田耀華

(上海新亞藥業(yè)有限公司，上海201203)

0 引言

新版GMP附錄1第1章第1條認(rèn)為：無菌藥品是指法定藥品標(biāo)準(zhǔn)中列有無菌檢查項(xiàng)目的制劑和原料藥，包括無菌制劑和無菌原料藥?？梢姶蟛糠中枰M(jìn)行無菌檢查項(xiàng)目的滴眼劑將首次納入無菌藥品生產(chǎn)的范圍內(nèi)。然而，國內(nèi)滴眼劑的藥包材以帶三件套(塑瓶體、內(nèi)塞、外蓋)為主，基于塑料藥包材不能高溫滅菌的特殊性，低溫滅菌成為此類藥品生產(chǎn)的首先方案，目前滴眼劑三件套以過氧化氫滅菌與環(huán)氧乙烷滅菌方式為主。由于環(huán)氧乙烷滅菌法有化學(xué)殘留等不完善之處，故不在本文討論范圍內(nèi)。

在眾多過氧化氫塑瓶體滅菌方案中，均采用非連續(xù)式生產(chǎn)方式，即把塑瓶體推入過氧化氫滅菌柜，進(jìn)行滅菌、降解后，用層流車對(duì)接，再轉(zhuǎn)序與灌裝機(jī)對(duì)接傳遞。此種方案的缺點(diǎn)有：多次轉(zhuǎn)序引起交叉污染的可能性較大；B級(jí)區(qū)域操作人員多，人員操作所引發(fā)的懸浮粒子難以控制；操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)傳遞操作難度大。

鑒于此，由上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司自主研發(fā)的隧道式過氧化氫滅菌箱能有效地解決上述問題，此設(shè)備的研發(fā)成功可以說填補(bǔ)了國內(nèi)外此類產(chǎn)品的空白，為國內(nèi)帶三件套滴眼劑的連續(xù)生產(chǎn)方式開辟了一條新路。筆者將從過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法比較入手，詳解上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司自主研發(fā)的隧道式過氧化氫滅菌箱的工作原理及其特點(diǎn)。

1 過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法比較

1.1 過氧化氫滅菌機(jī)理

過氧化氫是一種較強(qiáng)的氧化劑，分子具有非對(duì)稱的鏈狀結(jié)構(gòu)。過氧化氫分子極易穿透微生物的細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)的過渡金屬離子(或其他物質(zhì))作用，產(chǎn)生羥基自由基，從而攻擊細(xì)菌、霉菌、芽孢及病毒中的酶、核酸等生命大分子物質(zhì)，致使微生物滅活。

后來經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，氣態(tài)過氧化氫在低濃度的狀態(tài)下比液體狀態(tài)下具有更高的殺孢子能力。其主要原理是生成游離的氫基，用于進(jìn)攻細(xì)胞成分，包括脂類、蛋白質(zhì)和DNA。

1.2 過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法比較

過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法的比較如表1所示。

汽化過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌設(shè)備在使用方面的比較如表2所示(其中“+”越多表示所具備的能力越強(qiáng))。

從表1與表2比較可知，汽化過氧化氫滅菌有如下特點(diǎn)：低溫滅菌過程；滅菌后殘留少；節(jié)約成本；容易驗(yàn)證；有極好的物料兼容性；有廣譜殺菌作用；能安全地產(chǎn)生氣態(tài)過氧化氫，并方便地使用。

表1 過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法比較

表2 汽化過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌設(shè)備在使用方面比較

2 隧道式過氧化氫滅菌箱的組成與工作原理

2.1 隧道式過氧化氫滅菌箱的組成

隧道式過氧化氫滅菌箱由前緩沖輸送RABS、過氧化氫滅菌箱、后緩沖輸送RABS這3部分組成(圖1)。

2.1.1 前緩沖輸送RABS

前緩沖輸送RABS由輸送網(wǎng)帶、網(wǎng)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、推瓶機(jī)構(gòu)、硬隔離、風(fēng)機(jī)過濾器單元(FFU)、手套及控制部分組成。

