无菌药品灌装过程中的无菌评估方法
培养基模拟灌装试验是官方认定的用以评估非最终灭菌产品的无菌保障性能的有效手段。在以往组织的模拟灌装试验过程中，仅关注 “人工干预和最差条件” ，而忽略了无菌灌装工艺管理的工艺验证的本质。现通过对无菌灌装工艺的过程进行分析，首先提出了 “要想组织好模拟灌装试验，必须立足于工艺验证” 的管理要求；然后，全面设计无菌灌装工艺，并通过模拟灌装试验进行考察，进而做好无菌灌装生产的持续工艺确认工作；最后，设计了一种在线直接取样的灌装机技术，用于评估灌装过程的无菌性能及污染状况。
为更好地保证药品质量，国家实施了新版GMP，将“质量源于设计”的理念引入药品生产管理之中。为了保障无菌药品质量，GMP要求无菌药品灌装应在A级环境下进行，并进行在线悬浮粒子监测及动态微生物（沉降菌及浮游菌）监测。
无菌药品模拟灌装试验一般是按正常分装程序进行无菌灌装，同时在灌装过程中模拟最快灌装速度、最多工作人员数量、最大灌装数量、最长工作时间、常规干扰试验和非常规干扰试验。该工作流程明显与“确认与验证” 管理原则中的“确认和验证的范围和程度应根据风险评估的结果确认”相违背。更重要的是，这样很容易因为考察范围设置的不全面而被判定为模拟试验失效。
为更好地符合验证管理的原则和要求，本文通过分析模拟灌装试验的工艺验证内涵，结合工艺验证的工作流程，在HACCP（危害分析和关键控制点）评估基础上，设置考察最差条件及模拟试验的人工干预。此外，提出了一种在线直接取样的灌装机技术，用于评估灌装过程的无菌性能及污染状况。
GMP要求，模拟灌装试验应尽可能模拟常规的无菌生产工艺，包括所有对无菌结果产生影响的关键操作及生产中可能出现的各种干预和最差条件。该原则性要求构成了组织培养基模拟灌装试验的常规思路：尽量挖掘现有灌装生产文件中的“最差条件”，纳入模拟灌装试验方案进行考察。尽管培养基模拟灌装试验遵照该款要求进行，但在实施过程中往往存在缺陷。
GMP附录一第四十七条明确指出，“无菌生产工艺的验证应当包括培养基模拟灌装试验”。因此，本文设计按照工艺验证要求来组织模拟灌装试验。同时，依据GMP第一百四十条规定，培养基模拟灌装试验需要运用工艺验证的管理方法，具体的实施步骤可分四步。
对于培养基模拟灌装试验来说，其唯一的质量属性就是产品的无菌性。因此，无菌灌装工艺的关键质量属性主要包括三类。
（1）所有影响产品生产过程、物料微生物负载及消毒灭菌效果的因素都可能会影响样品的无菌性，需要纳入考察范围。这些因素至少应包括环境及灌装用器材的微生物负荷、灭菌操作、消毒操作、培养条件与培养时间、 艺时间间隔等。
（2）灌装生产中可能影响微生物负载情况的操作步骤的操作情况，也需要纳入试验考察范围，以考察其控制水平以及对样品无菌性的影响。
（3）是否需要将GMP所要求的无菌灌装过程中可能出现的各种干预和最差条件，纳入模拟灌装试验的考察范围，由其是否影响微生物限度或无菌性能来决定。
无菌灌装过程的危害风险评估是确认与验证工作的基础，它将培养基模拟灌装试验的所有活动紧密联系在一起。无菌灌装过程的危害风险评估，应立足于灌装生产的实际操作，结合无菌灌装的文件管理要求，参照HACCP法来进行工艺风险评估操作。
无菌灌装工艺的危害风险评估主要包括两方面的工作：
（1）生产操作步骤对关键质量属性（无菌性或微生物负载）的影响评估，这是模拟灌装试验的关注焦点。
（2）GMP管理的一个主要任务是控制药品风险，GMP明确要求控制的风险包括污染、交叉污染、混淆和差错。此外，对环境的影响和人员安全也需要关注。因此，评估对质量属性影响的同时，需要评估生产操作步骤的风险情况。评估完成后，根据HACCP法的原则评定关键控制点，纳入模拟灌装试验考察范围的操作步骤。
根据GMP要求，模拟灌装试验的考察范围包括所有影响无菌结果的关键操作和生产中可能出现的各种干预及最差条件。验证方案需要制定验证考察的测试方案、检测方法与接受标准。在评估确定模拟灌装试验的关键控制点后，需要结合生产操作的设备情况和文件的规定，拟定最差的参数范围、必要的人工干预、测试方法、接受标准。这些要求可在关键控制点评估完成后用表格设定。在有关标准数据或控制要求的地方，应清楚标注有关的文件或标准名称及编号，以增加模拟灌装试验评估的科学性和可靠性。上述表格评估完成后，根据拟定的内容，设计考察试验方案和配套的试验记录。
