新版GMP中对于清洗验证以及 风险控制提出了具体的要求,强调在 生产过程中所有接触药品的部件都必 须采用“可重复性”“能被记录”的 清洗方式来去除残留,旨在减少人为 差错,降低生产过程中潜在的质量 风险。
近几年来,我国药品行业频现 安全事故,主要都集中在小容量注射 针剂领域,很多企业不重视产品生产 阶段的清洗验证,生产流程把控不严 格,导致药品生产过程出现交叉污 染、微生物超标等严重情况,出厂时 检测合格,但到用户手中就变为不合 格产品。
深究其原因,质量管理不严、员工质量意识淡 薄、风险控制相关知识培训不足只是其因之一;此 外,清洗系统的设计有缺陷,对于现场操作人员的 依赖性太强,以及自动化程度不高都有可能导致严 重的药品质量事故。
风险控制存在于制药过程中的每个环节,我们 需要通过研究分析确定不同权重的控制点,并采取 措施,将风险控制在法规以及工艺要求可接受的范 围之内,并在长期的生产控制中一直保持相同的水 准。
这就要求我们了解不同设备清洗工艺的清洗步 骤以及工艺参数,确定合理的操作及控制方式,并 将一些风险控制的措施和方法总结归纳,运用各种 测量分析技术,融合自动化控制理论实践经验,来 设计具备预防性自维护功能的全自动CIP系统。
在CIP的工作流程中,存在两种 风险:一种是内在运行风险;另一种 是外在运行风险。
内在运行风险指的是设计中存在 的风险,主要集中在CIP所使用的各 种器件运行部件的设计、自身管道的 设计以及自清洗能力的设计方面。外 在的风险则包含了公用系统的风险、 互联风险、互动操作风险、管道设计 存在的风险以及自身在位清洗功能的 风险。
通常一个专业的CIP供应商都是 先从外在的风险评估入手,以便确 定CIP的具体架构。比如,我们可以 从一个配料系统的CIP设计来了解一 下,风险评估如何一步一步地促进 CIP系统的优化设计。
从经济效益上讲,清洗不直 接产生任何效益,但清洗占用了大 量的生产时间,同时耗费大量的资 源和能源以及化学物质,对于制药 生产来讲清洁又是必须认真对待的 工作。
对于无菌制剂称量、配制工艺 现常采用配料系统,特别是多罐系 统(3个罐体以上),每批次配液 完成后,都需要进行严格的清洁工 作,需要配置专业的CIP系统。一 般的清洗流程包括冲洗—碱洗—冲洗—精洗—吹扫—灭菌等传统流程。一般按照从食 品工业沿袭下来的传统CIP设计理念,可能会确定采 用双罐体CIP产品,一个为注射水储罐,一个为纯 化水/清洗液储罐,然后再配置相应的阀门、切换管 线、泵、清洗液补充系统、PLC控制系统,从而组 成一个完整的清洗系统。但是,如果我们从风险评 估的角度来看,这样不一定合理。我们经过清洁验 证分析和计算,确实可以确定清洗罐体以及管线所 需要的流量与时间,从而确定各个元器件的选择, 但CIP的设计原则里面最重要的一条风险设计原则就 是:CIP的设计要考虑到尽量降低对被清洗物所造成 的风险影响。
首先,可以对比一下清洗所需要的流量与储 罐以及公用系统的风险关系,如果清洗时所使用的 注射用水的流量小于公用系统所提供的循环流量的 一半,就可以考虑直接通过管道,利用公用系统管 道的压力来完成一些管道以及罐体的清洗工作, 这样可以省去一个注射用水储罐以及大量的附属 保护分配元器件,如呼吸器、阀门以及额外的管 线。从风险评估角度来讲,直接接触药品的表面积 越小,元器件越少,风险就越低;同时,随着元 器件的减少,整体的运行风险、维护风险、控制 风险都在显著地减少。减少了一个储罐,那么对于 这个储罐的日常维护也就可以取消,工作的频率可 以加快,生产节奏便加快,综合生产成本将进一步 降低。
目前,这种技术在国外已经经过了多年的验 证,并被证明是可靠的,且能耗低、成本低。近两 年来,国外的先进制药工厂都普遍采用这种风险评估的理念来新建或者是改造清洗系 统。从上面的例子可以看出,通过风 险评估我们可以去优化一个CIP的结 构设计,可以减少一些不必要的组 成,让整个系统更加精简,运行起来 更有效率。
同样的,我们可以从内部风险评 估来看一下如何设计一个具备预防性 自维护功能的全自动CIP系统。
