艺方式，其中终端灭菌最为常见，即湿热灭菌工艺。为了保证湿热灭菌的有效性，必须对湿热灭菌工艺进行灭菌工艺验证。本文就某一化学药品注射剂终端灭菌工艺验证实例进行探讨分析。现将企业对于其化学药品注射剂灭菌工艺验证的具体情况报道如下。

1灭菌工艺的选择

灭菌工艺的选择应结合其活性成分的化学结构特点与稳定性、处方工艺研究和稳定性进行，应将性状、pH值、可见异物、不溶性微粒、有关物质、含量、无菌等作为关键指标进行控制。注射剂灭菌工艺的选择，一般按照“决策树”进行。化学药品注射剂的灭菌工艺原则上应根据产品是否能耐受高温进行选择，首选湿热灭菌工艺，并保证SAL≤10－6。如对于能耐受过度杀灭法灭菌工艺的灭菌注射用水、氯化钠注射液、复方氯化钠注射液等，此类产品性质稳定，在高温条件下不会发生降解，应首选过度杀灭法。有研究者未按照“决策树”进行灭菌工艺筛选，而直接选用无菌生产工艺，这样显然不能保证产品的安全、有效和质量可控。对于附带专用溶剂的产品，如:多西他赛注射液等，由于产品性质不稳定，不能耐受湿热灭菌工艺，可选择无菌生产工艺，而其附带的专用溶剂(乙醇水溶液)可以耐受高温灭菌，应选择过度杀灭法进行灭菌。对于不能耐受湿热灭菌工艺的产品可根据处方是否可以通过微生物滞留过滤器过滤来选择相应的无菌生产工艺。如有企业在对白消安的灭菌工艺研究中发现经121℃15min和100℃30min灭菌后，有关物质有较大幅度增加。另外经验证，白消安可以通过微生物滞留过滤器过滤来保证无菌水平，因此采用除菌过滤生产工艺。

2化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺现行要求及考虑

2.1质量风险管理

为最大程度降低无菌药品生产过程中引入污染的风险，确保化学药品注射剂的无菌性，生产企业必须具有高度的质量风险管理意识。对生产各环节引入污染的风险进行识别及评估，需要考虑的要素包括厂房和设施、人员、空调和水系统、原辅料的控制、产品容器密封性、无菌或灭菌工艺、清洁和消毒、日常监测情况、纠正和预防措施等。应基于对产品和工艺等的全面理解建立预防污染的控制措施，制定相应的质量管理体系，并进行定期监测与更新。其中对于灭菌或无菌工艺应考虑的因素包括但不限于灭菌工艺的选择、灭菌设备的选择及装载方式、灭菌产品灭菌前后的包装完整性、灭菌柜的温度及F0值的记录、除菌过滤器过滤速度及过滤效果、灌装和封口操作的控制和监测、冻干机的定期灭菌及验证情况、冻干机的真空或检漏测试结果等。

2.2热穿透试验

本产品（20mL玻璃安瓿装）进行热穿透试验时，将灭菌柜内按照拟定的装载方式装满生产样品，由于生产管道药液损耗，不满柜时使用相同规格的色水瓶填满。按照上述操作进行装载后，检查提供的冷却水、压缩空气、纯化水、工业蒸汽均在使用范围内，启动灭菌设备，同时启动温度验证系统进行数据采集，数据采集时间间隔30秒。数据采集时间不小于灭菌器的工作周期。进行3次热穿透试验，以检查数据结果的重现性。将3次热穿透的测试结果和采集的数据进行统计分析，确认最终的冷点位置及热点位置。结果表明，柜内温度分布均匀，三批次灭菌最小F0值均大于12，本次热穿透试验满足验证预期要求，三次试验得到冷点和热点位置相同，冷点为15号探头，热点为06、07号探头位置。

