注射劑一致性評價與無菌藥品包裝系統(tǒng)密封性創(chuàng)新驗證

文/ 曾凡云，李姝潔，李偉，朱劍平

本文將重點介紹并分析檢漏技術的應用，高壓放電密封性檢測和激光密封性檢測的原理及優(yōu)勢——內容覆蓋3種檢漏精度驗證方式的優(yōu)勢與劣勢，以及激光檢漏泄漏率速率。

國家藥品監(jiān)督管理局于2019年10月15日發(fā)布了《化學藥品注射劑仿制藥質量和療效一致性評價技術要求（征求意見稿）》和《已上市化學藥品注射劑仿制藥質量和療效一致性評價申報資料要求（征求意見稿）》兩項重磅政策?！痘瘜W藥品注射劑仿制藥質量和療效一致性評價技術要求（征求意見稿）》第三章在生產工藝滅菌/無菌工藝驗證方面作出了明確的規(guī)定，提出“包裝系統(tǒng)密封性驗證，方法需經適當的驗證”，尤其對于無菌灌裝產品，政策明確要求至少開展“直接接觸無菌物料和產品的容器密封系統(tǒng)的滅菌驗證”等多項驗證，并提交驗證報告，并且再次強調“包裝系統(tǒng)密封性驗證，方法需經適當的驗證”。

隨著固體制劑一致性評價的開展，注射劑一致性評價也緊隨其后。無菌藥品生產中有許多因素可導致藥品包裝容器密封性缺失，從而影響藥品質量。生產質量管理規(guī)范（GMP）中明確規(guī)定無菌藥品包裝容器的密封性應經過驗證，以避免產品遭受污染。微生物挑戰(zhàn)法、色水法、飽和鹽水法等傳統(tǒng)驗證方法，由于檢測效率低、精度不高、驗證過程可能直接污染藥品等諸多原因，在大規(guī)模應用時受到了制約。楚天科技股份有限公司（以下簡稱楚天科技）研發(fā)的無損、高精度的高壓放電法、激光頂空分析法，可良好應用于無菌藥品包裝容器密封性驗證，幫助制藥企業(yè)規(guī)避傳統(tǒng)方法的弊端和風險，從而順利通過注射劑一致性評價。

圖1 安瓿高壓放電檢漏原理示意圖

圖2 替代法示意圖

高壓放電法

就基本原理而言，高壓放電法是一種基于有無漏孔下容抗特性差異的一種密封完整性檢測方法，在容器上加載高壓電，有漏孔時電流會顯著增大，此時可以通過設置閾值來判斷容器密封性。

高壓放電法具有無損、可靠的特點，獲得《美國藥典》（USP）1207和FDA的認可。這項檢測方法中，要求容器中的藥液電導率達到5 μS/cm，并且藥品為非易燃易爆液體，適用于安瓿水針、西林瓶水針、口服液、三合一及軟袋等產品的密封完整性檢查。安瓿高壓放電檢漏原理如圖1所示。

驗證方法

（1）替代法

將管或移液管插入包裝從而制成陽性對照，這一方法成本相對較低并且操作簡單，但在多數情況下，管或移液管與包裝周圍所客觀存在的縫隙，無法將其完全密封，就會形成假陽性對照。在人工操作過程中，也會存在因操作不當引起堵塞缺陷的風險。替代法示意如圖2所示。

（2）對比法

與色水法、微生物挑戰(zhàn)法對比驗證，這一方法適用于批量對比驗證，成本相對較低。其中，色水法對比驗證相比微生物挑戰(zhàn)法對比驗證周期短。此外，對比驗證方法主要驗證高壓放電法是否優(yōu)于色水法，無法驗證高壓放電法的檢測精度。

（3）微孔驗證法

激光在包裝上鉆孔（如圖3所示）并驗證微孔當徑大小，從而形成陽性對照。在驗證時，可直接對陽性對照樣品與陰性對照樣品進行高壓放電法測試。這一方法能夠驗證密封容器完整性，具備查找可能出現(xiàn)缺陷的能力，以及可以較準確地驗證密封容器完整性方法的檢測最小微孔。此種方法的缺點在于：成本高，驗證精度受制于激光鉆孔與檢測手段的最大能力。

圖3 激光在包裝上鉆孔

高壓放電法驗證包裝容器密封完整性

隨著密封性檢測技術的不斷發(fā)展，高壓放電法也越來越多地應用于生產過程中。相比色水法、微生物挑戰(zhàn)法等傳統(tǒng)方法，它具備以下優(yōu)勢：

●零污染：檢測電極與藥品無直接接觸，不使用染色液等液體，對藥品不會產生任何污染。

●高準確度：可檢測出傳統(tǒng)方法無法檢出的超細微裂紋和微孔，檢漏精度高，理論可達0.2 μm，并可進行重復檢測。

●高安全性：加載在產品上的能量低、時間短，不會破壞產品內藥液化學成分，已應用于疫苗、血液制品等高敏感生物制劑，如高蛋白制品、含有活病毒和活細胞的產品。此外，由于是微量電流，即使誤觸碰到電極也不會發(fā)生生命危險。

