浅谈无菌检查用隔离器

陈颖

（杭州默沙东制药有限公司，浙江 杭州 310000）

无菌检查是评估产品是否符合无菌要求的关键手段，无菌检查技术是确保无菌检查结果准确可靠的重要保障。隔离器（isolator）技术是无菌制药领域广泛应用的无菌检查保障手段。19世纪80年代中期就开始使用隔离器来建立一个无菌检查工作环境。由于隔离器系统从根本上避免了分析人员与物品的直接接触，再加上测试前隔离器内用灭菌剂灭菌，无菌隔离器内环境的生物负载达到GMP规定最大A级洁净度。可以说，隔离器技术降低了分析人员与测试物品的交叉污染并避免环境污染，同时也保护分析人员不受有毒有害物质的伤害。与传统的洁净区相比，隔离器技术在无菌检查中的运用，不仅明显降低成本，更为重要的是大大降低无菌检查中发生假阳性结果的概率。

1 无菌检查用隔离器法规与技术背景

随着无菌隔离器在无菌检查中越来越广泛的运用，相应的法规要求也越来越明朗。

中国药典2020年版9206无菌检查用隔离系统验证和应用指导原则详细说明无菌隔离器的具体要求，从结构、安装位置到验证，再到应用。

美国药典USP 1117 ＜Microbiological best laboratory practices＞中提到隔离器技术对于无菌检查的利好—“Isolators have been shown to have lower levels of environmental contamination than manned clean rooms，and therefore， are generally less likely to produce false-positive results.”一方面确保环境可靠性，另一方面是避免化学消毒引发的假阴性结果。USP 1208＜STERILITY TESTING—VALIDATION OF ISOLATOR SYSTEMS＞中详细介绍无菌隔离器的历史、设计结构、验证等内容。

国际药品认证合作组织 PIC/S PI 012-3 ＜Recommendation on Sterility Testing＞中提到隔离器技术用于无菌检查，同时PIC/S PI 014-3＜Recommendation on Isolators used for aseptic processing and sterility testing＞也介绍无菌检查用隔离器。

美国食品和药物管理局关于无菌产品的行业指导＜FDA guidance for industry on sterile products produced by aseptic processing＞明确提到使用隔离器系统有助于保护产品且降低污染风险—“Use of an isolator system further enhances product protection”，“A process conducted in an isolator can have a low risk of contamination because of the lack of direct human intervention and can be simulated with a lower number of units as a proportion of the overall operation”，“The use of isolators for sterility testing minimizes the chance of a false positive test result”，同时有单独的附录1介绍无菌过程隔离器。

2 无菌检查用隔离器的结构简介

无菌隔离器为不锈钢与玻璃结构，外部结构自左往右分别为设备电柜及操作面板、传递舱（传递舱可根据需求选配）、操作舱。隔离器内部集成蒸汽灭菌系统、无菌测试泵、环境监测用尘埃粒子计数器和浮游菌采样器。采用单向层流风提供A级洁净级别的局部洁净区，内室采用正压设计，能够更好地保证无菌环境要求。所有进入和排出隔离器的空气均通过过滤系统过滤，如H14高效过滤器（HEPA）。

3 隔离器系统的验证

在使用隔离器用于无菌检查前，必须完成隔离器的验证。隔离器作为大型设备设施，从完成制造到释放使用前包括工厂验收测试（FAT）、调试（commissioning）、安装确认（IQ）、运行确认（OQ）、灭菌循环开发与有效性确认（CD&MBQ）、性能确认（PQ）等测试验证环节。不同生产厂家对隔离器不同阶段测试验证内容会有所不同，值得注意的是，FAT内容不完全等同于IOQ，甚至有些在FAT执行的关键活动不在IOQ重复。因此，在隔离器FAT前通过隔离器的工艺流程图（P&ID）依据工作原理及用途识别关键部件的验证活动，确保这些关键活动发生在IOQ阶段。此外，还应提早明确隔离器数据可靠性的要求，在FAT和commissioning阶段进行数据可靠性的确认便于提早识别任何潜在的偏离，及时在IOQ验证活动前进行调整或修正可以很好地避免验证活动中数据可靠性的例外发生。在IOQ完成后，PQ活动前应进行灭菌循环开发并对灭菌参数的有效性进行确认，灭菌参数的有效性确认MBQ也可以认为是PQ活动的一部分，本文将CD与MBQ合并为单独的验证活动。