2.3湿热灭菌工艺的选择依据

灭菌工艺的选择一般按照灭菌工艺选择的决策树进行，湿热灭菌工艺作为一种主要的最终灭菌工艺，应优先选用。湿热灭菌方法主要包括过度杀灭法和残存概率法，具体选择哪种灭菌工艺在很大程度上取决于待灭菌产品的热稳定性。影响产品热稳定性的因素，除了与药物活性成分的化学性质相关外，还与制剂的处方工艺等密切相关。另外包装系统的选择和设计也是影响湿热灭菌工艺条件选择和最终无菌保证水平的重要因素，在研究中应结合产品特性、包装系统的相容性以及灭菌器的灭菌原理等进行包装系统的选择和设计，并避免选用热不稳定的包装系统。在进行处方工艺、包装系统等优化的基础上，结合注射剂的稳定性数据选择合适的灭菌工艺。参照EMA指南，在稳定性数据评估时应关注降解杂质的研究。对于一般降解杂质不应仅因其含量超过ICHQ3A，Q3B指导原则规定的限度，就排除湿热灭菌工艺而不进行论证。如果一般降解杂质经研究确证为代谢产物或其含量水平在可接受的范围内，仍推荐采用湿热灭菌工艺。随着公众对药品安全性要求的提高，致突变杂质也要作为一个考虑的因素，若降解杂质具有警示结构，应参照ICHM7指导原则和国内外监管机构的要求进行研究，并考察灭菌温度和时间对杂质降解速率的影响，根据考察结果选择合适的灭菌工艺和灭菌条件。随着化药药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价工作的开展，注射剂仿制药灭菌工艺的选择成为关注的热点。一般而言，在无菌保证水平不低于参比制剂的基础上，仍可以按照灭菌工艺选择的决策树进行灭菌工艺的选择。

2.4除菌过滤系统及工艺设计

根据注射剂产品的特点和性质，对除菌过滤系统及工艺进行设计。过滤器通常我们会选用0．22μm或更小孔径除菌级别的滤芯。选择的过滤器必须要经过验证，确保能稳定重现的过滤出无菌滤出液。为了尽可能的降低过滤除菌的风险，可以采取两个或两个以上相同孔径或递减孔径的滤芯进行过滤。具体的做法是:在最终除菌过滤前增加一个冗余过滤系统。过滤器使用后，必须立即采取适当的方法检查其完整性，也可在使用前后均进行过滤器的完整性检测。评价除菌过滤工艺的重要指标为过滤效能，影响过滤效能的因素有:药液的pH值、渗透压、温度，过滤的压力、时间、流速，过滤器等。总之，除菌过滤系统及工艺的设计要进行多方面的考虑，做到面面俱到。

2.5生物学确认

生物学确认时，需根据待灭菌产品和灭菌工艺选择合适的生物指示剂。随着《中华人民共和国药典》2020年版的实施，生物指示剂的选用可以直接参照《中华人民共和国药典》2020年版四部通则9207“灭菌用生物指示剂指导原则”。在使用生物指示剂时，除了对生物指示剂的主要质量参数，如总芽孢数、DT值和存活时间、杀灭时间等进行评估或测定外，还应对实际条件下生物指示剂的耐受性进行评估。因为生物指示剂所处的载体或溶液可能对其耐受性有影响，如嗜热脂肪地芽孢杆菌在含氯化钠或氯化钾的溶液中耐受性会增强。故要求无论是直接使用市售的生物指示剂成品，还是将生物指示剂接种到待灭菌产品中，均应考虑待灭菌产品对细菌芽孢耐受性的影响。如果待灭菌产品会使细菌芽孢的耐受性增加，应采用直接接种到待灭菌产品中的方法。生物指示剂的接种量(即灭菌前生物指示剂的初始芽孢数，N0)的计算方法是根据《化学药品注射剂灭菌和无菌工艺研究及验证指导原则》，以及参照PDA的第1号技术报告确定，并要求特殊情况下，若选取灭菌后生物指示剂的存活芽孢数(NT)＜1计算N0，应提供合理性说明。进行试验结果的评价时，除了根据生物指示剂的DT值、接种量外，还需结合微生物挑战试验验证结果及产品灭菌前微生物的污染水平(耐受性及微生物污染数量)来评价产品在验证的灭菌条件下实际达到的SAL值。

