藥品生產設備清潔驗證關鍵點的研究

梁 毅，丁 越（中國藥科大學國際醫藥商學院，南京 210009）

藥品生產設備清潔驗證關鍵點的研究

梁 毅＊，丁 越（中國藥科大學國際醫藥商學院，南京 210009）

目的：為藥品生產企業開展清潔驗證工作提供參考。方法：闡述清潔驗證的概念及其重要性，并結合實例探討在藥品生產過程中如何開展設備清潔和清潔驗證工作。結果與結論：在清潔及清潔驗證工作中應正確選擇清潔標記物、清潔溶劑、清潔方法，確定殘留物限度以及允許殘留物最低限度的分析方法和取樣方法，并對分析方法、取樣方法進行驗證。清潔驗證是降低藥品污染、提高藥品質量的有效途徑，藥品生產企業應重視這項工作。

藥品生產；清潔；清潔驗證；關鍵點

1988年，美國一家藥品生產企業生產的制劑——消膽胺樹脂由于受到農業殺蟲劑的污染從市場上被召回。該企業并沒有生產殺蟲劑，怎么會被污染的呢？經調查發現，是生產該制劑的原料藥受到了農業殺蟲劑生產中少量中間體和降解物質的污染。為該制劑提供原料藥的企業在生產原料藥的過程中，使用了殺蟲劑生產線的回收溶媒桶，該回收溶媒桶又重復地用于貯存該原料藥生產中產生的回收溶媒。由于原料藥供應企業沒有對這些溶媒桶進行有效的監控，沒用對貯存的溶媒進行有效的檢驗，也沒有對桶的清潔規程進行驗證，因此用于該制劑生產中的原料藥的回收溶媒受到了交叉污染。而被殺蟲劑污染的部分原料藥運到了另一地點的制劑生產企業，使該企業的流化床干燥器中的物料袋受到了殺蟲劑的污染，從而造成各批產品的污染。

此次事件，使得美國FDA對于潛在交叉污染的問題日益重視。一種藥品生產結束后，對藥品生產設備進行清潔是防止交叉污染的必要手段。與此同時，只有對清潔方法進行驗證才能確保該清潔方法能有效地將活性物質清除到規定限度，而不會對下一批次品種造成污染。本文通過對清潔驗證相關概念的闡述，結合實例來具體分析實際的清潔驗證工作的開展。

1 清潔驗證的概念及重要性

清潔驗證就是通過科學的方法采集足夠的數據，以證明按規定方法清潔后的設備，能始終如一地達到預定的清潔標準[1]。新版《藥品生產質量管理規范》（GMP）中對清潔驗證的相關要求如下：清潔方法應當經過驗證，證實其清潔的效果，以有效防止污染和交叉污染。清潔驗證應當綜合考慮設備使用情況、所使用的清潔劑和消毒劑、取樣方法和位置以及相應的取樣回收率、殘留物的性質和限度、殘留物檢驗方法的靈敏度等因素。清潔驗證對于藥品生產企業的重要性不言而喻。

2 實施清潔和清潔驗證工作的關鍵點

清潔驗證在歐美國家實行已久，然而我國的藥品生產企業實施清潔驗證工作的情況還不容樂觀，對于如何開展清潔驗證工作還有一些盲點，下面將通過一個例子來具體闡述該如何開展清潔和清潔驗證工作。

假設：某藥廠的反應罐（2000L的搪玻璃罐，假設表面積達到10.5m2）進行以下化學反應：

化學反應式為：A+B→C（D是雜質），反應介質為乙醇。500kgA和440kg B，得到730kg C和大約10kg D。反應用的溶劑乙醇大約1000L。一般來說每批反應會投入過量的A（530kg），所以最后混合物中還有殘留的A大約30kg。各物質在幾種常見溶劑水、乙醇、丙酮中的溶解度見表1。

表1 各物質在3種溶劑中的溶解度Tab 1 Substance solubility of 3kinds of solvents

2.1 清潔標記物和清潔溶劑的選擇

清潔的過程就是溶解的過程，在實際生產中設備往往生產多個品種，各個品種間的理化性質差異較大，因此，必須從各個組分中確定最難清潔的物質作為參照物質。一般選擇產品組中溶解度小、活性或毒性高的成分作為清潔標記物。

