除菌级液体过滤器的正确选择和应用

徐 岚 徐卫国

(1.江西天施康中药股份有限公司，江西鹰潭335200；2.上海掌健信息科技有限公司，上海200125)

0 引言

除菌级液体过滤器是指在工艺条件下每平方厘米的有效过滤面积可以截留107CFU(CFU，Colony-Forming Units，指单位体积中的活菌个数)的缺陷假单胞菌的过滤器。除菌过滤器广泛应用于最终灭菌产品和非最终灭菌产品的生产中。作为无菌药品生产的一个重要环节，除菌级液体过滤器的细菌截留能力、材质、操作参数以及除菌级液体过滤器与流体之间的相互作用等因素直接影响着药品的质量。

新版GMP无菌药品附录1第42条：进入无菌生产区的生产用气体(如压缩空气、氮气，不包括可燃性气体)均应经过除菌过滤，应当定期检查除菌过滤器和呼吸过滤器的完整性。无菌药品附录1第62条：可采用湿热、干热、离子辐射、环氧乙烷或过滤除菌的方式进行灭菌。每一种灭菌方式都有其特定的适用范围，灭菌工艺必须与注册批准的要求相一致，且应当经过验证。另外，无菌药品附录1第63条、第64条、第75条等条款都规范了过滤器的选择、使用与验证等的相关内容。

1 一般除菌过滤器的特点

除菌过滤器主要是采用大比表面积，并采用过滤精度为0.22μm以上的微滤滤芯，主要用于防止空气和水中的杂质和有害细菌、微生物等进入罐体、生产线和无菌产品中。

除菌过滤器有以下特点：

(1)除菌过滤器一般采用十字悬挂式，水平进出。多芯过滤器可设计成落地式。

(2)有些使用场合根据实际需要分成预过滤器、精过滤器2种。

(3)空气流向：从外向内穿过滤芯。

(4)进入除菌过滤器的压缩空气必须先经过至少三级的精密过滤器及干燥机进行除油、除水、除尘，油雾浓度应≤10-8，否则将影响除菌滤芯的使用寿命，达不到预期的除菌效果。

(5)定期杀菌，根据实际使用情况，采用经过过滤的洁净饱和蒸汽杀菌，每天每次杀菌30 min。蒸汽温度＜140℃，蒸汽压力＜0.3 MPa。缓慢开关阀门。

(6)作为罐体、设备的呼吸器使用时，其作用主要在于连通大气以防止设备内部呈负压状态，并隔离开空气中的污染源，其在过滤方面的功能不大。

随着新版GMP的推行实施，除菌过滤器的完整性测试越来越受到企业和药监检查的重视，几乎是逢检必查，特别是关键工艺和关键控制步骤的过滤器的完整性测试已经成为每次实施新版GMP工作的检查重点。除菌过滤器的材质和种类很多，企业要根据生产工艺的特点和用途进行正确的选择。

2 除菌级液体过滤器的选择

2.1 安全性

正是因为过滤器的材质和种类太多，所以除菌级液体过滤器的正确选择应重点从评估滤材和过滤装置的安全性着手，过滤器供应商应当提供过滤器元件的来源和毒性资料，包括动物源的元件的来源资料。

2.2 操作范围

根据过滤器供应商提供的过滤器资料，如最高操作温度、压差和灭菌限值、水的流速、最大的正向和反向的压差限值等参数，并结合企业生产的实际工艺参数要求来正确地选择合适的过滤器。

2.3 对供应商的要求

过滤器供应商需有合格资质，应能提供验证指南、证明适应性文件、批生产质量报告、使用/维护/保养指南等。证明适应性文件应包括生物安全性、细菌截留试验、化学兼容性、溶出物、颗粒物、无纤维释放、易氧化物、最高操作温度、压差和灭菌限值、水的流速、最大正向和反向压差限值等内容。

