探討除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用pall2016.09.21.

1、探討除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用（上）-除菌級(jí)過濾器能否重復(fù)使用的決定 因素及案例研究作者：Jerold M頗爾生命科學(xué)生物制藥部科學(xué)事務(wù)高級(jí)副總裁  一般認(rèn)為除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用可以定義為用于產(chǎn)品或其他工藝流體的多批次過濾。  專為液體和氣體滅菌而設(shè)計(jì)的膜式過濾器在許多生產(chǎn)工藝中被廣泛使用。隨著經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)因素的影響，醫(yī)藥、生物技術(shù)和疫苗產(chǎn)業(yè)開始尋求降低操作成 本、提高收益率的新方法，其中人們可能會(huì)考慮除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用。雖然液體除菌級(jí)過濾器一般設(shè)計(jì)和建議只在單一的批次或者周期生產(chǎn)中使用，但是在許多 應(yīng)用中可能會(huì)涉及到多次使用（重復(fù)使用）。本文

2、作者在上半篇中總結(jié)了可能被定義為重復(fù)使用的不同工藝過程，討論了除菌級(jí)過濾器能否重復(fù)使用的決定因素，并 將在下半篇中提供一個(gè)綜述重復(fù)使用過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)和工藝驗(yàn)證的案例研究，對(duì)此作更加翔實(shí)的說(shuō)明。  當(dāng)孔徑為0.2m和0.1m的除菌級(jí)膜式過濾器應(yīng)用于非無(wú)菌的流體輸送過程時(shí)，例如：減少或控制生物負(fù)載和顆粒物時(shí)，過濾器既可以進(jìn)行完整性試驗(yàn)，也 可以不進(jìn)行完整性試驗(yàn)，因?yàn)樵诖饲闆r下，并不一定期望細(xì)菌的去除率達(dá)到100%，亦即無(wú)菌，也不宣稱其濾出液無(wú)菌。此類過濾器可以被用作預(yù)過濾器，或用作 終過濾器來(lái)控制在進(jìn)料液中可能已經(jīng)很低的生物負(fù)荷。這些過濾器在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下完好

3、時(shí)，雖然經(jīng)過制造商細(xì)菌定量去除的驗(yàn)證，可還是存在邊際風(fēng)險(xiǎn)或者總體失效的 風(fēng)險(xiǎn)，但與在無(wú)菌藥物生產(chǎn)或者生產(chǎn)過程需要維持無(wú)菌狀態(tài)時(shí)發(fā)生染菌所致風(fēng)險(xiǎn)相比，所帶來(lái)的后果要小得多。盡管在這些應(yīng)用中所要求的條件不太苛刻，但是在風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估中還是要考慮使用無(wú)菌級(jí)過濾器所帶來(lái)的眾多風(fēng)險(xiǎn)。  疏水性0.2m精度聚四氟乙烯或者聚偏二氟乙烯膜材質(zhì)的空氣、氣體除菌過濾器及呼吸過濾器傳統(tǒng)上在多批次生產(chǎn)或工藝過程間結(jié)合高壓滅菌或在線蒸汽滅菌已經(jīng)重復(fù)使用。因?yàn)楸疚募杏懻撘后w除菌過濾器的應(yīng)用問題，故空氣、氣體及呼吸過濾器的重復(fù)使用問題將不再進(jìn)行闡述。 重復(fù)使用的定義  一般認(rèn)

4、為除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用可以定義為用于產(chǎn)品或其他工藝流體的多批次過濾。這種情況與多批次空氣、氣體過濾器除菌及呼吸過濾器的重復(fù)使用是一致的。 然而，就液體除菌過濾器來(lái)說(shuō)，其重復(fù)使用有著很多種說(shuō)法。每一種解釋都對(duì)過濾膜性能有不同的意義。在下述情形中，多批次使用的過濾器可被認(rèn)為重復(fù)使用：  批次間無(wú)需移動(dòng)、沖洗、清洗、消毒或者再次滅菌； 僅在批次間進(jìn)行沖洗； 批次間沖洗和再次滅菌； 批次間沖洗、清潔和再次滅菌； 間歇使用并批次間烘干。 無(wú)需清潔或者再次滅菌  可重復(fù)使用的第一種情況，即“無(wú)需移動(dòng)、沖洗、清洗、消毒或者再次

5、滅菌”，過濾器通過初始滅菌，在多批次地過濾流體時(shí)位置不變，沒有任何干擾。盡管來(lái)自重 復(fù)使用增加的風(fēng)險(xiǎn)壓力是最小的，但是一個(gè)顯著的危險(xiǎn)因素是來(lái)自第一批及后續(xù)批次的細(xì)菌在重復(fù)使用的過程中一直存活在膜上。這些細(xì)菌可能在分裂時(shí)產(chǎn)生較小的 細(xì)胞，并遷移通過過濾介質(zhì)中的大孔，直到污染濾出液，影響到后期批次的無(wú)菌性。這種基于時(shí)間的細(xì)菌穿透，有時(shí)被稱之為“穿透生長(zhǎng)”，已有報(bào)告在完整性良好 的0.2m除菌級(jí)過濾器上發(fā)生，甚至在單批處理時(shí)間過長(zhǎng)（超過8h）也有此現(xiàn)象發(fā)生。即使將單一批次簡(jiǎn)單分為多批次，每個(gè)過程使用同一個(gè)過濾器，在較短 的連續(xù)時(shí)段內(nèi)過濾，其結(jié)果將不會(huì)有什么不同

