氯化鈣注射液滅菌工藝變更研究

王 煥

(上海信誼金朱藥業有限公司,上海 201506)

0 引言

無菌是注射劑的關鍵質量參數之一,滅菌工藝是影響產品質量、保證患者安全的關鍵生產工藝步驟之一。《關于開展仿制藥質量和療效一致性評價的意見》以及《化學藥品注射劑仿制藥質量和療效一致性評價技術要求》[1-2]等文件指出,對于不進行一致性評價的品種,需要對原工藝進行評估,必要時進行質量提升研究,尤其滅菌工藝、濾器與包材選擇(含相容性研究)等需滿足相關技術指導原則和法規要求。氯化鈣為無機鹽類注射液,處方亦無其他對溫度敏感的輔料,所用包材為耐熱性能良好的中硼硅玻璃安瓿。參考CDE發布的《化學藥品注射劑滅菌和無菌工藝研究及驗證指導原則(試行)》[3]中注射劑滅菌工藝選擇的決策樹,氯化鈣注射液應采用過度殺滅法生產,更有利于產品的無菌保障水平的控制。

本文中,氯化鈣注射液原滅菌工藝為除菌過濾工藝,計劃變更為終端滅菌工藝,以提升產品的無菌保障水平。除菌過濾工藝變更為終端滅菌工藝是企業常見滅菌工藝變更的一種[4],雖然對產品的無菌水平控制能力提升,但滅菌工藝的改變仍會對產品的質量產生較大影響,如藥液的性狀、含量、有關物質等,需要進行全面、科學的研究和驗證工作。

本文以氯化鈣注射液的除菌過濾變更為終端滅菌工藝(見圖1)為例,簡要討論滅菌工藝變更研究工作內容。

圖1 注射劑滅菌工藝決策樹

1 研究過程

1.1 滅菌工藝篩選

參考注射劑滅菌工藝決策樹,初步設定采用終端滅菌工藝進行考查。在此基礎上設定5個滅菌條件:121 ℃×8 min,121 ℃×12 min,121 ℃×15 min,121 ℃×30 min,115 ℃×40 min,以含量、性狀、pH、顏色為考查指標,初步考查終端滅菌工藝參數。

結果(見表1)顯示:通過對5個滅菌條件的考查,未發現滅菌條件對產品有明顯影響,各樣品含量均符合質量標準(95%～105%);滅菌后樣品的pH升高,但均符合質量標準。上述結果表明,5個滅菌條件均滿足終端滅菌需求,結合各個滅菌條件的無菌保障能力,初步選擇121 ℃×15 min作為終端滅菌條件。

表1 滅菌條件考查結果

1.2 滅菌工藝驗證

結合工藝篩選確定的終端滅菌工藝參數,進行工藝驗證研究。氯化鈣注射液的滅菌工藝驗證主要在ASMD-2.5機動門水浴滅菌柜(山東新華醫療器械股份有限公司,設備編號12012911,12012922)上進行,滅菌參數為121 ℃×15 min。在20 mL規格中,連續滅菌3批樣品(批號:2010601-4,2010701-4,2010702-4);在10 mL規格中,連續滅菌3批樣品(批號:2110201-4,2110202-4,2110203-4)。

氯化鈣注射液(20 mL)驗證批量為90萬毫升/批,理論生產支數約200盤產品,實際由于管路損耗及大量取樣,可能減少到180盤左右。滅菌柜裝載時分為兩個籠吊(見表2),每個籠吊每層裝8盤,故一層為16盤,20 mL產品最多放置7層(其中第7層由于籠吊中間有橫梁影響放置位置,只能放置12盤)共計108盤,故需要分兩次滅菌。第1次滅菌為氯化鈣注射液(20 mL)滿載,第2次滅菌為保證滅菌效果一致,采用填充物(灌裝有胭脂紅溶液的20 mL安瓿瓶)填充至滿載。

表2 熱穿透試驗樣品裝載方式(20 mL)

氯化鈣注射液(10 mL)驗證批量為82萬毫升/批,理論生產支數約256盤產品(約305支/盤),實際由于管路損耗及大量取樣,可能減少到220盤左右;另一方面,II號滅菌器為2個籠吊放樣(見表3),每個籠吊每層裝8盤,故一層為16盤,8層共計128盤。故每批10 mL產品(約220盤)無法在滅菌柜中一次全部裝樣滅菌,因此采用分2次滅菌的形式。第1次滅菌時全部采用氯化鈣注射液(10 mL∶0.5 g)進行滿載,剩余樣品在第2次滅菌時以胭脂紅溶液為填充物,填補空余盤,保證達到滿載形式。

表3 熱穿透試驗樣品裝載方式(10 mL)

1.3 探頭評估

氯化鈣注射液(20 mL)進行滅菌時,探頭位置設置見表4,探頭擺放位置示意圖見圖2和圖3。

圖2 探頭擺放位置立體示意圖(20 mL)

圖3 探頭擺放位置平面示意圖(20 mL)

表4 探頭位置評估(20 mL)

由于滅菌柜結構特點和樣品的擺放情況,氯化鈣注射液(20 mL)在滅菌時溫度探頭分布設置不充分,未考慮到每個籠吊中間位置的溫度監控。因此,在氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中重新設計溫度探頭分布,探頭位置設置見表5,探頭擺放位置示意圖見圖4和圖5。

