氯化鈣注射液滅菌工藝變更研究

王 煥

(上海信誼金朱藥業(yè)有限公司,上海 201506)

0 引言

無菌是注射劑的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)之一,滅菌工藝是影響產(chǎn)品質(zhì)量、保證患者安全的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝步驟之一。《關(guān)于開展仿制藥質(zhì)量和療效一致性評價的意見》以及《化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評價技術(shù)要求》[1-2]等文件指出,對于不進(jìn)行一致性評價的品種,需要對原工藝進(jìn)行評估,必要時進(jìn)行質(zhì)量提升研究,尤其滅菌工藝、濾器與包材選擇(含相容性研究)等需滿足相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)原則和法規(guī)要求。氯化鈣為無機(jī)鹽類注射液,處方亦無其他對溫度敏感的輔料,所用包材為耐熱性能良好的中硼硅玻璃安瓿。參考CDE發(fā)布的《化學(xué)藥品注射劑滅菌和無菌工藝研究及驗證指導(dǎo)原則(試行)》[3]中注射劑滅菌工藝選擇的決策樹,氯化鈣注射液應(yīng)采用過度殺滅法生產(chǎn),更有利于產(chǎn)品的無菌保障水平的控制。

本文中,氯化鈣注射液原滅菌工藝為除菌過濾工藝,計劃變更為終端滅菌工藝,以提升產(chǎn)品的無菌保障水平。除菌過濾工藝變更為終端滅菌工藝是企業(yè)常見滅菌工藝變更的一種[4],雖然對產(chǎn)品的無菌水平控制能力提升,但滅菌工藝的改變?nèi)詴Ξa(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,如藥液的性狀、含量、有關(guān)物質(zhì)等,需要進(jìn)行全面、科學(xué)的研究和驗證工作。

本文以氯化鈣注射液的除菌過濾變更為終端滅菌工藝(見圖1)為例,簡要討論滅菌工藝變更研究工作內(nèi)容。

圖1 注射劑滅菌工藝決策樹

1 研究過程

1.1 滅菌工藝篩選

參考注射劑滅菌工藝決策樹,初步設(shè)定采用終端滅菌工藝進(jìn)行考查。在此基礎(chǔ)上設(shè)定5個滅菌條件:121 ℃×8 min,121 ℃×12 min,121 ℃×15 min,121 ℃×30 min,115 ℃×40 min,以含量、性狀、pH、顏色為考查指標(biāo),初步考查終端滅菌工藝參數(shù)。

結(jié)果(見表1)顯示:通過對5個滅菌條件的考查,未發(fā)現(xiàn)滅菌條件對產(chǎn)品有明顯影響,各樣品含量均符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(95%～105%);滅菌后樣品的pH升高,但均符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。上述結(jié)果表明,5個滅菌條件均滿足終端滅菌需求,結(jié)合各個滅菌條件的無菌保障能力,初步選擇121 ℃×15 min作為終端滅菌條件。

表1 滅菌條件考查結(jié)果

1.2 滅菌工藝驗證

結(jié)合工藝篩選確定的終端滅菌工藝參數(shù),進(jìn)行工藝驗證研究。氯化鈣注射液的滅菌工藝驗證主要在ASMD-2.5機(jī)動門水浴滅菌柜(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司,設(shè)備編號12012911,12012922)上進(jìn)行,滅菌參數(shù)為121 ℃×15 min。在20 mL規(guī)格中,連續(xù)滅菌3批樣品(批號:2010601-4,2010701-4,2010702-4);在10 mL規(guī)格中,連續(xù)滅菌3批樣品(批號:2110201-4,2110202-4,2110203-4)。

氯化鈣注射液(20 mL)驗證批量為90萬毫升/批,理論生產(chǎn)支數(shù)約200盤產(chǎn)品,實際由于管路損耗及大量取樣,可能減少到180盤左右。滅菌柜裝載時分為兩個籠吊(見表2),每個籠吊每層裝8盤,故一層為16盤,20 mL產(chǎn)品最多放置7層(其中第7層由于籠吊中間有橫梁影響放置位置,只能放置12盤)共計108盤,故需要分兩次滅菌。第1次滅菌為氯化鈣注射液(20 mL)滿載,第2次滅菌為保證滅菌效果一致,采用填充物(灌裝有胭脂紅溶液的20 mL安瓿瓶)填充至滿載。

