除菌過濾驗(yàn)證—細(xì)菌截留試驗(yàn)ppt課件

1、0技術(shù)報(bào)告No. 26 (2008 修訂版)Celebrating over 65 Yearsof Connecting People, Science and RegulationSM除菌過濾器的驗(yàn)證除菌過濾器的驗(yàn)證 細(xì)菌的截留細(xì)菌的截留第第6.0部分部分液體的除菌過濾液體的除菌過濾1第 6.0部分 除菌過濾器的驗(yàn)證 / 細(xì)菌的截留n6.1影響微生物截留的因素n6.2細(xì)菌截留驗(yàn)證研究需要考慮的方面n6.3挑戰(zhàn)細(xì)菌的選擇n6.4培養(yǎng)的保持n6.5培養(yǎng)條件和標(biāo)準(zhǔn)n6.6有效挑戰(zhàn)濃度n6.7挑戰(zhàn)水平n6.8聚集n6.9培養(yǎng)物的生存能力n6.10挑戰(zhàn)試驗(yàn)方法n6.11試驗(yàn)用微生物的生存能力n6.12

2、 試驗(yàn)步驟和方案n6.13非殺菌過程和液體n6.14替代液體n6.15殺菌液體n6.16過濾介質(zhì)vs.裝置n6.17壓力/流量n6.18持續(xù)時(shí)間n6.19下游取樣n6.20試驗(yàn)用膜的選擇n6.21結(jié)果的解釋n6.22產(chǎn)品的生物負(fù)荷n6.23過濾器構(gòu)造的改變目 錄2除菌級(jí)性能的基本解釋n除菌過濾是在對產(chǎn)品沒有不良影響的前提下從流動(dòng)的液體中去除微生物的過程。nASTMF 838-05 是一種標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置TM，可以用于比較所有滅菌級(jí)的膜。n證明能去除一種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)細(xì)菌(Brevundimonas diminuta) n最低濃度為107 cfu/cm2 n這是一個(gè)很好的開始，但是還要考慮其他因素3重要參考

3、 ASTM F 838-05ASTM 標(biāo)準(zhǔn) F838-05, “決定液體過濾器過濾膜細(xì)菌截留性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方法”, 賓州Conshohocken美國測試和材料協(xié)會(huì) ASTM 委員會(huì) D19(2005) 4除菌級(jí)表現(xiàn)的基本定義n2008 版 TR 26 進(jìn)一步描述了過濾器驗(yàn)證需要考慮的方面除菌過濾器驗(yàn)證要考慮的兩個(gè)重要因素: q通過適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)或同等的方法進(jìn)行細(xì)菌挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)來決定過濾器膜的級(jí)別。q由過濾器的使用者或指定的測試機(jī)構(gòu)（例如：過濾器生產(chǎn)商或契約實(shí)驗(yàn)室）n使用一種代表性的挑戰(zhàn)微生物證明能完全去除一種產(chǎn)品或一組產(chǎn)品上的細(xì)菌。n在進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)前，具有每組產(chǎn)品是按照適當(dāng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的規(guī)定生產(chǎn)和檢驗(yàn)

4、的科學(xué)依據(jù)。5挑戰(zhàn)微生物的選擇n以前一直推薦用 Pseudomonas diminuta 作為驗(yàn)證0.22 m 除菌級(jí)過濾器的細(xì)菌之選。nPseudomonas diminuta 最近基于DNA的相同性被重新劃分為Brevundimonas diminutanFDA并沒有統(tǒng)一推薦某種細(xì)菌用于細(xì)菌截留試驗(yàn)q細(xì)菌大小應(yīng)能通過 0.45 m 過濾器q其他符合要求的細(xì)菌也能被接受6時(shí)間時(shí)間影響細(xì)菌截留的因素微生物微生物大小大小形狀形狀產(chǎn)品產(chǎn)品 pH滲透壓滲透壓離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度表面活性劑表面活性劑膜膜孔徑分布孔徑分布 表面化學(xué)成分表面化學(xué)成分微孔結(jié)構(gòu)微孔結(jié)構(gòu) P流量流量溫度溫度Section 6/6.1

5、產(chǎn)品產(chǎn)品7細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n對過濾過程進(jìn)行詳盡的評(píng)估，包括：q溶劑的性質(zhì) (如：水的，酸性的，堿性的, 有機(jī)的)q過濾時(shí)間q過程壓力q過程流量q過程溫度q過濾器設(shè)計(jì)說明 q簽約細(xì)菌截留試驗(yàn)，三大廠家會(huì)給一個(gè)POP文件qSatorious的所有試驗(yàn)都在德國，millipore的析出物試驗(yàn)在美國。Section 6.28細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n產(chǎn)品細(xì)菌截留驗(yàn)證研究應(yīng)該包括多個(gè)過濾膜 (通常三個(gè)) 。最接近泡點(diǎn)的過濾膜做這個(gè)試驗(yàn)。市場流通的過濾器基本泡點(diǎn)都會(huì)比較高 n 在產(chǎn)品可能對膜造成傷害的情況下，膜的確切數(shù)量和測試設(shè)計(jì)取決于過程。Section 6.29細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n

