凍干機(jī)性能驗(yàn)證方法的建立和應(yīng)用

魏榮華 周茂德 何申柔 原結(jié)梅

生物技術(shù)的不斷發(fā)展為生物制藥產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了嶄新的發(fā)展前景，越來(lái)越多的新型藥物被研制，然而多數(shù)的生物藥品對(duì)制造環(huán)境相對(duì)苛刻，為確保生物制品活性在制造及保存過(guò)程中得到完好保留，凍干機(jī)的應(yīng)用起到了重要作用，并被廣泛用于生物醫(yī)藥行業(yè)[1-4]。

凍干機(jī)作為無(wú)菌生物制劑的關(guān)鍵設(shè)備，其各項(xiàng)性能指標(biāo)關(guān)系到凍干產(chǎn)品的質(zhì)量，如凍干機(jī)的清洗滅菌效果與凍干產(chǎn)品雜質(zhì)混入、無(wú)菌要求方面息息相關(guān)[5-6]。板層控溫性能也直接影響產(chǎn)品凍干過(guò)程的成型及藥品的水分含量[7-9]。目前，2010版藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理規(guī)范(good manufacturing practices，GMP)和藥品GMP指南中規(guī)定，藥品生產(chǎn)使用的關(guān)鍵設(shè)備，安裝和調(diào)試完成后，在投入生產(chǎn)前及運(yùn)行一定時(shí)間后必須對(duì)其性能進(jìn)行確認(rèn)，以確保設(shè)備性能仍能符合工藝需求[10-11]。

結(jié)合產(chǎn)品的工藝需求，本研究對(duì)廣州白云山拜迪生物醫(yī)藥有限公司使用的楚天科技股份有限公司生產(chǎn)的LYOTK5凍干機(jī)的抽真空速率、在線清洗與滅菌(cleaning in place /sterilisation in place，CIP/SIP)系統(tǒng)、板層溫度均勻性等性能進(jìn)行確認(rèn)和探討分析。

1 材料與方法

1.1 驗(yàn)證材料

材料包括測(cè)試儀器和指示劑兩部分。

(1)測(cè)試儀器。Power 3000溫度驗(yàn)證系統(tǒng)(深圳市研工科技有限公司)；IntegtestTM V4.0型便攜式完整性測(cè)試儀(北京鈕因華信科技發(fā)展有限公司)。

(2)指示劑。滅菌生物指示劑(ATCC7953上海福澤醫(yī)藥器材有限公司)。

1.2 驗(yàn)證方法

1.2.1 凍干機(jī)抽真空速率測(cè)試

(1)啟動(dòng)凍干機(jī)。根據(jù)凍干產(chǎn)品工藝需求設(shè)置凍干機(jī)真空度為25 Pa，并進(jìn)行抽真空測(cè)試，需3次重復(fù)測(cè)試。

1.2.2 凍干機(jī)在線清洗CIP覆蓋率

(1)在整個(gè)凍干腔體的內(nèi)表面噴灑一層維生素B2水溶液，濃度為15 mg/L，特別注意難以清洗部位(如管口，箱體頂部和板層下方)要噴灑完全。開(kāi)啟注射用水，啟動(dòng)CIP循環(huán)，完成CIP后，用熒光燈照射檢查腔體內(nèi)表面，尋找是否殘留有維生素B2熒光物部位，進(jìn)行3次重復(fù)的測(cè)試。

(2)合格標(biāo)準(zhǔn)。CIP清洗后的腔體內(nèi)部表面無(wú)可見(jiàn)熒光物，清洗覆蓋率100%(參考藥用真空冷凍干燥機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T20032-2012)。

1.2.3 呼吸器性能測(cè)試

(1)呼吸器完整性檢測(cè)。使用IntegtestTMV4.0型便攜式完整性測(cè)試儀，在2500 mbar的測(cè)試壓力下，使用水浸入法檢測(cè)呼吸器的完整性。

(2)呼吸器在線滅菌效果。在呼吸器內(nèi)放置1支滅菌生物指示劑，運(yùn)行凍干機(jī)在線滅菌SIP程序，與在線滅菌SIP測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。滅菌結(jié)束后取出指示劑進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)試。

