无菌工艺验证--培养基灌封试验

9/6/2022无菌工艺验证 培养基灌封试验主讲人：崔强2008年3月E-mail:19/6/2022为什么需要 进行培养基灌封试验？29/6/2022来自生产工艺的要求对产品进行最终灭菌，是降低微生物污染风险的常用办法。但有大量药品不适用于最终灭菌而只能采用无菌生产工艺方法。无菌生产工艺是制药领域中最难的工艺之一，确保产品无菌是该工艺最大的难点。减少无菌工艺药品污染风险的两项重要措施人员培训无菌工艺验证39/6/2022最终灭菌工艺与无菌生产工艺的差异最终灭菌工艺在高洁净净环境下进行灌装和密封通常，产品、容器和密封件的微生物污染水平很低在密封容器中进行最终灭菌无菌生产工艺产品、容器和密封件分别进行灭菌，然后进行灌封在极高洁净环境下进行灌装和密封产品在最终容器中不再做进一步的灭菌处理对各个组成部分的灭菌工艺需要进行严格验证和监控在灌封前和灌封过程中的操作会带来污染风险空瓶灭菌隧道密封件蒸汽灭菌釜除菌过滤人员半压塞瓶冻干机全压塞瓶49/6/2022来自FDA和USP的要求FDA CGMP 无菌工艺药品指南（2004年版）An aseptic processing operation should be validated using a microbiological growth medium in place of the product.This process simulation,also known as a media fill.USP 31 洁净室和其它控制环境的微生物学评价 To assure that minimal bioburden is achieved,additional information on the evaluation of the microbiological status of the controlled environment can be obtained by the use of media fills.An acceptable media fill shows that a successful simulated product run can be conducted on the manufacturing line at that point in time.59/6/2022来自EU GMP和国内的要求EU GMP 附件1 无菌药品的生产（2008年2月新版）Validation of aseptic processing should include a process simulation test using a nutrient medium(media fill).中国药品生产质量管理规范附录（1998年修订）SFDA 化学药品注射剂基本技术要求（试行）培养基灌装验证是对设备、环境以及人员操作的一种系统验证,是判断无菌保证水平的关键手段 采用无菌生产工艺的粉针剂，应能保证SAL不大于10-3 69/6/2022无菌工艺产品的无菌保证 无菌工艺产品PersonnelEnvironment工艺验证人员原料环境无菌检验79/6/2022作业环节与风险作业环节验证难易度人员依赖程度相关风险灭菌易低低房间设计N/AN/A中等环境监测中等可变高消毒难高高更衣难很高很高物品转移难高高无菌技术（灌封）难很高很高无菌装配难很高很高89/6/2022培养基灌封实验的 常规要求99/6/2022定义与目的 目的证明生产线采用无菌工艺生产无菌产品的能力对人员进行资格确认符合cGMP的要求使用培养基模拟药品进行无菌灌封，对无菌工艺进行验证。又称为“工艺模拟试验”.109/6/2022工艺模拟试验的通常流程将培养基暴露于设备、容器胶塞密封系统的表面和关键环境条件中，并模拟实际生产完成工艺操作。对装有培养基的密闭容器进行培养以检查微生物的生长。评价结果，确定实际生产中（如灌装前的调试、加入无菌原辅材料、无菌连接、灌装和密封）产品污染的可能性。119/6/2022培养基灌封试验的时机 初始验证与再验证初始验证需要重复多次，以确保结果的一致性和有效性。