6、。然而，在連續(xù)進(jìn)行的批次間隙，如果過濾器處于不工作狀態(tài)加長(zhǎng)，這種風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性就更大。因?yàn)檫^濾器上沒有 額外損傷，過濾器完整性試驗(yàn)無(wú)法評(píng)估基于時(shí)間的細(xì)菌穿透風(fēng)險(xiǎn)。 批次間沖洗  第二種類似的除菌級(jí)過濾器重復(fù)使用的情況，是在每次使用前為了使上一種產(chǎn)品或上一批產(chǎn)品工藝流體組分過載最小化而用水或其它溶劑沖洗過濾器。這種重復(fù)使用 類型的優(yōu)點(diǎn)是減少了批次與批次之間過程流體組分的交叉污染；通過去除一部分過程流體來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物，可能減慢了所截留細(xì)菌的繁殖，但是基于時(shí)間的細(xì)菌穿透風(fēng) 險(xiǎn)仍在。這是因?yàn)榧词乖跓o(wú)營(yíng)養(yǎng)物的狀態(tài)下，截留的活性生物負(fù)載仍然可以繼續(xù)分裂，進(jìn)

7、而由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)生的粘性分泌物形成生物膠膜，這種生物膠膜是很難沖洗 掉的。如果前一批次生物負(fù)載量很明顯，或者在過濾膜上形成了生物膜，雖說(shuō)使用流體沖洗可以減少細(xì)菌的殘留，但如內(nèi)毒素等的細(xì)菌副產(chǎn)物依然會(huì)污染下游操作， 這是另一種風(fēng)險(xiǎn)。 批次間沖洗和再次滅菌  第三類重復(fù)使用過濾器（批次間沖洗和再次滅菌）可以將基于時(shí)間的細(xì)菌穿透風(fēng)險(xiǎn)限制在一個(gè)單批次操作時(shí)段之外，并且有效控制生物膜的形成。每次重復(fù)使用后和 再次滅菌前，如果過濾器沒有得到充分沖洗的話，滅菌過程將降解被截留的細(xì)菌，留下可析出的數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)的細(xì)菌內(nèi)毒素和其他細(xì)胞副產(chǎn)物，從而污染隨后批次產(chǎn)

8、60;品。這種重復(fù)使用在再次滅菌的過程中對(duì)過濾器也施加了額外的物理壓力。大多數(shù)除菌級(jí)過濾器都經(jīng)過廠商在不破壞完整性或者細(xì)菌截留能力的前提下耐受數(shù)次高壓 滅菌或者原位蒸汽滅菌的測(cè)試確認(rèn)。然而，過濾器廠商確認(rèn)的通常是水潤(rùn)濕的未使用的濾芯，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)室蒸汽滅菌循環(huán)，然后進(jìn)行檢測(cè)。盡管這些測(cè)試表明了過 濾器的耐受性，但不需要模擬在進(jìn)行蒸汽滅菌之前，殘留產(chǎn)品或者清洗劑沒有充分洗脫時(shí)可能產(chǎn)生的額外的過濾器化學(xué)降解。這些測(cè)試也沒有考慮典型的終端用戶過 濾器滅菌過程，與過濾器廠商為支持產(chǎn)品說(shuō)明而進(jìn)行的受控的實(shí)驗(yàn)室操作相比，其對(duì)過濾器可能產(chǎn)生更多的影響。 批次間沖洗、清

9、潔和再次滅菌  第四類重復(fù)使用過濾器（結(jié)合使用批次間沖洗、清潔和再次滅菌）在沖洗和清潔的過程中進(jìn)一步減少了交叉污染和截留的細(xì)菌副產(chǎn)物析出的風(fēng)險(xiǎn)。盡管污染的風(fēng)險(xiǎn)減 少了，但是這類過濾器所面臨的潛在壓力和定期完整性試驗(yàn)不能檢測(cè)到的過濾器破損的風(fēng)險(xiǎn)更大了。在這種重復(fù)使用中除了用合適的溶劑沖洗出工藝流體外，為了溶 解或者降解所截留的污染物，還會(huì)使用強(qiáng)烈的清洗劑。此情況下除了批工藝物料還必須考察濾膜和其他組件材質(zhì)與清洗劑及方法、累計(jì)接觸時(shí)間等的相容性。由于沖 洗不充分而在清潔之后、再次滅菌之前附著于過濾器上的殘留產(chǎn)品或者清洗劑在再次滅菌過程更高溫度條件下更具破壞性