3 除菌级液体过滤器的应用

3.1 过滤前微生物污染水平的控制

对于最终灭菌产品，一般对过滤后/湿热灭菌前的微生物污染水平进行控制，包括过滤后/灭菌前的微生物总数及所含微生物的耐热性。对于非最终灭菌产品，对过滤前微生物污染水平进行控制，常见的控制要求为药液污染水平不高于10 CFU/100 mL，即每100 mL样品中含有的细菌群落总数不得超过10 CFU。

正确使用除菌级液体过滤器虽然能够大大降低产品微生物数量，但并不能作为保证产品无菌的唯一手段，笔者认为控制整个生产过程中的微生物污染才是确保产品质量的最有效手段。

3.2 操作文件的制定

根据除菌级液体过滤器验证(细菌截留、析出物、兼容性等)的最差条件制定压差、温度、流速、过滤时间等的范围。如生产过程中的最长过滤时间应不得长于验证中的最长过滤时间。文件中还应规定压差、温度、流速、过滤时间等关键参数超标时的处理措施。

3.3 完整性测试

过滤器供应商需进行细菌挑战测试来确认过滤器的完整性，并将测试结果与物理完整性测试结果相关联。药品生产企业通常采用非破坏性物理性完整性测试，包括起泡点、扩散/前进流和压力保持/衰减。

根据完整性测试的时机，不同的法规有不同的要求。表1为不同法规的完整性测试的时机。

表1 不同法规的完整性测试的时机

表1中的EU GMP为欧盟药品生产质量管理规范；FDA为美国食品药物管理局；PDA为美国注射剂协会。笔者认为，过滤器使用前的完整性测试应确保过滤器在灭菌过程中未受到损伤，选择过滤前组装好且灭菌后进行在线测试较为稳妥。

3.4 过滤器的清洗与存放

通常情况下除菌级液体过滤器在使用后应当被丢弃，只有经过验证明确了同一品种可进行重复使用最多批次次数的前提下，才能按照经验证的清洗方法进行清洗并保存。

3.4.1 清洗剂的选择

清洗剂的选择是根据清洗的效果以及膜与清洁剂的化学兼容性来综合考虑。同时选用的清洁剂应能够去除并检测残留，不应对所生产的产品产生不良影响。较常用的为酸与碱，酸的主要作用是去除无机盐，碱的主要作用是去除生物聚合体、脂肪、蛋白质及糖类。

3.4.2 影响清洗效果的因素

清洗时间、清洁剂浓度、清洗温度影响着清洗的效果。

通常随着清洗温度的升高，杂质溶解量增加，清洗效果越好，但当温度达到一定值时，清洁效果并不会随着温度的升高而更好，且不同材质的滤芯对使用的温度有不同要求，清洁温度的选择应在保证清洁效果的基础上同时考察滤芯的特性而定。

清洗时间、清洁剂浓度必须根据清洁验证的参数制定，只有当各个影响因素都确定的前提下，清洗才能够达到既定的效果。

3.4.3 存放

过滤器使用后至清洁开始的存放时间、清洗结束后至灭菌干燥的时间、灭菌后至下次使用前的保留时间都必须进行验证，以确保过滤器的安全使用。过滤器应干燥存放，根据过滤器供应商建议的干燥参数，可以使用干燥器进行干燥，也可以用无菌的压缩空气进行吹干，无论以何种方式干燥，都必须确保对干燥后的过滤器滤芯进行密封保管。

4 除菌级液体过滤器的验证

新版GMP无菌药品附录1第75条：非最终灭菌产品的过滤除菌应当符合以下要求：

(1)可最终灭菌的产品不得以过滤除菌工艺替代最终灭菌工艺。如果药品不能在其最终包装容器中灭菌，可用0.22μm(更小或相同过滤效力)的除菌过滤器将药液滤入预先灭菌的容器内。由于除菌过滤器不能将病毒或支原体全部滤除，可采用热处理方法来弥补除菌过滤的不足。