2.1.2 過氧化氫滅菌箱

過氧化氫滅菌箱由過氧化氫發(fā)生器和滅菌箱組成。(1)過氧化氫發(fā)生器：由箱體、進(jìn)藥系統(tǒng)、汽化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及壓縮空氣管路等組成。

圖1 隧道式過氧化氫滅菌箱的組成

(2)滅菌箱：由箱體、前/后門、網(wǎng)帶、網(wǎng)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣態(tài)過氧化氫進(jìn)氣口、真空接口、補(bǔ)充熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)與過濾器裝置、監(jiān)測(cè)儀表及控制系統(tǒng)組成。

2.1.3 后緩沖輸送RABS

后緩沖輸送RABS由輸送網(wǎng)帶、網(wǎng)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、硬隔離、風(fēng)機(jī)過濾器單元(FFU)、手套及控制部分組成。

2.2 隧道式過氧化氫滅菌箱的工作原理

隧道式過氧化氫滅菌箱的工作原理如圖2所示。

圖2 隧道式過氧化氫滅菌箱的工作原理

2.2.1 前緩沖輸送RABS工作過程

由洗瓶機(jī)最后經(jīng)過“一水二氣”送來的塑瓶體，通過輸送網(wǎng)帶，均勻送入滅菌箱內(nèi)。其分為2個(gè)階段：

(1)當(dāng)開始洗瓶時(shí)，網(wǎng)帶由程序控制，輔以推瓶機(jī)構(gòu)的推瓶動(dòng)作將瓶子快速送入滅菌箱內(nèi)；(2)當(dāng)滅菌箱內(nèi)布滿塑瓶體時(shí)，且滅菌箱前箱門關(guān)閉，從洗瓶機(jī)出來的塑瓶體將在此裝置內(nèi)緩沖等候，此時(shí)網(wǎng)帶也由程序變化控制。當(dāng)滅菌箱一個(gè)箱次的塑瓶體滅菌，且快速出滅菌箱后，此裝置內(nèi)緩沖等候的塑瓶體在網(wǎng)帶控制程序變化后，再次快速進(jìn)入滅菌箱內(nèi)。周而復(fù)始，間歇性完成塑瓶體進(jìn)入滅菌箱的功能。

此裝置屬帶有硬隔離的RABS，塑瓶體的緩沖輸送均在A級(jí)保護(hù)下，人工干預(yù)只能在手套箱進(jìn)行。

2.2.2 過氧化氫滅菌箱工作過程

2.2.2.1 進(jìn)瓶階段

工作時(shí)，滅菌箱后箱門關(guān)閉，前箱門開啟。開始進(jìn)瓶，滅菌箱內(nèi)置有輸送網(wǎng)帶，其通過過橋板，與前緩沖輸送RABS對(duì)接，網(wǎng)帶由程序控制，其作用能讓塑瓶體快速進(jìn)入滅菌箱內(nèi)，且均勻布在網(wǎng)帶上，當(dāng)箱內(nèi)布滿塑瓶體后，滅菌箱前箱門關(guān)閉，開始進(jìn)入滅菌工作階段。

2.2.2.2 抽真空/除濕階段

第1步，通過加熱循環(huán)系統(tǒng)對(duì)箱體內(nèi)的塑瓶體加熱，然后關(guān)閉所有閥門。

第2步，通過抽真空，將密閉箱體內(nèi)的空氣抽出，使其達(dá)到除濕與微真空狀。除濕，將密封空間內(nèi)的相對(duì)濕度降低到滅菌需要濕度的同時(shí)，能帶走塑瓶體部分水分；微真空，使后繼汽化的過氧化氫能壓入塑瓶體內(nèi)。

3.2.2.3 發(fā)生器汽化與進(jìn)箱調(diào)節(jié)階段

發(fā)生器進(jìn)藥系統(tǒng)將提供30%食用級(jí)過氧化氫溶液，并通入汽化系統(tǒng)，汽化系統(tǒng)通過“閃蒸”將液態(tài)過氧化氫轉(zhuǎn)化為氣態(tài)過氧化氫，并通過壓縮空氣作用管路將氣態(tài)的過氧化氫輸入滅菌箱內(nèi)部區(qū)域。