10、。該文后續(xù)的案例研究中運(yùn)用實(shí)例討論了這 種條件下的潛在影響。 間歇使用  由于不同批次間烘干濾膜，故第五類重復(fù)使用情形下過濾器會(huì)面臨一種不同形式的壓力。在反復(fù)的烘干中，一些濾膜可能會(huì)被破壞，通常在使用熱氣爐烘干時(shí)。過濾 器中殘留的污染物、清潔溶劑或者殘?jiān)诤娓傻倪^程中可能會(huì)濃縮，進(jìn)而對(duì)濾膜產(chǎn)生更多的化學(xué)腐蝕，使濾膜發(fā)生常規(guī)的完整性 檢測(cè)不能檢測(cè)到的功能降低。在終端 用戶考慮重復(fù)使用過濾器來(lái)降低過濾成本的各種情況下，必須就全部工藝和重復(fù)使用條件對(duì)過濾器性能和析出物進(jìn)行適當(dāng)?shù)尿?yàn)證。過濾器截留細(xì)菌的能力和指示過濾 器完好之完整性試驗(yàn)的能力不

11、受影響是極其重要的。 重復(fù)使用的應(yīng)用條件  對(duì)于每種應(yīng)用，除工藝條件外，還需要對(duì)重復(fù)使用的風(fēng)險(xiǎn)，包括過濾工藝危險(xiǎn)程度進(jìn)行說(shuō)明。與其他工藝相比，有些工藝過程可能不太關(guān)鍵，不需要最高級(jí)別的無(wú)菌 保證。在這些工藝中，除菌級(jí)過濾器的使用只是為了控制微粒和/或生物負(fù)載，而濾出物并不一定要求無(wú)菌。對(duì)于這類應(yīng)用，用戶可以多考慮過濾器的再次使用。而 其他過程可能需要適當(dāng)級(jí)別的無(wú)菌保證，重復(fù)使用過濾器的風(fēng)險(xiǎn)顯著加大。對(duì)于最嚴(yán)格的應(yīng)用，需要能達(dá)到的最高級(jí)別的無(wú)菌保證，通常會(huì)在生物負(fù)載控制過濾器后 接除菌級(jí)過濾器，并且有時(shí)是雙0.2m，0.2m和0.1m或者雙0.1

12、m的除菌級(jí)過濾器串聯(lián)使用。對(duì)于這樣二級(jí)過濾器組合，在上游過濾器的重復(fù) 使用和最終過濾器的一次性使用可以有一個(gè)平衡；或可以將前一批次的終濾器用作隨后批次的上游過濾器。在每種應(yīng)用中，都要在重復(fù)使用得到的經(jīng)濟(jì)上的好處和由 過早堵塞、完整性缺陷、增加的析出物污染或細(xì)菌的穿透帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)之間進(jìn)行平衡。  以下為除菌過濾器的應(yīng)用?？捎米鞣菬o(wú)菌顆粒去除過濾器或生物負(fù)載控制過濾器、除菌過濾器或兩者：  發(fā)酵罐或者其他用于細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器培養(yǎng)基； 發(fā)酵罐或者生物反應(yīng)器添加劑； 用于細(xì)胞培養(yǎng)基的血清； 工藝用水； 層析緩沖液；

13、60;超濾緩沖液； 溶劑； 消毒劑； 待檢半成品；  非無(wú)菌的活性藥物組分（APIs）； 最終大批量無(wú)菌API；  用于無(wú)菌灌裝驗(yàn)證的無(wú)菌培養(yǎng)基； 終端滅菌注射劑； 無(wú)菌灌裝的除菌注射劑；  無(wú)菌灌裝的無(wú)菌眼藥和局部用藥。  每一種應(yīng)用對(duì)生物負(fù)載控制和或除菌過濾過程都有自身的要求和風(fēng)險(xiǎn)因素。除其條件（沖洗、清潔、再次滅菌和烘干）之外，每一種應(yīng)用還應(yīng)根據(jù)無(wú)菌保證的嚴(yán)格性和任何對(duì)濾出物的影響來(lái)單獨(dú)考慮過濾器的重復(fù)使用。 小結(jié)  任何一次性設(shè)備的重復(fù)使用都會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)和危害，必須加以控

14、制以確保設(shè)備的安全和有效，確保其一直符合制造商的規(guī)格和使用要求。其次要考慮的僅是界定和除菌級(jí) 過濾器重復(fù)使用相關(guān)的一些風(fēng)險(xiǎn)。這些概念不應(yīng)該被解釋為可普遍適用于所有情形，也不能減輕使用者對(duì)這些產(chǎn)品的多次重復(fù)使用的完全責(zé)任。除菌級(jí)過濾器的再生 系統(tǒng)應(yīng)該包括沖洗、清潔和過濾器重新滅菌的所有設(shè)備。再生系統(tǒng)的每個(gè)設(shè)備必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)、構(gòu)建和驗(yàn)證。再生系統(tǒng)中使用的水和其他流體的等級(jí)應(yīng)該在主記 錄中詳細(xì)說(shuō)明。所有再生系統(tǒng)用到的化學(xué)品和所有的濾出液，包括藥物產(chǎn)品殘留物在內(nèi)，都應(yīng)該按照國(guó)家、地區(qū)和當(dāng)?shù)仃P(guān)于操作者和環(huán)境安全的規(guī)定來(lái)處理和廢棄。 文件中應(yīng)該真實(shí)記錄執(zhí)行的全過

