1、Confidential 无菌制药工艺中 先进的完整性检测技术 Shelly Xueyun Ren Zhe Jiang 2011.12 Biopharm MarketingConfidential 主要内容 1 ，为什么要进行完整性检测？ 2 ，法规对完整性检测的要求 3 ，完整性检测的类型及原理 4 ，完整性检测的操作步骤及注意要点 5 ，Pall 完整性测试仪的特点Confidential 为什么进行完整性检测?Confidential 完整性检测的目的? 确认该过滤器是： 正确安装 未被损坏 符合生产厂家制造说明 与经过制造商验证的过滤器性能相同 不是 检测滤膜微孔的“ 孔径”分布Con
2、fidential 完整性检测的重要作用? 过滤器使用者: 确认过滤器性能和规格 保证产品质量 批记录文件 工艺验证文件 符合法规要求 完整性检测对于保证产品质量和批 完整性检测对于保证产品质量和批 次放行是一项重要的工艺控制步骤 次放行是一项重要的工艺控制步骤Confidential 用户对完整性检测的要求 无产品干扰 无结构损坏 过滤器特性 检测操作快速、简单 检测结果清晰、明确 检测结果文件化Confidential 过滤器厂商进行完整性检测的目的？ 过滤器制造商: 产品验证 生产质量控制Confidential 法规对完整性检测的要求Confidential 新版GMP 附录1 无菌药
3、品 第九十四条 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。 第四十三条 进入无菌生产区的生产用气体（不包括可燃性 气体）均应经过除菌过滤。用于无菌生产的公用介质（如压 缩空气、氮气）的除菌过滤器和呼吸过滤器的完整性应定期 检查。Confidential 美cGMP FDA Guidance for Industry Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing （Sept. 2004 ） FDA 无菌药物工业指南 (2004 年9 月) 过滤器的完整性检测可
4、以在 使用前 进行，并且应当在 使用后 常 规进行。 过滤后 进行完整性检测是非常重要的，可以探查到过 滤器在使用过程中可能发生的任何泄漏或者穿孔。前进流和气 泡点，当正确使用时，是两种可以使用的完整性检测方法。 成 品过滤器的完整性检测规范应当与细菌截留验证研究的数据保 持一致。Confidential “人们期待着有某种方法可对这种过滤器进行完整性 测试，以确保它的完整性.” “有一些方法可用于呼吸过滤器原位 完整性测试 .” 呼吸器的完整性检测 有关药用高纯水系统的FDA指南文件1996Confidential 欧盟GMP Annex 1 Manufacture of Sterile M
5、edicinal Products (2008) 无菌药品的生产 113. 已灭菌的 过滤器的完整性，需要使用适当的方法， 在过滤前 进行确认，并需要在使用后立刻进行确认， 包括气泡点、扩散流 或压力保持测试。过滤工艺验证中应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 有记录并进行调查。调查结果应归入批记录。 关键气体和空气过 滤器的完整性需要在使用后确认。其它过滤器的完整性需要定期 进行检测。Confidential 欧盟GMP EMEA Inspections -Good Manufacturing Practice - Questions & An
6、swers 欧盟GMP 问题和解答 问：如何进行除菌过滤器的完整性检测？ 答：法规（附录1 ） 过滤器应当被检测2次，在 使用前 而且在 灭菌后 ， 和使用后 均进行完整性检测。 另外，检测应当 原位 进行以确认滤壳内的整体过滤器的 完整性。 http:/www.ema.europa.eu/Inspections/gmp/q15.htmConfidential 何时进行完整性检测 完整性测试 使用前 使用后 灭菌前 灭菌后Confidential 完整性检测类型Confidential 哪种类型过滤器能进行完整性检测? 除菌级过滤器 （亲水性、疏水性） 除病毒过滤器 除支原体过滤器 部分预过滤
