無菌隔離器歷史由來
無菌檢查隔離器是一種垂直單向流的、提供局部classA級環(huán)境的、人機分離的空氣凈化設(shè)備;它廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)中,在B級潔凈環(huán)境背景下創(chuàng)造A級的灌裝流水線環(huán)境。
在過去的30年中,隔離技術(shù)在制藥行業(yè)逐漸得到推廣,使制藥行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有了巨大的變革。制藥行業(yè)采用隔離器操作技術(shù)主要有2個目的:一是保護產(chǎn)品免遭來自環(huán)境的污染,包括操作人員的活動所帶來的污染;二是保護操作人員,使其避免受到生產(chǎn)過程中有害物質(zhì)和有毒物質(zhì)的傷害。最初隔離技術(shù)引入制藥行業(yè)是從實驗室的無菌測試開始,并逐漸推廣到了大生產(chǎn)過程中。另外,隔離技術(shù)還用于最終產(chǎn)品質(zhì)量控制的常規(guī)檢測方面,如無菌測試等。實現(xiàn)隔離操作的設(shè)備主要有限制進出屏障系統(tǒng)(RABS)和無菌隔離器(Isolator)。
其中,隨著新版藥典的實施和新版GMP要求的不斷發(fā)展完善,無菌檢查離器日益受到了國內(nèi)制藥企業(yè)的關(guān)注。值得注意的是,2015年版《中國藥典》增加了《9206 無菌檢查用隔離系統(tǒng)驗證指導原則》,這是中國藥典首次提到隔離器,隔離器在藥品無菌檢查中的應(yīng)用已經(jīng)成為趨勢。
進口無菌隔離器價格較為昂貴,基本在五百萬人民幣左右,而國產(chǎn)無菌隔離器雖然價格低廉,但行業(yè)還比較混亂,據(jù)儀器信息網(wǎng)編輯獲悉,國家藥典委員會正在研究相關(guān)行業(yè)標準,有望近日出臺。
無菌檢查隔離器采用物理屏障的手段將受控空間與外部環(huán)境互相隔絕的技術(shù),通過袖套口進行安全的操作,為一種隔離。同時采用汽化過氧化氫滅菌技術(shù)(VHP),有效殺滅密閉空間內(nèi)物品表面的微生物,對密閉空間內(nèi)的空氣中及暴露的表面可達6-log。
除濕——使隔離器內(nèi)的空氣循環(huán)通過除濕裝置,將隔離器內(nèi)的相對濕度降低下來,使VHP滅菌效率高;
滅菌——輸入過氧化氫蒸汽,并保持隔離器內(nèi)預期的濃度,保持VHP濃度在700PPM以上,并保持滅菌時間30min以上;
除殘留——停止輸入過氧化氫氣體,將滅菌系統(tǒng)切換到除殘留系統(tǒng),使隔離器內(nèi)的過氧化氫氣體循環(huán)通過催化器進行分解,降低過氧化氫濃度在10PPM以下,然后通過通風以達到殘留值不大于1ppm。
檢查工作狀態(tài)——系統(tǒng)切換至潔凈維持狀態(tài),按設(shè)定的工作風速和艙內(nèi)的正壓,自動變頻調(diào)節(jié)送風量、回風量、新風量,保持艙內(nèi)潔凈度和正壓狀態(tài),同時在線檢測工作區(qū)潔凈度,也可手動啟動浮游菌采樣。
9206 無菌檢查用隔離系統(tǒng)驗證指導原則
無菌檢查用隔離器是為產(chǎn)品無菌檢查試驗提供無菌環(huán)境的一種設(shè)備。封閉式隔離器不直接與外界環(huán)境相連,使用無菌接口或快速轉(zhuǎn)移通道進行物質(zhì)傳遞,一般用于無菌檢查;開放式隔離器允許材料通過艙門進入,艙門內(nèi)有一定的壓力阻止微生物的進入。物品可通過無菌傳遞進入隔離器,整個傳遞過程中可保持隔離器內(nèi)部空間和外部環(huán)境完全隔離。隔離器內(nèi)部能夠反復進行滅菌,內(nèi)壁可用滅菌劑處理,以去除所有的生物負載,滅菌完成后,隔離器通過高效空氣過濾器(HEPA)或更高級別的空氣過濾器向其內(nèi)部輸送潔凈空氣來維持內(nèi)部的無菌環(huán)境。隔離器的使用從根本上避免了操作人員與實驗用物品的直接接觸,操作人員無需穿著專用潔凈服,而是通過隔離器上的操作手套或半身操作服對艙內(nèi)物品、儀器進行操作。手套-袖套組件或半身操作服是隔離器艙體不可分割的一部分,它們由柔軟的材料制成且與所采用的滅菌劑兼容。因此,使用隔離器進行無菌檢驗,可以避免實驗用物品和輔助設(shè)備被污染,提高了無菌試驗結(jié)果的準確性。