15、程和過濾器性能和安全性的檢測(cè)結(jié)果。  再次使用前，要進(jìn)行對(duì)經(jīng)驗(yàn)證的過濾器進(jìn)行完整性、無(wú)熱源、前批流體殘留物或副產(chǎn)物去除的測(cè)試。通過驗(yàn)證試驗(yàn)確立每個(gè)生產(chǎn)過程中重復(fù)使用過濾器的性能和時(shí)間 限制。驗(yàn)證過程應(yīng)該依照FDA有關(guān)無(wú)菌工藝的規(guī)定進(jìn)行，其中在確定過濾器重復(fù)使用限制時(shí)，還應(yīng)該考慮諸如pH、粘度、流速、壓力、溫度，化學(xué)兼容性和水壓 沖擊的影響等因素。另外，必須設(shè)定控制方法，維護(hù)文件以確保含有對(duì)濾出藥品的質(zhì)量、安全或功效有害的產(chǎn)品或清潔劑殘留的過濾器不用于接下來(lái)的批次中。不同 于過濾器廠商所提供的數(shù)據(jù)，重復(fù)使用的過濾器其截留特性、熱原和析出物殘留等數(shù)據(jù)均特定于

16、每一種用戶工藝和條件。盡管有這些警告和包含的風(fēng)險(xiǎn)，有些已經(jīng)制 定了產(chǎn)品和工藝特定之重復(fù)使用方案的制藥公司目前在實(shí)際重復(fù)使用除菌過濾器。  探討除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用（下）-除菌級(jí)過濾器能否重復(fù)使用的決定 因素及案例研究  作者：Jerold M頗爾生命科學(xué)生物制藥部科學(xué)事務(wù)高級(jí)副總裁本文在上篇中總結(jié)了液體滅菌應(yīng)用中重復(fù)使用的適宜性問題最終取決于特定的應(yīng)用、廠商過濾產(chǎn)品 的核心驗(yàn)證研究和終端用戶過濾 工藝的驗(yàn)證。這項(xiàng)評(píng)估包括重復(fù)使用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和對(duì)過濾器完全除菌能力及工藝流體除菌效率的影響評(píng)估。在不兼容的重復(fù)使用條件下，膜有可能發(fā)生降解并危及到&#

17、160;過濾器的細(xì)菌截留性質(zhì)，但這種情況往往被忽視。過濾器廠商的核心驗(yàn)證研究沒有對(duì)這種膜老化的情況進(jìn)行模擬；使用在通常模型狀態(tài)下與截留相關(guān)聯(lián)的普通的產(chǎn)品 完整性試驗(yàn)根本無(wú)法檢測(cè)膜老化過程。本文以一個(gè)綜述重復(fù)使用過程中潛在風(fēng)險(xiǎn)和工藝驗(yàn)證的案例研究充分說(shuō)明了這個(gè)觀點(diǎn)。  一般認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)除菌級(jí)過濾器的非破壞性物理完整性試驗(yàn)（例如：前進(jìn)流擴(kuò)散試驗(yàn)或者泡點(diǎn)試驗(yàn)）與細(xì)菌截留數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，且重復(fù)試驗(yàn)仍然可以證明其完整 性，那么此重復(fù)使用過濾器是可靠的并能提供無(wú)菌的濾出液。前進(jìn)流和泡點(diǎn)試驗(yàn)的方法都能夠高效檢測(cè)過濾器生產(chǎn)中的缺點(diǎn)與不足，例如：膜的大孔或者由于安裝不 當(dāng)而產(chǎn)

18、生的濾芯密封旁路。在不兼容的重復(fù)使用條件下，膜有可能發(fā)生降解并危及到過濾器的細(xì)菌截留性質(zhì)，但這種情況往往被忽視。過濾器廠商的核心驗(yàn)證研究沒 有對(duì)這種膜老化的情況進(jìn)行模擬；使用在通常模型狀態(tài)下與截留相關(guān)聯(lián)的普通的產(chǎn)品完整性試驗(yàn)根本無(wú)法檢測(cè)膜老化過程。 過濾器重復(fù)使用的法規(guī)指南  FDA和ICH（人用藥物注冊(cè)技術(shù)要求國(guó)際協(xié)調(diào)會(huì)議）標(biāo)準(zhǔn)  回顧美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）和歐洲藥品局（EMEA）有關(guān)API和非無(wú)菌藥物的藥品生產(chǎn)管理規(guī)范表明，對(duì)非無(wú)菌APIs或者非無(wú)菌的最終藥 物產(chǎn)品，無(wú)論除菌級(jí)過濾器的使用或重復(fù)使用都沒有特別涉及到。該指南也針對(duì)非無(wú)

