無菌檢查隔離器的設備與應用要求

文/吳文蕾

無菌檢查隔離器的設備與應用要求

文/吳文蕾

2015年12月中國藥典首次以指導性文件形式專門對隔離器的驗證要求進行說明——本文通過對無菌檢查隔離器的實際應用，提出了無菌檢查隔離器的設備要求，并在隔離器的使用要求上出了看法和意見。

2015年12月正式實施的中國藥典四部中，新增了通則9206-無菌檢查用隔離系統驗證指導原則，這是中國藥典首次以指導性文件形式專門對隔離器的驗證要求進行說明，該文件以美國藥典為參考，結合了國內當前技術條件，詳述了無菌檢查隔離器的相關驗證要求。無菌檢查隔離器能有效降低無菌檢查中發生假陽性的概率，同時由于其可以放置在中國藥典中推薦的D 級環境，降低了對QC 實驗室環境控制的要求，簡化了人員更衣等程序。無菌檢查隔離器以其可控的、先進的、低能耗的優勢，在QC無菌檢查實驗室中越來越得到關注。

表1 硬墻式隔離器與軟艙體隔離器的優缺點比較

然而，國內用戶對無菌檢查隔離器的理解程度不一，國內設備廠家的技術與產品質量也參差不齊。目前業內無相對明確統一的技術標準和應用指南，這為無菌檢查測試本身帶來了很多隱患。另一方面，國內多數用戶對隔離器使用也存在許多誤區，這為我們國家藥品質量控制帶來了很大的隱患。本文通過對無菌檢查隔離器的實際應用，提出了無菌檢查隔離器的設備要求，并在隔離器的使用要求上出了看法和意見。

無菌檢查隔離器的發展階段

早在20世紀80年代以來，隔離技術在世界范圍內已經得到了廣泛的應用，而作為制藥行業內最早引入隔離技術的實驗室無菌檢查行業，在國際市場上已經經歷了數代變更。

第一代：以PVC等軟性材料作為主體結構材料，空氣處理系統設計為紊流結構；操作部件以手套/袖套組件、半身服為主，并以臭氧或過氧乙酸等消毒方式對控制微生物的主流手段。

第二代：隨著對無菌隔離技術和滅菌技術的發展，隔離器發展為以不銹鋼材料為主體結構材料，但結構上仍然保留了艙體內紊流設計。滅菌方式以連接外置的汽化或噴霧的過氧化氫設備為主。

第三代：為加強無菌檢查隔離器使用過程中的風險控制和基于操作人員職業健康方面的考慮，隔離器發展為以不銹鋼為主體材料，單向流設計，集成在線環境監測裝置，汽化過氧化氫滅菌系統與隔離器集成。具備符合21CFR Part11的電子簽名和電子記錄要求，實現記錄的災難恢復、審計追蹤等數據完整性的法規要求。

無菌檢查隔離器技術要求

隔離器的材質

無菌檢查隔離器目前國內市場最常見的有兩種材質的隔離器，一種是以不銹鋼、鋼化玻璃為主要材料的“硬艙體”隔離器；另一種是PVC膜為艙體結構的“軟艙體”隔離器。與硬墻式隔離器相比，PVC作為主體材料設計制造的軟艙體隔離器存在以下的優缺點，如表1所示。使用PVC材料作為主體結構的軟艙體隔離器時，應重點考量隔離器殘留汽化過氧化氫對無菌檢查過程的影響。

圖1 隔離器計算機氣流模擬

氣流形式

雖然法規中沒有明確要求無菌檢查隔離器中氣流的要求，單向流隔離器能維持動態下的A級，進一步提高無菌檢查工藝操作的可靠性，避免假陽性的產生。相對于紊流設計，單向流隔離器氣流均勻分布，滅菌氣體分布擴散均勻。另外，在排殘過程中，汽化過氧化氫殘留濃度相對紊流設計隔離器更為均一穩定，便于測試，更具代表性。

當選用紊流隔離器時，應測試隔離器的換氣次數和自凈時間，一方面確保設備在使用前能以較快的速度達到靜態下的A級，另一方面保證汽化過氧化氫的在滅菌后的通風效果滿足要求。

不同的進排風口位置，不同的風量大小/換氣次數，都會影響內部氣流。因此對紊流隔離器需要進行氣流流型測試來確認氣流死角。這些氣流死角可能并不會對滅菌效果產生影響，但是對隔離器使用過程中微生物的控制產生盲區，如圖1所示。

隔離器的人機工程學設計

無菌檢查操作通常在4～5h或者更長時間，因此合理的人體工程學設計能有效減輕操作者的長時間操作的疲勞及操作的便利性。

無菌檢查隔離器制造商應對標準規格的隔離器進行人體工程學設計，從設備高度、手套/袖套組件的位置、操作平臺高度、操作視窗尺寸，集菌儀與手套口相對位置等多個因素考量，保證其適應國內多數操作人員的需求。圖2說明了在人體工程學上相應的尺寸要求。