7、器 完整性检测通常只用于 完整性检测通常只用于 膜式过滤器 膜式过滤器Confidential 细菌截留能力 可重复从生产流体中去除所有微生物从而得到无菌流体的滤芯可以称 之为合适的除菌级滤芯。这种滤芯孔径一般为0.2um或者更小 。 对于滤芯生产商来说 对于滤芯生产商来说 , , 0.2 0.2 m m 除菌级滤芯 除菌级滤芯 应符合 应符合 ASTM ASTM （ （ 美国试验材料协会）的 美国试验材料协会）的 方法使用浓度至少为 方法使用浓度至少为 10 10 7 7 /cm /cm 2 2 假单孢菌细 假单孢菌细 菌挑战试验 菌挑战试验 FDA FDA 无菌工艺指南 无菌工艺指南200
8、4 2004Confidential 破坏性检测 非破坏性检测 颗粒挑战 微生物挑战 前进流 泡点 压力保持 水侵入 微生物拦截测试是最敏感的确认过滤除菌能力的完整性检测方法 非破坏性完整性检测是对微生物拦截能力的间接反映 膜过滤器完整性检测类型Confidential 非破坏性方法 前进流 泡点 水侵入Confidential 过滤器完整性检测 前进流 泡点 水侵入 完整性 亲水性 疏水性 检测 膜 膜Confidential 前进流（Forward Flow ） 泡点检测（Bubble Point ） -均源自相同的机理: 检测或观察： 从润湿滤膜的一侧向另一侧穿透的气体流量 非破坏性完整
9、性检测原理Confidential 非破坏性完整性检测原理 润湿液体通过界面张力的分子引力， 被牢牢锁定在微孔间隙中Confidential 原理 气体在湿润滤膜上扩散 显示了气体在低压下扩散漫过湿润滤膜的孔，而液体在毛细管力的作用 下留在孔里, 允许“ 扩散流” 通过。Confidential 原理气体直接穿透滤膜破损微孔 高压 低压 上游 下游 滤膜Confidential 压力, psig 01 02 03 04 05 06 0 气体流量, ml/mn 0 5 10 15 Diffusion Region Transition Region Bulk Flow Region 前进流检测压
10、力 转变区域 大气体流区域 最大流量 扩散流区域 Pressurized Gas Flow Across a Wetted Membrane 压力 vs. 流量曲线Confidential 如果试验测试值 小于 最大前进流 通过 通过 前进流试验结果 试验参数： 滤芯型号：AB1NF7PH4 润湿溶液：水 试验气体：空气 试验压力：2760mbar / 40psi 最大前进流：12ml/minConfidential 前进流和过滤器性能的关联 细菌去除效率 前进流测试 用户的完整性测试 相关联Confidential 前进流数据和缺陷性假单孢杆菌B.diminuta 截留的关联 过滤器 10
11、0 20 50 40 30 60 首次非无菌 用户检测限值 前进流 (ml/min) 无菌 无菌 非无菌 非无菌Confidential 足够大的气体压力下，液体被挤出微孔. . . . 2.5 . . . 定义为泡点压力 “Bubble Point Pressure” 气压 原理表面张力的作用Confidential 湿润滤膜的泡点 显示了气流在较高压力下穿过湿润滤膜的孔，液膜被挤出较大的 那些滤孔，允许“ 大量气流” 通过。Confidential 泡点 Pressure (bar) 2 34 Flow 1000 800 400 600 200 0Confidential 2.10 d d
12、/2 p 2p 充分润湿的滤膜，泡点压力和开孔孔径成反比 . . . 意味着越小的孔径，对应越高的泡点 原理泡点压力与孔径Confidential 如果试验测试值 大于 最小泡点 通过 通过 泡点试验结果 试验参数： 滤芯型号：AB1NF7PH4 润湿溶液：水 试验气体：空气 最小泡点：3180mbar / 46psiConfidential 膜特性曲线图 测量气体在压力作用下的运动情况 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2500 3000 3500 4000 Pressure (mbar) 扩散流 泡点区 大量气流 10” 滤芯 (5000 cm EFA) 142 mm