本研究結(jié)果顯示，該地區(qū)海勤女性人員的總體健康狀況和情感職能等維度的得分均高于國(guó)內(nèi)同性別同年齡段人群，其他維度得分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示女性海勤人員具備良好的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)。但是，男性海勤人員生理功能、生理職能、軀體疼痛、一般健康狀況、社會(huì)功能、情感職能等維度得分均低于國(guó)內(nèi)同年齡段同性別人員，提示由于特殊的生存環(huán)境，男性身體和心理可能受到了一定的影響，因此需加強(qiáng)海勤特殊工作環(huán)境下男性海勤人員身體健康和心理健康防護(hù)，提高男性海勤人員健康生命質(zhì)量。

(3)合格標(biāo)準(zhǔn)。最大流量≤4.5 ml/min，滅菌后的生物指示劑應(yīng)無(wú)菌生長(zhǎng)(參考濾芯生產(chǎn)廠家-美國(guó)亞美濾膜有限公司出廠標(biāo)準(zhǔn))。

1.2.4 在線滅菌SIP測(cè)試

(1)前校準(zhǔn)方法。驗(yàn)證前將驗(yàn)證用溫度探頭和標(biāo)準(zhǔn)溫度探頭同時(shí)放入溫度干井，進(jìn)行前校準(zhǔn)；設(shè)置溫度為100 ℃、132 ℃及121 ℃，進(jìn)行3點(diǎn)校準(zhǔn)；校準(zhǔn)讀取偏差應(yīng)＜0.5 ℃。

(2)將校準(zhǔn)后的溫度探頭通過(guò)驗(yàn)證口接入凍干機(jī)內(nèi)，放置24支度探頭，數(shù)字1～5為凍干機(jī)各板層，6為凍干機(jī)底面。運(yùn)行凍干機(jī)的SIP程序，滅菌溫度121 ℃，滅菌時(shí)間20 min。進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)試。驗(yàn)證測(cè)試完成后將使用溫度探頭進(jìn)行后校驗(yàn)，校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置為121 ℃，后校驗(yàn)讀取偏差應(yīng)＜0.5 ℃(如圖1所示)。

(3)凍干機(jī)滅菌生物指示劑挑戰(zhàn)測(cè)試。在每一個(gè)溫度探頭附近各放置1支生物指示劑(1～24#)，探頭編號(hào)與指示劑編號(hào)一致，凍干機(jī)的SIP程序結(jié)束后取出指示劑進(jìn)行培養(yǎng)。

圖1 在線SIP溫度探頭放置示意圖

(4)合格標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB-8599-2008“大型蒸汽滅菌器技術(shù)要求自動(dòng)控制型”，滅菌階段同一時(shí)刻溫度最熱點(diǎn)與最冷點(diǎn)的溫度偏差≤2 ℃，溫度最小值≥121.0 ℃；依據(jù)衛(wèi)生部令第79號(hào)“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(2010年修訂)”，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)品工藝要求，各溫度點(diǎn)F0≥15 min，滅菌生物指示劑在線滅菌后應(yīng)無(wú)菌生長(zhǎng)。

1.2.5 凍干機(jī)板層溫度均勻性測(cè)試

(1)前校準(zhǔn)。驗(yàn)證前將驗(yàn)證用溫度探頭和標(biāo)準(zhǔn)溫度探頭同時(shí)放入溫度干井，進(jìn)行前校準(zhǔn)，設(shè)置溫度為-50 ℃、-40 ℃、0 ℃、40 ℃及50 ℃的5個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行5點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)讀取偏差應(yīng)＜0.5 ℃。

(2)將校準(zhǔn)后的溫度探頭通過(guò)驗(yàn)證口接入凍干機(jī)內(nèi)，放置1～23#溫度探頭，數(shù)字1～5表示為凍干機(jī)產(chǎn)品板層，T11～3#為溫度探頭放置在第3板層的硅油進(jìn)出口及中心位置，其他溫度探頭均按圖放置在每個(gè)板層的4個(gè)角及中心位置(如圖2所示)。

圖2 板層均勻性溫度探頭放置示意圖

啟動(dòng)凍干機(jī)，將導(dǎo)熱油溫度分別設(shè)置為-40 ℃、0 ℃以及40 ℃的3個(gè)點(diǎn)，導(dǎo)熱油進(jìn)出口溫度在每個(gè)設(shè)置溫度點(diǎn)達(dá)到平衡后，運(yùn)行30 min，分別考察保持在-40 ℃、0 ℃及40 ℃時(shí)，板層溫度的均勻性。進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)試。驗(yàn)證測(cè)試完成后將使用溫度探頭進(jìn)行后校驗(yàn)，校驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置為-40 ℃、0 ℃及40 ℃的3個(gè)點(diǎn)，后校驗(yàn)讀取偏差應(yīng)＜0.5 ℃。