6、用于細(xì)菌截留驗(yàn)證試驗(yàn)的三個(gè)膜中至少有一個(gè)膜應(yīng)該在試驗(yàn)前或使用前物理完整性測試數(shù)值達(dá)到或接近過濾器生產(chǎn)商的測試要求。n 可能無法獲得達(dá)到或接近過濾器生產(chǎn)商要求的膜q 在這種情況下，應(yīng)該從一批使用前完整性測試數(shù)值盡量低的膜產(chǎn)品中選取測試膜。q然后根據(jù)（驗(yàn)證研究中）使用前物理完整性測試數(shù)值最接近生產(chǎn)商要求的膜來確定一個(gè)特定過濾過程的完整性測試要求Section 6.210細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n測試報(bào)告中應(yīng)該包括細(xì)菌截留驗(yàn)證研究中得到的膜物理完整性測試值。測試報(bào)告中應(yīng)該包括細(xì)菌截留驗(yàn)證研究中得到的膜物理完整性測試值。n應(yīng)在挑戰(zhàn)測試前使用水、產(chǎn)品或其他有說明的液體來確定物理完整性應(yīng)在挑戰(zhàn)測試前使用

7、水、產(chǎn)品或其他有說明的液體來確定物理完整性Section 6.211細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n應(yīng)該在產(chǎn)品細(xì)菌挑戰(zhàn)后調(diào)查測試微生物是否在過濾器的下游重現(xiàn)。n如果調(diào)查確認(rèn)測試微生物穿過了過濾器，并且過濾器達(dá)到了完整性測試要求q那么應(yīng)重新考慮該過濾器是否適合于這樣的過程條件。Section 6.212細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n成分相同、只有濃度不同的系列產(chǎn)品可以通過挑戰(zhàn)極限濃度和接受中間一組濃度來驗(yàn)證。n如果某個(gè)單個(gè)產(chǎn)品被認(rèn)為是最差情況代表，則應(yīng)伴有依據(jù)和數(shù)據(jù)。Section 6.213細(xì)菌截留驗(yàn)證需要考慮的方面n一般來說重復(fù)使用過濾器是不實(shí)際的，或者說不建議用于制藥生產(chǎn)n但是如果重復(fù)使用除菌級(jí)

8、過濾器q應(yīng)該給出理由，并且重復(fù)使用參數(shù)應(yīng)該經(jīng)過驗(yàn)證。14測試設(shè)計(jì)的兩種方法n1. 直接接種法n2. 修改法q有時(shí)被稱為:n間接法n兩步法n再循環(huán)法151. 直接注入細(xì)菌法直接接種測試直接接種測試藥品藥品可存活可存活微生物微生物?B. Diminuta / 挑戰(zhàn)微生物挑戰(zhàn)微生物測試過濾器測試過濾器泵泵化驗(yàn)濾出液化驗(yàn)濾出液的微生物的微生物162. 間接法藥品藥品可存活可存活微生物微生物?化驗(yàn)濾出液化驗(yàn)濾出液的微生物的微生物否否改變改變產(chǎn)品產(chǎn)品/過程過程預(yù)處理過濾器預(yù)處理過濾器B. Diminuta / 挑戰(zhàn)微生物挑戰(zhàn)微生物泵泵測試過濾器測試過濾器 抗生素抗生素 防腐劑防腐劑 溫度溫度 pH1217

9、預(yù)處理 n時(shí)間n溫度n化學(xué)性質(zhì)n壓力n流量使過濾器暴露于實(shí)際的產(chǎn)品和過程條件中使過濾器暴露于實(shí)際的產(chǎn)品和過程條件中抑制配方抑制配方預(yù)處理注入物預(yù)處理注入物12沖洗緩沖器沖洗緩沖器:去除過濾器的毒殺活去除過濾器的毒殺活動(dòng)動(dòng)維持全部維持全部過程條件過程條件驗(yàn)證此步驟驗(yàn)證此步驟確保細(xì)菌活性確保細(xì)菌活性18修改產(chǎn)品、過程的兩個(gè)例子8 小時(shí)過程時(shí)間殺菌產(chǎn)品預(yù)處理預(yù)處理8 小時(shí)小時(shí)修改過的產(chǎn)品修改過的產(chǎn)品8小時(shí)小時(shí)預(yù)處理預(yù)處理截留測試截留測試預(yù)處理預(yù)處理4小時(shí)小時(shí)實(shí)際的產(chǎn)品實(shí)際的產(chǎn)品4小時(shí)小時(shí)沖洗沖洗19細(xì)菌截留研究的一般圖示接種后產(chǎn)品儲(chǔ)存罐接種后產(chǎn)品儲(chǔ)存罐無菌無菌儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存罐測試過濾器裝置測試過濾器裝置

