开放式限制进出隔离系统气流流型解析与新型测试装置的应用

摘 要：本文深度解读开放式限制进出隔离系统气流流型测试方案的设计要点，阐述了点阵式气流流型测试装置在开放式限制进出隔离系统气流流型测试过程中的应用及其优越性。并以开放式限制进出隔离系统气流的“真实”状态为依据，证明开放式限制进出隔离系统具备A级环境控制的能力。

关键词：气流流型，点阵式气流流型测试装置，环境控制

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.01.038

0 引 言

气流流型测试方法是一种用于确定气流流型的实验方法，这种方法通常用于研究流体力学、空气动力学和流体流动的特性。常用的方法有烟雾法、压力分布法、激波法、粒子图像测速法和热线法。

气流流型测试作为反应无菌操作的关键测试，其测试方法和结果是否合理直接关系到无菌保障水平是否达到要求。一个科学的气流流型设计，能够正确反应关键区域和关键操作下的气流流动是否符合要求，能否有效减少产品微生物污染风险。如今，随着中国加入PIC/S的进程加快，制药企业开始深刻认识到气流流型测试的重要性。

1 气流流型测试方案设计要点及其意义

气流流型测试结果为无菌操作关键区域的确认、维持和监测提供了重要证明，能够确定气流流向和气流流型真实状态，证明开放式限制进出隔离系统（以下简称ORABS）的环境控制能力。

ORABS气流流型测试已经倍受关注，在无菌药品生产过程中，气流是控制污染的重要手段，也是维持和监测无菌环境稳定性的关键措施，具备充足、稳定、洁净的气流，可以维持A级环境的空气质量，从而保证产品无菌性和安全性。

1.1 气流流型检查过程中常见的缺陷项

近年来关于ORABS气流流型测试检查出的缺陷主要有以下几种：未在“静态”和“动态”两种条件下分别进行气流流型测试；未进行日常干预和纠正性干预操作下的气流流型测试；气流流型检查未通过视频记录或记录视频无时间证明；气流流型测试模拟物品与实际不符；气流流型测试或评估未覆盖全部生产操作；气流流型测试结果判定不准确。

通过上面的检查缺陷并结合无菌药品生产的法规要求，ORABS气流流型测试需要包含：

（1）关键区的静态与动态测试；

（2）确定干预清单及模拟所有生产操作对气流的影响[2]；

（3）模拟最大生产量所需全部生产物品（即最差条件）的气流流型测试；

（4）气流流型作为一种记录需按照数据完整性的要求进行管理[3]。

1.2 气流流型测试方案设计要点

1.2.1 零动力气流流型测试

即ORABS停止运行的情况下，对其内部气流流型的测试，零动力时，气流呈无规律状态，用以证明ORABS是形成单向流的关键设备。

1.2.2 静态运行气流流型测试

静态运行气流流型测试是确认设备能够维持洁净度的一种手段，其气流流型必须为向下的单向流，无气流交叉、无涡流和紊流，无气流保护不到的区域，以保证生产前洁净度符合要求。

1.2.3 动态生产运行气流流型测试

1.2.3.1 无干扰动态运行测试

无干扰动态运行测试过程中，其气流流型必须为向下的单向流，无气流交叉、无涡流和紊流，无气流保护不到的区域，以保证生产过程中洁净度符合要求。

1.2.3.2 有干扰动态运行测试

测试在日常操作和干扰操作下，气流流型是否满足既定要求，是否仍对操作区域处于保护作用。

需要保证：气流流型测试覆盖全部的日常操作和干扰操作；关键容器具、设备及物料为日常生产使用的最大量，满足最差条件；操作人数为最大生产操作人数；产品要模拟最差的暴露程度；人员操作过程中要模拟最远端的操作位置（要考虑操作人员身高及手臂长短等），这些因素会影响人员进入气流保护区域的范围及时长；进行开门操作及干扰的测试；有产生气流的设备在气流保护区域内工作时，需要在测试的过程中开启设备，如浮游菌采样器。

在有干扰动态运行测试的过程中，操作过程不得产生逆流或乱流，不得破坏产品或直接接触产品物料的First air；开门干扰不得产生从低级别到高级别的气流，不可因气流从高级别快速流向低级别，而导致ORABS下部出现无气流保护区域；产生气流的设备需采用等动力装置或有其他措施减小气流的影响，从而保证设备在运行过程中不影响ORABS的正常气流流型。

