【原创】无菌隔离器,这些你都了解吗?


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  无菌隔离器无需庞大的净化系统,大幅降低了运行成本,而其本身生产技术的提高,必将在制药行业及其它领域得到更广泛的应用。

中国粉体网讯  隔离技术最早起源于第二次世界大战时使用的手套箱技术,用于处理放射性物质以保护操作人员安全。自20世纪80年代以来,隔离技术的应用日益广泛。最初,供实验室使用的无菌检查隔离器在欧洲发展起来,该设备通过提供可靠的环境保障来有效防止微生物对待测试物品的污染,可减少假阳性的产生;随后,无菌隔离系统开始广泛应用于食品工业、制药工业等领域。目前,国际上常用的隔离系统主要有无菌隔离器(isolator)和限制进出屏障系统(restricted access barrier system,RABS)等。



限制进出屏障系统RABS和无菌隔离器Isolator
(图片来源:马尾,孙石磊.无菌隔离器的优势及其发展趋势)


一、无菌隔离器(isolator)


1、无菌隔离器原理


无菌隔离器是由刚性和/或柔性屏障材料构成的密闭空间,含有集成式汽化过氧化氢(VHP)灭菌系统,可对隔离器内空气和有效暴露的表面进行反复灭菌,以去除生物负载。灭菌完成后,可通过高效过滤器(HEPA)进行空气交换,并可恒定舱内压力以阻绝外界污染。


无菌隔离系统主要包括操作舱体、VHP灭菌系统、空气处理系统、物料进出和传递门系统、仪器仪表等相关部件。通过设计良好的密闭气流系统、正压保护系统、灭菌系统和传递系统,最大程度减少了人员与检验样品的接触机率,可规避污染风险,尤其是假阳性风险的产生。


2、无菌隔离器分类


2022年8月25日,欧盟发布GMP附录1《无菌药品生产》指南最终版。在《无菌药品生产》第四章“屏障技术”中介绍了隔离器在设计、背景环境、手套更换频次、净化方法等方面的要求。在“术语”中对无菌隔离器的分类如下:


▪封闭式隔离器系统通过与辅助设备的无菌连接而不是对周围环境开放来完成物料转移,从而阻断外部污染物进入隔离器内部。封闭系统在整个操作中保持密封。


▪开放式隔离器系统的设计允许操作过程中物料通过一个或多个开口连续或半连续进出。开口从工程学上(如使用连续过压)阻断外部污染进入隔离器。


3、与无菌隔离器相关的法规制定


2002年,美国药典首次以独立通则形式介绍用于药品无菌检查的隔离系统指导原则;中国药典则在2005年版无菌检查法附录下首次提及可采用无菌隔离系统作为检验环境保障。


中国药典2010年版附录ⅪH无菌检查法中规定,“无菌检查应在环境洁净度10000级下的局部洁净度100级的单向流空气区域内或隔离系统中进行”。


2014年,中国药典对微生物实验室的增补征求意见《附录ⅩⅧG药品微生物实验室质量管理指导原则》中说明,“无菌检查应在B级背景下的A级单向流洁净区域或D级背景下的隔离器中进行”。


中国药典2015年版通则微生物内容第3次公开征求意见的通知中《1101无菌检查法》中取消了第2次公开征求意见中对环境要求的明确说明。新增加了《9206无菌检查用隔离系统验证指导原则》,这是中国药典中首次纳入隔离器,其中提到“无菌检查用隔离器安装环境的洁净度要求建议不低于我国现行GMP中D级空气洁净度要求,安装隔离器的房间应限制无关人员出入”。自此,大量制药质控实验室开始在2015年后引进无菌检查用隔离系统作为检验环境的保障平台。


《中华人民共和国药典》2020年版(ChP2020)四部通则9206无菌检查用隔离系统验证指导原则中对无菌检查法等做出了相关要求,并制定了配套的无菌检查用隔离系统验证和应用指导原则,对无菌隔离器的相关验证进行了规范。


随着中国药典和GMP要求的不断发展完善,无菌隔离器在无菌检查中的应用已成为趋势,日益受到国内制药企业的关注。


4、无菌隔离器的优势


无菌隔离器的优势明显,因其采用完全密闭的系统将生产空间与周围环境和操作人员完全隔离,可保护产品免遭环境污染(包括来自操作人员在过滤和密封时带来的污染)。据2015年的统计数据,30%的原料药都具有强烈的毒性,无菌隔离器的应用可保护操作人员免受生产过程中有毒、有害物质带来的伤害。


