无菌隔离技术:结构设计的准则

作者:Jürgen Rothbauer,Jge 文章来源:德国SchwäbischHall市Optima医药集团公司 发布时间:2012-06-30


图1 隔离室操作防护手套把操作者和药品生产过程可靠地隔离开,其密封性严格按照规定的标准定期进行检查

对于实施药品监控的市场——欧洲、美国和日本市场,目前都要求在药品灌装和封装工艺过程中使用无菌隔离技术。而究竟是利用现有的超净室,还是采用新的灌(分)装技术设备、新的封装技术设备或者投资全新的药品包装生产线,这对药品生产企业而言,需要慎重地做出选择。

对于不能定期在包装中进行消毒的药品,选用RABS人工干预受限制的隔离装置和隔离室就足够了。但RABS人工干预受限制的隔离装置有着多种多样的变型,从避免交叉污染开始就有从“简单的/低级的” 到“复杂的/高级的”等多种类型,凡此种种。

这种完全密封的系统与隔离室系统有着相同的无菌隔离作用及最小的泄漏率。如何选择正确的系统?这一问题的答案与很多因素有关。一般来讲,没有绝对的规定,因为包括很多客观条件的因素。同时,每一个企业又都有着自己的特殊性,而这些特殊性也许决定了对某种隔离技术的特殊需求。

新的无菌隔离技术

一般来讲,RABS人工干预受限制的隔离装置表示的是:药品生产设备有固定的隔离防护外壳,有安全互锁的防护门和出入通道,通过固定在隔离系统上的手套进行操作。只要是人工干预受限制的隔离装置,其洁净度就要满足B级超净室的要求。每一个人工干预受限制的隔离装置都有空气净化装置。在这一空气净化装置的作用下可以形成压力区,温度也是可以监控的。

在人工干预受限制的隔离装置中,一般都达到了A级的工作条件。在实践中还可以有下列区别和不同:

被动式RABS人工干预受限制的隔离装置;

主动式RABS人工干预受限制的隔离装置;

主动式cRABS闭式人工干预受限制的隔离装置。

这些主要涉及到层流罩和空气净化的方案问题。被动式人工干预受限制的隔离装置没有单独的空气净化技术设备,相反,利用的是整个超净室的空气净化系统。这种单向流经工作台的净化空气气流是通过设备上方的层流罩来实现的。经层流罩净化空气,气流进入到隔离防护罩内,在受控的过流量控制下,从操作区下方回到超净室里。

主动式的人工干预受限制隔离装置有单独的空气净化装置。它产生的、与超净室净化气流无关的层流净化空气直接作用在隔离防护罩内。环境空气在这种层流气流的作用下被挤出了超净室,经高效空气微粒子过滤器过滤、净化经处理后与被动式RABS排出的气流一起排放到环境大气中。其中,室内空气循环与人工干预受限制隔离装置的净化空气气流循环是分开的。封闭式的主动式人工干预受限制隔离装置cRABS也有单独的空气净化系统,一般来讲还是与环境通风换气完全无关的独立系统。排出的气流作为废气即可经外部排气通道排出去,也可经双层墙以及双层窗排出去。

由于封闭式的主动式人工干预受限制隔离装置是一个封闭的系统,因此它即可利用正压气流(产品保护),也可以在有菌环境下利用负压气流(人员保护)的方法进行工作。由于这一系统完全封闭,且有着独立空气净化设备,因此它的使用配置非常灵活,也就是它的压力区可以是分开的。除了温度之外,它的净化气流流速也可以调节和控制。

对于采用隔离装置的药品分装和封装设备来讲,应是一个完整的、封闭的、达到了超净室洁净度D级等级的系统,而隔离装置的最大特点就是把操作者和无菌生产区完全分隔开来。整个生产工艺过程可以在一个隔离装置中把每一工位分开,分装和封装的药品通过专门的输送通道在一个个工位之间传递。这样便可以实现在整个生产过程中拥有不同的压力等级了。


