注射剂无菌保证工艺介绍

注射剂无菌保证工艺介绍

注射剂无菌保证工艺是指为实现规定的无菌保证水平所采取的经过充分验证后的灭菌（无菌）生产工艺。在工业上，无菌保证工艺可分为两类：最终灭菌工艺（terminal sterilization process）和无菌生产工艺（aseptic processing）。

最终灭菌工艺：在控制微生物污染量的基础上将完成最终密封的产品进行适当灭菌的工艺。一般来说，本方法成本低，无菌保证水平（SAL，Sterility Assurance Level）≤10-6。

无菌生产工艺：在无菌系统环境下通过无菌操作生产无菌产品的方法，以防止污染为目的，消除可能导致污染的各种可能性来保证无菌水平。目前WHO和欧盟执行的标准是95％可信限度下微生物残存概率不超过0.1％，大概相当于3000瓶产品中不得有1瓶染菌的水平。本方法对环境系统的要求高，产品存在微生物污染的概率远远高于终端灭菌无菌药品。

1 基本原则

1.1注射剂剂型选择的原则

在遵循剂型选择一般原则的基础上，从无菌保证水平的角度考虑，注射剂剂型选择的一般原则如下：

A．首先要考虑被选剂型可采用的灭菌工艺的无菌保证水平的高低。原则上首选剂型应能采用最终灭菌工艺（F0≥8），以保证SAL≤10-6。

B．对有充分的依据证明不适宜采用终端灭菌工艺（F0≥8）且临床必须注射给药的品种，可考虑选择采用无菌生产工艺的剂型。通常无菌生产工艺仅限于粉针剂或部分小容量注射剂。

C.注射剂中大容量注射剂、小容量注射剂和粉针剂之间的互改，如无充分的依据，所改剂型的无菌保证水平不得低于原剂型。

1.2无菌工艺的选择原则

无菌保证工艺选择原则是：应优先选择无菌保证水平高的最终灭菌工艺，只有在充分的工艺研究证明产品无法耐受各种最终灭菌工艺的前提下，才选择非最

终灭菌工艺。

欧洲药品评价局（EMEA）在其规范性文件“选择灭菌方法决策树”（Decision Trees For The Selection of Sterilization Methods (CPMP/QWP/054/98）)中将水溶性药品无菌保证工艺分为：①灭菌条件为121℃，15min的湿热灭菌工艺，②灭菌F0值≥8min，SAL≤10-6的湿热灭菌工艺，③采用微生物截留过滤器的除菌过滤工艺，④需要采用无菌原料和预先灭菌的包装材料进行无菌配臵和灌装的工艺；将非水溶性产品，包括非水溶性液体、半固体和干粉的无菌保证工艺分为：①灭菌条件为160℃，120min的干热灭菌工艺，②其他时间和温度组合，SAL≤10-6的干热灭菌工艺，③非干热灭菌方法，如离子辐射吸收剂量≥25KGy的灭菌工艺，④经验证的更低剂量的辐射灭菌工艺，⑤采用微生物截留过滤器的除菌过滤工艺，⑥需要采用无菌原料和预先灭菌的包装材料进行无菌配臵和灌装的工艺。文件指出，无菌制剂应采用最终灭菌的工艺。只有当产品稳定性问题不可能采用最终灭菌工艺时，才能选择替代灭菌工艺、除菌过滤及无菌生产工艺。

药品是否能耐受最终灭菌工艺，除了取决于药物活性成分本身的化学性质以外，很大程度还与活性成分存在的环境，如药品溶剂、辅料、氧气、原料药中的杂志等密切相关。只有理论和实践都证明即使采用了各种可行的技术方法如除氧、选择合适的溶剂或辅料等之后，活性成分依然无法耐受最终灭菌工艺，才能选择无菌保证水平较低的除菌过滤等无菌生产工艺。

对于注射剂，如果已经证明活性成分可耐受适当的最终灭菌工艺，则不应选择质量风险相对更大的低于药典标准的灭菌工艺或无菌生产工艺。

2 注射剂无菌保证工艺的技术要求 2．1大容量注射剂

应采取最终灭菌工艺，建议首选过度杀灭法（F0≥12），如产品不能耐受过度杀灭的条件，可考虑采用残存概率法（8≤F0≤12），但均应保证产品灭菌后的SAL不大于10-6。采用其他F0值小于8的终端灭菌条件的工艺，原则上不予认可。

如产品不能耐受最终灭菌工艺条件，首先应优化处方工艺，以改善制剂的耐热性。如果确实无法耐受，则应考虑其他剂型。

2．2粉针剂

采用无菌生产工艺的粉针剂，应能保证SAL≤10-3。这主要依赖于无菌生产工艺是否严格按照GMP要求进行生产和验证。

2．3小容量注射剂

应首选最终灭菌工艺，相关技术要求同大容量注射剂。如有充分的依据证明不能采用最终灭菌工艺的品种，且为临床必须注射给药的品种，可考虑采用无菌生产工艺，相关技术要求同粉针剂。