19、菌API和生物技術(shù)APIs從發(fā)酵到下游分離純化生產(chǎn)過程中除菌級(jí)過濾器的 使用，包括無(wú)菌過濾培養(yǎng)基、添加劑、緩沖液。雖然在非無(wú)菌API和非無(wú)菌藥物生產(chǎn)過程使用除菌級(jí)過濾器會(huì)考慮現(xiàn)行藥品生產(chǎn)管理規(guī)范，但是關(guān)于除菌級(jí)過濾器 的使用和重復(fù)使用的特殊指導(dǎo)僅由無(wú)菌藥物指南提出。     圖1 沒有進(jìn)行全重復(fù)使用工藝規(guī)模的驗(yàn)證，就重復(fù)使用除菌級(jí)過濾器具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。   ICH Q7A 藥物活性成分生產(chǎn)管理規(guī)范指南中有這樣說(shuō)法：非無(wú)菌API可以考慮除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用?！皹?gòu)建的設(shè)備其與原材料、中間體或API接觸的表面

20、不得對(duì)中間 體或API 品質(zhì)有超過正式或其它已公布的規(guī)格以外的影響?！备鶕?jù)該指南，除了除菌級(jí)過濾器對(duì)API的潛在影響，包括過濾器廠商可能提供的溶出物數(shù)據(jù)以外，當(dāng)在API 生產(chǎn)中重復(fù)使用過濾器時(shí)，終端用戶也應(yīng)該考慮其他對(duì)產(chǎn)品的潛在影響，如：截留的細(xì)菌，未充分去除的產(chǎn)品及過濾器上清洗劑的殘留。對(duì)于無(wú)菌藥物生產(chǎn)過 程，cGMP的相關(guān)規(guī)定如下：“構(gòu)建的設(shè)備其與成分、工藝中材料或藥物產(chǎn)品接觸的表面不得有反應(yīng)、添加或吸附從而對(duì)藥品的安全性、特性、強(qiáng)度、質(zhì)量或純度 產(chǎn)生超過正式或其他已公布的要求以外的影響?！盕DA無(wú)菌過程生產(chǎn)無(wú)菌藥物產(chǎn)品的工業(yè)規(guī)范對(duì)于重復(fù)使

21、用的過濾器表面的潛在影響有著同樣的考慮。現(xiàn)行GMP對(duì)除菌過濾器的使用和重復(fù)使用過程提出了 兩點(diǎn)看法。關(guān)于無(wú)菌藥物產(chǎn)品規(guī)定：“單一批次生產(chǎn)之后的除菌過濾器應(yīng)該進(jìn)行常規(guī)的報(bào)廢處理?！彪m然這條規(guī)定看似不支持除菌過濾器的重復(fù)使用，但是接下來(lái)指 南陳述道：“然而，在重復(fù)使用能被評(píng)估的情形下，除菌過濾器的驗(yàn)證應(yīng)當(dāng)包括將處理的最大數(shù)量批次?！边@一通融條款說(shuō)明：重復(fù)使用除菌級(jí)過濾器時(shí)，除菌過濾 器工藝驗(yàn)證必須評(píng)估終端用戶工藝中清潔、再滅菌過程的影響。規(guī)范還提到：“重要的是過濾后完整性檢測(cè)能夠進(jìn)行以發(fā)現(xiàn)可能在過濾過程中發(fā)生的任何過濾器泄漏 或穿孔。”這個(gè)法規(guī)同時(shí)適用于分隔的多批次和多批次組和。關(guān)鍵點(diǎn)在于，規(guī)范指

22、出過濾器可能危及除菌性能的泄露和穿孔將以完整性試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。歐洲指南 歐委會(huì)關(guān)于人用和獸用藥品生產(chǎn)管理規(guī)范中提到：“在沒有經(jīng)過驗(yàn)證的情況下，同一個(gè)過濾器最多只能使用1個(gè)工作日?！边@句話似乎允許延長(zhǎng)使用時(shí)間和可 能的重復(fù)使用，但是同時(shí)過程驗(yàn)證應(yīng)該考慮到重復(fù)使用對(duì)過濾器產(chǎn)生的任何影響。如API生產(chǎn)規(guī)范中所提的一樣，規(guī)范中還指出“過濾器不得影響產(chǎn)品，不論是去 除組分或釋出物質(zhì)。”這里再次提到過濾器重復(fù)使用前，必須考慮使用過的過濾器上污染物或清洗劑的析出，任何類似的影響必須驗(yàn)證。PDA的建議 關(guān)于除菌級(jí)過濾器重復(fù)使用的行業(yè)建議已經(jīng)受到時(shí)間局限。1988年注射用藥物協(xié)會(huì)（PD

23、A）第一版26號(hào)技術(shù)報(bào)告 “液體除菌級(jí)過濾器”專注于最終藥物滅菌，沒有提到除菌級(jí)過濾器重復(fù)使用的問題。2008年的版本考慮到了美國(guó)之外生物技術(shù)產(chǎn)品和醫(yī)藥產(chǎn)品中除菌級(jí)過濾器 的應(yīng)用，提到：“單一批次生產(chǎn)之后的除菌過濾器應(yīng)該進(jìn)行常規(guī)的報(bào)廢處理?！钡@個(gè)版本也詳細(xì)闡明了FDA對(duì)于重復(fù)使用的無(wú)菌工藝指南：“然而，在重復(fù)使用 能被評(píng)估的情形下，除菌過濾器的驗(yàn)證應(yīng)當(dāng)包括完整性試、細(xì)菌挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)和清潔過程并結(jié)合將處理的最大數(shù)量批次?！?作為兩個(gè)版本PDA文件的合作者，作者支持PDA的建議，對(duì)經(jīng)過一定限度重復(fù)使用和清潔環(huán)節(jié)的過濾器進(jìn)行細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)。圖2 圖中顯示的是折疊膜式過濾器的橫截面，顯示褶型頂端在不當(dāng)清洗