●零破壞：實現(xiàn)容器的非破壞檢測，根據容器不同的耐電壓值，設定不同的加載電壓，保護容器的自身材質。

●高效率：既可單機生產，也可與生產線聯(lián)動，實現(xiàn)了全自動100%在線對被檢容器單個檢測。

楚天科技的高壓放電的自動檢漏機，可與基于機器視覺檢測的燈檢機連線（圖4所示為楚天AILM燈檢檢漏一體機），適用于安瓿瓶、西林瓶、口服液瓶的檢測，全伺服控制系統(tǒng)，最高檢測速度可達600瓶/min，異物檢測精度達40 μm，檢漏精度優(yōu)于0.2 μm。

圖4 楚天科技AILM80型燈檢檢漏一體機

激光檢測法

就基本原理而言，激光檢測法是一種運用TDLAS（可調諧半導體激光吸收光譜）的激光檢測技術，檢測無菌制劑容器密封完整性的無損、定量方法，該方法通過測量瓶內氧氣濃度信息來判斷容器密封性是否缺失，尤其適用于抽真空、或者充氮氣的凍干藥品容器，《美國藥典》（USP）1207.2明確激光頂空分析法能夠進行頂空真空度分析。TDLAS激光檢測技術原理如圖5所示。

圖5 TDLAS激光檢測技術原理圖

在凍干粉劑工藝中，無菌容器加塞前經過了抽真空或者抽真空后充氮的工藝，瓶體內部的氧氣濃度接近為0，容器和膠塞系統(tǒng)由于自身瑕疵或者封裝、軋蓋工藝問題，都可能使容器內部與外界連通，從而在容器內外發(fā)生氣體交換。圖6所示為多種因素致使瓶體內氧氣濃度發(fā)生變化。

圖6 多種因素致使瓶體內氧氣濃度發(fā)生變化

容器的泄漏速率

容器泄漏速率與容器尺寸、漏孔大小以及初始頂空壓力相關。當容器初始為真空時，一旦出現(xiàn)漏孔，由于外界大氣壓的作用，空氣將快速逸散進入瓶體內部使內部氧氣濃度增加。當容器內初始存在1 atm氮氣時，外界氣體分子只能通過擴散作用，與瓶體內部氮氣發(fā)生交換，最終達到動態(tài)平衡，瓶內外氧氣濃度均為20.9%。

美國藥物協(xié)會（PDA）文件的一張圖片，顯示了1 mL安瓿瓶初始1 atm氮氣下不同漏孔氧氣濃度的變化（如圖7所示），可以 看 出 4.38 μm、10.75 μm 和14.04 μm的漏孔，經過約1天（1 440 min）后瓶體內部氧氣濃度達到約20.9%，瓶內外氣體達到動態(tài)平衡，此時瓶體完全泄漏。

圖7 1 atm氮氣下1 mL安瓿不同漏孔泄漏速率

激光頂空分析法驗證包裝容器密封完整性

目前，國內制藥企業(yè)大多采用破壞性方法來測量真空度或氧氣濃度，來實現(xiàn)對凍干藥品密封完整性的驗證。而顯然，破壞性檢測只適用于少量藥品抽檢。因為，當藥品生產達到一定量時，總會有漏氣藥品產生；甚至在應用中發(fā)現(xiàn)膠塞與瓶體匹配不嚴時，瓶體送出凍干機至鋁塑蓋軋蓋前，造成大量藥品漏氣，采用抽檢方法顯然不能解決這類問題。因此，此時需要采用激光頂空分析實驗室檢測儀和在線檢測設備來監(jiān)控凍干藥品的密封完整性。

在實驗室檢測儀方面，可根據泄漏檢測模型，通過激光法輕易地判斷瓶體的泄漏情況。如果測得瓶體內部含有一定量的氧氣濃度，可以放置一段時間進行再次測量，比如在0、3、6、9個月分別測量，真正實現(xiàn)貨架期藥品的監(jiān)控。通過使用在線頂空分析方法來檢測每支藥瓶的密封性，在線激光頂空分析設備最快速度可達600瓶/min，根據不同的瓶體直徑最低濃度限可檢至2%，且可與視覺檢測相融合（如圖8所示）。

圖8 激光檢測與視覺檢測相融合

結論

水針產品密封性檢測建議采用高壓放電檢測技術，可以達到優(yōu)于0.2 μm的精度，其精度驗證方法采用微孔驗證法最可行。凍干類產品密封性檢測建議采用激光檢測技術，其檢測最低氧氣濃度可達到2%。

滅菌/無菌工藝驗證

對于終端滅菌藥品，至少進行并提交以下驗證報告：

● 藥品終端滅菌工藝驗證；

● 直接接觸藥品的內包材的除熱原驗證或供應商出具的相關證明資料；

● 包裝系統(tǒng)密封性驗證，方法需經適當的驗證；

● 保持時間（含化學和微生物）驗證。

對于無菌灌裝產品，至少進行并提交以下驗證報告：

● 除菌工藝的細菌截留驗證；

● 如不采用過濾除菌而采用其他方法滅菌，提供料液/大包裝藥的滅菌驗證；

● 直接接觸無菌物料和產品的容器密封系統(tǒng)的滅菌驗證；

● 直接接觸產品內包材的除熱原驗證或供應商出具的相關證明資料；

● 無菌工藝模擬試驗驗證，并明確試驗失敗后需要采取的措施；

● 包裝系統(tǒng)密封性驗證，方法需經適當的驗證；

● 保持時間（含化學和微生物）驗證。