除菌过滤指南解读课堂|（七）除菌过滤工艺验证分项解析

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（七）除菌过滤工艺验证分项解析

微生物截留试验是通过评估生产实际过滤工艺后模拟最差条件工艺参数，过滤含有一定量挑战微生物的产品溶液或者产品替代溶液，以确认除菌过滤器的微生物截留能力。微生物截留试验应当证明滤膜孔径分布不受药品或工艺的影响，并且药物和工艺均不会将微生物的大小降低到使其能穿过除菌级过滤器。这一部分的验证对于药品的无菌保证水平是相当关键的。

1.1挑战用微生物的选择

缺陷型短波单胞菌（ATCC 编号19146）是监管机构和行业内公认的除菌过滤器验证中细菌截留实验的标准挑战微生物。原因是：

• 该细菌尺寸非常小，直径大约为0.3 ～ 0. 4 微米，长度0. 6 ～ 1. 0 微米。

• 它是水源性的革兰氏阴性菌，对于药品生产过程中可能的污染菌有广泛的代表性。

• 不致病且能相对稳定地产生大小和形态可重现的单细胞菌群。

缺陷型短波单胞菌的加入量应当能够在预定的时间内提供稳定的挑战浓度，并应尽可能确认缺陷型短波单胞菌的单分散性状态，不能聚集粘连成团。

在有些情况下，缺陷型短波单胞菌可能不能代表最差条件，例如在实际生产现场的药品中发现比缺陷型短波单胞菌更小的菌则需要考虑采用该细菌进行细菌挑战实验。如果使用其他细菌，应保证该细菌足够细小至足以挑战除菌级别过滤器的截留性能，并能代表药品中发现的最小微生物。应尽可能地进行微生物负荷的鉴别和量化研究，掌握所分离的微生物的形态学特征，为挑战性微生物的选择提供依据，同时也能稳定地培养出大小和形态合适的挑战菌。

1.2挑战用滤膜或者滤器选择

• 在除菌过滤验证中使用滤膜还是全尺寸工艺过滤器取决于验证的目的。微生物截留实验的目的是验证特定膜材的细菌截留效能，那么使用小的测试膜片是满足条件的。

• 微生物挑战实验中所用的滤膜必须使用和实际生产中所用过滤器完全相同材质的的滤膜，应包括多个批次的滤膜（通常三个批次）。

• 其中至少应有一个批次为低泡点（低规格）滤膜。低泡点（低规格）滤膜是指其完整性测试的数值符合但是非常接近（例如，10％之内）过滤器生产商提供的滤器合格规范限值，以在微生物挑战实验中使用最差条件的滤膜。

• 如果在验证中没有使用低泡点滤膜，那么在实际生产中所使用的标准溶液滤芯泡点值必须高于验证实验中所使用滤膜的最小泡点值。

• 微生物截留验证研究中使用的过滤膜的物理完整性检测数值应包括在试验报告中。物理完整性检测应使用具有标准值的物料进行，如水、70/30%异丙醇、或其他溶液。微生物挑战试验前后均应进行完整性测试。

1.3 微生物截留试验条件选择

由于存在药品导致微生物大小减小的可能性，因此尽可能地将挑战微生物在药品中直接培养进行挑战。有些情况下可能需使用替代溶液进行试验，例如，产品有杀菌性等。这种情况下，可行的替代方案是先用测试过滤器在模拟实际工艺的最差工艺参数条件下暴露于药物溶液当中，然后在第二阶段使用改性后的溶液或修改过的工艺条件进行进行细菌挑战试验。对于具有相同组分而只有浓度不同的同一族产品，可以用挑战极限浓度的方法进行验证，替代性地接受中间的浓度。如果某一产品被确定为最差情况的代表，需要提供合理的数据。

过滤温度、过滤时间、过滤批量和压差或流速会影响细菌截留试验的结果。根据实际生产条件，建议对实际生产的过滤工艺进行一次彻底评估，以便合理设计微生物截留实验条件。需要包含在评估范围内的因素有：