一、無菌檢查用隔離器的結(jié)構(gòu)
隔離器一般是由不銹鋼、玻璃、硬質(zhì)塑料或軟質(zhì)塑料(如聚氯乙烯)建成。隔離器的結(jié)構(gòu)一般包括:
1. 空氣處理系統(tǒng)
用于無菌檢測的隔離器應(yīng)配備可截留微生物的高效空氣過濾系統(tǒng)(或更高級別的過濾系統(tǒng))。靜態(tài)時,隔離器內(nèi)部環(huán)境的潔凈度要求應(yīng)達到我國藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)現(xiàn)行版中A級空氣潔凈度的要求。當隔離器與外界環(huán)境有直接開口時,內(nèi)部應(yīng)通過持續(xù)足夠的正壓來維持隔離器內(nèi)部的無菌環(huán)境。
2. 傳遞接口及傳遞門
滅菌后的培養(yǎng)基、稀釋液和實驗用品可以通過帶傳遞功能的滅菌器直接無菌傳遞到隔離器內(nèi)。此外,不同的隔離器也可以通過專門設(shè)計的快速傳遞門(RTP)連接,以實現(xiàn)將實驗物品在兩個或多個隔離器之間進行無菌傳遞。RTP上未經(jīng)滅菌的表面通過互鎖環(huán)或法蘭互相疊合,并通過密封圈封閉,從而防止微生物進入隔離器內(nèi)。
3. 滅菌設(shè)備
滅菌氣體發(fā)生器與隔離器之間氣體管路的連接,應(yīng)確保其密封性。在接近隔離器的部位,進氣與排氣管路上應(yīng)分別安裝有閥門,當氣體發(fā)生器與隔離器的連接、分離或隔離器進行無菌維持時,進、排氣管路閥門應(yīng)予以關(guān)閉。滅菌氣體應(yīng)通過高效空氣過濾器(HEPA)進入隔離器內(nèi)。滅菌結(jié)束后須對滅菌氣體進行排空,保證在進行無菌檢測前,隔離器內(nèi)部的滅菌氣體濃度低于一定值,消除滅菌氣體對無菌檢測的影響。
4. 配套設(shè)備與輔助設(shè)施
隔離器內(nèi)部安裝無菌檢查使用的配套設(shè)備與輔助設(shè)施,如無菌檢查過程中使用的蠕動泵、真空泵及連續(xù)環(huán)境監(jiān)控設(shè)備,其運行不得對隔離器的內(nèi)部環(huán)境造成影響,配套設(shè)備上的電機等關(guān)鍵部件及排氣口設(shè)計應(yīng)置于隔離器的外部,以防運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的擾動氣流、排出的廢氣對隔離器的環(huán)境產(chǎn)生破壞,并防止其內(nèi)部受到化學滅菌劑的腐蝕而產(chǎn)生安全隱患。
二、隔離器安裝位置的選擇
無菌檢查用隔離器安裝環(huán)境的潔凈度要求建議不低于我國現(xiàn)行GMP中D級空氣潔凈度要求,安裝隔離器的房間應(yīng)限制無關(guān)人員出入。應(yīng)保證隔離器安裝地點周圍有足夠的空間,以便于隔離器的移動、物品的輸送和正常維護。
為保證操作人員的安全性與舒適性,安裝隔離器的房間內(nèi)應(yīng)能控制溫濕度。對于某些滅菌技術(shù),溫濕度的控制是至關(guān)重要的。隔離器應(yīng)避免安裝在房間通風口直吹的地方,否則可能導致隔離器艙體部分區(qū)域被冷卻,從而造成滅菌過程中滅菌氣體在隔離器內(nèi)壁局部冷凝。當采用對溫度敏感的滅菌方法時,隔離器房間的溫度應(yīng)當是均一的。