有差异的多次实验结果工艺过程失控的象征定期再验证定期进行，评估无菌工艺的受控情况。应综合考虑每一班次及班次变化过程中有代表性的活动及干预。对人员的资格再确认应纳入到定期再验证中。129/6/2022培养基灌封试验的时机 增补性培养基灌封试验变更及其评估对产品或生产线的每一种变更，均应根据书面的变更控制系统进行评估。如果通过评估认为此项变更会影响到无菌生产工艺产品的无菌保证水平，则需要进行增补性培养基灌封实验。比如，设施或设备的变化、生产线配置的变动、人员重要变动、环境监控结果异常、容器-胶塞系统变更、停车时间延长、无菌检查结果阳性等。139/6/2022实验用培养基和培养温度的选择选择时的注意事项适应广谱微生物生长，包括细菌和真菌较好的澄明度，较小的粘度易于除菌过滤常用培养基：3大豆胰蛋白肉汤（TSB）厌氧培养基仅在特殊情况下使用培养温度FDA-20-35，目标值2.5，不少于14天；如选择两个温度，则每一温度下至少培养7天，从低温开始。PIC-20-25下至少14天，或，先20-25下7天，然后30-35下7天。149/6/2022灌装体积与数量灌装体积每只容器的灌装体积不少于总容积的1/3同样，灌装体积也不宜过大既要考虑到瓶倒转或旋转时，培养基能充分接触到容器和密封件的内表面，又要保证容器内有足够的氧气支持微生物生长。灌封数量综合考虑统计学要求和实际生产批量。FDA(5000瓶)：如果正常生产的批次量低于5000瓶，则培养基灌封至少应为实际生产线的最大批次量。PIC(3000瓶)：如果正常生产的批次量低于3000瓶，则培养基灌封至少应为实际生产线的最大批次量。159/6/2022灌封时间与批次量控制灌装时间对于初始性验证，培养基灌封实验应安排在一周内的不同时间进行。对于再验证，可选择在一周结束或其它最差条件下进行。灌封时间要涵盖实际生产班次。批次量控制初次验证，至少要连续成功灌封3个批次。再验证至少需要成功灌封1个批次。169/6/2022培养基灌封实验的合格标准FDA指南（2004版）与EU GMP 附件1标准统一1.灌封量10000瓶时，若有1瓶污染，需彻底调查；若有两瓶污染，必须进行彻底调查，并重新验证（3批）。4.注：欧盟标准将自注：欧盟标准将自2009年年3月起执行。月起执行。179/6/2022培养基灌封实验的合格标准2009年3月以前欧盟通用标准：污染率低于0.1%计算公式：实际污染率=(95%置信限值)/(灌封容器数)100%污染瓶数与95%置信限值间的关系污染瓶数01234567891095%置信限值34.746.37.759.1510.51 11.8413.1514.4315.7116.96189/6/2022培养基灌封实验的合格标准SFDA 化学药品注射剂基本技术要求（试行）培养基灌装试验的批量与判断合格的标准批量（瓶）3000475063007760允许污染的数量（瓶）0 1 2 3199/6/2022不同剂型的特殊要求209/6/2022冻干制剂对培养基灌封的要求冻干制剂的典型生产流程配制灌装冻干加塞轧盖第一种方式，模拟装载/卸载过程，缩短放置时间（首选）容器内灌封好培养基，以半压塞状态装入冻干机冻干机内部分抽真空（500mbar），在室温放置一定的时间，不得冷冻。用无菌空气破真空（不使用惰性气体），全压塞轧盖注意，若所使用的容器透明度不高，应将内容物倒出进行检查。冻干制剂培养基灌封试验的特殊性对产品在冻干机内放置步骤的模拟219/6/2022冻干制剂对培养基灌封的要求第二种方式，模拟冻干时间半压塞产品在冻干机腔室内的放置时间同于正常工艺。缺点：耗时长第三种方式，以经稀释的培养基模拟冻干过程容器内灌封好经稀释的培养基（diluted medium），以半压塞状态装入冻干机模拟冻干过程，直到容器内的培养基大致达到正常浓度（full strength）为止。缺点：耗时长，需开发特殊的冻干程序，营养支持性不均一，影响微生物的存活力。229/6/2022粉针剂对培养基灌封的要求第一种方法在灌装线上直接灌装液体培养基，灌装后压塞-轧盖或熔封。