10、細(xì)菌截留細(xì)菌截留 一般測試一般測試結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 壓力計(jì)蠕動(dòng)泵蠕動(dòng)泵化驗(yàn)化驗(yàn)過濾器支架過濾器支架()()()()(20細(xì)菌截留研究的一般圖示 接種挑戰(zhàn)溶液的再循環(huán)接種挑戰(zhàn)溶液的再循環(huán)21研究設(shè)計(jì)決策樹22Validation Strategy Study Design23Validation Strategy Study DesignIdeal Method / Approach24Validation Strategy Study DesignAlternative Approach25Validation Strategy Study Design26挑戰(zhàn)微生物的選擇 - 1.n推薦選擇Brev

11、undimonas diminuta 作為用于除菌級(jí)過濾器驗(yàn)證的微生物。n但是:q請明白FDA或其他法規(guī)機(jī)構(gòu)并沒有推薦某一種微生物作為用于驗(yàn)證的唯一微生物。q微生物的尺寸應(yīng)小到能通過 0.45 m 的過濾器q其他符合要求的微生物也可以接受。q必須建立挑戰(zhàn)細(xì)菌符合要求的模型q必須清楚過程中的生物負(fù)荷對所選擇細(xì)菌的影響27挑戰(zhàn)微生物的選擇 - 2.n推薦選擇Brevundimonas diminuta 作為用于除菌級(jí)過濾器驗(yàn)證的微生物。n目前應(yīng)用的培養(yǎng)方法有兩種:q肉湯法 (Leahy and Sullivan, 1978)q凍膏法 (Fennington Jr. and Howard Jr.,

12、1997)q兩者都符合現(xiàn)行工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)28 有效挑戰(zhàn)濃度n過濾后應(yīng)該q過濾器測試膜每平方厘米表面達(dá)到至少107 個(gè)微生物q均勻分布于膜的表面是最理想的n挑戰(zhàn)濃度 (cfu/mL) 和挑戰(zhàn)水平 (cfu/cm2).是不同的，不可混淆29有效的挑戰(zhàn)水平n最低挑戰(zhàn)水平應(yīng)為每平方厘米膜表面至少 107 cfu B. diminuta (或生物負(fù)荷)n基于Bowman對0.45 m過濾器的觀察qBowman et al., J. Pharm. Sci., 56: 222 (1967)q0.45 m 過濾器截留數(shù)量 104-106 cfu/cm2q檢查過大的孔q“除菌級(jí)”的定義30聚集n單分散性的細(xì)胞最適用于

13、挑戰(zhàn)n用光學(xué)顯微鏡甄選菌株n使用超聲波/振動(dòng)使其散開n通過光學(xué)顯微鏡和存活計(jì)數(shù)予以確定n使用 0.45 m過濾器作為過濾器挑戰(zhàn)測試中的陽性對照措施。31 測試微生物的活性n確認(rèn)挑戰(zhàn)液體中微生物的活性q藥物產(chǎn)品或替代物q微生物必須在整個(gè)挑戰(zhàn)測試的過程中是存活的 q如果損失了10倍的微生物，可能就不適合采用直接接種法來進(jìn)行挑戰(zhàn)測試。n挑戰(zhàn)前后確定活性n使用可接受的微生物學(xué)方法，如q標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)，用于上游分析q方法必須經(jīng)過驗(yàn)證 (暗示)n使用相同的培養(yǎng)基分析濾出液中細(xì)菌存在的情況。nSection 6.9/6.1132抑菌/殺菌/非分散溶液n由于直接接種法是理想的n由于測試微生物活性的一些問題，一個(gè)

14、成功的測試計(jì)劃可能需要改變q挑戰(zhàn)液體q挑戰(zhàn)條件q或兩者兼有n可能需要預(yù)處理過濾器n文件給出了定義毒性水平的指南332. 直接法可存活的可存活的微生物微生物?否否改變改變產(chǎn)品產(chǎn)品/過程過程預(yù)處理過濾器預(yù)處理過濾器B. Diminuta / 挑戰(zhàn)微生物挑戰(zhàn)微生物泵泵測試過濾器測試過濾器抗生素抗生素防腐劑防腐劑溫度溫度pH12藥品藥品化驗(yàn)濾出液化驗(yàn)濾出液中的微生物中的微生物34產(chǎn)品或過程的改變:抑菌/殺菌溶液n概述q決策過程一般不能被很好地理解。q圖2 給出了大概的指南n首選始終是直接接種法。n第二個(gè)選擇是改變產(chǎn)品/過程。n預(yù)處理過濾器需要與改變產(chǎn)品/過程結(jié)合起來進(jìn)行。n文件提供了關(guān)于定義毒性水平的