对于过滤除菌工艺同时采用了流通蒸汽辅助灭菌的品种，建议修改为最终灭菌工艺，技术要求同大容量注射剂；对确实无法采用最终灭菌工艺的品种，应修改为无菌生产工艺，技术要求同粉针剂。

对于采用无菌生产工艺生产的小容量注射剂，生产线的验证应结合无菌生产工艺进行。

3．最终灭菌工艺 3.1无菌检查的局限性

数学公式（p＋q）n＝1定量描述了无菌产品污染率q、取样量即样本数n和受污染批次“通过”无菌检查的概率p之间的关系。

所以，基于抽样检验的无菌检查无法保证产品达到药典规定的无菌保证水平，只有通过证明无菌保证工艺的可靠性来推断产品无菌的无菌保证水平。

3.2灭菌的基本原理

各种灭菌方法使微生物死亡的速度都符合一级动力学方程。以湿热灭菌为例，在特定灭菌温度下，某种微生物孢子的死亡速度仅与这个时刻孢子的浓度有关。用数学模型可以表示为：

lgN＝lgN0－kt

N 产品内微生物的残存数 N0 灭菌开始时产品内微生物数 t 累计灭菌时间

k 常数，与微生物耐热性、灭菌温度相关 当N小于1时，其含义为产品存在微生物的概率。

灭菌率（LT）

灭菌率是表示不同灭菌温度所对应的灭菌效果的重要函数。表1给出了以121℃为标准，Z＝10℃时不同温度下的灭菌率。

表1 灭菌温度与灭菌率

灭菌温度（T，℃）

100 110 112 114 116 118 120 121 122

标准灭菌时间（F0值）

标准灭菌时间F0值是指在121℃下的灭菌时间。它的意义在于将不同灭菌温度条件下、灭菌不同时间的灭菌效果，统一表达成为121℃下灭菌所需的时间。

F0＝LT×t

F0 标准灭菌时间 LT 灭菌率 t 灭菌时间

如118℃下灭菌24分钟的F0值计算：118℃的灭菌率为0.50，F0＝0.50×24＝12分钟，即表示118℃下灭菌24分钟相当于121℃下灭菌12分钟。

F0值是衡量、区分无菌保证工艺属于最终灭菌工艺还是无菌生产工艺的重要指标。美国FDA和欧盟习惯上都将灭菌F0值是否≥8分钟视为区别最终灭菌工艺和无菌生产工艺的标志。

微生物耐热参数（D值）

D值是指在特定灭菌条件下，使微生物数量下降一个对数单位或杀灭90％所需的时间（分钟）。

灭菌率（LT）

0.008 0.08 0.13 0.19 0.32 0.50 0.79 1 1.26

无菌保证值

将无菌保证水平（SAL）的负对数值定义为无菌保证值。 无菌保证值＝F0/D-lgN0

无菌保证值与标准灭菌时间（F0）,灭菌开始时产品中的污染微生物数量（N0）和污染微生物的耐热参数(D）密切相关。该公式是确定灭菌工艺最重要的理论基础。

根据灭菌工艺所提供的F0值，还可以将最终灭菌工艺进一步分为过度杀灭灭菌工艺和残存概率灭菌工艺。

3.3残存概率灭菌工艺

美国药典定义的残存概率灭菌工艺指F0值小于12分钟的湿热灭菌程序。适用于热稳定性不是太好的品种，如复方氨基酸注射液、脂肪乳注射液、葡萄糖注射液和含维生素等的小容量注射液。对建立在污染菌残存概率基础上的灭菌工艺而言，产品灭菌前污染微生物的水平及其耐热性是确定灭菌工艺是否提供足够无菌保证水平的决定性因素。因此，生产工艺过程应当将避免产品被耐热菌污染放在首位，而不能仅依靠最终灭菌去消除污染。

3.4过度杀灭灭菌工艺

过度杀灭是指F0值≥12min的灭菌工艺。热稳定性好的产品才能采用过度杀灭工艺。采用过度杀灭灭菌工艺时，即使不考虑产品灭菌前的污染状况，也能保证SAL≤10-6。当然，这并不意味着生产过程中对污染可以完全不加以控制。从控制热源的角度，也应当遵循工艺卫生规范，控制产品的微生物污染。

4.无菌生产工艺

如果产品的热稳定性不佳，无法耐受达到药典要求的无菌保证水平的最低F0值时，方可采用无菌生产工艺。无菌生产工艺系指必须在无菌控制条件下生产无菌制剂的方法，无菌分装及无菌冻干是最常见的无菌生产工艺。后者在工艺过程中需采用过滤除菌法。

无菌生产工艺特别强调维持生产环境的无菌洁净状态并予以监控，以及对药液过滤前微生物污染水平的监控。国外通常将这两项指标列入注册标准，尽管其在成品检验中无法体现出来。

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