除菌过滤器选择

随着药品(特别是无菌制剂)的安全性受到越来越广泛的关注，无菌制剂的生产过程也受到药品监管机构越来越严格的管理，无菌制剂的灭菌、无菌操作及除菌过滤等关键生产步骤被逐渐放大置于最大强度和频度的监管中，而这确实也是无菌制剂的关键控制点。

笔者所在单位有一条小容量注射剂流水线，生产产品为非最终灭菌无菌制剂，主要以除菌过滤和无菌操作保证再辅之以最终100 ℃水浴灭菌相结合的方式来达到无菌控制要求。

本文通过对除菌过滤器的选择和相关关键控制环节的无菌质量风险分析，做出了较大的技术和管理改进，降低了小容量注射剂的无菌质量风险。

1除菌过滤材料的概述
目前，用于过滤器常用的主要过滤材料大致有：
(1)混合纤维素酯，常用来制成圆形的单片平板滤膜，用于液体和气体的精过滤；
(2)聚丙烯(PP)，做成折叠式，常用于筒式过滤器，有较大的孔径，其具有亲水性，属粗过滤材料；
(3)聚偏二氟乙烯(PVDF)，属精过滤材料，耐热和耐化学稳定，蒸汽灭菌承受性良好，可制成亲水性
滤膜，较广泛应用于制药工业无菌制剂用水及注射用水的过滤；
(4)聚醚砜(PES)，做成折叠式，常用于筒式过滤器，耐温耐水解性能好，亲水性材料，用于精度较高
的溶液的精过滤；
(5)尼龙，做成折叠式，常用于筒式过滤器，亲水性材料，常用作液体的精过滤；
(6)聚四氟乙烯(PTFE)，做成折叠式，常用于筒式过滤器，疏水性材料，其是使用相当广泛的一种材
料，耐热耐化学稳定，常用于水、无机溶剂及空气的精过滤。

另外，过滤材料按与水的关系分为亲水性（水可浸润的）和疏水性（水不浸润）两种。

亲水性的过滤材料主要应用在水或水/有机溶液混合的过滤和除菌过滤；疏水性过滤材料是通过水被截流或“引导”进入滤膜，主要应用在溶剂、酸、碱和化学品过滤，罐/设备呼吸器,工艺用气,发酵进气/排气过滤。

2除菌过滤器的选择
在小容量注射剂的生产中，利用细菌不能通过致密小孔滤材的原理，过滤除去工艺过程中使用的气体或液体中的微生物。

2.1 除菌过滤器的孔径选择
配制好的药液需要使用适当孔径的过滤器进行过滤，以去除药液中的杂质和细菌。

通常的药液过滤采用两级以上不同孔径的过滤器串联过滤。

在实际生产过程中，通常采用不同孔径的滤器对药液分级过滤，最后通过一个孔径为0.22 μm的微孔过滤器对药液过滤除菌。

药液过滤时，要特别注意确认除菌过滤器的孔径及其在生产过程中的完整性，即除菌过滤器滤膜要进行气泡点试验，试验合格后方可使用。

当药液配制系统使用的方法是一边过滤一边灌装时，这种系统则应该使用两个除菌过滤器串联使用，以保证即便是过滤灌装过程中出现一个过滤器滤膜损坏，也不致影响滤液的无菌性。

2.2 过滤材料
除菌过滤材料不得对被滤过成分有吸附作用，也不能释放物质，不得有纤维脱落。

对小容量注射剂除菌过滤应选材亲水性，且能高精度过滤。

2.3 0.22μm除菌过滤器的特殊要求
（1）过滤器滤膜和结构材料，要求与制品药液具有良好的相溶适应性；（2）过滤器能够通过泡点试验证明其孔径的大小和滤器的完整性；(3)滤材应经过恰当而有效的细菌挑战试验，即生物性质应确认（微生物截留试验）:要求在实际药液而非水的生产条件下，使用缺陷性假单胞菌（菌种ATCC 19146，缺陷性假单胞菌的尺寸：0.68 µm×0.31 µm）验证对微生物截留性能（Brevundimonas diminuta）；(4)滤材应能够耐受121 ℃的蒸汽灭菌。

2.4 过滤效率
过滤过程中的无菌保证程度，与过滤液体的初始生物负荷及过滤器的对数下降值LRV有关。

LRV用于表示过滤器的过滤除菌效率，对0.22 μm的过滤器而言，要求每1 cm2有效过滤面积的过滤除菌效率LRV
值应≮7。

因此过滤除菌时，被过滤产品总的污染量应控制在规定的限度内。

为保证过滤除菌效果，可使用两个过滤器串连过滤。

2.5 除菌过滤器的使用要求
在除菌过滤中，一般无法对全过程中过滤器的关键参数（滤膜孔径的大小及分布，滤膜的完整性及LRV）进行监控。

因此，在每一次过滤除菌前后均应作滤器的完整性试验，即气泡点试验或压力维持试验或气体扩散流量试验。

确认滤膜在除菌过滤过程中的有效性和完整性。

一般情况下，除菌过滤器的使用时间不应超过一个工作日。

滤器和滤膜在使用前应进行洁净处理，并用高压蒸汽进行灭菌或作在线灭菌。

更换品种和批次应先清洗滤器，再更换滤膜。

2.6 除菌过滤器的选择
通过上述分析，我们选择了0.22 µm Millipore的聚偏二氟乙烯(PVDF)和Pall的聚醚砜(PES)及尼龙材料的过滤器作为料液的备选终端除菌过滤器。