清潔溶劑應能有效溶解殘留物，不腐蝕設備，且本身易被清除。人用藥品注冊技術要求國際協調會（ICH）在《殘留溶劑指南》中將溶劑分為3個級別，對其使用和殘留限度有明確的要求。隨著環境保護標準的提高，還應要求清潔劑對環境盡量無害或可被無害化處理。且滿足以上要求的前提下應盡量廉價[1]。根據這些標準，在水中有一定溶解度的盡量選擇水、熱水、堿性或酸性水；對于水不溶、極性小的物質，首選乙醇，其次選擇異丙醇、乙酸乙酯、丙酮等三級溶劑[2]。此外，不提倡采用一般家用的清潔劑，因其成分復雜、生產過程中對微生物污染不加控制、質量波動較大且供應商不公布詳細組成。使用這類清潔劑后，還會帶來另一個問題，即如何證明清潔劑的殘留達到了標準。

再來看上面的例子，反應中使用的溶媒介質是有機溶媒（乙醇），所以可以排除微生物的污染可能（一般只有存在水的系統才考慮微生物的污染可能性）。A可能最大殘留量為30kg，由于A易溶于乙醇，考慮到母液有1000L，殘留A基本上都會溶解在母液系統中；B用量少，且極易溶解于乙醇中，即便有少量殘留，肯定也就在反應后殘留的母液中。所以可以排除A、B殘留的可能性。C、D在乙醇中的溶解度很低，均會析出固體而被轉移出去，但在容器壁上有殘留的可能。因此，對于下一個批次的生產來說，殘留物就只需要考慮C和D。C易溶解于丙酮，730kg的C最多需要73L的丙酮就可以完全溶解了；10kg的D需要的丙酮大概是100L。假設由于轉運和操作的不方便，殘留的物質占全部物質的10%，那么只需要17.3L的丙酮就可以完全清洗設備了。由于反應罐的容積為2000L，17.3L的溶劑量只能勉強蓋住反應罐的底部，所以選擇反應罐1/5～1/3的量的溶劑去洗滌，也就是最少400L的丙酮。綜上，400L的丙酮基本可以完全洗滌干凈殘留物質。

2.2 清潔方法的選擇

藥品專用設備通常不需要殘留驗證，只做微生物的清潔驗證，而對于共用設備必須做殘留驗證。設備清潔方法由設備材質、結構、幾何形狀等特點決定，易拆卸、可擦洗的設備，最好選擇擦洗法清潔；不易拆卸或拆卸后也無法擦洗的設備，只能用沖洗法清潔。沖洗法要求清潔溶劑能到達設備內表面的各部位，被清洗的物質必須能溶解在清潔溶劑中[2]。

從上述的討論可看出，400L丙酮可以清洗干凈反應罐。那么清潔方法是什么呢？方法1：一次將400L丙酮通入反應罐中，關閉后進行攪拌，盡可能讓丙酮接觸到反應罐的所有面積，這是最差的清潔方式。方法2：參考方法1，多做幾次清潔工作，此方式較為浪費。方法3：分幾次操作，第1次采用300L丙酮攪拌均勻30min后放料，第2次采用100L丙酮沖洗罐表面，也可以采用加熱和回流的方法來增加溶解度和清洗的覆蓋面。我們選擇方法3，并將其制定成一個固定的標準操作規程。

2.3 殘留物限度的確定（如何判斷已清潔干凈）

2.3.1 殘留量限度——最低日治療量的1/1000。下批產品的最高日治療劑量中含有上批產品的量不應超過上批產品的最低日治療劑量的1/1000[3]。在上例中，清潔干凈的標準即為殘留的01批物料量占比不超過02批物料總量的1/1000。如果02批物料的總量是740kg，1/1000就是0.74kg，即殘留的01批物料的C不能超過0.74kg。由于01批物料的D遠遠低于主成分02批物料C的1/1000的含量，所以可以不考慮。因此，0.74kg的01批物料的C是我們允許的最大殘留量，那么在10.5m2的表面上如果這些物料是均勻分布的，每25cm2的殘留量為（0.74×1000×25）/（10.5×10000）＝0.176g＝176mg。

