齊亞鵬

（華北制藥股份有限公司，河北 石家莊 050015）

0 引 言

青霉素是指由青霉菌中提煉出的分子中含有青霉烷、能破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁并在細(xì)菌細(xì)胞的繁殖期起殺菌作用的一類抗生素。青霉素屬于β－內(nèi)酰胺類抗生素，β－內(nèi)酰胺類抗生素包括青霉素、頭孢菌素、碳青霉烯類、單環(huán)類、頭霉素類等。青霉素類是很常用的抗菌藥品，主要作用于革蘭陽(yáng)性細(xì)菌、陰性球菌及螺旋體。臨床上主要用于治療革蘭氏陽(yáng)性菌，如鏈球菌、葡萄球菌、肺炎球菌等所引起的全身或嚴(yán)重的局部感染。

供無(wú)菌制劑分裝用的青霉素類產(chǎn)品原料藥按照《中國(guó)藥典》方法進(jìn)行可見異物檢測(cè)，并滿足相關(guān)質(zhì)量要求。取供試品5 份，每份重量2.4 g，加微粒檢查用水，搖動(dòng)使其完全溶解。在照度為2 000lx~3 000lx 條件下，分別置黑色和白色背景下，輕輕旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)容器，目視檢查。依通則0904 可見異物檢查法，供試品中不得檢出金屬屑、玻璃屑、長(zhǎng)度>2 mm 的纖維、最大粒徑>2 mm 的塊狀物以及靜置一定時(shí)間后輕輕旋轉(zhuǎn)時(shí)肉眼可見的煙霧狀微粒沉積物、無(wú)法計(jì)數(shù)的微粒群或搖不散的沉淀，以及在規(guī)定時(shí)間內(nèi)較難計(jì)數(shù)的蛋白質(zhì)絮狀物等明顯可見異物。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

青霉素類產(chǎn)品提取精制工藝主要有離子交換法和溶媒萃取法2 種。其中溶媒萃取法采用多級(jí)萃取工藝，使大部分水溶性和脂溶性雜質(zhì)得以去除，產(chǎn)品純度高，雜質(zhì)含量少，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。溶媒萃取法利用青霉素在不同的pH 值條件下，以不同化學(xué)狀態(tài)——青霉素游離酸和青霉素鹽類存在時(shí)，在水和有機(jī)溶媒中的溶解度不同，經(jīng)過(guò)多次萃取、分離達(dá)到濃縮和提純的目的。以藥用中間體青霉素鉀為起始物料，在酸性條件下將青霉素游離酸萃取到乙酸丁酯中，經(jīng)活性炭脫色，去除熱原雜質(zhì)和有色物質(zhì)；加碳酸鈉溶液進(jìn)行抽提，將青霉素鹽提取到水相中。再經(jīng)過(guò)結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到青霉素類產(chǎn)品。

按生產(chǎn)工藝操作及控制參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，出現(xiàn)了產(chǎn)品可見異物數(shù)量偏多的問題。主要表現(xiàn)為：采用燈檢法檢測(cè)，靜置一定時(shí)間后輕輕旋轉(zhuǎn)，在黑色背景下觀察到肉眼可見的煙霧狀微粒沉積物，粒徑明顯<50 μm（與可見異物檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)比），形成無(wú)法計(jì)數(shù)的微粒群。

2 原因分析

2.1 熱原介紹

熱原是能夠致熱的微生物尸體及其代謝產(chǎn)物，即細(xì)菌的一種內(nèi)毒素。由磷脂、脂多糖和蛋白質(zhì)所組成的復(fù)合物，脂多糖是內(nèi)毒素的主要成分，具有很強(qiáng)的熱原活性。

熱原具有耐熱性，需采用高溫滅菌250 ℃加熱30 min 以上去除，此辦法多用于去除器具熱原，對(duì)于熱不穩(wěn)定的藥品不適用；熱原體積小具有濾過(guò)性，可通過(guò)0.22 μm 的除菌過(guò)濾器；熱原具有水溶性，在水溶液中帶負(fù)電，可被樹脂交換，可去除藥液中的熱原；熱原具有被吸附性，通常采用活性炭吸附法，除去藥液中的熱原。

活性炭是一種吸附力較強(qiáng)的吸附劑，可吸附熱原、色素、雜質(zhì)等，是注射劑生產(chǎn)常用的輔料?；钚蕴款w粒內(nèi)部有許多微孔，具有很大的活性表面。

一般活性炭的比表面積在100~2 000 m2/g，故具有很高的吸附能力，可吸附其本身重量的10%~30%的溶質(zhì)，甚至和本身重量相等的溶質(zhì)。

2.2 產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果分析

產(chǎn)品可見異物，呈現(xiàn)粒徑小且數(shù)量偏多的現(xiàn)象，無(wú)色，均勻搖動(dòng)，呈現(xiàn)煙霧柱。采用光阻法，不溶性微粒檢測(cè)合格，不溶性微粒（≥25 μm） 和不溶性微粒（≥10 μm） 的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值，且不溶性微粒（≥25 μm） 的數(shù)量為0 粒/2.4 g。從檢測(cè)結(jié)果分析，可見異物的粒徑均在25 μm 以下，單個(gè)目視無(wú)法識(shí)別，大量聚集在一起，觀察到微粒群。