第二种方法先灌装干粉培养基，再加入注射用水第三种方法先灌装惰性剂，再加入液体培养基要点采用第二、三种方法时，所用惰性剂或干粉培养基需事先经过辐射灭菌。常用惰性剂有聚乙二醇8000、羧甲基纤维素、乳糖。239/6/2022混悬剂/半固体制剂对培养基灌封的要求悬浮剂需要模拟搅拌或循环流动的过程。如果有无菌添加过程，也应进行模拟。半固体制剂需要将液体培养基增稠到适当粘度。可选用琼脂或羧甲基纤维素作为增稠剂，也可选用其它试剂，但要证明其没有抑制细菌或真菌的作用。在培养结束后，需将培养基从塑料或金属管中挤出检查其混浊度和真菌菌落，也可进行无菌检查实验。如果选择显色培养基遇到污染物变色的方法，则需要对其进行验证。249/6/2022方案与报告259/6/2022制订培养基灌封实验方案的考虑因素（一）生产线最长运行时间及其造成的相关风险干预的次数、类型和复杂程度是否有冻干工序设备的无菌装配总人数和所从事的操作无菌加入和无菌转移的次数班次更换、暂停和必要的更衣无菌设备的拆卸与连接环境监测269/6/2022制订培养基灌封实验方案的考虑因素（二）生产线的配置和运行速度产品重量检查容器/密封系统与无菌操作相关的各种特殊规定总人数和所从事的操作n总的原则n综合考虑生产线可能造成污染的各种因素 n尽可能模拟实际生产的无菌操作 n可能时，应包括最差条件的模拟测试279/6/2022验证开始前的准备工作设备确认通风系统（HVAC）的确认设备的在线清洗和灭菌CIP,SIP灭（除）菌工艺验证湿热、干热灭菌工艺除菌过滤空气过滤器的完好性检测容器/胶塞密封完好性测试人员培训洁净室环境达到设计要求289/6/2022培养基灌封实验方案的内容举例定义被模拟的工艺定义使用的房间，灌封线和设备使用的容器和密封件的类型灌装线的速度灌封数量模拟过程中的干扰和中断的数目和类型参与的人员数目使用的培养基灌封到容器内培养基的体积选择的最差条件及其原理培养条件，培养温度，培养时间所进行的环境监测批记录复印件职责说明所有工作的合格标准列举最终报告中需要的文件本次模拟的持续时间299/6/2022方案的执行与记录（一）培养基灌封的日期和时间使用的房间和设备容器胶塞的型号和尺寸培养基种类和灭菌方式每容器中的灌装体积灌装速度灌封的瓶数，灯检丢弃的瓶数和原因培养的瓶数，阳性的数量培养时间和温度309/6/2022方案的执行与记录（二）环境监测的数据参与培养基灌封的人员培养基灵敏度检查的结果有无阳性结果。如有，要给出微生物鉴定的结果。如发生异常情况，需给出调查报告。319/6/2022培养基灌封实验中的环境监测环境监测按照相应的规程进行，包括：空气粒子数沉降碟浮游菌表面监测人员监测对无菌生产区环境的评估329/6/2022培养基灌封实验中的灵敏度检查实验n培养基灵敏度检查实验：使用完成14天培养的灌封前期培养基样品n用枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠球菌、铜绿假单胞菌、黑曲霉和环境菌作为阳性菌n将每个菌种准备含100cfu/0.1ml的菌液，每个菌种接种2支培养基样品，同时并平板计数（双份）n对真菌在20-25C下培养，对细菌在30-35 C下培养，每天检查，5天内需有生长迹象339/6/2022再验证与增补性验证的要求再验证对每条生产线，每年进行两次再验证，间隔时间为5-7个月。人员至少每年参加一次再验证，以进行资格再确认。每条生产线轮流使用最大和最小规格的容器，变换生产线的速度。增补性验证根据风险程度决定培养基灌封实验的批数。通常为1-3批。349/6/2022培养基灌封实验的总结报告最终报告中应包括以下内容模拟的最差条件事件清单环境监测结果微生物鉴别结果培养基的营养检查实验结果培养条件、结果读取日、结果读取人、每位参与者的灌装瓶数等信息。