3.1 安装确认（IQ）

IQ阶段着重于隔离器外观（尺寸、结构、所用材质）、硬件（各个仪表如温湿度传感器）、计算机软件、隔离器相关文档等内容的确认。

3.2 运行确认（OQ）

OQ阶段确认重在确认隔离器系统的运行是否符合设计的功能要求。包括隔离器的仪器仪表的校准、报警功能确认、隔离器完整性检测（即泄漏测试）、灭菌阶段确认（准备阶段、条件确认、灭菌阶段、排风阶段）、数据可靠性确认等。目前最常用的是过氧化氢蒸汽进行隔离器内部表面灭菌，灭菌剂蒸汽均匀分布在隔离器舱体内，在一定浓度及时间的条件下进行灭菌，使得隔离器内部环境的微生物负载达到GMP规定A级洁净区要求。其中保持过氧化氢的浓度不低于过氧化氢的冷凝点是关键。隔离器灭菌阶段内部过氧化氢浓度和浓度分布也是重点。因此，IOQ之后需要进行灭菌循环的开发。

3.3 灭菌循环开发和灭菌参数有效性确认（CD&MBQ）

CD&MBQ旨在获得PQ及日常无菌检查过程使用的灭菌参数，实现灭菌值达到6log且具有重现性。灭菌效果受灭菌剂浓度与浓度分布影响。隔离器内灭菌剂浓度与隔离器内部的温度、湿度有关，因此，有隔离器温度分布、湿度分布的研究，而基于隔离器内部空间的大小及数据收集统计分析，目前这两项研究基本为可选项。隔离器内灭菌剂浓度分布与隔离器内部装载有关，因此，CD&MB的先决条件是隔离器内的最大/最差装载（worst-case loading）确定，对应满载下得到相应的灭菌参数。对隔离器内满载物品的摆放情况应详细描述并以图片文字形式记录。

通过布点化学指示剂对灭菌剂浓度分布状态进行监测，确认无菌隔离器内的灭菌剂是均匀分布，且达到灭菌所需有效杀灭浓度；通过布点生物指示剂对灭菌剂杀灭物品表面微生物的效力进行检测，确认无菌隔离器的灭菌对表面微生物的杀灭是有效的。灭菌循环研究最终通过生物指示剂挑战试验和/或化学指示剂的变化获得最终参数。

表面灭菌常使用的灭菌剂过氧化氢具有强腐蚀性、强氧化性，使用过程注意安全。目前市场上有使用催化分解装置，加速过氧化氢分解成水和氧气。配有该装置的隔离器从背景环境的取风可以回到背景环境，减轻空调系统压力，不过，要注意出风口应安装高效过滤系统。

3.4 性能确认（PQ）

PQ阶段确认隔离器系统满足日常无菌检查的要求。PQ活动主要包括包装完整性确认（package integrity study）、产品抑菌性检查（bacteriostasis&fungistasis）、隔离器内部无菌环境维持（hold time study）。包装完整性确认（package integrity study）主要研究灭菌剂在物料包装表面造成的渗透，特别针对具有无菌检查的产品及微生物生长能力的物料，如瓶装培养基、环境监控用的平皿。通过对产品初级包装材料内增加菌株进行灭菌循环并培养，确认隔离器灭菌循环不会对产品包装内微生物产生影响，不会影响产品内微生物的检验检出限；灭菌剂渗透到培养基中，可能会造成假阴性结果，通过验证证明灭菌过程不会影响包装内部物料的促生长能力。考虑到日常设备故障或其他异常情况，一般直接检查两个灭菌循环后包装完整性。

产品抑菌性检查（bacteriostasis&fungistasis）发生在包装完整性确认后，目的在于检查产品本身抑菌能力是否受到灭菌剂的渗透影响。

隔离器内部无菌环境维持（holding time study）研究的是在一个无菌周期内，隔离器系统保持内部环境无菌的能力。通过隔离器内部可集成尘埃粒子计数器和浮游菌采样器，加上接触采样进行环境监控。

4 结语

就无菌隔离器技术而言，能够为无菌检查提供一个可靠的无菌环境，该环境能够很好地防止微生物对测试用物料的污染，避免出现假阳性的结果。前提是有赖于操作者良好的行为习惯的保持以及对无菌隔离器定期的维护，实现这两点就需要建立稳定的无菌检查流程和完整的培训体系。需要对操作者进行关于隔离器专门程序培训，做好日常隔离器清洁、维护，并定期进行隔离器系统再验证，确保隔离器系统有效、持久而稳定地使用。