目前，在0.22 µm的除菌过滤器供应商中，以Pall和Millipore两家最为出色，两公司均有超过50年以上的过滤器经营和研发历史，各有特色，前者的液体用过滤器主要以聚醚砜(PES)和尼龙为特色，后者则聚偏二氟乙烯(PVDF)为强项。

3除菌过滤器的完整性测试
为了确保除菌过滤器的过滤效果，需要对过滤器的使用前和使用后进行完整性测试，以确保其过滤有效。

目前主要的完整性测试方法有前进流、气泡点和水侵入等测试方法，其主流测试仪有Pall的Flowstar 和Millipore的Intergritest两款。

随着98版GMP推行的日渐深入及新的药品GMP认证检查评定标准的实施，过滤器的完整性测试越来越受到企业和药监检查官员的重视，几乎是逢检必查，特别是关键工艺和关键控制步骤的过滤器的完整性测试已经首当其冲成为每次各种类型的检查重点。

在上述材料的过滤器中，混合纤维素酯和聚丙烯(PP)的完整性较难检测，一般视作无法检测，故其无法成为较好的终端除菌过滤器，存在较大的无菌质量风险。

4 从质量风险分析角度分析无菌过滤与相关改进
4.1 小容量注射剂的无菌质量风险分析
ICH Q9 质量风险管理的基本程序流程图如图1所示。

根据ICH Q9 质量风险管理的基本程序流程，我们对小容量注射剂的无菌质量风险进行了分析。

由于该产品为终端0.22 μm除菌过滤器过滤，并最终100 ℃、30 min水浴灭菌的生产工艺特点，其灭菌程序的F0值偏低，
无法满足F0＞8，单纯的水浴灭菌也无法达到灭菌效果，灭菌不彻底。

这祥，只有在确保除菌过滤的效果的基础上，降低产品灭菌前微生物负荷，才能结合100 ℃、30 min水浴灭菌，达到无菌质量保证。

基于此，我们对实际生产中灭菌前的主要操作步骤进行了风险分析：
(1)原材料和内包装料的风险评估。

潜在风险：产品灭菌前微生物数量失控，可导致微生物质量缺陷。

(2)产品料液配制管路的清洁与灭菌风险评估。

潜在风险：夜间进行料液配制管路清洁与灭菌，缺乏
有效的监测，实际操作和灭菌关键参数无法保证，灭菌效果无法保证，可导致产品灭菌前微生物含量失控。

(3)料液终端除菌过滤器的灭菌效果和完整性风险评估。

潜在风险：终端除菌过滤器的灭菌关键参数
的记录和使用前与使用后的完整性测试，存在现场监测的缺陷将导致灭菌前微生物含量失控。

(4)无菌生产环境和人员造成污染的风险评估。

潜在风险：生产环境失控和操作人员引入造成灭菌前
微生物失控。

4.2 无菌过滤的相关改进
根据以上质量风险分析，我们制定了技术和管理改进措施以降低无菌过滤质量风险，主要如下：
(1)采购标准控制原辅料微生物限度；使用定点采购的内包装，封装严实，防止淋湿和昆虫污染；注
射用水65 ℃以上保温循环；按照SOP对总回水口和其他使用点定期检验微生物和内毒素；降低原材料和内包装料的微生物负荷风险。

(2)正确选择除菌过滤器，加强完整性测试和料液配制管路和除菌过滤器的清洁灭菌在线监测。

其中，选择0.22 µm Millipore的聚偏二氟乙烯(PVDF)和Pall的聚醚砜(PES)及尼龙材料的过滤器作为料液的备选终端除菌过滤器；采用Millipore的Intergritest TM 4作为完整性测试仪进行使用前和使用后完整性测试，确保完整性良好。

设计并制作了符合实际料液配制管路和终端过滤器121 ℃、30 min在线灭菌的温度、压力、时间等关键参数的在线监测记录仪。

并对灭菌效果进行了灭菌效果挑战，灭菌效果良好，且在线记录仪的使用很好，使夜间操作的关键参数得到记录并受控，降低了夜间操作的风险。

(3)每日进行洁净区沉降菌监测，每月进行浮游菌监测，并定期进行洁净区的大消毒，确保稀配环境
为万级，灌封为万级背景下的局部百级的环境控制要求。

并且每批药品生产前对灌封用具进行清洗灭菌，灭菌条件121 ℃、30 min。

灌封用具每个品种专用，降低无菌生产环境和人员造成污染的风险。

5结语
通过上述除菌过滤器的正确选择和对小容量注射剂的无菌质量风险分析并制定了相应的技术和管理改进措施后，从我厂小容量注射剂的年度产品回顾的统计分析中可以看出大大地降低了小容量注射剂的无菌质量风险，达到了很好的预期效果。