表2 熱穿透試驗樣品裝載方式(20 mL)

氯化鈣注射液(10 mL)驗證批量為82萬毫升/批,理論生產(chǎn)支數(shù)約256盤產(chǎn)品(約305支/盤),實際由于管路損耗及大量取樣,可能減少到220盤左右;另一方面,II號滅菌器為2個籠吊放樣(見表3),每個籠吊每層裝8盤,故一層為16盤,8層共計128盤。故每批10 mL產(chǎn)品(約220盤)無法在滅菌柜中一次全部裝樣滅菌,因此采用分2次滅菌的形式。第1次滅菌時全部采用氯化鈣注射液(10 mL∶0.5 g)進(jìn)行滿載,剩余樣品在第2次滅菌時以胭脂紅溶液為填充物,填補(bǔ)空余盤,保證達(dá)到滿載形式。

表3 熱穿透試驗樣品裝載方式(10 mL)

1.3 探頭評估

氯化鈣注射液(20 mL)進(jìn)行滅菌時,探頭位置設(shè)置見表4,探頭擺放位置示意圖見圖2和圖3。

圖2 探頭擺放位置立體示意圖(20 mL)

圖3 探頭擺放位置平面示意圖(20 mL)

表4 探頭位置評估(20 mL)

由于滅菌柜結(jié)構(gòu)特點和樣品的擺放情況,氯化鈣注射液(20 mL)在滅菌時溫度探頭分布設(shè)置不充分,未考慮到每個籠吊中間位置的溫度監(jiān)控。因此,在氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中重新設(shè)計溫度探頭分布,探頭位置設(shè)置見表5,探頭擺放位置示意圖見圖4和圖5。

圖4 探頭擺放位置立體示意圖(10 mL)

圖5 探頭擺放位置平面示意圖(10 mL)

表5 探頭位置評估(10 mL∶0.5 g)

1.4 熱穿透試驗

依據(jù)上述樣品裝載方式進(jìn)行氯化鈣注射液樣品裝載,裝載產(chǎn)品后,將部分探頭用電工膠帶固定,將固定好探頭的產(chǎn)品放置在相應(yīng)位置,進(jìn)行121 ℃×15 min程序滅菌,同步收集溫度巡檢探頭數(shù)據(jù)。

1.5 生物指示劑挑戰(zhàn)實驗

在研究過程中,生物指示劑挑戰(zhàn)實驗與熱穿透試驗同時進(jìn)行,生物指示劑擺放于溫度探頭附近。將生物指示劑與放置有探頭的產(chǎn)品綁在一起滅菌,滅菌后取出,經(jīng)56 ℃培養(yǎng)48 h;同時,培養(yǎng)一個相同批號的未滅菌生物指示劑,進(jìn)行空白比對。

檢測所用生物指示劑為3M壓力蒸汽滅菌生物培養(yǎng)指示劑,由美國3M公司生產(chǎn),指示劑孢子量為2.9×105cfu/支。根據(jù)生物指示劑說明書,以56 ℃下培養(yǎng)48 h后的結(jié)果為參考標(biāo)準(zhǔn):培養(yǎng)后,指示管不變色,表示滅菌通過;指示管變色,表示滅菌不通過。

2 研究結(jié)果

2.1 熱穿透實驗結(jié)果

根據(jù)數(shù)據(jù)計算各探頭F0值,兩規(guī)格產(chǎn)品的熱穿透試驗結(jié)果如下。

氯化鈣注射液(20 mL):從表6的結(jié)果評估,氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)的滅菌工藝驗證中,II號滅菌器(設(shè)備編號:12012922)滅菌階段121 ℃×15 min的滅菌F0值最低為18.98,符合最低F0值＞12的驗證要求;I號滅菌器在滅菌階段F0值最低為17.99,符合最低F0值＞12的驗證要求。

表6 熱穿透試驗結(jié)果(20 mL)

氯化鈣注射液(10 mL):從表7的結(jié)果評估發(fā)現(xiàn),氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中,II號滅菌器(設(shè)備編號:12012922)在滅菌階段F0值最低為18.86,符合最低F0值＞12的驗證要求。