2.6灭菌前微生物负荷检测

以热穿透试验验证批作为考察批次，在每一柜灭菌前取最后灌装好的成品10支，依《中华人民共和国药典》2020版非无菌产品微生物限度检查（薄膜法）进行检测。用灭菌的5%吐温充分润湿滤膜，取100mL样品过膜，依非无菌产品微生物限度检查检验，取膜，菌面朝上贴于培养基上，需氧菌置营养琼脂培养基平板上，霉菌和酵母菌置玫瑰红钠培养基平板上，依非无菌产品微生物限度检查分别培养计数。结果表明，三批药液每100mL含微生物总数均不超过10CFU，满足验证预期要求。

2.7基于风险评估的验证方案设计

灭菌工艺验证时，通常存在灭菌器(一般指相同工作和设计原理的灭菌器)、处方组成、容器规格、装量、装载方式等不一致的情况。若每种情况都进行验证需要大量的实验和昂贵的成本。从减少验证试验数量，节约验证成本方面考虑，参照欧盟及美国监管理念，指导原则增加了“基于风险评估的验证方案设计”内容。在不牺牲无菌保证水平的前提下，在风险评估的基础上，经综合考虑各方面因素且通过充分的合理性论证后，可选用具有代表性的灭菌器、待灭菌产品和装载方式等进行灭菌工艺验证，不必对所有情况进行验证。如耐热性、黏度最大产品的灭菌验证可代表低水平产品，最大、最小浓度处方产品的灭菌验证可代表中间浓度产品，最大装量的最大容器和最小装量的最小容器产品的灭菌验证可代表中等规格及中等容器的产品等。

3注射剂灭菌工艺中常见问题

(1)大部分研究者往往只关注于灭菌工艺本身，易忽略对其整体质量的研究和风险分析。注射剂灭菌工艺变更可以从注射剂制剂特点，变更前后的具体情况，变更对其产品影响程度，相关生产经验和质量控制的经验等方面进行全面的考虑、分析。(2)未通过灭菌工艺的筛选来选择灭菌工艺，有生产企业将一种灭菌工艺应用于多种产品中，未根据不同品种的产品来选择合理的可行的灭菌工艺。有的虽然根据不同产品的特点来筛选合适的灭菌工艺，但是筛选研究不够全面，未筛选出真正适合具体产品的灭菌方式。还有的是筛选研究中所用到的检测方法没有经过验证。另外产品的内包材也是产品的组成之一，须与灭菌工艺相适应。在灭菌工艺选择时，必须考虑到灭菌工艺与内包材的关系。(3)灭菌或无菌工艺验证不规范:有些生产企业在进行灭菌或无菌工艺验证设计时，考虑问题不够全面，没有对其进行良好的设计。如:在进行培养基模拟灌装试验时，没有考虑到最差条件的设计、灌装数量的设计等；验证中，时限要求没有达到要求，要保证生产设备与生产工艺具有一致性。

结语

在化学药品无菌注射剂的全生命周期中，应基于科学和风险建立全面的无菌生产和质量控制策略，赋予产品足够的无菌保障。时常存在企业申请人递交的申报资料存在对于注射剂灭菌或无菌工艺的选择未提供研究依据、灭菌或无菌工艺验证内容不全面等问题。制药企业应基于产品特性合理选择并评估化学药品注射剂的灭菌或无菌工艺，确定关键工艺参数及过程控制，并结合生产实际情况开展相应的灭菌或无菌工艺验证。同时，应严格执行GMP规范，对生产各环节潜在的污染风险进行评估，建立质量管理体系及风险控制策略，确保制剂的无菌水平，实现对产品无菌的最大保障，以提升我国制药行业的整体水平，推进我国向制药强国迈进，保护公众健康。

参考文献

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