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浅谈无菌工艺模拟试验:一场持续的质量保卫战

浅谈无菌工艺模拟试验:一场持续的质量保卫战 澳亚制药
2025-08-15
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无菌工艺模拟试验

2025

一场持续的质量保卫战



(一)何为无菌工艺模拟试验?

无菌工艺模拟试验(Aseptic Process Simulation, APS),是指采用适当的培养基或其他介质,模拟制剂生产中无菌操作的全过程,评价该工艺无菌保障水平的一系列活动。

无菌工艺模拟试验绝非一次性验证活动,而是一项持续性的质量保障工程。它贯穿于药品生命周期的各个阶段,每一次无菌工艺的调整、关键人员/设备的更替,都需要通过无菌工艺模拟试验来重新验证无菌保障水平,直至退役为止。


(二)无菌工艺模拟试验起始点?

无菌工艺模拟试验应从无菌操作的第一步开始,直至无菌产品完全密封结束,如果在产品制备阶段采用了无菌工艺,此部分工艺也应作为模拟验证的一部分。

对于全过程无菌生产(如配制后不能除菌过滤)的产品,无菌工艺模拟还应涵盖原液配制、半成品配制等无菌操作过程。结合生产线的生产工艺确定无菌工艺模拟试验的起始工序。

(三)无菌工艺模拟试验设计的关键要素?

科学合理的试验设计是无菌工艺模拟成功的基础,而这一切始于全面的风险评估。企业应在模拟试验前对无菌生产过程实施系统性风险评估,识别所有潜在风险点,保证模拟试验科学性和有效性的关键。

01

模拟介质的选择与评价?

培养基的选择是试验设计的首要考虑因素。

应结合被模拟产品的特点以及模拟介质的可过滤性、澄清度、灭菌方式等选择合适的模拟介质。不应选择明显具有抑菌性的模拟介质,以确保模拟试验结果的可信度。通常可采用的模拟介质包括促进微生物生长的培养基和安慰剂。

(1)胰酪大豆胨液体培养基(TSB):较为常用的培养基。

(2)如果产品需充入惰性气体、储存在无氧条件,无菌操作在严格的厌氧环境中进行时(即氧气浓度低于0.1%)。应评估是否采用厌氧培养基,如硫乙醇酸盐液体培养基(FTM)或其他适宜的培养基。在厌氧的无菌工艺环境监控中反复发现厌氧微生物或在产品无菌检查中发现厌氧微生物时,需评估增加厌氧培养基。

(3)用于模拟抑菌性产品的培养基,如有必要需评估抑菌性产品残存对其促生长能力及模拟试验结果的影响。

(4)对于包含动物来源成分的培养基,应考虑引入外源性病毒污染的风险,如BSE(可传染性海绵脑病)/TSE(疯牛病)的风险,亦可选用植物源培养基。

02

无菌工艺模拟试验批量

无菌工艺模拟灌装数量应足以保证评价的有效性及完成干预活动,为正确评估常规生产的污染风险,模拟灌装的批量应符合以下要求:

(1)生产批量小于5000支,模拟灌装批量至少与生产批量相同;

(2)产品的生产批量在5000支至10000支,模拟灌装数量应与产品实际的生产批量相当;

(3)大规模生产,即产品的生产批量大于10000支,最低模拟灌装数量应不得低于10000支;

(4)对于超大批量的生产规模,例如大于100000支,则应考虑适当增加模拟的灌装数量。

(5)如采用密封性生产设备,可适当降低模拟数量。

03

无菌工艺模拟试验装量

灌装体积不必与产品相同,但应保证产品通过倒置和旋转接触到所有内表面,并有足够的氧气支持微生物的生长,又应利于对培养基的观察。

04

规格容器

一条灌装线上有多种规格容器时,一般选择最小和/或最大尺寸的容器。

可采用透明的容器代替不透明或棕色的容器。

05

模拟的运转方式

(1)培养基与空瓶之间切换

(2)培养基与无菌注射用水切换

(3)培养基灌装与设备空转的切换

(4)生产结束后模拟

(四)最差条件的挑战?

最差条件指一组包含工艺限度和环境限度的条件,这些条件可能引起工艺或产品失败,但又不至于超出已验证的范围。在这些边缘条件下挑战无菌工艺的稳健性,从而证明在常规生产条件下工艺控制更加可靠。科学设计最差条件是确保模拟试验价值的关键。应通过风险评估并结合无菌生产工艺、设备装备水平、人员数量和干预等因素来设计模拟试验最差条件。包括但不限于以下方面:

屏幕截图 2025-08-13 121720.png


1.人员

(1)人员资质是试验有效性的重要保障。所有参与试验的人员必须接受药品GMP、无菌更衣、无菌操作和微生物知识的培训及考核。进入无菌洁净区的人员不仅要通过更衣程序的确认,还应以文件形式明确每位参与者允许进入的区域和允许执行的无菌操作项目,将人员影响降至最低。