表7 熱穿透試驗結(jié)果(10 mL∶0.5 g)

2.2 生物指示劑挑戰(zhàn)試驗結(jié)果

結(jié)果顯示,在兩種規(guī)格的氯化鈣注射液隨驗證批生產(chǎn)進(jìn)行每次生物挑戰(zhàn)試驗時,在121 ℃×15 min滅菌條件下連續(xù)進(jìn)行6次,同時每次送檢進(jìn)行培養(yǎng)時,均取用一支同批號生物指示劑進(jìn)行空白對照培養(yǎng),試驗結(jié)果為陽性對照生物指示劑培養(yǎng)后均呈陽性,隨產(chǎn)品滅菌的生物指示劑均呈陰性,符合驗證標(biāo)準(zhǔn),說明滅菌后產(chǎn)品能夠保證無菌要求,檢測結(jié)果見表8和表9。

表8 生物挑戰(zhàn)試驗結(jié)果(20 mL)

表9 生物挑戰(zhàn)試驗結(jié)果(10 mL)

2.3 滅菌工藝驗證總結(jié)

通過兩種規(guī)格的氯化鈣注射液的滅菌工藝驗證,Ⅱ號滅菌器(編號:12012922)在121 ℃×15 min終端滅菌條件下,設(shè)備運行、性能均符合驗證設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),并且各項驗證指標(biāo)經(jīng)過至少3次連續(xù)確認(rèn),證明該設(shè)備在本次擬定的終端滅菌條件下,裝載量在108盤的情況下運行及性能合格穩(wěn)定,可用于最終滅菌氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)的生產(chǎn)。使用Ⅰ號滅菌器(編號:12012911)對氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)進(jìn)行終端滅菌時,最終滅菌結(jié)果合格,同樣可用于產(chǎn)品生產(chǎn)。

3 結(jié)語

注射劑的滅菌步驟是影響藥品質(zhì)量、保證患者安全的關(guān)鍵工藝步驟之一。在滅菌工藝變更的研究工作中,需結(jié)合藥物的理化特性,參考相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)原則選擇合適的滅菌工藝。在滅菌工藝選擇中重點考慮被滅菌產(chǎn)品無菌保證水平以及藥物的熱穩(wěn)定性,只要條件允許應(yīng)首選過度殺滅法,該滅菌工藝的無菌保證水平高,但對工藝控制要求相對較低,只要嚴(yán)格遵循GMP的要求生產(chǎn),即可確保產(chǎn)品的無菌水平符合要求[5-7]。

在滅菌工藝變更研究工作中[8-10],空載熱分布實驗、裝載熱分布實驗、熱穿透試驗和生物指示劑挑戰(zhàn)實驗是重點考慮的幾個研究工作?？蛰d熱分布主要目的是評估設(shè)備腔室的溫度分布均勻性,測定腔室內(nèi)不同位置的溫差狀況,確定可能存在的冷點、次冷點和熱點、次熱點的位置。裝載熱分布是在空載熱分布試驗的基礎(chǔ)上,充分考慮最大、最小和生產(chǎn)過程中典型裝載量情況,考查和評估在裝載樣品的條件下滅菌柜腔室內(nèi)的溫度分布均勻性,為后續(xù)驗證、生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。在本次滅菌工藝驗證過程中,在參考前期滅菌器的性能確認(rèn)數(shù)據(jù)以及氯化鈣注射液原滅菌裝載方式的基礎(chǔ)上,評估擬定的本次滅菌驗證中的探頭設(shè)計,不再進(jìn)行額外的空載熱分布和滿載熱分布驗證,重點進(jìn)行熱穿透試驗和生物指示劑挑戰(zhàn)試驗,以評估變更后的滅菌工藝。

然而,在本次研究工作中,由于忽略滅菌柜結(jié)構(gòu)特點和氯化鈣注射液(20 mL)樣品的擺放情況,導(dǎo)致在滅菌時溫度探頭分布設(shè)置不充分,未考慮到每個籠吊中間位置的溫度監(jiān)控。因此,在氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中重新設(shè)計溫度探頭分布,補(bǔ)充了對中間位置的探頭分布考查,并結(jié)合驗證結(jié)果進(jìn)一步證明了滅菌工藝的合理性。