在一个CIP系统中,如果按照风 险评估的理论进行评估,那么风险最 高的就是一些运动的部件,这些运动 部件在动件寿命接近设计值的时候, 整个运行状态已经处于未知领域。比 如说,在CIP上经常使用的启动隔膜 阀,无论隔膜片采用何种材质,都有 开关次数寿命的限制,在接近设计寿 命90%~100%的开关次数段内,该 隔膜片由于长期变形应力损耗,已经 处于不可知的状态,用户无法判断在 这期间隔膜片什么时候会损坏,而隔 膜阀的泄露会造成清洗水中混入异 物,轻者会造成清洗结果的异常,或 者是清洗失败的风险,严重的会造成 交叉污染的重大安全事故。近年来, 国内新闻报道了类似的重大安全事 故,如某品牌饮料中氯超标最后被召 回事件,以及某品牌奶制品出现“蓝 色牛奶”被召回事件,这些都是由于交叉污染造成的,充分暴露了这种风险存在的可能性和 高危害性。
同理,其他运动部件也会存在类似的问题。例如, 整个CIP系统中所使用的泵、转换面板等,都有可能出 现类似的问题,因此,我们需要总结经验教训,将这些 风险都纳入我们的风险评估体系中,从设计上入手,解 决或者降低这些风险的发生几率。
设想一下,如果我们能够在控制系统中记录下来这 些运动部件的运行参数,那么,按照预防性自维护的理 念,可以考虑设计部件更换提醒的功能,这样我们在风 险到来之前先控制产生这种风险的源头,自然地风险便 可以被控制在所期望的范围内。
同样的,在整个制药生产过程中,人为操作的不专 业性、不确定性,给制药生产带来了更多不确定的风险 因素。采用全自动化生产设备对于降低整体风险有可观 的促进作用,同时在人力成本逐年走高的情况下,建立 自动化的生产流程,也有助于企业在竞争中减少社会环 境因素的影响。
CIP清洗系统不仅仅是一套设备,而是一套“质量 和风险控制体系”的技术服务,利润附加值也是在技术 服务与清洗验证环节,相应的硬件仅是辅助完成的组成 部分,其核心价值是基于客户需求以及风险控制体系的 控制系统与清洗验证规程。
如何研发出既符合GMP规范又适应中国国情的采 购价值观的产品,将是一个任重而道远的过程,可以肯 定的是,从质量和风险控制体系入手才是核心价值的 体现。
可靠的CIP设计来源于对生产清洗工艺、人员操 作、环境以及控制系统的深刻理解,风险控制可以说是无处不在。从系统使用的各个元器件 的选择到控制系统编程,到最终产品 的组装、工厂验证、运输、安装、调 试、运行,都需要仔细考虑。从元器 件的设计寿命到实际使用寿命,从设 计环境到实际使用环境,从设计的使 用工况到实际的使用工况,甚至操 作人员的素质,我们都需要仔细考 量,可以说,每一套CIP的设计都是 对质量管理以及风险控制体系的一次 实践。
结 语
制药行业的健康发展关系到民 生国计,标准在不断地改进和完善, CIP系统关注的重点从设备硬件制造延伸到了风险控制系统领域。目前的CIP系统,不仅 单纯强调性能的优劣,更加强调了安全性、可追溯 性和可操作性。这就要求制造商必须关注自身产品 的生产工艺,同时更加关注相关的法律法规所带来 的一些新的要求和特性,以及制药新设备、新技术 的更新。
随着制药行业标准与质量规范的日趋完善,CIP 清洗系统将和其他制药设备一样逐步向专而精、小 而全方向发展,从风险控制的角度考虑CIP清洗设计 思路,期望对未来CIP乃至其他制药装备的工艺设计 具有一定的启示作用。
专业成就高度,创新成就未来!用户的安全、 高效运行是检验一切设备的标准,中国制药装备行 业需要专业、专注、创新的制药装备企业,这将是 我们共同的责任,以此推动中国制药工业更高、更 快发展!
参考文献
[1]药品生产质量管理规范(2010年修订). [2]美国机械工程师协会—生物制药设备. [3]中华人民共和国药典(2010版)
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近年来,RNA疗法及其在疾病治疗中的潜力备受关注,今年诺贝尔生理学或医学奖授予微小RNA(microRNA)领域的研究更是将这一热度推向高峰。在新药研发蓬勃发展的今天,小核酸药物被视为继小分子药和抗体药之后的“第三次制药浪潮”的关键力量。
作者:崔芳菲
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