由于無菌檢查隔離器自身結構的原因，隔離器內部應設置有相應的輔助工具來彌補隔離器內相對受限的操作空間，保證無菌檢查操作的便利性。

無菌檢查隔離器的人機工程學設計應滿足如下幾點：（1）穿戴無菌檢查隔離器的手套/袖套組件或半身衣能接觸到或充分利用隔離器中的工具進行無菌檢查操作；（2）無菌檢查過程中，沒有對手套產生過分拉伸，并手套應接觸最少的表面；（3）無菌檢查過程中，操作者不會產生局部肌肉長時間用力；（4） 無菌檢查過程中，操作者的操作視野不受阻擋，能在自然狀態下觀察到關鍵工藝位置；（5）對于標準的無菌檢查隔離器，能適應較廣范圍的人群操作。一般對于定制化的隔離器，應執行MOCK-UP模擬操作過程。

汽化過氧化氫滅菌

汽化過氧化氫滅菌是隔離器最常用的表面滅菌的方式，根據PDA TR51，提到過氧化氫滅菌循環開發驗證過程中的關鍵影響因素有：滅菌前的隔離器艙體的溫濕度，過氧化氫溶液的濃度，過氧化氫的蒸發效率，總蒸發的過氧汽化量，過氧汽化其他進入待滅菌艙體的溫度，過氧化氫在艙體中的分布以及艙體中物品的擺放。因此至少應該對過氧汽化的用量，蒸發溫度，滅菌前溫濕度，艙體中的物品擺放進行控制。確保滅菌效果的可重演性。

隔離器的應用要求

背景環境

就法規的角度而言，9206無菌檢查用隔離系統驗證指導原則中提到：“建議不低于我國現行GMP中D級空氣潔凈度要求，……”而國外主流法規，PIC/S，USP等均不要求無菌檢查隔離器的背景環境級別，僅要求對進入的人員進行控制。

從風險分析的角度考慮，背景潔凈度越高，在物品傳遞過程中背景環境的物品表面的生物負載也更低，則發生污染風險的概率就相對更低。但一般在隔離器物品傳遞進入隔離器前，都會對物品表面進行擦拭消毒，在隔離器內會進行汽化過氧化氫滅菌。經過驗證的滅菌過程都能夠下降超過6log的對數值。使用隔離器進行測試時也始終保持隔離器的密封，不會受到來自于背景環境的影響。

物品的擺放

在隔離器的選用中，如何選擇與自身測試批量相匹配的容積的隔離器很重要。用戶應首先明確列舉每日的測試量所用供試品的數量、包裝、尺寸規格，以及培養基、緩沖液的數量包裝和尺寸規格。并考慮日常工作排班情況選擇合適的隔離器容積，確保隔離器能裝載相應的物料。照經過驗證的裝載方式放入隔離器中。一般針對不同的供試品包裝應設計相應的框架進行放置。物料之間不能緊貼在一起，避免滅菌死角。如下圖所示為裝載后的隔離器腔體。一旦經過驗證，各種物品的擺放位置與擺放形式就應該固定，并且寫入SOP。

隔離器的清潔

隔離器在使用前應進行清潔和消毒。通常使用不脫落纖維的抹布以酒精或者異丙醇潤濕后進行擦拭。清潔的順序是從高到低，從相對清潔的區域到相對臟的區域，從干燥的區域到濕的區域。每次擦拭使用抹布的清潔面，擦拭的路徑有一定重疊。不能以圓周方式進行清潔。

手套除了要進行完整性測試外，還要對手套進行清潔和消毒。可以用抹布用消毒劑潤濕后對手套表面進行擦拭，從手的部分向袖套部分的方向擦拭，使用手套時也可用消毒劑噴灑在手掌，然后搓揉手套的手指部分表面，直到消毒劑干燥。隔離器的清潔的方法、使用的清潔劑或消毒劑，清潔的頻率應形成標準程序。