三、隔離系統(tǒng)驗證
無菌檢查用隔離系統(tǒng)的驗證是保證無菌檢查所需無菌環(huán)境的必要條件,隔離系統(tǒng)驗證在完成安裝驗證后應(yīng)定期進行以下驗證。
1. 操作驗證
證明所有報警功能均能按照設(shè)定的要求正常工作;證明 隔離系統(tǒng)可按設(shè)定參數(shù)值運行。
2. 隔離器完整性驗證
隔離器在正常運行條件下應(yīng)能保持良好的完整性。通過泄漏測試來驗證設(shè)備完整性是否達到制造商的要求。為避免外來污染,正常操作時隔離器維持在正壓下,壓差范圍為 20~50Pa。應(yīng)驗證隔離器在動態(tài)條件下維持正壓差的能力。同時,隔離器的高效空氣過濾器(HEPA)也需定期進行完整性檢測。
3. 滅菌驗證
隔離器表面、隔離器內(nèi)的設(shè)備及進入隔離器的各種物料都應(yīng)經(jīng)過處理以降低微生物負載。用于隔離器、實驗物品的滅菌方法應(yīng)能達到或超過使生物指示劑下降6個對數(shù)值的效果??墒褂媚撤N合適的、高抗性的生物指示劑來驗證。完全滅菌法應(yīng)采用每單位106孢子數(shù)的生物指示劑,而陰性對照應(yīng)該采用每單位孢子數(shù)不少于106孢子數(shù)的生物指示劑。使用合適數(shù)量的生物指示劑進行試驗可以從統(tǒng)計學上證明滅菌效果是可以再現(xiàn)以及滅菌劑的分布是否合適。尤其要注意那些滅菌劑濃度較低的地方。隔離器內(nèi)物品和設(shè)備滿載時需要用更多的生物指示劑進行試驗。滅菌程序的確定要經(jīng)過三次連續(xù)的驗證且能使生物指示劑下降超過6個對數(shù)值。
4. 滅菌循環(huán)驗證
運行一個滅菌循環(huán),以確認滅菌循環(huán)各階段實際運行值與其設(shè)定值是否相符。
5. 隔離器內(nèi)部潔凈度驗證
隔離器內(nèi)部的潔凈環(huán)境應(yīng)進行驗證,其懸浮粒子(靜態(tài)的)和微生物應(yīng)達到我國現(xiàn)行GMP中A級空氣潔凈度的要求。
在滅菌氣體滅菌完成后,通過監(jiān)測滅菌氣體的濃度,保證在無菌檢測前隔離器內(nèi)的滅菌氣體殘留量低于可接受值。
6. 儀器儀表的驗證
需對隔離器配置的儀器儀表,比如H2O2傳感器、溫濕度傳感器、壓力傳感器等進行定期校驗。
隔離器一般還應(yīng)進行日常驗證,如操作驗證、隔離器完整性驗證等。
當隔離器出現(xiàn)運行異常、艙體環(huán)境監(jiān)控異?;蜃兏\行程序、運行參數(shù)、無菌檢查隔離器安裝場地變更等應(yīng)進行再驗證。再驗證應(yīng)按照文件化的程序及規(guī)定的可接受標準實施。再驗證的結(jié)果應(yīng)形成記錄并保存。
四、隔離器的應(yīng)用
1. 包裝完整性驗證
隔離器常用的滅菌氣體在滅菌循環(huán)過程中不會穿透螺旋蓋試管、壓塞玻璃瓶、西林瓶、安瓿等密封完好的容器,然而,滅菌氣體對某些透析包裝物會產(chǎn)生不利影響,可能造成對微生物生長的抑制。操作人員應(yīng)通過驗證試驗來證實暴露于滅菌氣體中的供試品包裝容器及無菌檢查過程中所用的器材、稀釋劑、培養(yǎng)基,不會由于滅菌氣體的滲透而影響供試品中低水平微生物污染的檢出。當滅菌氣體存在滲入產(chǎn)品容器、實驗輔助材料、培養(yǎng)基或稀釋液的潛在風險時,操作人員可采取適當?shù)拇胧?,如選用能夠耐受滅菌劑滲透的包裝材料包裝或?qū)⒉牧戏湃霟o菌的密閉容器中,以盡量減少滅菌劑進入包裝或向容器中滲透,但所采取的措施應(yīng)避免造成滅菌不徹底。
在某種程度上,可通過降低滅菌劑濃度及縮短滅菌周期,來降低滅菌劑浸入包裝和容器內(nèi)。