15、指南 (毒性大于 1 log)n文件沒有試圖把改變產(chǎn)品或程序的方法區(qū)分優(yōu)先次序q必須科學(xué)地使決策合理化。 Section 6.1535壓差和流量n應(yīng)包括最大過程條件n達(dá)到或超過已知壓差n達(dá)到或超過已知流量n也許不能在小范圍內(nèi)同時(shí)模擬兩者。n使用者決定哪個(gè)與特定的過程更相關(guān)n建立支持決策的理由Section 6.1736化驗(yàn)和結(jié)果解釋n可以用0.45 或 0.22 m過濾器從濾出液中回收微生物。n所有的濾出液必須經(jīng)過化驗(yàn)n要認(rèn)為一個(gè)過濾器對于某個(gè)過程來說是滅菌級(jí)別:q測試過濾器不能允許任何微生物通過q所有的陽性和陰性對照措施必須是有效的。q為確定微生物穿過了過濾器而進(jìn)行重復(fù)測試是允許的37產(chǎn)品的

16、生物負(fù)荷n產(chǎn)品的生物負(fù)荷必須經(jīng)q辨認(rèn)q確定特征 q確定數(shù)量n過濾器生物負(fù)荷(即挑戰(zhàn)水平)的計(jì)算q過濾器生物負(fù)荷=BV/A，那么nB = 微生物計(jì)數(shù) (cfu/mL)nV = 總體積 (ml)nA = 過濾器總表面積 (cm2)n過濾器生物負(fù)荷單位是cfu/cm2n允許使用者拿生產(chǎn)過濾器生物負(fù)荷與標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)測試生物負(fù)荷（107 cfu/cm2)相比較。nSection 6.2238設(shè)備測試的原理： 評(píng)估過濾器裝置的完整性n要考慮到生產(chǎn)出來的裝置可能沒有截留作用q膜未封閉好q膜遭到了破壞q構(gòu)件相交之處膜有缺陷n要考慮到不能依賴完整性測試檢查出設(shè)備在生產(chǎn)過程中形成的缺陷。39濾介體 vs. 裝置n選擇

17、膜盤還是裝置取決于驗(yàn)證操作的目的n如果目的是驗(yàn)證膜的截留性能，那么使用膜盤進(jìn)行縮小比例試驗(yàn)n完整性測試的方法必須有意義: 如: 建立泡點(diǎn)和擴(kuò)散流之間的關(guān)系n膜的完整性在安放膜的時(shí)候得以建立，在裝置測試中得以確認(rèn)。40擴(kuò)大試驗(yàn):濾介體 vs. 裝置n膜盤是適用于驗(yàn)證過程過濾裝置某些特征的一種模型。n過濾裝置必須經(jīng)過驗(yàn)證才能應(yīng)用于生產(chǎn)過程中。Section 6.1647 mm 盤盤濾筒膜膜41盤測試的原因: 確保過濾裝置完整性n過濾器最初的和過程中的完整性通過以下手段得以充分保證q證明過濾器與過程相匹配的充分研究q過濾器生產(chǎn)商質(zhì)量系統(tǒng)審查q經(jīng)驗(yàn)證的完整性測試n于過濾器使用前后恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行42壓差和流

18、量n應(yīng)包括最大過程條件n達(dá)到或超過已知壓差n達(dá)到或超過已知流量n也許不能在小范圍內(nèi)同時(shí)模擬兩者。n使用者決定哪個(gè)與特定的過程更相關(guān)n建立支持決策的理由43化驗(yàn)?zāi)さ倪x擇n通常兩者均可q0.45 m 或 0.22 mq用額定的分析過濾器回收測試微生物n一篇發(fā)表的論文支持使用0.45 m過濾器(J. Carter, PDA-JPST, Volume 50, No.3, 1996)n化驗(yàn)過濾器的選擇應(yīng)該經(jīng)過驗(yàn)證44產(chǎn)品生物負(fù)荷n驗(yàn)證設(shè)計(jì)必須考慮最初的生物負(fù)荷q辨認(rèn)q確定特征 q確定數(shù)量n過濾器生物負(fù)荷的計(jì)算qB = BV/A 在這里nB = 微生物計(jì)數(shù) (cfu/mL)nV = 總體積 (mL)nA = 過濾器總表面積 (cm2)n使用B. diminuta假定用過濾的方法去除自然生物負(fù)荷微生物更難。area45生物負(fù)荷Brevundimonas dim