此外,无菌隔离器配备的单独高效过滤器、空气处理系统和无菌隔离器集成气化过氧化氢灭菌系统,可自动控制无菌隔离器中的生产环境条件。通过阴性分数法或过度杀灭法证实灭菌隔离器可以使微生物数降至10–6,而在传统洁净室内,微生物数只能控制在10–3的水平。


二、RABS系统


欧盟GMP附录1《无菌药品生产》第四章“屏障技术”中对RABS的定义:提供一个封闭但未完全密封、符合规定的空气质量条件的环境(对于无菌工艺为A级)并使用刚性外壳和一体式手套使内部与周围洁净室环境隔开的系统。RABS的内表面用杀孢子剂进行消毒和净化。操作人员使用手套、半身工作服、RTP和其它集成转移接口处理或传输物料至RABS内部。根据设计,RABS的门很少会开启,并且仅在严格的预先定义的条件下打开。


▪空气溢流到房间的主动RABS:一种主动的空气溢出到房间的RABS,其使用一个完整的HEPA过滤送风,为关键工艺提供单向流,而空气溢出进入关键工艺下方的房间。


▪通过高效过滤器回风的主动RABS:通过高效过滤器回风的主动RABS使用完整的HEPA过滤送风,为关键工艺提供单向流。它也使用通过HEPA过滤器回风防止有害产品迁移到周围或微生物污染迁移到RABS。


▪空气溢流到周围环境的被动RABS:在空气溢流到周围环境的被动RABS中,由房顶安装的HEPA过滤器提供给关键区域的气流,围护结构的底部向房间开放,以提供通过该系统的气流。


法规指南中RABS有关技术要求,与征求意见稿相比,取消了有关RABS的分类。


RABS隔离装置反映了现代医药产品生产的无菌卫生技术水平。RABS系统由层流系统、围挡系统、手套箱、小门系统和控制系统组成。RABS系统的主要功能有:单向流保护,系统围挡,手套箱或小门系统,完整性测试孔,压差在线监测,安全互锁的防护门,固定安装在隔离系统上的取物手套等,这些都保障了高清洁度的生产环境。在使用RABS隔离装置时,要求生产过程是一个相对稳定的生产过程,超净室系统一样,污物进入后,对其进行排除的时间和费用问题也是不利的要素。


三、Isolator隔离器和RABS隔离系统的区别


从隔离系统设计本身分析,RABS的回风系统会产生回风不均匀的问题,导致外围环境空气质量下降,且人员操作的污染风险相对较高。无菌隔离器的背景环境要求在D级以上,简化了人员的更衣程序,更方便人员进行生产操作。已有研究对使用过氧化氢进行无菌隔离器灭菌的方法进行了验证,确认其灭菌效果合格。因而,无菌隔离器生产前的灭菌操作可排除其他因素对人员操作验证结果的影响。


在生产过程中Isolator隔离器是不允许开启小门的,而RABS生产过程中必要情况下是可以开启小门进行干预的。由于Isolator生产过程中不允许开启小门,因此利用手套箱进行操作可触及的范围有限,但背景要求低于RABS。


小结:

就无菌隔离器而言,能够为无菌检查提供一个可靠的无菌环境,可保障无菌试验是在可控、可靠、封闭、低生物负载的环境下进行,也可使试验用物品和辅助设备免受来自环境和人员操作的污染,避免假阳性的产生,从而提高了测试性能。同时,无菌隔离器无需庞大的净化系统,大幅降低了运行成本,而其本身生产技术的提高,也必将在制药行业及其它领域得到更广泛的应用。


参考来源:
1、杨惠毛,田治文等.在无菌隔离器内进行冻干制剂生产操作的规范性研究
2、寇文月,王娇娇等.无菌检查隔离器在无菌检查中的应用
3、王光磊,刘鑫.隔离技术在无菌原料药生产过程中的应用
4、厉高慜,潘伟婧等.中国药典2020年版无菌检查用隔离系统验证和应用指导原则修订概况
5、马尾,孙石磊.无菌隔离器的优势及其发展趋势
6、吴文蕾,程锦生等.无菌检查隔离器的应用
7、韩源,贾晓艳.无菌生产用隔离器与RABS的技术要求


(中国粉体网编辑整理/青黎)


注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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