為達(dá)到均勻性，采用壓縮空氣作用，多次將氣態(tài)過氧化氫輸入滅菌箱的內(nèi)部區(qū)域。

2.2.2.4 滅菌階段

當(dāng)氣態(tài)過氧化氫濃度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，繼續(xù)輸入氣態(tài)過氧化氫，并在保持滅菌濃度條件下，按工藝要求時(shí)間進(jìn)行滅菌。

2.2.2.5 抽真空/除殘階段

達(dá)到工藝參數(shù)值后，停止發(fā)生器工作與輸入汽化過氧化氫蒸汽。通過抽真空且補(bǔ)充潔凈新風(fēng)，使箱體空間內(nèi)的汽化過氧化氫排除，箱體空間內(nèi)的過氧化氫濃度得到初次降解。

2.2.2.6 加熱風(fēng)/抽真空/除濕階段

在微真空狀態(tài)補(bǔ)充過濾的熱風(fēng)，同時(shí)在抽真空時(shí)補(bǔ)充潔凈新風(fēng)。其作用：一是繼續(xù)除殘降解；二是除去箱內(nèi)由于降解所產(chǎn)生的部分水分；三是為后箱次工作提供所需的濕度環(huán)境，直到箱體空間內(nèi)的過氧化氫濃度降解至允許的范圍內(nèi)。

2.2.2.7 出瓶階段

結(jié)束時(shí)，滅菌箱的后箱門開啟(前箱門開閉)，開始進(jìn)入出瓶階段，滅菌箱內(nèi)置有輸送網(wǎng)帶，其通過過橋板，與后緩沖輸送RABS對(duì)接，網(wǎng)帶由程序控制，其作用能讓塑瓶體快速進(jìn)入后緩沖輸送RABS內(nèi)。當(dāng)箱內(nèi)塑瓶體全部出完后，滅菌箱的后箱門關(guān)閉，之后前箱門開啟，開始下一箱次工作。

2.3 后緩沖輸送RABS

從滅菌箱出來的塑瓶體通過輸送網(wǎng)帶，均勻送入后緩沖輸送RABS內(nèi)。其分為2個(gè)階段：

(1)剛開始出瓶時(shí)，網(wǎng)帶由程序控制，快速進(jìn)入后繼灌裝機(jī)內(nèi)；

(2)當(dāng)灌裝機(jī)進(jìn)瓶軌道內(nèi)布滿塑瓶體時(shí)，滅菌箱出來的塑瓶體將在此裝置內(nèi)緩沖等候，此時(shí)網(wǎng)帶也由程序變化控制。后繼滅菌箱中一個(gè)箱次的塑瓶體經(jīng)滅菌快速出箱后，塑瓶體也在此裝置內(nèi)緩沖等候，在網(wǎng)帶控制程序變化后，以適應(yīng)灌裝機(jī)的速度。周而復(fù)始，間歇性完成塑瓶體送入灌裝機(jī)的功能。

此裝置屬帶有硬隔離的RABS，塑瓶體緩沖輸送均在A級(jí)保護(hù)下，人工干預(yù)只能在手套箱進(jìn)行。

此外，塑瓶體在RABS單向流下將所帶的過氧化氫濃度再次降解，確保出本裝置的塑瓶體的過氧化氫殘留濃度≤10-6。

3 隧道式過氧化氫滅菌箱的特點(diǎn)

由上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司自主研發(fā)的隧道式過氧化氫滅菌箱十分適合連續(xù)式塑瓶體滴眼劑的生產(chǎn)，其主要特點(diǎn)如下：