在進行無菌檢驗之前,通常使用滅菌劑處理產(chǎn)品包裝表面來減少進入隔離器的物品表面微生物的負荷量,在使用殺菌劑處理產(chǎn)品包裝時,應(yīng)證明該過程沒有對存在于產(chǎn)品中的低水平污染的微生物造成影響,不會影響檢驗結(jié)果。建議用化學和微生物挑戰(zhàn)試驗來檢測包裝物對污染的抵制能力。經(jīng)過隔離器全部的滅菌過程后,需進行殺菌劑抑制細菌和真菌情況的驗證[參照無菌檢查法(通則1101)]。
2.隔離器內(nèi)部環(huán)境的無菌維持
隔離器內(nèi)部環(huán)境在操作周期內(nèi)的無菌維持需要經(jīng)過驗證。隔離器內(nèi)的微生物監(jiān)控,可通過對滅菌后的第一天和無菌保持期的最后一天的采樣,并對采樣進行培養(yǎng),通過周期性的采樣分析,可以實現(xiàn)隔離器內(nèi)無菌保持情況的驗證。隔離系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者由于偶然因素引起的微生物污染必須進行檢測。
隔離器內(nèi)部表面可采用平面接觸碟、不規(guī)則的表面可采用拭子搽拭進行微生物監(jiān)控,由于培養(yǎng)基殘留會使隔離器產(chǎn)生染菌的風險,因此,最好在檢驗完成后進行微生物監(jiān)測,如果試驗中有培養(yǎng)基殘留,應(yīng)清理干凈。
檢驗用具和樣品進入隔離器的過程最可能造成微生物的污染,所有進入隔離器內(nèi)部物品的無菌驗證是非常重要的,另外,墊圈應(yīng)定期檢查,確保其完整,避免微生物的進入。手套和半身衣可能是另一個微生物污染源,尤其是用于處理無菌檢驗物品的手套,應(yīng)當特別關(guān)注;選擇手套時應(yīng)考慮手套的穿刺抗性、耐磨性及較好的觸感;試驗用的手套應(yīng)保持其完整性,手套上微小的破損很難檢查出來,但使用時,在拉伸情況下,即可發(fā)現(xiàn)手套上微小的破損;用戶使用檢測儀對手套進行檢測時,檢測條件要盡可能與手套使用時的條件一致,微生物檢測可補充物理檢測,檢測時,將手套浸入0.1%的蛋白胨水溶液中,然后采用薄膜過濾法過濾0.1%的蛋白胨水溶液,取出濾膜進行培養(yǎng),根據(jù)是否生長微生物判定檢測手套的完整性,本法可以檢測出其他方法檢測不出的泄露。
采用隔離器內(nèi)部進行連續(xù)的塵埃粒子檢測,可快速檢測到過濾器的泄漏,也可使用便攜式的塵埃粒子檢測器進行周 期檢測,塵埃粒子檢測取樣不能對隔離器內(nèi)部的無菌環(huán)境產(chǎn)生影響。
3. 無菌檢驗結(jié)果的解釋
隔離器內(nèi)部空間及表面已經(jīng)過高水平的滅菌工藝處理,操作人員與無菌檢查環(huán)境沒有直接接觸,而且系統(tǒng)的完整性經(jīng)過驗證,因此,在功能運行正常的隔離器內(nèi)進行無菌檢測,出現(xiàn)假陽性的概率很低,盡管如此,隔離器也僅是個機械設(shè)備,操作人員仍需遵循無菌操作規(guī)范。當出現(xiàn)無菌檢查試驗結(jié)果陽性時,應(yīng)按照無菌檢查法中結(jié)果判斷的要求進行分析,并作出該試驗結(jié)果是否有效的判定。
4. 安全與培訓
操作人員在使用隔離系統(tǒng)進行無菌檢查之前,應(yīng)接受特定操作規(guī)程、日常維護及安全等相關(guān)知識的培訓,并經(jīng)考核合格后方可上崗,培訓內(nèi)容及培訓考核成績應(yīng)記錄在每個操作人員的個人培訓記錄中。操作人員必須遵守化學去污試劑貯存及安全注意事項的規(guī)定,應(yīng)在隔離系統(tǒng)安裝地點的顯著位置張貼化學滅菌劑的材料安全數(shù)據(jù)表(MSDS)。在隔離系統(tǒng)使用前,需要對隔離器及相關(guān)設(shè)備安全性進行檢查并作好使用記錄。