2.3.2 殘留物濃度限度為10mg·kg－1。將殘留物濃度限度定為10mg·kg－1是發達國家根據食品法規的習慣要求，對有毒物質都以這種指標規定其許可范圍。藥品清潔驗證時規定由上一批產品殘留在設備中的活性物質全部溶解到下一批產品中的濃度不得高于10mg·kg－1，即下一批產品中含上一批產品活性物質的量應低于10mg·kg－1[3]。

一般來說，對于那些活性小、潛在毒性又大的物質，我們可能會用10mg·kg－1作為清洗干凈的標準。以上述例子來說，01批物料的C殘留在02批物料中不能超過02批總量的10mg·kg－1，02批物料的總量為740kg，則殘留物最大總量為740×10＝7400mg，反應罐總內表面積為10.5×10000＝10.5m2，則表面殘留物限度為7400mg/105000cm2，即每25cm2的殘留量為7400/105000×25＝1.76mg，也就是與前面的數據相差了100倍。

2.3.3 肉眼觀察限度——不得有可見的殘留物。有文獻稱如果設備內表面拋光良好，殘留物與設備表面有較大反差，目檢能發現低至1μg·cm－2的殘留物。雖然這是非常經驗化的數據，與個人的視力、照明、設備的尺寸形狀和觀察的角度等許多因素有關，不可能作為定量、半定量的依據，也無法驗證，但目檢最簡單，且能直觀、定性地評估清潔的程度，有助于發現已驗證的清潔程序在執行過程中發生的偏差，對于日常監控是有價值的。因此，清潔規程中都要求在清潔完成或某些步驟完成后檢查不得有可見的殘留物[1]。

2.4 確定允許殘留物最低限度的分析方法和分析方法驗證

殘留物檢測的分析方法對被檢測物質應有足夠的專屬性和靈敏度，在尋找分析方法的時候，最好是采用已有文獻報道或各國藥典已使用的方法，最低檢測限和最低檢測量能滿足檢測要求。常用方法主要有高效液相色譜法、紫外-可見分光光度法等[4]。

由于殘留物的限度很低，必須對分析方法進行驗證，要求就準確度、精密度、專屬性、線性和范圍及定量限等進行驗證。

（1）專屬性。專屬性是指在其他成分（如雜質、降解產物、相似物等）存在下，分析方法能準確測出被測物的特性。對于清潔驗證來說，應當做試驗證明，在一個具有典型組成的殘留物中，分析方法對被測物的檢出不會受到其他組分的干擾[5]。通常采用的驗證方法為：空白溶劑進樣評價溶劑干擾、進樣量為0評價系統干擾、棉簽浸泡的溶劑進樣評價棉簽干擾。

（2）線性和范圍。線性指在設計范圍內，檢測結果與試樣中被測物的濃度（量）直接呈線性比例關系的能力；范圍指能達到一定的準確度、精密度和線性，測試方法適用的試樣中被測物的高、低限濃度或量的區間[5]。定量檢查應至少測試5個濃度，范圍包含清潔的最低限度和最高限度，線性的相關系數應不低于0.98，濃度范圍應達殘留物限度的50%～150%。

（3）準確度。準確度指用該方法測定的結果與真實值或認可的參考值之間接近的程度，一般以回收率（%）表示。對于清潔驗證來說，在某些情況下，回收率需要盡可能地接近100%，但是有的情況下，回收率低至50%也是可以接受的[5]。

（4）精密度。精密度指在規定的測試條件下，從同一均勻樣品，經多次取樣測定所得結果之間的接近程度[5]。一般以相對標準偏差（RSD）的百分數來表示，在清潔驗證中，精密度要求RSD＜10%。淋洗法和棉簽法用于限度檢查通常不需要做精密度檢查。

（5）檢測限（LOD）和定量限（LOQ）。檢測限是指在確定的試驗條件下，試樣中被測物能被檢測出的最小量；定量限是指在確定的試驗條件下，試樣中被測物能被準確測定的最小量。由于分析目的是要確定痕量的殘留物，所以LOD和LOQ是清潔驗證需要關注的。傳統的方法是信噪比法，LOD一般是噪音的3倍量，LOQ一般是10倍量[5]。淋洗法和棉簽法用于限度檢查只需做檢測限試驗。