图2 cRABS闭式主动式人工干预受限制隔离系统:设备自己的通风换气系统可以根据生产过程和功能区域分区调节

隔离装置中也像RABS人工干预受限制隔离装置一样始终有定向的循环净化空气气流在流动。但它的净化空气供应类似于cRABS闭式主动式人工干预受限制隔离装置:是一套完全封闭的、与环境空气无关的空气循环系统。一般来讲,隔离装置有着自己的空气净化循环系统和空调系统,从而保证了工作空间内的温度和相对湿度都是可以调节的。在隔离装置中,必须有产品输送装置、初级包装物和向防护区内输送原材物料的通道。除此以外,还必须自动的、可重复利用H2O2蒸汽进行生物净化过程(消毒)。

无菌质量和操作防护

在RABS人工干预受限制隔离系统的各种变型和隔离装置的灭菌保证值SAL的比较中,隔离装置更好一些。因为在隔离装置中不仅采用了无菌隔离技术,而且辅助有自动的、可靠的生物净化过程。与RABS人工干预受限制隔离系统相比较,美国FDA倾向优先选择隔离装置的解决方案。

在处理高活性的药物有效成分时,为了保证药品不受污染,药品生产人员的安全防护问题也需要引起注意。这时,隔离装置是一种有效的、安全的解决方案。与此相似的替代解决方案是闭式主动式人工干扰受限制隔离装置cRABS,因为它也有一套封闭的系统,并有着可比性较好的泄漏率。根据OEL值(最大容许暴露量)、配合其他机床设备、建筑技术方面的保护措施,这种闭式主动式人工干预受限制装置也是合适的人员安全防护装置。

新技术提出更高操作要求

除了无菌质量和操作者的人身安全保护之外,在选择隔离保护系统的时候还要考虑其他一些必要问题。这其中就包括隔离服的穿戴问题。所有超净室中安装的RABS人工干预受限制隔离装置强制操作者要遵守隔离服穿戴的有关规定,以避免操作者成为潜在的交叉污染源。超净室中操作者隔离服的穿戴过程比隔离装置操作者的实际操作要耗费更多的时间。

对不同设备操作者提出的要求也是不同的。在超净室中必须注意的标准操作过程(SOPs)数量多,但易于学习,在超净室RABS人工干预受限制装置操作中,应遵守的操作规定涉及到医药产品和医药原材料的运输设备以及防护手套的使用等等。隔离装置的操作有着更多的要求。操作者除了要知道、遵守前面讲到的种种要求之外还应理解现有的自动化操作过程,包括生物净化设备自动工作的过程。与复杂的自动化技术有关的操作软件同样也拥有着很高的要求,这就需要对操作者进行技术培训。

生产过程灵活性相同

不同的隔离方式对生产过程的灵活性有着明显的影响。不仅仅是操作者的隔离服穿戴,而且也因为隔离设备的自动化生产过程以及操作者的介入可能性。在人工干预受限制隔离系统中,可以根据需要打开隔离防护门来排除故障、进行消毒。在消毒完毕、关闭好防护门后即可重新开始工作。人工干预受限制隔离系统的表面一般都是人工手动清洁的。在装(分)系统的RABS中常常都有辅助的自动化清洁和消毒设备(CIP/SIP)。在隔离装置的系统中,在批次准备及生产过程中也需要打开防护门。这里要求要遵守自动化的生物净化操作过程以及CIP/SIP原位清洁和原位消毒等耗费时间的操作过程。从颗粒物监控和微生物监控的角度来讲,RABS和隔离装置所耗费的时间和工作量是相同的。

投资费用各有高低

为了能够达到使用RABS设备所需的B级洁净度,必须在建筑物和采暖通风设备方面进行投资。为了更好地应用人工干预受限制隔离设备,在建筑物方面的投资是较高的,它们必须按照人工干预受限制隔离系统的要求改造现有建筑。若从纯设备的投资费用方面进行比较,不考虑建筑物改造的费用,则人工干预受限制隔离设备比隔离装置更加经济。

在使用运行费用方面,人工干预受限制隔离设备在更换隔离服方面的费用相当可观。除此之外,它的监控系统运行费用、采暖通风设备的能源费用也都是值得注意的费用发生点。而在隔离装置中,只有在产品更换时需要进行的生物净化过程是出现运行费用的主要操作。

安装使用隔离装置时的验证费用非常高,这是因为自动生物净化必须通过有关部门的检验,还要通过评估认证。同样,配备了复杂自动化系统的隔离装置的认证费用也很高,包括人工干预受限制隔离设备在内的两种系统都要配备产品和原材料运输系统,而且也都需要评估审核。

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