青霉素類產(chǎn)品為非最終滅菌產(chǎn)品，采用過(guò)濾除菌+設(shè)備密閉生產(chǎn)+A 級(jí)潔凈區(qū)進(jìn)行分裝的工藝生產(chǎn)模式。由產(chǎn)品無(wú)菌、內(nèi)毒素檢測(cè)合格，潔凈區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)合格，人員著裝檢測(cè)合格及設(shè)備完整性確認(rèn)合格等方面進(jìn)行排查，產(chǎn)品的可見微粒由環(huán)境進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的可能性排除。初步判定可見微粒由物料系統(tǒng)攜帶，從開始投料至產(chǎn)品產(chǎn)出，一直存在物料系統(tǒng)中。

因生產(chǎn)過(guò)程采用過(guò)濾除菌工藝，料液、生產(chǎn)用溶媒、直接接觸物料的氣體等均經(jīng)兩級(jí)0.22 μm除菌濾芯進(jìn)行過(guò)濾，并進(jìn)行批前后濾芯完整性測(cè)?？紤]熱原的過(guò)濾性，可通過(guò)0.22 μm 的除菌過(guò)濾器。因此假設(shè)產(chǎn)品的中檢測(cè)出的微粒群為熱原，由物料系統(tǒng)攜帶，存在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中。

2.3 工藝分析

青霉素類產(chǎn)品的生產(chǎn)可分為菌種發(fā)酵和提取精制2 個(gè)步驟，青霉素在培養(yǎng)發(fā)酵過(guò)程中同時(shí)可以形成青霉噻唑蛋白、多肽等具有強(qiáng)致敏性物質(zhì)，攜帶在原始物料藥用中間體青霉素鉀中。若提取精制生產(chǎn)工藝未能完全去除，就將殘留在青霉素類產(chǎn)品中，而成為重要的過(guò)敏原，即熱原。根據(jù)青霉素類產(chǎn)品的熱不穩(wěn)定性，及熱原的吸附性，目前在生產(chǎn)過(guò)程中多采用活性炭去除熱原雜質(zhì)。

通過(guò)以上分析，假設(shè)產(chǎn)品中的可見異物為生產(chǎn)過(guò)程中未除盡的熱原，以降低料液中的熱原為目的，達(dá)到降低青霉素類產(chǎn)品中微粒數(shù)量，不再形成微粒群。通過(guò)增加生產(chǎn)過(guò)程中的除熱原能力，即活性炭用量。在工藝范圍內(nèi)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，對(duì)以上假設(shè)進(jìn)行確認(rèn)，即以活性炭用量為變量參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。

3 試 驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法

根據(jù)生產(chǎn)工藝在參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)成品進(jìn)行可見異物檢測(cè)。通過(guò)以上分析，以活性炭用量為變量，其他工藝參數(shù)保持一致進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。活性炭用量控制范圍為5~50 g/十億青霉素，即每十億單位的青霉素加活性炭5~50 g。試驗(yàn)首先選取5 g/十億、15 g/十億、25 g/十億、35 g/十億、45 g/十億用量加炭，每種用量進(jìn)行3 批試驗(yàn)。作為平行試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)成品可見異物情況進(jìn)行對(duì)比，并記錄試驗(yàn)結(jié)果。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

活性炭用量與試驗(yàn)成品可見異物檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 活性炭用量與試驗(yàn)成品可見異物檢測(cè)結(jié)果Table 1 The amount of activated carbon and the test results of visible particles in the finished product

由表1 可見，1~3 批微粒群密度最大，4~6批較1~3 批減少，從7 批開始微粒已無(wú)法形成簇團(tuán)，呈分散狀，但是數(shù)量偏多，>10。從第10 批開始，可見異物數(shù)量已接近合格標(biāo)準(zhǔn)，物料攜帶的影響性已降至最低水平?；钚蕴康挠昧颗c試驗(yàn)成品可見異物情況呈現(xiàn)直接關(guān)系，隨著活性炭用量增加，成品可見異物數(shù)量逐漸減少。

為了加強(qiáng)活性炭用量的控制，確認(rèn)活性炭用量的質(zhì)變點(diǎn)，做到質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的最大化。在25 g/十億與35 g/十億的用量之間再次進(jìn)行試驗(yàn)，分別按27、29、31、33 g/十億用量加活性炭，并對(duì)成品可見異物情況進(jìn)行對(duì)比。記錄試驗(yàn)結(jié)果?？傻?，從27 g/十億的活性炭用量開始，成品可見異物數(shù)量降低至最低水平。為增加工藝的安全系數(shù)及成本考慮，將活性炭最佳用量參數(shù)規(guī)定為≥27 g/十億。

活性炭用量與試驗(yàn)成品可見異物檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 活性炭用量與試驗(yàn)成品可見異物檢測(cè)結(jié)果Table 2 The amount of activated carbon and the test results of visible particles in the finished product

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果、生產(chǎn)工藝過(guò)程分析，結(jié)合熱原性質(zhì)及去除方法的理論知識(shí)，提出影響產(chǎn)品可見異物不合格為產(chǎn)品中攜帶熱原增加的假設(shè)。通過(guò)增加生產(chǎn)過(guò)程中除熱原能力，即增加活性炭用量，達(dá)到產(chǎn)品可見異物數(shù)量降低的目標(biāo)。以活性炭用量為變量進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)隨著活性炭用量增加，產(chǎn)品的可見異物數(shù)量逐漸減少至最低水平，并在試驗(yàn)過(guò)程中確認(rèn)了活性炭的最佳用量，解決了青霉素類產(chǎn)品可見異物數(shù)量偏多問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。