在上例中，我們要選擇的確定殘留物最低限度的分析方法必須敏感到能檢測到濃度很低的C的方法才可以。不管用哪種方法，只要是足夠敏感可以分析檢測到殘留物限度的方法就可以。由于LOD與分析方法的敏感度相關，所以這個分析方法一定要驗證LOD的指標，具體可以這樣做：配一個濃度的C，例如1mg·mL－1，然后等比例稀釋下去，比如0.5、0.25、0.125、0.0625、0.03125、0.016、0.008、0.004mg·mL－1，假如發現到0.004mg·mL－1的時候，信噪比為3，那么這個濃度就是LOD。

2.5 取樣方法和取樣方法驗證

確定了分析方法，接著就可以著手制定各取樣點的取樣方案，即確定取樣點位置、取樣面積、取樣方法、取樣數量等。常規的取樣方法有2種，一種是最終淋洗水取樣法，另一種是擦拭取樣法，具體如下[1]：

（1）最終淋洗水取樣。最終淋洗水取樣具有2點優勢：能夠對較大表面進行取樣；能夠對到達不到的系統或日常無法拆卸的部位進行取樣并作出評價[6]。缺點是當溶劑不能在設備表面形成湍流進而有效溶解殘留物時，或者殘留物不溶于水或干結在設備表面時，淋洗水就難以反映真實的情況。當直接檢測淋洗水樣用于清洗方法驗證時，應檢查是否直接檢測了淋洗水樣中的殘留物或污染物。如僅檢測淋洗水樣的水質情況（即使符合藥典檢測方法），而不測定其可能存在的污染物，這種做法是不能接受的[6]。

（2）擦拭取樣。擦拭取樣優點是能對最難清潔部位直接取樣，通過考察有代表性的最難清潔部位的殘留物水平評價整套生產設備的清潔狀況。通過選擇適當的擦拭溶劑、擦拭工具和擦拭方法，可將清洗過程中未溶解的，已“干結”在設備表面或溶解度很小的物質擦拭下來，能有效彌補淋洗取樣的缺點。缺點是很多情況下須拆卸設備后方能接觸到取樣部位，對取樣工具、溶劑、取樣人員的操作等都有一定的要求，總的來說比較復雜。

（3）取樣方法的驗證。為保證清潔的有效性，應該對取樣方法進行驗證。取樣方法一般通過回收率來確認其有效性和重現性。

選擇與設備相同的板材，在數塊大小相同的區域內，分別均勻噴灑已知濃度、不同體積的參照物質對照液，并使其濃度范圍能涵蓋實際殘留濃度，干燥后用選定的清潔溶劑潤濕擦拭回收活性成分[7]。一般回收率不低于50%，有的企業甚至要求不低于80%，多次取樣回收率的RSD不大于20%。檢驗方法一般為薄層色譜法、紫外光譜法、高效液相色譜（HPLC）法。若為法定標準則不需進行驗證，其他方法需進行驗證。取樣過程的驗證實際上是對藥簽、溶劑的選擇、取樣人員操作、殘留物轉移到藥簽、樣品溶出（萃?。┻^程的全面考察。

在上例中，設定的清潔方法為：第1次采用300L的丙酮攪拌均勻30min后放料，然后第2次采用100L的丙酮。最終淋洗水取樣和擦拭取樣這2種方法我們均可以采用。

假設我們選擇擦拭取樣法，首先要考慮擦拭取樣法的代表性，要明確在反應罐的什么位置進行取樣、為什么要在這些位置取樣、是否綜合考慮了最難清潔的部位，將反應罐的結構圖畫出來，并在計劃取樣的位置做好圖示。另外，也要考慮到取樣方法的有效性，也就是要進行取樣方法的驗證。準備一塊與待清潔設備材質相同的25cm2（500mm×500mm）的板材，然后將已知量的C物質溶解后噴灑在25cm2的板材表面，待晾干后用一個棉簽來回進行擦拭（需要確定具體的擦拭路線、擦拭次數、力道大?。Ｈ缓髮⑦@個棉簽溶解到指定體積的指定溶劑中去，分析這個溶劑中的C的濃度，計算出被擦拭出來的C的量和擦拭試驗回收率。