(2)参与人员应包括日常参与到无菌生产的全部人员,同时应考虑人员交叉作业、班次轮换、更衣、夜班疲劳状态等因素。


2.时限

在条件允许的情况下,适当考虑模拟实际生产操作过程中房间、设备、物料消毒或灭菌后放置的最长时间及最长的工艺保留时限等。


3.灌装速度

模拟试验应涵盖产品实际灌装速度范围,基于无菌风险的角度分析评价灌装速度对工艺过程及其他方面的影响程度。

(1)最慢的灌装速度--最大的容器

(2)最快的灌装速度--最小的容器



4.环境

无菌工艺模拟试验期间环境的消毒处理应按正常生产期间的消毒方法进行,避免过度消毒。


5.干预

干预是指由操作人员按照相关规定参与无菌工艺生产的所有操作活动。干预可分为固有的干预和纠正性干预。固有干预是指常规和有计划的无菌操作,如装载胶塞,环境监控,设备安装等;纠正性干预则是指对无菌生产过程的纠正或调整,如生产过程中清除破碎的瓶子,排除卡住的胶塞,更换部件、设备故障排除、手工加塞等。

(1)模拟类型及频次

无菌模拟试验方案中应明确规定固有干预、纠正性干预(如维修、故障停机、设备调试)的频次、类型及复杂程度(如简单干预:倒瓶剔除等;复杂干预:灌装机泵及针头装配、设备故障维修等)。

固有干预及经常发生的纠正性干预一般应在每次模拟中都实施,偶发性的干预可周期性地模拟,如无菌生产过程意外暂停或重启、无菌状态下设备、设施偶发故障排除等。

模拟试验应设计并实施足够数量的纠正性干预,干预频次的设计应考虑生产过程按比例覆盖模拟试验的全过程。

对于无菌取样、调整装量和重复密封过程,均应考虑在分装的前、中、后阶段进行。

(2)干预人员

实施干预的人员(应包括操作、维修人员等)应经过培训和考核,并能按规定的程序实施各种干预。标准化的、简单的固有干预可由部分操作人员实施并据此评价其他人。对于复杂操作,如装配灌装机等,每个从事人员都应在验证过程中模拟,操作条件不应优于日常生产的操作条件。

(3)试验的完整性

模拟试验过程中的所有干预必须记录。纠正性干预记录的内容至少应包括纠正性干预的类型、位置、次数;固有干预记录至少包括干预内容和发生频率。

试验过程的完整记录至关重要。除常规的批记录外,应全过程进行录像监控,这些影像资料对于后续分析干预操作、追溯潜在污染源具有不可替代的价值。所有记录(包括环境监测数据、设备运行参数、人员操作记录等)应详细、准确、可追溯,形成完整的证据链。


(五)培养与观察?

样品培养是结果判定的基础环节。

1.培养条件

在培养前,对灌装样品进行颠倒、轻摇使培养基接触所有内表面。

倒置培养时间至少14天,可选择两个温度进行培养:在20℃—25℃培养至少7天,然后在30℃—35℃培养至少7天。如选择其他培养计划,应有试验数据支持所选培养条件的适用性。在整个培养期间应连续监控培养温度。

2.其他

模拟试验中密封缺陷产品的剔除工艺应采用日常生产的剔除工艺。除密封缺陷的产品外,其他外观缺陷、灌装量异常的模拟产品也应进行培养。

3.培养后检查

培养结束后,应对所有灌装样品逐支进行无菌性检查,通常应在合适的照度下进行目视观察。如在培养后检查中发现密封缺陷的灌装产品,应进行适当的原因调查并采取纠正措施。


(六)环境(包括人员)监控要求?

以日常生产的环境监控方案为基础,模拟生产状况,还应考虑增加额外的监测环节,如人员监测。


(七)计数与平衡?

为保证模拟试验结果的准确性,应对各个阶段的模拟灌装产品进行准确计数,数量应平衡,如发现不平衡,应调查原因并判断本次模拟试验是否有效。



(八)不同剂型应考虑的特殊因素?

冻干制剂

1.冷冻可能使培养基捕获的微生物受损,影响其生长,应给予考虑和评估。如影响明显,则不推荐模拟冷冻过程。模拟冻干时,必须考虑真空度、维持时间及温度。一定温度下的真空度会使培养基沸腾。

2.模拟冻干操作过程有以下两种模式

(1)缩短维持时间模式

(2)全程维持时间模式


(九)可接受标准及结果评价

无菌工艺模拟试验的目标是零污染,应当遵循以下要求:

1.灌装数量少于5000支,不得检出污染品。

2.灌装数量在5000支至10000支时:

(1)有1支污染,需调查,可考虑重复试验;

(2)有2支污染,需调查后进行再验证。

3.灌装数量超过10000支时:

(1)有1支污染,需调查;

(2)有2支污染,需调查后进行再验证。

4.发生任何污染均应调查。

根据调查分析确定可能引起污染的原因,针对性制定有效措施。

结语:持续改进,永无止境

无菌工艺模拟试验是制药企业质量文化的体现,它的持续性特征要求企业建立长效机制:

- 制定科学的验证主计划,统筹各类模拟试验

- 建立完善的知识管理系统,积累历史数据

- 营造全员参与的质量氛围,鼓励持续改进

"成功的无菌工艺不是验证出来的,而是持续维护出来的。"在这场永不停歇的质量保卫战中,唯有秉持持续改进的理念,才能确保每一支无菌药品的安全可靠。


END



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