圖4 探頭擺放位置立體示意圖(10 mL)

圖5 探頭擺放位置平面示意圖(10 mL)

表5 探頭位置評估(10 mL∶0.5 g)

1.4 熱穿透試驗

依據上述樣品裝載方式進行氯化鈣注射液樣品裝載,裝載產品后,將部分探頭用電工膠帶固定,將固定好探頭的產品放置在相應位置,進行121 ℃×15 min程序滅菌,同步收集溫度巡檢探頭數據。

1.5 生物指示劑挑戰實驗

在研究過程中,生物指示劑挑戰實驗與熱穿透試驗同時進行,生物指示劑擺放于溫度探頭附近。將生物指示劑與放置有探頭的產品綁在一起滅菌,滅菌后取出,經56 ℃培養48 h;同時,培養一個相同批號的未滅菌生物指示劑,進行空白比對。

檢測所用生物指示劑為3M壓力蒸汽滅菌生物培養指示劑,由美國3M公司生產,指示劑孢子量為2.9×105cfu/支。根據生物指示劑說明書,以56 ℃下培養48 h后的結果為參考標準:培養后,指示管不變色,表示滅菌通過;指示管變色,表示滅菌不通過。

2 研究結果

2.1 熱穿透實驗結果

根據數據計算各探頭F0值,兩規格產品的熱穿透試驗結果如下。

氯化鈣注射液(20 mL):從表6的結果評估,氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)的滅菌工藝驗證中,II號滅菌器(設備編號:12012922)滅菌階段121 ℃×15 min的滅菌F0值最低為18.98,符合最低F0值＞12的驗證要求;I號滅菌器在滅菌階段F0值最低為17.99,符合最低F0值＞12的驗證要求。

表6 熱穿透試驗結果(20 mL)

氯化鈣注射液(10 mL):從表7的結果評估發現,氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中,II號滅菌器(設備編號:12012922)在滅菌階段F0值最低為18.86,符合最低F0值＞12的驗證要求。

表7 熱穿透試驗結果(10 mL∶0.5 g)

2.2 生物指示劑挑戰試驗結果

結果顯示,在兩種規格的氯化鈣注射液隨驗證批生產進行每次生物挑戰試驗時,在121 ℃×15 min滅菌條件下連續進行6次,同時每次送檢進行培養時,均取用一支同批號生物指示劑進行空白對照培養,試驗結果為陽性對照生物指示劑培養后均呈陽性,隨產品滅菌的生物指示劑均呈陰性,符合驗證標準,說明滅菌后產品能夠保證無菌要求,檢測結果見表8和表9。

表8 生物挑戰試驗結果(20 mL)

表9 生物挑戰試驗結果(10 mL)

2.3 滅菌工藝驗證總結

通過兩種規格的氯化鈣注射液的滅菌工藝驗證,Ⅱ號滅菌器(編號:12012922)在121 ℃×15 min終端滅菌條件下,設備運行、性能均符合驗證設定標準,并且各項驗證指標經過至少3次連續確認,證明該設備在本次擬定的終端滅菌條件下,裝載量在108盤的情況下運行及性能合格穩定,可用于最終滅菌氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)的生產。使用Ⅰ號滅菌器(編號:12012911)對氯化鈣注射液(20 mL∶1 g)進行終端滅菌時,最終滅菌結果合格,同樣可用于產品生產。

3 結語

注射劑的滅菌步驟是影響藥品質量、保證患者安全的關鍵工藝步驟之一。在滅菌工藝變更的研究工作中,需結合藥物的理化特性,參考相關技術指導原則選擇合適的滅菌工藝。在滅菌工藝選擇中重點考慮被滅菌產品無菌保證水平以及藥物的熱穩定性,只要條件允許應首選過度殺滅法,該滅菌工藝的無菌保證水平高,但對工藝控制要求相對較低,只要嚴格遵循GMP的要求生產,即可確保產品的無菌水平符合要求[5-7]。

在滅菌工藝變更研究工作中[8-10],空載熱分布實驗、裝載熱分布實驗、熱穿透試驗和生物指示劑挑戰實驗是重點考慮的幾個研究工作。空載熱分布主要目的是評估設備腔室的溫度分布均勻性,測定腔室內不同位置的溫差狀況,確定可能存在的冷點、次冷點和熱點、次熱點的位置。裝載熱分布是在空載熱分布試驗的基礎上,充分考慮最大、最小和生產過程中典型裝載量情況,考查和評估在裝載樣品的條件下滅菌柜腔室內的溫度分布均勻性,為后續驗證、生產打下基礎。在本次滅菌工藝驗證過程中,在參考前期滅菌器的性能確認數據以及氯化鈣注射液原滅菌裝載方式的基礎上,評估擬定的本次滅菌驗證中的探頭設計,不再進行額外的空載熱分布和滿載熱分布驗證,重點進行熱穿透試驗和生物指示劑挑戰試驗,以評估變更后的滅菌工藝。

然而,在本次研究工作中,由于忽略滅菌柜結構特點和氯化鈣注射液(20 mL)樣品的擺放情況,導致在滅菌時溫度探頭分布設置不充分,未考慮到每個籠吊中間位置的溫度監控。因此,在氯化鈣注射液(10 mL)的滅菌工藝驗證中重新設計溫度探頭分布,補充了對中間位置的探頭分布考查,并結合驗證結果進一步證明了滅菌工藝的合理性。