(2)应当采取措施降低过滤除菌的风险。宜安装第2只已灭菌的除菌过滤器再次过滤药液，最终的除菌过滤器应当尽可能接近灌装点。

(3)除菌过滤器使用后，必须采用适当的方法立即对其完整性进行检查并记录。常用的方法有起泡点试验、扩散流试验或压力保持试验。

(4)过滤除菌工艺应当经过验证，验证中应当确定过滤一定量药液所需的时间及过滤器两侧的压力。任何明显偏离正常时间或压力的情况应当有记录并进行调查，调查结果应当归入批记录。

(5)同一规格和型号的除菌过滤器的使用时限应当经过验证，一般不得超过1个工作日。

可见对除菌过滤器的法规要求很严格。药品生产企业应按新版GMP无菌药品附录去执行，认真做好除菌过滤器的验证工作，才能确保无菌药品的生产质量。

4.1 确认或验证的项目

用于非最终灭菌产品的除菌过滤的过滤器必须进行确认或验证的项目包括：细菌截留、溶出物、化学兼容性。用于可最终灭菌产品的过滤器必须进行验证的项目为溶出物评估。

4.1.1 细菌截留试验

使用缺陷假单胞菌ATTCC襆19146TM，过滤器要进行表面积至少达到107CFU/cm2水平的截留试验。一般由过滤器供应商进行确认。

4.1.2 过滤器的溶出物评估

对模拟实际工艺关键参数的最差条件进行试验，最差条件至少包括工艺中的温度、时间、灭菌方法。对工艺接触过程中可能从过滤器溶入产品中的溶出物进行定性分析和定量估算。通常为了避免产品组分对溶出物的检测产生干扰，会选择模型溶剂替代工艺流体进行溶出物确认。

4.1.3 过滤物与过滤器的化学兼容性评估

待测过滤器组件以静态浸泡或循环冲洗的方式与产品接触，温度不低于最高工艺温度，接触时间超过最长工艺时间，检查接触完成后的过滤器是否有损坏或发生物理变化，通过比较过滤前后过滤器的完整性来评价化学兼容性。化学兼容性由流体、过滤温度和接触时间决定，应选择实际工艺采用的过滤器进行测试。

4.2 除菌级液体过滤器的重复使用验证

评估的主要因素包括：重复使用的工艺和方式；需要模拟实际重复使用的最差条件建立验证参数，包括多次灭菌、单次流量和总流量、多次清洗、压差、流速、温度、工艺流体的物理化学特性和总微生物污染水平；在上述参数条件下，进行完整性检测，选择过滤器批次和数量进行细菌截留测试，还需要进行溶出物检测，并评估是否需要进行析出物检测；需要证明重复使用时，不同批次间对过滤器进行清洗的方法和清洁效果不会影响药品质量，即活性成分残留和清洁溶解残留应符合要求。

4.3 再验证

经过验证被用于特定除菌过滤工艺的除菌过滤器，在工艺条件发生改变或者过滤器制造方面发生改变时，需要进行再验证。

需要考虑进行再验证的情况主要有：单位面积的流速高于已验证的参数；过滤压差超过被验证参数；暴露时间超过被验证的时间；过滤面积不变的情况下提高过滤量；过滤温度改变；产品配方改变，包括浓度、pH或电导率；过滤器的灭菌程序改变；过滤器的制造商改变，或者过滤器的生产者改变了过滤膜的配方以及过滤器的其他结构性材料等。

5 结语

除菌过滤器的材质和种类很多，企业要根据生产工艺的特点和用途进行正确的选择。特别是关键工艺和关键控制步骤的过滤器的完整性测试和验证工作已成为实施新版GMP的检查重点。无菌药品生产企业一定要根据自身产品工艺的特点，结合除菌级液体过滤器的特性，通过一系列的验证来完善除菌级液体过滤器的应用，使其达到最佳效果，最终确保无菌药品的生产质量。

[1]国家食品药品监督管理局药品认证管理中心.药品GMP指南·无菌药品[M].中国医药科技出版社，2011