表1 凍干機(jī)抽真空速率測(cè)試結(jié)果

表3 在線SIP測(cè)試結(jié)果

表4 板層溫度均勻性測(cè)試結(jié)果(℃)

(3)合格標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)國(guó)家制藥機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB_T 20032-2012“藥用真空冷凍干燥機(jī)”，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)品工藝要求，保持在-40 ℃、0 ℃及40 ℃時(shí)，各板層的所有測(cè)試點(diǎn)在同一時(shí)刻溫度最大值與最小值溫差應(yīng)≤2 ℃，板層均勻性合格。

2 結(jié)果

2.1 凍干機(jī)抽真空速率測(cè)試結(jié)果

凍干機(jī)抽真空程序。真空度到達(dá)25 Pa以下時(shí)，凍干機(jī)抽真空速率測(cè)試均在標(biāo)準(zhǔn)要求以內(nèi)，見(jiàn)表1。

2.2 凍干機(jī)在線清洗CIP覆蓋率測(cè)試結(jié)果

對(duì)噴灑維生素B2水溶液的凍干腔體進(jìn)行在線清洗CIP測(cè)試，3次重復(fù)試驗(yàn)觀察結(jié)果顯示均無(wú)可見(jiàn)熒光物，清洗覆蓋率為100%。

2.3 呼吸器性能測(cè)試結(jié)果

采用水浸入法檢測(cè)呼吸器濾芯完整性，測(cè)試結(jié)果顯示，同時(shí)3次在線滅菌后滅菌生物指示劑培養(yǎng)結(jié)果為陰性，無(wú)菌生長(zhǎng)，見(jiàn)表2。

表2 濾芯完整性測(cè)試結(jié)果

2.4 在線滅菌SIP測(cè)試結(jié)果

溫度探頭前校準(zhǔn)和后校驗(yàn)讀取偏差均＜0.5 ℃，校準(zhǔn)確認(rèn)合格，在線SIP驗(yàn)證有效。運(yùn)行程序進(jìn)入在線滅菌階段后，統(tǒng)計(jì)滅菌階段同一時(shí)刻溫度最熱點(diǎn)與最冷點(diǎn)的溫度偏差均≤2 ℃，溫度最小值≥121.0 ℃，各溫度點(diǎn)F0≥15 min，生物指示劑在線滅菌后培養(yǎng)結(jié)果為陰性，無(wú)菌生長(zhǎng)，見(jiàn)表3。

2.5 凍干機(jī)板層溫度均勻性測(cè)試結(jié)果

溫度探頭前校準(zhǔn)和后校驗(yàn)讀取偏差均小于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)0.5 ℃，校準(zhǔn)確認(rèn)合格，板層溫度驗(yàn)證有效。板層所有測(cè)試點(diǎn)在同一時(shí)刻溫度最大值與最小值溫差≤2 ℃，各設(shè)置溫度點(diǎn)的板層測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

3 結(jié)論

廣州白云山拜迪生物醫(yī)藥有限公司所使用的LYOTK5凍干機(jī)經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，在線清洗CIP系統(tǒng)清洗覆蓋率為100%，凍干機(jī)箱體內(nèi)的每個(gè)裸露部件和死角部位均能清洗徹底；在線滅菌SIP系統(tǒng)通過(guò)物理參數(shù)和生物指示劑兩方面進(jìn)行評(píng)估，滅菌階段溫度偏差均在2 ℃以內(nèi)，溫度最小值≥121.0 ℃，各溫度點(diǎn)F0≥15 min，滅菌效果好，能夠有效保證凍干機(jī)箱體的無(wú)菌生產(chǎn)環(huán)境；板層溫度點(diǎn)溫差≤2 ℃，溫度分布均勻可使得整批凍干產(chǎn)品質(zhì)量均一。凍干機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示所使用的凍干機(jī)均能達(dá)到生產(chǎn)要求，可有效保證公司產(chǎn)品的凍干質(zhì)量。

本研究通過(guò)實(shí)踐一系列的測(cè)試方法，建立一套適用于公司凍干機(jī)性能驗(yàn)證的方法，為今后凍干機(jī)驗(yàn)證及生產(chǎn)工作的順利開(kāi)展提供依據(jù)。

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