与常规工艺验证相比，模拟灌装试验的特殊内容在于，在关键工艺控制点及关键工艺参数评估的过程中，要注意对该工艺操作中的最差条件及人工干预的设计及考察。通过对整个无菌灌装过程的所有生产步骤进行评估和汇总，即可模拟灌装试验的全貌。结合HACCP法评估，培养基模拟灌装试验方案和生产记录应包括：
（1）关键工艺控制点的评估。在灌装全过程的操作步骤分解基础上，通过对微生物负载或者无菌性能的影响评估，来确定工艺操作的关键控制点，凡可能增加微生物负荷、影响无菌性能或者有GMP风险的，均为关键控制点。
（2）根据关键控制点的操作要领和管理要求，制定具体的控制措施、工艺参数范围、控制方法。有文件规定的，直接引用有关文件的内容。
（3）根据关键控制点的操作情况，列出可能影响微生物限度、无菌性能和GMP风险的人工干预，并制定人工干预的考察计划，做好试验记录。
（4）根据文件要求，制定关键控制点生产操作的最差条件，制定考察计划，做好试验记录。根据设计流程，按照验证方案的要求，汇总形成详细的试验计划和试验记录，分别形成模拟灌装试验的方案和批生产记录。
目前，对药品无菌生产工艺的考察与评估依赖于产品的无菌检查和培养基模拟灌装试验。但是无论是哪种方式，都不能有效再现或者代表产品灌装生产的过程，不能切实有效地评估所灌装产品的无菌性能，产品的无菌风险较大。如何找到行之有效的灌装产品无菌性能评估方法，这一难题始终困扰着药品生产企业和监管部门。要实现药品生产的全过程监控，有效评估产品实际生产过程的无菌性能，行业亟需一种可模拟灌装生产过程的有取样功能的灌装机。
为了评估灌装产品的无菌性能，行业内一般有两个方法：
（1）为了提高灌装生产速度，灌装机生产厂家研制了两组灌装针头同时灌装的高速灌装机，使产品灌装速度得到了有效提升。通过采用计数器元件，实现了预期的取样操作，用于取样测定灌装的装量情况。
（2）同样是无菌产品，在免洗无菌胶塞的生产过程中，既可生产大包装产品，又能专门同步生产小包装产品，用于产品生产和供应商评估所需的检验和评估，可避免在胶塞抽检过程中对胶塞产品造成损坏，有效保证了取样的代表性和产品的使用性能。
基于上述技术背景和管理要求，有必要设计一种能够用于无菌药品灌装生产的可对微生物和微粒状况进行取样的灌装机，以便于药品无菌灌装的生产与产品无菌性能的评估。
最新的专利技术《一种在线取样评估灌装过程污染状况的灌装机》（专利号：201520529921.7），结合了目前两组灌装针头的灌装机模式，通过电子元件控制，使其中一组正常灌装运行，成为A组灌装针头；另一组灌装运行，但不灌装产品，成为B组灌装针头。
B组所在轨道的玻璃瓶样品因为没有药液，所以不进入压塞环节，直到灌装到设定的灌装次数或者完成灌装任务后，B组灌装针头运行，灌装药液后，按正常程序盖塞并输出。由于在A组灌装针头灌装时，B组灌装针头也运行，两组轨道及灌装针头的运行环境一致，所以设定的灌装任务完成后，B组的灌装结果可以有效代表产品实际灌装过程的无菌情况。
此时，B组灌装针头的灌装药品的无菌检验结果可代表该生产任务的实际情况，而不是单纯依赖产品生产前（或生产后）的培养基模拟灌装试验进行无菌保障能力（无菌保障水平）的评估。
在线取样评估灌装过程污染状况的灌装机技术可用于无菌药液的定量灌装设备的生产制造，可以在产品灌装的同时获得具有代表灌装过程产品的微生物、 微粒污染情况的样品，从而有效评估灌装过程对产品质量的影响。
本文分析了无菌灌装过程模拟灌装试验的实施情况，指出了模拟灌装试验的本质是工艺验证，而不是单纯按照目前的法规要求，仅仅关注“人工干预和最差条件”，应按照工艺验证的模式（立足于关键质量属性、关键工艺参数）进行全面的工艺验证设计，并进行必要的持续工艺确认。此外，提出了在线取样评估灌装过程污染状况的灌装机技术，可对灌装过程进行全程监控和取样，缩短企业的生产时间，节省培养基模拟灌装试验的成本。
本文作者徐建宽，天津科技大学材料与化工学院精细化工系；石正国，丁恩友，发贵科技（贵州）有限公司。本文选自中国制药装备，版权归原作者所有，由“制药业”平台整理发布，仅为交流学习，转载请注明出处。欢迎关注“制药业”公众号，获得最新制药业创新技术、新闻动态等热点话题。
撰稿人 | 徐建宽
责任编辑 | 胡静
审核人 | 何发
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