• 过滤药品的组分和性质（配方、表面活性剂、添加剂、pH值、粘度、渗透压、离子强度）

• 过滤工艺条件（过滤时间、过滤温度、过滤压差、过滤流速、过滤批量和重复使用）

• 过滤器信息及过滤链组成，是否是冗余过滤？

• 实际药品和生产环境中实际生物负荷的特点和水平

按照最差条件选择要求，微生物截留试验过程中过滤时间应达到或者超过实际生产过程的最长工艺时间，过滤压差或流速应达到或超过实际生产过程的最大压差和/或单位面积的最大流速（在过滤器制造商的设计规范内）。在验证过程中同时模拟压差和流速是不可能的。在设计挑战试验条件时过滤器的使用者应该确认哪个参数与特定工艺的相关性更高，以便为微生物截留试验条件的确定提供依据。不同参数的风险影响可以参见下表1。

表1. 过滤因素风险影响

值得提出的是，不同过滤器生产商之间的验证报告是不能相互覆盖的。如果在生产过程中有两个不同生产商提供同一材质的过滤器，验证应该分别进行。

1.4 微生物截留实验结果判读

如果微生物截留验证实验中，在过滤器的下游检测到挑战微生物，则应进行调查。如果调查确认挑战微生物能穿透完整性检测达标的过滤器，那么就应重新考虑此种类型过滤器在该工艺条件下的适用性。

过滤工艺化学兼容性验证的目的是用来评估在特定工艺条件下过滤装置与料液的化学相容性，以避免可能的过滤器受损或变形，以防止料液受到浸出物或颗粒物的污染。

2.1 化学兼容性实验考虑因素

• 跟细菌挑战实验不同，化学兼容性试验应涵盖整个装置，不只是滤膜。在过滤过程中，工艺的液压和化学腐蚀的影响，相比滤膜整体过滤器会有更显著的体现。过滤器装置中滤膜以不同支撑方式装配，而且其它构造材料对过滤器的完整性和性能也极为重要。

• 试验的设计应考虑料液性质、过滤温度和接触时间等。按照最差条件选择要求，化学兼容性实验过程中过滤时间应达到或者超过实际生产过程的最长工艺时间，实验过滤温度应达到或者超过生产过程的最高工艺温度。

• 由于过滤装置与过滤料液或溶剂之间可能存在诸多化学相互作用，过滤器生产商所提供的代表性溶剂的化学兼容性表通常只作为参考，过滤器使用者需要进行更全面和更有针对性的测试。

2.2 化学兼容性实验检测项目

化学兼容性实验检测项目包括：

• 接触料液前后的目视检查

• 过滤过程中流速变化

• 滤膜重量/厚度的变化

• 过滤前后起泡点等完整性检测数值的变化等。

化学兼容性验证应将过滤器暴露在药物溶液使用最差的工艺条件进行。

值得注意的是，过滤器中滤膜的兼容性也可在微生物截留测试中得到确认，因为暴露于实际药品的滤膜已表明能够提供无菌滤液。可提取物结果也揭示了过滤器装置的化学相容性，因为在实际验证研究中除了过滤器材料之外其他外来组分必须不存在。

吸附是所过滤的料液中的某些成分粘附在滤膜上的过程，可能影响料液的构成和浓度。过滤器中吸附性的材料包括滤膜、硬件和支撑性材料。吸附试验条件可以根据实际生产条件确定，流速、过滤时间、料液浓度、防腐剂浓度、温度和pH值等因素都可能影响吸附效果。吸附试验中采用的检测方法可以采用产品质量标准中所确定的相关检测方法。

往期回顾：

除菌过滤指南解读课堂|《除菌过滤技术及应用指南》发布

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除菌过滤指南解读课堂|（二）对过滤器供应商进行管理时要注意哪些要素？

除菌过滤指南解读课堂|（三）两个除菌过滤器串联就是冗余过滤吗？

除菌过滤指南解读课堂|（四）过滤器的性能确认可以替代过滤工艺验证吗？

除菌过滤指南解读课堂|（五）什么是验证主计划？

除菌过滤指南解读课堂|（六）什么时候应当进行除菌过滤工艺验证？

下期预告：

什么情况下需要进行过滤工艺再验证？

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