结论（结果是否可以接受）合格证书工艺验证/再验证合格证书人员资格确认证书359/6/2022难点讨论369/6/2022培养基灌封实验阳性结果的调查(一)n调查的范围应包括环境微生物监测数据，空气悬浮粒子监测数据CIP设备，清洁、消毒程序的执行情况培养基、设备和零件的灭菌工艺，灭菌釜的校正情况高效过滤器检测(空气悬浮粒子水平，过滤器检漏，风速测量，密封系统检查，使用年限等)除菌过滤器完好性房间气流型式与压差人员操作技术培训情况379/6/2022培养基灌封实验阳性结果的调查(二)n调查的范围还应包括以往产品无菌检查实验结果人员卫生状况监测数据培养基灌装实验中的干预方式分析该区域近期是否有过维修活动，生产线的改造情况该生产线培养基灌封实验历史数据已灭菌物品的储存条件培养基灌封过程中的异常事件阳性污染菌与环境监测污染菌的鉴别389/6/2022培养基灌封实验阳性结果的调查(三)调查结论与风险评估培养基灌封实验结果有效暂停生产，直至确定污染来源并采取有效的纠偏措施。再验证合格后，产品方可放行。对培养基灌封实验后和此前所生产的产品，进行风险评估培养基灌封实验结果无效重新进行培养基灌封实验条件1无菌灌装区的物理条件不满足要求条件2人员未按照正常生产程序操作399/6/2022培养基灌封后的生产n培养基灌封后可以进行生产，但要等培养基灌封合格后产品才能放行（产品有报废的风险）。n无效的培养基灌封后可以进行生产，但所生产的批次要在成功培养基灌封后方可放行。n培养基灌封失败 生产线不能用来生产，根据调查结果决定培养基灌封的次数和数量，培养基灌封合格后，才能生产。409/6/2022讨论：最差条件 Worst Case最差条件最差条件高于或低于正常范围的条件限度，与正常生产条件相比最有可能造成工艺或生产失败的条件。注意注意如果某些做法会带来污染的风险，则不允许用培养基灌封的结果为它的不合理的进行辩护 419/6/2022最差条件的设计（1）储存时间Holding timen灌封设备、灌封部件、储罐、无菌物料、药液在实际灌封前能够放置的最长时间n1.灌封设备、灌封部件、储罐、无菌物料需要再灭菌（除菌）的时间间隔nWorst case:用超出保存时间的灌封设备、灌封部件、储罐、无菌物料参与培养基灌封n2.产品从无菌过滤到灌封加塞完成所需要的时间nWorst case：无菌过滤后存放在储罐内的培养基模拟实际生产时产品的最大储存时间后再灌封n产品在灌装后的储存时间应在培养基灌封中验证429/6/2022最差条件的设计（2）灌封的持续时间Duration of runsn最保守的设计：在培养基灌封试验中，模拟用时最长的瓶子满批量生产所需要的时间，其中包括正常的干扰时间（换班、设备维修）。n其他的设计：1.在生产完成后接着进行培养基灌封实验2.为了减少灌封瓶数，在每批实验刚开始及结束前均灌装培养基，中间空运行灌封机以达到所需要的时间n在任何情况下模拟了与实际生产不相同的情况，都要有记录，并解释原因n在正常生产过程中所需的最长时间，包括可能发生的事件，人员的换班等，应予以模拟439/6/2022最差条件的设计（3）灌封数量n灌封数量没必要总是满批量n惯例：小批量，至少要满批量 大批量，一般至少5000瓶n在模拟无菌生产时间时会超过5000瓶449/6/2022最差条件的设计（4）灌封速度与瓶子规格n灌封速度和瓶子规格的关系n最慢的速度，最大的瓶子规格n最小的瓶子规格，最快的速度459/6/2022最差条件的设计（5）人员n培养基灌封时模拟无菌区可能容纳最多的人数n无菌区工作人员至少每年参与一次培养基灌封n不是每个人员都要参与最差条件的模拟n看，不是参与469/6/2022最差条件的设计（6）设备装配n动作多n对灌封区环境产生直接影响479/6/2022最差条件的设计（7）干预n正常的（灌封线装配，称量调节，加胶塞，处理倒瓶，取样，环境监测）n非正常的（设备故障，灌封线堵塞，轨道调节，拆卸/替换破损的部件）nSOP中应列出哪些干扰是容许的，非正常的干扰至少每年模拟一次n干扰的次数应该等于正常生产时发生的次数n不应挑战干扰而应避免干扰489/6/2022综合理解培养基灌封实验的条件应充分体现生产操作的实际情况采取特别的生产控制和预防措施，或在环境条件特别好时进行工艺模拟，会造成良好工艺条件的假象。选取SOP范围内的苛刻条件，能证明其有效性挑战条件不是人为的创造特别环境缺陷样品的处理有密封性缺陷的样品应在培养前剔除。对培养过程中发现损坏的样品处理。培养基灌封实验中断续出现微生物污染，是无菌生产线呈现不良趋势的征兆。49