3.1 無菌與潔凈的保證性

3.1.1 汽化過氧化氫的無菌保證

從其滅菌機(jī)理而言，汽化過氧化氫能有效滅活病毒、細(xì)菌營養(yǎng)體和芽胞以及真菌，可以實(shí)現(xiàn)無菌保證水平SAL≤10-6。

3.1.2 無需多次轉(zhuǎn)序，交叉污染極低

采用隧道式過氧化氫滅菌箱聯(lián)線后，從塑瓶體手工進(jìn)入理瓶機(jī)后，便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，特別是洗瓶機(jī)經(jīng)過最后“一水(注射用水)二氣(潔凈壓縮空氣)”后的洗凈塑瓶體，在A級(jí)層流與滅菌腔室的保護(hù)下進(jìn)入灌裝機(jī)，期間人工干預(yù)均需通過手套裝置進(jìn)行，真正實(shí)現(xiàn)塑瓶體無轉(zhuǎn)序的保障，因此交叉污染的可能性極低。

3.1.3 減少B級(jí)區(qū)域的操作人員，保證潔凈度

采用無需多次轉(zhuǎn)序方案后，B級(jí)區(qū)域的操作人員至少減少2～3名，人員的減少也能有效地保證B級(jí)區(qū)域的潔凈度，把交叉污染降至最低。

3.2 生產(chǎn)成本低

與目前非連續(xù)式過氧化氫滅菌的生產(chǎn)方式(即把塑瓶體推入過氧化氫滅菌柜，進(jìn)行滅菌、降解后用層流車對(duì)接，再轉(zhuǎn)序與灌裝機(jī)對(duì)接傳遞)相比：

3.2.1 一次性投資

非連續(xù)式過氧化氫滅菌生產(chǎn)方式至少配有2套雙扉的汽化過氧化氫滅菌柜與層流推車，這些一次性投資與隧道式過氧化氫滅菌箱方案投資基本相當(dāng)。

3.2.2 運(yùn)行成本低

與非連續(xù)式過氧化氫滅菌生產(chǎn)方式相比，由于隧道式過氧化氫滅菌箱方案不需要在D級(jí)區(qū)域把塑瓶體推過氧化氫柜的操作工，也不需要在B級(jí)區(qū)域?qū)恿鬈噷?duì)接的操作工，這樣至少省去了4～5名操作工。由于其他動(dòng)能消耗基本相當(dāng)，僅節(jié)約操作人員的工資等約30萬元左右。

3.2.3 整個(gè)滅菌周期相對(duì)較短

非連續(xù)式過氧化氫滅菌生產(chǎn)方式是通過雙扉過氧化氫滅菌柜的，其缺點(diǎn)是：滅菌后置換時(shí)間(即降解時(shí)間)較長(zhǎng)，一般柜內(nèi)的過氧化氫濃度可從5×10-6下降至1×10-6要1 h左右。

該隧道式過氧化氫滅菌箱是提供一種層流保護(hù)、雙重快速降解的設(shè)備，通過前緩沖輸送RABS出箱方式，在滿足無菌生產(chǎn)所需A級(jí)保護(hù)的同時(shí)，又能使殘留過氧化氫得以進(jìn)一步降解。此外，通過箱內(nèi)多次抽真空，也可使降解時(shí)間縮短。這樣整個(gè)周期相對(duì)較短的滅菌過程就提高了生產(chǎn)效率。

3.3 可驗(yàn)證性

過氧化氫蒸汽滅菌效果的監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證主要采用化學(xué)指示劑和生物指示劑。通過化學(xué)指示劑在滅菌循環(huán)作用前后的色帶顏色變化，以評(píng)定該滅菌循環(huán)的過氧化氫濃度分布和滅菌作用情況。而生物指示劑用來評(píng)估過氧化氫滅菌循環(huán)的滅菌效力，并確認(rèn)該滅菌工藝的滅菌效果達(dá)到無菌保證水平(SAL)。該生物指示劑是由載有孢子數(shù)約為106的嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子的不銹鋼載片和Tevek包裝組成，也可用接種方法進(jìn)行滅菌效果挑戰(zhàn)試驗(yàn)。

3.3.1 負(fù)載下汽化過氧化氫分布狀態(tài)的確認(rèn)

