日常思考090：怎么开发灭菌工艺程序？

Tiger hyh 2023-06-19

对于注射剂来讲，无菌保证水平是首要被关注的风险事项，灭菌程序的开发也就是我们避不开的话题。怎么开发灭菌工艺程序？

首先，国内外的有关灭菌工艺的法规或指导原则，我曾在日常思考047一文中有过汇总，因此关于湿热灭菌的几个基本原则此处不再赘述。

灭菌工艺开发同样遵循验证思路：调查产品特性→分析目标差距→评估技术风险→选择技术路线→设计技术参数→开展验证→获得验证结果→验证设计参数（如果失败则重新设计）→定期再验证。本文以残存概率法湿热灭菌软袋大输液产品为例，重点讨论设计技术参数需要考虑的问题。具体如下表。

参数名称	参数含义	推荐数值
产品耐热性	产品在不同温度下降解速度，直接影响灭菌温度的选择和升降温速度设计	通过配方提高产品耐热性
产品包装	不同产品包装适用不同灭菌设备，对升降温、加压与否、保温、装载方式等均有影响	根据包装选择灭菌设备
产品顶空气体	产品灌装后的剩余空间含有气体，这些气体会影响热量传递，需要有最佳的灭菌装载方式	经历避免顶空气体对灭菌的影响
产品性质	不同的产品对微生物的耐热性D值有影响，一般需要测定药液中生物指示剂的D值	药液中生物指示剂D值不得大于标示值的20%
原辅包细菌内毒素和微生物负荷	原辅包生化指标直接影响产品灭菌前微生物负荷，根据灭菌值F的计算公式可知，直接影响灭菌效率	建立质控指标确保灭菌前微生物负荷在设计范围内
生产环境微生物负荷	GMP环境要求相同，但地域不同，温度湿度不同，生长的微生物也可能不同，耐热菌的种类也不同	定期进行车间微生物种类鉴定，耐热菌检查等。
设备过热水水位	采用过热水灭菌，设备注水、排水速度、水位、水温都会影响升温、灭菌效果	首柜是冷柜，连续柜就是热柜，要避免水温的差异影响。
温控探头	加热TH和冷却TL口的探头直接影响加热和冷却控制，灭菌柜中的探头需要与产品中的探头建立稳定关系。探头插入样品的位置和深度均影响灭菌控制。	保持探头瓶和探头位置、探头插入深度稳定合适。
装载方式	样品装载方式对过热水流经样品的速度和状态有很大影响，另外不同设备，不同装载方式（含不同装载量），冷点和热点均不同	要求设备灭菌无明显冷热点位置。
灭菌温度	根据产品特性，选择灭菌温度，一般只有高于110℃才能计算F值，因此灭菌温度常选121℃和115℃	121℃是常规选择，但有的产品适合115℃。
灭菌时间	灭菌时间直接关系F值，121℃，1min即F=1，欧洲药典选择15min，国内选择12min过度杀灭，残存概率法8min是最小值。	≤8min，根据需要选择具体时间。
升温/灭菌/降温阶段压力系数K	这个参数一般是设备厂家给的，鉴于灭菌压力与温度成正比关系，当采用压缩空气给设备加压时，也会影响温度，压缩空气通过阀门控制	软袋产品P=K*（T-A)+B,K一般选择4.0即可，A值85.0左右，B值45.0左右。
蒸汽阀门关闭和冷却阀门开启温度	TH和TL是控制灭菌温度的左右手，前者升温到指定温度后关闭，只在设定温度范围内采取小阀门强制补气，后者在灭菌保温达到时间后开启降温。一般为电磁阀开关，可以控制开合度	蒸汽阀门关闭温度根据经验，116℃左右冷却阀门开启温度也根据经验，85℃左右。开合度根据实际需要调整。
冷却温度	冷却阀门开启，并不代表柜内温度就马上达到设定值，因此冷却温度设定，代表着温度下降到该值就停止冷却。	冷却温度一般设定在50-60℃合适，过低不利于降低能耗。
强制补气温度值	保温过程中，温度不得低于设定值，因此温控探头监测后要及时补气	比如灭菌温度为121℃，则强制补气温度略高0.2-0.4即可
升温时间和降温时间	升温时间和降温时间跟产品特性有关系，一般不耐热的产品要快速升温和降温，避免过多热量的影响	升温时间和降温时间根据产品来定，一般1200-1700S左右。
升温转灭菌的延时值	升温转灭菌的延时值是因为温控探头与升温最慢的热穿透探头之间有时间差，需要将温控探头适当延时等一等后来者。	这种操作有风险，最好是温控探头与热穿透探头同时到达设定温度开启保温。
温度段1/2/3...设定	灭菌柜采用过热水喷淋，这些喷头布置在灭菌柜四周，设定值	根据灭菌柜热分布需要进行设定。
温度段1/2/3...输出	灭菌柜喷头的输出功率，100即为100%输出，阀门全开。	根据灭菌柜热分布需要进行设定。
热体媒介	本案例是过热水，根据需要可以选择过热蒸汽、过热蒸汽+空气等多种形式。如果为过热蒸汽，循环风速是关键指标	注射剂首选过热水
灭菌批次	至少连续三次成功才能代表产品灭菌的稳定可靠。	连续三批合格
生物调整	生物指示剂的选择，D值，孢子数、自含式、装载式都影响灭菌设计	根据产品微生物负荷进行选择，记住LgNF= -F(T,Z)/DT＋LgN0