2 气流流型测试实施过程中的要求

2.1 时间要求

气流流型测试拍摄视频要有时间水印，视频录制开始时应录制某个装置的时间显示，此装置的时间需要与标准时间一致且不可更改，用以证明气流流型拍摄的真实时间。

2.2 设备位置及状态要求

视频开始时需录制设备所在房间的编号、压差以及设备名称、编号、运行频率，录制展示板，展示板上至少标明设备名称、编号、拍摄内容、拍摄人、复核人、拍摄状态、拍摄时间等信息，用以明确现场设备处于的环境及运行状态。

2.3 拍摄要求

应拍摄烟雾气流从发出到消失的全过程，测试高度为最大生产操作高度，拍摄位置和测试高度应相近。拍摄视频应清晰，无遮挡。拍摄设备分辨率要能够保证视频清晰度。采用双机位或多机位拍摄，多角度展现气流流型状态，便于更好地分析设备气流流型的真实状态。拍摄视频可以导出并作为重要的数据保存，并符合数据完整性的原则。

3 点阵式气流流型测试装置在气流流型测试中的应用

为解决以往测试方法的缺陷以及现有测试要求，笔者发明了点阵式气流流型测试装置[4]。解决了气流流型测试的一系列难题，其结构特点及使用优越性如图1所示。

如图1所示，这种点阵式气流流型测试装置配有四个可升降支架。两个主管道a被多个发烟管道e固定连接，主管道a有三个开口用封闭堵头封死，每个发烟管道e装有多个细小的发烟口c，所有发烟口c行列整齐。主管道a和发烟管道e可根据需要设计长短，由组装套筒f连接固定。

使用时，根据需要调整支架高度，并旋紧套竿固定螺丝j，将点阵式气流流型测试装置放在四个支撑架h上，由发烟管道固定卡环g卡紧，进烟口d连接纯水烟雾发生器，开机即可进行气流流型测试，每个测试口发烟方向均与气流方向垂直，避免管路对气流的影响。

本点阵式气流流型测试装置每个出烟口都经过出烟量测试，保证测试结果的有效性。

3.1 实测效果

从侧向角度观看，每一排出烟口气流重合，表示这一排无横向气流，无乱流，无逆流。拍摄从左到右，每一排气流均可拍摄到，见图2（本图仅展示某一特定角度）。

3.2 优越性

（1）安全：动态气流流型要求生产设备处于生产运行状态，工位如无ORABS手套，人员只能进入ORABS内部测试，容易损坏设备，影响内部气流，同时也存在安全隐患。有开门干扰的状态下，如由人员手持平行度管在开门位置发烟会影响操作人员的正常操作，从而不能真实地反应操作过程对气流流形的影响。点阵式气流流型测试装置完美解决这一问题，只需操作员将设备安放到ORABS内部即可。

（2）准确：普通平行度管监测有较多弊端。首先，OR ABS手套操作只能扫扇形面积，测试区域受限；其次，平行度管自身较重，测试人员佩戴ORABS手套的情况下无法稳定扫描，易发生手抖、速度不均一的现象，从而导致气流流型测试结果不是设备的真实状态，误判为气流流型紊乱。点阵式气流流型测试装置完美解决这一问题，只需操作员将设备安放到ORABS内部即可。

（3）人员：节省人力成本，无需人员操作，架好测试装置后，只需人员拍摄即可。

4 结 语

当下气流流型测试方法的改进已刻不容缓，其包括内容不仅限于此，随着行业的发展，从业人员认知的不断进步，将逐步设计出更全面的解析和更优越的测试方法。

参考文献

[1]韩源.对隔离装置进行气流方向与显形检查的要点[J].化工与医药工程，2022，43（4）：21-25.

[2]杨惠毛，田治文，杨文竹，等.在无菌隔离器内进行冻干制剂生产操作的规范性研究[J].中国医药工业杂志，2021，52（12）：1663-1669.

[3]SANDL E T. Impor tance of Air-Flow studies （ FDA）[ EB/OL] .（2 010 -11-3 0） [2 0 2 4 - 0 5-10] .ht t ps： //www.pharmaceuticalonline.com/doc/importance-of-air-flowstudiesfda-0001.

[4]董帅，刘莹，何伟，等.气流流型测试系统及其点阵式气流流型测试：ZL 2021 2 1366868.5[P].2021-11-30.

作者简介

董帅，本科，工程师，研究方向为生物化学制药。

王英伟，通信作者，本科，副高级工程师，研究方向为生物化学制药、质量管理。

（责任编辑：张瑞洋）