24、和重復(fù)滅菌過程中膜厚度 局部降解的部位。FDA的警告 FDA已經(jīng)加強(qiáng)了在GMP下重復(fù)使用過濾器的指導(dǎo)。一封由FDA發(fā)往無(wú)菌醫(yī)藥生產(chǎn)工廠的警告信如是說(shuō)：“用于多種不同注射劑產(chǎn)品劑型和批次的過濾器 未能對(duì)擴(kuò)大的重復(fù)使用期進(jìn)行驗(yàn)證，沖洗驗(yàn)證數(shù)據(jù)不夠充分支持前批產(chǎn)品組分殘留已被去除你們的反應(yīng)（對(duì)483號(hào)文件）未能保證產(chǎn)品(節(jié)錄)不包含源自前批使用同一過濾器的不同產(chǎn)品的不可接受的殘留。檢查發(fā)現(xiàn)支持前批產(chǎn)品殘留已被去除的沖洗驗(yàn)證數(shù)據(jù)不夠充分。我們擔(dān)心交叉污染的可能性。”另一封由FDA發(fā)往無(wú)菌眼藥生產(chǎn)廠的警告信如下：“根據(jù)確認(rèn)的檢查報(bào)告你們重復(fù)使用除菌過濾器，且只要過濾器達(dá)到制造商的完整性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（節(jié)錄）或

25、在你們內(nèi)控規(guī)定的50次最大使用次數(shù)內(nèi)就會(huì)長(zhǎng)期重復(fù)使用。我們關(guān)心的是重復(fù)使用和高壓滅菌50次后你們過濾器的有效性。我們知道每批次生產(chǎn)前后，你們使用（節(jié)錄）方法對(duì)除菌過濾器進(jìn)行完整性試驗(yàn)。然而，為了評(píng)估50次的重復(fù)使用，我們見到需要用產(chǎn)品對(duì)初次使用的和50次重復(fù)使用后的過濾器進(jìn)行的細(xì)菌截留驗(yàn)證研究。還有，我們并不清楚你們是否用產(chǎn)品對(duì)過濾器進(jìn)行了過濾器溶出物和析出物試驗(yàn)。如果你們有這個(gè)數(shù)據(jù)，請(qǐng)?zhí)峁┙o我們；若無(wú)，請(qǐng)告訴我們何時(shí)能夠提供。”一位FDA的評(píng)論家公開聲明：除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用“不鼓勵(lì)用于無(wú)菌醫(yī)藥產(chǎn)品”，同時(shí)承認(rèn)除菌級(jí)過濾器的重復(fù)使用“對(duì)API產(chǎn)品很普遍”。該評(píng)論家建議：“微生物的截留驗(yàn)證應(yīng)

26、該結(jié)合多次過濾和滅菌過程”，還有“微生物截留驗(yàn)證、多批滅菌過濾循環(huán)后過濾器完整性檢測(cè)、API產(chǎn)品無(wú)菌性應(yīng)相關(guān)聯(lián)。”2008年10月的483觀察報(bào)告中指出：FDA現(xiàn)在要求在批次記錄中注明除菌過濾器在之前什么時(shí)候重復(fù)使用過。過濾器重復(fù)使用驗(yàn)證 根據(jù)PDA和FDA所推薦的內(nèi)容，重復(fù)使用的過濾器之無(wú)菌過濾驗(yàn)證需要一個(gè)多步細(xì)菌截留研究計(jì)劃。PDA的26號(hào)技術(shù)報(bào)告和FDA的無(wú)菌工藝指南現(xiàn)要求對(duì)產(chǎn)品或者工藝流體進(jìn)行初步的生物負(fù)載研究，來(lái)決定用產(chǎn)品過濾器膜片，使用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌挑戰(zhàn)生物缺陷假單胞菌（ATCC 19146）或者一種生物負(fù)載種類在最惡劣的產(chǎn)品和工藝條件下進(jìn)行細(xì)菌截留研究的適合性。這些細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)應(yīng)該用多

27、批過濾膜片（一般三批），“并且用于細(xì)菌截留驗(yàn)證研究的三批膜片中，至少有一張其預(yù)研究或使用前物理完整性試驗(yàn)值在或者接近過濾器廠商的試驗(yàn)參數(shù)限值”。此類研究將充分證明在一次性使用時(shí)濾膜無(wú)菌處理藥品或者工藝流體的能力。然而，該研究將不能預(yù)測(cè)經(jīng)過多次清潔、重復(fù)滅菌和重復(fù)使用循環(huán)后的過濾器性能。對(duì)生產(chǎn)用過濾器應(yīng)進(jìn)行細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)，在真實(shí)的、或首選，最惡劣的工藝條件下進(jìn)行，并且結(jié)合多次清潔、沖洗、重復(fù)滅菌和重復(fù)使用循環(huán)的整個(gè)過程。多批次重復(fù)使用過程，不論無(wú)批次間沖洗還是批次間用溶劑沖洗，經(jīng)?？梢钥s小和模擬至實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。然而，更復(fù)雜的重復(fù)使用過程比如那些需要多次清洗和重復(fù)滅菌循環(huán)，或者周期烘干的，很難在實(shí)驗(yàn)室