確認(rèn)目的：負(fù)載下，通過對(duì)汽化過氧化氫分布狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，以確認(rèn)其滿足滴眼劑塑瓶體的滅菌要求。

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：(1)在塑瓶體正常裝載情況下，滅菌初始調(diào)節(jié)后箱內(nèi)汽化過氧化氫濃度應(yīng)不低于3×10-4(電化學(xué)傳感器法測(cè)量)；(2)分布于箱內(nèi)各測(cè)試點(diǎn)的過氧化氫蒸氣化學(xué)指示劑均能顯著變色(由綠色變?yōu)辄S色)，各指示條變色后顏色基本一致，無肉眼可見的顯著性差異。

3.3.2 滴眼劑塑瓶體滅菌效果挑戰(zhàn)試驗(yàn)

確認(rèn)目的：確認(rèn)隧道式過氧化氫滅菌箱內(nèi)部塑瓶體經(jīng)滅菌后微生物挑戰(zhàn)試驗(yàn)符合中國藥典的要求。

確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：(1)試驗(yàn)組中接種BI的SCDM(或TSB)培養(yǎng)基均未長(zhǎng)菌(未出現(xiàn)渾濁)，陽性對(duì)照管有菌生長(zhǎng)(出現(xiàn)渾濁)，陰性對(duì)照管無菌生長(zhǎng)，則判定滅菌合格；(2)試驗(yàn)組中SCDM(或TSB)培養(yǎng)基有菌生長(zhǎng)，陽性對(duì)照組有菌生長(zhǎng)，則判定為滅菌不合格；(3)陽性對(duì)照組無菌生長(zhǎng)或陰性對(duì)照組有菌生長(zhǎng)，試驗(yàn)組結(jié)果不管如何，均判定本次試驗(yàn)無效。

3.4 設(shè)備配套性與環(huán)保性

3.4.1 配套性

隧道式過氧化氫滅菌設(shè)備的配套性表現(xiàn)在：

(1)由于隧道式過氧化氫滅菌箱方案與過去一般的塑瓶滴眼劑生產(chǎn)線相似，只是箱體略長(zhǎng)而已。若前后設(shè)備能滿足新版GMP的話，只要更換隧道式過氧化氫滅菌箱即可。

(2)針對(duì)塑瓶滴眼劑的三件套中內(nèi)塞、外蓋的處理，該公司也可有配套方案。其中一個(gè)方案是內(nèi)塞、外蓋經(jīng)特定設(shè)備清洗滅菌干燥后，通過無菌對(duì)接卸料系統(tǒng)用無菌PE袋封合后轉(zhuǎn)序。

3.4.2 環(huán)保性

由于汽化過氧化氫最終分解的產(chǎn)物只有水與氧氣，不像甲醛、環(huán)氧乙烷等低溫滅菌方法有化學(xué)殘留，因此隧道式過氧化氫滅菌箱屬環(huán)保產(chǎn)品。

4 結(jié)語

本文從過氧化氫滅菌與幾種低溫滅菌方法比較入手，探討了由上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司自主研發(fā)的隧道式過氧化氫滅菌箱(適應(yīng)滴眼劑連續(xù)生產(chǎn))的組成與工作原理，同時(shí)闡述了其應(yīng)用特點(diǎn)?？梢哉f，上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司自主研發(fā)的隧道式過氧化氫滅菌箱(屬專利產(chǎn)品)是結(jié)合國情的，其既傳承了過去連續(xù)生產(chǎn)的布局，又從風(fēng)險(xiǎn)角度突顯了無菌制劑生產(chǎn)設(shè)備的要素，如無菌與潔凈的保證性、交叉污染極低、生產(chǎn)成本低、可驗(yàn)證性、設(shè)備配套性與環(huán)保性。

此外，隧道式過氧化氫滅菌箱屬初期研發(fā)的產(chǎn)品，難免有不完善之處，愿上海拓達(dá)機(jī)電設(shè)備有限公司將此產(chǎn)品能做得至臻至美。

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