13、 膜片 (100 cm EFA) 增加的压力 增加的流量 (mil/min) （被测量的气流穿过的湿润滤膜的孔隙率 和分布都一样，只是测量面积不同。）Confidential 泡点应用的“局限” 适合小面积膜片和滤芯 过滤器滤膜泡点很接近限值的情况 检测终点难以确定 可能导致检测误判 使用0.1 m 及高精度滤芯压力可能太高 大面积、多芯过滤器 空气扩散（前进流）流量干扰判断 泡点曲线较难判断 不反映过滤器面积Confidential 水侵入检测 疏水性滤芯完整性检测Confidential 水侵入（WIT ）的原理 完整的疏水膜 气体压力 受压的水 水分子的蒸发流量Confidential
14、水转移机理: 蒸发流量 存在超标孔的疏水膜 气体压力 受压的水 蒸发流量 大体积流量Confidential 空气 空气 压缩气 压缩气 完整性检测设备 完整性检测设备 水 水 上游阀门关闭 上游阀门关闭 外接大气 外接大气 疏水滤芯 疏水滤芯 水侵入法完整性检测Confidential 如果试验测试值 小于 最大水侵入流量 通过 通过 水侵入试验结果 试验参数： 滤芯型号：AB1PFR7PV 试验气体：空气 试验压力：2500mbar 最大水侵入流量：0.38ml/min （25）Confidential 水侵入检测与过滤器性能的关联 细菌截留效率 水侵入 用户的完整性检测 相关联Confi
15、dential 水侵入和缺陷性假单孢杆菌B. diminuta挑战 实验的关联 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 水流量 (mL/min) 首次非无菌 用户检测限值Confidential 水侵入检测 疏水过滤器的完整性检测方法 适合气体过滤器、呼吸器 检测要求 过滤器必须完全干燥 检测用水温度必须在20-25C 过滤器上游不得有泄漏 过滤器上游检测 避免使用有机溶剂润湿滤芯 适合在线检测 可对灭菌滤芯进行检测 检测完毕滤芯可以投入使用 可用完整性检测仪实现全自动检测 应用特点 使用要求Confidential 小结 前进流和泡点检测是基于类似的物理原理：通过润湿 膜的气体流量 水侵
16、入检测是基于液态水是否穿透干燥的疏水性滤膜 检测结果通过表明该滤芯是完整的 与细菌挑战相关联，表明不仅仅是完整性检测本身， 同时能反映滤出液品质（无菌性）Confidential 过滤器被液体润湿程度不同 未润湿 部分润湿 完全润湿 完整性检测液体润湿Confidential 完整性检测润湿液体 标准“ 参考” 检测流体 水: 亲水性和疏水性过滤器 亲水性过滤器FF/BP 疏水性过滤器 WIT 醇水液体: 亲水性和疏水性 FF/BP 工艺流体 ( 衍生值) 产品, 缓冲液,等等.Confidential 产品润湿完整性检测 无需去除水/溶剂 无需稀释产品 节省时间和成本 特别考虑 低表面张力溶
17、剂 高变异性产品 不稳定产品，如过氧化氢 优点 局限性Confidential 过滤器润湿 动态冲洗 过滤器润湿的最好方法 背压 有些情况下进行冲洗时可能需要进行下游限流 静态浸泡 可完全润湿某些类型的的滤膜，但不推荐此法Confidential 外置排 气阀接 近过滤 器并且 置于顶 部 进口关 闭，出 口打开 足够的运行 测试压力 正确连接Confidential 完整性检测时用户需要考虑以下几点 完整性检测流体 压力气源 温度 过滤器供应商提供的标准限 值是否与细菌挑战相关联 完整性测试仪 常用检测气源: 空气 氮气 温度 标准完整性检测在20 +/- 5 C （典型环境温度）进行 在测试期间： 温度变化不 应超过+/- 1 CConfidential Life Sciences Tel: 021-61695671 Mobile: 13817545320 Email: Shelly_xueyun_R