28、條件下用膜片、囊式濾器或?yàn)V芯模擬的。這時(shí)，較好的辦法就是在單批次膜片挑戰(zhàn)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，用經(jīng)過了實(shí)際使用、清洗、重復(fù)滅菌和重復(fù)使用過程的濾芯進(jìn)行一系列的細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)。通常生產(chǎn)濾芯適合于此第二階段驗(yàn)證，因?yàn)椤白顗牡哪ぁ币言谧畛醯哪て芯繒r(shí)確認(rèn)，對(duì)用過的生產(chǎn)濾芯的實(shí)驗(yàn)可用以確認(rèn)工藝相容性及衡量濾芯細(xì)菌截留特性的保持。這種檢測(cè)是惟一的方法來(lái)檢測(cè)過濾器除菌性能是否受到多次重復(fù)使用工藝循環(huán)條件的影響。接下來(lái)的案例會(huì)證明完整性試驗(yàn)可能不夠充分。圖3 各種可由或不可由前進(jìn)流試驗(yàn)或者泡點(diǎn)類完整性試驗(yàn)檢測(cè)的重復(fù)使用過程中膜損壞。重復(fù)使用的風(fēng)險(xiǎn) 這里有一個(gè)案例研究強(qiáng)調(diào)了沒有進(jìn)行全重復(fù)使用工藝規(guī)模的驗(yàn)證就重復(fù)使用除菌級(jí)

29、過濾器的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事例。由于保密的原因，此處不涉及特定的工藝細(xì)節(jié)。某醫(yī)藥公司使用大面積的、打褶的除菌級(jí)膜式濾芯，用來(lái)過濾大批量無(wú)菌API抗生素及其溶劑，而所選擇的濾膜和此溶劑有限兼容。這個(gè)局限曾被認(rèn)為是可接受和無(wú)關(guān)緊要的。每次使用之后，過濾器先用水沖洗，然后堿液清洗。堿液再用水從過濾器上沖洗掉（去除程度未經(jīng)確認(rèn)或驗(yàn)證）。過濾器接著進(jìn)行重復(fù)使用批次間的 SIP。過濾器在每批次使用前后都進(jìn)行完整性試驗(yàn)，而且在特定的最大重復(fù)使用次數(shù)內(nèi)一直通過了其推薦的檢測(cè)限值。每個(gè)過濾后批次的無(wú)菌檢測(cè)都是常規(guī)的，并且沒有產(chǎn)品的非無(wú)菌報(bào)告。為了增加過濾器完整性試驗(yàn)和批式無(wú)菌試驗(yàn)的信任度，藥物生產(chǎn)廠商對(duì)已達(dá)到規(guī)定最大重復(fù)

30、使用壽命的過濾器進(jìn)行了細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)。在 ASTM測(cè)定液體過濾膜式過濾器細(xì)菌截留率的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的挑戰(zhàn)試驗(yàn)條件下，證實(shí)了過濾器的細(xì)菌穿透。表明該使用過的過濾器已不再符合除菌級(jí)過濾器的定義 （亦即當(dāng)挑戰(zhàn)水平>107 cf/cm2有效過濾面積時(shí)，缺陷假單胞菌的截留率為100%）。重復(fù)使用的過濾器細(xì)菌截留試驗(yàn)失敗了，盡管事實(shí)上該過濾器通過了完整性測(cè)試，而該測(cè)試關(guān)聯(lián)于過濾器廠商在相似的挑戰(zhàn)試驗(yàn)條件下對(duì)挑戰(zhàn)前未經(jīng)使用的過濾器進(jìn)行的100%的細(xì)菌截留。該研究得到了幾個(gè)重要的結(jié)果：首先，重復(fù)使用的過濾器仍然顯示出高度的細(xì)菌截留能力，但是不再能符合聲稱的100%缺陷假單胞菌截留率，也不再能符合法規(guī)的除菌級(jí)

31、過濾器定義。第二，產(chǎn)品中受控的低生物負(fù)載，結(jié)合稍有降低但仍很明顯的過濾器截留特性，能夠有效阻止工藝過程中可檢測(cè)的細(xì)菌穿透，這一點(diǎn)已由成功的菌檢及不存在非無(wú)菌的產(chǎn)品所證明。第三，使用標(biāo)準(zhǔn)的過濾器完整性測(cè)試不能檢測(cè)出重復(fù)使用過程中的過濾器損壞。對(duì)那些相信過濾器完整性試驗(yàn)可以檢測(cè)出任何大孔、滲漏、或影響除菌過濾性能的缺陷的人，這一結(jié)果看來(lái)是個(gè)反證。這些試驗(yàn)如前進(jìn)流或泡點(diǎn)試驗(yàn)的關(guān)聯(lián)性基于對(duì)新過濾器及那些有在過濾器生產(chǎn)、使用和安裝的過程中造成的實(shí)際損傷或缺陷的濾膜或?yàn)V芯進(jìn)行的細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)。過濾器廠商的細(xì)菌截留驗(yàn)證和完整性試驗(yàn)關(guān)聯(lián)性研究所用的過濾器不包括那些由于終端用戶重復(fù)使用工藝不兼容而損壞的過濾器。這

