死角检查是系统进行安装确认(IQ) 时的一项重要内容。在洁净流体工艺系统(制药用水系统与配液/CIP/SIP 系统)中死角过大所带来的风险主要如下：(1)为微生物繁殖提供了“温床”并导致“生物膜”的形成，引起微生物指标、TOC指标或内毒素指标超标，导致水质指标不符合药典要求;(2)系统消毒或灭菌不彻底导致的二次微生物污染;(3)系统清洗不彻底导致的二次颗粒物污染或产品交叉污染。在洁净流体工艺系统中，任何死角的存在均可能导致整个系统的污染。因此，中国2010 版GMP 要求“管道的设计和安装应避免死角、盲管”。

死角的定义

《美国机械工程师协会生物加工设备标准》2014 版(《ASMEBPE 2014》)对于死角有准确的定义，“死角”是指当管路或容器使用时，能导致产品污染的区域，从该定义可以清晰的了解到，是否发生微生物污染才是检验死角与否的正确标准。

1976 年，美国FDA 在CFR212法规上第一次采用量化方法进行死角的质量管理，工程上俗称“6D”规则，其含义为“当L/d<6 时，证明此处无死角”，其中L 指“流动侧主管网中心到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”，d 为支路的直径。随后的研究表明，“3D”规则更符合洁净流体工艺系统的微生物控制要求，其中L 的含义变更为“流动侧主管网管壁到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”(图1)。

更加准确的死角量化定义来自于ASME BPE(图2)，该定义表明，L 是指“流动侧主管网内壁到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”，D 是指“非流动侧支路管道的内径”。

从消毒验证和清洗验证的角度能有效说明“3D”规则的合理性。死角的消毒验证表明，小于3D 死角的支路(图中为L/D 等于0，0，1.5)处很快能达到预定的消毒温度，支路垂直向下或向上的大于3D 死角(图中为L/D 等于4.0，5.6，9.4)在流速为0.4m/s 和1.2m/s 时，支路处始终无法达到预定的消毒温度，提高流速到2.0m/s，除垂直向下的4D 支路能达到消毒温度外，其他支路处始终无法达到预定的消毒温度。上述实验说明：死角是影响支路清洗的关键因素，而流速是影响支路清洗的次关键因素(图3，图4)。

死角的清洗验证表明，L/D 等于2.8 的用点支路在系统流速加快到一定数值时，清洗验证符合要求，L/D 等于6 的用点支路在系统流速一直增加的情况下，清洗验证始终不符合要求，同时，2.8D 支路较6D支路能更快的达到清洗要求上述模型进一步表明，死角是影响支路清洗的关键因素，而流速是影响支路清洗的次关键因素(图5)。

图1 6D 规则与3D 规则

图2 死角的准确量化定义

图3 支路垂直向下时，死角的消毒验证

图4 支路垂直向上时，死角的消毒验证

图5 死角的清洗验证

死角的质量控制

虽然大多数GMP 法规并未对死角标准做一个最大值的硬性规定，但基于上述研究结论，死角的“3D”规则还是得到了制药行业的普遍认同和推广，例如，中国GMP、欧盟GMP、WHO GMP 和美国FDA cGMP 的大多数企业均以“3D”规则(L<3D)作为安装确认的死角检查标准。因生物发酵等制药工艺的交叉污染风险更大，ASME BPE 标准要求生物制药企业以更加严格的“2D”规则(L<2D)作为死角的安装确认检查标准。

《ASME BPE 2014》推荐两种制药用水用点阀门的安装方式：(1)U 型弯与两通路阀门连接;(2)安装T 型零死角阀门，上述方法均可满足3D 死角要求。

虽然U 型弯与两通路阀门的安装方式较T 型零死角阀门的安装方式节省项目投资，但其微生物污染的风险会相应增加，因此，ISPE推荐：如果用一个有着较大口径的两通路隔膜阀替代T 型零死角阀门，则需要考虑用增加最低速度的方式来弥补其微生物污染的风险。

自动氩弧焊接是最安全的不锈钢组件连接方式，采用U 型弯与两通路隔膜阀自动焊接并不会影响隔膜阀膜片的更换和维修。通过对制药行业隔膜阀标准尺寸的比对发现：采用DN25 规格的两通路隔膜阀与U 型弯自动氩弧焊接组合时，可有效满足用水点的3D 死角要求;采用DN25 阀门与U 型弯卡箍连接会造成用点死角超过3D ;理论上讲，采用DN20或DN15 阀门与U 型弯手工焊接也能达到3D 标准，但其手工焊接的焊口质量非常不稳定，内窥镜影像质量往往不是很理想，从工程实践角度并不可取。

NA 卡接与Kest 卡接能实现罐体附件安装无死角，很好地解决了连接处可能存在的微生物滋生风险。

死角的“3D”规则主要适用于液态的洁净流体工艺系统，包括纯化水系统、注射用水系统、配料系统和在线清洗系统。对于新建系统，尽量做到全系统满足“3D”规则对控制整个系统的微生物污染风险将非常有益，建议在安装确认时严格执行。对于气体系统，如纯蒸汽系统、洁净氮气和洁净压缩空气系统等，“3D”规则并非必需，GEP 建议上述气体系统的死角应尽可能短。

本文作者王涛来自山东威高药业股份有限公司;作者张功臣来自奥星公司。