在確認擦拭方法有可以接受的回收率以后，就可以在先前選定的并經過確認的指定位置進行擦拭取樣了。待反應罐被清洗后，進行取樣工作，選取一個面積為25cm2的區域，按照與之前取樣方法驗證一樣的擦拭方法（擦拭路線、擦拭次數、力道大小都要一樣）進行擦拭取樣。接著用一定體積的溶劑來溶解，進行HPLC分析后就可得知我們選擇的具體位置的殘留量。再根據已確定的擦拭取樣回收率和殘留物限度，即可判斷該清潔方法能否將該設備有效地清潔干凈了。

3 其他需注意之處

清潔規程執行記錄應及時、準確地填寫，必須保證清潔過程完全按照規程進行。執行清潔規程的人員應當是將來進行正式操作的人員，取樣也應由經過專門培訓并通過取樣驗證的人員進行。檢驗方法應按照預先開發并驗證的方法進行。所用的試劑、對照品、儀器等都應符合預定要求。驗證過程中出現的偏差均應記錄在案，并由專門人員討論并判斷偏差的性質，確定是否對驗證結果產生實質影響。

對已驗證設備、清潔規程的任何變更以及諸如改變產品處方、增加新產品等可能導致清潔規程或設備變更的變更，應有專門人員審核變更申請后決定是否需要進行再驗證。當以下情形發生時，應進行清潔規程的再驗證：第一，清潔劑改變或清潔程序作重要修改；第二，增加生產相對更難清潔的產品；第三，設備有重大變更；第四，清潔規程有定期再驗證的要求。

4 結語

目前，我國藥品生產企業對于清潔驗證的重視程度不夠，其現狀堪憂，某些企業甚至僅僅將驗證工作當作是應付GMP檢查的臨時任務。事實上，做好清潔驗證工作是藥品生產企業保證其藥品質量的一個有效前提；同時，開展合格的清潔驗證工作也是企業節省能源、降低成本的有效途徑。我國藥品生產企業應該對此提高認識，將清潔驗證工作扎扎實實地落實到日常的藥品生產工作中。

[1] 國家食品藥品監督管理局藥品安全監管司，國家食品藥品監督管理局藥品認證管理中心.藥品生產驗證指南[M].北京：化學工業出版社，2003：172、175、179、181.

[2] 黎 陽.淺談藥品生產設備清潔驗證[J].中國藥事，2008，22（8）：654.

[3] 李 洪，尚春梅.設備清潔驗證殘留物限度標準的確定方法[J].遼寧醫藥，2002，1：18.

[4] 劉華本，陳曉平，范愿軍.制藥設備清潔驗證的關鍵步驟[J].醫藥導報，2009，28（5）：681.

[5] 陳雯秋.清潔驗證中的分析方法驗證[J].中國藥業，2005，14（4）：17.

[6] FDA.Guide To Inspections Validation Of Cleaning Processes[S].1997.

[7] 張愛琴，虞亞慶.藥品生產設備清潔及清潔驗證[J].常州實用醫學，2009，25（5）：316.

Key Points of Cleaning Validation of Drug Manufacturing Equipment

LIANG Yi，DING Yue（School of International Pharmaceutical Business，China Pharmaceutical University，Nanjing 210009，China）

OBJECTIVE：To provide reference for drug manufacturers to carry out cleaning validation.METHODS：The concept and importance of cleaning validation were interpreted，and the way to carry out equipment cleaning and cleaning validation during the production process was investigated on the basis of examples.RESULTS&CONCLUSIONS：During cleaning and cleaning validation，cleaning makers，cleaning solvent，cleaning methods，residue limits and analytical methods should be selected correctly；besides，analytical methods and sampling methods should be validated.Cleaning validation is an effective way to reduce contamination and improve drug quality.Drug manufacturers should pay more attention to this job.

Drug manufacturing；Cleaning；Cleaning validation；Key point

F273；F763

C

1001-0408（2012）33-3073-03

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2012.33.01

＊副教授，碩士研究生導師。研究方向：藥品質量管理與監督。E-mail：ly606@sohu.com

2011-09-22

2012-02-07）