●H1 ：操作者坐姿時，大腿高度距離地面的高度應不受隔離器的約束。

●H2 ：手套中心離地面的高度應能保證操作者在使用隔離器時肘部可輕松地架在手套口上。

●H3 ：視窗高度在結構允許的情況下應能保證操作者在無菌檢查隔離器內部的視野。

●α ：隔離器視窗傾斜角度，應符合操作者正常坐姿上身自然傾斜的角度。

汽化過氧化氫滅菌

在實際應用中，滅菌驗證要考慮的有以下3個方面：（1）滅菌效果以及其重演性：實驗室的溫濕度雖然沒有特殊要求，一般滿足操作人員的舒適即可；但必須保證實驗室的溫濕度條件不受季節氣候因素而有大幅的波動；（2）包裝完整性：隔離器在風險分析中除了考慮假陽性的風險外，還要評估假陰性的風險。假陽性的發生除了考慮產品本身抑菌成分影響外，還可能源于不當的表面消毒和滅菌。在塑料或其他有滲透風險的包裝方式，在經過表面滅菌的過程中，過氧化氫的滲透會提高微量微生物的無法檢出的風險。因此對這類包裝需要進行包裝完整性測試；（3）殘留的過氧化氫：另外，過氧化氫滅菌循環結束后，隔離器腔體中殘留過高的過氧化氫濃度，同樣可能導致假陰性，也會影響環境微生物培養基的恢復生長性能。無菌檢查隔離器內部應設置有低濃度的汽化過氧化氫濃度傳感器或其他適當的檢測手段，對排殘結束后隔離器內部的汽化過氧化氫殘留濃度進行實時監控或測試。為保證操作人員的健康安全，實驗室空間中過氧化氫殘留濃度應不高于1ppm。

隔離器手套

手套完整性測試：無菌檢查隔離器手套應在使用前及無菌檢查完成后進行完整性檢測。手套的檢查方法有兩種，目測是最簡單，也最有效的測試方法。一般將手套最容易損壞的部位進行適當的拉伸，檢查是否有明顯破損。同時檢查手套是否有龜裂、老化現象。一般在使用前后進行檢查，也可過程中進行檢查。用手套檢漏儀檢查手套完整性，利用保壓法來對手套進行檢查。一般要求定期檢查。無論使用何種方式檢查手套，都需要對測試結果進行記錄。

手套的清潔消毒：使用手套在無菌操作前，需要對手套進行清潔和適當的消毒。使用無塵抹布蘸取適量的消毒酒精，IPA或其他要求的消毒液對手套暴露在隔離器一側的表面進行擦拭。擦拭的方向應該從手指向著手掌和袖套方向單向擦拭。每擦一次，應將抹布翻一面沒使用過的表面再進行擦拭。

必要時，在操作前，穿戴好隔離器手套，用IPA或酒精直接噴到手的部分，然后像洗手一樣搓手掌、手背以及交叉雙手的手指，搓洗兩指間的部位。用戶應根據自身的工藝特點，明確手套清潔消毒的SOP，嚴格按照SOP進行操作。

隔離器的手套不能隨意接觸隔離器內部的任意表面，例如應該避免接觸關鍵無菌表面，密封圈等滅菌風險點，以及容易對手套表面造成磨損或破壞的物體或表面。必要時可以在戴好隔離器的手套后，再戴一層無菌手套進行某些工藝操作。

隔離器的手套可隨隔離器腔體內部一起用汽化過氧化氫進行滅菌。在滅菌過程中，要使用手套支撐架將手套最大程度的撐開，使得手套的表面（主要手的部分）能夠暴露在滅菌蒸汽中。

環境檢測

隔離器中應對沉降菌，浮游菌和關鍵表面的微生物進行檢測。環境微生物檢測應該在SOP中明確以下問題：（1）浮游菌采樣量，以及采樣；（2）沉降菌的采樣位置，每塊培養皿的暴露時間；（3）表面微生物取樣位置確定，在測試過程中取樣，還是在測試結束后取樣。用接觸碟取樣還是用拭子進行取樣；（4）建立微生物的警告限和行動限，以及采取的措施和原因結果的排查；（5）對表面取樣后，接觸過培養基的表面如何處理。（6）對于隔離器上的管道，廢液管道、環境監測系統管道的微生物控制需要建立。

隔離器內的無菌操作規范

隔離器內部的操作人須遵守最基本的無菌操作。在隔離器中還需針對隔離器的特點注意以下問題：（1）隔離器中的所有動作都不能幅度過大或動作過快。如快速的在隔離器中揮動手套，會造成隔離器內部壓力的巨大波動。快速的將手從隔離器手套中抽走會引起隔離器內部瞬時的負壓；（2）手套不能接觸任何與工藝操作無關的表面；（3）必須由微生物專業并經過隔離器操作培訓合格的人員操作無菌檢查隔離器。

總結

本文從隔離器的結構設計、隔離器的操作使用等方面提出了意見和說明。應該基于無菌檢查工藝需求，風險的角度，法規的要求等多方面對隔離器的設備功能和性能進行要求與規范。同時，隔離器不僅僅是一個工藝設備，而是與無菌檢查相結合的一種工藝。因此在進行無菌檢查工藝驗證時，需要將隔離器的因素進行充分考慮。

本文作者系上海東富龍愛瑞思科技有限公司職員。