32、些不兼容性可由未認(rèn)證、清洗、再次滅菌和重復(fù)使用而產(chǎn)生。完整性試驗(yàn)的局限 過濾膜一般被認(rèn)為是很多圓柱形毛細(xì)管，其中細(xì)菌截留僅由對(duì)大于膜上最大孔徑的細(xì)菌的尺寸攔截單獨(dú)控制。依照這個(gè)模型，泡點(diǎn)類試驗(yàn)可以檢測(cè)膜上超標(biāo)大孔或者缺陷（亦即大孔，密封旁路）的存在，前進(jìn)流試驗(yàn)可以提供流量的定量測(cè)量已證明沒有超標(biāo)大孔或者缺陷。然而，微孔濾膜對(duì)細(xì)菌的截留作用不單單是一種由小于細(xì)菌的毛細(xì)孔而產(chǎn)生的尺寸攔截功能。膜的其他性質(zhì)也對(duì)細(xì)菌的截留有貢獻(xiàn)，如多孔結(jié)構(gòu)的形狀和曲折性、膜的厚度（亦即從上游到下游穿過膜孔的流道長(zhǎng)度）、可能發(fā)生在細(xì)菌和任何足夠容納細(xì)菌的大孔壁之間的吸附力等。前進(jìn)流和泡點(diǎn)試驗(yàn)都不足以檢測(cè)出這些次要截留因

33、素的改變。這些條件的不良變化通常不會(huì)發(fā)生在經(jīng)適當(dāng)驗(yàn)證的濾膜制造過程中，完整性試驗(yàn)在檢測(cè)這些截留變化偏差上的局限沒有得到充分的重視。 通過對(duì)重復(fù)使用的打褶濾芯進(jìn)行故障分析，我們最終明確了過濾器細(xì)菌穿透的根本原因。多次重復(fù)使用中的損壞歸結(jié)于膜的化學(xué)降解，使得濾芯的褶型頂端變薄，如圖1所示。局部的化學(xué)損壞和褶型頂端變薄通常指示過濾器的局部干燥，在蒸汽流過褶型頂端的過程中，那些能夠在熱蒸汽條件下對(duì)濾膜造成化學(xué)腐蝕的流體組分會(huì)在這些部位富集。 此例中，膜厚度的局部降解歸因于在重復(fù)使用的SIP重復(fù)滅菌階段熱堿的作用。SIP之前殘留堿的存在是由于堿清洗劑的沖洗不充分，隨后滅菌前濾芯上水的蒸發(fā)引起在重復(fù)使用的

34、SIP重復(fù)滅菌階段褶型頂端的堿濃度增加。褶型頂端殘留濃堿上的蒸汽使溫度的逐漸升高從而加速了上述部位膜表面的化學(xué)降解。局部區(qū)域膜厚度的降低足以能夠讓細(xì)菌穿透。然而，由于這種損壞并沒有穿過整個(gè)膜（沒有洞或者過大的孔），變薄的區(qū)域局限在褶型頂端很小的面積上，無(wú)論泡點(diǎn)試驗(yàn) 還是前進(jìn)流試驗(yàn)沒有超過其各自的通過失敗限值。如圖2所示，泡點(diǎn)試驗(yàn)只能檢測(cè)全厚度的大孔缺陷。前進(jìn)流擴(kuò)散流類試驗(yàn)，原則上與膜厚度相關(guān)，但是不能檢測(cè)出此種情況下僅存在于褶型頂端有限的變薄區(qū)域。由于變薄區(qū)域并未提高前進(jìn)流量到超過試驗(yàn)限值，所以不會(huì)被檢測(cè)到。 結(jié)論 法規(guī)并不鼓勵(lì)除菌過濾器的重復(fù)使用，特別是無(wú)菌的醫(yī)藥產(chǎn)品。經(jīng)過評(píng)估，除菌過濾器也許可以在某些情況下重復(fù)使用，但是重復(fù)使用必須得到驗(yàn)證，即不會(huì)降低過濾器除菌性能或者濾出物質(zhì)量。除了基礎(chǔ)的滅菌驗(yàn)證研究之外，依據(jù)PDA 26號(hào)技術(shù)報(bào)告和FDA的無(wú)菌工藝指南的推薦內(nèi)容，多次重復(fù)使用除菌過濾器的驗(yàn)證應(yīng)該包括對(duì)經(jīng)最大特定數(shù)目的清潔，重復(fù)滅菌，烘干和重復(fù)使用后過濾器的徹底檢驗(yàn)。徹底檢驗(yàn)的內(nèi)容包括細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗(yàn)和過濾器完整性試驗(yàn)。這些試驗(yàn)應(yīng)測(cè)試過濾器對(duì)工藝流體和重復(fù)使用條件的化學(xué)兼容