从本质出发,隔离操作技术源于第二次世界大战中的“手套箱”,在多年发展过程中,这种高度适用核工业的技术逐渐被应用在制药工业中。为最大限度上降低微生物、不溶性微粒、细胞碎片(热原与细菌内毒素)、病毒等对制药工业生产过程的污染,实现无菌生产全过程,制药工业技术的隔离化成为制药机械必然的发展趋势。研究认为,隔离操作技术与制药机械间的关键点在于,通过应用具备隔离化特征的屏蔽系统,有效降低人工操作在生产过程的暴露程度,通过理想化封闭流水线作业系统,规避清洁、运维过程中的直接操作暴露,相对完成人工操作、生产环节的隔离。隔离操作技术有效处理生物制品、药品,无菌处理无菌原料药,确保技术应用全流程无菌条件稳定。
Part.01
隔离操作技术成为控制药品无菌制造过程、微生物检验与操作的关键技术,欧盟出台的《良好操作规范》(GMP)认为,该技术的应用,不仅能够满足日趋严苛的生产质量标准,防止微生物污染风险,同时能够保证操作人员免受有害、有毒物质伤害,降低工业运行成本 [1]。现阶段,伴随制药工业技术更新迭代,隔离操作技术运用先进的制药生产处理系统,结合多种制药装置、机械设施分离生物制品、药品、疫苗与污染源。过渡操作过程中,主要利用自动化机械手、传递舱与操作舱、负压隔离仓、空气锁、过渡设施及自动控制装置等。
Part.02
一方面,隔离操作技术采取无菌隔离操作器等物理屏蔽手段隔绝受控空间与外部环境,使用自动化气体灭菌器完成气体无菌化处理,仅通过高效阻隔颗粒(HEPA)过滤净化系统完成空气置换,恒定负压隔离仓仓内压力,阻隔来自外部环境的污染,包含操作人员造成的人为污染。同时,无菌隔离操作器应用屏蔽化双门快速传输系统(RTP)进行对接配合,以主动门、被动门组成的隔离化传递通道完成无菌环境中物料传递,运用自洁灭菌系统净化消毒,创造动态洁净度等级高的空间,符合 GMP 洁净度级别规定及监测标准,确保无菌隔离操作器能够在一般洁净度环境中实现随意移动,创建移动式微型实验室。
另一方面,由于制药工业的生产全流程涉及有毒、有害风险,存在药敏性与其他伤害操作人员健康的负面因素,因而在生产过程中需要在封闭系统中完成加工。隔离操作技术的应用,能够以隔离化保护操作人员 [2]。例如,为有效进行病毒、细菌营养体及真菌的灭活处理,隔离操作技术通过无菌隔离操作器采用汽化过氧化氢(VHP)生物灭菌技术,过氧化氢气体或臭氧气体能够对舱内空气及暴露表面提供 lg6 杀孢子效力,形成高保障度无菌环境 [3]。在消毒分解产物(水、氧气)上,该技术对人、环境的安全性均较为友好,有效发挥安全应用优势。足见在制药工业中隔离操作技术凭借较高的安全性,有效避免操作人员在清洁与维护过程中直接暴露,促使人与生产环节实现相对隔离,创造封闭理想流水线系统。
Part.03
制药机械主要用于制药工业中生物制品、药品、疫苗等的生产,涉及活性药成分、生物及中药制剂、粉碎、饮片、供水、自动化包装、高精度检测等方面。其中,活性药成分与生物及中药制剂机械是核心制药机械,不同的产品、剂型需要使用不同的制药机械,应用不同的隔离化操作技术。
在应用设计上,隔离操作技术主要通过隔离器手套和干箱手套式操作、无菌封密仓、RTP、充气密封装置、气锁装置、限制进出屏障系统(RABS,图 1)、密封隔离输送路径、自动化气动机械手等自动控制装置,成为人与制药机械间的物理隔离化屏障 [4]。为使隔离操作技术能够在应用过程中运行顺畅,需要以便捷化操作运维、不破坏隔离化整体性为原则,依靠生产用无菌隔离器(ISOLATOR,图 2)等具备隔离化特征的屏蔽系统,完成在不同洁净度等级环境间、物料进出区域间的隔离,使系统能够为人和环境提供相对的隔离化条件,控制洁净度的稳定性。
图 2 ISOLATOR 常规外观图
隔离操作技术在制药机械上的应用,需要针对性分析不同制药工业产品、剂型对应的批次处理需求、温湿度分辨率标准、物料特性、工艺流程等重要参数,确保产品生产过程正常。对制药机械的安全性来讲,需要在应用隔离操作技术时考量产品是否存在针对环境要素的安全生产要求。面对日趋严苛的生产质量标准,需要考虑隔离操作技术所采取的无菌隔离操作器等物理屏蔽手段的可验证性,遵循并符合美国药典“Sterility Testing—Validation of Isolator Systems”(USP1208)验证要求提供现场验证,生产用的主被动式RABS、主被动式封闭式 RABS(c-RABS)和无菌隔离操作器,各方面是否能够满足用户需求说明(URS)中的要求等,是否可以对产品、操作人员产生根本性的保护作用。
为保证物理屏蔽手段的无菌化及生产过程安全,需要选择合适的测试方法,定期针对隔离器、干箱手套的完整性与气密性进行检验 [5]。针对隔离化限制,需要对产品进出、废料排除、制药机械部件及工具进出进行应对考量,一旦完整性不存在,需要及时处理,以完善的隔离器使用规程维持系统在气流、环境隔离方面良好的设计性,通过清洁与消毒,促使无菌隔离操作器单元达到稳定的完整度。
Part.04
4.1 活性药成分制药机械
4.2 生物及中药制剂机械
Part.05
结语
通过对隔离操作技术在活性药成分制药机械、生物及中药制剂机械等类型制药机械上的实践应用进行分析,可以发现隔离化是制药机械发展过程中的必然趋向,隔离化技术应用后,成功解决设备高度自动化的精细控制与调整、能够进行高自动化的质量检测与自动化筛除,在药物原材料与包材全自动化进出过程中,促使制药机械依靠隔离系统完成差异洁净等级环境间的完全隔离,将在未来对环境质控与生产管理产生较为显著的影响,促使“精、烘、包”全过程无菌化操作人工工作量的减少,达到智能化的生产控制。
无菌已经成为制药行业基础要求,而无菌标准下的隔离操作技术,是实现制药机械提升制药效率,确保生物制品、药品、疫苗等制药产品洁净度的关键。为促使无菌隔离操作技术成为制药工业可持续发展的强有力支撑,需要兼顾效率与效果,在活性药成分制药机械、生物及中药制剂机械两大核心制药机械上,充分运用隔离操作技术,以 RABS 和 ISOLATOR等具备隔离化特征的屏蔽系统,防范生产风险与产品污染,真正意义上实现无菌化、隔离化。
参考文献
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吕刚,胡元元 生物化工
邵丽竹
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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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